ITTO990154U1

ITTO990154U1 - ELECTRIC ENGINE FOR PETROL PUMP OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE.

Info

Publication number: ITTO990154U1
Application number: IT1999TO000154U
Authority: IT
Inventors: Giancarlo Fasola
Original assignee: Bitron Spa
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2001-02-06
Also published as: ITTO990154V0; WO2001011756A1

Description

Descrizione a corredo di una domanda di Brevetto per modello di utilità dal titolo: Motore elettrico per la pompa della benzina di un motore a combustione interna, Description accompanying a patent application for a utility model entitled: Electric motor for the petrol pump of an internal combustion engine,

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato si riferisce ad un motore elettrico, in particolare un motore a commutazione elettronica (brushless), costituente parte della pompa di alimentazione della benzina di un motore a combustione interna. The present invention relates to an electric motor, in particular an electronically commutated (brushless) motor, which is part of the petrol feed pump of an internal combustion engine.

Lo stato della tecnica prevede, per la movimentazione delle pompe di benzina che vengono annegate nei serbatoi, l'utilizzo di motori a corrente continua del tipo provvisto di contatti striscianti (spazzole), che, al momento, rappresentano il migliore compromesso tra funzionalità, durata, e costi di produzione . The state of the art provides, for the handling of petrol pumps that are drowned in the tanks, the use of direct current motors of the type provided with sliding contacts (brushes), which, at the moment, represent the best compromise between functionality and duration. , and production costs.

Tuttavia i motori elettrici a contatti striscianti, sebbene siano producibili a basso costo, e quindi molto appetibili per l'industria automobilistica, presentano dei problemi di durata e di masse in movimento. Infatti, l'usura delle spazzole comporta la sostituzione completa del gruppo motorepompa. Oltre a ciò, il rotore di questo tipo di motori ha una massa relativamente importante, il che porta come conseguenza indesiderata il fatto che rallenta il raggiungimento della velocità di regime, quindi, ritarda la fornitura di benzina nel motore termico. However, electric motors with sliding contacts, although they can be manufactured at low cost, and therefore very attractive for the automotive industry, have problems of duration and of moving masses. In fact, the wear of the brushes involves the complete replacement of the motor-pump unit. In addition to this, the rotor of this type of engine has a relatively large mass, which leads as an undesirable consequence that it slows down the reaching of the operating speed, therefore, delays the supply of gasoline in the combustion engine.

Pertanto i costruttori di pompe di alimentazione di benzina, sono sempre più orientati verso l'impiego di motori elettrici a commutazione elettronica (brushless) che garantiscono una durata notevolmente maggiore ed hanno inerzia inferiore. Therefore, the manufacturers of petrol fuel pumps are increasingly oriented towards the use of electric motors with electronic commutation (brushless) which guarantee a considerably longer life and have lower inertia.

Il problema principale che tuttavia si pone al costruttore, consiste nel costo elevato di questo tipo di motori elettrici, costo che non è compatibile con la politica di riduzione dei costi portata avanti dalle industrie automobilistiche. However, the main problem facing the manufacturer is the high cost of this type of electric motors, a cost that is not compatible with the cost reduction policy pursued by the automotive industries.

Scopo del presente trovato è quello di realizzare un motore elettrico a controllo elettronico che, pur mantenendo un rendimento accettabile, abbia dei costi di produzione a livello di quelli di un motore di usuale impiego. The object of the present invention is to provide an electronically controlled electric motor which, while maintaining an acceptable efficiency, has production costs at the level of those of a commonly used motor.

Detto scopo viene raggiunto dal presente trovato che ha per oggetto un motore elettrico assemblato ad una pompa di alimentazione del combustibile per un motore a combustione interna, composto da un rotore accoppiato in modo girevole ad uno statore per ruotare attorno ad un asse di rotazione, e da un dispositivo elettronico di alimentazione e controllo del motore elettrico stesso, il quale presenta le caratteristiche della prima rivendicazione. Said object is achieved by the present invention which relates to an electric motor assembled to a fuel feed pump for an internal combustion engine, consisting of a rotor coupled in a rotatable manner to a stator to rotate around an axis of rotation, and by an electronic device for feeding and controlling the electric motor itself, which has the characteristics of the first claim.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno chiari dalla descrizione che segue riferita alla figure allegate fornite a titolo di esempio non limitativo e di cui: Further characteristics and advantages will become clear from the following description referring to the attached figures provided by way of non-limiting example and of which:

la figura 1 è una vista in sezione radiale del motore completo del corpo esterno; Figure 1 is a radial sectional view of the motor complete with the outer body;

le figura 2 e 3 sono rispettivamente viste in sezione radiale ed assiale del rotore del motore di figura 1 e Figures 2 and 3 are respectively radial and axial cross-section views of the rotor of the motor of Figure 1 and

la figura 4 illustra in viste frontale il rotore. Figure 4 is a front view of the rotor.

Con riferimento alle figure, con 1 è indicato l'albero del motore elettrico su cui ruota il rotore 2. Tale rotore è costituito da un pacco 4 di lamierini che secondo la forma esemplificativa ma non limitativa illustrata nei disegni sono sagomati sostanzialmente in forma di esagono regolare. Sulle facce dell'esagono sono posizionati sei segmenti magnetici 5, aventi sezione assiale sostanzialmente rettangolare, in alternanza di polarità ed in asse con i piani dell'esagono del pacco 4. With reference to the figures, 1 indicates the shaft of the electric motor on which rotor 2 rotates. This rotor consists of a pack 4 of laminations which, according to the exemplary but non-limiting form illustrated in the drawings, are substantially shaped in the form of a hexagon regular. Six magnetic segments 5 are positioned on the faces of the hexagon, having a substantially rectangular axial section, alternating polarity and in axis with the planes of the hexagon of the pack 4.

La lunghezza del lato dell'esagono corrispondendo sostanzialmente alla lunghezza del lato più lungo del rettangolo, di modo che ciascun segmento magnetico 5 ha uno spigolo interno adiacente a quello del segmento magnetico 5 successivo. The length of the side of the hexagon substantially corresponding to the length of the longer side of the rectangle, so that each magnetic segment 5 has an internal edge adjacent to that of the next magnetic segment 5.

Ovviamente, se il pacco di lamierini 4 ha forma di pentagono o di ottagono od altro, anche i segmenti magnetici 5 saranno in numero pari alle facce del pacco 4. Obviously, if the pack of laminations 4 has the shape of a pentagon or octagon or other, the magnetic segments 5 will also be equal in number to the faces of the pack 4.

I segmenti magnetici 5 sono assemblati al pacco di lamierini 4 tramite costampaggio, con una resina 6 di tipo adatto allo scopo, e preferibilmente con una resina acetalica. The magnetic segments 5 are assembled to the pack of laminations 4 by co-molding, with a resin 6 of a type suitable for the purpose, and preferably with an acetal resin.

II costampaggio ha quattro funzioni: Co-molding has four functions:

1. proteggere i magneti dall'aggressività del fluido carburante 1. protect the magnets from the aggressiveness of the fuel fluid

2. rendere lisce le superfici rotanti per minimizzare le perdite viscose 2. smooth the rotating surfaces to minimize viscous losses

3. rendere facile l'equilibratura del rotore sia per asporto che apporto del materiale 3. to make the balancing of the rotor easy both for removal and addition of the material

4. impedire la centrifugazione dei magneti. 4. prevent centrifugation of the magnets.

Infatti, come si può vedere in particolare nelle figure 3 e 4, il costampaggio del rotore 2 è realizzato in modo che la resina 6 che lo riveste si estende ai due estremi del corpo del rotore con rispettive appendici anulari 19 ricavate nella plastica di costampaggio, le quali consentono di equilibrare il rotore per apporto di materiale, ad esempio applicando materiale di equilibratura nei punti necessari lungo i sottosquadri 20 delle due porzioni anulari 19 (vedi figura 3) o in appositi fori 21 (vedi figura 4) ricavati frontalmente delle stesse porzioni anulari 19; l'equilibratura può anche essere ottenuta asportando parte della resina delle porzioni anulari stesse 19. In fact, as can be seen in particular in Figures 3 and 4, the co-molding of the rotor 2 is made so that the resin 6 that covers it extends to the two ends of the rotor body with respective annular appendages 19 obtained in the co-molding plastic, which allow to balance the rotor by adding material, for example by applying balancing material in the necessary points along the undercuts 20 of the two annular portions 19 (see figure 3) or in special holes 21 (see figure 4) obtained from the front of the same portions ring fingers 19; balancing can also be obtained by removing part of the resin from the annular portions 19 themselves.

La distanza tra i bordi superiori dei segmenti magnetici 5, nell'esempio di rotore illustrato, viene mantenuta di un'entità tale da costituire un buon compromesso, in modo che il motore mantenga una coppia di Cogging sufficientemente bassa coadiuvata dalla dentatura 18 (vedi figura delle scarpe polari 10. The distance between the upper edges of the magnetic segments 5, in the example of the rotor illustrated, is kept to such an extent as to constitute a good compromise, so that the motor maintains a sufficiently low cogging torque assisted by the toothing 18 (see figure of polar shoes 10.

Al tempo stesso, il costo di produzione di questi segmenti magnetici 5 con sezione a parallelepipedo con i lati piani, è grandemente inferiore al costo dei segmenti magnetici di tipo a tegoli che sono normalmente impiegati sui motori elettrici, così da abbassare considerevolmente il costo totale di produzione del motore. At the same time, the production cost of these magnetic segments 5 with parallelepiped section with flat sides, is considerably lower than the cost of the tile-type magnetic segments that are normally used on electric motors, so as to considerably lower the total cost of engine production.

Infatti, i tegoli che sono notoriamente di foggia arcuata e di spessore molto contenuto, hanno un costo di produzione decisamente elevato, molto superiore a dei segmenti magnetici con sezione parallelepipeda a lati piani e spessore non proprio contenuto, anche se, evidentemente, l'efficienza dei tegoli rispetto ai segmenti magnetici del tipo di quelli del presente trovato è maggiore. In fact, the tiles that are notoriously arched in shape and of very low thickness, have a decidedly high production cost, much higher than magnetic segments with parallelepiped section with flat sides and thickness not exactly contained, even if, obviously, the efficiency of the tiles with respect to the magnetic segments of the type of those of the present invention is greater.

Con il numero di riferimento 10 sono indicate le scarpe polari dello statore, in numero di quattro nell'esempio illustrato, formate ciascuna da una pila di lamierini metallici sostanzialmente a forma di T, dove il piede 17 della T è costituito dalla parte delle dette scarpe polari 10 che in uso è rivolta verso il rotore 2. Le scarpe polari sono rivestite tramite costampaggio di un materiale plastico elettricamente isolante 12, intorno cui sono avvolte le matasse di filo 13 che realizzano gli avvolgimenti statorici. The reference number 10 indicates the polar shoes of the stator, four in number in the example illustrated, each formed by a stack of substantially T-shaped metal sheets, where the foot 17 of the T is constituted by the part of said shoes poles 10 which in use faces the rotor 2. The pole shoes are coated by co-molding an electrically insulating plastic material 12, around which the skeins of wire 13 which form the stator windings are wound.

Come si può anche rilevare dalla stessa figura 1, ciascuna scarpa polare 10 è dotata di base 15, opposta al piede 17 a T, che consente di infilare la scarpa stessa in un corrispondente incavo del corpo 14 dello statore dopo aver realizzato l'avvolgimento. Infatti, vista la particolare conformazione dello statore è preferibile realizzare gli avvolgimenti 13 su ciascuna scarpa polare 10 separata e, successivamente, alloggiare le scarpe nelle rispettive sedi o incavi del corpo 14 dello statore. As can also be seen from the same figure 1, each polar shoe 10 is equipped with a base 15, opposite the T-shaped foot 17, which allows the shoe to be inserted into a corresponding recess of the body 14 of the stator after having carried out the winding. In fact, given the particular shape of the stator, it is preferable to make the windings 13 on each separate pole shoe 10 and, subsequently, to house the shoes in the respective seats or recesses of the body 14 of the stator.

Le scarpe polari 10 sono disposte radialmente equidistanti attorno al rotore 2, e sono separate da settori o falsi denti 16, ricavati nel corpo 14 dello statore. The polar shoes 10 are arranged radially equidistant around the rotor 2, and are separated by sectors or false teeth 16, obtained in the body 14 of the stator.

Mentre il presente trovato è stato descritto in collegamento con quanto è al momento considerata la realizzazione più pratica e preferita, si comprende che esso non è limitato alla realizzazione illustrata, ma al contrario, si intende che copra varie modifiche e disposizioni equivalenti incluse nello spirito e nello scopo delle rivendicazioni allegate. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is understood that it is not limited to the illustrated embodiment, but on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included in the spirit and within the scope of the appended claims.

Claims

CLAIMS 1) Electronically commutated electric motor of a fuel feed pump for an internal combustion engine, characterized in that the rotor (2) is mainly constituted by a pack of laminations (4) having a substantially prismatic surface on whose faces respective magnetic segments (5) having a substantially rectangular axial section with flat sides are positioned.

2) Motor according to claim 1 characterized by the fact that the magnetic segments (5) are assembled to the laminations (4) by co-molding with a preferably acetal resin (6) which coats the magnetic segments (5) so as to give a substantially cylindrical configuration to the rotor. 3} Motor according to claim 1 characterized in that the laminations (4) have a hexagonal shaped surface. 4) Motor according to claim 1 characterized in that the length of each side of the pack of laminations (4) substantially corresponds to the length of one of the sides of the magnetic segment (5) applied thereon. 5) Motor according to claim 1 characterized by the fact that each magnetic segment (5) has a parallelepiped configuration. 6) Motor according to claim 1 characterized by the fact that the pole shoes (10) are wound separately from the body (14) of the stator and subsequently applied thereto. 7) Motor according to claim 6 characterized by the fact that the polar shoes (10) have a base (15) opposite the foot (17), facing the rotor (2), equipped with an enlargement suitable to fit longitudinally in a corresponding recess of the body (14) of the stator. 8) Motor according to claim 1 characterized by the fact that the pole shoes (10) of the stator are separated by respective false teeth (16) forming part of the stator. 9) Motor according to claim 1 characterized by the fact that the polar shoes (10) have a toothed surface (18) in correspondence with the air gap. 10) Motor according to claim 2 characterized in that the resin (6) extends with annular appendages (19) from both ends of the rotor body. 11) Motor according to claim 10 characterized by the fact that the rotor is balanced by adding or removing material in correspondence with said annular appendages (19).