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Title:
FUEL PUMP COMPRISING A BEARING PLATE, A CASING AND A BRUSHLESS MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/100877
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a fuel pump comprising: a casing (7), a bearing plate (6) and a brushless motor, the brushless motor comprising: a rotor (4), a stator (3), a stator body (10) and a shaft (5), the bearing plate (6) being supported by means of supporting elements (2) on the casing (7).

Inventors:
ROBERT BOSCH LIMITADA (Via Anhanguera, KM 98 Vila Boa Vista, -900 - Campinas -SP, 13065, BR)
DE OLIVEIRA MELO, Lazaro Benedito (Rua Professor Nicolau Marchini, 23 casa 1, Parque São Quirino -010 - Campinas - SP, 13088, BR)
Application Number:
BR2013/000603
Publication Date:
July 03, 2014
Filing Date:
December 27, 2013
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH LIMITADA (Via Anhanguera, KM 98 Vila Boa Vista, -900 - Campinas -SP, 13065, BR)
International Classes:
F02M37/06; F04B17/00; F04D13/04
Foreign References:
US5356272A
US20050019184A1
Attorney, Agent or Firm:
DANNEMANN, SIEMSEN, BIGLER & IPANEMA MOREIRA (Caixa Postal 2142, Rua Marquês de Olinda 70, -040 - Rio de Janeiro - RJ, 22251, BR)
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

1. Bomba de combustível compreendendo: uma carcaça (7), uma placa de mancai (6) e um motor sem escovas, o motor sem escovas compreendendo: um rotor (4), um estator (3), um corpo de estator (10) e um eixo (5), caracterizada pelo fato de que a placa de mancai (6) se apoia por meio de elementos de suporte (2) na carcaça (7).

2. Bomba de combustível de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelo fato de que os elementos de suporte (2) encontram-se nas extremidades de hastes (8) da placa de mancai (6), sendo que as hastes (8) são distribuídas de modo simétrico ao redor de um centro (12).

3. Bomba de combustível de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelo fato de que os elementos de suporte (2) da placa de mancai (6) se posicionam em rasgos do corpo de estator (10), formando espaços (11) entre os ditos elementos de suporte (2) e os rasgos do corpo de estator (10).

4. Bomba de combustível de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a placa de mancai (6) possui orifícios (13) distribuídos de modo simétrico ao redor do centro (12).

5. Bomba de combustível de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a placa de mancai (6) apresenta anéis (9) concêntricos como o seu centro (12).

6. Bomba de combustível de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que as hastes (8) são em número par.

7. Bomba de combustível de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que pelo menos duas placas de mancai (6) são posicionadas suportando o eixo (5).

8. Bomba de combustível de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a placa de mancai (6) é constituída de material de baixa deformação térmica.

9. Bomba de combustível de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a placa de mancai (6) é produzida por injeção a partir, preferencialmente, de sulfureto de polifenileno (PPS).

10. Bomba de combustível de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a placa de mancai (6) é produzida por injeção a partir, preferencialmente, de um composto de sulfureto de polifenileno (PPS) com reforço de fibra de vidro.

Description:
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BOMBA DE COMBUSTÍVEL COMPREENDENDO UMA PLACA DE MANCAL, UMA CARCAÇA E UM MOTOR SEM ESCOVAS".

A presente invenção refere-se a uma bomba de combustível, que compreende uma placa de mancal para apoio de um eixo de um rotor de um motor sem escovas em uma bomba de combustível. A placa de mancal possui uma geometria especialmente adaptada para evitar deformações da peça após a sua produção por processo de injeção de plástico. A geometria inventiva da placa de mancal tem a função de manter uma distribuição uniforme de forças após a prensagem da placa de mancal na carcaça da bomba, evitando deformações no mancal de suporte do eixo do rotor.

Descrição do Estado da Técnica

Bombas de combustível com motor sem escovas são amplamente utilizados para o bombeamento de combustível em veículos automotores, sendo a sua função a de deslocar o combustível que está no tanque para um sistema de alimentação de um motor de combustão.

Bombas de combustível com motor sem escovas possuem normalmente, uma unidade de bombeamento, uma carcaça, uma unidade de acionamento, que no caso concreto é um motor elétrico sem escovas, e uma tampa, além de outros componentes internos.

Uma das dificuldades que se enfrentam nesse tipo de equipamento é o alinhamento dos mancais que suportam o eixo do rotor. A placa de mancal onde está inserido o mancal de suporte do eixo é feita normalmente de material plástico injetado. Durante o processo de fabricação por injeção a falta de simetria ou uniformidade dos componentes da placa de mancal poderá gerar uma eventual contração não uniforme. De grande importância é também a configuração da placa de mancal nas forças resultantes após a sua prensagem na carcaça. Sendo, por exemplo, a peça de formato irregular e não uniforme com menos rigidez em um lado do que em outro poderá ocorrer uma eventual deformação da mesma e consequente desgaste do mancal.

Já são conhecidas do estado da técnica bombas de combustível que usam um apoio para o eixo do motor de acionamento.

O documento de patente US 5.356.272 revela uma bomba de combustível para um veículo que inclui um motor sem escovas para operar esta bomba de combustível, e um circuito de controle para o motor sem escova é contido na bomba de combustível. Dificuldades como um corte da fiação devido a uma corrosão eietrolítica de partes eletricamente condutivas e um curto-circuito, são descritas. Uma unidade de bombeamento, uma unidade de acionamento e uma porção de descarga são fornecidos em uma carcaça da bomba de combustível. A unidade de acionamento, que no caso é um motor elétrico sem escovas, inclui uma parte de estator e uma parte de rotor. A parte do estator é moldada por um material de resina em uma forma cilíndrica com fundo fechado. A parte do estator suporta um eixo do rotor. Bobinas do estator são moldadas em uma porção de parede periférica da parte do estator, e um recipiente contendo o circuito de controle é moldado na parte inferior da parede da parte do estator. As bobinas do estator, fios de cobre, estendendo-se delas e terminais do circuito de controle são completamente moldados em material de resina. Com este arranjo, as bobinas do estator, o circuito de controle e as partes eletricamente condutivas, estendendo-se entre o circuito de controle e as bobinas do estator não são expostas ao combustível.

Este documento revela ainda um eixo de rotor que é encaixado, em uma das modalidades, coaxialmente em uma saliência arredondada central anular de um membro de apoio anular. O documento revela também em uma outra modalidade, que o eixo é rotacionalmente suportado em uma extremidade por um apoio montado na corpo de bomba e é também rotacionalmente suportado na outra extremidade por um apoio de alinhamento. O suporte é fixado por pressão no corpo da bomba.

Apesar do apoio anular dar suporte ao eixo, qualquer dilatação dos componentes internos do motor pode levar a um deslocamento do eixo de acionamento da bomba e correspondente prejuízo para operação da bomba.

O documento de patente US 20050019184 revela um conjunto em linha de motor e bomba que é suportado no fundo de um tanque de armazenamento de combustível por um tubo e um conduto concêntrico interno para hospedar condutores elétricos, estendendo dentro do motor. Um rotor, coaxial com o rotor do motor, suga o combustível em uma passagem anular circundando o estator do motor. Mais passagens transmitem o combustível para uma passagem anular definida entre o tubo e o duto de descarga externa do tanque de armazenamento. Este documento ainda revela que a bomba de combustível possui um apoio, localizado na parte superior da bomba na direção do fluxo de combustível, que dá apoio ao eixo, um bloco de apoio circundante, localizado na parte inferior da bomba, também apoiando o eixo. O documento também revela uma peça inferior de apoio com um entalhe anular que dá suporte ao apoio de empuxo do eixo. Este apoio inclui abertura central acomodando a passagem do eixo. O documento ainda revela um apoio de tubo, com orifícios de escape. Entretanto o apoio de tubo, não dá suporte ao eixo, nem revela a dificuldade de se obter o alinhamento do eixo do rotor em situações de temperatura alta.

Nenhum dos documentos acima propõe uma bomba de combustível compreendendo uma placa de mancai que dá suporte ao eixo do rotor do motor sem escovas, que resolvam o problema do alinhamento do eixo do rotor evitando peças de suporte não uniformes e desiguais.

Obietivos da invenção

É objetivo da presente invenção proporcionar uma bomba de combustível com motor sem escovas dotado de uma placa de mancai, que evita um desalinhamento do eixo do rotor do motor sem escovas em função da deformação de componentes internos da bomba de combustível.

É também objetivo da presente invenção permitir que essa placa de mancai dê suporte ao eixo fixando-se na carcaça, evitando, assim, que independentemente da movimentação ou deformação dos componentes internos, o eixo sempre esteja alinhado com a carcaça da bomba de combustível.

A placa de mancai da presente invenção se caracteriza por uma contração uniforme após a sua fabricação por injeção de plástico. Apresenta uma distribuição uniforme das forças após a sua montagem por prensagem na carcaça do motor. Apresenta, em função do material plástico empregado, um inchamento limitado devido ao combustível, mantendo assim, sua estabilidade dimensional. Por fim, ainda em função do material empregado e consequente alta resistência mecânica, apresenta robustez no processo de montagem na carcaça, além de limitada deformação em função de uma eventual alta temperatura na operação da bomba.

Breve descrição da invenção

Os objetivos da invenção são alcançados por meio de uma bomba de combustível compreendendo: uma carcaça de bomba de combustível, uma placa de mancai e um motor sem escovas, o motor sem escovas compreendendo: um eixo com um rotor, um estator e um corpo de estator, em que a placa de mancai dá suporte no sentido axial e radial ao eixo. A placa de mancai é fixada na carcaça da bomba de combustível através de hastes com suportes e possui orifícios, que podem apresentar tamanhos e formas diferentes, para permitir a passagem de combustível. A configuração da placa de mancai propicia uma deformação mecânica uniforme após a prensagem na carcaça e uma contração uniforme após o processo de inje- ção de plástico. Adicionalmente, a placa de mancai pode ser fixa pelo menos na parte inferior ou superior da bomba de combustível, podendo também ser fixa nas duas partes, inferior e superior.

Preferivelmente, a placa de mancai é constituída de material de baixa deformação térmica, em particular, o sulfureto de polifenileno (PPS) ou um composto de sulfureto de polifenileno (PPS) reforçado com a adição de fibra de vidro.

Descrição resumida do desenho

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita. As figuras mostram:

Figura 1 - é uma vista em corte de uma seção transversal de uma das modalidades do objeto da presente invenção que permite a visualização do modo como a placa de mancai dá suporte ao eixo do rotor do motor sem escovas, sendo que o detalhe mostra o apoio da placa de mancai na carcaça;

Figura 2 - é uma vista ampliada dos entalhes na carcaça do estator para fixação da placa de mancai na carcaça da bomba de combustível;

Figura 3 - é uma vista superior do conjunto placa de mancai e motor, que mostra um espaço entre a carcaça do estator do motor e a extremidade de fixação da placa de mancai na carcaça da bomba de combustível;

Figura 4 - é uma vista superior e lateral de diferentes modalidades da placa de mancai que pode ser fixada no objeto da presente invenção.

Descrição detalhada do desenho

Na figura 1, é mostrada uma vista em corte de uma seção transversal de uma modalidade da presente invenção. A bomba de combustível 1 compreende um motor sem escovas fixo na carcaça 7 de bomba de combustível 1 , este motor compreendendo um estator 3, um rotor 4 e um eixo 5. O eixo 5 está sendo suportado pela placa de mancai 6, que por sua vez impede que ele se mova radialmente e axialmente.

A placa de mancai 6 da presente invenção é fabricada de modo a apresentar uma distribuição uniforme de material no seu processo de inje- ção. Na sua montagem por prensagem na carcaça 7 não ocorrem deformações. Caso a placa de mancai não fosse fabricada com material distribuído de maneira uniforma poderia haver um deslocamento da placa de mancai com respectivo desalinhamento do eixo 5 e eventual contato entre o rotor 4 e o estator 3.

A placa de mancai 6 está fixada na carcaça 7 da bomba de combustível 1 através de suportes 2. A fixação da placa de mancai 6 na carcaça 7 da bomba de combustível 1 é melhor visualizada no detalhe A. Esses suportes 2 auxiliam na fixação da placa de mancai 6 para que ela não se movimente em relação aos demais componentes internos da bomba 1. O eixo 5 fica então rotacionalmente e axialmente suportado pela placa de mancai 6 tendo como referencia a carcaça 7 da bomba de combustível 1. Cabe observar que a carcaça 7 da bomba 1 é feita usualmente de metal, dando a mesma uma grande estabilidade dimensional. Em uma primeira modalidade da invenção a placa de mancai 6 está localizada na parte superior do motor. Em uma segunda modalidade a placa de mancai 6 está localizada, dando apoio radial ao eixo 5, na parte inferior do motor. Em uma terceira modalidade, pode haver duas ou mais placas de mancai 6 auxiliando o eixo 5, podendo estar localizados na parte superior ou inferior do motor.

A figura 2 é uma vista ampliada dos suportes 2 posicionados em rasgos no corpo 10 do estator 3. Como pode ser visto não há contato entre os suportes 2 e o corpo 10 do estator 3, ou seja, no caso de inchamento em função de absorção de combustível pelo material do corpo 10 do estator 3 não haverá influência deste sobre a placa de mancai 6. Pode ser verificado na figura 2 que tanto os suportes 2 como o corpo 10 estator 3 possuem um rebordo para apoio individualizado na carcaça 7 da bomba 1. Os suportes 2 estão localizados nas extremidades de hastes 8 da placa de mancai 6, que ao encaixarem, como já mencionado acima, entram em contato com a carcaça 7 da bomba de combustível 1. Além disso, os suportes 2 por serem espaçados radialmente de forma uniforme alinham a placa de mancai 6 com a carcaça 7 da bomba de combustível .

A figura 3 mostra uma vista superior da placa de mancai 6 posicionada sobre o estator 3. A placa de mancai 6 possui um formato anelar com hastes 8 saindo de seu centro 12 em direção as extremidades. Entre as extremidades com os suportes 2 e o centro 12 um anel 9 concêntrico é formado para dar mais estabilidade e firmeza para a placa de mancai 6. No detalhe B observa-se que as extremidades das hastes 8 da placa de mancai 6 onde se encontram os suportes 2, não tocam o corpo 10 do estator 3. É formado um espaço 11 entre os suportes 2 e o corpo 10. O espaçamento 11 permite que um eventual inchamento por absorção de combustível do corpo 10 do estator 3 não prejudique o apoio dos suportes 2 na carcaça 7 da bomba 1. Além disso, a placa de mancai 6 possui espaços 13 dispostos de maneira simétrica entre as hastes 8, o centro 12 e o anel 9 para permitir uma distribuição uniforme de material plástico durante a injeção.

A figura 4 mostra vistas superiores e laterais de diferentes moda- lidades da placa de mancai 6 objeto da presente invenção. As placas de mancai possuem hastes 8 com suportes 2 nas suas extremidades e podem apresentar anéis 9, mais próximos do centro 12, como no exemplo 6A, ou mais próximos das extremidades das hastes 8, como nos exemplos 6C e 6F, para auxiliar na estabilidade e na firmeza mecânica. As placas de mancai possuem orifícios 13 de diferentes formas e tamanhos que auxiliam na distribuição uniforme do material durante o processo de injeção de plástico. Em uma modalidade preferida as placas de mancai 6A, 6B, 6C, 6D, 6E e 6F são fabricadas por injeção a partir de polímero de baixa deformação térmica, em particular PPS (sulfureto de polifenileno) ou um composto de PPS reforçado com adição de fibra de vidro para aumentar a resistência mecânica.

A configuração da placa de mancai e seus componentes 8, 9 e 3, como mostrada nos exemplos 6A a 6F, leva essencialmente em consideração que ao ser injetada a peça ocorra uma distribuição igual e simétrica da massa fundida no molde de injeção, evitado qualquer formação de tensões no material, que eventualmente conduzam a uma deformação desigual no momento da prensagem na carcaça da bomba. Para tal o número de hastes 8 é usualmente par, sendo preferencialmente de oito hastes.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.