(57)【要約】  本発明は、コレクタ（２０）と、コレクタ（２０）の回転時に順々にコレクタセグメント（１６，１８）にすり接触するカーボンブラシ（２４，２６）とを備えた電動モータ式の駆動装置を備えた燃料ポンプに関する。耐食性の改善およびカーボンブラシ（２４，２６）のクリーニングのために、コレクタセグメント（１６，１８）がグラファイトを有しており、少なくとも１つのコレクタセグメント（１６，１８）が、グラファイトよりも高い硬度を有する材料（３０）から成る添加物を有するグラファイトを有しているようにした。
2007511993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレクタと、コレクタの回転時に順々にコレクタセグメントにすり接触するカーボンブラシとを備えた電動モータ式の駆動装置を備えた燃料ポンプにおいて、コレクタセグメント（１６，１８）がグラファイトを有しており、少なくとも１つのコレクタセグメント（１６，１８）が、グラファイトよりも高い硬度を有する材料（３０）から成る添加物を有するグラファイトを有していることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
添加される材料（３０）が個々の粒子（２８）の形でグラファイト内に存在する、請求項１記載の燃料ポンプ。
【請求項３】
粒子（２８）が均等にその都度のコレクタセグメント（１６，１８）内に分配されている、請求項２記載の燃料ポンプ。
【請求項４】
添加される材料（３０）が酸化アルミニウムである、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
【請求項５】
その都度のコレクタセグメント（１６，１８）における、添加される材料（３０）の割合が約０．２％である、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
【請求項６】
コレクタセグメント（１６，１８）がコレクタ軸線に関して半径方向で方向付けられており、カーボンブラシ（２４，２６）が軸方向でコレクタセグメント（１６，１８）に当て付けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
【請求項７】
コレクタセグメントがコレクタ軸線に関して軸方向で方向付けられており、カーボンブラシが半径方向でコレクタセグメントに当て付けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
【請求項８】
カーボンブラシ（２４，２６）とコンタクトするすべてのコレクタセグメント（１６，１８）が、添加される材料（３０）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コレクタと、コレクタの回転時に順々にコレクタセグメントにすり接触するカーボンブラシとを備えた電動モータ式の駆動装置を備えた燃料ポンプに関する。
【０００２】
この種の燃料ポンプは公知である。この種の燃料ポンプは特に自動車で使用され、燃料を燃料容器から内燃機関の気化器または噴射装置に圧送するために役立つ。電動モータ式の駆動はその際、コレクタを備えた電動モータ、いわゆる「コミュテータモータ（Ｋｏｍｍｕｔａｔｏｒｍｏｔｏｒ）」により実施される。カレントリバーサ（Ｓｔｒｏｍｗｅｎｄｅｒ）またはコミュテータ（Ｋｏｍｍｕｔａｔｏｒ）とも呼ばれるコレクタ（Ｋｏｌｌｅｋｔｏｒ）は、同軸的にコミュテータモータの軸に設置された円筒形の構成部分であり、絶縁中間層を有しセグメントを形成する銅板から成っている。銅板にはいわゆる「アーマチュアコイル」が接続される。コレクタには、銅線クロスまたはカーボンから成る、電流を供給するブラシがすり接触する。
【０００３】
このコミュテータモータにおける欠点はモータの寿命を低下させる摩耗にある。この摩耗はコレクタの表面上に著しい酸化物層が形成されることにより惹起される。特に強い酸化物形成、ひいてはかなりの摩耗は、燃料に取り囲まれた環境内で作業するモータにおいて実施される。摩耗に対抗するために、カーボンブラシに付加的にまたはカーボンブラシに統合された形で磨き装置（Ｐｕｔｚｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ）を設けることが公知である。この磨き装置はコレクタの回転中、コレクタの表面上に形成される酸化物層の摩滅を生ぜしめるべきである。カーボンブラシのクリーニングは思料も企図もされていない。
【０００４】
特定の燃料のための燃料ポンプの特別な実施形態では、銅コレクタの代わりに、カーボンコレクタが使用される。このことは、銅セグメントがコレクタに使用されるのではなく、カーボンセグメントがコレクタに使用されることを意味している。特に、時と共に電気伝導性になる特性を有するアルコール含有燃料との関連で、その際、電気化学的なプロセスにより腐食生成物（Ｋｏｒｒｏｓｉｏｎｓｐｒｏｄｕｋｔ）がカーボンブラシの摺動面上に堆積するという欠点が生じる。
【０００５】
本発明の課題はそれゆえ、冒頭で述べた形式の燃料ポンプを改良して、カーボンブラシの摺動面を腐食生成物なしに維持することである。
【０００６】
この課題は本発明により、コレクタセグメントがグラファイトを有しており、少なくとも１つのコレクタセグメントが、グラファイトよりも高い硬度を有する材料から成る添加物を有するグラファイトを有していることにより解決される。
【０００７】
グラファイトの使用により、本発明による燃料ポンプを駆動するための電動モータのコレクタは極めて耐食性であり、特にアルコールを含有する燃料に取り囲まれた環境でも耐食性である。燃料ポンプの寿命に対してこのことは極めてポジティブな影響を及ぼす。特に有利には、同時に比較的硬い材料の添加により、カーボンセグメントに当て付けられているカーボンブラシのクリーニングが燃料ポンプの運転中に達成される。すなわち、カーボンブラシ、より厳密に言えば特に、カーボンブラシの摺動面上に堆積する腐食生成物のアブレーション、すなわち引っかきおよび微細切削が、添加される材料により実施される。添加される材料はそれにより、カーボンブラシ上の腐食生成物の、コレクタによる所望の高められたアブレシブ摩耗に至る。付加的な磨き装置または特別に形成されたカーボンブラシはそのために不要である。
【０００８】
添加される材料を例えば帯状の固体材料の形でグラファイト内に設けることが考えられる。これに対して、カーボンブラシの特に良好なクリーニングならびにコレクタセグメントの簡単かつ安価な製作は、本発明の別の有利な構成では、添加される材料が個々の粒子の形でグラファイト内に存在すると達成される。
【０００９】
その際有利には、コレクタにおける当て付け面全体の領域でのカーボンブラシの均等なクリーニングは、本発明の別の有利な構成では、粒子が均等に、グラファイトよりも高い硬度を有する材料から成る添加物を有するグラファイトを有するその都度のコレクタセグメント、すなわち単数または複数のコレクタセグメント内に分配されていると得られる。
【００１０】
原則的に、添加される材料の選択に制限はない。ただし、本発明による燃料ポンプを用いた実験が示すように、本発明の別の有利な構成では、添加される材料が酸化アルミニウムであるとき、特に有利であることが判っている。
【００１１】
良好なクリーニング作用にもかかわらず、カーボンブラシ／コレクタセグメント対の電気的な特性に対してできるだけ不都合な影響を及ぼさないようにするために、グラファイトよりも高い硬度を有する材料から成る添加物を有するグラファイトを有するその都度のコレクタセグメント、すなわち単数または複数のコレクタセグメントにおける、添加される材料の割合が約０．２％であるとき、有利であることが判っている。
【００１２】
燃料ポンプの電動モータ式の駆動装置の、有利には特にスリムな構造形式は本発明の別の有利な構成では、コレクタセグメントがコレクタ軸線に関して半径方向で方向付けられており、カーボンブラシが軸方向でコレクタセグメントに当て付けられていると得られる。コレクタセグメントはその際、カーボンブラシが軸方向で押し付けられるコレクタの端面に配置されている。
【００１３】
本発明の別の有利な構成では、コレクタセグメントがコレクタ軸線に関して軸方向で方向付けられており、カーボンブラシが半径方向でコレクタセグメントに当て付けられている。これにより、燃料ポンプの駆動ユニットは極めてショートにかつフラットに形成されることができる。
【００１４】
コレクタの回転と、この回転から生じる、すべてのコレクタセグメント上でのカーボンブラシのすり接触とにより、カーボンブラシの特筆すべきクリーニングは既に、１つのコレクタセグメントまたは若干数のコレクタセグメントが、添加される比較的硬い材料を有しているだけで達成されることができる。これに対して、カーボンブラシを特に効果的にクリーニングすると同時に、コレクタの不釣り合いを回避するために、本発明の別の有利な構成では、カーボンブラシとコンタクトするすべてのコレクタセグメントが、添加される材料を有していると有利である。
【００１５】
本発明の一実施例を図面に示し、以下に詳細に説明する。その際、唯一の図面は燃料ポンプのロータの断面図を示している。
【００１６】
図面には、燃料ポンプの、それ以外は図示されていないコミュテータモータのロータ１が示されている。ロータ軸２を備えたロータ１は燃料ポンプの運転時にロータ軸線４を中心に回転する。ロータ１にはロータ巻線６が設けられている。ロータ巻線６の端部は電気伝導性にコンタクトラグ１２，１４の接続部８，１０に接続されている。
【００１７】
さらに、同軸的にロータ軸２に設置されたコレクタ２０の、グラファイトを有する、有利にはグラファイトから成るコレクタセグメント１６，１８は、コンタクトラグ１２，１４に接続されている。それによりコレクタセグメント１６，１８はロータ巻線６に電気的に接続されている。コレクタ２０のコレクタセグメント１６，１８は、ロータ軸線４に合致したコレクタ軸線に関して半径方向で、コレクタ軸線から背離するように方向付けられている。矢印２２により暗示したロータ１の回転時、ひいてはコレクタ２０の回転時に、図示されていないばね装置により予圧されたカーボンブラシ２４，２６は代る代るコレクタセグメントにすり接触する。それゆえロータ１の１回転中、例えば図面で見て上側のコレクタセグメント１６も、図面で見て下側のコレクタセグメント１８も、図面で見て上側のカーボンブラシ２４に沿って摺動する。
【００１８】
さらに見て取れるように、コレクタセグメント１６，１８は、粒子２８から成る添加物を有している。粒子２８は均等にコレクタセグメント１６，１８内に分配されており、酸化アルミニウムの材料３０から成っている。分かりやすくするために、粒子２８はコレクタセグメント１６，１８に比して誇張された大きさで示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】燃料ポンプのロータの断面図である。
【図１】
2007511993.tif 000003
【国際調査報告】
2007511993.tif 000004
2007511993.tif 000005
2007511993.tif 000006
2007511993.tif 000007
2007511993.tif 000008
2007511993.tif 000009