DE2556631C2

DE2556631C2 - Elektrische Motorpumpe

Info

Publication number: DE2556631C2
Application number: DE2556631A
Authority: DE
Inventors: Dante S. Dearborn Heights Mich. Giardini; Lewis E. Birmingham Mich. Unnewehr
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1974-12-19
Filing date: 1975-12-16
Publication date: 1983-04-28
Also published as: CA1042047A; DE2556631A1; GB1473436A; US3932069A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Motorpumpe, bei der die Pumpenkammer einen Teil des Motorgehäuses eines Drehstrommotors bildet, dessen Rotor als Pumpenrad mit radialen Durchströmkanälen für die über einen axialen Ansaugstutzen angesaugte und durch Zentrifugalkräfte in einen Druckauslaß geförderte Flüssigkeit versehen ist.

Bei einer aus der US-PS 31 94 165 bekannten Motorpumpe der vorgenannten Art ist der Drehstrommotor als ein Induktionsmotor ausgebildet, bei dem der Eisenkern in ein aus einem metallischen Material bestehendes Pumpenrad eingegossen ist. Das Pumpenrad bildet den Rotor des Drehstrommotors, wobei seine Beschaufelung die radialen Durchströmkanäle ergibt, die eine Verbindung zwischen dem axialen Ansaugstutzen und dem Druckauslaß der durch das Motorgehäuse bereitgestellten Pumpenkammer ergeben. Eine solche als Zentrifugalpumpe arbeitende Motorpumpe weist eine relativ kleine Baugröße auf, so daß sie grundsätzlich auch als Brennstoffpumpe bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann. Dabei ist aber nachteilig, daß die Ausbildung des Drehstrommotors als Induktionsmotor relativ störanfällig ist und die Fertigung des Rotors als beschaufeltes Pumpenrad mit dem eingegossenen Eisenkern die Herstellungskosten erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Motorpumpe der eingangs genannten Art für die Verwendbarkeit eines weniger störanfälligen variablen Reluktanzmotors anstelle des Induktionsmotors auszubilden, wobei unter Beibehaltung einer zumindest ebenso einfachen Gesamtkonstruktion der Motorpumpe eine einfachere Fertigungsmöglichkeit angestrebt werden soll.

Die in diesem Zusammenhang interessierenden variablen Reluktanzmotoren sind beispielsweise aus der US-PS 3 17 00 943 bekannt. Sie bestehen regelmäßig aus einer Erregerwicklung und einem Magnetkreis, der es zwischen einzelnen Ferromagneten eines Stators und eines Rotors bei einem Stromdurchgang durch die Erregerwicklung erzeugt wird, womit bei einer Drehung

50 des Rotors eine Veränderung der Reluktanz und damit der Permeanz des Magnetkreises auftritt, die nur in der wachsenden Phase die Erzeugung eines mechanischen Drehmoments unterstützt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist für eine elektrische Motorpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei Verwendung eines solchen variablen Reluktanzmotors als Drehstrommotor die Ferromagnete des Rotors zur axialen Begrenzung der zwischen ihnen ausgebildeten radialen Durchströmkanäle in Radialschlitze einer auf der Seite des Stators an der Rotorwelle befestigten Scheibe aus einem nichtmagnetischen Material eingesteckt und auf der dem Stator abgewandten Seite durch eine Abdeckscheibe abgedeckt sind, die ebenfalls aus einem nichtmagnetischen Material besteht und eine Durchtrittsöffnung aufweist, über welche der Ansaugstutzen an den inneren Radialbereich der radialen Durchströmkanäle angeschlossen ist.

Der als Pumpenrad der Motorpumpe wirkende Rotor des variablen Reluktanzmotors kann damit auf erkennbar sehr einfache Weise gefertigt werden und ist völlig störunanfällig, weil die Ferromagnete sicher durch die an der Rotorwelle befestigte Scheibe gehalten werden. Die Motorpumpe kann damit auch als Brennstoffpumpe bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, um die bis jetzt benutzten und im Aufbau wesentlich komplizierteren Brennstoffpumpen zu ersetzen.

Ein Aasführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Axialschnitt durch die Motorpumpe,
Fig. 2 einen Querschnitt der Motorpumpe nach der Linie 2-2 in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Querschnitt der Motorpumpe nach der Linie 3-3 in Fig. 1.

Die Motorpumpe 10 weist ein aus zwei Teilen 12 und 14 gebildetes Gehäuse aus nichtmagnetischem Material, wie Kunststoff, auf. Alternativ kann dieses Gehäuse auch aus gepreßtem Aluminium oder einem ähnlichen Materia! bestehen. Die beiden Gehäuseteile 12 und 14 sind durch einen O-Dichtungsring 16 gegeneinander abgedichtet und durch Bolzen 18 sowie auf diese aufgeschraubte Muttern 20 zusammengehalten. Eine im Inneren der beiden Gehäuseteile 12, 14 ausgebildete Pumpenkammer 22 ist über einen axialen Ansaugstutzen 24 sowie ein Anschlußrohr 26 mit einem Vorratsbehälter für die mittels der Motorpumpe 10 zu fördernde Flüssigkeit verbunden. Weiterhin weist diese Pumpenkammer 22 einen Druckauslaß 28 auf, der an einer Stelle radial außerhalb der Mittelachse 30 der Motorpumpe angeordnet ist.

In der Mittelachse 30 der Motorpumpe ist eine in Lagerbuchsen 36 und 38 gelagerte Welle 32 angeordnet, die vorzugsweise aus nichtmagnetischem Material, wie Messing, besteht. An dieser Welle 32 ist etwa mittig ein scheibenförmiger Flansch 34 ausgebildet, an welchen eine aus einem nichtmagnetischen Material, wie mit einem Gewebe verstärktes Melamin, bestehende Scheibe 40 angeklebt ist. Die Scheibe 40 ist mit Radialschlitzen versehen, in die Ferromagnete 42 eingesteckt sind, die aus laminiertem Stahl bestehen können und an die auf der zu der Scheibe 40 axial gegenüberliegenden Seite eine ebenfalls aus einem nichtmagnetischen Material bestehende Abdeckscheibe 44 angeklebt ist. Damit werden zwischen diesen Ferromagneten 42 durch diese beiden Scheiben 40 und 44 axial begrenzte radiale Durchströmkanäle für die

Flüssigkeit bereitgestellt, das im Betrieb der Motorpumpe über den Ansaugstutzen 24 angesaugt und über den Druckauslaß 28 weitergefördert wird. Alle diese radialen Durchströmkanäle haben dabei mit dem Ansaugstutzen 24 über den inneren Radia;bereich 46 der Pumpenkammer 22 Verbindung, deren äußerer Radiaibereich andererseits die Verbindung zu dem Druckauslaß 28 herstellt.

Die Welle 32 und die Ferromagnete 42 bilden den mithin als Pumpenrad der Motorpumpe wirkenden Rotor eines "ariablen Reluktanzmotors, dessen Stator eine zu der Mittelachse 30 symmetrisch gewickelte Erregerwicklung 48 umfaßt, die für die Zuführung von Strom an zwei über das Gehäuseteil 12 nach außen vorstehende Anschlußklemmen 50 und 52 angeschlossen ist. Der Stator umfaßt weiterhin eine Vielzahl vorzugsweise U-förmiger Ferromagnete 54, die wie die Ferromagnete 42 des Rotors aus laminiertem Stahl bestehen können und in einer gleichen Anzahl und in einem gleichen gegenseitigen Abstand /ie diese vorgesehen sind. Die Ferromagnete 54 sind mit dem Gehäuseteil 12 über aus Epoxydharz oder einem anderen Klebemittel bestehende Kissen 56 und 58 verklebt oder auf andere Weise so an dem Gehäuseteil 12 befestigt, daß ihre Schenkel achsparallel zu der Rotorwelle 32 verlaufen und auf die Ferromagnete 42 ausgerichtet sind. Wenn daher der Erregerwicklung 48

über die Anschlußklemmen 50 und 52 Strom zugeführt wird, dann entsteht zwischen den Ferromagneten 54 des Stators und den Ferromagneten 42 des Rotors ein mit den gestrichelten Linien 60 und 62 verdeutlichter Magnetkreis, für den an jedem Paar der Ferromagnete 54 und 42 zwei axiale Luftspalte an den beiden Schenkelenden der Ferromagnete 54 bestehen. Bei der Drehung des Rotors tritt folglich eine periodische Änderung der Reluktanz dieses Magnetkreises auf, so daß bei einer Stromzuführung an die Erregerwicklung 48 nur in den Zeiträumen einer abfallenden Reluktanz, also einer wachsenden Permeanz, ein Drehmoment erzeugt wird, welches den Rotor für ein Ansaugen des Arbeitsfluids über den Ansaugstutzen 24 und die Förderung der Flüssigkeit durch Zentrifugalkräfte hin zu dem Druckauslaß 28 antreibt. Damit für diese Erzeugung eines Drehmoments keine anfänglichen Startschwierigkeiten auftreten, ist neben den Ferromagneten 54 noch ein Dauermagnet 64 in dem Gehäuseteil 12 untergebracht, der im Zusammenwirken mit einem der Ferromagneie 42 des Rolors bei einem Stromdurchgang durch die Erregerwicklung 48 sofort einen Magnetkreis bildet und damit das anfängliche Drehmoment erzeugt, das die Drehung des Rotors einleitet. Die fortgesetzte Drehung des Rotors ergibt sich dann aus der Stromzufuhr an die Erregerwicklung 48 nur während der Zeiträume einer abfallenden Reluktanz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ι; Li'

Patentanspruch:

Elektrische Motorpumpe, bei der die Pumpenkammer einen Teil des Motorgehäuses eines Drehstrommotors bildet, dessen Rotor als Pumpen- ϊ rad mit radialen Durchströmkanälen für die über einen axialen Ansaugstutzen angesaugte und durch Zentrifugalkräfte in einen Druckauslaß geförderte Flüssigkeit versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines variablen w Reluktanzmotors als Drehstrommotor die Ferromagnete (42) von dessen Rotor zur axialen Begrenzung der zwischen ihnen ausgebildeten radialen Durchströmkanäle in Radialschlitze einer auf der Seite des Stators (48, 54) an der Rotorwelle (32) befestigten Scheibe (40) aus einem nichtmagnetischen Material eingesteckt und auf der dem Stator (48,54) abgewandten Seite durch eine Abd°ckscheibe (44) abgedeckt sind, die ebenfalls aus einem nichtmagnetischen Material besteht und eine Durchtrittsöffnung aufweist, über welche der Ansaugstutzen (24) an den inneren Radialbereich (46) der radialen Durchströmkanäle angeschlossen ist.