DE2233475C2

DE2233475C2 - Delivery pump for a flammable liquid

Info

Publication number: DE2233475C2
Application number: DE19722233475
Authority: DE
Inventors: Franco de Turin Benedetti
Original assignee: ITALIANA TUBI METALLICI FLESSIBILI SpA 10156 TORINO IT Cia
Current assignee: ITALIANA TUBI METALLICI FLESSIBILI SpA 10156 TORINO IT Cia
Priority date: 1971-07-12
Filing date: 1972-07-07
Publication date: 1983-10-20
Also published as: GB1373599A; FR2146035A5; DE2233475A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe für eine gegebenenfalls mit Luft oder sonstigen Gasen vermischte brennbare Flüssigkeit, welche Pumpe in den Tank für die Flüssigkeit eintauchbar oder versenkbar ist und der ein Kommutator samt Bürsten aufweisender Elektromotor zugeordnet ist, der innerhalb eines Gehäuses einen mit einer Welle verbundenen Rotor aufweist, insbesondere Kraftstofförderpumpe für eine Brennkraftmaschine, mit einem durch Explosionssperren zur Verhinderung einer Zündung des umgebenden Raumes durch im Inneren des Gehäuses entstehende Lichtbogen am Elektromotor hindurchströmenden sekundären Flüssigkeitsstrom, der zur Küh->The invention relates to a feed pump for an optionally mixed with air or other gases flammable liquid, which pump can be immersed or submerged in the tank for the liquid is and is associated with a commutator including brushes having electric motor that is within a Housing has a rotor connected to a shaft, in particular a fuel pump for a Internal combustion engine, with an explosion barriers to prevent ignition of the surrounding Space through the arcs occurring inside the housing on the electric motor secondary liquid flow, which is used for cooling->

lung des Elektromotors dient.ment of the electric motor is used.

Pumpen dieser Art weisen normalerweise einen elektrischen Kommutatormotor auf, der die eigentliche, mit einem Pumpenrad versehene Pumpe direkt antreibt. Das Pumpenrad kann zum Beispiel als Flügelrad oder als Rad einer Rollenzellenpumpe ausgebildet sein.Pumps of this type usually have an electric commutator motor, which is the actual, directly drives a pump provided with an impeller. The pump wheel can, for example, be used as an impeller or be designed as a wheel of a roller cell pump.

Der Motor und das Pumpenrad sind dabei in einem entsprechenden Gehäuse angeordnet, und die Pumpe,The motor and the pump wheel are arranged in a corresponding housing, and the pump,

ίο die mit Saug- und Druckleitungen versehen ist, arbeitet normalerweise so, daß sie in die Flüssigkeit ein- oder untergetaucht ist. Die brennbare Flüssigkeit oder ihre Dämpfe können ersichtlich ohne weiteres durch die Lager des Rotors des Elektromotors ins Innere des Elektromotors eindringen und dieses ausfüllen. Hierdurch kommen sie in direkten Kontakt mit den Funken oder Lichtbogen, die im Betrieb am Kommutator entstehen, und hierdurch können in diesem Gehäuse Explosionen verursacht werden, deren Flammen bis zum Tank und den in diesem enthaltenen brennbaren Dämpfen durchschlagen können.ίο which is provided with suction and pressure lines is working usually so that it is immersed or submerged in the liquid. The flammable liquid or their vapors can easily be seen through the bearings of the rotor of the electric motor into the interior of the electric motor and fill it in. This brings them into direct contact with the sparks or arcs that occur on the commutator during operation, which can result in this Housing explosions are caused, the flames of which extend to the tank and those contained in it flammable vapors can penetrate.

Diese Gefahr ist dort besonders groß, wo z. B. bei einem Kraftfahrzeug, das längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt war, der Kraftstoff im Tank vollständig verdampft ist.This risk is particularly great where z. B. in a motor vehicle that is exposed to high temperatures for a long time the fuel in the tank has completely evaporated.

Die erwähnten Pumpen haben ferner den Nachteil, daß Verunreinigungen, die sich als Folge der Gleitbewegung der Bürsten auf dem Kommutator bilden, schlechte Kontakte zwischen Bürsten und Kommutator verursachen können. Die Kohlebürsten nutzen sich nämlich im Betrieb ab und erzeugen Kohlekörnchen, die klein, aber relativ hart sind. Diese Körnchen vermischen sich mit der Flüssigkeit, die im Inneren des Elektromotors praktisch stationär vorhanden ist.The pumps mentioned also have the disadvantage that impurities that arise as a result of the sliding movement of the brushes on the commutator, bad contacts between the brushes and the commutator can cause. The carbon brushes wear out during operation and produce carbon grains, which are small but relatively hard. These granules mix with the liquid that is inside of the electric motor is practically stationary.

Diese Mischung bewirkt ihrerseits ein unnormales Arbeiten der Kontakte, da sich die Kohle auf den Kommutatorlamellen sowie zwischen diesen und den Bürsten niederschlägt. Bei diesen Betriebsbedingungen ergibt sich dann ein Bürstenfeuer, begleitet von einer rasehen Abnutzung der Kontakte und einer höheren Leistungsaufnahme, bis der Motor allmählich aufhört zu arbeiten.This mixture in turn causes the contacts to work abnormally, since the carbon is on the commutator bars as well as between these and the brushes. Under these operating conditions results Then a brush fire, accompanied by rapid wear and tear of the contacts and a higher one Power consumption until the engine gradually stops working.

In der Siemens-Zeitschrift, Juni 1964, Heft 6, Seiten 414ff. sind druckfest gekapselte, explosionsgeschützte Elektromotoren und dabei insbesondere deren Wellendichtungen beschrieben. Insbesondere ist dargestellt, wie die Wellenzapfen des im druckfesten Raum befindlichen Elektromotors durch das Gehäuse hindurchgeführt sein müssen, um den VDE-Vorschriften 0171 zu genügen, so daß verhindert wird, daß im Inneren entstehende Explosionen nach außen durchschlagen und dabei das das Gehäuse umgebende, gegebenenfalls explosible Gas entzünden können. Es handelt sich also um eine Darstellung spezieller Konstruktionsausführungen von explosionsgeschützten Durchführungen.In the Siemens magazine, June 1964, issue 6, pages 414ff. are flameproof, explosion-proof Electric motors and in particular their shaft seals are described. In particular is shown how the shaft journal of the electric motor located in the pressure-tight space through the housing must be passed through in order to comply with VDE regulations 0171, so that prevents that explosions occurring inside break through to the outside and thereby the surrounding housing, possibly ignite explosive gas. So it is a representation of a more special one Construction designs of explosion-proof bushings.

In der Siemens-Zeitschrift, Juni 1963, Heft 6, Seiten 500 ff. sind Wellendichtungen dargestellt, die aufgrund ihrer Spaltlängen und Spaltweiten den Vorschriften für Explosionsschutz genügen.In the Siemens magazine, June 1963, issue 6, pages 500 ff. Shaft seals are shown that due to their gap lengths and gap widths meet the regulations for explosion protection.

Eine Förderpumpe der eingangs genannten Art ist aus der DE-AS 1169297 bekannt geworden. An den Saugseiten- und Druckseiten, Zu- bzw. Ableitungen zweigt je eine Bohrung ab, die jeweils in einer Innenbohrung je einer Schraube mündet, die zur Halterung des Lagerschildes dient. Im Bereich der einen Bohrung befindet sich ein Rückschlagventil, das eine Strömung lediglich von der Druckleitung weg hin zurA feed pump of the type mentioned is known from DE-AS 1169297. To the Suction side and pressure sides, supply and discharge lines each branch off a bore, each in an inner bore each opens a screw that is used to hold the end shield. In the area of one hole there is a check valve that only allows flow away from the pressure line

Saugleitung zuläßt. Dabei kann das Rückschlagventil auch weggelassen werden. Die Bohrungen dienen dazu, Flüssigkeit dem Motor zuzuführen, so daß der Motor ringsherum von Brennstoff umgeben ist, so daß er wirksam gekühlt werden kann.Suction line allows. The check valve can also be omitted. The holes are used to supply liquid to the engine so that the engine is surrounded by fuel all around, see above that it can be effectively cooled.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Förderpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die vom Aufwand und der Konstruktion her im Vergleich zu den bekannten Förderpumpen erheblich vereinfacht ist und bei der dennoch eine optimale Wirkungsweise gewährleistet ist.The object of the invention is to create a feed pump of the type mentioned at the beginning, which is costly and the construction is considerably simplified compared to the known feed pumps and in which an optimal mode of action is nevertheless guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Explosionssperren ringförmige Räume dienen, die jeweils durch eine zylindrische Oberfläche je eines Abschnittes und durch eine entsprechende zylindrische Fläche einer im Gehäuse vorgesehenen Ausnehmung in den Bereichen definiert sind, in denen die Welle die Endwandungen des Gehäuses durchdringt, durch welche ringförmigen Räume der sekundäre Flüssigkeitsstrom strömt, und daß zur Erreichung dieses Flüssigkeitsstromes zumindest der Kommuta te rraum mit einer Zone der Pumpe in Verbindung steht, in der die Flüssigkeit unter einem Druck steht, der höher oder niedriger ist als derjenige der Flüssigkeit in dem Tank, in den die Pumpe versenkt ist.According to the invention, this object is achieved in that annular spaces are used as explosion barriers serve, each by a cylindrical surface of a section and by a corresponding cylindrical Area of a recess provided in the housing are defined in the areas in which the shaft the end walls of the housing penetrate through which annular spaces the secondary liquid flow flows, and that to achieve this liquid flow at least the commutation te rraum with communicates with a zone of the pump in which the liquid is under a pressure which is higher or higher is lower than that of the liquid in the tank in which the pump is submerged.

Die beiden Entgegenhaltungen Siemens-Zeitschrift 1963 und 1964 zeigen zwar vergleichsweise einfache Wellendurchführungen, einen Flüssigkeitsstrom durch die zwischen dem Gehäuse und dem Wellenzapfen gebildeten Spalte jedoch nicht. In ähnlicher Weise zeigt auch die DE-AS 1169297, deren Konstruktion wesentlich aufwendiger ist als diejenige der Erfindung, keinen Flüssigkeitsstrom, der bewußt die Kühlung und gegebenfalls die Abführung von Kohlepartikeln bewirkt, wobei insbesondere ein Flüssigkeitsstrom durch Spalte nicht vorhanden ist.The two references Siemens-Zeitschrift 1963 and 1964 show comparatively simple ones Shaft feedthroughs, a flow of fluid through between the housing and the shaft journal formed column, however, not. In a similar way, DE-AS 1169297 shows its construction is much more expensive than that of the invention, no liquid flow that consciously the Causes cooling and, if necessary, the removal of coal particles, in particular a flow of liquid by column does not exist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß der eine benachbart liegende ringförmige Raum mit dieser Kammer in Verbindung steht.A further embodiment of the invention can be that the one adjacent ring-shaped Room communicates with this chamber.

In vorteilhafterweise können sich die ringförmigen Räume in der Nähe von Sitzen für die Aufnahme der Lager der Welle befinden, und diese Sitze können auch mit nutenförmigen Ausnehmungen zur Verbindung der ringförmigen Räume mit dem Kommutatorraum versehen sein.Advantageously, the annular spaces can be in the vicinity of seats for the reception of the Bearings are located on the shaft, and these seats can also have groove-shaped recesses for connection of the annular spaces with the commutator space.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigtBased on the drawing, in which an embodiment of the invention is shown, the invention is intended are explained and described in more detail. It shows

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer elektrisch angetriebenen Förderpumpe, die als Kraftstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine ausgebildet ist,Fig. 1 is a partially sectioned side view of a electrically driven feed pump designed as a fuel pump for an internal combustion engine is,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Einzelheit der Förderpumpe nach F i g. 1 im Bereich des einen Endes des Elektromotors der Förderpumpe, in vergrößerter Darstellung,Fig. 2 is a schematic representation of a detail the feed pump according to FIG. 1 in the area of one end of the electric motor of the feed pump, in enlarged view,

Fig. 3 eine Einzelheit ähnlich derjenigen der Fig. 2, mit der Darstellung des anderen Endes der Welle des Elektromotors der Förderpumpe,Fig. 3 is a detail similar to that of Fig. 2 showing the other end of FIG Shaft of the electric motor of the feed pump,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der Fig. 3.FIG. 4 shows a sectional view along the line IV-IV in FIG. 3.

Eine elektrisch angetriebene Förderpumpe umfaßt im wesentlichen die eigentliche Pumpe 1, einen teilweise im Schnitt dargestellten Elektromotor 2 und ein äußeres Gehäuse 3, innerhalb welchem der Elektromotor 2 und die Pumpe angeordnet sind.An electrically driven feed pump essentially comprises the actual pump 1, a partial one Electric motor 2 shown in section and an outer housing 3, within which the electric motor 2 and the pump are arranged.

Der Elektromotor 2, normalerweise ein Gleichstrommotor, ist mit einem Lamellen-Kommutator 4 versehen, auf welchem Bürsten 5 gleiten; die Bürsten 5 sind an einem Abschlußflansch oder -wand 6 gehaltert, welcher seinerseits am Gehäuse 3 befestigt ist. Nach einer alternativen konstruktiven Ausführung könnte der Kommutator 4 als Flachkommutator ausgebildet sein, wobei dann seine Bürsten so angeordnet wären, daß ihre Achsen parallel zur Motorachse verlaufen.The electric motor 2, usually a DC motor, is provided with a lamellar commutator 4 on which brushes 5 slide; the brushes 5 are held on an end flange or wall 6, which in turn is fastened to the housing 3 is. According to an alternative structural design, the commutator 4 could be a flat commutator be formed, in which case its brushes would be arranged so that their axes are parallel to the motor axis get lost.

ίο Der Kommutator 4 ist drehfest auf einer Welle 7 befestigt, auf welcher auch ein Rotor la (mit unterbrochenen Linien dargestellt) des Elektromotors 2 und ein Pumpenrad 8 - z. B. ein Flügelrad - der Pumpe 1 befestigt sind.ίο The commutator 4 is rotatably mounted on a shaft 7, on which a rotor la (shown with broken lines) of the electric motor 2 and a pump wheel 8 - z. B. an impeller - the pump 1 are attached.

Die beweglichen Teile des Elektromotors 2, welche oben beschrieben wurden, d. h. der Kommutator 4 und der Rotor 2a, rotieren in einem Kommutatorraum 3a im Gehäuse 3 der Pumpe.
Die Bürsten 5 sind mit einer (nicht dargestellten) elektrischen Energiequelle verbunden, z. B. der Batterie eines Fahrzeuges, während der Kommutator 4 mit dem Rotor 2a des Elektromotors 2 verbunden ist. Die (nicht dargestellten) elektrischen Leitungen, welche den Bürsten 5 den Strom zuführen, durchdringen eine luftdichte Dichtung in entsprechenden Löchern der Abschlußwand 6. Die Abschnitte 9 und 10 der Welle 7 sind in sphärischen Lagern 11 und 12 gelagert, welch letztere mit entsprechenden Sitzen 13 und 14 zusammenwirken, von denen der eine an einem im Gehäuse 1 befestigten Teil 15 und der andere an der Abschlußwand 6 vorgesehen ist.The moving parts of the electric motor 2, which have been described above, ie the commutator 4 and the rotor 2a, rotate in a commutator space 3a in the housing 3 of the pump.
The brushes 5 are connected to a source of electrical energy (not shown), e.g. B. the battery of a vehicle, while the commutator 4 is connected to the rotor 2a of the electric motor 2. The electrical lines (not shown) which supply the brushes 5 with the current penetrate an airtight seal in corresponding holes in the end wall 6. The sections 9 and 10 of the shaft 7 are mounted in spherical bearings 11 and 12, the latter with corresponding seats 13 and 14 cooperate, one of which is provided on a part 15 fixed in the housing 1 and the other on the end wall 6.

Zur Schmierung der Lager 11 und 12 sind vorzugsweise geeignete Olschleuderringe 37, welche auf der Welle 7 befestigt sind, vorgesehen.To lubricate the bearings 11 and 12 are preferred Suitable oil slinger rings 37, which are fastened on the shaft 7, are provided.

An beiden Sitzen 13 und 14 ist eine Anzahl von nutenförmigen Ausnehmungen 16 (F i g. 2, 3 und 4) vorgesehen; diese nutenförmigen Ausnehmungen 16 können beispielsweise wie dargestellt einen dreieckförmigen Querschnitt haben, könnten jedoch auch in anderer Weise ausgebildet sein, als dies in der Zeichnung dargestellt ist. Z. B. könnten diese Ausnehmungen auch an den Lagern 11 und 12 anstatt an den Sitzen 13 und 14 vorgesehen werden.
Die Abschnitte 9 und 10 der Welle 7 erstrecken sich mit einer bestimmten Länge über die Lager 11 bzw. 12 hinaus und durchdringen dabei Fortsätze 35 bzw. 36, welche auch als Muffenverbindungen oder Rohrschäftungen bezeichnet werden könnten.A number of groove-shaped recesses 16 (FIGS. 2, 3 and 4) are provided on both seats 13 and 14; these groove-shaped recesses 16 can, for example, have a triangular cross-section as shown, but could also be designed in a different way than is shown in the drawing. For example, these recesses could also be provided on the bearings 11 and 12 instead of on the seats 13 and 14.
The sections 9 and 10 of the shaft 7 extend with a certain length beyond the bearings 11 and 12 and penetrate projections 35 and 36, which could also be referred to as socket connections or pipe stems.

Das Teil 15 ist mit einer durchgehenden Ausnehmung 17 (Fig. 3) versehen, deren Durchmesser mit D und deren Länge mit L bezeichnet ist. In gleicher Weise ist in einem Stützglied 18 (Fig. 1 und 2) des Flansches 6 eine durchgehende Ausnehmung 19 vorgesehen, welche ebenfalls einen mit D bezeichneten Durchmesser und eine mit L bezeichnete Länge aufweist. The part 15 is provided with a continuous recess 17 (FIG. 3), the diameter of which is denoted by D and the length of which is denoted by L. In the same way, a continuous recess 19 is provided in a support member 18 (FIGS. 1 and 2) of the flange 6, which recess 19 also has a diameter denoted by D and a length denoted by L.

Der Durchmesser D der Ausnehmung 17 und 19 ist etwas größer als der Durchmesser der Welle 7, welcher mit d bezeichnet ist. Die Welle 7 ist so angeordnet, daß sie genau koaxial mit den erwähnten Ausnehmungen 17 und 19 ist, so daß zwischen einer Ausnehmung der Welle 7 jeweils ein gewisser Durchmesserspalt g vorhanden ist, (vgl. Fig. 2 und 3), dessen Größe folgender Beziehung gehorcht g = D - d. The diameter D of the recess 17 and 19 is slightly larger than the diameter of the shaft 7, which is denoted by d. The shaft 7 is arranged so that it is exactly coaxial with the recesses 17 and 19 mentioned, so that a certain diameter gap g is present between each recess of the shaft 7, (see. Fig. 2 and 3), the size of the following relationship obeys g = D - d.

(>5 Für das richtige Arbeiten der Pumpe sind die Werte der Länge L, des Durchmesserspalts g und des Durchmesserspalts bezogen auf Längeneinheit, p, welcher durch die Formel(> 5 For the correct operation of the pump, the values of the length L, the diameter gap g and the diameter gap are based on the unit of length, p, which is given by the formula

ρ = ρ =

D-dD-d

definiert ist, von beträchtlicher Wichtigkeit, wie das im folgenden noch näher erläutert wird. Insbesondere muß die Länge L mindestens gleich dem Durchmesser d und vorzugsweise größer als 4 mm sein. Die Werte von p, als des Durchmesserspalts pro Längeneinheit, sollten zweckmäßigerweise zwischen 0,01 und 0,05 liegen. is of considerable importance, as will be explained in more detail below. In particular, the length L must be at least equal to the diameter d and preferably greater than 4 mm. The values of p, as the diameter gap per unit length, should expediently be between 0.01 and 0.05.

Bei der eben beschriebenen konstruktiven Anordnung werden also im Bereich der Endabschnitte der Welle 7 ringförmige Räume 20 und 21 (Fig. 3 bzw. 2) erzeugt, welche jeweils außerhalb der zugeordneten sphärischen Lager 11 bzw. 12 liegenIn the structural arrangement just described, so in the area of the end sections of the Shaft 7 generated annular spaces 20 and 21 (Fig. 3 and 2), each outside of the associated spherical bearings 11 and 12 respectively

Das Pumpenrad 8 der Pumpe, welches an sich bekannt ist, ist mit einer Anzahl von radialen Flügeln 8a (F i g. 3) versehen, welche in einer Kammer 22 der Pumpe 1 arbeiten, die von einem relativ zu ihr radial nach innen gelegenen Raum 22a durch ringförmige Vorsprünge 23 des Teils 15 und eine Deckels 25 getrennt ist.The impeller 8 of the pump, which is known per se, is provided with a number of radial vanes 8a (F i g. 3), which work in a chamber 22 of the pump 1, which by a relative to her radially inwardly located space 22a separated by annular projections 23 of part 15 and a cover 25 is.

Die ringförmigen Vorsprünge 23 arbeiten mit den Seitenflächen des Pumpenrads 8 zusammen und bewirken dadurch eine gute Abdichtung mit diesen Seitenflächen. Die Kammer 22 steht über eine Nut oder ein Loch 23a, welche in einer ringförmigen Ausnehmung 23 vorgesehen ist, in Verbindung mit dem radial innen gelegenen Raum 22a.The annular projections 23 work together with the side surfaces of the impeller 8 and act thereby a good seal with these side surfaces. The chamber 22 stands over a groove or a hole 23a provided in an annular recess 23 in communication with the radial interior room 22a.

Zum Zuführen des Kraftstoffs zur Pumpe 1 ist im Deckel 25 ein Loch 24 vorgesehen, und ein Loch 26 im Teil 15 kann mit einer Leitung zum Zuführen des Kraftstoffs zur (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine verbunden werden. Das Loch 24 steht in Verbindung mit einer geeigneten Zone der Kammer 22, während das Loch 26 in Verbindung mit einer anderen Zone dieser Kammer steht.A hole 24 and a hole 26 are provided in the cover 25 for feeding the fuel to the pump 1 in part 15 can be provided with a line for supplying the fuel to the internal combustion engine (not shown) get connected. The hole 24 is in communication with a suitable zone of the chamber 22, while the hole 26 is in communication with another zone of this chamber.

Im allgemeinen sind die Abmessungen der Löcher 24 und 26 gleich und wesentlich großer als diejenigen der Nut bzw. des Lochs 23a. Bezeichnet man mit H den Durchmesser des Lochs 26 und mit h den Durchmesser des Lochs 23a (unter der Vorraussetzung, daß die in der Zeichnung dargestellte Nut durch ein entsprechendes Loch ersetzt wird), so kann das Verhältnis R/h z. B. gleich '/loo sein. Die beschriebene Pumpe arbeitet wie folgt: Die Pumpe wird am Boden des Kraftstofftanks angeordnet, so daß sich das Loch 24 an der tiefsten Stelle des Tanks befindet und ihm von dort der Kraftstoff zugeführt wird.In general, the dimensions of the holes 24 and 26 are the same and substantially larger than those of the groove and the hole 23a, respectively. If one designates the diameter of the hole 26 with H and the diameter of the hole 23a with h (assuming that the groove shown in the drawing is replaced by a corresponding hole), the ratio R / h can e.g. B. be equal to '/ loo. The pump described works as follows: The pump is arranged at the bottom of the fuel tank so that the hole 24 is at the lowest point of the tank and the fuel is supplied to it from there.

Wird dem Elektromotor 2 elektrische Energie zugeführt, so beginnt sein Rotor la sich zu drehen und überträgt diese Drehbewegung auf das-Pumpenrad 8 der Pumpe, und zwar über den Abschnitt 9 der Welle 7. Die Flügel 8a des Pumpenrads 8 fördern durch Zentrifugalwirkung den zwischen ihnen angeordneten Kraftstoff, so daß Kraftstoff durch das Loch 24 angesaugt wird. An bestimmten Zonen der Kammer 22 hat dieser Kraftstoff einen Druck, welcher wesentlich höher als der atmosphärische Druck ist und ausreicht, um die Brennkraftmaschine zu speisen. Nimmt man nun an, daß derjenige Teil der Kammer 22, zu welchem sich sowohl die Nut 23α wie das Loch 26 öffnen, derjenige Teil ist, an dem der Kraftstoff seinen höchsten Druck erreicht, so fließt ein Haupt-Kraftstoffstrom durch das Loch 26, und sekundärer Strom fließt durch die Nut 23α. Da diese Nut relativ zum Loch 26 sehr klein ist, wird der Hauptstrom durch das Loch 26 praktisch so groß sein, wie er das ohne die Nut 23α wäre; der Wirkungsgrad der Pumpe bleibt also praktisch unverändert.If the electric motor 2 is supplied with electrical energy, its rotor la begins to rotate and transmits this rotary movement to the impeller 8 of the pump via section 9 of the shaft 7. The vanes 8a of the impeller 8 convey the between them by centrifugal action arranged fuel so that fuel is sucked through the hole 24. In certain zones of the chamber 22, this fuel has a pressure which is significantly higher than atmospheric pressure and is sufficient to feed the internal combustion engine. Assuming now that that part of the chamber 22 to which both the groove 23α and the hole 26 open is the part at which the fuel reaches its highest pressure, a main fuel flow flows through the hole 26, and secondary current flows through the groove 23α. Since this groove is very small relative to the hole 26, the main flow through the hole 26 will be practically as large as it would be without the groove 23α; the efficiency of the pump remains practically unchanged.

Der sekundäre Kraftstoffstrom, welcher durch die Nut 23a (Fig. 3) fließt, fließt durch den radial innen gelegenen Raum 22a, den ringförmigen Raum 20 und die Nuten 16 im Sitz 13 und erreicht dann den Kommutatorraum 3a (Fig. 1) des Elektromotors 2. Von dort aus fließt er durch die Nuten 16 (F i g. 2) desThe secondary fuel flow, which flows through the groove 23a (Fig. 3), flows through the radially inward located space 22a, the annular space 20 and the grooves 16 in the seat 13 and then reaches the Commutator space 3a (Fig. 1) of the electric motor 2. From there it flows through the grooves 16 (Fig. 2) of the

ίο Sitzes 14 und dann durch den ringförmigen Raum 21 (Fig. 2) des Flansches 6 nach außen.ίο seat 14 and then through the annular space 21 (Fig. 2) of the flange 6 to the outside.

Man erkennt daher, daß erfindungsgemäß ein Kraftstoffkreislauf in dem Kommutatorraum 3a des Elektromotors 2 erzeugt wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Spülwirkung auf den Kommutator 4 auszuüben, um aus dem Kommutatorraum 3a irgendwelche Kohleteilchen zu entfernen, welche durch die Gleitbewegung der Kohlebürsten 5 auf dem Kommutator 4 erzeugt werden. Nimmt man an, daß die Durchflußmenge der Pumpe 1 beispielsweise 1001 pro Stunde beträgt, dann ergibt sich bei dem zuvor genannten Verhältnis zwischen den Durchmessern der Ausnehmung 26 und der Nut 23α ein sekundärer Durchfluß von etwa 0,1 1 pro Stunde. Dieser Durchfluß genügt für eine starke Spülwirkung auf den Kommutator 4.It can therefore be seen that, according to the invention, a fuel circuit in the commutator chamber 3a of the Electric motor 2 is generated. In this way it is possible to have a flushing effect on the commutator 4 exercise in order to remove any coal particles from the commutator chamber 3a, which through the sliding movement of the carbon brushes 5 on the commutator 4 can be generated. If one assumes that the The flow rate of the pump 1 is, for example, 1001 per hour, then results from the aforementioned The ratio between the diameters of the recess 26 and the groove 23α is a secondary Flow of about 0.1 l per hour. This flow is sufficient for a strong flushing effect on the Commutator 4.

Sollte in dem Kommutatorraum Za ein vom Elektromotor 2 erzeugter Funken den Kraftstoff (oder, was häufiger vorkommt, die Kraftstoffdämpfe) entzünden, so werden die Flammen an ihrer Ausbreitung nach außen durch die engen Ringspalten an den Fortsätzen 35 und 36 gehindert. Jeder dieser Fortsätze erzeugt zusammen mit den entsprechenden Endabschnitten 9 und 10 der Welle 7 die ringförmigen Räume20 bzw. 21 (Fig. 2 bzw. 3), welche eine wirkungsvolle Sperre gegen den Durchtritt der Flammen bilden, da in dem engen Spalt die Flammenfront sehr stark abgekühlt wird und dadurch erlischt. Diese sperrende Wirkung ist eine Folge des hohen Wider-Standes, den die Flammen antreffen, wenn sie durch den ringförmigen Raum durchtreten wollen. Man kann also annehmen, daß selbst wenn eine Flamme im Gehäuse 3 an einem der Enden des Hohlraumes erzeugt wird, diese Flamme sich nicht zum anderenShould a spark generated by the electric motor 2 ignite the fuel (or, more frequently, the fuel vapors) in the commutator space Za, the flames are prevented from spreading outwards through the narrow annular gaps on the extensions 35 and 36. Each of these extensions, together with the corresponding end sections 9 and 10 of the shaft 7, creates the annular spaces 20 and 21 (FIGS. 2 and 3), which form an effective barrier against the passage of the flames, since the flame front is very strong in the narrow gap cools down and thus goes out. This blocking effect is a result of the high resistance that the flames encounter when they want to pass through the annular space. It can thus be assumed that even if a flame is generated in the housing 3 at one of the ends of the cavity, this flame does not extend to the other

4S Ende des Gehäuses ausbreiten kann, einfach weil sie bei ihrem Durchgang durch dasselbe ausgelöscht wird.4S end of the housing can spread, simply because of them is extinguished in their passage through it.

Die Fortsätze 35 und 36 stellen daher wirkungsvolle Sperren gegen das Durchtreten der Flammen dar und ermöglichen es daher, eine elektrische Pumpe zu erhalten, welche absolut frei von dem Nachteil der Pumpen gleicher Art nach dem Stand der Technik ist. Wie bereits gesagt, können die Flammen nicht durch die ringförmigen Räume 20 und 21 in den Fortsätzen durchtreten und können auch andererseits nicht zwischen den Flächen anderer Bestandteile der Pumpe nach außen gelangen, welche Flächen miteinander verbunden sind, weil bei diesen Flächen infolge der Abwesenheit von relativer Bewegung zwischen ihnen eine vollständige Flammendichtheit erzielt werden kann.The extensions 35 and 36 therefore provide effective barriers against the passage of the flames and therefore make it possible to obtain an electric pump which is absolutely free from the disadvantage of Pumps of the same type according to the prior art. As I said before, the flames cannot get through the annular spaces 20 and 21 pass through in the extensions and on the other hand can not between the surfaces of other components of the pump get to the outside, which surfaces with each other are connected because in these faces due to the absence of relative movement between them complete flame tightness can be achieved.

Falls in dem Kommutatorraum 3a eine bestimmte Menge Kraftstoff (oder Kraftstoffdämpfe) in der oben beschriebenen Weise entzündet werden, können Explosionen auftreten, bei denen ein sehr hoher Druck erzeugt wird, welcher durch die ringförmigen Räume 20,21 der Fortsätze 35 bzw. 36 nach außen treten kann. Diese Räume 20,21 stellen also nichtIf in the commutator space 3a a certain amount of fuel (or fuel vapors) in the If ignited in the manner described above, explosions can occur, which are of a very high magnitude Pressure is generated which through the annular spaces 20,21 of the extensions 35 and 36 to the outside can kick. So these spaces 20, 21 do not represent

nur Sperren gegen den Durchtritt der Flammen dar, wie das bereits beschrieben wurde, sondern ermöglichen es auch den während der Explosionen in der Ausnehmung 3a erzeugten Gasen, aus dieser Ausnehmung auszuströmen und dadurch sogleich den erwähnten Explosionsdruck in dieser Ausnehmung zu verringern. Hierdurch werden Schäden am Elektromotor 2 und der Pumpe 1 vermieden.only barriers against the passage of the flames, as has already been described, but allow it is also the gases generated in the recess 3a during the explosions, from this recess flow out and thereby immediately to the mentioned explosion pressure in this recess to decrease. This prevents damage to the electric motor 2 and the pump 1.

Zum Erhöhen der Wirksamkeit der ringförmigen Räume 20 und 21, welche darin besteht, den Druck von der Innenseite des Kommutatorraums 3a nach außen lassen, ist es erforderlich, daß die Verbindung des Flansches 6 und des Teils 15 mit dem Gehäuse 3 so stark ist, daß sie den Explosionsdruck ohne Schaden aushalten kann. Auf diese Weise kann der Druck durch die ringförmigen Räume 20 und 21 abströmen, ohne daß Schaden am Motor 2 und der Pumpe 1 auftreten. Vorzugsweise wird die Verbindung so gestaltet, daß sie einem Druck widerstehen kann, welcher gleich dem Explosionsdruck multipliziert mit einem geeigneten Sicherheitsfaktor ist.To increase the effectiveness of the annular spaces 20 and 21, which is to increase the pressure from the inside of the commutator space 3a to the outside, it is necessary that the connection of the flange 6 and the part 15 with the housing 3 is so strong that they can withstand the explosion pressure without damage can withstand. In this way, the pressure can flow through the annular spaces 20 and 21, without damage to the motor 2 and the pump 1 occurring. The connection is preferably designed in such a way that that it can withstand a pressure equal to the explosion pressure multiplied by one appropriate safety factor.

Um die oben beschriebene Sperrwirkung der Fortsätze 35 und 36 tatsächlich zu erreichen, ist es erforderlich, die Werte der geometrischen Parameter in der oben angegebenene Weise zu wählen. Aus Versuchen, welche an solchen Pumpen vorgenommen wurden, wurde ermittelt, daß der Widerstand gegen das Durchtreten der Flammen - unter der Voraussetzung, daß der Wert des Durchmesserspaltes g zwischen den Ausnehmungen 17, 19 und der Welle 7 gleich bleibt
von der Länge L des Fortsatzes abhängt; falls der Wert von L gleichbleibt, wird dieser Widerstand um so größer, je kleiner der Wert von g ist. Ersichtlich kann der Wert des Durchmesserspalts g wegen der Herstellungstoleranzen der Ausnehmungen 17, 18 und der Welle 7 nicht zu klein sein, wenn die Gefahr einer Funkenbildung oder einer Abnutzung infolge Reibung zwischen der Welle und den Ausnehmungen vermieden werden soll. Deshalb hat sich der oben erwähnte Parameter p, nämlich der relative Durchmesserspalt, als besonders geeignet für das Ausdrücken des Widerstands gegen das Durchtreten von Flammen im Fortsatz erwiesen. Aus anderen vorgenommenen Versuchen hat man ermittelt, daß besonders geeignete Werte von ρ zwischen 0,01 und 0,05 liegen. Ferner wurde ermittelt, daß zum Erzielen der oben beschriebenen Wirkung die Länge L nicht kleiner als der Durchmesser d der Welle und auf jeden Fall vorzugsweise größer als 4 mm sein sollte.In order to actually achieve the above-described blocking effect of the extensions 35 and 36, it is necessary to choose the values of the geometric parameters in the manner indicated above. From tests carried out on such pumps, it was determined that the resistance to the passage of the flames - provided that the value of the diameter gap g between the recesses 17, 19 and the shaft 7 remains the same
depends on the length L of the extension; if the value of L remains the same, the smaller the value of g , the greater the resistance. Obviously, due to the manufacturing tolerances of the recesses 17, 18 and the shaft 7, the value of the diameter gap g cannot be too small if the risk of sparking or wear due to friction between the shaft and the recesses is to be avoided. Therefore, the above-mentioned parameter p, namely the relative diameter gap, has proven to be particularly suitable for expressing the resistance to the passage of flames in the extension. From other tests carried out it has been found that particularly suitable values of ρ are between 0.01 and 0.05. It has also been found that, in order to achieve the above-described effect, the length L should not be smaller than the diameter d of the shaft, and in any case preferably larger than 4 mm.

Da gute Ergebnisse nur bei richtigen Werten des Durchmesserspalts g erzielt werden, ist es ersichtlich, daß bei einer erfindungsgemäßen Pumpe für die Welle 7 La^cr vorgesehen werden müssen» welche in der Lage sind, diese Welle genau koaxial zwischen den Fortsätzen 35 und 36 zu halten.Since good results are only achieved with correct values of the diameter gap g , it is evident that in a pump according to the invention for the shaft 7, La ^ cr must be provided which are able to precisely coaxially position this shaft between the extensions 35 and 36 keep.

Die erfindungsgemäße, elektrisch betriebene Pumpe mit Fortsätzen der beschriebenen Art erfordert nur geringe konstruktive Abänderungen gegenüber den bekannten Ausführungen und ermöglicht hierdurch insgesamt die Lösung des Problems, die Gefahr einer Entzündung des Kraftstoffs im Tank oder von Explosionen in diesem Tank mit einer einfachen und preiswerten konstruktiven Anordnung zu beseitigen.The electrically operated pump according to the invention with extensions of the type described requires only minor design changes compared to the known designs and allows as a result, the overall solution to the problem, the risk of the fuel in the tank igniting or from explosions in this tank with a simple and inexpensive constructive arrangement remove.

ίο Während gem. Fig. 3 der Kommutatorraum 3a über den ringförmigen Raum 20 und die Nut 23a mit der Kammer 22 der Pumpe verbunden wird, kann diese Verbindung mittels eines Lochs im Teil 15 hergestellt werden, welches den Kommutatorraum 3a mit dem Druckanschluß 26 verbindet. Um zu verhindern, daß eine in dem Kommutatorraum 3a entzündete Flamme sich durch das erwähnte Loch zum Kraftstoff in der Druckleitung hin ausbreitet, muß man entweder ein Loch mit sehr kleinem Durchmesser vorsehen, oder in diesem Loch einen Stift vorsehen, so daß man zwischen dem Loch und dem Stift einen Ringspalt mit kleinen radialen Abmessungen und mit einem großen Verhältnis von Länge zu Durchmesser erhält. Praktisch muß man in diesem Loch einen Widerstand gegen die Flammenausbreitung erhalten, der ähnlich ist wie derjenige, den man mittels der ringförmige Räume 20 und 21 erzielt. Ersichtlich kann das gleich Ergebnis, nämlich ein hoher Widerstand gegen die Flammenausbreitung, auch dadurch - 30 erzielt werden, daß man diesem Loch einen nicht geradlinigen Verlauf gibt, oder daß man in ihm poröse Unterteilungen od. dgl. vorsieht.ίο While according to Fig. 3 the commutator space 3a is connected to the chamber 22 of the pump via the annular space 20 and the groove 23a this connection can be made by means of a hole in part 15 which defines the commutator space 3a connects to the pressure connection 26. To prevent one in the commutator space 3a from igniting Flame spreads through the aforementioned hole to the fuel in the pressure line, must either a hole with a very small diameter is provided, or a pin is provided in this hole, so that you have an annular gap with small radial dimensions and between the hole and the pin with a large length to diameter ratio. In practice you have to get one in this hole Obtain resistance to flame spread that is similar to that obtained by means of the annular spaces 20 and 21 achieved. It can be seen that the result is the same, namely a high resistance against the spread of flame, also by making this hole a non-linear one There is a course, or that porous subdivisions or the like are provided in it.

Nach einer anderen Ausführungsform kann der zur Spülung dienende sekundäre Durchfluß durch einen Kraftstoffstrom erzielt werden, welcher sich in einer Richtung bewegt, die der zuvor angebenenen entgegengesetzt ist. Hierzu ist es lediglich erforderlich, einen Unterdruck oder ein Vakuum innerhalb des Kommutatorraums la dadurch zu erzeugen, daß man diesen Kommutatorraum mit einer Zone der Kammer 22 der Pumpe bzw. dem Anschluß 24 verbindet, welche bzw. welcher im Betrieb einen Unterdruck aufweisen. Hierbei wird dann der Kraftstoff vom Tank durch den ringförmigen Raum 21 (Fig. 1 und 2) an-In another embodiment, the secondary flow used for purging may be achieved by a flow of fuel moving in a direction opposite to that previously indicated. For this purpose, it is only necessary to generate a negative pressure or a vacuum within the commutator space la by connecting this commutator space to a zone of the chamber 22 of the pump or the connection 24, which has a negative pressure during operation. The fuel is then delivered from the tank through the annular space 21 (Figs. 1 and 2).

+5 gesaugt, strömt durch den Kommutatorraum Za und tritt durch den ringförmigen Raum 20 (Fig. 1 und 3) wieder aus.+5 sucked, flows through the commutator space Za and exits again through the annular space 20 (Fig. 1 and 3).

Selbstverständlich tritt die erwähnte Spülwirkung auch dann auf, wenn die Pumpe für eine andere Flüssigkeit als Kraftstoff verwendet wird, z. B. eine entzündbare Flüssigkeit; durch die Wahl geeigneter Querschnitte der von der Flüssigkeit durchströmten Wege ist es möglich, die Pumpe an jede gewünschte Flüssigkeit anzupassen.Of course, the mentioned flushing effect also occurs when the pump is used for a different liquid is used as fuel, e.g. B. a flammable liquid; by choosing more suitable Cross-sections of the paths through which the liquid flows, it is possible to adapt the pump to any desired Adjust fluid.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Feed pump for a flammable liquid that may be mixed with air or other gases. sigkeit, which pump can be immersed or submerged in the tank for the liquid and the one Commutator including brushes is assigned to the electric motor which is located within a housing has a rotor connected to a shaft, in particular a fuel pump for a Internal combustion engine, with an explosion barriers to prevent ignition of the surrounding Space through the arcs occurring inside the housing on the electric motor secondary liquid flow, which is used to cool the electric motor = ·, thereby characterized in that ring-shaped spaces (20,21) serve as explosion barriers, each by a cylindrical surface of a section (9, 10) of the shaft (7) and by a corresponding cylindrical surface of a recess (17, 19) provided in the housing (3) in the areas are defined in which the shaft (7) penetrates the end walls of the housing (3), through which annular spaces the secondary liquid flow flows, and that to achieve this liquid flow at least the commutator space (3a) with a zone of the pump in connection stands in which the liquid is under a pressure that is higher or lower than that the liquid in the tank in which the pump is submerged.

2. Feed pump according to claim 1, wherein an impeller and a chamber for the impeller is provided in which the liquid is brought to a pressure which exceeds the pressure in the tank is, characterized in that the one adjacent annular space (20) with this Chamber (22) is in communication.

3. Feed pump according to claim 1 or 2, characterized in that the annular Spaces (20, 21) near seats (13, 14) for receiving the bearings (11, 12) of the shaft (7, 9, 10) are located and that these seats with groove-shaped recesses (16) for connecting the annular spaces (20, 21) are provided with the commutator space (3a).