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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Seitenkanalpumpen, die beispielsweise
in dem Brennstofftank eines Fahrzeugs angeordnet sind und dem Verbrennungsmotor
von diesem Brennstoff bei einem vorbestimmten Druck zuführen.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Ein
Antriebsrad, das an einer Seitenkanalpumpe befestigt ist, ist mit
einem Basisbereich, der an einem Motorrotor befestigt ist, einem
Schaufelbereich, der am Umfang des Basisbereichs ausgebildet ist,
und einem äußeren Ringbereich,
der an dem Umfang des Schaufelbereichs ausgebildet ist, versehen. Bei
herkömmlichen
Seitenkanalpumpen wurden Antriebsräder entwickelt, um die Effizienz
zu erhöhen oder
Störungen
zu verringern. Bei einem Antriebsrad dieser Art ist es bekannt,
dass der Schaufelbereich dünner
ausgebildet ist, und dass faserverstärktes Polyphenylensulfid (PPS)
verwendet wird, das eine sehr gute Formbarkeit und dimensionale
Stabilität
aufweist. Es ist ferner bekannt, dass ein Bogen an jeder Schaufel
ausgebildet ist (siehe beispielsweise japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2003-336558).
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Bei
herkömmlichen
Seitenkanalpumpen neigt der Harzstrom während des Spritzgießvorgangs
dazu, aufgrund von an dem Schaufelbereich vorgesehnen Bögen blockiert
zu werden. Wenn faserverstärktes
PPS als Formharz verwendet wird, neigt die Ausrichtung der als Verstärkungsmaterial verwendeten
Fasern dazu, an den Bögen
des Schaufelbereichs gleichförmig
zu sein. Während
des Spritzgießens
wird das Formharz durch den Schaufelbereich in den äußeren Ringbereich
eingespritzt, in dem die Faserausrichtung unter dem Einfluss des
Schaufelbereichs ebenfalls dazu neigt, einheitlich zu sein. Es ist
wirkungsvoll, die Zufälligkeit
der Faserausrichtung oder die Kristallinität des faserverstärkten PPS zu
verbessern, um sein Aufquellen aufgrund von Alkohol und Toluol,
die im Brennstoff enthalten sind, zu drosseln. In dem Basisbereich
kann eine Halteoperation während
des Spritzgießens
die Kristallinität
des PPS verbessern, jedoch in dem Schaufelbereich und in dem Ringbereich
kann der Haltedruck nicht in einem solchen Maße auf diese übertragen
werden, dass in diesen Bereichen die Kristallinität verbessert werden
kann. Aufgrund der geringen Zufälligkeit
der Faserausrichtung in dem Schaufelbereich und in dem Ringbereich
wird entsprechend das Quellmaß durch
Alkohol und Toluol verglichen mit der in dem Basisbereich groß. Wenn
das Antriebsrad in einem solchen Maß aufquillt, dass es ein Pumpengehäuse berührt, besteht
das Problem, dass das Antriebsrad blockiert.
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Um
das Quellmaß zu
drosseln, besteht eine alternative Möglichkeit darin, ein Reaktionsharz
zu verwenden, wie beispielsweise ein Phenolharz, wobei jedoch Operationen
in nachfolgenden Prozessen, wie beispielsweise Entgraten, erforderlich
werden.
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Die
vorliegende Erfindung soll die zuvor genannten Probleme lösen und
schafft eine Seitenkanalpumpe, bei der das Antriebsrad, das an der
Seitenkanalpumpe befestigt ist, aus faserverstärktem PPS hergestellt ist,
um das Quellmaß durch
Alkohol oder Toluol, das in dem Brennstoff enthalten ist, zu drosseln,
so dass ein Blockieren des Antriebsrades verhindert wird.
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Eine
Seitenkanalpumpe gemäß der vorliegenden
Erfindung, die Brennstoff in einen Brennstofftank zu einem Verbrennungsmotor
fördert,
umfasst:
ein scheibenförmiges
Antriebsrad, das an einem Motorrotor befestigt ist, und
ein
Pumpengehäuse
zur Aufnahme des Antriebsrades; wobei das Antriebsrad aus einem
faserverstärkten
PPS hergestellt ist und
einen Basisbereich, der an dem Motorrotor
befestigt ist,
einen Schaufelbereich, der an dem Außenumfang des
Basisbereichs vorgesehen ist, und
einen äußeren Ringbereich, der an dem
Außenumfang
des Schaufelbereichs vorgesehen ist, umfasst, wobei der Schaufelbereich
eine Mehrzahl von Schaufeln aufweist, die radial gerade von dem
Basisbereich vorstehen, und wobei jede Schaufel einen Bogen aufweist;
und wobei ferner unter der Vorgabe, dass eine vorstehende Fläche des
gesamten Schaufelbereichs S1 ist, dass die des Ringbereichs S2 ist und
dass die des Basisbereichs S3 ist, wenn das Antriebsrad von einer
Richtung entlang der Welle des Motorrotors vorsteht, das Verhältnis von
S3 zu S1 zwischen 9:1 und 15:1 eingestellt ist, und das Verhältnis von
S2 zu S1 zwischen 0,10:1 und 0,13:1 eingestellt ist.
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Da
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Seitenkanalpumpe mit einem Antriebsrad aus faserverstärktem PPS
vorgesehen wird, kann das Quellmaß durch Alkohol und Toluol,
die in dem Brennstoff enthalten sind, gedrosselt werden, so dass
eine Seitenkanalpumpe erzeugt werden kann, bei der ein Blockieren
des Antriebsrades verhindert wird.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht, die eine Seitenkanalpumpe gemäß einer
ersten Ausführungsform
zeigt;
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2a und 2b sind
perspektivische Ansichten, die das Antriebsrad der ersten Ausführungsform
zeigen; 2a ist eine Gesamtansicht des
Antriebsrades, und 2b ist eine teilweise geschnittene
Ansicht von diesem;
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3 ist
ein Kennliniendiagramm, welches das Quellmaß des Antriebsrades bei Alkohol
und Toluol zeigt.
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Genaue Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen
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Erste Ausführungsform:
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1 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht, die eine Seitenkanalpumpe 1 gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt. Die Seitenkanalpumpe 1 umfasst: ein scheibenförmiges Antriebsrad 2,
das an dem Motorrotor 3 befestigt ist; und ein Pumpengehäuse 7,
das einen Pumpendeckel 5 und ein Pumpenbasiselement 6 zur
Aufnahme des Antriebsrades 2 aufweist. In dem Pumpendeckel 5 ist
ein Axiallager 5a an dessen Zentrum zum Lagern der Welle
des Motorrotors 3 in Axialrichtung angeordnet, und ein Einlass 5b ist
an dem Boden des Deckels vorgesehen, um Brennstoff von einem Brennstofftank
in das Antriebsrad 2 zu leiten. An dem Zentrum des Pumpenbasiselementes 6 ist
ein Metallelement 6a positioniert, um die Drehwelle des
Rotors 3 zu lagern.
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Wenn
der Motorrotor 3 mittels der Pumpe 1, die in dem
Brennstofftank eingetaucht ist, angetrieben wird, wird der Brennstoff
von dem Einlass 5b in den Pumpenraum durch Rotation des
Antriebsrades 2 geleitet. Durch einen Auslass 6e eines
Pumpenraums und den Motorraum wird der Brennstoff von einem Abfluss 4 zum
Verbrennungsmotor geleitet. Ferner ist eine Ausnehmung 7a zwischen
dem Antriebsrad 2 und dem Pumpengehäuse 7 vorgesehen,
um eine Behinderung der Drehung des Antriebsrades 2 zu
verhindern.
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2a und 2b sind
perspektivische Ansichten, die das Antriebsrad 2 zeigen; 2a ist
eine Gesamtansicht des Antriebsrades 2, und 2b ist eine
teilweise geschnittene Ansicht von diesem. Das Antriebsrad 2 umfasst
einen Basisbereich 2a, der an dem Motorrotor 3 befestigt
ist, einen Schaufelbereich 2b, der am Außenumfangsbereich
des Basisbereichs 2a ausgebildet ist, und einen äußeren Ringbereich 2c,
der am Außenumfang
des Schaufelbereichs 2b ausgebildet ist. An dem Zentrum
des Basisbereichs 2a ist ein Einsetzloch 2f in
Form des Großbuchstabens
D ausgebildet, durch welches die Welle des Rotors 3 eingesetzt
wird. Der Schaufelbereich 2b umfasst eine Mehrzahl von
Schaufeln, die radial gerade von dem Basisbereich 2a vorstehend
angeordnet sind. Die Schaufeln des Schaufelbereichs 2b sind
mit einer Dicke von weniger als 0,5 mm geformt, und jede Schaufel
weist einen Bogen 2e auf, der in 2b gezeigt
ist.
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Obwohl
die Form des Antriebsrades 2 aufgrund der Spezifikationen
der Seitenkanalpumpe variiert, wird in der nachfolgenden Beschreibung
angenommen, dass der Durchmesser des Antriebsrades 20 bis 30 mm
aufweist, und seine Dicke 3 bis 4 mm beträgt. Das Antriebsrad 2 ist
aus einem faserverstärkten
PPS, bei dem ein Verstärkungsmaterial,
wie beispielsweise Glasfasern, verwendet wird, spritzgegossen. Während des
Spritzgießens
befindet sich das faserverstärkte
PPS in einem geschmolzenen Zustand mit hoher Temperatur, und das
PPS wird in einem Formbereich für
den Basisbereich 2a eingespritzt und wird durch denjenigen
für den
Schaufelbereich 2b geleitet und schließlich in denjenigen für den äußeren Ringbereich 2c eingespritzt.
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Bei
diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung, unter der Vorgabe, dass
eine vorstehende Fläche
des gesamten Schaufelbereichs 2b S1 ist, dass der Ringbereich 2c S2
ist, und dass der Basisbereich 2a S3 ist, wenn das Antriebsrad 2 von
einer Richtung entlang einer Motorwelle des Motorrotors 3 vorsteht, ist
das Verhältnis
von S3 zu S1 zwischen 9:1 und 15:1 eingestellt. Ferner ist das Verhältnis von
S2 zu S1 zwischen 0,10:1 und =,13:1 eingestellt.
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Beim
Formen des vorher beschriebenen Antriebsrades 2 füllt das
in den Formbereich für
den Basisbereich 2a eingespritzte, glasfaserverstärkte PPS gleichmäßig den
Bereich und wird bei einem konstanten hohen Druck durch denjenigen
für den Schaufelbereich 2b geleitet,
der selbst an den Bögen die
Zufälligkeit
der Faserausrichtung relativ hoch halten kann. Anschließend wird
der Druck von der Faser genommen; auf diese Weise erhält das PPS,
das in den Formbereich für
den äußeren Ringbereich 2c von
demjenigen für
den Schaufelbereich 2b strömt, ebenfalls eine relativ
hohe Zufälligkeit
der Faserausrichtung.
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3 ist
ein Kennliniendiagramm, welches das Quellmaß des Schaufelrades 2 bei
Alkohol und Toluol, das in dem Brennstoff enthalten ist, in Bezug auf
das Verhältnis
der vorstehenden Fläche
S3 des Basisbereichs 2a zur vorstehenden Fläche S1 des gesamten
Schaufelbereichs 2b und in Bezug auf das Verhältnis der
vorstehenden Fläche
S2 des äußeren Ringbereichs 2c zur
Fläche
S1 als ein Parameter zeigt. Anhand des Diagramms ist zu erkennen,
dass das Quellmaß in
dem Bereich, in dem der Wert von S3/S1 zwischen 9 und 15 und der
von S2/S1 zwischen 0,10 und 0,13 fällt, gedrosselt wird. Ferner
ist zu erkennen, dass die Quellmaße des Schaufelbereichs 2b und
des Ringbereichs 2c aufgrund einer relativ hohen Faser-Zufälligkeit
in diesen Bereichen gedrosselt werden können. Zudem ist bevorzugt zu
erkennen, dass das Quellmaß in
dem Bereich, in dem der Wert von S3/S1 zwischen 12 und 14 und der
von S2/S1 zwischen 0,10 und 0,13 fällt, am meisten gedrosselt
wird.
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Da
die Quellmaße
des Schaufelbereichs 2b und des äußeren Ringbereichs 2c des
Antriebsrades 2 durch Alkohol und Toluol, die in dem Brennstoff
enthalten sind, gedrosselt werden können, kann bei einer Seitenkanalpumpe 1,
die ein Antriebsrad gemäß der Ausführungsform
aufweist, ein Blockieren des Antriebsrades verhindert werden, ohne
dass die Ausnehmung 7a zwischen dem Antriebsrad 2 und
dem Pumpengehäuse 7 erweitert
wird.