EP3837435A1 - Spülluftpumpe und fahrzeug - Google Patents

Spülluftpumpe und fahrzeug

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EP3837435A1
EP3837435A1 EP20767726.1A EP20767726A EP3837435A1 EP 3837435 A1 EP3837435 A1 EP 3837435A1 EP 20767726 A EP20767726 A EP 20767726A EP 3837435 A1 EP3837435 A1 EP 3837435A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
spring
vehicle
air pump
pump stage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20767726.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Wiese
Stefan Köhler
Runqui TANG
Mario GMELCH
Andreas Altmann
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Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of EP3837435A1 publication Critical patent/EP3837435A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/068—Mechanical details of the pump control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/023—Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid 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
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4226—Fan casings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/40—Structural association with grounding devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/40—Organic materials
    • F05D2300/43—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2211/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
    • H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Definitions

  • the invention relates to a scavenging air pump for regenerating a restraint system for hydrocarbon emissions from a fuel tank of a vehicle and to a vehicle with such a scavenging air pump.
  • a so-called restraint system has long been required in vehicles with gasoline engines in order to capture fuel vapor or gas emissions from the fuel tank and thus comply with the legally stipulated emission limit values for evaporation losses.
  • Such a restraint system comprises a fuel or hydrocarbon emission storage device in the form of an activated charcoal container, into which a vent line of a fuel tank opens, as well as a regeneration valve, also called a tank vent valve, which is connected to both the activated charcoal canister and a gasoline engine via a line .
  • the activated carbon which acts as a storage medium, absorbs the hydrocarbon emissions and only allows air to escape into the open.
  • a vacuum pump also called a scavenging air pump, is used between the activated charcoal canister and the internal combustion engine to get fresh air from the
  • the fresh air absorbs the hydrocarbon emissions absorbed by the activated carbon and feeds them to the engine's combustion.
  • An engine control unit controls the regeneration valve and thus the amount of regeneration gas depending on an engine operating point.
  • the activated charcoal canister In order for the activated charcoal canister with its limited storage capacity to remain receptive to newly evaporating or outgassing fuel, the activated charcoal canister must be rinsed in the meantime are repeatedly initiated by the engine control unit. Otherwise, after the activated carbon is completely saturated, fuel vapor would get into the environment.
  • said scavenging air pump comprises a large number of components made of plastic.
  • these plastic components tend to be electrostatically charged due to friction between the hydrocarbon-enriched air sucked in on the pump inlet side or pumped out on the pump outlet side (or the aerosols of this air-hydrocarbon mixture) and the plastic components.
  • One of the objects of the invention is to avoid uncontrolled electrostatic discharges in such a purge air pump.
  • Embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
  • the purge air pump for the regeneration of a restraint system for hydrocarbon emissions of a fuel tank of a vehicle.
  • the purge air pump comprises a pump stage and an electric motor driving the pump stage, the stator of which is electrically connected to a housing of the pump stage in order to divert electrostatic charges from the pump stage to the stator, which is connected as such to a vehicle ground.
  • the spring - which as such can be made of metal or an electrically conductive plastic - electrically conductive with respect to the pump stage housing and the stator and preferably directly or directly supported.
  • the proposed spring arrangement creates a reliable electrical connection between the pump stage and the stator-side electrically conductive components of the scavenging air pump and thus contributes to avoiding uncontrolled electrostatic discharges in the vicinity of a fuel system.
  • a vehicle is to be understood as any type of vehicle that has to be supplied with a liquid fuel for operation. Furthermore, the vehicle can also be a partially electric vehicle.
  • Fig. 1 shows a proposed active, electric scavenging air pump in a
  • FIG. 2 the scavenging air pump shown in FIG. 1 in an exploded view
  • FIG. 3 shows the scavenging air pump shown in FIG. 1 in a sectional illustration.
  • the proposed active electrical purge air pump 2 - also called Active Purge Pump, for short: APP - comprises a pump stage 4 and a brushless electric motor 6 designed as an internal rotor and which drives the pump stage 4. Air enriched with hydrogen from an activated carbon filter and conveys it to an Otto engine via an outlet A.
  • the purge air pump 2 is designed, for example, as a radial pump - also called a centrifugal pump - in which the
  • the conveying medium emerges radially, i.e. perpendicular to a pump shaft 13, from an impeller 28.
  • the electric motor 6 comprises a stator lamination stack 8 on the stator side, which with z. B. three bobbins 10 is joined.
  • the stator also includes a printed circuit board 14 which - arranged parallel to the stator lamination stack 8 - via several press-in or plug-in contacts (not visible here) with the stator lamination stack 8, namely in
  • weld contacts can also be provided.
  • connection pins 16 lead away from the circuit board 14, one of which - and this is the ground pin (GND pin for short) - is connected to the vehicle ground when the scavenging air pump 2 is in operation.
  • the stator further comprises an overmolded plastic housing 24 (see. Fig. 3), which said
  • connection pins 16 are enclosed by a connection socket AB which, as such, is molded onto the plastic housing 24 (cf. FIG. 3).
  • a rotor 12 with magnets is arranged on the inside of the laminated stator core 8 and the coil bobbins 10 on a rotor shaft 13, which as such drives the pump stage 4.
  • the pump stage 4 comprises a housing with a pump stage flange 26 made of plastic and a pump stage cover 18 made of plastic, which
  • a radial pump impeller 28 which, for example, can also be made of plastic and is joined to the rotor shaft 13, wherein the rotor shaft 13 can also be made of a plastic.
  • the pump step flange 26 is inserted into a spiral housing 20 made of plastic, on which a connector forming the outlet A for connection to a line to the said gasoline engine is molded (cf. FIG. 2 in conjunction with FIG. 3).
  • a den the connector forming the inlet E is molded onto the pump stage flange 26 for connection to a line to said activated carbon filter (cf. FIG. 3).
  • a metallic compression spring 22 for example in the form of a spiral spring, is arranged between the pump stage cover 18 and the stator lamination stack 8, the spiral spring 22 being electrically conductive with respect to the pump stage cover 18 and the stator lamination stack 8 and, for example, directly or directly supported.
  • an electrically conductive plastic spring can also be provided.
  • any insulating layer that may be present on the laminated stator core 8 must be removed in the area of the support surface of the spiral spring 22.
  • the spiral spring 22 can be guided inside by means of a pin (not shown here) that extends through the spiral spring 22, and / or outside by means of a sleeve (not shown here) that surrounds the spiral spring 22 in order to prevent the spiral spring from buckling 22 to prevent.
  • a leaf spring functioning as a compression spring - not shown here - can be provided instead of the previously mentioned spiral spring 22 .
  • This can be a separate leaf spring or, alternatively, a part of a sheet metal layer adjacent to the pump stage cover 18
  • the sheet metal part is reshaped accordingly and acts as such as a compression spring.
  • an additional component and an additional contact point are advantageously omitted.
  • the plastics from which the individual plastic components of the purge air pump are made can in principle be designed to be electrically conductive or non-conductive.
  • Electrically conductive plastics contain electrically conductive additives such as soot, carbon fibers, carbon nanotubes (so-called carbon nanotubes, or CNT for short), metal fibers, etc. in order to achieve a surface resistance of ⁇ 10 9 ohms.
  • Such plastics must be really safe to a Vehicle ground are connected, because they represent as such a type of electrode that has a capacity compared to the vehicle ground.
  • a charging of the rotor 12, which is metallic as such, via an electrically conductive rotor shaft 13, is a
  • the proposed spring arrangement produces a reliable electrical
  • the proposed spring arrangement thus contributes to avoiding uncontrolled electrostatic discharges in the vicinity of a fuel system.
  • the proposed spring arrangement also compensates for manufacturing-related dimensional tolerances and thermally related expansions.
  • the derivation function of the spring arrangement is also ensured in the absence of a possible error in relation to the spring itself.
  • a significant charge can only occur during operation, i.e. with a plug plugged into the connection socket AB, which ensures the connection to the vehicle reference potential.
  • the derivation function can also be easily checked in production by selecting a first measuring point through inlet E of the purge air pump 2 on the rotor shaft 13 and a second measuring point on the ground pin 16. The entire critical current path is checked. Furthermore, in the proposed spring arrangement, the electric motor stator and the pump stage 4 act as parts of a Fahraday cage, which as such significantly dampens electromagnetic radiation from the purge air pump 2, from which other electronic components - such as a radio receiver - in the vicinity of the purge air pump 2 benefit.
  • a resistor can be placed in the current path from the stator to the ground pin 16 in order to limit the maximum current in the event of a fault.
  • the dissipation function is also ensured at e.g. 100 kOhm.
  • this resistance can be bridged with a capacitor of e.g. 100 nF. The capacitor blocks a direct voltage, but represents a negligible resistance for a floch frequency.

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Abstract

Es wird eine Spülluftpumpe (2) zur Regenerierung eines Rückhaltesystems für Kohlenwasserstoffemissionen eines Kraftstofftankes eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Die Spülluftpumpe (2) umfasst dabei zur elektrostatischen Entladung einer Pumpenstufe (4) zumindest eine elektrisch leitende Feder (22), die als solche zwischen einem Pumpenstufengehäusedeckel (18) und einem Statorblechpaket (8) eines die Pumpenstufe (4) antreibenden Elektromotors (6) angeordnet ist. Die Feder (22) stützt sich dabei gegenüber dem Pumpenstufengehäusedeckel (18) und dem Statorblechpaket (8) elektrisch leitend ab, so dass elektrostatische Aufladungen der Pumpenstufe (4) an das Statorblechpaket (8) bzw. den Stator abgeleitet werden können, wobei der Stator an eine Fahrzeugmasse angebunden ist. Es wird ferner ein Fahrzeug mit einer solchen Spülluftpumpe vorgeschlagen.

Description

Beschreibung
Spülluftpumpe und Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Spülluftpumpe zur Regenerierung eines Rückhaltesystems für Kohlenwasserstoffemissionen eines Kraftstofftankes eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Spülluftpumpe.
Bei Fahrzeugen mit Ottomotor ist schon seit langem ein sogenanntes Rückhalte system erforderlich, um Kraftstoffausdampfungen bzw. -ausgasungen aus dem Kraftstofftank aufzufangen und dadurch die gesetzlich festgelegten Emissions grenzwerte für Verdunstungsverluste einzuhalten.
Solch ein Rückhaltesystem umfasst einen Kraftstoff- bzw. Kohlenwasserstoff emissionsspeicher in Gestalt eines Aktivkohlebehälters, in den eine Entlüftungs leitung eines Kraftstofftanks mündet, sowie ein Regenerierventil, auch Tankent lüftungsventil genannt, das sowohl mit dem Aktivkohlebehälter als auch mit einem Ottomotor über je eine Leitung verbunden ist. Die als Speichermedium wirkende Aktivkohle absorbiert die Kohlenwasserstoffemissionen und lässt nur Luft ins Freie entweichen.
Bei den heutigen kleinvolumigen, hochaufgeladenen Ottomotoren bedient man sich einer zwischen dem Aktivkohlebehälter und dem Verbrennungsmotor angeordne ten Unterdruckpumpe, auch Spülluftpumpe genannt, um Frischluft aus der
Umgebung durch die Aktivkohle anzusaugen.
Die Frischluft nimmt dabei die durch die Aktivkohle absorbierten Kohlenwasserstoff emissionen wieder auf und führt sie der motorischen Verbrennung zu. Man spricht dabei auch vom Spülen oder auch vom Regenerieren des Aktivkohlebehälters. Ein Motorsteuergerät steuert dabei das Regenerierventil und somit die Regeneriergas menge abhängig von einem Motorbetriebspunkt. Damit der Aktivkohlebehälter mit seiner begrenzten Speicherkapazität für neu ausdampfenden bzw. ausgasenden Kraftstoff aufnahmefähig bleibt, muss das Spülen des Aktivkohlebehälters zwischenzeitlich immer wieder mal seitens des Motorsteuergerätes veranlasst werden. Andernfalls würde nach einer vollständigen Sättigung der Aktivkohle Kraftstoffdampf in die Umgebung gelangen. Man spricht dabei auch vom
Durchbrechen der Aktivkohle.
Aus Kostengründen umfasst die besagte Spülluftpumpe eine Vielzahl von aus Kunststoff ausgeführten Komponenten. Diese Kunststoffkomponenten neigen jedoch zur elektrostatischen Aufladung aufgrund von Reibung zwischen der mit Kohlenwasserstoffen angereicherten, pumpeneinlassseitig angesaugten bzw. pumpenauslassseitig geförderten Luft (bzw. den Aerosolen dieses Luft-Kohlen- wasserstoff-Gemisches) und den Kunststoffkomponenten.
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, unkontrollierte elektrosta tische Entladungen in einer solchen Spülluftpumpe zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch eine gemäß Anspruch 1 unter Schutz gestellte Spülluft pumpe gelöst. Es wird ferner ein Fahrzeug mit einer solchen Spülluftpumpe vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 8). Vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird eine Spülluftpumpe zur Regenerierung eines Rückhaltesystems für Kohlenwasserstoffemissionen eines Kraftstofftankes eines Fahrzeugs vorge schlagen. Die Spülluftpumpe umfasst dabei eine Pumpenstufe sowie einen die Pumpenstufe antreibenden Elektromotor, dessen Stator mit einem Gehäuse der Pumpenstufe elektrisch leitend verbunden ist, um elektrostatische Aufladungen der Pumpenstufe an den Stator abzuleiten, der als solcher an eine Fahrzeugmasse angebunden ist.
Zur elektrostatischen Entladung der Pumpenstufe wird dabei vorgeschlagen, zumindest eine elektrisch leitende Feder zwischen dem Pumpenstufengehäuse und dem Stator vorzusehen bzw. anzuordnen, wobei sich die Feder - die als solche metallisch oder aus einem elektrisch leitenden Kunststoff gefertigt sein kann - gegenüber dem Pumpenstufengehäuse und dem Stator elektrisch leitend und vorzugsweise unmittelbar bzw. direkt abstützt.
Die vorgeschlagene Federanordnung erzeugt eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen der Pumpenstufe und den statorseitig elektrisch leitfähigen Komponenten der Spülluftpumpe und trägt somit zur Vermeidung unkontrollierter elektrostatischer Entladungen im Umfeld eines Kraftstoffsystems bei.
Es wird ferner ein Fahrzeug mit einer Spülluftpumpe der zuvor beschriebenen Art zur Regenerierung eines Rückhaltesystems für Kohlenwasserstoffemissionen eines Kraftstofftankes vorgeschlagen.
Unter einem Fahrzeug ist dabei jede Art von Fahrzeug zu verstehen, welches zum Betrieb mit einem flüssigen Kraftstoff versorgt werden muss. Ferner kann es sich beim Fahrzeug auch um ein teilelektrisches Fahrzeug handeln.
Im Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figurendarstellungen im Einzelnen erläutert. Aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungen ergeben sich weitere vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung. Flierzu zeigen:
Fig. 1 eine vorgeschlagene aktive, elektrische Spülluftpumpe in einer
perspektivischen Darstellung,
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Spülluftpumpe in einer Explosionsdarstellung und
Fig. 3 die in Fig. 1 gezeigte Spülluftpumpe in einer Schnittdarstellung.
Die vorgeschlagene aktive elektrische Spülluftpumpe 2 - auch Active Purge Pump genannt, kurz: APP - umfasst eine Pumpenstufe 4 sowie einen die Pumpenstufe 4 antreibenden, als Innenläufer ausgebildeten, bürstenlosen Elektromotor 6. Die Spülluftpumpe 2 saugt bedarfsweise über einen Eingang E eine mit Kohlen- Wasserstoffen eines Aktivkohlefilters angereicherte Luft an und fördert diese über einen Ausgang A zu einem Ottomotor. Die Spülluftpumpe 2 ist dabei beispielsweise als Radialpumpe - auch Kreiselpumpe genannt - ausgebildet, bei der das
Fördermedium radial, d.h. senkrecht zu einer Pumpenwelle 13, aus einem Laufrad 28 austritt.
Der Elektromotor 6 umfasst statorseitig ein Statorblechpaket 8, welches mit z. B. drei Spulenkörpern 10 gefügt ist. Zum Stator gehört ferner eine Leiterplatte 14, die - parallel zum Statorblechpaket 8 angeordnet - über mehrere - hier nicht sichtbare - Einpress- bzw. Einsteckkontakte mit dem Statorblechpaket 8, und zwar in
Längsrichtung der Spülluftpumpe 2 gefügt sind, so dass die metallischen Teile 8, 10 des Stators elektrisch an die Leiterplatte 14 angebunden sind. Alternativ oder zusätzlich zu den besagten Einpress- bzw. Einsteckkontakten können aber auch Schweißkontakte vorgesehen sein.
Von der Leiterplatte 14 führen sogenannte Anschlusspins 16 weg, von denen einer - und dies ist der Masse-Pin (Ground-Pinn, kurz: GND-Pin) - im Betrieb der Spülluftpumpe 2 an die Fahrzeugmasse angebunden ist. Der Stator umfasst ferner ein umspritztes Kunststoffgehäuse 24 (vgl. Fig. 3), welches die besagten
Stator-Komponenten umschließt. Die Anschlusspins 16 sind dabei von einer Anschlussbuchse AB umschlossen, die als solche an das Kunststoffgehäuse 24 angeformt ist (vgl. Fig. 3).
Innenliegend zum Statorblechpaket 8 und den Spulenkörpern 10 ist ein Rotor 12 mit Magneten auf einer Rotorwelle 13 angeordnet, die als solche die Pumpenstufe 4 antreibt. Die Pumpenstufe 4 umfasst ein Gehäuse mit einem Pumpenstufenflansch 26 aus Kunststoff und einem Pumpenstufendeckel 18 aus Kunststoff, die
zusammen ein Radialpumpenlaufrad 28 einschließen, welches z.B. auch aus Kunststoff gefertigt sein kann und mit der Rotorwelle 13 gefügt ist, wobei die Rotorwelle 13 auch aus einem Kunststoff gefertigt sein kann. Der Pumpen stufenflansch 26 ist dabei in ein Spiralgehäuse 20 aus Kunststoff eingesetzt, an welchem ein den Ausgang A bildendes Anschlussstück zur Verbindung mit einer Leitung zum besagten Ottomotor angeformt ist (vgl. Fig. 2 i.V.m. Fig. 3). Ein den Eingang E bildendes Anschlussstück hingegen ist am Pumpenstufenflansch 26 zur Verbindung mit einer Leitung zum besagten Aktivkohlefilter angeformt (vgl. Fig. 3).
Zur elektrostatischen Entladung des Pumpenstufengehäuses 18, 26 ist dabei eine z.B. metallische Druckfeder 22, etwa in Gestalt einer Spiralfeder zwischen dem Pumpenstufendeckel 18 und dem Statorblechpaket 8 angeordnet, wobei sich die Spiralfeder 22 gegenüber dem Pumpenstufendeckel 18 und dem Statorblechpaket 8 elektrisch leitend und beispielsweise unmittelbar bzw. direkt abstützt. Alternativ zur metallischen Feder kann auch eine elektrisch leitende Kunststofffeder vorgesehen sein. Zur Gewährleistung einer sicheren elektrischen Verbindung ist eine ggf. vorhandene isolierende Schicht auf dem Statorblechpaket 8, und zwar im Bereich der Abstützfläche der Spiralfeder 22 zu entfernen.
Die Spiralfeder 22 kann dabei innen mittels eines - hier nicht dargestellten - Stiftes, der sich durch die Spiralfeder 22 erstreckt, und/oder außen mittels einer - hier nicht dargestellten - Hülse, welche die Spiralfeder 22 umschließt, geführt sein, um ein Ausknicken der Spiralfeder 22 zu verhindern.
In einer alternativen Ausführung kann anstelle der zuvor genannten Spiralfeder 22 auch eine als Druckfeder fungierende - hier nicht dargestellte - Blattfeder vorgesehen sein. Dabei kann es sich um eine separate Blattfeder oder alternativ um einen Teil einer dem Pumpenstufendeckel 18 benachbarten Blechlage des
Statorblechpakets 8 handeln, wobei der Blechlagenteil entsprechend umgeformt ist und als solcher als Druckfeder fungiert. Im letzteren Fall entfallen vorteilhafterweise ein zusätzliches Bauteil sowie eine zusätzliche Kontaktstelle.
Die Kunststoffe, aus denen die einzelnen Kunststoffkomponenten der Spülluft pumpe gefertigt sind, können dabei grundsätzlich elektrisch leitend oder nicht- leitend ausgebildet sein. Elektrisch leitende Kunststoffe enthalten dabei elektrisch leitende Zusätze, wie z.B. Ruß, Kohlefasern, Kohlenstoffnanoröhren (sog. Carbon Nanotubes, kurz: CNT), Metallfasern etc., um einen Oberflächenwiderstand von < 109 Ohm zu erreichen. Derartige Kunststoffe müssen erst recht sicher an eine Fahrzeugmasse angebunden werden, denn sie stellen als solche eine Art Elektrode dar, die eine Kapazität gegenüber der Fahrzeugmasse aufweist.
Es lässt sich nicht vermeiden, Teile bzw. Komponenten der Spülluftpumpe 2 aus leitfähigem Kunststoff herzustellen. So ist z.B. eine Aufladung des Rotors 12, der als solcher metallisch ist, über eine elektrisch leitende Rotorwelle 13, eine
entsprechende, elektrisch leitende Lagerung der Rotorwelle 13 und einen elektrisch leitenden Pumpenstufendeckel 18 über die Druckfeder 22 abzuleiten. D.h., dass leitfähige Teile bzw. Komponenten in leitfähige Baugruppen integriert werden müssen, über welche sicher und kontinuierlich entladen werden kann.
Die vorgeschlagene Federanordnung erzeugt eine zuverlässige elektrische
Verbindung zwischen der Pumpenstufe 4 und den statorseitig elektrisch leitfähigen Komponenten 8, 14, 16, die als solche an die Fahrzeugmasse angebunden sind, und zwar mit Bezug auf einen Temperaturbereich von mindestens -40°C bis +125°C. Die vorgeschlagene Federanordnung trägt somit zur Vermeidung unkontrollierter elektrostatischer Entladungen im Umfeld eines Kraftstoffsystems bei.
Die vorgeschlagene Federanordnung kompensiert ferner fertigungsbedingte Maßtoleranzen sowie thermisch bedingte Ausdehnungen.
Die Ableitungsfunktion der Federanordnung ist ferner mangels einer Fehlermöglich keit in Bezug auf die Feder selbst sichergestellt. Eine signifikante Aufladung kann sich nur im Betrieb einstellen, d.h. bei einem in die Anschlussbuchse AB gesteckten Stecker, welcher die Anbindung an das Fahrzeugbezugspotential sicherstellt.
Die Ableitungsfunktion ist ferner leicht in der Fertigung überprüfbar, indem man einen ersten Messpunkt durch den Einlass E der Spülluftpumpe 2 auf der Rotor welle 13 und einen zweiten Messpunkt auf dem Masse-Pin 16 wählt. Dabei wird der gesamte kritische Strompfad überprüft. Ferner wirken bei der vorgeschlagenen Federanordnung der Elektromotor-Stator und die Pumpenstufe 4 als Teile eine fahradayschen Käfigs, der als solcher eine elektromagnetische Abstrahlung der Spülluftpumpe 2 signifikant dämpft, wovon andere elektronische Komponenten - wie z.B. ein Rundfunkempfänger - im Umfeld der Spülluftpumpe 2 profitieren.
Im Strompfad vom Stator zum Masse-Pin 16 kann ferner einen Widerstand gelegt sein, um den maximalen Strom im Fehlerfall zu begrenzen. Die Ableitungsfunktion ist auch bei z.B. 100 kOhm noch sichergestellt. Um aber gleichzeitig eine signifikante Dämpfung elektromagnetischer Abstrahlung sicherzustellen, kann man diesen Widerstand mit einem Kondensator von z.B. 100 nF überbrücken. Der Kondensator blockt dabei eine Gleichspannung, stellt aber für eine Flochfrequenz einen vernachlässigbaren Widerstand dar.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exempla rischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutz bereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Claims

Patentansprüche
1. Spülluftpumpe (2) zur Regenerierung eines Rückhaltesystems für Kohlen wasserstoffemissionen eines Kraftstofftankes eines Fahrzeugs, umfassend: eine Pumpenstufe (4) sowie
einen die Pumpenstufe (4) antreibenden Elektromotor (6), dessen Stator (8, 10) mit einem Gehäuse (18, 26) der Pumpenstufe (4) elektrisch leitend verbunden ist, um elektrostatische Aufladungen der Pumpenstufe (4) an den Stator (8) abzuleiten, der als solcher an eine Fahrzeugmasse (16) anbindbar ist, wobei zur elektrostatischen Entladung der Pumpenstufe (4) zumindest eine elektrisch leitende Feder (22) zwischen dem Pumpenstufengehäuse (18, 26) und dem Stator (8) angeordnet ist, wobei sich die Feder (22) gegenüber dem Pumpenstufengehäuse (18, 26) und dem Stator (8) elektrisch leitend abstützt.
2. Spülluftpumpe (2) nach Anspruch 1 , wobei die Feder (22) als Druckfeder ausgebildet ist.
3. Spülluftpumpe (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Feder (22) als Spiral feder oder Blattfeder ausgebildet ist.
4. Spülluftpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Feder (22) eine innere und/oder äußere Führung aufweist.
5. Spülluftpumpe (2) nach Anspruch 4, wobei die innere Führung in Gestalt eines Stiftes ausgebildet ist.
6. Spülluftpumpe (2) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die äußere Führung in Gestalt einer Flülse ausgebildet ist.
7. Spülluftpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Pumpen gehäuse (18, 26) aus Kunststoff ausgebildet ist.
8. Fahrzeug mit einer Spülluftpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Regenerierung eines Rückhaltesystems für Kohlenwasserstoffemissionen eines Kraftstofftankes eines Fahrzeugs.
EP20767726.1A 2019-08-01 2020-07-21 Spülluftpumpe und fahrzeug Withdrawn EP3837435A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE102019211530.6A DE102019211530A1 (de) 2019-08-01 2019-08-01 Spülluftpumpe und Fahrzeug
PCT/EP2020/070551 WO2021018669A1 (de) 2019-08-01 2020-07-21 Spülluftpumpe und fahrzeug

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Publication Number Publication Date
EP3837435A1 true EP3837435A1 (de) 2021-06-23

Family

ID=72381044

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