专利名称：燃油输送装置的制作方法
技术水平本发明涉及权利要求1前序部分所述类型的燃油输送装置。
在公知的这种从油箱将燃油输送到机动车内燃机里的输油装置(WO 95/25885)中，输油泵和用于其驱动的电机并排安置在一个壳体里。泵叶轮或者在其圆周上配备有翼或者叶片的叶轮无相对旋转地座置在转子或者电枢轴上，转子具有一个放入槽里的转子绕组或者电枢绕组并且在装有永久磁铁段的定件或者定子中旋转。通过位于转子轴上的换向器或者换向器和两个在弹簧压力下径向放置在换向器上的电刷给电枢绕组供电。
本发明优点具有权利要求1特征的、按照本发明的燃油输送装置的优点是，通过将输油装置的旋转部件、确切的说，输油泵叶轮和电机转子合并成一个唯一的部件可以取得很简单和结构紧凑的结构，制造成本低。特别是输油装置可以被做得很扁平，也就是说轴向尺寸极小。根据输油装置的通常结构，在这里加大输油装置外径不仅没有缺点，而且能够采取改善输油装置效率的附加措施。通过取消换向器和电刷避免了电刷磨损，这样，提高了输油装置的使用寿命。在电机作为直流电机的结构时，电子在定子绕组中进行必要的电流换向(Kommutierung)。
采用在其他权利要求中介绍的措施可以有利地进一步构造和改善在权利要求1中说明的输油装置。
按照本发明的优选实施形式，圆柱形的泵腔由两个径向延伸的、相互轴向间隔一定间距的侧壁和一个使两个侧壁沿着它们的圆形外圆周相互连接的外周壁围成。叶轮分别以一定间距与这些侧壁相对，由开槽叠片铁心构成的定子的内表面形成了泵腔的外周壁。叶轮具有多个在圆周方向相互间隔一定间距的、在此之间围成轴向敞开的叶片室的径向叶片，它们通过一个外环相互连接在一起。永久磁铁固定在外环上，在输油装置采用塑料结构时优选使用塑性铁素体(Plastoferriten)制造。
按照本发明的有利实施形式，在泵腔的每个侧壁中构造了一个向泵腔敞开的槽形侧通道，它与叶轮轴线同心，具有根据流动方向位于侧通道末端和侧通道始端之间的隔断部分。至少一个侧通道的始端与一个抽吸孔相连接，侧通道末端同一个压力出口相连接，在这里，流入通道和流出通道的轴线从抽吸孔和到压力出口或是轴向或是特别是对准径向。通过特别有利的燃油径向流入泵腔和从泵腔流出可以大大降低流动损失，从而改善泵效率。与传统的带侧通道泵相反，通过根据本发明的结构加大的输油装置外径可以毫无问题地径向流入和流出，因为通过此在径向方向有足够的空间用于安置相应的流入和流出通道。
附图借助于附图中示出的实施例在下面的说明中详细地介绍了本发明。以示意图示出了
图1输油装置的纵剖图或者子午线剖面图，其中，图的上半部分是通过所构造的流动区的剖面图，图的下半部分是通过输油装置抽吸部分的剖面图，图2改进的输油装置的与图1相同的部分示意图，图3根据图1的输油装置的第一个变型，具有切线方向走向的电枢线圈，
图4根据图1的输油装置的第二个变型，具有径向方向走向的电枢线圈，图5沿着V-V线通过图3第一个变型结构的纵剖图，图6沿着VI-VI线通过图4第二个变型结构的纵剖图，图7输油装置的径向入口和出口，图8入口的另一个结构，图9按照图3的输油装置的一个结构，图10按照图4的输油装置的一个结构，图11带有外壳的一个定子，图12按照图11的定子，带有沿图10中XII-XII和XIII-XIII线通过一个输入件的纵剖图。
实施例的说明图1用示意图示出的输油装置用来将燃油从油箱输送到机动车内燃机里。通常的方式是，与过滤器罐(Filtertopf)连接的输油装置作为所谓油箱内装件被安装在汽车的油箱里里。输油装置具有一个作为轮叶泵或者带侧通道泵构成的输油泵11和一个驱动输油泵11的电机12。输油泵11和电机12容置在一个共同的壳体13里。输油泵11的结构和作用原理是公知的，例如在DE40 20 521 A1中已经做了说明。在壳体13里构造了一个泵腔14，它在轴向上由两个径向延伸的、相互轴向间隔一定间距的侧壁141，142以及在切线方向由一个沿着两个侧壁141，142圆形外围将它们相互连接的外周壁143围成。在泵腔14里安装了一个泵工作轮或者叶轮16，它们无相对旋转地固定在轴17上。轴17的两个轴端装在侧壁141，142内构造的两个轴承18，19中。轴17的轴线同叶轮轴线161和泵腔14轴线是共轴线的。叶轮16具有多个在切线方向相互间隔一定间距的径向叶片20，在图里只能看到两个。叶片20通过一个外环21相互连接，在每两个叶片20之间围成了一个轴向敞开的叶片室22。叶轮16分别与侧壁141，142相对，相互间具有一定间隙，外环21同泵腔14的外周壁143一起围成了一个径向间隙。在泵腔14的每个侧壁141，142上都构造了一个向泵腔14敞开的、槽形侧通道23或者24，该通道与叶轮轴线161同心配置并且在切线方向从侧通道始端到侧通道末端伸展几乎330°，其中，在侧通道末端和侧通道始端之间留有一个隔断部分。在图中，在下剖示图中只能看到侧通道23，24的始端231和241。侧通道末端与该始端相错位了大约330°圆周角。每个侧通道23，24通过一个径向指向的流入通道25或26与输送装置的一个抽吸孔27相连接，在这里不能看到的两个侧通道23，24末端分别通过一个流出通道同输送装置的一个压力接管相连接。在本发明的另一个实施形式中，只有侧通道23的始端231同一个流入通道25连接，并且仅仅侧通道24的末端同一个流出通道连接。在这种情况下，在剖面图的右侧取消了流入通道26，侧通道24在这个范围内示出了一个横截面，如在图中用虚线标明的那样。此外，流入通道25，26可以被轴向配置，然而，对准径向的优点是流动损失少，并且由于输送装置的外径比较大容易实现。
以公知的方式，由所谓隐极转子构造的电机12具有一个定子28和一个转子29，为了达到极扁平的输送装置结构，转子被集成装到输送泵11的叶轮16中。其磁极由永久磁铁段30构成，永久磁铁段被固定在叶轮16的外环21上。定子28作为开槽叠片铁心31与叶轮轴161同轴线地这样安装在壳体13里，叠片铁心31的内环面构成了泵腔14的外周壁143。在叠片铁心31的槽里，通常安装一个电枢绕组32，在示意图中只能看到两个在端侧的绕组端部321和32以及两个连接导线323和324。在使用直流驱动装置的情况下，电机12电子整流。
如果输油泵11的叶轮16由塑料制造，在永久磁铁段30用塑性铁素体(Plastoferriten)制造时，则具有加工优点。
在图2中以剖面图部分示出的输送装置的另一个实施例，只在壳体13内叶轮16支承方面进行了改进，其他与上述说明的实施例相一致，这样，相同的零件用相同的符号标明。在这里，泵腔14的侧壁141和142由一个在端面封闭壳体13的盖131和一个安装在壳体13里的径向法兰132构成。在壳体法兰132上，一体地构造了成直角伸入泵腔14的轴头33，叶轮16可自由旋转地安装在该轴头上。在叶轮16装入之后，盖131紧靠地安放到壳体13上，并且与它固定连接。
图3示出了第一个变型，其中，电枢绕组32的第一个绕组34大体沿切线方向走向地绕叶轮轴线161安置。在这里“大体”说明了，第一个绕组34可以构成准切线，它也可以通过一个小的斜度与绕着叶轮轴线161的假设圆相切，该斜度取决于电枢绕组32的制造。同时是泵叶轮的转子29在圆周上装有永久磁铁35。如所示出的，其优选的极数是8，然而可以根据要达到的励磁和产生的扭矩有所不同，多一些或者是少一些。定子28也具有槽36。它们被这样充分利用，位于两个槽之间的一个隔片37用绕组32环绕。绕组32的相数最好是3个。为了在定子28中产生足够的电旋转磁场，一般来说这就够了。如所示出的那样，有利的是，第一相38、第二相39和第三相40直接并排安装在槽36里。相38，39，40相互交替围绕着定子28的圆周伸展并且构成了围绕着隔片37的相应的卷绕。在图3中，只示出了隔片37的三个卷绕，每个相38，39，40有一个卷绕。除了这种并列配置之外，相38，39，40也可以以较大的间距相互通过槽36分开。为此，槽的数量在12和24之间。采用这种方式能使用足够数量的槽36和隔片37，以便可以更细划分地产生旋转磁场。
图4示出了第二个变型，其中，电枢绕组32的第二个绕组41大体沿径向方向走向地围绕着叶轮轴线161配置。在这里“大体”的意思是，第二个绕组41比如说根据制造条件也可以相对于径向方向具有一个小的斜度。第二个绕组41利用一个槽36，在这里，这个槽类似于一个环形磁心变压器部分地围绕着定子28伸展。其他构造相当于从图3中所知的。图3的第一个变型为了产生电旋转磁场需要一个宽的隔片37，而在按照图4的第二个方案41的配置中定子28的被第二个绕组41环绕包围材料的宽度和高度是决定性的。因此这两种选择的尺寸完全可能存在偏差。
图5和图6分别以沿着V-V或者VI-VI线的纵剖图示出了图3或者图4的两个变型。图5和图6类似于图1示出了，电机12完全集装到壳体13里。在输送装置里这样构成的带侧通道泵中，借助于作为无电刷直流伺服电机的电机12在转子外径LA上传递扭矩。为了作为燃油输送装置使用，主要在输送汽油时，它具有下列尺寸，绕组高度SB，叠片铁心厚度BD，定子外径SA，叶轮宽度LB，到叶片室中点的直径DM以及转子外径LA。定子28和转子29的特别的构造具有一个比叶轮宽度LB大的定子28轴向结构长度。这意味着，绕组高度SB比叶轮宽度LB大。这在图5和图6中也示出了。通过此，输油装置在其尺寸方面是结构紧凑的，在这里，在转子29的转速范围是n＝4000-8000转/分时，扭矩能够在160Nmm和40Nmm之间的范围内。直径DM、示出的是叶片室相对的中心点间的间距，最好在DM＝25-42mm范围内。定子28可以由板材层组成，但是也可以由一件组成，并且有利地通过一个合适的连接件42集装到壳体13里。通过此，在输油装置组装时可以把永久磁铁段30在叶轮16上相对定子28的位置调节到所要求的位置。
图7示出了带有径向入口和出口的输油装置的一个结构。带有径向叶片20的叶轮16通过一个第一流入通道44和一个第二流入通道45得到流体。在所示出的结构中，它们绕定子28分布，这样，流入叶片20的流体具有一个径向、也具有一个轴向的流动分力。
图8示出了通入侧通道23的一个流入口的第二个结构。通过箭头标明的流体在侧通道始端231范围内和在侧通道出口46范围内具有一个纯径向方向。它具有从侧通道23流入和流出损失少的特殊优点。在下面的两个附图中借助于图3和图4的第一个和第二个变型详细地介绍了流入和流出原理的实现。
图9和图10示出了图3和图4输油装置实施形式的有利构造，利用了在各个相38，39，40之间的中间腔47。在图9中实现的第一个变型具有一个作为流入通道的入口E和一个作为流出通道的出口A用于没有详细示出的侧通道，这两者径向地位于槽上方、径向延伸地被配置。在图10中，入口E和出口A可以被导引通过叠片铁心的隔片37，这利用了图6中示出的优点，叠片铁心厚度BD被构造得比叶轮宽度LB窄。另外，通过改变槽36的数量可以在一定限度得到为了在结构上确定出口A和入口E之间的圆周角γ尺寸所必要的自由度。确切地说，入口E和出口A不必特别严格地径向伸展，也可以相对于径向线有一个斜度。
图11示出了另一个有利构造，在这里，具有其电枢绕组32和叠片铁心31的定子28装有一个外壳48。外壳48例如是浇铸树脂或者压铸树脂，通过此将定子完全浇铸或者压铸包封，因此可使定子取得光滑的表面，这样，一方面使泄露减小到最低限度，另一方面达到较小粗糙度的高表面质量。然后，可以较小地保持叶轮16的永久磁铁段30和外周壁143之间的间距。叠片铁心31在外周壁143附近同样被包住，通过此，外周壁143在这个范围同样具有一个完全光滑的表面。此外，采用这种方式可以至少在这个范围保护叠片铁心31免受通过双通道的带侧通道泵流进的流体的损害。
图12用通过图10中XII-XII和XIII-XIII线的纵剖图示出了图11的定子。通过作为流入通道的上入口EO和下入口EU实现向叶轮16内的双通道流入。叠片铁心43具有一个外壳48，通过此，外壳48的第一表面49和第二表面50同时可以用做上入口EO或者下入口EU的一部分。两个入口EO，EU只沿径向方向延伸到叶轮轴161上。通过此，避免了由于轴向流过入口EO、EU的长度而产生的涡流损失。
权利要求
1.燃油输送装置，带有一个作为轮叶泵或者带侧通道泵构成的输油泵(11)，该输油泵(11)具有一个在壳体(13)内构造的泵腔(14)和一个安置在泵腔(14)内的泵叶轮或者叶轮(16)，并且具有一个驱动叶轮(16)的电机(12)，该电机具有一个电枢绕组(32)和多块永久磁铁(30)以及相互地容纳电枢绕组和永久磁铁的定子(28)和转子(29)，其特征是，该电机(12)被构造得没有电刷，其转子(29)由输油泵(11)的叶轮(16)构成。
2.按照权利要求1所述的输油装置，其特征是，永久磁铁(30)被安置在叶轮(16)圆周上，具有电枢绕组(32)的定子(28)与叶轮轴线(161)同心地被容置在壳体(13)内。
3.按照权利要求1或者2所述的输油装置，其特征是，圆柱形泵腔(14)由两个径向延伸的、相互轴向间隔一定间距的侧壁(141，142)和一个使两个侧壁(141，142)沿着其圆形外围相互连接的外周壁(143)围成。叶轮(16)以一定间隙分别与侧壁(141，142)相对，由开槽叠片铁心(31)构成的定子(28)的内环面形成了泵腔(14)的外周壁(143)。
4.按照权利要求3所述的输油装置，其特征是，叶轮(16)具有多个在圆周方向相互间隔一定间距的、它们之间围成轴向敞开的叶片室(22)的径向叶片(20)，它们通过一个外环(21)相互连接在一起，永久磁铁(30)固定在外环(21)上。
5.按照权利要求4所述的输油装置，其特征是，永久磁铁(30)由塑性铁素体制造。
6.按照权利要求3-5之一所述的输油装置，其特征是，在泵腔(14)的侧壁(141，142)中分别构造了一个向泵腔(14)敞开的槽形侧通道(23，24)，它与叶轮轴线(61)同心，具有位于侧通道末端和侧通道始端之间的隔断部分，至少一个侧通道(23，24)的始端(231，241)通过一个流入通道(25，26)与一个抽吸孔(27)相连接，侧通道末端通过一个流出通道同一个压力出口相连接。
7.按照权利要求6所述的输油装置，其特征是，流入通道和流出通道(25，26；44，45)对准径向方向。
8.按照权利要求7所述的输油装置，其特征是，一个入口(E)和一个出口(A)至少大部分仅仅径向延伸。
9.按照权利要求6所述的输油装置，其特征是，流入通道和流出通道(25，26)轴向定位。
10.按照前述权利要求之一的输油装置，其特征是，电枢绕组(32)的一个第一绕组(34)大体沿圆周方向走向地围绕着叶轮轴线(161)配置。
11.按照权利要求1至9之一所述的输油装置，其特征是，电枢绕组(32)的一个第二绕组(41)大体沿径向方向走向地绕叶轮轴线(161)配置。
12.按照权利要求10或11所述的输油装置，其特征是，电枢绕组(32)至少部分地安置在定子(28)的槽(36)里。
13.按照权利要求12所述的输油装置，其特征是，定子(28)被浇铸或者被压铸包封。
14.按照权利要求7，8，10和12所述的输油装置，其特征是，流入通道和流出通道(25，26)分别延伸经过定子(28)的一个槽(36)。
15.按照权利要求7，8，11和12所述的输油装置，其特征是，流入通道和流出通道(25，26)分别延伸经过定子(28)的一个隔片(37)。
16.按照前述权利要求之一的输油装置，其特征是，定子宽度SB大于叶轮宽度LB。
全文摘要
输油装置,具有一个作为轮叶泵或者带侧通道泵构造的输油泵(11),该输油泵具有一个在壳体(13)里构造的泵腔(14)和一个安装在泵腔(14)里的叶轮(16),该输油装置还具有一个驱动叶轮(16)的电机(12),为了在电机(12)的轴向方向中达到极扁平的结构,被构造得没有电刷,其转子(29)由输油泵(11)的叶轮(16)构成。另外,可以径向设置一个通向叶轮(16)叶片组的入口。
文档编号F04D13/06GK1246172SQ98802116
公开日2000年3月1日 申请日期1998年9月23日 优先权日1997年11月28日
发明者恩斯特·伊姆霍夫, 克劳斯·多布勒, 米夏埃尔·许贝尔 申请人:罗伯特·博施有限公司