EP1504186A1 - Fördereinheit - Google Patents

Fördereinheit

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EP1504186A1
EP1504186A1 EP03735269A EP03735269A EP1504186A1 EP 1504186 A1 EP1504186 A1 EP 1504186A1 EP 03735269 A EP03735269 A EP 03735269A EP 03735269 A EP03735269 A EP 03735269A EP 1504186 A1 EP1504186 A1 EP 1504186A1
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EP
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bushing
impeller
unit according
shaft
delivery unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03735269A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Becker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/047—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
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    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/628—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
    • F04D5/002—Regenerative pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C17/26—Systems consisting of a plurality of sliding-contact bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/15—Mounting arrangements for bearing-shields or end plates
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts

Definitions

  • the invention relates to a delivery unit, in particular for delivering fuel, with a delivery pump driven by an electric motor, with an impeller of the delivery pump mounted between housing parts and non-rotatably connected to a shaft driven by the electric motor, and with a bearing of the shaft in a housing part.
  • Such conveyor units are often used in today's motor vehicles and are known from practice.
  • the shaft of the electric motor has a radial bearing in one of the housing parts of the delivery pump.
  • a carbon bushing is pressed into the housing part to generate the radial bearing.
  • the carbon bush has a bore corresponding to the shaft.
  • a disadvantage of the known conveyor unit is that the socket can be damaged during assembly by tilting the socket or excessive press-in forces. As a result, the conveyor unit has a short service life. Furthermore, the carbon bush leads to very high assembly and material costs for the conveyor unit.
  • the invention is based on the problem of designing a conveyor unit of the type mentioned at the outset in such a way that it can be produced particularly cost-effectively and has a particularly long service life.
  • a plastic casing of a rotor of the electric motor is made in one piece with a bushing arranged in the housing part and in that the housing part has a bearing shell for the bushing.
  • the radial bearing is generated directly by the housing part and the plastic casing extending into the housing part. Thanks to the invention, no carbon bushing is required for the radial bearing. Since the plastic sheathing is already present in electric motors for today's conveyor units, the conveyor unit according to the invention requires a particularly small number of components. The delivery unit according to the invention can therefore be manufactured particularly cost-effectively.
  • the shaft could have a flattened portion for the rotationally fixed entrainment of the impeller.
  • the bush has a coupling for the rotationally fixed connection to the impeller.
  • This design allows the shaft to be cylindrical in the area of the feed pump. With this design, the shaft does not transmit any torque, since this is transmitted directly from the plastic jacket of the rotor of the electric motor into the impeller of the feed pump. Therefore, no torsional forces are introduced into the shaft, so that it can be manufactured with a particularly small diameter and thus a low weight.
  • the coupling is structurally particularly simple if the coupling of the bush has a lateral flattening for the rotationally fixed connection to the impeller.
  • the feed pump can be made particularly compact if the coupling is designed to produce a positive connection between the axial surfaces of the bushing and the impeller.
  • the axial surfaces of the bushing and the impeller have projections and recesses that correspond to one another. This also ensures correct installation of the impeller in the feed pump.
  • the socket could, for example, replace the shaft in the area of the feed pump.
  • the conveyor unit according to the invention has a particularly high stability when the bush is arranged on the shaft.
  • rotors for electric motors in today's conveyor units have at least two plastic shells.
  • reliable support of the bushing by the shaft can easily be ensured if the bushing is manufactured in one piece with an inner and a plurality of outer plastic shells of the rotor.
  • the delivery unit has a delivery pump 2 driven by an electric motor 1.
  • the delivery pump 2 is designed as a side channel pump and is used to deliver fuel in a motor vehicle.
  • the fuel is conveyed through an inlet duct 4 arranged in a housing part 3 axially through the feed pump 2 to an outlet duct 6 arranged in a further housing part 5.
  • An impeller 7 of the feed pump 2 is mounted axially between the housing parts 3, 5 and is connected in a rotationally fixed manner to a shaft 8 of the electric motor 1.
  • the electric motor 1 has a fixed stator 9 and one Rotor 10 with the shaft 8.
  • the rotor 10 has an inner plastic jacket 11 and an outer plastic jacket 12.
  • the inner plastic jacket 11 is made in one piece with a socket 13 arranged in one of the housing parts 5 of the feed pump 2.
  • the housing part 5 has a bearing shell 14 for the bush 13.
  • the shaft 8 is mounted radially in the housing part 5.
  • a ball 15 is arranged as an axial bearing for the shaft 8.
  • a coupling 16 with mutually corresponding and circumferentially changing projections 17 and recesses 18 are arranged on the adjoining end faces of the bushing 13 and the impeller 7. The projections 17 and recesses 18 engage in one another and connect the impeller 7 in a form-fitting manner to the bushing 13.

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Abstract

Bei einer Fördereinheit zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftfahrzeug ist ein Kunststoffmantel (11) eines Rotors (10) eines Elektromotors (1) einstückig mit einer Buchse (13) gefertigt. Ein Gehäuseteil (5) einer Förderpumpe (2) weist eine Lagerschale (14) für die Buchse (13) auf. Hierdurch lässt sich die Fördereinheit besonders kostengünstig fertigen und montieren.

Description

Beschreibung
Fördereinheit
Die Erfindung betrifft eine Fδrdereinheit , insbesondere zur Förderung von Kraftstoff, mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Förderpumpe, mit einem zwischen Gehäuseteilen gelagerten und mit einer von dem Elektromotor angetriebenen Welle drehfest verbundenen Laufrad der Förderpumpe und mit einer Lagerung der Welle in einem Gehäuseteil.
Solche Fördereinheiten werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Bei einer bekannten Fördereinheit hat die Welle des Elektromotors in einem der Gehäuseteile der Förderpumpe eine Radiallagerung. Zur Erzeugung der Radiallagerung wird in das Gehäuseteil eine Kohlebuchse eingepresst. Die Kohlebuchse hat eine der Welle entsprechende Bohrung.
Nachteilig bei der bekannten Fördereinheit ist, dass bei der Montage durch ein Verkanten der Buchse oder zu große Einpresskräfte die Buchse beschädigt werden kann. Hierdurch weist die Fördereinheit eine geringe Lebensdauer auf. Weiterhin führt die Kohlebuchse zu sehr hohen Montage- und Materialkosten der Fördereinheit .
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Fördereinheit der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie besonders kostengünstig herstellbar ist und eine besonders lange Lebensdauer aufweist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Kunststoffummantelung eines Rotors des Elektromotors einstük- kig mit einer in dem Gehäuseteil angeordneten Buchse gefertigt ist und dass das Gehäuseteil eine Lagerschale für die Buchse aufweist. Durch diese Gestaltung wird die Radiallagerung unmittelbar von dem Gehäuseteil und der sich bis in das Gehäuseteil erstreckenden Kunststoffummantelung erzeugt. Dank der Erfindung wird für die Radiallagerung keine Kohlebuchse benötigt. Da die Kunststoffummantelung bei Elektromotoren für heutige Fördereinheiten ohnehin vorhanden ist, erfordert die erfindungs- gemäße Fördereinheit eine besonders geringe Anzahl von Bauteilen. Die erfindungsgemäße Fördereinheit lässt sich daher besonders kostengünstig fertigen.
Die Welle könnte wie bei der bekannten Fördereinheit eine Abflachung zur drehfesten Mitnahme des Laufrades aufweisen. Zur weiteren Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Fördereinheit trägt es jedoch bei, wenn die Buchse eine Kupplung zur drehfesten Verbindung mit dem Laufrad hat . Durch diese Gestaltung kann die Welle im Bereich der Fδrderpumpe zylindrisch gestaltet sein. Durch diese Gestaltung überträgt die Welle kein Drehmoment, da dieses unmittelbar von dem Kunststoffmantel des Rotors des Elektromotors in das Laufrad der Förderpumpe übertragen wird. Daher werden keine Torsions- kräfte in die Welle eingeleitet, so dass sie mit einem besonders geringen Durchmesser und damit einem geringen Gewicht gefertigt werden kann.
Die Kupplung gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn die Kupplung der Buchse eine seitliche Abflachung zur drehfesten Verbindung mit dem Laufrad aufweist .
Eine seitliche Abflachung der Buchse erfordert häufig einen sehr großen Bauraum im Zentrum des Laufrades. Die Förderpumpe lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kompakt gestalten, wenn die Kupplung zur Erzeugung eines Formschlusses zwischen den Axialflächen der Buchse und des Laufrades ausgebildet ist. Zur weiteren Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus der erfindungsgemäßen Fördereinheit trägt es bei, wenn die Axial- flächen der Buchse und des Laufrades miteinander korrespondierende Vorsprünge und Ausnehmungen aufweisen. Hierdurch lässt sich zudem eine lagerichtige Montage des Laufrades in der Förderpumpe sicherstellen.
Die Buchse könnte beispielsweise die Welle im Bereich der Förderpumpe ersetzen. Die erfindungsgemäße Fördereinheit hat jedoch eine besonders hohe Stabilität, wenn die Buchse auf der Welle angeordnet ist .
Häufig weisen Rotoren für Elektromotoren heutiger Fördereinheiten zumindest zwei Kunststoffmäntel auf. Bei solchen Elektromotoren lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine zuverlässige Abstützung der Buchse durch die Welle einfach sicherstellen, wenn die Buchse einstückig mit einem inneren und mehreren äußeren Kunststoff- mänteln des Rotors gefertigt ist.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in einer einzigen Figur einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Fördereinheit.
Die Fördereinheit hat eine von einem Elektromotor 1 angetriebene Förderpumpe 2. Die Förderpumpe 2 ist als Seitenkanalpum- pe ausgebildet und dient zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftfahrzeug. Der Kraftstoff wird durch einen in einem Gehäuseteil 3 angeordneten Einlasskanal 4 axial durch die Förderpumpe 2 zu einem in einem weiteren Gehäuseteil 5 angeordneten Auslasskanal 6 gefördert. Ein Laufrad 7 der Förderpumpe 2 ist axial zwischen den Gehäuseteilen 3, 5 gelagert und drehfest mit einer Welle 8 des Elektromotors 1 verbunden. Der Elektromotor 1 hat einen feststehenden Stator 9 und einen Rotor 10 mit der Welle 8. Der Rotor 10 weist einen inneren Kunststoffmantel 11 und ein äußeren Kunststoffmantel 12 auf. Der innere Kunststoffmantel 11 ist einstückig mit einer in einem der Gehäuseteile 5 der Förderpumpe 2 angeordneten Buchse 13 gefertigt. Das Gehäuseteil 5 weist eine Lagerschale 14 für die Buchse 13 auf. Hierdurch ist die Welle 8 radial in dem Gehäuseteil 5 gelagert. In dem anderen Gehäuseteil 3 der Förderpumpe 2 ist eine Kugel 15 als Axiallagerung für die Welle 8 angeordnet. Zur drehfesten Verbindung des Laufrades 7 der Förderpumpe 2 mit dem Rotor 10 des Elektromotors 1 sind an den aneinandergrenzenden Stirnseiten der Buchse 13 und des Laufrades 7 eine Kupplung 16 mit miteinander korrespondierenden und über den Umfang wechselnden Vorsprüngen 17 und Ausnehmungen 18 angeordnet. Die Vorsprünge 17 und Ausnehmungen 18 greifen ineinander ein und verbinden das Laufrad 7 formschlüssig mit der Buchse 13.

Claims

Patentansprüche
1. Fördereinheit, insbesondere zur Förderung von Kraftstoff, mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Förderpumpe, mit einem zwischen Gehäuseteilen gelagerten und mit einer von dem Elektromotor angetriebenen Welle drehfest verbundenen Laufrad der Förderpumpe und mit einer Lagerung der Welle in einem Gehäuseteil, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kunststoffmantel (11) eines Rotors (10) des Elektromotors (1) einstückig mit einer in dem Gehäuseteil (5) angeordneten Buchse (13) gefertigt ist und dass das Gehäuseteil (5) eine Lagerschale (14) für die Buchse (13) aufweist.
2. Fördereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (13) eine Kupplung (16) zur drehfesten Verbindung mit dem Laufrad (7) hat.
3. Fördereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (16) der Buchse (13) eine seitliche Abflachung zur drehfesten Verbindung mit dem Laufrad (7) aufweist.
4. Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung
(16) zur Erzeugung eines Formschlusses zwischen den Axialflächen der Buchse (13) und des Laufrades (7) ausgebildet ist .
5. Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialflächen der Buchse (13) und des Laufrades (7) miteinander korrespondierende Vorsprünge (17) und Ausnehmungen (18) aufweisen.
6. Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (13) auf der Welle (8) angeordnet ist.
7. Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (13) einstückig mit einem inneren (11) und mehreren äußeren Kunststof mänteln (12) des Rotors (10) gefertigt ist.
EP03735269A 2002-05-16 2003-04-25 Fördereinheit Withdrawn EP1504186A1 (de)

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DE (1) DE10222252A1 (de)
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