ITMI942345A1

ITMI942345A1 - Gruppo per pompare combustibile da un serbatoio al motore endotermico di un autoveicolo

Info

Publication number: ITMI942345A1
Application number: IT94MI002345A
Authority: IT
Inventors: Willi Strohl; Rainer Lust
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1993-12-07
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 1996-05-18
Also published as: ITMI942345A0; DE4341564A1; FR2713714A1; IT1275672B1; JPH07189978A; US5545017A; FR2713714B1

Abstract

Gruppo per pompare combustibile da un serbatoio al motore endotermico di un autoveicolo, in cui un motore di azionamento elettrico (9), eseguito come motore a campo assiale, aziona la girante (15) di una pompa di mandata (11) eseguita come pompa periferica. Per realizzare in tal caso il pompaggio il più possibile piatto in direzione assiale della girante; la parte rotorica (19) del motore a campo assiale è disposta sulla girante, che porta le palette (23) e ruota in una camera di pompaggio, e forma con questa girante un elemento costruttivo in comune. In particolare gli avvolgimenti rotorici (21) della parte rotorica possono essere disposti sia all'interno di una traiettoria circolare formata dalle palette della pompa di mandata, sia anche radialmente all'esterno delle palette sulla girante, laddove i magneti permanenti (25) del motore (9) a campo assiale corrispondentemente agli avvolgimenti rotorici sono disposti assialmente contrapposti nella cassa (8).(Figura 1).

Description

Stato della tecnica

L'invenzione parte da un gruppo per uomoare combustibile da un serbatoio al motore endotermico di un autoveicolo, conformemente al genere della rivendicazione 1. In un gruppo di pompaggio di questo genere, noto dal DE-OS 33035709, un motore di azionamento elettrico ed una pompa di mandata, azionata rotativamente da questo, sono disposti in una cassa in comune, che dal lato di aspirazione tra mite un bocchettone di aspirazione è collegata con il serbatoio e dal lato di mandata tramite un bocchettone di mandata è collegato con una conduttura di mandata verso il motore endotermico di un autoveicolo. In tal caso il motore di azionamento elettrico è ivi eseguito come motore a camma assiale, con una parte rotorica dischiforme, che è guidata su un asse solidal e alla cassa e coopera con magneti permanenti, di sposti assialmente a questa a circonferenza attorno all'asse di rotazione della parte rotorica. La rotazione della parte rotorica viene trasmessa in tal ca so su una girante, che è eseguita come organo di man data della pompa di mandata, è guidata parimenti sul l'asse solidale alla cassa ed aspira il combustibile tramite il bocchettone di aspirazione in una camera di pompaggio, lo accelera e lo adduce con pressione elevata al bocchettone di mandata. Per poter reali zzare in tal caso il piu possibile corte le dimensioni delgruppodipompaggioin direzione assiale delmotore di azionamento elettrico e della pompa dimandata, parte rotorica e girante presentano reciprocamente soltanto una modesta distanza assiale, rispettivamente come nelle figure 9 fino a 12 del documen to menzionato,sono situati in un piano di delimitazione radiale incomune. In particolare ivi la parte rotorica del motore a campo assiale e la girante della pompa di mandata sono realizzate come elemento costruttivo dischiforme in comune , laddove sul lato frontale della parte rotorica e sull'attigua parete di delimitazione della camera della pompa sono disposte alette da trasporto, che si estendonoincurvate ad evolvenze e trasportano il combustibile durante la rotazione del rotore, con aumento della sua pressione, da uno spazio radialmente interno ed uno spazio radialmente esterno. Le alette di trasporto in particolare sono formate da tracciati circuitali che sono applicati sul rotore e tramite un collettore vengono alimentati alternativamente con potenziale elettrico opposto. In particolare questocollettore è eseguito nella forma di collettore a discoformato dalla parte radialmente interna delrotore e su un cui lato frontale mediante carica elastica vengono mantenuti inappoggioassiale due spazzole di collettore sollecitate con differente potenziale elettrico. In particolare il noto gruppo di pompaggio presenta tuttavia l'inconveniente consistente nel fatto che a causa delle alette di trasporto a forma di evolvente sulla parte rotorica e sulle pareti fronta li della camera esso presenta una costruzione relat vamente complicata, da cui segue un elevato dispendi di fabbricazione. Inoltre la pompa di mandata solo ad alti numeri di giri, che comportano una elevata immissione di rumori raggiunge un buon rendimento, cosicché essa non soddisfa agli attuali requisiti imposti al gruppo di pompaggio per un motore endotemico. Vantaggi delli nvenzione Il gruppo secondo l'invenzione perpompare combustibile da un serbatoio verso il motore dotermico di un autoveicolo, con le caratteristiche della rivendicazione 1 presenta invece il vantaggio consistente nel fatto che con l'esecuzione della pompa di mandata nella forma di pompa periferica, già con piccoli numeri di giri della girante alloggiante la parte rotorrca si ottiene un elevato rendimento della pompa, laddove questa lenta rotazione combinata in tal caso con una modesta rumorosità, cosicché il gruppo di pompaggio contribuisce a ridurre l'emissione complessiva di rumori dell'autoveicolo.

In particolare il gruppo di pompaggio secondo l'invenzione rispetto al noto gruppo presenta una struttura costruttivamente semplice, cosicche il dispendio di fabbricazione e minore rispetto a questo.

Con l'esecuzione del collettore nella forma di collettore a tamburo con spazzole di collet tore possianti sul collettore, vantaggiosamente nonstante una disposizione assai poco ingombrante del collettore in direzione assiale, è possibile ottenere una grande lunghezza di usura sui segmenti del collettore. Al riguardo con adeguata conformazione di magneti permanenti, rispettivamente con la loro disposizione unilaterale sul lato frontale della girarn te opposto al collettore, e possibile realizzare lo spinotto, portante i segmenti del collettore a tambu ro, cosi corto che i segmenti del collettore portano direttamente fino in corrispondenza del lato frontale della girante alloggiante la parte rotorica, cosìcchè l'intero gruppo di pompaggio può essere realizzato anche piatto e quindi inserito anche in serbatoi

del combustibile assai piatti.

In particolare a questa modalità co-

struttiva assai piatta e compatta del gruppo di pom-

paggio contribui sce l 'integrazione di un filtro del

combustibile nella cassa , per la qual cosa questo filtro,vantaggiosamente pure dischiforme ed estendentesi sul diametro della girante, forma un coper-

chio della cassa chiudente la cassa su un suo lato frontale. In tal modo nel caso di una sezione trasversale di passaggio assai grande per il combustibile è possibile integrare nel gruppo di pompaggio

spazio costruttivo, laddove in tal modo si può inoltre fare a meno di un aggiuntivo coperchio della cassa.

Far ottenere un ulteriore semplificazione della girante con la parte rotorica integrata

in essa è anche possibile realizzarla come semplice

b o b i n a a l i m e n t a r e a l t e r n a t i v a m e n t e c o n c o r r e n t e

che in tal caso si potrebbe fare a meno del collettore disposto sulla girante, il che ridurrebbe ulteriormente lo lo spazio costruttivo assiale del gruppo, laddove gli elementi statorici vengono quindi commutati

elettronicamente.

Ulteriori vantaggi ed ulteriori esecuzioni delloggetto dell'invenzione sono desumibili dal disegno, dalla descrizione e dalle rivendicazioni. Disegno

Due esempi di realizzazione del gruppo secondo l'invenzione per pompare-combustibile da un serbatoio al motore endotermico di un autoveicolo sono rappresentati nel disegno e vengono illustrati dettagliatamente dalla seguente descrizione.

In particolare la figura 1 mostra una rappresentazione schematica della disposizione del gruppo di pompaggio in un serbatoio di un motore endotermico,

la figura 2 mostra un primo esempio di realizzazione del gruppo di pompaggio in sezione longitudinale, in cui le palette della girante sono disposte radialmente all'esterno della parte rotorica la figura 3 mostra una sezione semplificata attraverso la girante della figura 2 con posizione indicata dei magneti permanenti,

la figura 4 mostra un secondo esempio di realizzazione del gruppo di pompaggio insezione longitudìnale, incui le palette della girante sono disposte radialmente all'interno della parte rotorica, la figura 5 analogamente alla figura 3 mostra una sezione semplificata attraverso la girante del gruppo di pompaggio rappresentato nella figura 4. Descrizione degli esempi di realizzazione

Nella disposizione rappresentata i n figura 1 un gruppo di pompaggio 3,inserito in un ser batoio 1 del combustibile, dallato di mandata tramite una struttura di mandata 5 è collegato con un motore endotermico 7 di un autoveicolo e l o al i ment a con combustibile durante il suo f unzionamento .

Il primo esempio di realizzazione , mostrato nella figura 2, del gruppo di pompaggio secondo l 'invenzione viene formato da un motore elettrico 9 a campo assiale, disposto in una cassa cilindrica 8 in comune, e da una pompa periferica 11 azionata

da questo. Il gruppo di pompaggio 3 presenta inparticolare una girante 15 che è guidatasu un asse 13 solidale alla cassa e ruota in una camera di pompaggio cilindrica 17 . In particolare sulla girante 15, rappre s en ta in figura 3 in una sezione fortemente sem -plificata, sono disposti sia una parte rotorica 19 de l motore 9 a campo assiale, sia anche elementi di pompaggio del la pompa periferica 11. La girante dischif orme 15 a tale scopo in corrispondenza dei suoi lati frontali assiali presenta avvolgimento rotorici 21 , che sono realizzati piatti, sono rivolti radialmente verso l'esterno e vengono formati da tracciati di avvolgimento, che sono situati nella superficie del disco e con l 'alimentazione elettrica formano un campo assiale e sono rivestiti ad iniezione con un materiale non elettroconduttivo , resistente al combustibile , cosicché,i singoli avvolgimenti 14, 21 sono delimitati reciprocamente. Radialmente contigua a quest a parte rotorica 19 , alloggiaste gli avvolgimenti rotorici 21, con orientamento verso l 'esterno , una corona di palette 23, disposte reciprocamente distanziate in direzione periferica della girante 15, è disposta sulla girante 15, laddove dette palette formano gli elementi di pompaggio dela pompa 11 e nell'es empio, di realiz z azio ne in di re z i one rivolta radialmente verso l'esterno si raccordano con l ’anello 24 racchiudente la girante 15.

Inoltre all'linterno della cassa 8 sono disposti a cerchio attorno all'asse di rotazione

della girante 15, all'altezza degli avvolgimenti rotorici 21, magneti permanenti 25 con campo magnetico rivolto assialmente, ai due lati della girante 15, in modo tale che di volta in volta i magneti fra di loro contigui e contrapposti presentano un potenziale opposto . Questi magneti permanenti 25 indicati nella figura 3 vengono delimitata in direzione rivolta radialmente verso l'esterno, rispettivamente da un campo di base dischiforme 27 nella cassa 8, nel cui lato frontale, rivolto verso la girante 15 e delimitante la camera di pompaggio 17, rispettivamente all'altezza delle palette 23, e previsto un canale di mandata 29, che si estende a forma di anello parzia le attornoall'asse di rotazione della girante 15 ed è aperto verso la girante 15. Questo canale di mandata 29 inparticolare porta da una apertura di ammissione 31 , entrante in corrispondenza di una sua estremità, verso un 'apertura di scarico 33 (disegnata sfalsata ), che sfalsata in ragione di un intervallo angolare di circa 300° si diparte da esso, laddove la girante 15, ruotante durante il funzionamento, mediantlee palette 23, che consentono un passaggio del combustibile da un lato frontale della girante 15 verso l 'altro suo lato, stabilisce un collegamento idraulico fra l'apertura di ammissione 31, disposta in un corpo di base 27, e l'apertura di scarico 33 disposta nel contrapposto corpo di base 27

Per una alimentazione elettrica alternata degli avvolgimenti rotorici 21 sulla girante 15 questa presenta un cosiddetto collettore a tamburo 35 formato da uno spinotto concentrico 37, che sporge assialmente da un lato frontale della girante 15 e sulla cui superficie periferica sono disposti segmenti 29 di collettore, che si estendono parallelamente rispetto all'asse della girante e sono collegati elettricamente con i singoli avvolgimenti rotorici 21. Su questi segmenti 39 vengono mantenuti in appoggio due spazzole di collettore 41, disposte tra di loro contrapposte sulla cassa 8 ed alimentate con differente potenziale elettrico, per mezzo della carica elastica di due molle di accostamento a pressione 43 , rispettivamente queste spazzole si muovono durante la rotazione della girante 15 e del collettore 35 a tamburo, accoppiato con questo solidale alla rotazione, sui relativi segmenti 39 di collettore.

La cassa 8 sul proprio lato frontale op posto al commutatore 35 viene chiusa mediante un filtro piatto dischiforme 45 del combustitile, inserito nella cassa 8, in modo che fra questo e il lato frontale, opposta alla distanza 15, di un disco distanziatore 46, fissante la posizione dei magneti permanenti 25 e del corpo di base 27 , rimane un vano di raccolta 47 del combustibile , cosicché l' intera superficie del filtro 45 del combustibile è utilizzabile come sezione trasversale di passaggio.

Le aperture di ammissione e di scarico 31, 33 sono disposte in particolare nel rispettivo corpo di base 27, in modo che l'apertura di ammissione 31 sbocca nel vano di raccolta 47 del combustibile, mentre l'apertura di scarico 33 fuoriesce in corrispondenza del contrapposto lato frontale della cassa dischi forme 8.

Il secondo esempio di realizzazione

rappresentato nelle figure 4 e 5 si distingue rispetto al primo esempio,di realizzazione secondo le figure 2 e 3, per la disposizione della parte rotorica degli elementi ,di mandata.

In particolare ivi la corona delle palette 23 è disposta , in maniera contigua radialmente

verso l’interno sulla parte della girante portante gli avvolgimento rotorici 21, sulla girante 15.Corrispondentemente a ciò anche l'anello dei magneti permanenti 25 si trova radialmente contiguo verso

l' esterno sui corpi di base 27 alloggiante i canali di mandata 29, laddove la disposizione delle aperture di ammissione e d i scarico 31, 32 nei corpi di base 27 nonché la struttura del collettore 35 a tamburo avvengono analogamente ai primi esempi di realizzazione, in particolare lelinee elettriche per la presa di contatto dei segmenti 39 di collettore con i singoli avvolgimenti rotorici 21 si estendono attraverso le rispettive palette 23.

Il gruppo di pompaggio secondo l'invenzione opera nel seguente modo. Alimentando elettric amente le spazzole 41 di collettore i singoli avvolgilenti rotorici 21 cevono una corrente elettrica, che interagendo con il campo magnetico , prodotto dai magneti permanenti 2 5 , provoca una coppia sulla girante, cosicché la girante 1 5 viene mossa in senso di ro tazione definito dalla disposizione dei magneti permanenti. Questa rotazione della girante provoca in particolare per mezzo delle palette 23, mosse nel canal e di mandata2 9, in maniera nota, pompaggio del combustibile dall' apertura di ammissione 31 alla apertura di scarico 33, laddove la pressione del combustibile viene aumentata durante il flusso attraverso il canale di mandata in seguito allo scambio di impulsi fra il combustibile accellerato nella girante e quello fluente nel canale di mandata, In particola are il combustibile viene aspirato dal serbatoio 1, situato a bassa pressione, tramite il filtro 45 del combustibile e pompato con pressione elevata verso il motore endotermico 7 tramite la conduttura di mandata 5 collegata con l' apertura di scarico 33.

Pertanto in modo costruttivamente semplice è possibile trasferire i vantaggi di un motore a campo assiale, di costruzione piatta, ad una pompa periferica ed ottenere cosi gruppo di pompaggio di costruzione assai piccola in direzione assiale,la cui portata e la cui emissione di rumori corrispondono inoltre agli elevali, requisiti imposti a moderni gruppi di pompaggio del combustibile.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo per pompare combustibile da un serbatoio (1) al motore endotermico (6) di un autoveicolo,con unmotore di azionamento elettrico (9, che è realizzato come motore a campo assiale, con magneti permanenti (25), disposti assialmente rispetto ad una parte rotorica dischiforme (19), a cerchio attorno al suo asse di rotazione, laddoνe la parte retorica dischiforme, che almeno su un frontale e dotata di avvolgimenti rotorici (21), fa parte contemporaneamente di una girante (15), rotante in una camera di pompaggio (17), di una pompa di mandata (14 ), i cui elementi di mandata, disposti sulla girante (15), collegano idraulicamente una apertura di ammissione (31) nella camera di pompaggio ( 17 ) con una aper tur a di s carico (33 ) da questa, caratterizzato dal fatto che gli elementi di mandata sulla girante (15) sono formati da una corona di palette (23), che sono disposte reciprocamente distanziate in direzione periferica della girante (15) e sonosituate all'altezza di una rientranza, che è prevista nell e pareti dell a camera di pompaggi o delimitanti assialmente la camera di pompaggio(17),si estende a forma di anello parziale attorno all'asse di rotazione della girante (15) dall'apertura di ammissione (31) all apertura di scarico (33) insieme alla girante (15) forma rispettivamente un canale di mandata (29).
2. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che in ognuna delle pareti della camera di pompaggio è previsto un canale di mandata (29 )a forma di anello parziale,aperto verso la girante (15), e le palette (23) sono collegatecon entrambi i canali di mandata.
3.Gruppo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal.fatto che gli avvolgimenti (rotorici (21) della parte rotorica (19) sono realizzati nella forma di avvolgimenti piatti, che sono rivolti radialmente verso l'esterno e sono rivestiti ad iniezione con un materiale resistente al combustibile e non elettroconduttivo.
4. Gruppo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la g irante dischiforme (15) integrante la parte rotorica (19), in corrispondenza di un suo lato frontale presenta uno spinotto concentrico (37), che sporge assialment e sulla cui superficie periferica rad iale sono disposti segmenti (39) di collettore,che si estendono assialmente e sono collegati con i singoli avvolgimenti rotorici (21 ) e sui quali mediante carica elastica vengono sostenute in appoggio radiale due spazzole (41) di collettore, che sono disposte fra di loro contrapposte e sono sollecitate con differente potenziale elettrico.
5. Gruppo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la cassa (8) alloggiante il motore (9) a campo assiale e la pompa di mandata (11), è eseguita in sostanza cilindriforme, e un suo lato frontale,viene chiuso da un filtro (45) del combustibile,dischiforme, piatto, anteposto al- l ' apertura di ammissione ( 31 ) .
6. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parte rotorica (19) e la girante (15) sono realizzate in sostanza in un unico pezzo e le palette (23) della girante (15) sono disposte su una traiettoria circolare all'esterno degli avvolgimenti rotorici (21) della parte rotorica.
7. Gruppo secondo la rivendicazione 1 caratt erizzato dal fatto che le palette (23 ) della girante (15) sono disposte su una traiettoria circolare all' interno degli avvolgimenti rotorici (21 ) , laddove le line contattanti il collettore ,(35) con gli avvol gi menti rotori ci ( 21 ) si estendono attraveso le palette.
8.Gruppo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che di fronte ai due lati frontali della girante (15), all'altezza degli avvolgimenti rotorici (21), sono disposti nella cassa (8 ) magneti permanenti (25)
9 . Gruppo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la girante (15) è guidata girevole su un asse (13) supportato solidale alla cassa.