SE449124B - Elektriskt driven brenslepump for anvendning i brensleinsprutningssystemet till en gnisttend forbrenningsmotor - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 44-9 124 2 pumpens elektriska motor till dess pumphjul; Fig. 4 visar ett modifierat utförande av en överström- ningsventil i den i fig. 1 visade pumpen; Fig. 5-8 är olika vyer av en hylsdel, vilken tjänar som stöd för en axel som uppbär de roterande komponenterna i den elektriska motorn och pumpaggregatet.

Den på ritningarna visade och nedan beskrivna elektriska bränslepumpen är avsedd att användas i bränsleinsprutnings- systemet till en gnisttänd förbränningsmotor.

Som framgår av fig. 1 och 2 omfattar pumpen en cylindrisk kåpa 1, en elektromagnetisk enhet 9, som är in- rymd i kåpan 1 och utgör en elektrisk likströmsmotor, samt ett av denna motor drivet pumpaggregat 5. Den cylindriska kåpan l är invändigt utformad med två cylindriska sätes- ytor 2 och 3 belägna vid den i fig. l och 2 högra resp. vänstra änden av kåpan. Dessa båda cylindriska ytor 2 och 3 utgör centreringssäten för i kåpans 1 ändar insatta komponenter av pumpen.

Centreringssätet 2 tjänar till att uppbära en med ett bränsleinlopp utformad gaveldel 4 och pumpaggregatet 5, medan centreringssätet 3 uppbär en med ett bränsleutlopp utformad gaveldel 6. Gaveldelen 6 tjänar även som borst- hållarenhet och uppbär strömtillförselborstar 13 hörande till pumpens elektriska motor. De mot varandra vända ytorna vid varje centreringssäte 2 och 3 och den till- hörande gaveldelen 4 och 6 är vätsketätt tätade mot varandra medelst en tätningsring 7 resp. 8, så att det inre av kåpan l är vätsketätt avskilt från omgivningen.

Gaveldelarna 4 och 6 är utformade med var sin tapp, som bildar en bränsleinloppsstuts I och en bränsleutloppsstuts U.

Den elektromagnetiska enheten 9 innefattar en stator 10, en rotor 11 och en kommutator 12, som är i glidkontakt med de av gaveldelen 6 uppburna borstarna 13. Borstarna 13 anpressas mot kommutatorn av konventionella fjäderorgan (ej visade) och är anslutna till den yttre strömtill- förselkretsen under förmedling av ett elektriskt anslutninga- organ 14 anordnat i gaveldelen 6. Statorn 10 bildas av två permanentmagneter 15 och 16 av ferromagnetiskt material, vilka är insatta i kåpan 1 och vända mot rotorn 11. 10 15 20 25 30 35 449 124 3 Magneterna 15 och 16 utgör motsatta polskor i den elektriska motorn, och kåpan l tjänar som magnetisk ram eller ok hos statorn och är gjord av ett för detta ändamål lämpligt material. Rotorn ll uppbärs på en axel 12 och genomgås av det av permanentmagneterna l5 och 16 alstrade magnetflödet. Rotorn ll är anordnad att vid strömtill- dförsel rotera mellan polskorna kring den geometriska axeln för axeln 17. Axeln 17 är anordnad mellan ett stöd l8, som bildas av en stativdel 20 i pumpaggregatet 5, och en centreringshylsa 21, som är insatt i ett hålrum 22 i ut- loppsgaveldelen 6.

Axellinjen för axeln 17 utgör även rotationsaxellinje för pumpaggregatet 5, som är av konventionellt utförande och bildas av den nämnda stativdelen 20, en stator 23, ett pumphjul 24 med små rullar och en gavelplatta 25. På sin lågtryckssida kommunicerar pumpaggregatet 5 under för- medling av en första slitsliknande öppning 27 med ett hâlrum 26, som matas med bränsle från bränsleinloppet I.

På sin högtryckssida kommunicerar pumpaggregatet 5 med det inre utrymmet 28 i pumpkåpan 1 under förmedling av en andra öppning (ej visad), som är utformad i gavelplattan 25.

Det inre utrymmet 28 i pumpen står i förbindelse med pumpens bränsleutlopp U under förmedling av en backventil, som beskrivs närmare nedan.

Då det visade pumpaggregatet 5 är avxkonventionell utformning, kommer dess konstruktion och funktion ej att beskrivas i detalj, och det torde vara tillräckligt att nämna, att pumphjulet 24 är kopplat till rotorn och när det drivs av denna alstrar ett kontinuerligt bränsleflöde som går från hålrummet 26 in i det inre utrymmet 28 i pumpen.

Den bränslevolymström som går från pumpinloppet I till pumputloppet U bestäms av pumphjulets 24 rotations- hastighet, medan bränslets tillförseltryck bestäms av det vridmoment som överförs till pumphjulet 24 av rotorn ll.

För att inte ett alltför högt tryck skall uppbyggas inuti kåpan l är pumpen försedd med en överströmningsventil, som tjänar till att tillåta ett returflöde av bränsle från pumpaggregatets 5 högtryckssida till dess lâgtryckssida när tryckskillnaden över pumpaggregatet når en viss förut- 10 15 20 25 30 35 449 124 4 bestämd nivå. Genom att axeln är ihålig kan överströmnings- ventilen 29 göras mycket enkel, ekonomisk och effektiv, såsom framgår av den härefter följande beskrivningen av ventilen 29.

Den passage 30 som bildas av den ihåliga axeln l7 har ett utlopp 31 liggande nära intill hålrummet 26 och ett utlopp 32, som mynnar inuti pumpen i det trycksatta bränslet på pumpaggregatets 5 högtryckssida; av konstruk- tiva skäl mynnar inloppet 32 i det inre av centrerings- hylsan 21. Överströmningsventilen 29 ligger vid utloppet 31 på passagen 30 och bildas av en kula 33, som under inverkan av kraften från en fjäder 34 normalt tillsluter utloppet 31 genom att anligga mot ändytan på axeln l7.

Vid sin från kulan 33 vända ände stöds fjädern 34 av en med spår utformad fjäderhållare 35.

Kulan 33 är inrymd i ett urtag 36 i pumpaggregatets stativdel 20 på sådant sätt, att kulan 33 vid rörelse från stängningsläget under inverkan av ett alltför högt tryck i det inre utrymmet 28 ej kan röra sig till ett sådant läge, att den ej kan återgå till ett läge i vilket den tillsluter utloppet 31 när trycket inuti utrymmet 28 har återtagit sitt normala värde. Om under pumpens drift ett fel skulle uppkomma i det tillhörande bränslesystemet och därigenom trycket på nedströmssidan av pumputloppet U skulle stiga till ett onormalt högt värde, kommer trycket inuti pumpen också att stiga på grund av pumpaggregatets 5 fortsatta pumpverkan och på grund av att backventilen vid pumputloppet kommer att stängas. Trycket i det inre ut- rymmet 28 överförs genom passagen 30 till den mot denna vända ytan på kulan 33. När trycket i pumpen når ett förut- bestämt värde, kommer kulan 33 att förskjutas från sitt stängande läge, så att det inre utrymmet 28 i pumpen sätts i direkt förbindelse med lågtryckshålrummet 26 och trycket därigenom lättas.

De organ som tjänar till att hålla pumpaggregatets 5 pumphjul 24 i drivningsförbindelse med den elektriska motorns rotor ll omfattar en klokoppling mellan den i fig. l vänstra änddelen 37 av rotorn ll och en hylsa 38, som är insatt i ett axiellt hål 39 i pumphjulet 24 på 10 l5 20 25 30 35 449 124 5 sådant sätt, att den är fast förbunden med pumphjulet.

Som framgår av fig. 3 är den till hylsan 38 hörande delen av klokopplingen utformad i ett stycke med hylsan och ut- formad med fyra tänder 40 och fyra urtag 41, vilka passar i motsvarande urtag och tänder som är fast förenade med rotorn ll. Rotorn ll och pumphjulet 24 är härigenom samman- kopplade på ett sätt som är enkelt och ej medför några sammansättningsproblem.

Utloppsgaveldelen 6, som uppbär borstarna 13 och det elektriska anslutningsorganet 14, är gjord i ett stycke och bildar ett hålrum 22, som inrymmer den axeln 17 upp- bärande hylsan 21. Gaveldelen 6 är också utformad med ett utrymme 42, som inrymmer den ovannämnda backventilen, vilken bildas av ett ventilsäteselement 43, en ventilkula 44 och en fjäder 45, som verkar mellan kulan 44 och en med spår utformad fjäderhållare 46.

Hylsan 24 uppbär axeln 17 under förmedling av fyra radiella armar, som stöder axeln 17 utan att hindra bränsleflödet från det inre utrymmet 28 i pumpen till, bränsleutloppsstutsen U.

Sammansättningen av de olika pumpkomponenterna kommer nu att beskrivas med hänvisning till fig. 2. I ett första moment sammansätts pumpaggregatet 5 genom att stativdelen 20, statorn 23, pumphjulet 24 och gavelplattan 25 samman- sätts. Hylsan 38 förbinds med pumphjulet 24. Axeln 17 insätts därefter i pumpaggregatet 5 till dess att dess vänstra ände når urtaget 36. Motorns rotor ll monteras sedan på axeln 17, varvid tillses att den i ett stycke med hylsan 38 gjorda delen av klokopplingen kommer i ingrepp med den samverkande delen 37 av rotorn.

För att de samverkande delarna av klokopplingen skall hindras från att komma ur ingrepp anbringas en fjädrande ring 57 på den högra änden av axeln l8 för att hindra rotorn ll från att röra sig axiellt längs axeln. Den av pumpaggregatet 5, axeln 17 och rotorn ll bildade enheten införs sedan i den vänstra änden av kåpan 1 till dess att den plana ändytan 49 på pumpaggregatets stativdel 20 kommer till anliggning mot den kåpansats 50 som avgränsar den ena sidan av centreringssätet 2; i detta läge har kåpan 1 10 15 20 25 30 35 449 124 6 ej sina ändar omvikta för att bilda de i fig. l visade kvarhållande flänsarna 47 och 48, och stativdelen 20 kan således fritt införas i den vänstra änden av kåpan.

Tätningsringen 7 sätts sedan på plats, och ventil- kulan 33 placeras i urtaget 36 med fjädern 34 anbringad ovanpå. Sammansättningen av den vänstra änden av pumpen fullbordas därefter genom att gaveldelen 4 förs in i kåpan l tills den kommer i kontakt med pumpaggregatets 5 stativdel 20; kontakten mellan gaveldelen 4 och stativdelen 20 säkerställer ej blott sammanpressning av tätnings- ringen 7 utan också en korrekt förspänning av fjädern 34 i överströmningsventilen 29. De nu sammansatta delarna av pumpen hålls på plats genom att den vänstra änden av kåpan l böjs om för att bilda den kvarhållande flänsen 47.

Vid detta stadium av sammansättningen återstår att montera utloppsgaveldelen 6 och de tillhörande borstarna l3.

Det problem som nu uppkommer består i att hålla borstarna l3 åtskilda för att medge en korrekt positionering av de- samma på motorns 9 kommutator 12, eftersom det inte finns någon möjlighet att hålla dem isär från utsidan. Lösningen på detta problem ligger i att de delar som skall placeras i centreringssätet 3 är så utformade, att de medger positionering av borstarna 13 på kommutatorn 12 i efter- hand. De ifrågavarande delarna är gaveldelen 6 och den av denna uppburna hylsan 21, och utformningen av dessa delar förklaras närmare nedan.

Som redan nämnts tjänar den i ett stycke gjorda gavel- delen 6 som borsthållarenhet, och den är utformad med ett hålrum 22 avsett att inrymma centreringshylsan 21. Intill hålrummet 22 har gaveldelen 6 också ett annat hålrum 51, som är anordnat att inrymma backventilens säteselement 43.

Hålrummet 5l är beläget i utrymmet 42 av gaveldelen 6 och står i förbindelse med pumputloppet U.

Hylsan 21 (fig. 5) innefattar en ringformig del 52, vars ytterdiameter de är endast obetydligt större än ytterdiametern på kommutatorn 12. Den ringformiga delens 52 cylindriska innervägg har en diameter di och uppvisar de fyra nämnda axelbärarmarna 53. Dessa armar 53 indelar det centrala utrymmet 19 i den ringformiga delen 52 i fyra 10 l5 20 25 30 35 449 124 7 zoner, genom vilka bränslet kan strömma på sin väg mot pumpens utlopp U.

På sin från rotorn ll vända sida har bussningen 21 ett cylindriskt utskott 54, som uppbärs av de radiella armarna 53 (fig. 6 och 7). Detta utskott 54 har en axiell passage 55, genom vilken bränsle kan strömma från det inre utrymmet 28 i pumpen till utloppet U när pumpen är i drift.

Den huvudsakliga funktionen hos utskottet 54 är att upp- bära ventilsäteselementet 43 i den tidigare nämnda back- ventilen under sammansättningen.

I det samansättningsmoment som följer omedelbart efter det i fig. 2 visade momentet, införs först back- ventilens komponenter i gaveldelens 6 utrymme 42. Därefter anbringas en tätningsring 56 kring hylsans 21 utskott 54, och gaveldelen 6 och hylsan 21 sätts samman på sådant sätt, att borstarna l3 kommer att vila mot den cylindriska ut- sidan på hylsan 21 och centreras av denna. Gaveldelen 6 och hylsan 21 förs sedan över den i fig. 2 högra änden av axeln l7 tills denna vilar i det av de radiella armarna 53 bildade stödet; pumpkomponenternas läge i förhållande till varandra i detta moment av sammansättningen visas i fig. 2.

Gaveldelen 6 förskjuts nu åt vänster i förhållande till hylsan 21, som ej rör sig genom att den redan stöder mot änden på axeln 17. Rörelsen åt vänster hos gaveldelen 6 medför ej endast att gaveldelen 6 kommer in i centrerings- sätet 3 och hylsan 21 kommer in i hålrummet 22 utan även att borstarna 13 rör sig från sitt isärförda läge på hylsan för att komma till vila mot kommutatorn 12.

Borstarna 13 kommer på detta sätt bekvämt på plats på kommutatorn l2 i glidkontakt med denna.

Slutligen omböjs den högra änden av kåpan l för att bilda den kvarhållande eller spärrande flänsen 48, som håller gaveldelen 6 på plats med dess insida anliggande mot den ringformiga avsats som avgränsar centreringssätet 3 inåt.

Av det föregående framgår att kåpan 1 tjänar ej endast som bränsleinneslutningselement och som mekanisk bär- anordning för pumpens komponenter utan även som magnetiskt 10 15 449 124 ok för motorns stator.

Den visade och ovan beskrivna pumpen är naturligtvis endast en av många tänkbara utföringsformer av uppfinningen.

Bland de möjliga modifikationer som kan göras är den i fig. 4 visade modifikationen av överströmningsventilen 29.

I denna konstruktionsvariant är ventilen helt och hållet med både kulan 36. Som framgår anordnad i pumpaggregatets 5 stativdel 20 33 och ventilfjädern 34 inrymda i urtaget av framställningen i fig. 4 är urtaget 36 större än i utförandet enligt fig. l. Vid den vänstra änden av urtaget att stöda fjädern 34. Den i fig. 4 visade utformningen av över- 36 finns en hålbricka 58, som tjänar till strömningsventilen 29 medger en enklare samansättning än den i fig. l visade utföringsformen.

I en ytterligare variant av den i fig. l visade pumpen är utskottet 54 gjort separat från hylsan 21 och i förväg insatt i hålrummet 51 i utloppsgaveldelen 6.

Claims (10)

10 15 20 25 30' 35 449 124 Patentkrav

1. l. Elektriskt driven bränslepump för användning i bränsleinsprutningssystemet till en gnisttänd förbrännings- motor, vilken bränslepump omfattar en rörformig kåpa (1) med ett bränsleinlopp (I) vid den ena änden och ett bränsle- utlopp (U) vid den motsatta änden, en axel (17) och två på avstånd från varandra belägna stöd (l8,2l), vilka uppbär axeln liggande i kâpans längdriktning, en i kåpan inrymd elektrisk motor (9), vilken omfattar en stator (10) och en av axeln uppburen rotor (ll), ett inuti kåpan (1) anordnat pumpaggregat (5) med ett roterbart anordnat pumphjul (24), som uppbärs av axeln (17) och står i drivningsförbindelse med motorns rotor (ll), elektriska anslutningsorgan (14) för tillförsel av elektrisk ström till motorn, en första ventilanordning (29,33) inrättad att förhindra uppbyggnad av ett alltför högt tryck i bränslet i kåpan (1) och en (43,44) för förhindrande av åter- strömning av bränslet tillbaka genom bränsleutloppet, andra ventilanordning varvid kåpan (1) förutom att den tjänar som ett inneslut- ningsorgan för bränslet även bildar ett magnetiskt ok för (10), axeln (17) är utformad med en invändig längsgående passage den elektriska motorns stator kännetecknad av att (30) uppvisande ett utlopp (31), som mynnar pà pumpaggrega- tets (5) lågtryckssida intill bränsleinloppet (I), och ett inlopp (32), som mynnar i det inre utrymmet (28) av pumpen på pumpaggregatets (S) högtryckssida, att den första ventilanordningen (29,33) är belägen intill passagens (30) utlopp (31) och bildas av ett ventilelement i form av en kula (33) och en fjäder (34) anordnad att pressa kulan mot passagens (30) utlopp (31) för att stänga detta, och att pumpaggregatet (5) förutom pumphjulet (24) innefattar en stativdel (20) och en av denna uppburen stator (23), varvid stativdelen (20) är utformad med ett hålrum (18) uppvisande en första del vari den första ventilanordningens kula (33) är belägen och en andra del vari den ena änden av axeln (17) uppbärs med axelpassagens (30) utlopp (31) vänt mot den första hålrumsdelen.

2. Bränslepump enligt krav 1, vid vilken kåpans bränsleinlopp (I) bildas av en första gaveldel (4) och 'Jï 10 15 20 25 30 35 449 124 10 kåpans bränsleutlopp (U) bildas av en andra gaveldel (6), kännetecknad av att den rörformiga kåpan (1) vid vardera änden är invändigt utformad med ett centreringssäte (2,3), varvid det ena centreringssätet (2) tjänar till att uppbära den första gaveldelen (4) och pumpaggregatet (5), medan det andra centreringssätet tjänar till att uppbära den andra gaveldelen (6).

3. motorn innefattar en uppsättning borstar (13) för tillförsel Bränslepump enligt krav 2, vid vilken den elektriska av elektrisk ström till rotorn (11) och dessa borstar och de elektriska anslutningsorganen (14) är elektriskt anslutna till varandra, kännetecknad av att de elektriska anslutnings- organen (14) och borstarna (13) är anordnade på den andra gaveldelen (6).

4. att den andra gaveldelen (6) är utformad i ett enda stycke Bränslepump enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av och bildar två koaxiella hålrum (22,5l), som står i förbin- delse med varandra och varav det ena (22) inrymmer ett (21) av axelstöden, medan det andra (51) inrymmer den andra ventilanordningen (43,44) och står i direkt förbindelse med bränsleutloppet (U).

5. av att den första ventilanordningen (29,33) även innefattar Bränslepump enligt något av krav 1-4, kännetecknad en med spår utformad fjäderhàllare (35), som bildar en del av bränsleinloppet (I) och är anordnad att stöda en ände av fjädern (34).

6. av att den första ventilanordningen (29,33) är helt och Bränslepump enligt något av krav 1-4, kännetecknad hållet inrymd i stativdelens (20) första hâlrumsdel och även innefattar en hålbricka (58), som är anordnad tvärs över den från den andra hålrumsdelen vända änden av den första hålrumsdelen och tjänar till att stöda en ände av ventilfjädern (34).

7. den elektriska motorn är en likströmsmotor försedd med en (11) kommutator (12) och med i glidkontakt med kommutatorn (12) Bränslepump enligt något av krav 1-5, vid vilken för rotation tillsammans med rotorn fastgjord anordnade borstar (13), som är elektriskt förbundna med de elektriska anslutningsorganen (14), kännetecknad av att 10 15 20 25 30 35 449 124 11 bränsleutloppet (U) är i form av en gaveldel (6) och att ett (21) av de båda axelstöden bildas av ett ringformigt element (52), elektriska motorns kommutator, så att vid sammansättning av som har något större ytterdiameter än den bränslepumpen borstarna (13) till att börja med kan vara anordnade kring det ringformiga elementet (52) och därefter förskjutas axiellt in på kommutatorn (12).

8. Bränslepump enligt krav 7, kännetecknad av att (6) bildar två koaxiella hålrum (22,5l), som står i förbindelse med varandra och inrymmer det ring- gaveldelen formiga elementet (52) resp. den andra ventilanordningen (43,44), varvid det hålrum (51) som inrymmer den andra ventilanordningen står i direkt förbindelse med bränsle- utloppet (U).

9. Bränslepump enligt krav 8, kännetecknad av att det ringformiga elementet (52) har ett axiellt hålat cylindriskt utskott (54), att gaveldelen (6) bildar ett tredje hålrum (19), som ligger mellan de båda förstnämnda hålrummen (22,5l) och tjänar till att inrymma det cylindriska ut- skottet, varvid den ändyta på detta som är vänd mot det den andra ventilanordningen inrymmande hålrummet bildar ett ventilsäte i denna ventilanordning.

10. Bränslepump enligt krav 9, kännetecknad av att ett ringformigt tätningselement (56) är anordnat kring det cylindriska utskottet (54) och sammanpressat mellan detta och gaveldelens (6) invändiga yta.