(57)【要約】  本発明は、タンクから内燃機関に燃料を圧送するための燃料ポンプ１であって、ケーシングと、該ケーシング内に配置された少なくとも１つの羽根車６，２６とが設けられており、該羽根車は、互いに間隔を置いて配置された複数の羽根１０，３１から成る少なくとも１つの冠状部材を有していて、軸１３を介して前記羽根車を駆動する電動モータが設けられており、該電動モータは、アキシャル磁界モータとして形成されていて、ロータ５，３２とステータ１４とを有しており、前記ロータは永久磁石１１，３３を有しており、該永久磁石に対向する巻線１８を支持するコイル枠体１７が、ロータ軸線に対して間隔を置いて均一な角度間隔でステータ内に不動に配置されている形式のものに関する。コイル枠体１７が長手方向で、電動モータの軸に対して平行に配置されている。
2010540823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクから内燃機関に燃料を圧送するための燃料ポンプであって、ケーシングと、該ケーシング内に配置された少なくとも１つの羽根車とが設けられており、該羽根車は、互いに間隔を置いて配置された複数の羽根から成る少なくとも１つの冠状部材を有していて、軸を介して前記羽根車を駆動する電動モータが設けられており、該電動モータは、アキシャル磁界モータとして形成されていて、ロータとステータとを有しており、前記ロータは永久磁石を有しており、該永久磁石に対向する巻線を支持するコイル枠体が、ロータ軸線に対して間隔を置いて均一な角度間隔でステータ内に不動に配置されている形式のものにおいて、
コイル枠体（１７，３６）が長手方向で、電動モータの軸（１３）に対して平行に配置されていることを特徴とする、燃料ポンプ。
【請求項２】
ステータ（１４）が半径方向に延びる壁を有しており、壁によって複数の室（１６）が形成されており、巻線（１８，３７）を支持する少なくとも１つのコイル枠体（１７，３６）が１つの前記室（１６）に配置されている、請求項１記載の燃料ポンプ。
【請求項３】
前記永久磁石（１１，３３）がロータ（５，３２，３５）に、ロータ（５，３２，３５）の側でロータの側面で終わっているように配置されている、請求項１記載の燃料ポンプ。
【請求項４】
ロータがロータディスク（５）から形成されている、請求項１記載の燃料ポンプ。
【請求項５】
ロータが少なくとも２つのロータディスク（５，３２）から形成されている、請求項１記載の燃料ポンプ。
【請求項６】
軸方向の延在において、コイル枠体（１７，３６）の両側に２つのロータディスク（５，３２，３５）が配置されている、請求項３記載の燃料ポンプ。
【請求項７】
羽根車（６，２６）が流れ方向でロータ（３２，３５）の手前に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
【請求項８】
少なくとも１つの羽根車（６，２６）がロータディスク（５，３２，３５）と共に１つの構成ユニットを形成している、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
【請求項９】
少なくとも１つの羽根車（６，２６）が半径方向外側で、少なくとも１つのロータディスク（５，３２）に配置されている、請求項８記載の燃料ポンプ。
【請求項１０】
２つの羽根車（６，２６）が設けられており、これらの羽根車（６，２６）の間に電動モータが配置されている、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１１】
ステータ（１４）が、流れ方向でコイル枠体（１７）の手前に位置する羽根車（６）によって圧送される燃料がコイル装置（１７，１８；３６，３７）を貫流するように形成されている、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１２】
流れ方向でコイル枠体（１７）の手前に位置する羽根車（６）の出口（２３）とコイル装置（１７，１８；３６，３７）とが１つの通路に接続されており、該通路が、電動モータの軸に関して斜めの又は屈曲された延在を有している、請求項９記載の燃料ポンプ。
【請求項１３】
ステータ（１４）が、流れ方向でコイル装置（１７，１８；３６，３７）の手前に位置する羽根車（６，２６）によって圧送される燃料がコイル装置（１７，１８；３６，３７）の側方を通過して流れるように形成されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
【請求項１４】
コイル装置（１７，１８；３６，３７）の領域に、コイル装置（１７，１８；３６，３７）に対して平行に延びる燃料のための通路（２３ａ）が配置されている、請求項１１記載の燃料ポンプ。
【請求項１５】
羽根車（６）の出口の下流側に、分配装置が配置されており、該分配装置によって、一方の部分流がコイル装置を貫流するように、他方の部分流がコイル装置の側方を通過するように案内可能である、請求項１から１０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、タンクから内燃機関に燃料を圧送するための燃料ポンプであって、ケーシングと、該ケーシング内に配置された少なくとも１つの羽根車とが設けられており、該羽根車は、互いに間隔を置いて配置された複数の羽根から成る少なくとも１つの冠状部材を有していて、軸を介して前記羽根車を駆動する電動モータが設けられており、該電動モータは、アキシャル磁界モータとして形成されていて、ロータとステータとを有しており、前記ロータは永久磁石を有しており、該永久磁石に対向する巻線を支持するコイル枠体が、ロータ軸線に対して間隔を置いて均一な角度間隔でケーシング内に不動に配置されている形式のものに関する。
【０００２】
電動モータと羽根車とを有した燃料ポンプを形成することは一般的に公知である。電動モータは軸方向の延在で、ポンプ室内を回転する羽根車に接続されている。電動モータは巻線を支持するロータから成っており、ロータは、永久磁石を有するステータによって取り囲まれている。ポンプ室と駆動モータとは共通のケーシングによって取り囲まれている。燃料ポンプの運転中は燃料はポンプ室と電動モータとを通って圧送される。このタイプのポンプの欠点は、燃料が電動モータを貫流することである。これによりロータが圧送燃料中の渦流に到り、出力損失が生じる。さらに、このような形式の燃料ポンプは、その構成に基づき所定の構成長さを有している。このような構成長さは、燃料タンクがますます平らに構成されるようになっているので、燃料タンク内の配置に関して限界がある。
【０００３】
構成長さの僅かな燃料ポンプはドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６１７４９５号明細書により公知である。このような燃料ポンプでは、電動モータのロータとポンプの羽根車が一体的な構成ユニットを形成している。半径方向内側に位置するロータはこの場合、巻線を有している。ロータには半径方向外側で羽根車が続いている。ロータ上の巻線とは反対側で、ロータの両側には、電動モータのステータを形成する永久磁石が配置されている。この永久磁石には、半径方向外側でポンプケーシングが続いていて、このポンプケーシングには冠状の羽根を有した羽根車が収容されている。アキシャル磁界モータのこのような構成の欠点は、ロータの直径が大きいことである。これは、電動モータの所定のトルクを得るために必要な巻線のサイズに起因する。特に、燃料ポンプをタンクに挿入する場合、燃料ポンプの直径は、タンクの所定の開口により任意に増大させることはできない。
【０００４】
従って本発明の課題は、小さい寸法であり、かつ改善された効率を有する燃料ポンプを提供することである。
【０００５】
この課題は本発明によれば、コイル枠体が長手方向で、電動モータの軸に対して平行に配置されていることにより解決される。
【０００６】
ステータ内にコイル枠体を設けることにより、コイル枠体の軸方向に向けられた配置が可能になる。これにより、コイル装置の直径は、ロータ上にコイルを配置する場合よりもずっと小さく構成することができる。このように構成された燃料ポンプは従って、これまで使用されていた燃料ポンプの範囲にほぼ位置するずっと小さな外径を有する。これにより本発明による燃料ポンプは、既存のフィードユニットにおいて使用することができる。
【０００７】
ステータが半径方向に延びる壁を有しており、壁によって複数の室が形成されており、巻線を支持する少なくとも１つのコイル枠体が１つの前記室に配置されているならば、コイル枠体の配置は僅かな手間で形成することができる。この場合、ステータは、ケーシングの一部を形成している。
【０００８】
前記永久磁石がロータに、ロータの各側面で終わっているように配置されているならば、永久磁石の領域における渦流は特別簡単な構成で回避される。
【０００９】
特に簡単な構成では、ロータが、永久磁石が配置されているロータディスクから成っている。
【００１０】
別の構成においては、ロータが、軸方向の延在においてコイル装置の両側に配置されている２つのロータディスクから成っていて、これにより両ロータディスクがコイル装置を取り囲んでいるならば、燃料ポンプの出力を高めることができる。
【００１１】
別の構成では、羽根車が流れ方向でロータの手前に配置されている。このような構成では、燃料ポンプに組み込む前に、電動モータを構成群として事前に組み立て、チェックすることができるという利点が得られる。燃料ポンプが前ポンプ段及び主ポンプ段を有しているならば、２つの羽根車が設けられており、電動モータがこれらの羽根車の間に配置されていると有利である。
【００１２】
本発明による燃料ポンプでは、羽根車がロータと共に１つの構成ユニットを形成しているならば、軸方向の延在において必要な構成スペースは特に僅かである。
【００１３】
羽根車は、永久磁石に対して半径方向内側に配置されていても、半径方向外側に配置されていても良い。羽根車がロータディスクの半径方向外側の領域に配置されているならば、リング状に形成された羽根車が有利である。羽根車はこの場合、サイドチャネル車、又は円周流車として形成することができ、永久磁石に対して半径方向内側に配置されている場合は、サイドチャネル車として形成されている。
【００１４】
ロータを、半径方向外側の領域で、円周流ポンプ又はサイドチャネルポンプの羽根車として形成されているロータディスクとして形成し、流れ方向で見てロータディスクの手前に別のポンプ羽根車を配置することも考えられる。
【００１５】
別の構成では、ロータが、軸方向の延在においてコイル装置の両側に配置されている２つのロータディスクを有しており、羽根車がリング状に形成されていて、それぞれロータディスクの半径方向外側の領域に配置されていることにより、ロータディスクと羽根車とが１つの構成ユニットを成すので、ポンプ羽根車を別個に配置することを回避することができる。
【００１６】
複数のポンプ段を設けることにより、燃料ポンプの圧送出力を、１つだけのポンプ段を有した構成よりも高めることができる。ポンプ段は、既に記載したように、別個の羽根車として、又はロータとの構成ユニットとして形成することができる。圧送出力を高める以外に、複数のポンプ段を設けることは、複数の消費機に供給するためにも、またはリザーバ、特にバッフルポットに充填するためにも有効である。
【００１７】
本発明による燃料ポンプの１つの構成では、一方のポンプ段が燃料を自動車の内燃機関へと圧送するために働き、他方のポンプ段が燃料をサクションジェットポンプの駆動装置に圧送する。
【００１８】
サクションジェットポンプのために必要な燃料は、内燃機関と比較して極めて僅かであるので、本発明の別の構成においては、複数のポンプ段において圧送された燃料量の一部分のみをサクションジェットポンプのポンプ段に供給し、その他の燃料量を内燃機関に圧送すると有利である。
【００１９】
ステータが、流れ方向でコイル枠体の手前に位置する羽根車によって圧送される燃料がコイル装置を貫流するように形成されているならば、電動モータの冷却のために役立つ。
【００２０】
流れ方向でコイル装置の手前に位置する羽根車の出口とコイル装置とが１つの通路に接続されているならば、コイル装置への燃料の供給を僅かな手間で行うことができる。前記通路は、電動モータの軸に関して斜めの又は屈曲された延在を有している。このような形式の通路の経過は、簡単な手段で製造可能である。
【００２１】
燃料中の部分的にアグレッシブな成分により、電動モータの部分のために保護手段が必要である。このような保護手段は、ステータが、流れ方向でコイル装置の手前に位置する羽根車によって圧送される燃料が、コイル装置を備えた、ケーシングを形成するステータの周りを通るように形成されていることにより省くことができる。このようにしてコイル装置は燃料によって直接冷却されるのではなく、ステータへの熱放出を介して冷却される。冷却作用は、熱伝導性の良好な材料から成るステータによりさらに向上する。
【００２２】
このような形式の燃料ポンプにおける燃料ガイドは、ステータ内に配置された燃料のための通路により得られる。コイル装置の領域における通路は、コイル装置に対して平行に配置されている。
【００２３】
これに対して、羽根車の出口の下流側に分配装置が配置されていることにより、圧送された燃料流の分配が可能であるので、１つの部分流はコイル装置を貫通させて、また１つの部分流はコイル装置の側方を通過するように案内することができる。
【００２４】
しかしながらこのような形式の分配装置は、燃料流を、一部は第１の消費機、特にサクションジェットポンプに、残りの部分は第２の消費機、特に第２のポンプ段又は内燃機関に案内するように分配することもできる。
【００２５】
本発明の複数の実施例を以下に図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】２つの羽根車を有した燃料ポンプを示す分解図である。
【図２】図２ａ〜図２ｃは、別個の羽根車を有した別の構成を示した図である。
【図３】図３ａ〜図３ｄは、組み込まれた羽根車を有した別の構成を示した図である。
【図４】図４ａ〜図４ｃは、複数のコイル装置を有した別の構成を示した図である。
【００２７】
図１に示した燃料ポンプ１は第１のケーシングカバー２から成っていて、該第１のケーシングカバー２は、流入管片３を有している。この流入管片３を介して燃料が燃料ポンプ１によって吸い込まれる。第１のケーシングカバー２は、流入管片３とは反対の側に、半円形の横断面を有した環状の通路４を有しており、この通路４は流入管片３に接続されていて、３３０°にわたって延びている。
【００２８】
通路４に対向して第１のロータ５が配置されている。第１のロータ５は、第１の羽根車６を形成するリング７を有しており、その両側には、羽根室９を制限する複数の羽根１０から成るそれぞれ１つの冠状部材８が配置されている。第１のロータ５には、第１のケーシングカバー２とは反対の側に、円環状の４つの磁石１１が結合されている。第１のロータ５は中央孔１２を有しており、該孔１２内には軸１３が相対回動不能に配置されている。
【００２９】
第１のロータ５にはステータ１４が接続されている。ステータ１４は中央孔１５を有している。この孔１５内には軸１３のための第１の軸受ブシュ１９が装着されている。孔１５を中心として同心的に６つの室が、互いに等しい角度間隔を置いて配置されていて、これらの室１６内にはそれぞれ１つのコイル枠体１７が配置されている。室１６は軸方向の延在において、室壁によって互いに分離されている。コイル枠体１７は、長手方向の延在において電気モータの軸１３に対して平行であるように方向付けられている。コイル枠体１７には、それぞれ１つの巻線１８が配置されている。巻線１８を備えたコイル枠体１７は、第１のロータ５の磁石１１に向かい合って位置するように同心的に配置されている。
【００３０】
ステータ１４は半径方向外側の領域に、第１のロータ５に面した側２２で段部２０を有していて、この段部２０は、第１の羽根車６を形成するリング７をその内部に収容するように形成されている。段部２０は、部分円状の通路２１を有していて、この通路２１の配置及び構成は、第１のケーシングカバー２の通路４の配置及び構成に相応していて、これにより、第１のケーシングカバー２とリング７と段部２０とはサイドチャネルポンプ段を形成している。
【００３１】
ステータ１４における部分円状の通路２１は、圧送方向の端部に出口２３を有しており、この出口は、ステータ１４の半径方向外側の領域で通路２３ａとして入口２３ｂまで通じている。ステータ１４は、前記の第１のロータ５に面した側２２とは反対側に、第２の羽根車２６を収容するための段部２５と、部分円状の通路２７とを備えた同じ構成の側２４を有している。部分円状の通路２７は図示されていない入口から始まっていて同様に、３３０°の角度範囲にわたって延びている。
【００３２】
リング２８によって形成された第２の羽根車２６は、羽根車６の構成と同様に、羽根室３０を制限する複数の羽根３１から成る、両側に配置された冠状部材２９を有している。第２の羽根車２６は第２のロータ３２と共に１つの構成ユニットを形成している。複数の磁石３３を備えた第２のロータ３２は、巻線１８を備えたコイル枠体１７の構成と配置に関して、第１のロータ５に相応している。燃料ポンプ１は、第２のロータ３２の、磁石３３とは反対の側で、第２のケーシングカバー３４によって閉じられている。第２のケーシングカバー３４の構成は第１のケーシングカバー２と同様である。燃料ポンプ１はコンパクトな構成形式に基づき、３５ｍｍの軸方向長さと７０ｍｍの直径を有している。
【００３３】
燃料ポンプ１の運転中、燃料は入口３から吸い込まれる。吸い込まれた燃料は部分円状の通路４に流れ、第１の羽根車６によって出口２３へと圧送される。次いで燃料はステータの図示されていない入口にまで流れる。この入口は第２の羽根車２６を有した第２のサイドチャネルポンプ段の部分円状の通路２４へと開口している。燃料が第２の羽根車２６から、部分円状の通路２４に沿って圧送された後、定格圧力を有した燃料が、第２のケーシングカバー３４に設けられた出口（図示せず）から流出する。ここから燃料は、例えば図示されていない内燃機関の消費機へと圧送される。羽根車６，２６の回転は、共通の軸１３を介して互いに結合されている両ロータ５，３２との接続により行われる。
【００３４】
以下の図面に、主要な構成群の数と配置に関して、図１の燃料ポンプ１とは異なる構成を断面図に示す。相違点を分かり易く示すために、磁石、羽根車、軸、巻線を備えたコイル枠体を有したロータの構成群のみを示す。この場合、構成群を簡単に図示するために概略的に示す。燃料は燃料ポンプによって左から右に圧送される。
【００３５】
図２ａには、軸１３上に１つの別個の羽根車６が配置されている。流れ方向で見てその後方に、第１のロータ５と第２のロータ３２とが配置されている。両ロータ５，３２の間には、巻線１８を有した複数のコイル枠体１７が配置されている。羽根車６とロータ５とは別個の構成部分である。
【００３６】
図２ｂの燃料ポンプ１の構成は、図２ａの構成に相応している。第２のロータ３２の後方に第２の羽根車２６が付加的な構成部分として配置されている点でのみ異なる。第２のポンプ段である第２の羽根車２６によって内燃機関に燃料が供給される。第１の羽根車６によって圧送される燃料は、サクションジェットポンプ（図示せず）の駆動のために働く。
【００３７】
図２ｃには、１つのロータ５しか有していない燃料ポンプ１が示されている。このロータ５には流れ方向で、巻線１８を有したコイル枠体１７が続いている。コイル枠体１７の、ロータ５とは反対の側に羽根車６が配置されている。このような形式の燃料ポンプ１は、簡単な構成に基づき僅かな構成スペースしか要さず、１つの羽根車６により小さな要求に適している。
【００３８】
別個の羽根車を有する以上記載した燃料ポンプに続き、以下に、ロータ５と共に１つの構成ユニットを形成する羽根車を有した燃料ポンプについて説明する。図３ａにはこのような形式の燃料ポンプ１が概略図で示されている。燃料ポンプ１の構成は図１のポンプに相応している。
【００３９】
図３ｂに示した燃料ポンプ１は、図３ａの燃料ポンプ１とは、羽根車６，２６が、ロータ５，３２に関して半径方向内側に配置されている点で異なっている。
【００４０】
図３ｃには、１つのロータ５と１つの羽根車６のみを備えた燃料ポンプ１が示されている。この燃料ポンプ１は、僅かな所要スペースを特徴とする。
【００４１】
図３ｄの燃料ポンプ１は、２つのロータ５，３２と１つの羽根車６とを有しており、羽根車６は第１のロータ５と１つの構成ユニットを形成している。
【００４２】
図４ａ〜図４ｃには、高い要求のための燃料ポンプが示されている。図４ａの燃料ポンプ１は３つのロータ５，３２，３５を有していて、これらのロータの間には、巻線１８，３７を有したコイル枠体１７，３６が配置されている。この場合、コイル枠体１７，３６は長手方向で、ロータ軸線に対して平行に配向されている。
【００４３】
図４ａに示した燃料ポンプ１は、第１のロータ５と１つの構成ユニットを成す羽根車６を有している。この羽根車６は、図１と同様にリングとして、第１のロータ５の半径方向外側に配置されている。
【００４４】
図４ｂに示した燃料ポンプ１は、図１の羽根車のように２つの羽根車６，２６を有している。両羽根車６，２６は燃料を内燃機関（図示せず）へと圧送する。さらに、第１の羽根車６から圧送された燃料の一部は、駆動装置としてのサクションジェットポンプ（図示せず）に供給される。
【００４５】
図４ｃに示した燃料ポンプ１は、図４ｂの燃料ポンプ１と同様に構成されており、第３のロータ３５も、ロータ５，３２と同様に、羽根車３８と共に１つの構成ユニットを形成している。
【００４６】
本発明は、羽根車の各側に、羽根室を制限する複数の羽根から成る冠状部材を有し、ケーシングカバーとステータとに対応する部分円状の通路を有した羽根車に限定されるものではない。対応する通路を有した羽根車は、羽根室を制限する複数の羽根から成る同心的に配置された複数の冠状部材、又は、部分円直径上に配置された複数の、有利には２つの対応する通路を有していても良い。同様に、羽根室を制限する複数の羽根から成る少なくとも１つの冠状部材が、羽根車の片側にのみ配置されても良い。
【図１】
2010540823.tif 000003
【図２ａ】
2010540823.tif 000004
【図２ｂ】
2010540823.tif 000005
【図２ｃ】
2010540823.tif 000006
【図３ａ】
2010540823.tif 000007
【図３ｂ】
2010540823.tif 000008
【図３ｃ】
2010540823.tif 000009
【図３ｄ】
2010540823.tif 000010
【図４ａ】
2010540823.tif 000011
【図４ｂ】
2010540823.tif 000012
【図４ｃ】
2010540823.tif 000013
【国際調査報告】
2010540823.tif 000014
2010540823.tif 000015
2010540823.tif 000016
2010540823.tif 000017
2010540823.tif 000018
2010540823.tif 000019