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Title:
DELIVERY UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/050701
Kind Code:
A1
Abstract:
Eine zum F�rdern von Kraftstoff eines Kraftfahrzeuges vorgesehene F�rdereinheit hat einen Elektromotor (1) mit an der Mantelfl�che eines Rotors (4) angeordneten Leitschaufeln (11). Bei einer Drehung des Rotors (4) f�rdern die Leitschaufeln (11) den Kraftstoff in einem Pumpenkanal (19) zwischen dem Rotor (4) und einem Stator (3). Die F�rdereinheit ist hierdurch besonders kompakt aufgebaut und kosteng�nstig zu fertigen.

Inventors:
Kohlhaas, Helmut (Kupferstrasse 25, Wildeck, D-36208, DE)
Wilhelm, Dieter (Bl�cherstrasse 18, Bebra, D-36179, DE)
Application Number:
PCT/EP1998/002338
Publication Date:
November 12, 1998
Filing Date:
April 21, 1998
Export Citation:
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Assignee:
MANNESMANN VDO AG (Rechts- und Patentwesen, Sodener Strasse 9, Schwalbach, D-65824, DE)
Kohlhaas, Helmut (Kupferstrasse 25, Wildeck, D-36208, DE)
Wilhelm, Dieter (Bl�cherstrasse 18, Bebra, D-36179, DE)
International Classes:
F04D3/02; F04D13/06; (IPC1-7): F04D13/06; F04D3/02
Foreign References:
US4408966A1983-10-11
US4415308A1983-11-15
DE4114989A11992-11-12
US5588812A1996-12-31
US3870433A1975-03-11
Other References:
CHO C P ET AL: "A NOVEL INTEGRATED ELECTRIC MOTOR/PUMP FOR UNDERWATER APPLICATIONS" JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Bd. 79, Nr. 8, PART 02A, 15. April 1996, Seiten 5548-5550, XP000695824
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 010, 30. November 1995 & JP 07 180689 A (TOSHIBA CORP), 18. Juli 1995
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Claims:
Patentansprüche
1. Fördereinheit, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff oder von Waschflüssigkeit in einem Kraftfahrzeug, mit einer von einem Elek tromotor angetriebenen, Leitschaufeln aufweisenden Pumpe, wobei der Elektromotor einen Rotor und einen Stator aufweist und die Leit schaufeln an dem Rotor angeordnet und zur Bewegung in einem fest stehenden Pumpenkanal vorgesehen sind, dadurch gekennzeich net, daß der Stator (3,16) zumindest einen Teil der Wandung des Pumpenkanals (19,20) bildet.
2. Fördereinheit nach Anspruch 1, bei der der Rotor zylinderförmig ge staltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (11) wen delförmig gestaltet sind.
3. Fördereinheit nach Anspruch 1, bei der der Rotor scheibenförmig ge staltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (18) spi ralförmig gestaltet sind.
4. Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (3) im Verhältnis zu den Leitschaufeln (11) des Rotors (4) gegensinnig angeordnete Leit schaufeln (5) aufweist.
5. Fördereinheit nach zumindest einem dervorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (5,11,18) aus Kunststoff gefertigt sind.
6. Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (5,11,18) einteilig mit dem Rotor (4,17) oder dem Stator (3) gefertigt sind.
7. Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (5) des Stators (3) in einem Permanentmagneten (6) des Stators (3) eingearbeitet sind.
8. Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (11) einen rechtek kigen Querschnitt aufweisen.
9. Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (18) einen dreiecki gen Querschnitt aufweisen.
Description:
Beschreibung Fördereinheit Die Erfindung betrifft eine Fördereinheit, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff oder von Waschflüssigkeit in einem Kraftfahrzeug, mit einer von einem Elektromotor angetriebenen, Leitschaufeln aufweisenden Pumpe, wo- bei der Elektromotor einen Rotor und einen Stator aufweist und die Leit- schaufeln an dem Rotor angeordnet und zur Bewegung in einem feststehen- den Pumpenkanal vorgesehen sind.

Solche Fördereinheiten werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig als Kraft- stoffpumpe oder als Waschflüssigkeitspumpe für eine Scheibenreinigungs- anlage eingesetzt und sind daher bekannt. Der Rotor des Elektromotors ist zylinderförmig gestaltet. Die Leitschaufeln sind an einer der Stirnseiten des Rotors angeordnet. Ein Gehäuse des Elektromotors dient gleichzeitig als Gehäuse für die Pumpe und bildet in seinem an die Leitschaufeln angren- zenden Bereich den Pumpenkanal. Zur Kühlung des Elektromotors wird die geförderte Flüssigkeit anschließend zwischen dem Rotor und einem Stator durch den Elektromotor geführt. Die Fördereinheit besteht damit aus sehr wenigen Bauteilen und iäßt sich daher kostengünstig montieren.

Nachteilig bei der bekannten Fördereinheit ist, daß sie sehr große Abmes- sungen aufweist. Beispielsweise hat die Fördereinheit durch die Anordnung der Leitschaufeln an der Stirnseite des Rotors eine besonders große axiale Erstreckung.

Man könnte daran denken, den Rotor rohrförmig zu gestalten und die Leit- schaufeln an der inneren Wandung des Rotors vorzusehen. Hierdurch bildet der Rotor jedoch ein kompliziertes Bauteil, so daß er besonders hohe Ferti- gungskosten erfordern würde.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Fördereinheit der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie möglichst kleine Abmessungen auf- weist und besonders kostengünstig herstellbar ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stator zu- mindest einen Teil der Wandung des Pumpenkanals bildet.

Durch diese Gestaltung sind die Leitschaufeln in einem dem Stator gegen- überstehenden Bereich des Rotors angeordnet. Hierdurch benötigt die erfin- dungsgemäße Fördereinheit kein als Pumpenkanal ausgebildetes Gehäu- seteil für die Pumpe und hat daher besonders kleine Abmessungen. Die Leitschaufeln sind auf einem leicht zugänglichen, außenseitigen Bereich des Rotors angeordnet, wodurch die erfindungsgemäße Fördereinheit besonders kostengünstig herstellbar ist.

Bei einer Fördereinheit, bei der der Rotor zylinderförmig gestaltet ist, könnte man beispielsweise mehrere einzelne Leitschaufeln auf der Mantelfläche des Rotors anordnen. Die Leitschaufeln erzeugen jedoch gemäß einer orteil- haften Weiterbildung der Erfindung besonders geringe Verwirbelungen in der zu fördernden Flüssigkeit, wenn die Leitschaufeln wendelförmig gestaltet sind. Durch diese Gestaltung wird die zu fördernde Flüssigkeit gleichmäßig und damit frei von Verwirbelungen von den Leitschaufeln geführt. Diese ver- wirbelungsfreie Förderung ist insbesondere bei heißem Kraftstoff wichtig, weil dieser zur Bildung von Gasblasen neigt. Gasblasen in der zu fördernden Flüssigkeit führen häufig zu einer starken Verminderung der Förderleistung der Förderpumpe.

Bei einer Fördereinheit, bei der der Rotor und der Stator scheibenförmig ge- staltet sind, täßt sich die zu fördernde Flüssigkeit gemäß einer anderen vor- teilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders verwirbelungsarm fördern, wenn die Leitschaufeln spiralförmig gestaltet sind.

Die erfindungsgemäße Fördereinheit hat bei besonders geringen Abmes- sungen eine besonders hohe Förderleistung, wenn der Stator im Verhältnis zu den Leitschaufeln des Rotors gegensinnig angeordnete Leitschaufeln aufweist.

Die Leitschaufeln haben ein besonders geringes Gewicht und damit ein ge- ringes Massenträgheitsmoment, wenn die Leitschaufeln aus Kunststoff ge- fertigt sind. Hierdurch kann der Elektromotor eine besonders geringe Lei- stung aufweisen. Dies führt zur weiteren Verringerung der Abmessungen der erfindungsgemäßenFördereinheit.

Zur weiteren Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Fördereinheit trägt es bei, wenn die Leitschaufeln einteilig mit dem Rotor oder dem Stator gefertigt sind. Im günstigsten Fall führt diese Gestaltung nur unwesentlich zu einer Erhöhung der Fertigungskosten der erfindungsgemä- ßen Fördereinheit, da der Rotor und der Stator ohnehin mit einem Kunstharz vergossen sind.

Die erfindungsgemäße Fördereinheit besteht aus besonders wenigen Bau- teilen und läßt sich daher kostengünstig montieren, wenn die Leitschaufeln des Stators in einem Permanentmagneten des Stators eingearbeitet sind.

Die Leitschaufeln haben gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine hohe Stabilität, wenn die Leitschaufeln einen rechtecki- gen Querschnitt aufweisen.

Die Leitschaufeln haben gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein besonders geringes Volumen und damit geringe Material- kosten, wenn die Leitschaufeln einen dreieckigen Querschnitt aufweisen.

Die Erfindung ! äßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutli- chung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in Figur 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße För- dereinheit mit einem zylinderförmigen Rotor, Figur 2 eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fördereinheit mit einem axial aufgebauten Elektromotor.

Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Fördereinheit mit einem Elektro- motor 1. Der Elektromotor 1 hat einen drehfest in einem Gehäuse 2 ange- ordneten Stator 3 und einen drehbar in dem Gehäuse 2 gelagerten zylin- derförmigen Rotor 4. Der Stator 3 weist einen ringförmigen, an seiner Innen- seite mit wendelförmigen Leitschaufeln 5 versehenen Permanentmagneten 6 auf. In dem Gehäuse 2 sind Kohlebürsten 7,8 angeordnet, die bei einer Drehung des Rotors 4 über einen Kollektor 9 gleiten und diesen mit elektri- schem Strom versorgen. Der Rotor 4 weist mit dem Kollektor 9 kontaktieren- de Spulen 10 auf und hat an seiner Mantelfläche wendelförmige, im Verhält- nis zu den Leitschaufeln 5 des Stators 3 gegensinnig angeordnete Leit- schaufeln 11. Die Leitschaufeln 5,11 weisen jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf.

Bei einer Drehung des Rotors 4 wird eine zu fördernde Flüssigkeit durch in dem Gehäuse 2 angeordnete Ansaugöffnungen 12 angesaugt und durch die Leitschaufeln 5,11 zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 3 gefördert. An- schließend verläßt die Flüssigkeit das Gehäuse 2 durch den Ansaugöffnun- gen 12 gegenüberliegende Auslaßöffnungen 13. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die Strömungen der Flüssigkeit mit Pfeilen gekennzeichnet.

Der Bereich zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 3 ist damit als Pumpen- kanal 19 ausgebildet.

Die Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen För- dereinheit mit einem axial aufgebauten Elektromotor 14. Der Elektromotor 14 hat einen scheibenförmigen, in einem Gehäuse 15 befestigten Stator 16 und einen ebenfalls scheibenförmigen, dem Stator 16 gegenüberstehenden Ro- tor 17. Der Rotor 17 weist an seiner dem Stator 16 gegenüberstehenden Stirnseite eine spiralförmige, vom Zentrum zu radial äußeren Bereichen des Rotors geführte Leitschaufel 18 auf. Bei einer-Drehung des Rotors 17 faßt sich eine Flüssigkeit von einem radial inneren Bereich des Gehäuses 15 durch einen Pumpenkanal 20 zu einem radial äußeren Bereich fördern.




 
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