JP2013514483A - 燃料ポンプ - Google Patents
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Abstract
本発明は、燃料ポンプであって、駆動されてポンプケーシング内を回転する、ベーンチャンバを画成するガイドベーンのリングを側面にそれぞれ少なくとも１つ備えるプラスチックからなる少なくとも１つのインペラと、ポンプケーシング内にガイドベーンの領域で両側に配置される部分環状の通路とを備え、部分環状の通路がベーンチャンバとともに、燃料を圧送するために圧送チャンバを形成し、一方の圧送チャンバに入口通路が開口し、他方の圧送チャンバが出口通路に開口する燃料ポンプに関する。インペラは、プラスチックに埋設された炭素繊維を含む。
Description
本発明は、燃料ポンプであって、駆動されてポンプケーシング内を回転する、ベーンチャンバを画成するガイドベーンのリングを側面にそれぞれ少なくとも１つ備えるプラスチックからなる少なくとも１つのインペラと、ポンプケーシング内にガイドベーンの領域で両側に配置される部分環状の通路とを備え、部分環状の通路がベーンチャンバとともに、燃料を圧送するために圧送チャンバを形成し、一方の圧送チャンバに入口通路が開口し、他方の圧送チャンバが出口通路に開口する燃料ポンプに関する。
このような燃料ポンプは、燃料を燃料容器から自動車の内燃機関に圧送するために使用され、これにより公知である。インペラの回転時、燃料は、入口通路を介して吸い込まれ、より高い圧力レベルに昇圧され、出口通路及び燃料ポンプの電動モータを介して送り管路に圧送される。送り管路は、燃料を内燃機関に導く。ポンプケーシングは、ポンプベースとポンプカバーとにより形成される。付加的に、スペーサをポンプベースとポンプカバーとの間に配置することも公知である。ポンプケーシング内でのインペラの回転のために、インペラは、ポンプケーシング部分に対して間隔を置いて配置されていなければならない。このことは、それぞれ、インペラの一方の面と、ポンプケーシングの対向する部分との間に間隙が生じることを意味している。この間隙は、燃料ポンプの効率を低下させる漏れ箇所を形成するので、間隙を可及的小さく維持しようと試みられる。他方、間隙は、インペラが回転時にハウジング部分と接触しないよう、小さすぎてはならない。インペラとハウジング部分の接触は、やはり、燃料ポンプの効率を低下させてしまう。特にインペラの膨潤特性及び傾斜姿勢は、ハウジング部分とインペラの接触に至らしめる可能性がある。このために、これらの構成部材を付加的に保護すべく、インペラと接触することになるハウジング部分にコーティングを施すことが公知である。
さらに、膨潤傾向の低減及び強度の向上のために、インペラにガラス繊維及び鉱物質の充填材を混合あるいは添加することが公知である。インペラは、一般には射出成形を用いた製造後、ハウジング部分に対する可及的狭い間隙寸法を実現するために、付加的に研削又はラッピングされる。この場合の欠点は、研削又はラッピングの事後的な加工により、射出成形時に形成された外側のプラスチック層が部分的に除去される一方、この領域に存在する混ぜられたガラス繊維は除去されないことにある。このことは、このガラス繊維がその端部でもって部分的に、ラッピングされた表面から突出し、インペラの回転時に、対向するハウジング部分と接触することを結果として伴う。ガラス繊維は、その強度及び形状安定性に基づいて、対向するハウジング部分の材料の除去を生じるか、又はハウジング部分に配置された保護層の部分的な破壊に至らしめる。
それゆえ、本発明の課題は、間隙寸法が狭くても、対向するハウジング部分又はこのハウジング部分に配置される保護層の損傷を生じない、高い強度を有するプラスチックからなるインペラを備える燃料ポンプを提供することである。
本発明により、上記課題は、インペラが、プラスチックに埋設された炭素繊維を含むことにより解決される。
炭素繊維の混合により、対向するハウジング部分に悪影響を生じることなく、ガラス繊維と同様の良好な強度が達成される。この強度は、炭素繊維が、プラスチックマトリックス内に埋設されたとき、良好な引張り強度を示すので、達成される。同時に、炭素繊維の使用により、対向するハウジング部分又はこのハウジング部分に配置される保護層の損傷は、回避される。これは、炭素繊維が研削又はラッピング時にむしろ破損する傾向を示すので、既にこのことから、対向する構成部材と接触し得る繊維が少なくなるからである。インペラの側面から突出した炭素繊維の端部は、炭素繊維が可撓性であり、その結果、他の構成部材との接触時には撓むため、問題とはならない。これにより、炭素繊維は、隣接する構成部材の損傷に至らしめ得るに十分な抵抗を有しない。突出した炭素繊維は、その材料特性に基づいて、付加的に、一種の潤滑剤として機能するので、本発明に係るインペラは、良好な非常運転特性を有している。
有利な態様において、使用されるプラスチックは、ポリフェニレンスルフィドであるか、又はフェノール樹脂をベースとするプラスチックである。
別の有利な態様において、所望される機械的な強度がどの程度であるべきかに応じて、混合される炭素繊維の割合は、１５〜５０質量パーセントである。所望される機械的な強度がどの程度であるべきかは、特に、燃料ポンプの組付け条件及び運転パラメータにより決定される。特に良好な結果は、２０〜４０質量パーセントの範囲、特に３０質量パーセントの範囲の混合により達成される。
炭素繊維の長さは、やはり、広範な範囲で可変である。範囲は、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲であってよい。しかし、１ｍｍ近辺の範囲の長さを有する炭素繊維が特に好適であることが判っている。
Claims (6)
- 燃料ポンプであって、駆動されてポンプケーシング内を回転する、ベーンチャンバを画成するガイドベーンのリングを側面にそれぞれ少なくとも１つ備えるプラスチックからなる少なくとも１つのインペラと、前記ポンプケーシング内に前記ガイドベーンの領域で両側に配置される部分環状の通路とを備え、該部分環状の通路が前記ベーンチャンバとともに、燃料を圧送するために圧送チャンバを形成し、一方の圧送チャンバに入口通路が開口し、他方の圧送チャンバが出口通路に開口する燃料ポンプにおいて、前記インペラは、前記プラスチックに埋設された炭素繊維を含むことを特徴とする、燃料ポンプ。
- 前記プラスチックは、ポリフェニレンスルフィドであるか、又はフェノール樹脂をベースとするプラスチックである、請求項１記載の燃料ポンプ。
- 前記炭素繊維の割合は、１５〜５０質量パーセント、有利には２０〜４０質量パーセント、特に３０質量パーセントである、請求項１又は２記載の燃料ポンプ。
- 前記炭素繊維の長さは、１ｍｍの範囲にある、請求項３記載の燃料ポンプ。
- 前記炭素繊維の長さは、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲にある、請求項３記載の燃料ポンプ。
- 前記インペラは、付加的にグラファイトを含む、請求項１から５までの少なくとも１項記載の燃料ポンプ。
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