专利名称：内齿轮泵及装配该内齿轮泵的方法
技术领域：
本发明大致涉及内燃发动机，更具体地说，涉及用于在内燃发动机中使用的内齿 轮泵(gerotor)及装配该内齿轮泵的方法。
背景技术：
内齿轮泵是一种利用在腔室中的一对啮合的齿轮来产生泵送作用以泵送不同液 体(例如油)的广泛使用的泵送机构。其中一个齿轮是带有外齿轮齿的内齿轮，另一个齿 轮是带有内齿轮齿的外齿轮。所述内齿轮比所述外齿轮少一个齿轮齿。所述内齿轮相对于 所述外齿轮的轮廓产生的偏差确定了该齿轮之间的腔。当所述内齿轮旋转时，所述齿之间 的所述腔在一转的一半时打开且在一转的另一半时关闭。所述腔的打开和关闭利于泵送作 用，借此液体可在所述打开状态期间通过一个通道被吸取进入所述腔并且液体在所述关闭 状态期间通过另一个通道从所述腔排出。齿轮旋转时，所述齿之间的所述腔在一转的一半 时打开且在一转的另一半时关闭。所述腔的打开和关闭利于泵送作用，借此液体可在所述 打开状态期间通过一个通道被吸取进入所述腔并且液体在所述关闭状态期间通过另一个 通道从所述腔排出。装配内齿轮泵的在前方案包括将泵轴永久固定到内齿轮上，例如，通过将两部分 焊接到一起。虽然焊接方法能提供牢固的联合，但也具有一些缺点。将所述泵轴和内齿轮 焊接到一起为相当昂贵且耗时的装配过程。另外，焊接会导致不同的连接质量并可增加制 造缺陷的可能性。另外，焊接需要额外的材料和机器。此外，还已经使用了一些非永久方法，例如通过插入接合两个槽的分立的键来联 接泵轴槽和内齿轮槽。使用分立的键也具有一些缺点，例如，所述键为仅能提供有限的旋转 方向上的固定的分立的松散的部件。旋转方向上的固定仅当所述键保持在所述泵轴槽和所 述内齿轮槽中且当所述泵轴相对于所述内齿轮不易于实质轴向运动时被提供。因此，需要 用于将所述泵轴沿轴向固定到所述内齿轮上的分立的附加装置。另外，这些现有的装配方 法导致内齿轮泵难以装配、拆卸和维修。由于至少这些原因，因此，提供一种新的内齿轮泵组件和装配内齿轮泵的方法将 是有利的。此外，在至少一些实施例中，如果这种内齿轮泵和装配方法相对于在先方案以降 低的成本和需要更少的时间而能够被实行，那将是令人期待的。另外，在至少一些实施例 中，提供一种能够以更低的制造缺陷的可能性和更少的单独部件而被装配的新的内齿轮泵 将是有利的。此外，在至少一些实施例中，提供一种允许所述泵轴和内转子的高效且可预知 的拆卸的新的内齿轮泵将是有利的。
发明内容
一方面，本发明涉及一种用于装配内齿轮泵的方法。所述内齿轮泵包括泵壳体、具 有中心泵轴轴线的泵轴、外转子和具有中心内转子轴线的内转子，所述泵壳体包括至少基 本上延伸通过该泵壳体的通道和从所述通道延伸的转子定位腔。所述装配方法包括将所述 泵轴插入通过所述泵壳体中的所述通道并至少部分地通过所述转子定位腔。所述方法还进 一步包括将所述内转子以倾斜的角度滑动到所述泵轴上，使得使所述中心内转子轴线至少 部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线。所述方法还包括旋转所述内转子，使得所述中心 内转子轴线基本对准所述中心泵轴轴线以使所述泵轴与所述内转子接合。再进一步地，所 述方法包括将所述外转子定位为围绕所述内转子以保持所述内转子相对于所述泵轴和所 述泵壳体中的至少之一的基本对准。
另一方面，公开了作为一个组件的所述内齿轮泵。所述内齿轮泵组件包括泵壳体， 所述泵壳体带有至少基本延伸通过该泵壳体的通道和从所述通道延伸的转子定位腔。所述 组件进一步具有带有中心泵轴轴线和在插入端部分中的至少一个泵轴槽的泵轴，其中所述 插入端部分被插入通过所述通道并至少部分地插入所述转子定位腔。同样，所述组件包括 具有中心内转子轴线的内转子，用于以倾斜的角度插入到所述泵轴的所述插入端部分上， 使得中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线。另外，所述内转子具有 沿径向向内延伸到内配合腔中的至少一个突出部。所述突出部与所述泵轴槽大致互补，借 此所述内转子被旋转使得所述中心内转子轴线基本对准所述中心泵轴轴线。当所述内转子 被旋转时，所述至少一个突出部与所述至少一个泵轴槽接合，相对于所述内转子和所述泵 壳体中的至少一个基本固定所述泵轴。所述组件进一步包括外转子，其中所述外转子与所 述内转子接合使得该接合基本保持所述中心内转子轴线与所述中心泵轴轴线的对准，由此 将所述泵轴与所述内转子互锁并将所述泵轴固定到所述内转子和所述泵壳体中的至少一 个上。并且在另一个示例性的方面中，本发明涉及一种具有曲轴箱和至少间接地连接到 所述曲轴箱的内齿轮泵组件的内燃发动机。所述内齿轮泵组件包括连接到所述曲轴箱或至 少部分地与所述曲轴箱一体地形成的泵壳体。所述泵壳体包括至少基本延伸通过该泵壳体 的通道和从所述通道延伸的转子定位腔。所述组件进一步包括具有中心泵轴轴线的泵轴， 其中所述泵轴能插入通过所述通道并至少部分地插入到所述转子定位腔中。所述组件另外 还包括具有中心内转子轴线的内转子，其中所述内转子能以倾斜的角度插到所述泵轴上， 使得在插入过程中，所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线。一 旦所述内转子被插到所述泵轴上，它即被定位，使得所述中心内转子轴线与所述中心泵轴 轴线基本对准并且所述泵轴接合到所述内转子。此外，所述组件包括外转子，其中所述外转 子与所述内转子接合使得该接合保持所述内转子相对于所述泵壳体和所述泵轴中的至少 一个的基本对准。在本发明的范围内可预期并考虑到多种其他的方面、对象、特征和实施例。
参照相应附图，本发明的各个实施例被公开，并且这些实施例仅为了示例性目的 而提供。本发明在其应用时不限于其在附图中所示的结构细节或部件的布置中。相反地，本发明能包含其他实施例和/或以其他不同的方式被实践或实施。所述附图示出了目前可 预期的用于实施本发明的最佳的方式。相同的附图标记被用于指示相同的部件。在附图中 图1是根据本发明的至少一些实施例的内齿轮泵组件的分解透视图；图2A-2E是显示图1的内齿轮泵组件的一部分并描绘根据本发明的至少一些实施 例的所述内齿轮泵的装配的分解横截面侧视图；图3A和图3B是根据本发明的至少一些实施例的显示图1和图2A-2E的内转子的 内转子突出部和泵轴的泵轴槽的横截面视图；图4是根据本发明的至少一些实施例的另一内齿轮泵组件的分解透视图；图5A-5E是显示图4的内齿轮泵组件的一部分并描绘根据本发明的至少一些实施 例的所述内齿轮泵的装配的分解横截面侧视图；图6是根据本发明的至少一些实施例的诸如图1-5E的装配好的内齿轮泵组件的 仰视图；以及图7是根据本发明的至少一些实施例的具有诸如图1-6的内齿轮泵组件的示例性 内燃发动机的透视图。
具体实施例方式参照图1，根据本发明的一个实施例，内齿轮泵组件2被显示为具有泵壳体4、泵轴 6、内转子8和外转子10。内齿轮泵组件2具有便于泵轴6引入泵壳体4中的特定的特征， 使得所述泵轴可被内转子8适当地固定。如图1和图2A所示，泵轴6为圆柱形形状并包括驱动端12 (图2A)和插入端部分 14。连接到驱动端12的是用于将泵轴6连接到诸如发动机的齿轮的驱动机构的连接机构 15(例如螺母、螺钉等)，其示例性实施例被显示并对照图7描述。泵轴6的插入端部分14 具有泵轴槽16。泵壳体4适合于在其内部接受泵轴6。更具体地说，泵壳体4包括具有通 道顶边缘19和通道底边缘20的圆柱形通道18。此外，根据至少一些实施例，泵壳体4包括 位于邻接通道底边缘20处的圆周的旋转间隙21。另外，泵壳体4具有从旋转间隙21延伸 到泵壳体底边缘24的圆周的转子定位腔22。旋转间隙(也被称为“腰间隙(kidney gap) ”、“凹下部分(dip) ”等)，例如旋转间 隙21，是在内齿轮泵机构中经常看到的公知特征，并至少部分地用作提供内转子和转子定 位腔之间的余隙。另外，旋转间隙可在至少一些情况下被用于调节内齿轮泵机构的流动特 性(例如湍流)。总地来说，对旋转间隙的需要是基于几个因素，包括但不限于内转子与泵 壳体之间的要求的余隙容差。另外，旋转间隙的尺寸和形状可为了方便而改变。虽然在本 文所公开的本发明的不同实施例中均有所显示，但可预期的是旋转间隙的存在并不是必然 要求或必然期望的。当旋转间隙被省略时，通道18将典型地延伸到转子定位腔22。此外，外转子10具有圆形轮廓并包括被处在内部周界上的多个内齿轮齿26围绕 的外转子腔11。内转子8也是带有沿着外部周界的外齿轮齿28的大致圆形，使得外齿轮齿 28能与内齿轮齿26啮合地接合。此外，外转子10具有尺寸被设计为紧密地安装在转子定位腔22内部的外转子圆 周29。内转子8还包括内配合腔30和沿径向向内延伸到内配合腔30中的转子突出部32，同时转子突出部32在形状和尺寸上与泵轴槽16大致互补。内配合腔30基本上为圆柱形 并具有倾斜地偏离中心内转子轴线36的中心内配合腔轴线34。也就是说，在中心内配合腔 轴线34与中心内转子轴线36之间有倾斜角α。转到图2Β-2Ε，内齿轮泵组件2的装配的示例性方式被示出。更具体地说，参考图 2Β,泵轴6的插入端部分14沿插入方向37 (其被显示为向下)从通道顶边缘19朝泵壳体底 边缘24被插入，延伸通过通道18、旋转间隙21并进入或至少基本进入到转子定位腔22中。 内转子8位于使得中心内配合腔轴线34对准中心泵轴轴线38的位置。参照图2C，当泵轴 6在适当位置时，内转子沿滑动方向39 (其被显示为向上)在泵轴6的插入端部分14上被 滑动，并基本进入转子定位腔22内部。因此，根据至少一些实施例，包括图示的实施例，内 转子8的至少一部分位于旋转间隙21内部。转向图2D，内转子8其次沿旋转方向41被旋 转，使得中心内转子轴线34现在对准中心泵轴轴线38，且转子突出部32大致互补地接合泵 轴槽16。因此，根据至少采用诸如间隙2 1的旋转间隙的那些实施例，将内转子8的至少一 部分旋转到旋转间隙的外部。如图所示，旋转方向41环绕垂直于或基本垂直于中心泵轴轴 线38的轴线。 如图2Ε的进一步显示，在内转子8旋转之后，外转子10沿定位方向43 (其被显示 为向上)被定位在内转子8上并围绕内转子8，由此将外转子10位于转子定位腔22内部 或基本位于转子定位腔22内。外转子10的内齿轮齿26啮合地接合内转子8的外齿轮齿 28 (所述齿在图1中更清楚地显示)。随着外转子10位于内转子8上并围绕内转子8的位 置时，内转子8的中心内转子轴线36被保持为与中心泵轴轴线38基本对准。此外，内转子 8和泵轴6被固定以使得沿中心内转子轴线36的相对运动被排除，更具体地说，内转子8和 泵轴6通过转子突出部32接合泵轴槽16而被固定。由于突出部32和槽16之间的接合， 内转子8和泵轴6相互固定以阻止它们之间的相对旋转的运动。另外，该接合还能用作阻 止或至少基本减小内转子8相对于泵轴6沿中心泵轴轴线38的轴向运动。这样，槽16和 突出部32之间的该接合用作允许在旋转模式下的内转子8的驱动。图3Α和图3Β分别是显示泵轴6的插入端部分14的泵轴槽16和内转子8的转子 突出部32的另外的横截面图。如图所示，泵轴槽16沿顺着泵轴6的插入端部分14的纵向 方向延伸。随着槽16沿着泵轴6从驱动端12延伸离开，槽16的深度在径向上显著地增加， 并且在相对于中心泵轴轴线38基本垂直延伸的槽边缘40处终止。转子突出部32在尺寸 和形状上与泵轴槽16大致互补，并且包括从内转子顶端44处或从内转子顶端44附近朝内 转子底端45沿径向向内逐渐地延伸到内配合腔30中的横向延伸部47。转子突出部32终 止于相对于中心内转子轴线36基本垂直地延伸的突出部边缘42。如上所述，在装配过程中 转子突出部32接合泵轴槽16，由此在旋转方向上将泵轴6固定到内转子8上。突出部边缘 42与槽边缘40的接合相对于中心内转子轴线36在轴向上将泵轴6固定到内转子8上。尽管有如上所述的实施例，内齿轮泵组件的特征(例如泵轴槽、转子突出部等)的 各种其他形状、尺寸、构造和数目可被用来固定(例如横向、轴向和/或旋转固定)适当的 内齿轮泵部件，例如，用来相对于内转子和泵壳体中的至少一个固定泵轴。具有这种变化的 实施例在本发明的范围内是可以预期和考虑到的。例如，参照图4，根据本发明的另一个实施例，内齿轮泵组件2’被显示为具有泵壳 体4’、泵轴6’、内转子8’和外转子10’。内齿轮泵组件2’具有便于将泵轴6’引入泵壳体4’的特定的特征，使得所述泵轴可被内转子8’适当地固定。如图4和图5A所示，泵轴6’为圆柱形形状并包括驱动端12’(图5A)和插入端部 分14’。连接到驱动端12’的是用于将泵轴6’连接到诸如发动机的齿轮(参见图7和下文 相关描述)的驱动机构的连接机构15’(例如螺母、螺钉等)。泵轴6’的插入端部分14’ 包括第一泵轴槽16’和第二泵轴槽16”。第一泵轴槽16’沿顺着泵轴6’的插入端部分14’ 的纵向方向延伸。第二泵轴槽16”以环形的方式围绕泵轴6’延伸，产生了泵轴6’的具有 减小的直径的区域。另外，第一泵轴槽16’被与第二泵轴槽16”交叉。泵壳体4’适合于在 其中接受泵轴6’。更具体地说，泵壳体4’包括具有通道顶边缘19’和通道底边缘20’的 圆柱形通道18’。此外，至少一个实施例中的泵壳体4’包括位于邻接通道底边缘20’处的 圆周的旋转间隙21’。另外，泵壳体4’具有从旋转间隙21’延伸到泵壳体底边缘24’的圆 周的转子定位腔22’。外转子10’具有圆形轮廓并包括被处在内部周界上的多个内齿轮齿 26’围绕的外转子腔11’。内转子8’也是带有沿着外部周界的外齿轮齿28’的大致圆形， 使得外齿轮齿28’能与内齿轮齿26’啮合地接合。此外，外转子10’具有尺寸被设计为紧密地安装在转子定位腔22’内部的外转子 圆周29。内转子8’还包括内配合腔30’和分别沿径向向内延伸到内配合腔30’中的第一 和第二转子突出部32’和32”。第一转子突出部32’在形状和尺寸上与第一泵轴槽16’大 致互补，第二转子突出部32”在形状和尺寸上与第二泵轴槽16”大致互补。内配合腔30’ 基本为圆柱形并具有成角度地偏离中心内转子轴线36’的中心内配合腔轴线34’。也就是 说，在中心内配合腔轴线34’与中心内转子轴线36’之间有倾斜角α ’。
转到图5Β-5Ε，内齿轮泵组件2’的装配的另一种示例性方式被示出。更具体地说， 参照图5Β，泵轴6’的插入端部分14’沿插入方向37’(其被显示为向下)从通道顶边缘19’ 朝泵壳体底边缘24’被插入，延伸通过通道18’、旋转间隙21’并进入或至少基本进入到转 子定位腔22’中。因此，根据至少一些实施例(包括图示的实施例)，内转子8’的至少一部 分位于使得中心内配合腔轴线34’对准中心泵轴轴线38’的位置。参照图5C，随着泵轴6’ 在适当位置，内转子沿滑动方向39’(其被显示为向上)在泵轴6’的插入端部分14’上被 滑动，并基本进入转子定位腔22’内部，使得内转子8’的至少一部分位于旋转间隙21’内。 转向图5D，内转子8，其次被沿旋转方向41’旋转，使得中心内转子轴线36’现在对准中心 泵轴轴线38’，且第一转子突出部32’接合第一泵轴槽16’，第二转子突出部32”接合第二 泵轴槽16”。因此，根据至少那些采用诸如间隙21’的旋转间隙的实施例，内转子8’的至少 一部分被旋转到所述旋转间隙外。如图所示，旋转方向41’环绕垂直于或基本垂直于中心 泵轴轴线38’的轴线。如图5Ε的进一步显示，在内转子8’旋转之后，外转子10’沿定位方向43’(其被 显示为向上)被定位在内转子8’上并围绕内转子8’，由此将外转子10’位于转子定位腔 22’内部或基本位于转子定位腔22’内。外转子10’的内齿轮齿26’啮合地接合内转子8’ 的外齿轮齿28’ (所述齿在图4中更清楚的显示)。随着外转子10’位于内转子8，上并围 绕内转子8’，内转子8，的中心内转子轴线36’被保持为与中心泵轴轴线38’基本对准。此 夕卜，内转子8，和泵轴6’被固定，更具体地说，内转子8，和泵轴6’通过第一转子突出部32’ 和第二转子突出部32”分别接合第一泵轴槽16’和第二泵轴槽116”而被固定。第一转子 突出部32’与第一泵轴槽16’的接合提供泵轴6’到内转子8’的旋转方向上的固定，第二转子突出部32”与第二泵轴槽16”的接合提供泵轴6’相对于中心内转子轴线36的轴向固 定到内转子8，。由此，由于突出部32，，32”和槽16，，16”之间的接合，内转子8，和泵轴6， 相互固定以阻止它们之间的相对旋转运动。又一次，该接合还能用作阻止或至少基本减小 内转子8’相对于泵轴6’沿中心泵轴轴线38’的轴向运动。这样，槽16’和突出部32’之 间的该接合用作允许以旋转方式驱动内转子8，。另外，虽然对相关的尺寸和 形状进行描述，但是上述部件的不同的材料和尺寸可 用来实现所述的装配。进一步地，作为内齿轮泵的惯例，泵轴驱动端12，12’被诸如齿轮或 滑轮的用于驱动泵轴6，6’的驱动源接合。图6是装配好的图1中的内齿轮泵组件2的仰视图，虽然图4的装配好的内齿轮 泵组件2’看上去基本一样。如图6所描述的并且作为内齿轮泵的惯例，当外转子10被定 位围绕泵壳体4中的内转子8时，在内齿轮齿26与外齿轮齿28之间产生的齿轮腔54包括 在泵吸入侧58上用于将液体吸入齿轮腔54的多个吸入起动室56和在泵排出侧62上用于 将液体排出齿轮腔54的排出起动室60。泵壳体4进一步包括具有用于将液体吸入到泵壳 体4中并到达齿轮腔54的吸入通道66的壳体吸入部分64，以及具有用于将液体从齿轮腔 54排出泵壳体4的排出通道70的壳体排出部分68。假设泵轴6和内转子8之间联接，泵轴6的旋转会导致内转子8和外转子10的旋 转。因此，齿轮腔54中的吸入起动室56在泵吸入侧58产生吸引压力，由此牵引液体进入 通过壳体吸入部分64并进入齿轮腔54中。所述液体然后被移动到泵排出侧62，排出起动 室60在泵排出侧62产生将液体通过壳体排出部分68推动到齿轮腔54外的排出压力。同 样如图所示，壳体吸入部分64可包括筛状吸入端口 72，且壳体排出部分68可包括分类安装 部或端口接触面74以将排出的液体直接传送到发动机75的一部分中。图7是根据本发明的至少一些另外的实施例的具有安装的内齿轮泵组件(例如， 组件2)的示例性的内燃发动机75的局部分解透视图。如图所示，内齿轮泵组件2利用一 个或更多安装点46至少间接地被固定到内燃发动机75的曲轴箱77上。可替换地，在至少 一些实施例中，泵壳体4与所述曲轴箱一体地形成。另外，泵壳体可为整体结构或由多个部 件装配而成，并且泵壳体的至少一部分与所述曲轴箱为一体。应该理解的是，可以考虑使用 各种内燃发动机，一个示例为由威斯康星科勒公司制造的Courage-Twin发动机。根据本发明的各个方面，用于装配内齿轮泵的方法在本文中被公开。在至少一些 实施例中，用于装配内齿轮泵的方法包括提供泵壳体、具有中心泵轴轴线的泵轴、外转子和 具有中心内转子轴线的内转子，所述泵壳体具有至少基本延伸通过该泵壳体的通道和从所 述通道延伸的转子定位腔。所述方法进一步包括将所述泵轴插入通过所述泵壳体中的所述 通道并至少部分地通过所述转子定位腔。所述方法还进一步包括将所述内转子以倾斜的角 度滑动到所述泵轴上，使得所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴 线。所述方法还包括旋转所述内转子，使得使所述中心内转子轴线基本对准所述中心泵轴 轴线，以使所述泵轴与所述内转子接合。再进一步地，所述方法包括将所述外转子定位为围 绕所述内转子以保持所述内转子相对于所述泵轴和所述泵壳体至少之一的基本对准。在本发明的至少一些实施例中，所述泵轴可具有带有槽的插入端部分，并且所述 方法可进一步包括将所述插入端部分插入到所述泵壳体中以将所述槽至少部分地定位到 所述转子定位腔内部。再进一步地，所述方法可包括将所述内转子滑动到所述插入端部分上。再进一步地，所述内转子可包括沿径向向内延伸进入内配合腔中的至少一个突出部，同 时所述突出部与所述槽大致互补，并且所述方法可包括进一步旋转所述内转子，使得所述 至少一个突出部接合所述至少一个泵轴槽。进一步地，在本发明的另一个实施例中，旋转所述内转子可进一步包括将所述突 出部的横向延伸部与所述槽相对于所述泵轴在纵向方向上互补地接合，使得该接合相对于 所述内转子在旋转方向上基本固定所述泵轴。在一些实施例中，旋转所述内转子可进一步 包括将所述泵轴槽的槽边缘与所述突出部的突出部边缘互补地接合，使得该接合相对于所 述中心内转子轴线将所述泵轴在轴向上基本固定到所述内转子上。在本发明的另一个实施例中，旋转所述内转子可进一步包括相对于所述泵轴沿纵 向接合所述槽和所述突出部，由此相对于所述内转子在旋转方向和轴向中的至少一个方向 上基本固定所述泵轴。在其他实施例中，旋转所述内转子可进一步包括将所述泵轴上的第 二槽与沿径向向内延伸进入所述内转子的所述内配合腔的第二突出部互补地接合，并且在 一些其他实施例中，接合所述第二突出部和所述第二槽相对于所述内转子至少部分地在轴 向方向上固定所述泵轴。
再进一步地，根据其他实施例，所述内转子具有多个外齿轮齿，所述外转子具有多 个内齿轮齿，并且所述定位可包括将所述外齿轮齿与所述内齿轮齿啮合地接合。且再进一 步地，所述外转子相对于所述内转子的所述定位可提供位于在内齿轮齿和所述外齿轮齿之 间的齿轮腔，所述齿轮腔包括在吸入侧上用于将液体吸入齿轮腔的多个吸入起动室和在排 出侧上用于将液体排出齿轮腔的排出起动室。最后，在至少一些实施例中，滑动所述内转子 可进一步包括使所述内转子的至少一部分位于旋转间隙内部，并且旋转可包括将所述内转 子的所述至少一部分旋转到所述旋转间隙的外部。虽然任何方法均按照逐步的顺序被描述，但是按照特定的时间顺序完成各个动作 或步骤并不是强制的。另外，对动作或步骤的修改、重新整理、组合、重新排序等是可以在本 说明书和权利要求书的范围内预见和考虑到的。可以明确地确定，本发明不限于本文所包括的实施例和附图，而是包括那些实施 例的修改的形式，包括落在权利要求范围内的各个实施例的部分和不同实施例的元件的组
I=I O
权利要求
一种用于装配内齿轮泵的方法，该方法包括提供泵壳体、具有中心泵轴轴线的泵轴、外转子和具有中心内转子轴线的内转子，所述泵壳体包括至少基本上延伸通过该泵壳体的通道和从所述通道延伸的转子定位腔；将所述泵轴插入通过所述泵壳体中的所述通道并至少部分地通过所述转子定位腔；将所述内转子以倾斜的角度滑动到所述泵轴上，使得所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线；旋转所述内转子，使得所述中心内转子轴线基本对准所述中心泵轴轴线以使所述泵轴与所述内转子接合；以及将所述外转子定位为围绕所述内转子，以保持所述内转子相对于所述泵壳体和所述泵轴中的至少之一的基本对准。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述泵轴包括具有槽的插入端部分，并且所述插 入进一步包括将所述插入端部分插入到所述泵壳体中，以将所述槽至少部分地定位到所述 转子定位腔的内部。
3.根据权利要求2所述的方法，其中滑动所述内转子进一步包括将所述内转子滑动到 所述插入端部分上。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述内转子包括沿径向向内延伸到内配合腔中的 至少一个突出部，该突出部与所述槽大致互补，并且其中旋转所述内转子进一步包括将所 述至少一个突出部与所述至少一个泵轴槽接合。
5.根据权利要求4所述的方法，其中旋转所述内转子进一步包括将所述突出部的横向 延伸部与所述槽相对于所述泵轴在纵向方向上互补地接合，使得该接合相对于所述内转子 在旋转方向上基本固定所述泵轴。
6.根据权利要求5所述的方法，其中旋转所述内转子进一步包括将所述泵轴槽的槽边 缘与所述突出部的突出部边缘互补地接合，使得该接合相对于所述中心内转子轴线将所述 泵轴在轴向上基本固定到所述内转子上。
7.根据权利要求4所述的方法，其中旋转所述内转子进一步包括相对于所述泵轴沿纵 向接合所述槽和所述突出部，由此相对于所述内转子在旋转方向和轴向中的至少一个方向 上基本固定所述泵轴。
8.根据权利要求7所述的方法，其中旋转所述内转子进一步包括将所述泵轴上的第二 槽与沿径向向内延伸到所述内转子的所述内配合腔中的第二突出部互补地接合。
9.根据权利要求8所述的方法，其中接合所述第二突出部和所述第二槽相对于所述内 转子至少部分地在轴向方向上固定所述泵轴。
10.根据权利要求4所述的方法，其中所述内转子具有多个外齿轮齿，所述外转子具有 多个内齿轮齿，并且所述定位包括啮合地接合所述外齿轮齿与所述内齿轮齿；并且其中所 述外转子相对于所述内转子的所述定位提供在所述内齿轮齿和所述外齿轮齿之间的齿轮 腔，所述齿轮腔包括在吸入侧上用于将液体吸入所述齿轮腔中的多个吸入起动室和在排出 侧上用于将液体排出所述齿轮腔的排出起动室。
11.根据权利要求1所述的方法，其中滑动所述内转子进一步包括使所述内转子的至 少一部分位于旋转间隙内部，并且其中旋转进一步包括将所述内转子的所述至少一部分旋 转到所述旋转间隙的外部。
12.—种内齿轮泵组件，包括泵壳体，带有至少基本上延伸通过该泵壳体的通道和从所述通道延伸的转子定位腔；泵轴，具有中心泵轴轴线和在插入端部分处中的至少一个泵轴槽，其中所述插入端部 分被插入通过所述通道并至少部分地被插入到所述转子定位腔中；内转子，具有中心内转子轴线，所述内转子以倾斜的角度被插入到所述泵轴的所述插 入端部分上使得所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线，所述内 转子具有沿径向向内延伸到内配合腔中的至少一个突出部，并且所述突出部与所述泵轴 槽大致互补，借此所述内转子能旋转以使得所述中心内转子轴线基本对准所述中心泵轴轴 线，由此所述至少一个突出部与所述至少一个泵轴槽接合，从而相对于所述内转子和所述 泵壳体中的至少一个基本固定所述泵轴；以及外转子，该外转子与所述内转子接合使得该接合基本保持所述中心内转子轴线与所述 中心泵轴轴线的对准，使得所述泵轴与所述内转子互锁以将所述泵轴固定到所述内转子和 所述泵壳体中的至少一个上。
13.根据权利要求12所述的内齿轮泵组件，其中所述突出部具有相对于所述泵轴在纵 向方向上与所述槽互补地接合的横向延伸部，并且其中该接合相对于所述内转子在旋转方 向上基本固定所述泵轴。
14.根据权利要求13所述的内齿轮泵组件，其中所述突出部具有与所述槽的槽边缘互 补地接合的突出部边缘，并且其中该接合相对于所述中心内转子轴线在轴向上将所述泵轴 基本固定到所述内转子上。
15.根据权利要求12所述的内齿轮泵组件，其中所述突出部相对于所述泵轴在纵向方 向上互补地接合所述泵轴上的所述槽，由此相对于所述内转子在旋转方向和轴向中的至少 一个方向上基本固定所述泵轴。
16.根据权利要求15所述的内齿轮泵组件，其中所述泵轴包括与所述第一槽的一部分 至少部分地交叉的环形的第二槽，并且所述内转子包括沿径向向内延伸到所述内配合腔中 的第二突出部，所述第二突出部接合所述第二槽使得所述泵轴至少部分地在轴向上固定到 所述内转子和所述泵壳体中的至少一个上。
17.根据权利要求12所述的内齿轮泵组件，其中所述内转子具有多个外齿轮齿，所述 外转子具有多个内齿轮齿，使得所述外齿轮齿啮合所述内齿轮齿，并且其中所述外转子的 多个内齿轮齿比所述内转子的所述多个外齿轮齿包括多一个齿。
18.根据权利要求17所述的内齿轮泵组件，其中所述外齿轮齿和所述内齿轮齿限定有 齿轮腔，该齿轮腔具有在齿轮吸入侧上的多个吸入起动室和在齿轮排出侧上的多个排出起 动室。
19.根据权利要求18所述的内齿轮泵组件，其中所述泵壳体进一步包括带有吸入端口 和吸入室以接受液体进入所述吸入起动室的壳体吸入部分，以及壳体排出部分，其中所述 排出起动室将所述液体排出通过排出室和排出端口。
20.根据权利要求19所述的内齿轮泵组件，其中所述泵壳体具有整体结构。
21.一种内燃发动机，包括曲轴箱；以及至少间接地连接到所述曲轴箱的内齿轮泵组件，该内齿轮泵组件包括泵壳体，该泵壳体被连接到所述曲轴箱或被与所述曲轴箱至少部分地一体地形成，所 述泵壳体具有至少基本延伸通过该泵壳体的通道和从所述通道延伸的转子定位腔；具有中心泵轴轴线的泵轴，其中所述泵轴能被插入通过所述通道并至少部分地被插入 到所述转子定位腔中；具有中心内转子轴线的内转子，其中所述内转子能以倾斜的角度插入到所述泵轴上， 使得在插入过程中所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线，一旦 被插入到所述泵轴上，所述内转子被定位使得所述中心内转子轴线与所述中心泵轴轴线基 本对准并且所述泵轴被接合到所述内转子；以及外转子，其中所述外转子被与所述内转子接合，使得该接合保持所述内转子相对于所 述泵壳体和所述泵轴中的至少一个基本对准。
22.根据权利要求21所述的内燃发动机，其中所述泵轴进一步包括具有槽的插入端部 分，并且所述内转子包括沿径向向内延伸到内配合腔中的至少一个突出部，所述突出部与 所述槽大致互补，借此，一旦所述内转子旋转，所述至少一个突出部与所述至少一个泵轴槽 接合。
23.根据权利要求22所述的内燃发动机，其中所述突出部相对于所述泵轴在纵向方向 上互补地接合所述泵轴上的所述槽，由此相对于所述内转子在旋转方向和轴向中的至少一 个方向上基本固定所述泵轴。
24.根据权利要求23所述的内燃发动机，其中所述泵轴包括与所述第一槽的一部分至 少部分地交叉的环形的第二槽，并且所述内转子包括沿径向向内延伸到所述内配合腔中的 第二突出部，所述第二突出部接合所述第二槽使得所述泵轴至少部分地在轴向上固定到所 述内转子和所述泵壳体中的至少一个上。
全文摘要
公开了一种内齿轮泵和用于装配该内齿轮泵的方法。所述内齿轮泵包括具有通道和转子定位腔的泵壳体、泵轴、内转子和外转子。所述泵轴具有中心泵轴轴线，所述内转子具有中心内转子轴线。所述方法包括将所述泵轴插入通过所述通道；将所述内转子以倾斜的角度滑动到所述泵轴上，使得所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线；旋转所述内转子以基本对准所述中心内转子轴线和所述中心泵轴轴线并使所述泵轴与所述内转子接合；以及将所述外转子定位为围绕所述内转子以保持所述内转子与所述泵壳体和/或所述泵轴的基本对准。
文档编号F04C2/10GK101970881SQ200980102239
公开日2011年2月9日 申请日期2009年2月3日 优先权日2008年2月7日
发明者保罗·A·罗索 申请人:科勒公司
技术领域：
本发明大致涉及内燃发动机，更具体地说，涉及用于在内燃发动机中使用的内齿 轮泵(gerotor)及装配该内齿轮泵的方法。
背景技术：
内齿轮泵是一种利用在腔室中的一对啮合的齿轮来产生泵送作用以泵送不同液 体(例如油)的广泛使用的泵送机构。其中一个齿轮是带有外齿轮齿的内齿轮，另一个齿 轮是带有内齿轮齿的外齿轮。所述内齿轮比所述外齿轮少一个齿轮齿。所述内齿轮相对于 所述外齿轮的轮廓产生的偏差确定了该齿轮之间的腔。当所述内齿轮旋转时，所述齿之间 的所述腔在一转的一半时打开且在一转的另一半时关闭。所述腔的打开和关闭利于泵送作 用，借此液体可在所述打开状态期间通过一个通道被吸取进入所述腔并且液体在所述关闭 状态期间通过另一个通道从所述腔排出。齿轮旋转时，所述齿之间的所述腔在一转的一半 时打开且在一转的另一半时关闭。所述腔的打开和关闭利于泵送作用，借此液体可在所述 打开状态期间通过一个通道被吸取进入所述腔并且液体在所述关闭状态期间通过另一个 通道从所述腔排出。装配内齿轮泵的在前方案包括将泵轴永久固定到内齿轮上，例如，通过将两部分 焊接到一起。虽然焊接方法能提供牢固的联合，但也具有一些缺点。将所述泵轴和内齿轮 焊接到一起为相当昂贵且耗时的装配过程。另外，焊接会导致不同的连接质量并可增加制 造缺陷的可能性。另外，焊接需要额外的材料和机器。此外，还已经使用了一些非永久方法，例如通过插入接合两个槽的分立的键来联 接泵轴槽和内齿轮槽。使用分立的键也具有一些缺点，例如，所述键为仅能提供有限的旋转 方向上的固定的分立的松散的部件。旋转方向上的固定仅当所述键保持在所述泵轴槽和所 述内齿轮槽中且当所述泵轴相对于所述内齿轮不易于实质轴向运动时被提供。因此，需要 用于将所述泵轴沿轴向固定到所述内齿轮上的分立的附加装置。另外，这些现有的装配方 法导致内齿轮泵难以装配、拆卸和维修。由于至少这些原因，因此，提供一种新的内齿轮泵组件和装配内齿轮泵的方法将 是有利的。此外，在至少一些实施例中，如果这种内齿轮泵和装配方法相对于在先方案以降 低的成本和需要更少的时间而能够被实行，那将是令人期待的。另外，在至少一些实施例 中，提供一种能够以更低的制造缺陷的可能性和更少的单独部件而被装配的新的内齿轮泵 将是有利的。此外，在至少一些实施例中，提供一种允许所述泵轴和内转子的高效且可预知 的拆卸的新的内齿轮泵将是有利的。
发明内容
一方面，本发明涉及一种用于装配内齿轮泵的方法。所述内齿轮泵包括泵壳体、具 有中心泵轴轴线的泵轴、外转子和具有中心内转子轴线的内转子，所述泵壳体包括至少基 本上延伸通过该泵壳体的通道和从所述通道延伸的转子定位腔。所述装配方法包括将所述 泵轴插入通过所述泵壳体中的所述通道并至少部分地通过所述转子定位腔。所述方法还进 一步包括将所述内转子以倾斜的角度滑动到所述泵轴上，使得使所述中心内转子轴线至少 部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线。所述方法还包括旋转所述内转子，使得所述中心 内转子轴线基本对准所述中心泵轴轴线以使所述泵轴与所述内转子接合。再进一步地，所 述方法包括将所述外转子定位为围绕所述内转子以保持所述内转子相对于所述泵轴和所 述泵壳体中的至少之一的基本对准。
另一方面，公开了作为一个组件的所述内齿轮泵。所述内齿轮泵组件包括泵壳体， 所述泵壳体带有至少基本延伸通过该泵壳体的通道和从所述通道延伸的转子定位腔。所述 组件进一步具有带有中心泵轴轴线和在插入端部分中的至少一个泵轴槽的泵轴，其中所述 插入端部分被插入通过所述通道并至少部分地插入所述转子定位腔。同样，所述组件包括 具有中心内转子轴线的内转子，用于以倾斜的角度插入到所述泵轴的所述插入端部分上， 使得中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线。另外，所述内转子具有 沿径向向内延伸到内配合腔中的至少一个突出部。所述突出部与所述泵轴槽大致互补，借 此所述内转子被旋转使得所述中心内转子轴线基本对准所述中心泵轴轴线。当所述内转子 被旋转时，所述至少一个突出部与所述至少一个泵轴槽接合，相对于所述内转子和所述泵 壳体中的至少一个基本固定所述泵轴。所述组件进一步包括外转子，其中所述外转子与所 述内转子接合使得该接合基本保持所述中心内转子轴线与所述中心泵轴轴线的对准，由此 将所述泵轴与所述内转子互锁并将所述泵轴固定到所述内转子和所述泵壳体中的至少一 个上。并且在另一个示例性的方面中，本发明涉及一种具有曲轴箱和至少间接地连接到 所述曲轴箱的内齿轮泵组件的内燃发动机。所述内齿轮泵组件包括连接到所述曲轴箱或至 少部分地与所述曲轴箱一体地形成的泵壳体。所述泵壳体包括至少基本延伸通过该泵壳体 的通道和从所述通道延伸的转子定位腔。所述组件进一步包括具有中心泵轴轴线的泵轴， 其中所述泵轴能插入通过所述通道并至少部分地插入到所述转子定位腔中。所述组件另外 还包括具有中心内转子轴线的内转子，其中所述内转子能以倾斜的角度插到所述泵轴上， 使得在插入过程中，所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线。一 旦所述内转子被插到所述泵轴上，它即被定位，使得所述中心内转子轴线与所述中心泵轴 轴线基本对准并且所述泵轴接合到所述内转子。此外，所述组件包括外转子，其中所述外转 子与所述内转子接合使得该接合保持所述内转子相对于所述泵壳体和所述泵轴中的至少 一个的基本对准。在本发明的范围内可预期并考虑到多种其他的方面、对象、特征和实施例。
参照相应附图，本发明的各个实施例被公开，并且这些实施例仅为了示例性目的 而提供。本发明在其应用时不限于其在附图中所示的结构细节或部件的布置中。相反地，本发明能包含其他实施例和/或以其他不同的方式被实践或实施。所述附图示出了目前可 预期的用于实施本发明的最佳的方式。相同的附图标记被用于指示相同的部件。在附图中 图1是根据本发明的至少一些实施例的内齿轮泵组件的分解透视图；图2A-2E是显示图1的内齿轮泵组件的一部分并描绘根据本发明的至少一些实施 例的所述内齿轮泵的装配的分解横截面侧视图；图3A和图3B是根据本发明的至少一些实施例的显示图1和图2A-2E的内转子的 内转子突出部和泵轴的泵轴槽的横截面视图；图4是根据本发明的至少一些实施例的另一内齿轮泵组件的分解透视图；图5A-5E是显示图4的内齿轮泵组件的一部分并描绘根据本发明的至少一些实施 例的所述内齿轮泵的装配的分解横截面侧视图；图6是根据本发明的至少一些实施例的诸如图1-5E的装配好的内齿轮泵组件的 仰视图；以及图7是根据本发明的至少一些实施例的具有诸如图1-6的内齿轮泵组件的示例性 内燃发动机的透视图。
具体实施例方式参照图1，根据本发明的一个实施例，内齿轮泵组件2被显示为具有泵壳体4、泵轴 6、内转子8和外转子10。内齿轮泵组件2具有便于泵轴6引入泵壳体4中的特定的特征， 使得所述泵轴可被内转子8适当地固定。如图1和图2A所示，泵轴6为圆柱形形状并包括驱动端12 (图2A)和插入端部分 14。连接到驱动端12的是用于将泵轴6连接到诸如发动机的齿轮的驱动机构的连接机构 15(例如螺母、螺钉等)，其示例性实施例被显示并对照图7描述。泵轴6的插入端部分14 具有泵轴槽16。泵壳体4适合于在其内部接受泵轴6。更具体地说，泵壳体4包括具有通 道顶边缘19和通道底边缘20的圆柱形通道18。此外，根据至少一些实施例，泵壳体4包括 位于邻接通道底边缘20处的圆周的旋转间隙21。另外，泵壳体4具有从旋转间隙21延伸 到泵壳体底边缘24的圆周的转子定位腔22。旋转间隙(也被称为“腰间隙(kidney gap) ”、“凹下部分(dip) ”等)，例如旋转间 隙21，是在内齿轮泵机构中经常看到的公知特征，并至少部分地用作提供内转子和转子定 位腔之间的余隙。另外，旋转间隙可在至少一些情况下被用于调节内齿轮泵机构的流动特 性(例如湍流)。总地来说，对旋转间隙的需要是基于几个因素，包括但不限于内转子与泵 壳体之间的要求的余隙容差。另外，旋转间隙的尺寸和形状可为了方便而改变。虽然在本 文所公开的本发明的不同实施例中均有所显示，但可预期的是旋转间隙的存在并不是必然 要求或必然期望的。当旋转间隙被省略时，通道18将典型地延伸到转子定位腔22。此外，外转子10具有圆形轮廓并包括被处在内部周界上的多个内齿轮齿26围绕 的外转子腔11。内转子8也是带有沿着外部周界的外齿轮齿28的大致圆形，使得外齿轮齿 28能与内齿轮齿26啮合地接合。此外，外转子10具有尺寸被设计为紧密地安装在转子定位腔22内部的外转子圆 周29。内转子8还包括内配合腔30和沿径向向内延伸到内配合腔30中的转子突出部32，同时转子突出部32在形状和尺寸上与泵轴槽16大致互补。内配合腔30基本上为圆柱形 并具有倾斜地偏离中心内转子轴线36的中心内配合腔轴线34。也就是说，在中心内配合腔 轴线34与中心内转子轴线36之间有倾斜角α。转到图2Β-2Ε，内齿轮泵组件2的装配的示例性方式被示出。更具体地说，参考图 2Β,泵轴6的插入端部分14沿插入方向37 (其被显示为向下)从通道顶边缘19朝泵壳体底 边缘24被插入，延伸通过通道18、旋转间隙21并进入或至少基本进入到转子定位腔22中。 内转子8位于使得中心内配合腔轴线34对准中心泵轴轴线38的位置。参照图2C，当泵轴 6在适当位置时，内转子沿滑动方向39 (其被显示为向上)在泵轴6的插入端部分14上被 滑动，并基本进入转子定位腔22内部。因此，根据至少一些实施例，包括图示的实施例，内 转子8的至少一部分位于旋转间隙21内部。转向图2D，内转子8其次沿旋转方向41被旋 转，使得中心内转子轴线34现在对准中心泵轴轴线38，且转子突出部32大致互补地接合泵 轴槽16。因此，根据至少采用诸如间隙2 1的旋转间隙的那些实施例，将内转子8的至少一 部分旋转到旋转间隙的外部。如图所示，旋转方向41环绕垂直于或基本垂直于中心泵轴轴 线38的轴线。 如图2Ε的进一步显示，在内转子8旋转之后，外转子10沿定位方向43 (其被显示 为向上)被定位在内转子8上并围绕内转子8，由此将外转子10位于转子定位腔22内部 或基本位于转子定位腔22内。外转子10的内齿轮齿26啮合地接合内转子8的外齿轮齿 28 (所述齿在图1中更清楚地显示)。随着外转子10位于内转子8上并围绕内转子8的位 置时，内转子8的中心内转子轴线36被保持为与中心泵轴轴线38基本对准。此外，内转子 8和泵轴6被固定以使得沿中心内转子轴线36的相对运动被排除，更具体地说，内转子8和 泵轴6通过转子突出部32接合泵轴槽16而被固定。由于突出部32和槽16之间的接合， 内转子8和泵轴6相互固定以阻止它们之间的相对旋转的运动。另外，该接合还能用作阻 止或至少基本减小内转子8相对于泵轴6沿中心泵轴轴线38的轴向运动。这样，槽16和 突出部32之间的该接合用作允许在旋转模式下的内转子8的驱动。图3Α和图3Β分别是显示泵轴6的插入端部分14的泵轴槽16和内转子8的转子 突出部32的另外的横截面图。如图所示，泵轴槽16沿顺着泵轴6的插入端部分14的纵向 方向延伸。随着槽16沿着泵轴6从驱动端12延伸离开，槽16的深度在径向上显著地增加， 并且在相对于中心泵轴轴线38基本垂直延伸的槽边缘40处终止。转子突出部32在尺寸 和形状上与泵轴槽16大致互补，并且包括从内转子顶端44处或从内转子顶端44附近朝内 转子底端45沿径向向内逐渐地延伸到内配合腔30中的横向延伸部47。转子突出部32终 止于相对于中心内转子轴线36基本垂直地延伸的突出部边缘42。如上所述，在装配过程中 转子突出部32接合泵轴槽16，由此在旋转方向上将泵轴6固定到内转子8上。突出部边缘 42与槽边缘40的接合相对于中心内转子轴线36在轴向上将泵轴6固定到内转子8上。尽管有如上所述的实施例，内齿轮泵组件的特征(例如泵轴槽、转子突出部等)的 各种其他形状、尺寸、构造和数目可被用来固定(例如横向、轴向和/或旋转固定)适当的 内齿轮泵部件，例如，用来相对于内转子和泵壳体中的至少一个固定泵轴。具有这种变化的 实施例在本发明的范围内是可以预期和考虑到的。例如，参照图4，根据本发明的另一个实施例，内齿轮泵组件2’被显示为具有泵壳 体4’、泵轴6’、内转子8’和外转子10’。内齿轮泵组件2’具有便于将泵轴6’引入泵壳体4’的特定的特征，使得所述泵轴可被内转子8’适当地固定。如图4和图5A所示，泵轴6’为圆柱形形状并包括驱动端12’(图5A)和插入端部 分14’。连接到驱动端12’的是用于将泵轴6’连接到诸如发动机的齿轮(参见图7和下文 相关描述)的驱动机构的连接机构15’(例如螺母、螺钉等)。泵轴6’的插入端部分14’ 包括第一泵轴槽16’和第二泵轴槽16”。第一泵轴槽16’沿顺着泵轴6’的插入端部分14’ 的纵向方向延伸。第二泵轴槽16”以环形的方式围绕泵轴6’延伸，产生了泵轴6’的具有 减小的直径的区域。另外，第一泵轴槽16’被与第二泵轴槽16”交叉。泵壳体4’适合于在 其中接受泵轴6’。更具体地说，泵壳体4’包括具有通道顶边缘19’和通道底边缘20’的 圆柱形通道18’。此外，至少一个实施例中的泵壳体4’包括位于邻接通道底边缘20’处的 圆周的旋转间隙21’。另外，泵壳体4’具有从旋转间隙21’延伸到泵壳体底边缘24’的圆 周的转子定位腔22’。外转子10’具有圆形轮廓并包括被处在内部周界上的多个内齿轮齿 26’围绕的外转子腔11’。内转子8’也是带有沿着外部周界的外齿轮齿28’的大致圆形， 使得外齿轮齿28’能与内齿轮齿26’啮合地接合。此外，外转子10’具有尺寸被设计为紧密地安装在转子定位腔22’内部的外转子 圆周29。内转子8’还包括内配合腔30’和分别沿径向向内延伸到内配合腔30’中的第一 和第二转子突出部32’和32”。第一转子突出部32’在形状和尺寸上与第一泵轴槽16’大 致互补，第二转子突出部32”在形状和尺寸上与第二泵轴槽16”大致互补。内配合腔30’ 基本为圆柱形并具有成角度地偏离中心内转子轴线36’的中心内配合腔轴线34’。也就是 说，在中心内配合腔轴线34’与中心内转子轴线36’之间有倾斜角α ’。
转到图5Β-5Ε，内齿轮泵组件2’的装配的另一种示例性方式被示出。更具体地说， 参照图5Β，泵轴6’的插入端部分14’沿插入方向37’(其被显示为向下)从通道顶边缘19’ 朝泵壳体底边缘24’被插入，延伸通过通道18’、旋转间隙21’并进入或至少基本进入到转 子定位腔22’中。因此，根据至少一些实施例(包括图示的实施例)，内转子8’的至少一部 分位于使得中心内配合腔轴线34’对准中心泵轴轴线38’的位置。参照图5C，随着泵轴6’ 在适当位置，内转子沿滑动方向39’(其被显示为向上)在泵轴6’的插入端部分14’上被 滑动，并基本进入转子定位腔22’内部，使得内转子8’的至少一部分位于旋转间隙21’内。 转向图5D，内转子8，其次被沿旋转方向41’旋转，使得中心内转子轴线36’现在对准中心 泵轴轴线38’，且第一转子突出部32’接合第一泵轴槽16’，第二转子突出部32”接合第二 泵轴槽16”。因此，根据至少那些采用诸如间隙21’的旋转间隙的实施例，内转子8’的至少 一部分被旋转到所述旋转间隙外。如图所示，旋转方向41’环绕垂直于或基本垂直于中心 泵轴轴线38’的轴线。如图5Ε的进一步显示，在内转子8’旋转之后，外转子10’沿定位方向43’(其被 显示为向上)被定位在内转子8’上并围绕内转子8’，由此将外转子10’位于转子定位腔 22’内部或基本位于转子定位腔22’内。外转子10’的内齿轮齿26’啮合地接合内转子8’ 的外齿轮齿28’ (所述齿在图4中更清楚的显示)。随着外转子10’位于内转子8，上并围 绕内转子8’，内转子8，的中心内转子轴线36’被保持为与中心泵轴轴线38’基本对准。此 夕卜，内转子8，和泵轴6’被固定，更具体地说，内转子8，和泵轴6’通过第一转子突出部32’ 和第二转子突出部32”分别接合第一泵轴槽16’和第二泵轴槽116”而被固定。第一转子 突出部32’与第一泵轴槽16’的接合提供泵轴6’到内转子8’的旋转方向上的固定，第二转子突出部32”与第二泵轴槽16”的接合提供泵轴6’相对于中心内转子轴线36的轴向固 定到内转子8，。由此，由于突出部32，，32”和槽16，，16”之间的接合，内转子8，和泵轴6， 相互固定以阻止它们之间的相对旋转运动。又一次，该接合还能用作阻止或至少基本减小 内转子8’相对于泵轴6’沿中心泵轴轴线38’的轴向运动。这样，槽16’和突出部32’之 间的该接合用作允许以旋转方式驱动内转子8，。另外，虽然对相关的尺寸和 形状进行描述，但是上述部件的不同的材料和尺寸可 用来实现所述的装配。进一步地，作为内齿轮泵的惯例，泵轴驱动端12，12’被诸如齿轮或 滑轮的用于驱动泵轴6，6’的驱动源接合。图6是装配好的图1中的内齿轮泵组件2的仰视图，虽然图4的装配好的内齿轮 泵组件2’看上去基本一样。如图6所描述的并且作为内齿轮泵的惯例，当外转子10被定 位围绕泵壳体4中的内转子8时，在内齿轮齿26与外齿轮齿28之间产生的齿轮腔54包括 在泵吸入侧58上用于将液体吸入齿轮腔54的多个吸入起动室56和在泵排出侧62上用于 将液体排出齿轮腔54的排出起动室60。泵壳体4进一步包括具有用于将液体吸入到泵壳 体4中并到达齿轮腔54的吸入通道66的壳体吸入部分64，以及具有用于将液体从齿轮腔 54排出泵壳体4的排出通道70的壳体排出部分68。假设泵轴6和内转子8之间联接，泵轴6的旋转会导致内转子8和外转子10的旋 转。因此，齿轮腔54中的吸入起动室56在泵吸入侧58产生吸引压力，由此牵引液体进入 通过壳体吸入部分64并进入齿轮腔54中。所述液体然后被移动到泵排出侧62，排出起动 室60在泵排出侧62产生将液体通过壳体排出部分68推动到齿轮腔54外的排出压力。同 样如图所示，壳体吸入部分64可包括筛状吸入端口 72，且壳体排出部分68可包括分类安装 部或端口接触面74以将排出的液体直接传送到发动机75的一部分中。图7是根据本发明的至少一些另外的实施例的具有安装的内齿轮泵组件(例如， 组件2)的示例性的内燃发动机75的局部分解透视图。如图所示，内齿轮泵组件2利用一 个或更多安装点46至少间接地被固定到内燃发动机75的曲轴箱77上。可替换地，在至少 一些实施例中，泵壳体4与所述曲轴箱一体地形成。另外，泵壳体可为整体结构或由多个部 件装配而成，并且泵壳体的至少一部分与所述曲轴箱为一体。应该理解的是，可以考虑使用 各种内燃发动机，一个示例为由威斯康星科勒公司制造的Courage-Twin发动机。根据本发明的各个方面，用于装配内齿轮泵的方法在本文中被公开。在至少一些 实施例中，用于装配内齿轮泵的方法包括提供泵壳体、具有中心泵轴轴线的泵轴、外转子和 具有中心内转子轴线的内转子，所述泵壳体具有至少基本延伸通过该泵壳体的通道和从所 述通道延伸的转子定位腔。所述方法进一步包括将所述泵轴插入通过所述泵壳体中的所述 通道并至少部分地通过所述转子定位腔。所述方法还进一步包括将所述内转子以倾斜的角 度滑动到所述泵轴上，使得所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴 线。所述方法还包括旋转所述内转子，使得使所述中心内转子轴线基本对准所述中心泵轴 轴线，以使所述泵轴与所述内转子接合。再进一步地，所述方法包括将所述外转子定位为围 绕所述内转子以保持所述内转子相对于所述泵轴和所述泵壳体至少之一的基本对准。在本发明的至少一些实施例中，所述泵轴可具有带有槽的插入端部分，并且所述 方法可进一步包括将所述插入端部分插入到所述泵壳体中以将所述槽至少部分地定位到 所述转子定位腔内部。再进一步地，所述方法可包括将所述内转子滑动到所述插入端部分上。再进一步地，所述内转子可包括沿径向向内延伸进入内配合腔中的至少一个突出部，同 时所述突出部与所述槽大致互补，并且所述方法可包括进一步旋转所述内转子，使得所述 至少一个突出部接合所述至少一个泵轴槽。进一步地，在本发明的另一个实施例中，旋转所述内转子可进一步包括将所述突 出部的横向延伸部与所述槽相对于所述泵轴在纵向方向上互补地接合，使得该接合相对于 所述内转子在旋转方向上基本固定所述泵轴。在一些实施例中，旋转所述内转子可进一步 包括将所述泵轴槽的槽边缘与所述突出部的突出部边缘互补地接合，使得该接合相对于所 述中心内转子轴线将所述泵轴在轴向上基本固定到所述内转子上。在本发明的另一个实施例中，旋转所述内转子可进一步包括相对于所述泵轴沿纵 向接合所述槽和所述突出部，由此相对于所述内转子在旋转方向和轴向中的至少一个方向 上基本固定所述泵轴。在其他实施例中，旋转所述内转子可进一步包括将所述泵轴上的第 二槽与沿径向向内延伸进入所述内转子的所述内配合腔的第二突出部互补地接合，并且在 一些其他实施例中，接合所述第二突出部和所述第二槽相对于所述内转子至少部分地在轴 向方向上固定所述泵轴。
再进一步地，根据其他实施例，所述内转子具有多个外齿轮齿，所述外转子具有多 个内齿轮齿，并且所述定位可包括将所述外齿轮齿与所述内齿轮齿啮合地接合。且再进一 步地，所述外转子相对于所述内转子的所述定位可提供位于在内齿轮齿和所述外齿轮齿之 间的齿轮腔，所述齿轮腔包括在吸入侧上用于将液体吸入齿轮腔的多个吸入起动室和在排 出侧上用于将液体排出齿轮腔的排出起动室。最后，在至少一些实施例中，滑动所述内转子 可进一步包括使所述内转子的至少一部分位于旋转间隙内部，并且旋转可包括将所述内转 子的所述至少一部分旋转到所述旋转间隙的外部。虽然任何方法均按照逐步的顺序被描述，但是按照特定的时间顺序完成各个动作 或步骤并不是强制的。另外，对动作或步骤的修改、重新整理、组合、重新排序等是可以在本 说明书和权利要求书的范围内预见和考虑到的。可以明确地确定，本发明不限于本文所包括的实施例和附图，而是包括那些实施 例的修改的形式，包括落在权利要求范围内的各个实施例的部分和不同实施例的元件的组
I=I O
权利要求
一种用于装配内齿轮泵的方法，该方法包括提供泵壳体、具有中心泵轴轴线的泵轴、外转子和具有中心内转子轴线的内转子，所述泵壳体包括至少基本上延伸通过该泵壳体的通道和从所述通道延伸的转子定位腔；将所述泵轴插入通过所述泵壳体中的所述通道并至少部分地通过所述转子定位腔；将所述内转子以倾斜的角度滑动到所述泵轴上，使得所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线；旋转所述内转子，使得所述中心内转子轴线基本对准所述中心泵轴轴线以使所述泵轴与所述内转子接合；以及将所述外转子定位为围绕所述内转子，以保持所述内转子相对于所述泵壳体和所述泵轴中的至少之一的基本对准。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述泵轴包括具有槽的插入端部分，并且所述插 入进一步包括将所述插入端部分插入到所述泵壳体中，以将所述槽至少部分地定位到所述 转子定位腔的内部。
3.根据权利要求2所述的方法，其中滑动所述内转子进一步包括将所述内转子滑动到 所述插入端部分上。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述内转子包括沿径向向内延伸到内配合腔中的 至少一个突出部，该突出部与所述槽大致互补，并且其中旋转所述内转子进一步包括将所 述至少一个突出部与所述至少一个泵轴槽接合。
5.根据权利要求4所述的方法，其中旋转所述内转子进一步包括将所述突出部的横向 延伸部与所述槽相对于所述泵轴在纵向方向上互补地接合，使得该接合相对于所述内转子 在旋转方向上基本固定所述泵轴。
6.根据权利要求5所述的方法，其中旋转所述内转子进一步包括将所述泵轴槽的槽边 缘与所述突出部的突出部边缘互补地接合，使得该接合相对于所述中心内转子轴线将所述 泵轴在轴向上基本固定到所述内转子上。
7.根据权利要求4所述的方法，其中旋转所述内转子进一步包括相对于所述泵轴沿纵 向接合所述槽和所述突出部，由此相对于所述内转子在旋转方向和轴向中的至少一个方向 上基本固定所述泵轴。
8.根据权利要求7所述的方法，其中旋转所述内转子进一步包括将所述泵轴上的第二 槽与沿径向向内延伸到所述内转子的所述内配合腔中的第二突出部互补地接合。
9.根据权利要求8所述的方法，其中接合所述第二突出部和所述第二槽相对于所述内 转子至少部分地在轴向方向上固定所述泵轴。
10.根据权利要求4所述的方法，其中所述内转子具有多个外齿轮齿，所述外转子具有 多个内齿轮齿，并且所述定位包括啮合地接合所述外齿轮齿与所述内齿轮齿；并且其中所 述外转子相对于所述内转子的所述定位提供在所述内齿轮齿和所述外齿轮齿之间的齿轮 腔，所述齿轮腔包括在吸入侧上用于将液体吸入所述齿轮腔中的多个吸入起动室和在排出 侧上用于将液体排出所述齿轮腔的排出起动室。
11.根据权利要求1所述的方法，其中滑动所述内转子进一步包括使所述内转子的至 少一部分位于旋转间隙内部，并且其中旋转进一步包括将所述内转子的所述至少一部分旋 转到所述旋转间隙的外部。
12.—种内齿轮泵组件，包括泵壳体，带有至少基本上延伸通过该泵壳体的通道和从所述通道延伸的转子定位腔；泵轴，具有中心泵轴轴线和在插入端部分处中的至少一个泵轴槽，其中所述插入端部 分被插入通过所述通道并至少部分地被插入到所述转子定位腔中；内转子，具有中心内转子轴线，所述内转子以倾斜的角度被插入到所述泵轴的所述插 入端部分上使得所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线，所述内 转子具有沿径向向内延伸到内配合腔中的至少一个突出部，并且所述突出部与所述泵轴 槽大致互补，借此所述内转子能旋转以使得所述中心内转子轴线基本对准所述中心泵轴轴 线，由此所述至少一个突出部与所述至少一个泵轴槽接合，从而相对于所述内转子和所述 泵壳体中的至少一个基本固定所述泵轴；以及外转子，该外转子与所述内转子接合使得该接合基本保持所述中心内转子轴线与所述 中心泵轴轴线的对准，使得所述泵轴与所述内转子互锁以将所述泵轴固定到所述内转子和 所述泵壳体中的至少一个上。
13.根据权利要求12所述的内齿轮泵组件，其中所述突出部具有相对于所述泵轴在纵 向方向上与所述槽互补地接合的横向延伸部，并且其中该接合相对于所述内转子在旋转方 向上基本固定所述泵轴。
14.根据权利要求13所述的内齿轮泵组件，其中所述突出部具有与所述槽的槽边缘互 补地接合的突出部边缘，并且其中该接合相对于所述中心内转子轴线在轴向上将所述泵轴 基本固定到所述内转子上。
15.根据权利要求12所述的内齿轮泵组件，其中所述突出部相对于所述泵轴在纵向方 向上互补地接合所述泵轴上的所述槽，由此相对于所述内转子在旋转方向和轴向中的至少 一个方向上基本固定所述泵轴。
16.根据权利要求15所述的内齿轮泵组件，其中所述泵轴包括与所述第一槽的一部分 至少部分地交叉的环形的第二槽，并且所述内转子包括沿径向向内延伸到所述内配合腔中 的第二突出部，所述第二突出部接合所述第二槽使得所述泵轴至少部分地在轴向上固定到 所述内转子和所述泵壳体中的至少一个上。
17.根据权利要求12所述的内齿轮泵组件，其中所述内转子具有多个外齿轮齿，所述 外转子具有多个内齿轮齿，使得所述外齿轮齿啮合所述内齿轮齿，并且其中所述外转子的 多个内齿轮齿比所述内转子的所述多个外齿轮齿包括多一个齿。
18.根据权利要求17所述的内齿轮泵组件，其中所述外齿轮齿和所述内齿轮齿限定有 齿轮腔，该齿轮腔具有在齿轮吸入侧上的多个吸入起动室和在齿轮排出侧上的多个排出起 动室。
19.根据权利要求18所述的内齿轮泵组件，其中所述泵壳体进一步包括带有吸入端口 和吸入室以接受液体进入所述吸入起动室的壳体吸入部分，以及壳体排出部分，其中所述 排出起动室将所述液体排出通过排出室和排出端口。
20.根据权利要求19所述的内齿轮泵组件，其中所述泵壳体具有整体结构。
21.一种内燃发动机，包括曲轴箱；以及至少间接地连接到所述曲轴箱的内齿轮泵组件，该内齿轮泵组件包括泵壳体，该泵壳体被连接到所述曲轴箱或被与所述曲轴箱至少部分地一体地形成，所 述泵壳体具有至少基本延伸通过该泵壳体的通道和从所述通道延伸的转子定位腔；具有中心泵轴轴线的泵轴，其中所述泵轴能被插入通过所述通道并至少部分地被插入 到所述转子定位腔中；具有中心内转子轴线的内转子，其中所述内转子能以倾斜的角度插入到所述泵轴上， 使得在插入过程中所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线，一旦 被插入到所述泵轴上，所述内转子被定位使得所述中心内转子轴线与所述中心泵轴轴线基 本对准并且所述泵轴被接合到所述内转子；以及外转子，其中所述外转子被与所述内转子接合，使得该接合保持所述内转子相对于所 述泵壳体和所述泵轴中的至少一个基本对准。
22.根据权利要求21所述的内燃发动机，其中所述泵轴进一步包括具有槽的插入端部 分，并且所述内转子包括沿径向向内延伸到内配合腔中的至少一个突出部，所述突出部与 所述槽大致互补，借此，一旦所述内转子旋转，所述至少一个突出部与所述至少一个泵轴槽 接合。
23.根据权利要求22所述的内燃发动机，其中所述突出部相对于所述泵轴在纵向方向 上互补地接合所述泵轴上的所述槽，由此相对于所述内转子在旋转方向和轴向中的至少一 个方向上基本固定所述泵轴。
24.根据权利要求23所述的内燃发动机，其中所述泵轴包括与所述第一槽的一部分至 少部分地交叉的环形的第二槽，并且所述内转子包括沿径向向内延伸到所述内配合腔中的 第二突出部，所述第二突出部接合所述第二槽使得所述泵轴至少部分地在轴向上固定到所 述内转子和所述泵壳体中的至少一个上。
全文摘要
公开了一种内齿轮泵和用于装配该内齿轮泵的方法。所述内齿轮泵包括具有通道和转子定位腔的泵壳体、泵轴、内转子和外转子。所述泵轴具有中心泵轴轴线，所述内转子具有中心内转子轴线。所述方法包括将所述泵轴插入通过所述通道；将所述内转子以倾斜的角度滑动到所述泵轴上，使得所述中心内转子轴线至少部分地成角度地偏离所述中心泵轴轴线；旋转所述内转子以基本对准所述中心内转子轴线和所述中心泵轴轴线并使所述泵轴与所述内转子接合；以及将所述外转子定位为围绕所述内转子以保持所述内转子与所述泵壳体和/或所述泵轴的基本对准。
文档编号F04C2/10GK101970881SQ200980102239
公开日2011年2月9日 申请日期2009年2月3日 优先权日2008年2月7日
发明者保罗·A·罗索 申请人:科勒公司
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