JP2007502929A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

ポンプ段（２）においては、ケーシング部（４）が、隣接する構成部分に対して正確に規定された力導入箇所（２５）を有している。力導入箇所（２５）と、部分環状の通路（１０）を有するディスクエレメント（２０）との間に、支持エレメント（２４、２７）および溝（２６）とが配置されている。したがって、ケーシング部（４）に導入される力による変形は、インペラに隣接する、ケーシング部（４）の領域においてわずかである。

Description

本発明は燃料ポンプであって、電動機によって駆動されるポンプ段と、該電動機およびポンプ段を取り囲む周壁と、該周壁に設けられた、ポンプ段の２つのケーシング部の間に回転可能に配置されているインペラと、２つのケーシング部の一方に配置されている流入通路と、この一方のケーシング部に向かい合って配置されている流出通路と、インペラに配置されている冠状の歯列で羽根室を制限している案内羽根と、前記２つのケーシング部に配置され、かつ案内羽根の冠状の歯列に向かい合っている部分環状の通路とを有しており、流入側のケーシング部の部分環状の通路が流入通路と接続されていて、流出側のケーシング部の部分環状の通路が流出通路と接続されている形式のものに関する。

このような燃料ポンプは、燃料を燃料タンクから内燃機関に吐出するために、今日、極めて多くの自動車に取り付けられており、実際に知られている。公知のポンプ段のケーシング部は、所定の形状安定性を得るために、たいてい金属または焼結セラミックから作られている。たとえば、周壁の保持力または温度変化によってポンプ段に力が導入され、この力によってケーシング部に撓みが生じる。さらに帰路形成体は、ポンプ段の前記２つのケーシング部の一方の全外周部全体で支持されていて、このケーシング部によって半径方向に緊締されている。したがって、軸方向の力と半径方向の力がケーシング部に導入されることによって、ケーシング部に撓みが生じる。ケーシング部が撓むと、ケーシング部とインペラとの間の軸方向ギャップの変動をもたらす。しかも、ポンプ段によって形成された、電動機内の圧力は、電動機のすぐ隣に配置されたケーシング部とインペラとの間の軸方向ギャップを減少させる。

このような公知の燃料ポンプの欠点は、ポンプ段のケーシング部が金属または焼結セラミックより製造されることによって、製造費用が非常に高価であるという点である。

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の燃料ポンプを改良して、燃料ポンプを安価に製造することができ、しかもポンプ段のケーシング部の撓みが十分に避けられるようなものを提供することである。

この課題を解決した本発明によれば、ケーシング部が、部分環状の複数の通路のうちの１つを備えたディスクエレメントを有しており、該ケーシング部は、ディスクエレメントの外周部に、これらのケーシング部に隣接する、周壁または電動機の構成部分を接続するための、力導入箇所を備えた接続エレメントを有していて、該接続エレメントが、ケーシング部の、中立面に関連した膨出部の領域内に配置されており、または支持エレメントが設けられていて、該支持エレメントが、力導入箇所でケーシング部内に導入される力を逆転させ、それによって、導入された力に応じた対向力を生ぜしめるようになっているようにした。

この構成によって、ケーシング部の、力導入箇所とディスクエレメントによって形成された半径方向内側の領域との間のてこ腕形成は回避される。接続エレメントは、力がケーシング部に導入される、正確に規定可能な位置を形成する。したがって、隣接する構成部分からケーシング部に導入される力は、インペラに配置されたケーシング部の領域において該ケーシング部の撓みをもはや生ぜしめることはない。本発明によれば、ケーシング部は特に安価な材料を用いて製造できる。

本発明の有利な実施態様にしたがって、接続エレメントが、ディスクエレメントの外周部に配置された縁部を有するようにすれば、中立面に関連した膨出部に力を導入することによって、特に安価な構成費用しか必要としない。

本発明の別の有利な実施態様にしたがって、縁部がほぼ均一な厚さを有する流入側のケーシング部のディスクエレメントの半分の高さ位置に配置されていることによって、周壁を通してポンプ段内に導入される半径方向の力が流入側のケーシング部を撓めることは、簡単に避けられる。

本発明の別の有利な実施態様にしたがって、縁部が流出側のケーシング部のディスクエレメントの外周面に垂直に配置されていて、半径方向に外側に向かって突出しているフランジを有していて、かつ軸方向に導入される力のための力導入箇所がフランジに配置されることによって、隣接する構成部分の軸方向力に基づいて流出側のケーシング部が撓むことは、簡単に避けられる。

本発明の別の有利な実施態様にしたがって、縁部とディスクエレメントの半径方向内側の領域との間の流出側のケーシング部に溝が設けられていることによって、インペラに向かい合っている、流出側のケーシング部の領域と力導入箇所との結合部は、極めてわずかな力しか伝達できない。

本発明の別の有利な実施態様にしたがって、半径方向内側の支持エレメントが溝を中断していて、かつディスクエレメントを縁部と結合することによって、流出側のケーシング部は特に高い形状安定性を有する。

縁部が流出側のケーシング部の半径方向外側の端部から間隔を保つように構成したことによって、軸方向力が導入された場合に、ディスクエレメントの、インペラに向かい合っている領域内に力が導入されることなしに、流出側のケーシング部が曲がるようになっている。

本発明の別の有利な実施態様にしたがって、半径方向外側の支持エレメントを、半径方向内側の支持エレメントに対してずらして縁部の半径方向外側に配置したことによって、ディスクエレメントに導入される曲げモーメントをさらに減少させることができる。

軸方向に導入される力のための力導入箇所が半径方向外側の支持エレメントに配置されていることによって、流出側のケーシング部に軸方向に導入される力がかかる際に、縁部は、ディスクエレメントとはほとんど無関係に変形することができる。これによって、ディスクエレメントに導入される曲げモーメントは、さらに減少される。

本発明の別の有利な実施態様にしたがって、半径方向に導入される力のための複数の力導入箇所が縁部に配置されていることによって、全外周部にわたって流出側のケーシング部内に半径方向の力が導入されることは、簡単に避けられる。

本発明の別の有利な実施態様にしたがって、部分環状の通路と軸部の軸受との間の流出側のケーシング部が環状の切欠を有するようにしたことによって、電動機の廃熱による流出側のケーシング部のディスクエレメントの熱変形は、簡単に避けられる。

本発明による燃料ポンプは、２つのケーシング部の少なくとも一方がプラスチックから製造されていることによって、特に安価に製造することができる。

本発明により複数の実施例が可能となる。本発明の根本原理を明確にするために実施例の１つが図示されており、かつ以下に説明される。

図１は、本発明による燃料ポンプの縦断面図であり、
図２は、図１の、燃料ポンプの流出側のケーシング部の平面図である。

図１は電動機１によって駆動される、サイドチャンネルポンプ（側路形ポンプ）として形成されたポンプ段２を有する燃料ポンプの縦断面を示している。ポンプ段２は、２つのケーシング部３、４の間に回転可能に配置されたインペラ５を有している。インペラ５は電動機１の軸部６に相対回転不能に、つまり一緒に回転するように配置されており、かつ羽根室７の互いに向き合う冠状の歯列を制限する２つの案内羽根８を有している。案内羽根８の冠状の歯列に向き合って、ケーシング部３、４内にそれぞれ部分環状の通路９、１０が配置されている。部分環状の通路９、１０は羽根室７と共に、流入通路１１から流出通路１２に通じる吐出室１３を形成する。流入通路１１および流出通路１２は、互いに対置しているケーシング部３、４に配置されている。リング１４がケーシング部３、４の間隔を保っている。さらに燃料ポンプは金属薄板よりなる周壁１５を備えている。

周壁１５はその縁部で折り曲げられていて、かつ燃料ポンプの構成部分に相互にプリロード（予備荷重）をかけている。流入側のケーシング部３は、実質的に、平らなディスクエレメント１６と、このディスクエレメント１６の周面の半分の高さ位置に配置された縁部１７とから構成されている。したがって縁部１７は、流入側のケーシング部３の、中立面（neutrale Faser：伸縮しない面）に関連した膨出部の高さ位置に配置されていて、かつ周壁１５のための力導入箇所１８を形成している。周壁１５の折り曲げ部１９は縁部１７を後ろから把持している。したがって、折り曲げ部１９から縁部１７へ導入される半径方向の力によって、流入側のケーシング部３が撓むことはない。

流出側のケーシング部４は、インペラ５に向かい合っているディスクエレメント２０と、該ディスクエレメント２０の外周部の近傍でこのディスクエレメント２０に対して垂直に配置されている縁部２１とを有していて、かつ図２において図１の電動機側から見た平面図で示されている。縁部２１の半径方向外側に環状のフランジ２２が周壁１５まで案内されている。電動機１の帰路形成リング２３は軸方向で、フランジ２２に配置された半径方向外側の、ポンプ段２の支持エレメント２４に支持されている。したがって軸方向で流出側のケーシング部４に向かって作用する力導入箇所２５は、半径方向外側の支持エレメント２４に配置されている。半径方向で流出側のケーシング部４に作用する力導入箇所２５’は、半径方向外側の支持エレメント２４の縁部にのみ配置されている。縁部２１から半径方向内方に見て、流出側のケーシング部４は溝２６を有しており、この溝２６は、縁部２１とディスクエレメント２０とを結合する半径方向内側の支持エレメント２７によって中断されている。半径方向内側の支持エレメント２７は、半径方向外側の支持エレメント２４に対してずらされて配置されている。電動機１の帰路形成リング２３による軸方向への力は、半径方向外側の支持エレメント２４を介して流出側のケーシング部４に導入されて、縁部２１を変形させることがある。ディスクエレメント２０への力の伝達は、半径方向で内側および外側の支持エレメント２４、２７を配置したことによって、および溝２６によって相互に避けられる。電動機１の帰路形成リング２３によって、流出側のケーシング部に半径方向のプリロードがかけられると、この力は半径方向力のための力導入箇所２５’にしか導入されない。半径方向の力のための力導入箇所２５’と、半径方向内側の支持エレメント２７とのずれによって、ディスクエレメント２０の撓みを妨げる対抗モーメントがディスクエレメント２０に形成される。

流出側のケーシング部４は、部分環状の通路１０から見て半径方向内側の領域に環状の切欠２８を有している。この環状の切欠２８は、電動機１の軸部６に向いた、流出側のケーシング部４の領域を、部分環状の通路１０を有する領域から分離している。さらに流出側のケーシング部４は、電動機１の軸部６のための軸受２９を有している。

図示されていない別の実施例においても、電動機１の帰路形成リング２３は複数の支持エレメントを有することができ、これらの支持エレメントによって帰路形成リング２３は、流出側のケーシング部４の半径方向内側の支持エレメント２７の間に支持される。この場合には、力導入箇所は環状フランジ２２に直接配置されることになっている。

本発明による燃料ポンプの縦断面図である。 図１の、燃料ポンプの流出側のケーシング部の平面図である。

Claims (12)

1. 燃料ポンプであって、電動機によって駆動されるポンプ段と、電動機およびポンプ段を取り囲む周壁と、該周壁に設けられた、ポンプ段の２つのケーシング部の間に回転可能に配置されているインペラと、２つのケーシング部の一方に配置されている流入通路と、この一方のケーシング部に向き合っているケーシング部に配置されている流出通路と、インペラに配置されている冠状の歯列で羽根室を制限している案内羽根と、前記２つのケーシング部に配置され、かつ案内羽根の冠状の歯列に向かい合っている部分環状の複数の通路とを有しており、流入側のケーシング部の部分環状の通路が流入通路に接続されていて、流出側のケーシング部の部分環状の通路が流出通路に接続されている形式のものにおいて、
   前記ケーシング部（３、４）が部分環状の複数の通路（９、１０）のうちの１つを備えたディスクエレメント（１６，２０）を有しており、該ケーシング部（３、４）は、ディスクエレメント（１６、２０）の外周部に、これらのケーシング部に隣接する、周壁（１５）または電動機（１）の構成部分を接続するための、力導入箇所（１８、２５、２５’）を備えた接続エレメントを有しおり、該接続エレメントは、ケーシング部（１６、２０）の、中立面に関連した膨出部の領域内に配置されているか、または支持エレメントが設けられていて、該支持エレメントが、力導入箇所（１８、２５、２５’）でケーシング部（３、４）内に導入される力を逆転させ、それによって、導入される力に応じた対向力を生ぜしめるようになっていることを特徴とする、燃料ポンプ。
2. 接続エレメントが、ディスクエレメント（１６、２０）の外周部に配置された縁部（１７、２１）を有している、請求項１記載の燃料ポンプ。
3. 縁部（１７）が、ほぼ均一な厚さを有する流入側のケーシング部（３）のディスクエレメント（１６）の高さの半分の位置に配置されている、請求項１または２記載の燃料ポンプ。
4. 縁部（２１）が、流出側のケーシング部（４）のディスクエレメント（２０）の外周部に垂直に配置されていて、半径方向外方に突出しているフランジ（２２）を有しており、該フランジング（２２）に、軸方向に導入される力のための力導入箇所が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
5. 流出側のケーシング部（４）が、縁部（２１）とディスクエレメント（２０）の半径方向内側の領域との間に溝（２６）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
6. 半径方向内側の支持エレメント（２７）が、溝（２６）を中断していて、かつディスクエレメント（２０）と縁部（２１）とを接続している、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
7. 縁部（２１）が、流出側のケーシング部（４）の半径方向外側の端部から間隔を保って配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
8. 半径方向外側の支持エレメント（２４）が、半径方向内側の支持エレメント（２７）に対してずらされて、縁部（２１）の半径方向外面に配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
9. 軸方向に導入される力のための力導入箇所（２５）が、半径方向外側の支持エレメント（２４）に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
10. 半径方向に導入される力のための複数の力導入箇所（２５’）が、縁部（２１）に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
11. 流出側のケーシング部（４）が、部分環状の通路（１０）と軸部（６）の軸受（２９）との間に環状の切欠（２８）を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
12. 少なくとも１つのケーシング部（３、４）が、プラスチックから製造されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。

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