DE2142258A1

DE2142258A1 - Brennstoffoerderpumpe

Info

Publication number: DE2142258A1
Application number: DE2142258A
Authority: DE
Inventors: Juergen Ebert; Hendricus Van Eeden; Hermann Nusser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-08-24
Filing date: 1971-08-24
Publication date: 1973-03-01
Also published as: JPS5917267B2; US3801231A; DE2142258C2; IT964192B; GB1375084A; FR2151386A5; SE385314B; JPS4831501A

Description

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT B OSCH GMBH, Stuttgart

Brennstofförderpumpe

Die Erfindung betrifft eine aus Pumpe und Elektromotor bestehende Brennstofförderpumpe mit einem mit dem Fördermedium angefüllt ein Gehäuse, bei der der Anker des Elektromotors im Fördermedium läuft und die Lager der rotierenden Teile vom Fördermedium geschmiert werden.

Eine derartige Pumpe ist aus der US-PS 3 259 072 bekannt. Die bekannte Pumpe hat ein aus mehreren Zylindern zusammengesetztes Gehäuse, das aus Kuriststoff gefertigt ist. Im zylindrischen
IlauptteL'L dos Gehäuses ist der Elektromotor untergebracht. Auf der einen Seite wird das Gehäuse durch eine Endkappe begrenzt, in dor die elektrischen Anschlüsse und die Kohlebürstenhalterung untergebracht sind. Auf dem anderen Ende des Gehäusehauptteils

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ist das Pumpengehäuse, das ebenfalls aus Kunststoff besteht, . mittels einer Knüpfverbindung befestigt.

Das Pumpengehäuse hat gegenüber dem Elektromotorengehäuse einen vergrößerten Durchmesser. Die Pumpe selbst ist eine Flüssigkeitsringpumpe mit einem Einlaß und einem Auslaß. Über in der den Motorraum vom Pumpenraum abschließenden Zwischenwand angeordnete besondere Flüssigkeitsdurchlässe ist der Motorraum mit unter einem Zwischendruck stehendem Fördermedium gefüllt. Durch diese Flüssigkeit werden die Lager geschmiert und der Anker gekühlt.

Zur Herstellung dieser Pumpe ist weitgehend Kunststoff verwendet worden. Da allerdings Kunststoffe in der Regel nur geringere Festigkeitswerte haben, die nicht an die Festigkeitswerte von Metallen heranreichen, müssen die Bauteile dieser Pumpe sehr dick ausgeführt werden. Das hat zur Folge, daß die gesamte Pumpe sehr groß baut.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine aus Pumpe und Elektromotor bestehende Brennstofförderpumpe zu schaffen, deren Motor vom Fördermittel gekühlt wird, und die bei weitgehender und sinnvoller Verwendung von Kunststoffen nur recht klein baut.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Brennstoff örderpumpe einen aus einer Metallscheibe mit eingepreßter, feststehender Metallachse bestehenden Grundkörper hat, auf dem die Pumpe und die aus Werkstoffen minderer Festigkeit wie Kunststoff bestehenden Teile des Elektromotors nebeneinander gruppiert sind, und daß die gesamte Brennstofförderpumpe von einem Außengehäuse einfachster, insbesondere rotationssymmetrischer Form umschlossen ist.

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Das hat den Vorteil, daß das stark dem Verschleiß unterworfene Pumpenteil aus Werkstoffen aufgebaut wird, die sich durch ihre Verschleißfestigkeit auszeichnen. Alle übrigen nicht oder nur -wenig dem Verschleiß unterworfenen Teile der Brennstofförderpumpe können aus leicht verarbeitbaren Werkstoffen minderer Festigkeit, wie s. B. Kunststoff, aufgebaut werden« Da diese Teile von der feststehenden Metallachse und dem Außengehäuse gestützt werden und selbst keine Stützfunktionen ausüben müssen, können sie verhältnismäßig dünn ausgeführt werden. Die Metall- insbesondere Stahlteile können dabei wegen ihrer einfachen Form weitgehend als Sinterteile ausgebildet sein. Die Folge davon ist, daß die gesamte Brennstofförderpumpe nur sehr klein baut, obwohl sie im großen Ausmaß - besonders der sehr teuren Formteile - aus Kunststoff besteht.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Anker des Elektromotors über eine auf der Achse gelagerte Mitnehmerbuchse, die mindestens an ihren beiden Enden axial sich erstreckende Mitnehmervorrichtungen trägt, die die zu verbindenden Teile in axialer Richtung unbeweglich festhalten, mit dem Pumpenrotor zu einer einzigen Funktionseinheit verbunden ist.

Darf der Förderdruck ein bestimmtes eng begrenztes Toleranzfeld nicht überschreiten, so wird ein Plattenventil angeordnet, das die Druckseite mit der Saugseite der Pumpe verbinden kann. Dies geschieht, indem in der Metallscheibe eine auf der Druckseite der Pumpe mündende Bohrung angeordnet ist, die von einer nit einem weichelastischen Dichtkörper versehenen Ventilplättchen verschlossen ist, dessen Schließkraft von einer sich an einem auf die verlängerte" Achse angeschlossenen Klemmring abstützenden Plattenfeder aufgebracht wird.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in:

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Brennstofförderpumpe Fig. 2 einen Querschnitt durch den Pumpenteil längs II-II

■von Fig. 1
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Pumpenteil eines anderen Ausführungsbeispiels einer Brennstofförderpumpe.

Die Brennstofförderpumpe besteht aus zwei Hauptteilen, Elektromotor und Pumpenteil, die von einem Außengehäuse 1 umschlossen sind. Das Außengehäuse 1 hat die Form eines Zylinders mit einen im wesentlichen trichterförmigen Boden 2. In der Mitte des Bodens 2 ist ein Zulaufstutzen 3 der Brennstofförderpumpe angeordnet.

Im Innenraum des Außengehäuses 1 ist auf dessen trichterförmigem Boden 2 eine kreisrunde Metallscheibe 4 mit einer konzentrisch eingepreßten, feststehenden Metallachse 5 angeordnet. Metallscheibe 4 und -achse 5 - beide bilden zusammen den Grundkörper der Brennstoffpumpe - sind aus Stahl gefertigt.

Zur Abdichtung des Innenraumes der Brennstofförderpumpe ist zwischen die Metallscheibe und die Wandung des Außengehäuses 1 ein Gummidichtring 33 eingelegt.

Auf der Metallscheibe 4 ist eine Zwischenplatte 6, in der der Pumpenarbeitsraum 7 als Durchbruch eingelassen ist, und darauf eine Abdeckplatte 8 angeordnet. Metallscheibe 4, Zwischenplatte 6 und Abdeckplatte 8 sind mit Hilfe von Zylinderkopfschrauben 9 dichtend verschraubt; sie bilden gemeinsam das Gehäuse des Pumpenteils»

Der Pumpenarbeitsraum 7 hat eine kreiszylindrische Innenwand und ist um einen geringen Betrag exzentrisch zur Achse 5 angeordnet. Im Pumpenarbeitsraum dreht sich zentrisch auf der Achse 5 ein

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Pumpenrotor 10. Sein Durchmesser ist so groß, daß er die Wandung des Pumpenarbeitsraumes an einer Stelle dichtend fast berührt und sich zwischen dem Pumpenrotor und der Druckwand des Pumpenarbeitsraumes ein sichelartig geformter Förderraum ergibt. In radialen Schlitzen 11 des Pumpenrotors sind Rollen 12 angeordnet, die den Förderraum in einzelne Zellen aufteilen, die sich beim Umlauf des Pumpenrotors vergrößern und wieder verkleinern.

Die Saugseite der Pumpe steht über einen Durchbruch 13 in der Metallscheibe '4 mit dem Zulaufstutzen 3 der Pumpe in Verbindung; die Druckseite ist über Durchbrüche 14,14' in der Abdeckplatte 8 mit dem Innenraum der Pumpe, in dem sich der Elektromotor befindet, verbunden.

Der Pumpenrotor 10 sitzt auf einer Mitnehrnerbuchse 15» die wiederum direkt auf der Achse 5 läuft. Am Umfang der Mitnehmerbuchse sind fünf paßfederartig ausgebildete Voz'sprünge 16 als Mitnehmervorrichtung für den Purnpenrotor ausgebildet. Sie greifen in eine aus fünf entsprechend ausgebildeten Nuten 17 bestehende Eingriffsvorrichtung des Pumpenrotors 10 ein.

Die axiale Länge der Vorsprünge 16 entspricht der des Pumpenrotors 10 wie derjenigen der Rollen 12, die wiederum bis auf ein geringes Laufspiel der Stärke der Zwischenplatte 6 entspricht. Die Vorsprünge 16 greifen also unter die Abdeckplatte 8, so daß die Mitnehmerbuchse 15 in axialer Richtung fixiert ist.

An dom anderen, dem Pumpenteil abgewandten Ende der Mitnehmerbuchse sind den Vorsprüngen 16 entsprechende Vorsprünge 18 angeordnet, welche in einer Eingriffsvorrichtung am Anker 19 sitzen. Die Vorsprünge 16 sind von den Vorsprüngen 18 durch einen Einstich getrennt worden. Die Nuten 20 der Eingriffsvorrichtung haben an ihrem über die Mitnehmerbuchse 15 greifenden Ende Wulste 21, die über die Vorsprünge 18 geknüpft werden und so axiale Bewegungen

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des Ankers gegenüber der Mitnehmerbuchse verhindern. Zum Zusammenstecken der beiden Teile werden die Wulste einfach aufgeweitet und über die Vorsprünge geschoben.

Die Ankerbleche sind zu einem Paket 22 zusammengefaßt worden, in das zwei rohrförmige Lagerbuchsen 23 eingepreßt sind. Die Lagerbuchsen liegen etx^a in der Mitte der gesamten über den Kollektor 24 gemessenen Länge des Ankers 19; sie bilden die Hauptlagerung des Ankers auf der Achse 5· Ber gesamte Anker 19 ist mit den in die Blechpakete gelegten Spulen und dem Kollektor 24 in einer einzigen Form umspritzt worden, wobei \ auch die Eingriffsvorrichtung mit angeformt worden ist.

Die Permanentmagneten 25 des Elektromotors sind in von ihrer Außenseite offene Ausnehmungen 26 einer den. Anker rohrartig umgreifenden Kunststoff-Stützstruktur 27 eingelegt.

Die Kunststoff-Stützstruktur 27, die durch Längsstege 28 verstärkt ist, ist gegen Verdrehen im Außengehäuse 1 gesichert. Von außen ist ein rohrförmig gerolltes Blech 29₅ das aus magnetisch leitendem Werkstoff besteht, mit Spannung auf die Kunststoff -Stützstruktur aufgeschoben. Damit sind die Permanentmagneten allzeitig umschlossen.

* In seinem den Kollektor 24 umgebenden Teil sind in die Kunststoff-Stützstruktur 27 Halterungen für die Schleifkohlen 30» Entstördrosseln 41 sowie sämtliche für die Stromführung notwendigen Teile eingeformt.

Am Ende der Achse 5 sind in der Kunststoff-Stützstruktur mehrere Rippen y\ angeordnet, die der Zentrierung der Achse 5 dienen.

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Als Abschlußteil nach außen ist auf der Kunststoff-Stützstruktur 27 noch ein Deckel aufgesetzt₂ bei dem zur Abdichtung ein Gummidichtring 34- eingelegt ist» Am Deckel 32 ist ein Ablaufstutzen 35 angebrachtj in dem ein Rückschlagventil 42 angeordnet ist.

Der Deckel 32 \irird mit einer geringen Spannung auf die Kunststoff-Stützstruktur 27 gelegt, die wiederum letztlich auf der Metallscheibe 4 aufsitzt, und durch Verstemmungen des Außengehäuses 1 in seiner Position gehaltene

Die Funktion des als Rollenzellenpumpe ausgeführten Pumpenteils \tfird als bekannt vorausgesetzt„ Das Fördermedium wird νοώ. Pumpenteil aus dem Zulaufstutzen 3 angesaugt und über die Durchbrüche 14,14' in der Abdeckplatte in den Motorraum gefördert« Beim Durchfließen desselben kühlt es den Anker 19 und schmiert die Lagerstellen der Mitnehmerbuchse 15 sowie der Lagerbuchsen 23 des Ankers 19 und gelangt schließlich zum Ablaufstutzen 35°

Die in die Kunststoff-Stützstruktur 27 eingelegten Permanentmagneten 25 sind vom Motorraum vollkommen getrennt angeordnet. Ein Blockieren der rotierenden Teile durch Splitter des Permanentmagneten, der aus sehr sprödem Werkstoff bestehen kann, ist so unmöglich geworden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig„ 3 entspricht im wesentlichen dem vorbeschriebenen« Es wurde nur noch ein zusätzliches Überströmventil angeordnet, das die Druckseite der Pumpe mit der Saugseite verbinden kann.

Dazu ist in der Metallscheibe 4' eine auf der Druckseite der Pumpe mündender Durchbruch 36 angeordnet, der von einer mit einem weichelastischen Dichtkörper 37 versehenen Ventilplätt-

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ctien J8 verschlossen ist. Die Schließkraft wird von einer sich an einem auf die verlängerte Achse 5' aufgeschobenen Klemmring 39 abstützenden Plattenfeder 4-0 aufgebracht.

Dieses Überströmventil wird dann angeordnet, wenn der Förderdruck ein'bestimEites, eng begrenztes Toleranzfeld nicht überschreiten darf.

Die Einstellung des Öffnungsdruckes kann auch, noch bei zusammengebauter Brennstofförderpumpe vorgenommen bzw. verändert werden« Dazu wird der Klemmring 39 mit einem durch den Zulauf stutzen 3' eingeführten geeigneten Werkzeug verschoben.

Bei der erfindungsgemäßen Pumpe zeichnen sich die schwieriger zu verarbeitenden aus Metall herzustellenden Teile durch eine sehr einfache Form aus, während die kompliziert aufgebauten' Formteile aus leichter verarbeitbareia Werkstoff wie z. B. Kunststoff bestehen.

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Claims

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Ansprüche

y\» JAus Pumpe und Elektromotor bestehende Brennstofförderpumpe mit einem mit dem Fördermedium angefüllten Gehäuse, bei der der Anker des Elektromotors im Fördermedium läuft und die Lager der rotierenden Teile vom Fördermedium geschmiert werden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstofförderpumpe einen aus einer Metallscheibe (4,4*) mit eingepreßter, feststehender Metallachse (5₅5') bestehendeii Grundkörper hat, auf dem die Pumpe und die aus Werkstoffen minderer Festigkeit wie Kunststoff bestehenden Teile des Elektromotors nebeneinander gruppiert sind, und daß die gesamte Brennstofförderpumpe von einem Außengehäuse (1) einfachster, insbesondere rotationssymmetrischer Form umschlossen ist.
2. Bronns tofförderp\impe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallscheibe (4,4·) als Stahl-Sinterteil ausgeführt ist und den in einer Zwischenplatfce (6) aus Stahl angeordneten Pumpenorbeitnraum (7) auf der dom Elektromotor abgewandten Seite axial begrenzt, daß eine Abdeckplatte (8) aus Metall, insbesondere Stahl die andere axiale Begronzungswand bildet und daß dor im Pumpenarbeitsraum (7) angeordnete Pumpenrotor (10) ebenfalls aus Iletall, insbesondere Stahl gefertigt ist.

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3. Brennstofförderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerbleche zu einem Paket (22) zusammengefaßt sind, in das wenigstens eine rohrförmige Lagerbuchse (23) eingepreßt ist, die etwa in der Mitte der axialen bis über den Kollektor (24) gemessenen Länge des Ankers (19) angeordnet ist, und daß der Anker (19) mit den Spulen und dem Kollektor (24) in einem einzigen Formkörper mit Kunststoff überzogen ist.
4. Brennstofförderpumpe nach e.d. Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (19) des Elektromotors über eine auf der Achse (5,5') gelagerte Mitnehmerbuchse (15)» die mindestens an ihren beiden Enden axial sich erstreckende Mitnehmervorrichtungen (16) trägt, die die zu verbindenden Teile in axialer Richtung unbeweglich festhalten, mit dem Pumpenrotor (1O) zu einer einzigen Funktionseinheit verbunden ist.
5. Brennstoffförderpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmervorrichtungen von fünf gleichmäßig am Umfang der Hitnehmerbuchso (15) verteilten, paßfederartig ausgebildeten Vor sprung on (16) gebildet v-ird, deren axiale Länge der axialen Länge einesrsoits cLes Pumpenrotors (10) und andererseits der nufcehartigen Eingriffsvorrichtung (20) für: die Vorspränge (IB) am Anker (19) des Elektromotors entspricht; und daß ihre äußeren Stirnflächen in einer Ebone mit den Stirnflächen der Mitnehmorbuchse (15) zusm-menfallen.

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6. Brennstofförderpumpe nach Anspruch 5_t dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (20) der Eingriffsvorriehtung - am Anker (19) des Elektromotors - an deren über die Mitnehmerbuch.se (15) greifenden Ende durch aufweitbare Wulste (21) derart zumindest verengt sind, daß sie, über die VorSprünge (18) der Mitnehmervorrichtung (18) geknüpft, axiale Bewegungen des Ankers (19) gegenüber der Kitnehiierbuchse (15) verhindern.
7. Brennstofförderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagneten (25) des Elektromotors in von ihrer Außenseite zugängliche Ausnehmungen (26) einer rohrartig den Anker (19) umgreifenden Kunststoff -Stützstruktur (27) eingelegt sind, die von einem rohrförmig gerollten Blech (29) aus magnetisch leitendem Werkstoff umgeben ist.
8. Brennstofförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß stutz cn (3) an das Außengehäuse (1) angeformt ist.
9· Bremistofförderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Ablaufstutzen (35) ein Rückschlagventil (4-2) angeordnet ist.

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10. Brennstoffe) rderpumpe nach, einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß in der Metallscheibe (4-¹ ) eine auf der Druckseite der Pumpe mündende Bohrung (36) angeordnet ist, die von einer mit einem weichelastischen Dichtkörper (37) versehenen Ventilplättchen (38) verschlossen ist, dessen Schließkraft von einer sich an einem auf die verlängerte Achse (5¹) angeschlossenen Klemmring (39) abstützenden Plattenfeder (^y+0) aufgebracht wird.

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