DE2604849A1

DE2604849A1 - Elektromotorische brennstoffpumpe

Info

Publication number: DE2604849A1
Application number: DE19762604849
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Baeumler
Original assignee: A Pierburg Autogeraetebau KG
Current assignee: A Pierburg Autogeraetebau KG
Priority date: 1976-02-07
Filing date: 1976-02-07
Publication date: 1977-08-11
Also published as: FR2340463B3; GB1569842A; BR7700728A; FR2340463A1

Description

TL-E 06.02.76

A. PIERBURG AUTOGERÄTEBAU KG, Neuss

Elektromotorische Brennstoffpumpe

Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch angetriebene Brennstofförderpumpe, bei der der Motor-Rotor im Brennstoff läuft.

Die Rotoren der Antriebsmotoren solcher ansich bekannten Pumpen haben im wesentlichen Trommelform.

Solche Pumpen erfordern ein großes Bauvolumens haben verhältnismäßig große hydraulische Verluste und nützen die Kühlmöglichkeit der elektrischen Teile durch den Brennstoff nicht mit gutem Wirkungsgrad aus.

Die Erfindung soll eine elektrisch betriebene Pumpe mit im Brennstoff umlaufenden Rotor schaffen, bei der die angeführten Nachteile der bekannten Bauart vermieden werden und ein guter Förderwirkungsgrad für den Brennstoff erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein mit Brennstofförder-Elementen verbundener Scheibenläufer-llotor in einem mit Zu- und Ablauf versehenen Gehäuse angeordnet ist.

Im ersten Ansatz erscheint die Anwendung von scheibenförmigen Rotoren in einem mit Flüssigkeit gefüllten Raum nachteilig, da durch, den bei vergleichbarer

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Leistung größeren Durchmesser die hydraulischen Wirbelverluste überproportional größer werden«

Demgegenüber benützt die Erfindung den Effekt, daß einmal die Kühlung eines scheibenförmigen Läufers in Flüssigkeit günstiger als die eines trommeiförmigen Läufers ist und außerdem die hydraulischen Strömungsverhältnisse um einen scheibenförmigen Läufer besonders günstig mit zur Förderwirkung für den Brennstoff herangezogen werden können«

Diese Erklärungen gelten sowohl für Motoren, bei denen die' Ankerwicklung auf dem Rotor angebracht ist und der oder die Feldmagnete sich im umgebenden Gehäuse befinden, als auch für Motoren, bei denen der oder die Feldmagnete umlaufen und die Wicklung oder Wicklungen im umgebenden Gehäuse sind.

Eine besonders günstige Förderwirkung entsteht, wenn in Ausführungen mit Schleuderrädern, wie sie für Brennstoffpumpen benützt werden, bei denen ein nicht sehr hoher Förderdruck - üblicherweise etwa 0,2 - 0,3 mWS - und/oder keine oder nur geringe Ansaugwirkung verlangt wird, die Förderschaufeln sich im wesentlichen bis zum äußeren Umfang des Rotors erstrecken.

Die Förderschaufeln können zweckmäßig mit der Ausgestaltung der Wicklungs- oder Magnetteile des Rotors verbunden werden. Sie können einseitig oder beidseitig am Rotor im Werkstoff integriert oder mit bekannten Verhindungsverfahren daran befestigt sein.

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Für Brennstoffpumpen, bei denen höhere Förderdrücke benötigt werden - üblicherweise die Bereiche von 1,5 - 6 atü - oder die eine Selbstansaugung haben müssen, können die ansich bekannten Flügelzellenwerke oder andere ansich bekannte volumenfördernde Pumpenwerke besonders zweckmäßig eingebaut werden.

"Selbstansaugend" bedeutet bei Kraftstoffpumpen, daß eine nicht mit Kraftstoff gefüllte Pumpe über eine gegebenenfalls ebenfalls trockene Zulaufleitung nach Inbetriebnahme Kraftstoff aus einem Vorratstank ansaugt.

Ein solches Flügelzellen- oder vergleichbares Pumpenwerk wird, zweckmäßig im inneren Bereich des Scheibenläufers - innerhalb des oder der Magnete bzw. der Wicklung - unmittelbar mit dem Rotor verbunden angebaut .(Figur 3 ). Hierbei ist es weiter zweckmäßig, wenn die rotierenden Bauteile des Pumpenwerkes verbunden mit dem Rotor umlaufen und die Trennfuge zwischen den rotierenden Pumpenwerkteilen und einem oder mehreren feststehenden Teilen des Pumpenwerkes sich senkrecht zur Drehachse erstreckt.

Durch a-xial angebrachte Federn und/oder durch die magnetischen Kräfte zwischen Wicklung und Magnet, und/oder durch Ausnützen des hydraulischen Druckunterschiedes im Förderkreislauf, kann dann der Dichtspalt zwischen den aufeinandergleitenden Teilen des Pumpenwerkes zwischen feststehendem Teil oder Teilen und sich drehenden Teil oder Teilen auf dem kleinstnotwendigen Maß gehalten werden und wird durch einen gegebenenfalls auftretenden Verschleiß nicht verändert.

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Es wird besonders erwähnt, daß diese vorher dargestellten Bauformen anwendbar sind bei Scheibenläufer-Motoren sowohl mit in Achsrichtung beidseitig vom,Rotor angebrachten Magneten bzw. Wicklungen, als auch mit in Achsrichtung einseitig angebrachten Magneten bzw. Wicklungen.

Bei Motoren, die für Gleichstromversorgung ausgelegt sind, empfiehlt sich die Bauform mit umlaufender Wicklung. Hierbei wird der Kommutator zweckmäßigerweise im inneren Durchmesserbereich, des Rotors angebracht - bei Verwendung eines Flügelzellenwerkes auf der dem Flügelzellenwerk abgewandten Seite des Rotors. Weiter ist es zweckmäßig, einen ansich bekannten Flachkommutator zu verwenden - das ist ein Kommutator mit sich in radialer Richtung erstreckenden Lamellen.

In diesem Fall werden die Anpreßfedern für die Bürsten gleichzeitig mitverwendet, daß sie vor Inbetriebnahme des Motors die Wirkung der vorerwähnten Anpreßfeder oder Federn übernehmen und die radialen Dichtspalten eines Flügelzellen- oder gleichartigen Pumpenwerkes oder die Dichtspalte eines Schleuderrades auf dem für den Start notwendigen Maß halten.

Nach Inbetriebnahme können dann zusätzlich die vorerwähnten magnetischen oder hydraulischen Kräfte diese Aufgabe unterstützen.

Für die gute Funktion einer solchen Pumpe ist es weiterhin zweckmäßig, den Flüssigkeitsstrom im Hauptstrom oder als Teilstrom durch auf der Hand liegende konstruktive Maßnahmen so zu führen, daß die Wicklungsteile - umlaufend oder stillstehend und die Lager des Rotors zusätzliche Kühlung aus der durchströmenden Flüssigkeit erhalten» Ferner

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ist der Flüssigkeitsstrom so zu führen, daß im Fall der Verwendung eines Kommutators - die Bürsten vor hydraulischen Abhebekräften geschützt sind, ohne daß dort der Flüssigkeitsstrom unter die Erfordernisse der Kühlung absinkt.

Die Ausführung mit umlaufendem Magnet empfiehlt sich besonders für Anwendungsfälle, wo die Stromversorgung durch Wechsel- bzw. Drehstrom geschieht.

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Ausführungs-Beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen sohematisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. -1 einen Schnitt durch, eine Brennstoffpumpe mit einem als Schleuderrad ausgebildeten Scheibenläufer

Fig. 2 eine Seitenansicht dazu und

Fig. 3 eine Brennstoffpumpe mit einem Flügelzellenwerk.

In einem Gehäuse _1 ist an einer in zwei Lagern 2 angeordneten Achse 3 ein Scheibenläufer Hl mit einem Schleuderrad 5 fest verbunden bzw. der Scheibenläufer ist als Schleuderrad ausgebildet. Die Wicklung 61 ist im Gehäuse 1 und die Magneten 7JL an dem Scheibenläufer ¹I-I. angeordnet. Das Gehäuse J. ist mit einem Brennstoff-Zufluß 81 und einem Brennstoffabfluß 9J. versehen.

Die Drehachse 3 ist auf der Flügelseite 5 in einem Festlager gelagert. Dadurch wird bei einer in Richtun dieses Lagers wirkenden axialen Kraft der Spalt 10 zwischen den Flügeln 5 und dem Gehäuse 1 konstantgehalten. In der Fig. 2 ist eine mögliche Anordnung von Zu- und Ablauf 8J., 91 schematisch dargestellt.

Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsheispiel, bei dem die Wicklung 62 an dem Scheibenläufer 4-2 und die Magnete 72 im Gehäuse angeordnet sind» Auf der Drehachse 3 befinden sich die rotierenden Teile ^! eines bekannten Flügelzellenwerkes J.2, dessen feststehender Teil 13 mit dem Gehäuse J. verbunden

^ist* 709832/0165 .

Die Drehachse 3 ist an den Lagern 2 in Achsrichtung verschieblich gelagert. Der Trennspalt 101 zwischen den rotierenden und feststehenden Teilen

j des Plügelzellenwerkes J.2 wird durch in Achsrichtung auf den Scheibenläufer 4-2 wirkende ; Kräfte praktisch geschlossen. Diese Kräfte sind in ihrem Ursprung vorstehend beschrieben_s z.B. kann dies die Kraft einer Feder 16 sein. Ein bekannter Flachkollektor -14 ist in dem Scheibenläufer H-2 fest angeordnet und Bürsten werden durch Bürstenfedern angepreßt. Der schematisch dargestellte Zu- und Ablauf ist mit 82, 92 beziffert.

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Claims

«r -

Patentansprüche

Elektromotorisch angetriebene Brennstoffförderpumpe, bei der der Motor-Rotor im
Brennstoff läuft, dadurch gekennzeichnet,
daß ein mit Brennstofförder-Elementen verbundener Scheibenläufer-Motor in einem j mit Zu- und Ablauf (81 _s 91,8"2^ 92) versehenen Gehäuse (1) angeordnet ist.
2) Brennstoff-Förderpumpe nach Anspruch 1)
dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstofförderelemente von einem Schleuderrad (5) gebildet werden, das fest mit dem Scheibenläufer (41) verbunden ist, wobei die Förderschaufeln

sich im wesentlichen bis zum äußeren Umfang des Scheibenläufers erstrecken.
3) Brennstoff-Förderpumpe nach Anspruch 1) und 2) dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenläufer (ftl) selbst als Schleuderrad ausgebildet ist.
4) Brennstoff-Förderpumpe nach. Anspruch 1)
dadurch, gekennzeichnet, daß das Brennstoff-Förderelement ein Flügelzellenwerk 0-2) ist, dessen rotierende Teile 'axial an dem
Scheibenläufer (4-2) angeordnet sind.
5) Brennstoff-Förderpumpe nach den Ansprüchen 1) und 40 dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge ClOl) zwischen den rotierenden ' und den feststehenden Teilen (13) des Flügelzellenwerkes (I2) sich senkrecht zur Drehachse des Scheibenläuf ers (42 erstreckt.

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6) Brennstoff-Förderpumpe nach Anspruch 3) und 5) dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Federn (-16) die rotierenden Teile " axial in Richtung der feststehenden Teile (13) belasten.
7) Brennstoff-Förderpumpe nach. Anspruch 3) und 5) dadurch gekennzeich.net, daß eine Brennstoff ührung einen Brennstoffdruck aufbaut, der die rotierenden Teile ι axial in Richtung der feststehenden Teile (13) belastet.
8) Brennstoff-Förderpumpe nach. Anspruch 3) und

5) dadurch, gekennzeich.net, daß Wicklung (61^62) und Magnet (7J-,72)eine Kraft ausüben, die die rotierenden Teile !axial in Richtung der feststehenden Teile [belastet.
9) Brennstoff—Förderpumpe nach. Anspruch 3) und 4) dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenläuf er(41 ,4JZ)die Wicklung trägt und der Kollektor

ι als Flachkollektor (14) am

Scheibenläufer angeordnet ist und die Bürstenfedern (15) die rotierenden Teile axial in Richtung der feststehenden Teile belasten.

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