BR102012021040B1

BR102012021040B1 - bomba de líquido acionada por motor elétrico

Info

Publication number: BR102012021040B1
Application number: BR102012021040-1A
Authority: BR
Inventors: Edward J. Talaski
Original assignee: Ti Group Automotive Systems, L.L.C.
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2021-01-12
Also published as: BR102012021040A2; EP2562890A2; JP2013046567A; KR101968722B1; EP2562890A3; KR20130023109A; CN103117618A; CN103117618B; US20130049524A1; JP6045255B2; EP2562890B1; US8933609B2

Abstract

BOMBA DE LÍQUIDO ACIONADA POR MOTOR ELÉTRICO E ESCOVA PARA O MESMO. Em uma implementação, uma bomba de líquido inclui um elemento de bombeamento, um motor elétrico e um alojamento de escova. O motor elétrico é acoplado ao elemento de bombeamento para acionar o elemento de bombeamento para rotação, e o motor tem um comutador, escovas engatadas com o comutador para fornecer energia elétrica para o comutador e pelo menos um membro de pressionar elasticamente pressionando as escovas para engate com o comutador. O alojamento de escova define cavidades de escova em que as escovas são recebidas, em que as escovas tem uma primeira superfície engatada com o comutador e uma segunda superfície afastada da primeira superfície e atuada pelo referido pelo menos um membro de pressionar. A segunda superfície é inclinada em um ângulo incluído agudo em relação à primeira superfície.

Description

BOMBA DE LÍQUIDO ACIONADA POR MOTOR ELÉTRICO

Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório dos EUA No. 61/526.416 depositado em 23 de agosto de 2011, o qual é aqui incorporado por referência na sua totalidade.

Campo Técnico

A presente descrição refere-se geralmente a uma bomba de líquido, tal como pode ser utilizada para bombear combustível a partir de um tanque de combustível, e uma escova para um motor elétrico da bomba de líquido.

Fundamentos

Uma bomba de líquido, tal como pode ser utilizada para bombear combustível a partir de um tanque de combustível de veículo, pode incluir um elemento de bombeamento (por exemplo, engrenagens, rotores de engrenagem, impulsor, ou outros) que é acionado por um motor elétrico. O motor pode incluir um comutador e escovas que fazem interface com o comutador para transferir energia elétrica no motor. Uma das extremidades das escovas engata o comutador e a outra extremidade das escovas pode estar eletricamente acoplada a terminais de potência do motor.

Resumo

Em uma implementação, uma bomba de líquido inclui um elemento de bombeamento, um motor elétrico e um alojamento de escova. O motor elétrico é acoplado ao elemento de bombeamento para conduzir o elemento de bombeamento para rotação, e o motor tem um comutador, escovas engatadas com o comutador para fornecer energia elétrica para o comutador e pelo menos um membro de pressionar elasticamente pressionando as escovas para engate com o comutador. O alojamento de escovas define cavidades de escova em que as escovas são recebidas, em que as escovas tem uma primeira superfície engatada com o comutador e uma segunda superfície afastada da primeira superfície e acionada pelo referido pelo menos um membro de pressionar. A segunda superfície é inclinada com um ângulo incluído agudo em relação à primeira superfície.

Em uma implementação, uma bomba de líquido inclui um elemento de bombeamento e um motor elétrico acoplado ao elemento de bombeamento para acionar o elemento de bombeamento para rotação. O motor tem um comutador, escovas engatadas com o comutador e pelo menos um membro de pressionar elasticamente pressionando as escovas para engate com o comutador. Nesta implementação, a força do pelo menos um membro de pressionar sobre as escovas não é perpendicular a uma superfície das escovas que engata o comutador.

A escova de um motor elétrico pode incluir uma primeira superfície adaptada para engatar com um comutador e uma segunda superfície afastada e oposta à primeira superfície. A segunda superfície é adaptada para engatar com um membro de pressionar para segurar a primeira superfície em relação ao comutador, e é inclinada em relação à primeira superfície, de modo que a segunda superfície não é paralela à primeira superfície.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista em corte transversal de uma bomba de líquido incluindo um motor elétrico com escovas e um comutador;
A Figura 2 é uma vista superior de uma escova;
A Figura 3 é uma vista em corte transversal da escova ao longo da linha 3-3 na Figura 2;
A Figura 4 é uma vista lateral da escova com uma parte mostrada em corte transversal;
A Figura 5 é uma vista fragmentada ampliada de uma parte de uma bomba de líquido que mostra uma escova e um membro de pressionar atuando sobre uma superfície da escova; e
As Figuras 6A e 6B são vistas em corte transversal mostrando uma escova em duas posições diferentes dentro de uma cavidade da escova.

Descrição Detalhada das Modalidades Presentemente Preferidas

Referindo-se em mais detalhes aos desenhos, a Figura 1 ilustra uma bomba de fluido acionada por motor elétrico 10, tal como pode ser usada para bombear combustível a partir de um tanque de combustível de veículo para um motor de veículo. Naturalmente, outros líquidos podem ser bombeados. A bomba 10 pode incluir um elemento de bombeamento, tal como uma ou mais engrenagens, rotores de engrenagem ou um impulsor 12, por meio de exemplos sem limitação. O elemento de bombeamento 12 é acionado por um motor elétrico 14. O motor elétrico 14 pode incluir um rotor 16, estator 18 e comutador 20, que podem ter construção convencional. Os componentes do motor 14 e elemento de bombeamento 12 podem ser realizados por e dentro de um alojamento 22, que pode incluir um invólucro tubular 24 (tipicamente formado de metal), uma tampa de extremidade de elemento de bombeamento 26 em uma das extremidades do invólucro, e uma tampa de extremidade de motor 28 na outra extremidade do invólucro. A tampa de extremidade de elemento de bombeamento 26 e a tampa de extremidade de motor 2 8 podem ser formadas de plástico ou de metal, e podem ser ligadas ao invólucro 24 de qualquer forma adequada, incluindo cravação ou enrolamento das extremidades do invólucro 24 por cima ou sobre uma extremidade adjacente das tampas de extremidade 26, 28.

A tampa de extremidade de motor 28 pode ser localizada com uma extremidade adjacente ao comutador 20 e pode incluir passagens 30 para cabos de derivação 32, 34 e componentes relacionados que acoplam para o terminal positivo e negativo ou fios de alimentação para o motor 14. Cada passagem 30 pode conduzir a uma cavidade de escova separada 36 formada na tampa de extremidade de motor 28, ou outro componente no interior do alojamento 22. As cavidades de escova 36 são abertas para o comutador 20 na sua extremidade oposta para as passagens 30. As cavidades de escova 36 podem ter qualquer forma e são aqui mostradas como tendo uma primeira porção mais estreita 38 (Figuras 6A e 6B) e uma segunda porção mais larga 40 (Figuras 6A e 6B), sendo em geral em forma de cunha em secção transversal, e alongada. Na implementação mostrada, as cavidades de escova 36 estão orientadas de modo que a primeira porção mais estreita 38 é posicionada radialmente para o interior da segunda porção mais larga 40. Naturalmente, outras disposições podem ser utilizadas, se desejado. A tampa de extremidade de motor 28 pode também incluir outros elementos, tais como um circuito de interferência de rádio frequência (RFI), uma ou mais válvulas de retenção ou válvulas de ventilação, e uma saída de combustível 42 através da qual o combustível descarregado a partir da bomba de combustível 10 é encaminhado.

Uma escova 44 pode ser localizada dentro de cada cavidade da escova 36. A escova 44 pode ser formada de qualquer material com base em carbono adequado fixado com agentes aglutinantes à base de polímero e pode ter uma primeira superfície 46 adaptada para ser engatada com o comutador 20 e uma segunda superfície 48 afastada da primeira superfície. A primeira superfície 46 pode ser geralmente plana e permanecer em contacto com o comutador 20 em uso, quando o comutador gira. A segunda superfície 48 de cada escova 44 pode ser cada acoplada a um cabo de derivação separado 32, 34, e um furo cego 50, pode ser fornecido em cada uma das escovas 44 para receber uma extremidade de um respectivo dos fios de derivação 32, 34, conforme mostrado nas Figuras 2 a 4. Os fios de derivação 32, 34 podem por sua vez ser ligados a um terminal do motor (com um fio de derivação 32, 34 ligado a cada um dos terminais positivo e negativo do motor 14). Deste modo, a energia elétrica para o motor 14 é transferida a partir dos terminais do motor através das escovas 44 e ao comutador 20. A segunda superfície 48 de cada escova 44 pode ser engatada por e atuada por pelo menos um membro de pressionar 52 (Figura 5), tal como uma mola, proporcionando uma força em cada uma das escovas 44 para manter as escovas 44 em contacto com o comutador 20. A característica de retenção 54, que pode ser uma maçaneta ou outra característica, pode ser proporcionada na segunda superfície 48 para ajudar a manter o membro de pressionar 52 em contacto com a segunda superfície 48. Como mostrado na Figura 4, a segunda superfície 48 de cada uma das escovas 44, exceto a função de retenção 54 pode ser inclinada em um ângulo incluído agudo α em relação para a primeira superfície 46. Em pelo menos algumas formas, a segunda superfície 48 pode ser inclinada em um ângulo α entre cerca de 2 a 30 graus em relação à primeira superfície 46. A escova 44 pode ser ligeiramente menor em corte transversal do que as suas respectivas cavidades de escova 36 proporcionando um espaço entre pelo menos uma parte de cada uma das escovas 44 e sua cavidade de escova respectiva 36. A característica de retenção 54 pode ser radialmente deslocada do centro 55 da segunda superfície 48 para pressionar o membro de pressionar 52 e escova 44 para o vértice do ângulo α. Em outras palavras, uma linha de centro 57 ou eixo da característica de retenção 54 pode ser deslocada a partir de uma linha de centro 55 ou eixo da segunda superfície 48, como é geralmente mostrado na Figura 4. A segunda superfície inclinada 48 em combinação com a característica de retenção radialmente deslocada 54 pode fazer o membro de pressionar (s) 52 deslocar elasticamente as escovas 44 lateralmente dentro de suas cavidades de escova 36, e em engate com uma ou mais paredes laterais 56 da cavidade de escova 36, com um espaço entre as outras porções das escovas 44 e suas cavidades de escova 36. Quando as segundas superfícies inclinadas 48 são proporcionadas em uma orientação desejada, as escovas 44 podem ser impelidas para uma parte desejada das cavidades de escova 36.

Na implementação mostrada, a segunda superfície inclinada 48 de cada escova 44 é orientada de modo que cada uma das escovas 44 é impelida para a primeira porção mais estreita 38 da sua cavidade de escova associada 36. Porque, na implementação mostrada, as cavidades da escova 36 são em forma de cunha, deslocando as escovas 44 para a primeira porção mais estreita 38 das cavidades de escova 36 proporciona um menor espaço entre cada uma das escovas 44 e as paredes laterais 56 que definem sua cavidade de escova 36 do que se as escovas fossem deslocadas para a segunda porção mais larga 40. Desta forma, as escovas 44 não podem ser deslocadas em uso, tanto quanto poderiam ser se as escovas 44 fossem localizadas em direção à segunda porção mais larga 40 das cavidades de escova 36, como é geralmente mostrado nas Figuras 6A e 6B que mostram o deslocamento lateral máximo das escovas 44 que é permitido quando as escovas são movidas em direção à primeira porção 38 das cavidades 36. Desta maneira, a posição da escova 44 pode ser melhor controlada e mais consistente a partir da bomba para bombear dentro de um ciclo de produção e entre diferentes ciclos de produção de bombas. Isto pode proporcionar uma transferência de energia mais consistente dentro da bomba 10, e operação mais consistente de motor 14 e bomba de combustível 10.

Além disso, na implementação mostrada, a segunda superfície 48 é formada a partir do mesmo material e, em uma só peça com o resto de cada escova 44, mas a segunda superfície pode ser formada a partir de outro material e em um segundo componente que está em contacto com o resto da escova 44. O segundo componente pode ser ligado à escova, mecanicamente fixado ou simplesmente impelido para o contacto com o resto da escova. Além disso, enquanto a segunda superfície 48 é mostrada como tendo um ângulo de inclinação relativamente uniforme (isto é, a segunda superfície, com exceção da característica de retenção, é mostrada como sendo geralmente plana), a segunda superfície 48 pode ter uma forma ou arranjo diferente. A segunda superfície 48 pode ser curva, com nervuras, em degraus, ondulada, etc, ou ter qualquer outra forma para fazer a escova 44 ser consistentemente posicionada dentro de uma certa área ou desejada da cavidade de escova 36 em uso.

Nesta forma, a força que as molas 52 fornecem sobre as suas respectivas escovas 44 é desigual sobre a segunda superfície 48 de cada uma das escovas 44. Isto é, a força de mola, ou uma força normal ou reação da força de mola, é deslocada ou inclinada em relação a uma linha perpendicular à primeira superfície 46 das escovas 44 e é perpendicular à segunda superfície 48 das escovas 44. Esta força de mola inclinada tende a deslocar as escovas 44 dentro das suas cavidades de escova 36, como já foi descrito, e pode ser orientada para deslocar as escovas 44 para a primeira porção mais estreita 38 das cavidades de escova 36, ou para qualquer outra posição ou localização desejada.

Em outra forma, o membro de pressionar (s) 52 pode aplicar uma força para as escovas 44 que não é perpendicular à primeira superfície 46 da escova 44. No exemplo de uma mola helicoidal, a mola 52 pode ser posicionada em um ângulo β deslocada a partir de uma linha perpendicular à primeira superfície 46, como mostrado pela linha 60 na Figura 3. A mola deslocada 52 proporciona uma força sobre a escova 44 que não é perpendicular à primeira superfície 46 da escova 44 e tende a deslocar a escova 44 lateralmente dentro da sua cavidade de escova 36.

Por conseguinte, as escovas 44 podem ser atuadas por uma força de mola que não é perpendicular à primeira superfície 46 das escovas 44. Isto pode ser feito por angular tanto uma superfície das escovas 44 atuadas por um membro de pressionar (s) 52, por angular o membro de pressionar (s) 52 em relação à escova 44, ou ambos.

Embora as formas da invenção aqui descritas constituam presentemente modalidades preferidas, muitas outras são possíveis. Não se pretende aqui mencionar todas as formas possíveis equivalentes ou ramificações do invento. Entende-se que os termos aqui usados são meramente descritivos e não limitativos, e que várias alterações podem ser feitas sem se afastar do espírito ou âmbito da invenção.

Claims

Bomba de líquido que compreende:
um elemento de bombeamento (12);
um motor elétrico (14) acoplado ao elemento de bombeamento para acionar o elemento de bombeamento (12) para rotação, o motor (14) tendo um comutador (20), cavidades de escova (36), escovas recebidas nas cavidades de escova (36), as escovas (44) tendo uma primeira superfície (46) engatada com o comutador (20), pelo menos um membro de pressionar (52) pressionando a primeira superfície (46) das escovas (44) para engate com o comutador (20);
as cavidades de escova (36) e as escovas (44) recebidas nas mesmas tendo uma seção transversal em forma de cunha com uma primeira porção mais estreita (38) e uma segunda porção mais larga (40) ,
as escovas (44) sendo menores em seção transversal que suas respectivas cavidades de escova (36) e tendo uma segunda superfície (48) afastada da primeira superfície (46), inclinada em um ângulo incluído agudo (α) em relação à primeira superfície (46) e engatada por meio do membro de pressionar (52) para mover as escovas para a direção da primeira porção (38) das suas respectivas cavidades de escova (36) e para engatar com pelo menos uma parede lateral (56) das suas respectivas cavidades de escova (36), a bomba caracterizada pelo fato de que:
as escovas (44) incluem, cada uma, uma característica de retenção (54) associada com o dito pelo menos um membro de pressionar (52) e as características de retenção (54) sendo deslocadas de uma linha de centro (55) da segunda superfície (48) da escovas (36) de modo a pressionar o membro de pressionar (52) e a escova (44) na direção do vértice do dito ângulo.
Bomba, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um membro de pressionar (52) inclui uma mola (52) e a mola (52) é orientada de modo a que o sentido da força que a mola proporciona para uma escova (44) não é perpendicular à primeira superfície (46) da escova (44) que engata o comutador (20).
Bomba, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma força sobre a escova (44) produzida pelo membro de pressionar (52) não é perpendicular à primeira superfície (46) da escova que engata o comutador (20).
Bomba, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma cavidade de escova (36) é fornecida para cada escova (44) e as cavidades de escova (36) são maiores do que as escovas (44), de modo que existe um espaço entre pelo menos uma parte de cada escova (44) e sua cavidade de escova (36) associada, e a segunda superfície inclinada (48) faz a escova (44) ser posicionada em direção a uma porção (38) da cavidade de escova (36) sob a força do membro de pressionar (52).
Bomba, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as cavidades de escova (36) são orientadas de modo que a primeira porção (38) de cada uma das cavidades de escova é orientada radialmente para o interior da segunda porção (40).
Escova, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda superfície (48) é inclinada em um ângulo incluído agudo entre 2 e 30 graus em relação à primeira superfície (46).
Bomba, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a segunda superfície (48) é inclinada em um ângulo incluído agudo entre 2 graus e 30 graus em relação à primeira superfície (46).
Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a primeira superfície (46) que é engatada com o comutador (20) é disposta ao longo da primeira porção mais estreita (48), e a segunda superfície (48) é disposta ao longo da segunda porção mais larga (40) .