WO1999041504A1 - Förderaggregat für kraftstoff - Google Patents

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WO1999041504A1
WO1999041504A1 PCT/DE1999/000343 DE9900343W WO9941504A1 WO 1999041504 A1 WO1999041504 A1 WO 1999041504A1 DE 9900343 W DE9900343 W DE 9900343W WO 9941504 A1 WO9941504 A1 WO 9941504A1
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WO
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delivery unit
permanent magnet
fuel delivery
impeller
unit according
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Application number
PCT/DE1999/000343
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Dobler
Michael Huebel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to BR9904863-9A priority patent/BR9904863A/pt
Priority to US09/402,069 priority patent/US6220826B1/en
Priority to JP54090099A priority patent/JP2001522434A/ja
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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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/048—Arrangements for driving regenerative pumps, i.e. side-channel 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
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0646—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the hollow pump or motor shaft being the conduit for the working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
    • F04D5/002—Regenerative pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets

Definitions

  • the invention relates to a fuel delivery unit of the type defined in the preamble of claim 1.
  • a delivery unit of this type for delivering fuel from a fuel tank to an internal combustion engine of a motor vehicle (WO 95/25885)
  • the delivery pump and the electric motor for driving it are arranged in a housing next to one another.
  • the impeller which is equipped with vanes or impeller blades on its circumference, is non-rotatably seated on a shaft of the rotor or rotor, which carries a rotor or armature winding which is grooved and which rotates in a stator or stator covered with permanent magnet segments. Power is supplied to the armature winding via a one on the rotor shaft
  • Commutator or commutator and two current brushes resting radially on the commutator under spring pressure.
  • the fuel delivery unit according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that by combining the rotating parts of the delivery unit, that is, the impeller of the feed pump and the rotor of the electric motor, to a single part a very - 2 -
  • the conveyor unit can be made very flat, that is to say with an extremely small axial dimension.
  • the increasing outside diameter of the conveyor unit in connection with the usual design of the conveyor unit is not only not a disadvantage, but also opens up the possibility for additional measures to improve the efficiency of the conveyor unit. Dispensing with the commutator and current brushes means that brush wear is eliminated, so that the service life of the conveyor unit is increased.
  • the electric motor is designed as a DC motor, the necessary commutation of the current in the stator winding is carried out electronically.
  • the cylindrical pump chamber is delimited by two radially extending, axially spaced side walls and a peripheral wall connecting the two side walls along their circular periphery.
  • the impeller is opposite the side walls with a gap distance, and the inner surface of the stator formed by a grooved laminated core forms the peripheral wall of the pump chamber.
  • the impeller has a plurality of axially open, spaced apart from one another in the circumferential direction
  • Vane chambers delimiting radial impeller blades, which are interconnected by an outer ring.
  • the permanent magnets are attached to the outer ring and are preferably made of plastic ferrites when the conveyor unit is made of plastic. - 3 -
  • plastic-bonded rare earth magnets can be used, which are preferably embedded in the plastic matrix of the impeller.
  • Sidewall of the pump chamber formed a groove-like side channel open to the pump chamber concentrically to the impeller axis with an interrupter web remaining between the side channel end and the side channel beginning, based on the flow direction.
  • the beginning of the side channel of at least one side channel stands with a suction opening and the end of the side channel with one
  • Drainage channels are present.
  • Fig. 1 shows a longitudinal or meridialsch itt of the conveyor unit, the section in the upper half of the illustration by the trained - 4 -
  • Fig. 2 is a plan view of an impeller from above
  • Fig. 3 is a plan view of the impeller from Fig. 1
  • Fig. 4 is an oblique section through the impeller 3 along the line
  • the delivery unit shown schematically in FIG. 1 serves to deliver fuel from a reservoir to the internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the delivery unit is usually arranged in connection with a filter bowl as a so-called tank installation unit in the fuel tank or fuel tank of the motor vehicle.
  • the delivery unit has a delivery pump 11 designed as a flow or side channel pump and an electric motor 12 driving the delivery pump 11.
  • Feed pump 11 and electric motor 12 are accommodated in a common housing 13.
  • the structure and operation of the feed pump 11 is known and described for example in DE 4020 521 AI.
  • a pump chamber 14 is formed in the housing 13 and is delimited in the axial direction by two radially extending, axially spaced side walls 141, 142 and in the circumferential direction by a peripheral wall 143 connecting the two side walls 141, 142 along their circular periphery.
  • a pump or impeller 16 is arranged in the pump chamber 14 and sits on a shaft 17 in a rotationally fixed manner.
  • the shaft 17 is received with two shaft ends in two bearings 18, 19 which are formed in the two side walls 141, 142.
  • the axis of the shaft 17 is colinear with the impeller axis 161 and the axis of the pump chamber 14.
  • the impeller 16 has a large number of circumferentially spaced, radial impeller blades in 20, of which only two can be seen in the drawing.
  • the impeller blades 20 are connected to one another by an outer ring 21.
  • Two impeller blades 20 delimit between them a blade chamber 22 which is axially open.
  • the impeller 16 lies opposite the side walls 141, 142 at a gap distance, and the outer ring 21 encloses a radial gap with the peripheral wall 143 of the pump chamber 14.
  • each side wall 141, 142 of the pump chamber 14 a groove-like side channel 23 or 24 is formed, which is open towards the pump chamber 14 and is arranged concentrically to the impeller axis 161 and an interrupter web remains in the circumferential direction almost over 330 ° from the beginning of a side channel.
  • the side channel start 231 and 241 of the side channels 23, 24 can be seen in the lower sectional view.
  • the side channel end is offset by approximately 330 ° circumferential angle.
  • Each side channel 23, 24 is connected via a radially aligned inflow channel 25 or 26 to a suction opening 27 of the delivery unit.
  • the side channel ends of the two side channels 23, 24, which cannot be seen here, are each connected to a pressure port of the delivery unit via an outlet channel.
  • the side channel ends of the two side channels 23, 24, which cannot be seen here, are each connected to a pressure port of the delivery unit via an outlet channel.
  • only the side channel beginning 231 of the side channel 23 is connected to an inflow channel 25 and only the side channel end of the side channel 24 is connected to an outflow channel.
  • the inflow channel 26 on the right in the sectional view is omitted, and the
  • side channel 24 shows a cross section, as indicated by dashed lines in the drawing.
  • the inflow channels 25, 26 can be arranged axially, but the radial alignment has the advantage of lower flow losses and can be easily implemented because of the relatively large outer diameter of the delivery unit.
  • the electric motor 12 which is designed with a so-called internal pole rotor, has a stator 28 and a rotor 29 in a known manner, which is integrated into the impeller 16 of the feed pump 11 in order to achieve an extremely flat design of the feed unit. Its magnetic poles are formed by permanent magnet segments 30 which are fastened on the outer ring 21 of the impeller 16. In order to achieve a favorable magnetic inference, the outer ring 21 is preferably made of servo-magnetic material.
  • the stator 28 is arranged as a grooved laminated core 31 coaxially to the impeller axis 161 in the housing 13 such that the inner ring surface of the laminated core 31 forms the peripheral wall 143 of the pump chamber 14.
  • An armature winding 32 is usually arranged in the grooves of the laminated core 31, of which only the two end winding ends 321 and 322 and the two connecting lines 323 and 324 can be seen in the schematic drawing.
  • the electric motor 12 is commutated electronically.
  • the impeller 16 of the feed pump 11 is made of plastic, there is a manufacturing advantage if the permanent magnet segments 30 are made of plastic or are plastic-bonded rare earth magnets.
  • FIG. 2 shows the impeller 16 from FIG. 1 in an oblique view from above.
  • the impeller blades 20 from FIG. 1 are not shown here in this FIG. 2 in a depression 34 which runs in a circular shape around the impeller axis 161.
  • cavities 36 arranged on a circumference 35 of the impeller 16 are shown.
  • the cavities 36 in this impeller 16 extend over its entire thickness.
  • Permanent magnets 37 are located in the cavities 36. These are preferably made from a hard ferrite magnet.
  • the permanent magnets 37 are inserted in a positive manner in the cavities 36.
  • a permanent magnet 37 has a conical shape. This is repeated as a negative in the design - 7 -
  • the conical shape has the advantage that when the impeller 16 rotates, the centrifugal forces ensure that a clamping force is formed or strengthened between the permanent magnets 37 and the adjacent webs 38. In this way, the higher the rotational speed of the impeller 16, the more firmly the permanent magnets 37 are held.
  • these can also have a different external shape, for example in the form of stair treads, a spherical or barrel-like section or else a cylinder section. The selected shape, however, in interaction with the webs 38, should be able to transfer the centrifugal force
  • FIG. 3 shows the impeller 16 from FIG. 2 in a top view.
  • the permanent magnets 37 can have a circumferential length Lu on the circumference 35 which is sufficient for sufficient acceleration due to the electromagnetic interaction forces with the stator.
  • a radial length L R of the permanent magnet 37 is preferred, which is in a ratio of L U / L R between 0J5 and 3.5 with the circumferential length Lu. This has the advantage of avoiding demagnetizing effects between the permanent magnets 37.
  • 3 shows three permanent magnets 37.1, 37.2, 37.3.
  • a first permanent magnet 37.1 and a third permanent magnet 37.3 have the same pole orientation, while the second permanent magnet 37.2 lying between them has an opposite polarity. Due to the - 8th -
  • the aim is to achieve a friction angle Reib R of 2 to 12 °.
  • An angle of around 3 ° to 5 ° is preferred. This makes it possible to further increase the extremely high degree of utilization of the circumference 35 for the provision of the permanent magnets 37.
  • the cone-like shape of the permanent magnets 37 enables them to hold in the cavities 36 according to a further development, without having to be glued there. This in turn saves one work step.
  • the material which forms the cavities 36 is preferably chosen to be elastic or plastic, for example to set a slight press fit. A clamping force is then inevitably formed between the permanent magnets 37 and the dimensions of the cavities 36. Such a press fit also allows the permanent magnets 37 to be easily installed in the impeller 16 to form the rotor and the impeller 16 as an installation part.
  • Fig. 4 shows the impeller 16 of Fig. 3 in a cross section along the
  • FIG. 5 shows, based on FIG. 4, a second impeller with a stop 40. If, for example, the second impeller 39 is manufactured first, the permanent magnets 37 need only be inserted into the respective cavities up to the stop 40 in a subsequent step. This must of course be designed so that the formation of side channels, as shown in Fig. 1, is not hindered.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Förderaggregat mit einer Seitenkanalpumpe und einem Elektromotor, der die Seitenkanalpumpe antreibt. Der Elektromotor weist eine Ankerwicklung, einen Permanentmagnet (37) und einen Rotor (29) auf. Der Rotor (29) und ein Laufrad (16) der Seitenkanalpumpe sind ein Bauteil, wobei an einem Umfang (35) dieses Bauteils der Permanentmagnet (37) formschlüssig eingesetzt ist. Es läßt sich daher eine besonders flache, leckagearme Seitenkanalpumpe herstellen.

Description

Förderaggregat für Kraftstoff
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Förderaggregat für Kraftstoff der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
Bei einem bekannten Förderaggregat dieser Art zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs (WO 95/25885) sind die Förderpumpe und der Elektromotor zu deren Antrieb in einem Gehäuse nebeneinander angeordnet. Das Pumpen- oder
Laufrad, das an seinem Umfang mit Flügeln oder Laufradschaufeln besetzt ist, sitzt drehfest auf einer Welle des Rotors oder Läufers, der eine in Nuten einhegende Rotor- oder Ankerwicklung trägt und in einem mit Permanentmagnetsegmenten belegten Ständer oder Stator umläuft. Die Stromzufüh- rung zur Ankerwicklung erfolgt über einen auf der Rotorwelle sitzenden
Kommutator oder Stromwender und zwei auf den Kommutator unter Federdruck radial aufliegenden Strombürsten.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Förderaggregat für Kraftstoff mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch Ziisammenfassung der drehenden Teile des Förderaggregats, also des Laufrads der Förderpumpe und des Rotors des Elektromotors, zu einem einzigen Teil ein sehr - 2 -
einfacher und kompakter Aufbau erzielt wird, der mit geringem Fertigungsaufwand herstellbar ist. Insbesondere kann das Förderaggregat sehr flach, also mit extrem geringer axialer Abmessung, ausgeführt werden. Der dabei sich vergrößernde Außendurchmesser des Förderaggregats stellt im Zusammenhang mit der üblichen Ausbildung des Förderaggregats nicht nur keinen Nachteil dar, sondern eröffnet die Möglichkeit für zusätzliche Maßnahmen zur Verbesserung des Wirkungsgrads des Förderaggregats. Durch den Verzicht auf Kommutator und Strombürsten entfällt der Bürsten-verschleiß, so daß sich die Lebensdauer des Förderaggregats erhöht. Bei der Ausbildung des Elektromotors als Gleichstrommotor wird die notwendige Kommutierung des Stroms in der Statorwicklung elektronisch vorgenommen.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor- teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Förderaggregats möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zylinderfor- mige Pumpenkammer von zwei sich radial erstreckenden, voneinander axial beabstandeten Seitenwänden und einer die beiden Seitenwände längs deren kreisförmigen Peripherie miteinander verbindenden Peripheriewand begrenzt. Das Laufrad liegt jeweils mit Spaltabstand den Seitenwänden gegenüber, und die Innenfläche des von einem genuteten Blechpaket gebildeten Stators bildet die Peripherwand der Pumpenkammer. Das Laufrad weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, zwischen sich axial offene
Schaufelkammern begrenzenden radialen Laufradschaufeln auf, die durch einen Außenring miteinander verbunden sind. Die Permanentmagnete sind auf dem Außenring befestigt und werden bei Ausführung des Förderaggregats in Kunststoff bevorzugt aus Plastoferriten hergestellt. - 3 -
Alternativ hierzu können kunststoffgebundene Seltenerdmagnete eingesetzt werden, die vorzugsweise in die Kunststoffmatrix des Laufrades eingelagert sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in jeder
Seitenwand der Pumpenkammer ein zum Pumpenraum hin offener, nutartiger Seitenkanal konzentrisch zur Laufradachse mit einem zwischen Seitenkanalen- de und Seitenkanalanfang, bezogen auf die Strömungsrichtung, verbleibenden Unterbrechersteg ausgebildet. Der Seitenkanalanfang mindestens eines Seiten- kanals steht mit einer Ansaugöffhung und das Seitenkanalende mit einem
Druckauslaß in Verbindung, wobei die Achsen der Zu- und Abströmkanäle von der Ansaugöffhung und zu dem Druckauslaß entweder axial oder vorzugsweise radial ausgerichtet sind. Durch die besonders vorteilhafte radiale Zu- und Abströmung des Kraftstoffs in die bzw. aus der Pumpen- kammer wird eine wesentliche Reduzierung der Strömungsverluste erreicht und damit der Wirkungsgrad der Pumpe verbessert. Die radiale An- und Abströmung wird im Gegensatz zu den herkömmlichen Seitenkanalpumpen problemlos durch den aufgrund der erfindungsgemäßen Bauweise vergrößerten Außendurchmesser des Förderaggregats möglich, da dadurch in radialer Richtung genügend Bauraum für die Unterbringung entsprechender Zu- und
Abströmkanäle vorhanden ist.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 einen Längs- oder Meridialsch itt des Förderaggregats, wobei der Schnitt in der oberen Hälfte der Darstellung durch das ausgebildete - 4 -
S trömungsgebiet und in der unteren Hälfte der Darstellung durch den Ansaugbereich des Förderaggregats geführt ist, Fig. 2 eine Aufsicht auf ein Laufrad von schräg oben, Fig. 3 eine Aufsicht auf das Laufrad aus Fig. 1, Fig. 4 einen Schrägschnitt durch das Laufrad aus Fig. 3 entlang der Linie
IV-IV und Fig.5 ein zweites Laufrad mit einem Anschlag.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Förderaggregat dient zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Üblicherweise wird das Förderaggregat in Verbindung mit einem Filtertopf als sog. Tankeinbaueinheit in dem Kraftstoffbehälter oder Kraftstofftank des Kraftfahrzeugs angeordnet. Das Förderaggregat weist eine als Strömungs- oder Seitenkanalpumpe ausgebildete Förderpumpe 11 und einen die Förderpumpe 11 antreibenden Elektromotor 12 auf. Förderpumpe 11 und Elektromotor 12 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 13 aufgenommen. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Förderpumpe 11 ist bekannt und beispielsweise in der DE 4020 521 AI beschrieben. Im Gehäuse 13 ist eine Pumpenkammer 14 ausgebildet, die in Achsrichtung von zwei sich radial erstreckenden, voneinander axial beabstandeten Seitenwänden 141, 142 und in Umfangsrichtung von einer die beiden Seitenwände 141, 142 längs deren kreisförmiger Peripherie miteinander verbindende Peripherwand 143 begrenzt ist. In der Pumpenkammer 14 ist ein Pumpen- oder Laufrad 16 angeordnet, das drehfest auf einer Welle 17 sitzt. Die Welle 17 ist mit beiden Wellenenden in zwei Lagern 18, 19 aufgenommen, die in den beiden Seitenwänden 141, 142 ausgebildet sind. Die Achse der Welle 17 ist koline- ar mit der Laufradachse 161 und der Achse der Pumpenkammer 14. Das Laufrad 16 weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander be- abstandeten, radialen Laufrad-schaufein 20 auf, von denen in der Zeichnung nur zwei zu sehen sind. Die Laufradschaufeln 20 sind durch einen Außenring 21 miteinander verbunden. Jeweils zwei Laufradschaufeln 20 begrenzen zwischen sich eine Schaufelkammer 22, die axial offen ist. Das Laufrad 16 liegt mit Spaltabstand den Seitenwänden 141, 142 gegenüber, und der Außenring 21 schließt mit der Peripheriewand 143 der Pumpenkammer 14 einen radialen Spalt ein. In jeder Seitenwand 141, 142 der Pumpenkammer 14 ist ein zur Pumpenkammer 14 hin offener, nutartiger Seitenkanal 23 bzw. 24 ausgebildet, der konzentrisch zur Laufradachse 161 angeordnet ist und in Umfangsrichtung nahezu über 330° von einem Seitenkanalanfang ein Unterbrecher-steg verbleibt. In der Zeichnung sind im unteren Schnittbild lediglich der Seitenkanalanfang 231 und 241 der Seitenkanäle 23, 24 zu sehen. Das Seiten-kanalende ist demgegenüber um etwa 330° Umfangswinkel versetzt angeordnet. Jeder Seitenkanal 23, 24 steht über einen radial ausgerichteten Zuströmkanal 25 bzw. 26 mit einer Ansaugöffhung 27 des Förderaggregats in Verbindung. Die hier nicht zu sehenden Seitenkanalenden der beiden Seitenkanäle 23, 24 stehen über je einen Ablaufkanal mit einem Druckstutzen des Förderaggregats in Verbindung. Die hier nicht zu sehenden Seitenkanalenden der beiden Seitenkanäle 23 , 24 stehen über j e einen Ablaufkanal mit einem Druckstutzen des Förderaggregats in Verbindung. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist nur der Seitenkanalanfang 231 des Seitenkanals 23 mit einem Zuströmkanal 25 und lediglich das Seitenkanalende des Seitenkanals 24 mit einem Abströmkanal verbunden. In diesem Fall entfällt der Zuströmkanal 26 rechts im Schnittbild, und der
Seitenkanal 24 zeigt in diesem Bereich einen Querschnitt, wie er in der Zeichnung strichliniert angedeutet ist. Darüber hinaus können die Zuströmkanäle 25, 26 axial angeordnet werden, jedoch hat die radiale Ausrichtung den Vorteil der geringeren Strömungsverluste und läßt sich wegen des relativ großen Außendurchmessers des Förderaggregats leicht realisieren. - 6 -
Der mit sog. Innenpolläufer ausgebildete Elektromotor 12 weist in bekannter Weise einen Stator 28 und einen Rotor 29 auf, der zur Erzielung einer extrem flachen Bauweise des Förderaggregats in das Laufrad 16 der Förderpumpe 11 integriert ist. Seine Magnetpole werden von Permanentmagnetseg- menten 30 gebildet, die auf dem Außenring 21 des Laufrads 16 befestigt sind. Zur Erzielung eines günstigen magnetischen Rückschlusses ist der Außenring 21 bevorzugt aus servoma-gnetischem Material ausgebildet. Der Stator 28 ist als genutetes Blechpaket 31 koaxial zur Laufradachse 161 im Gehäuse 13 so angeordnet, daß die Innen-ringfläche des Blechpakets 31 die Peripherwand 143 der Pumpenkammer 14 bildet. In den Nuten des Blechpakets 31 ist üblicherweise eine Ankerwicklung 32 angeordnet, von der in der schematischen Zeichnung nur die beiden stirnseitigen Wickelköpfe 321 und 322 und die beiden Anschlußleitungen 323 und 324 zu sehen sind. Im Falle eines Gleichstromantriebs wird der Elektromotor 12 elektronisch kommutiert.
Wird das Laufrad 16 der Förderpumpe 11 aus Kunststoff hergestellt, so ergibt sich ein Fertigungsvorteil, wenn die Permanentmagnetsegmente 30 aus Plastofemten hergestellt werden bzw. kunststoffgebundene Seltenerdmagnete sind.
Fig. 2 zeigt das Laufrad 16 aus Fig. 1 in einer Aufsicht von schräg oben. Die Laufradschraufeln 20 aus Fig. 1 sind hier in dieser Fig. 2 in einer, um die Laufradachse 161 -kreisförmig verlaufenden Vertiefung 34 nicht dargestellt. Dargestellt dagegen sind an einem Umfang 35 des Laufrads 16 angeordnete Aushöhlungen 36. Die Aushöhlungen 36 erstrecken sich bei diesem Laufrad 16 über dessen gesamte Dicke. In den Aushöhlungen 36 befinden sich Permanentmagnete 37. Diese sind vorzugsweise aus einem Hartferritmagnet gefertigt. Die Permanentmagnete 37 sind in den Aushöhlungen 36 formschlüssig eingesetzt. Dazu weist ein Permanentmagnet 37 eine konische Form. Diese wiederholt sich als Negativ bei der Formgestaltung - 7 -
der Aushöhlung 36. Die konische Form bietet den Vorteil, daß bei sich drehendem Laufrad 16 die Zentrifugalkräfte dafür Sorge tragen, daß sich eine Klemmkraft zwischen den Permanentmagneten 37 und den benachbarten Stegen 38 ausbildet bzw. verstärkt. Auf diese Weise werden die Permanent- magnete 37 umso fester gehalten, je höher die Umdrehungsgeschwindigkeit des Laufrads 16 ist. Neben der konischen Form der Permanentmagnete 37 können diese auch eine andere äußere Gestalt aufweisen, beispielsweise in Form von Treppenstufiingen, eines kugel- oder tonnenähnlichen Abschnittes oder auch eines Zylinderabschnittes. Die gewählte Form sollte jedoch im Zusammenspiel mit den Stegen 38 in der Lage sein, die Zentrifugalkraft zur
Ausbildung einer Klemmkraft auszunutzen. Anstatt einer Halterung der Permanent-magnete 37 durch Stege 38 kann dieses auch durch andere Arten von Aushöhlungen 36 vollzogen werden. Die Aushöhlungen 36 sind dann so auszulegen, daß deren äußere Form der Form der Permanentmagnete 37 entspricht. Dadurch ist es nicht vonnöten, andere Bauteile zur Befestigung der Permanentsegmente 37 zusätzlich am Laufrad 16 zu verwenden.
Fig. 3 zeigt das Laufrad 16 aus Fig. 2 in einer Aufsicht von oben. Bevorzugt werden in dem Laufrad 16 zwischen sechs und zwölf Permanentmagne- te 37 auf dem Umfang 35 angeordnet. Dadurch können die Permanentmagnete 37 eine Umfangs-länge Lu am Umfang 35 haben, die für eine ausreichende Beschleunigung durch die elektromagnetischen Wechselwirkungs- kräfte mit dem Stator genügt. Bevorzugt wird dabei eine Radiallänge LR des Permanentmagneten 37, die mit der Umfangslänge Lu in einem Verhältnis von LU/LR zwischen 0J5 und 3,5 steht. Dieses birgt den Vorteil, Entma- gnetisierungseffekte zwischen den Permanentmagneten 37 zu vermeiden. In Fig. 3 sind drei Permanentmagnete 37.1, 37.2, 37.3 dargestellt. Ein erster Permanent-magnet 37.1 und ein dritter Permanentmagnet 37.3 haben die gleiche Polausrichtung, während der zwischen diesen beiden liegende zweite Permanentmagnet 37.2 eine umgekehrte Polarität aufweist. Aufgrund der - 8 -
dargestellten konischen Form gelingt es, den Umfang 35 des Laufrads 16 fast vollständig zur Übertragung des erforderlichen Drehmomentes ausnutzen zu können. Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn ein Bogenwinkel ΦM des Umfangs 35, den ein Permanentmagnet 37 einnimmt, nicht größer als 360° geteilt durch (p+1) ist. p gibt dabei die Anzahl der Permanentmagnete
37 am Laufrad 16 an. Bei Beachtung dieser Regel gelingt es, einen großen Anteil am Umfang 35 nutzen zu können, ohne Einbußen an der Festigkeit des Laufrades 16 und damit Einschränkungen an der Umdrehungsgeschwindigkeit des Laufrads 16 hinnehmen zu müssen. Bei der Konusform der Permanentmagnete 37 bzw. konusähnlichen Form derselben wird angestrebt, einen Reibwinkel ΦR von 2 bis 12° anzustreben. Bevorzugt wird ein Winkel von um 3° bis 5° angestrebt. Damit gelingt es, den äußerst hohen Nutzungsgrad des Umfangs 35 für die Bereitstellung der Permanentmagnete 37 noch weiter steigern zu können. Weiterhin ermöglicht die konusähnliche Form der Permanentmagneten 37, daß diese gemäß einer Weiterbildung in den Aushöhlungen 36 halten, ohne dort verklebt sein zu müssen. Dadurch wird wiederum ein Arbeitsschritt eingespart. Das Material, welches die Aushöhlungen 36 bildet, wird vorzugsweise elastisch oder plastisch gewählt, beispielsweise zur Einstellung einer leichten Preßpassung. Zwischen den Permanentmagneten 37 und den Abmessungen der Aushöhlungen 36 bildet sich dann zwangsläufig eine Klemmkraft aus. Eine derartige Preßpassung erlaubt auch eine einfache Montage der Permanentmagnete 37 in das Laufrad 16 zur Ausbildung des Rotors und des Laufrads 16 als Einbauteil.
Fig. 4 zeigt das Laufrad 16 aus Fig. 3 in einem Querschnitt längs der
Linie IV-IV. Bei diesem Querschnitt sind die Laufradschaufeln 20 eingezeichnet. Dieser Querschnitt verdeutlicht, daß die Permanentmagnete 37 bei der Laufradherstellung entweder direkt mitvergossen oder aber mitumspritzt werden können. Da das Laufrad 16 selbst aus einem Kunststoff hergestellt wird, ermöglicht bei geeigneter Anfertigung der jeweiligen dafür notwendigen - 9 -
Werkzeuge der Fertigungsablauf die Herstellung von Laufrad und Rotor in einem Bauteil in einem Stück in einem einzigen Arbeitsschritt. Alternativ ist der Einsatz kunststoffgebundener Seltenerd-magnete möglich.
Fig. 5 zeigt in Anlehnung an Fig. 4 ein zweites Laufrad mit einem Anschlag 40. Wird beispielsweise das zweite Laufrad 39 zuerst hergestellt, brauchen die Permanentmagnete 37 in einem nachfolgenden Schritt nur noch in die jeweiligen Aushöhlungen bis zum Anschlag 40 eingeschoben zu werden. Dieser muß natürlich so gestaltet sein, daß die Bildung von Seiten- kanälen, wie in Fig. 1 dargestellt, nicht behindert wird.
Mit den beschriebenen Konstruktionsausfiihrungen können an der Laufradperipherie fertigungstechnisch sehr enge Toleranzen realisiert werden. Beim vorliegenden Prinzip der Seitenkanalpumpe ist damit ein Kraftstoff-Förder- aggregat herstellbar, das nur äußerst begrenzte Leckageverluste aufweist.

Claims

- 10 -Patentansprüche
1. Kraftstoff-Förderaggregat mit einer Seitenkanalpumpe (11) und einem Elektromotor (12), der die Seitenkanalpumpe (11) antreibt, wobei der Elektro-motor (12) eine Ankerwicklung (32), einen Permanentmagnet (37) und einen Rotor (29) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor
(29) und ein Laufrad (16) der Seitenkanalpumpe ein Bauteil sind, wobei an einem Umfang (35) dieses Bauteils ein Permanentmagnet (37) form- schlüssig eingesetzt ist.
2. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (37) eine konusähnliche Form hat.
3. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (37) ein Hartferritmagnet ist.
4. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen 6 und 12 Permanentmagnete (37) auf dem Umfang (35) des Laufrades (16) verteilt angeordnet sind.
5. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bogenwinkel ΦM des Umfanges (35), den ein Permanentmagnet (35) einnimmt, nicht größer als 360°/(p+l) ist.
6. Kraftstoff-Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine Aushöhlung (36) aufweist, die einer äußeren Form des Permanentmagneten (37) entspricht. - 11 -
7. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, welches die Aushöhlung (37) bildet, elastisch oder plastisch ist.
8. Kraftstoff-Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (37) in die Aushöhlung (36) bis zu einem Anschlag (40) am Bauteil einschiebbar ist.
9. Kraftstoff-Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umfangslänge Lu des Permanentmagneten (37) mit einer Radiallänge LR des Permanentmagneten (37) ein Verhältnis von L LR zwischen 0J5 und 3,5 hat.
10. Kraftstoff-Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (37) in der Aushöhlung (36) hält, ohne mit dieser verklebt zu sein.
11. Kraftstoff-Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (37) in der Aushöhlung eingeklemmt ist.
12. Kraftstoff-Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (37) in das Laufrad (16) miteingegossen ist.
13. Kraftstoff-Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn-zeichnet, daß der Permanentmagnet (37) in das Laufrad (16) mit- eingespritzt ist. - 12 -
14. Kraftstoff-Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet ein kunststoffgebundener Seltenerdmagnet ist.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10026490A1 (de) * 2000-05-27 2001-11-29 Bosch Gmbh Robert Förderaggregat für Kraftstoff
DE10111837B4 (de) * 2001-03-13 2005-09-29 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffzumesssystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Hochdruckpumpen (HDP)-Modul
TW561226B (en) * 2001-09-25 2003-11-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultra-thin pump and cooling system including the pump
DE10356078A1 (de) * 2003-12-01 2005-06-23 Siemens Ag Motor für eine Kraftstoffpumpe
DE502005010177D1 (de) * 2005-07-29 2010-10-14 Siemens Ag Permanentmagnetrotor für eine bürstenlose elektrische Maschine
DE102009045028A1 (de) * 2009-09-25 2011-03-31 Robert Bosch Gmbh Pumpe mit Elektromotor
DE102013223818A1 (de) * 2013-11-21 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Maschinenkomponente für eine elektrische Maschine
EP4439933A1 (de) * 2023-03-29 2024-10-02 Wirthwein SE Rotor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2697986A (en) * 1952-04-05 1954-12-28 Jr James M Meagher Axial flow glandless impeller pump
US3500755A (en) * 1968-05-17 1970-03-17 Crane Co Combined drag pump and electric motor
EP0013157A1 (de) * 1978-12-26 1980-07-09 The Garrett Corporation Permanentmagnetische Rotoren, insbesondere für dynamoelektrische Maschinen
US4973872A (en) * 1988-10-07 1990-11-27 Emerson Electric Co. Dynamoelectric machine rotor assembly with improved magnet retention stucture
DE4020521A1 (de) 1990-06-28 1992-01-02 Bosch Gmbh Robert Peripheralpumpe, insbesondere zum foerdern von kraftstoff aus einem vorratstank zur brennkraftmaschine eines kraftfahrzeuges
WO1995025885A1 (de) 1994-03-18 1995-09-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffpumpe
US5545017A (en) * 1993-12-07 1996-08-13 Robert Bosch Gmbh Unit for delivering fuel from a supply tank to the internal combustion engine of a motor vehicle
US5641276A (en) * 1992-02-26 1997-06-24 Magnet-Motor Gesellschaft Fur Magnetmotorische Technik Mbh Electric pump for environmentally hazardous material

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3640657A1 (de) * 1986-11-28 1988-06-09 Heinz Turbanisch Pumpe fuer fluessige medien
US5112200A (en) * 1990-05-29 1992-05-12 Nu-Tech Industries, Inc. Hydrodynamically suspended rotor axial flow blood pump
US5659217A (en) * 1995-02-10 1997-08-19 Petersen; Christian C. Permanent magnet d.c. motor having a radially-disposed working flux gap

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2697986A (en) * 1952-04-05 1954-12-28 Jr James M Meagher Axial flow glandless impeller pump
US3500755A (en) * 1968-05-17 1970-03-17 Crane Co Combined drag pump and electric motor
EP0013157A1 (de) * 1978-12-26 1980-07-09 The Garrett Corporation Permanentmagnetische Rotoren, insbesondere für dynamoelektrische Maschinen
US4973872A (en) * 1988-10-07 1990-11-27 Emerson Electric Co. Dynamoelectric machine rotor assembly with improved magnet retention stucture
DE4020521A1 (de) 1990-06-28 1992-01-02 Bosch Gmbh Robert Peripheralpumpe, insbesondere zum foerdern von kraftstoff aus einem vorratstank zur brennkraftmaschine eines kraftfahrzeuges
US5641276A (en) * 1992-02-26 1997-06-24 Magnet-Motor Gesellschaft Fur Magnetmotorische Technik Mbh Electric pump for environmentally hazardous material
US5545017A (en) * 1993-12-07 1996-08-13 Robert Bosch Gmbh Unit for delivering fuel from a supply tank to the internal combustion engine of a motor vehicle
WO1995025885A1 (de) 1994-03-18 1995-09-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffpumpe

Also Published As

Publication number Publication date
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DE19805777A1 (de) 1999-08-26
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US6220826B1 (en) 2001-04-24
BR9904863A (pt) 2000-09-26

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