AT513976B1 - Schaltbare Zahnradpumpe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine schaltbare Zahnradpumpe (1), insbesondereInnenzahnradpumpe, für ein Fahrzeug, wobei ein Laufrad (2) der Pumpe (1) übereine kraftschlüssige Schaltkupplung (9) durch einen drehfest mit einerAntriebswelle (7) verbundenen oder als Teil dieser ausgebildeten Wellenteil (6)antreibbar ist, wobei die zumindest einen Reibkörper (10) aufweisendeSchaltkupplung (9) innerhalb des Laufrades (2) der Pumpe (1) - vorzugsweisezwischen dem Wellenteil (6) und einer Laufradnabe (2b) des Laufrades (2) -angeordnet ist. Eine besonders kompakte Bauweise wird ermöglicht, wenn derzumindest eine Reibkörper (10) drehfest, vorzugsweise formschlüssig, mit demWellenteil (6) oder dem Laufrad (2) verbunden ist.

Description

Sslraicfete patefttamt AT513 976 B1 2014-09-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine schaltbare Zahnradpumpe, insbesondere Innenzahnradpumpe, für ein Fahrzeug, wobei ein Laufrad der Pumpe über eine kraftschlüssige Schaltkupplung durch einen drehfest mit einer Antriebswelle verbundenen oder als Teil dieser ausgebildeten Wellenteil antreibbar ist, wobei die zumindest einen Reibkörper aufweisende Schaltkupplung innerhalb des Laufrades der Pumpe - vorzugsweise zwischen dem Wellenteil und einer Laufradnabe des Laufrades - angeordnet ist.

[0002] Die EP 1 211 419 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Fördern von Flüssigkeiten mit einer ersten Zahnförderpumpe, die in einer Pumpenkammer ein paar miteinander kämmender Zahnräder aufweist, von denen ein Zahnrad durch eine Antriebswelle rotierend angetrieben wird. In die Pumpenkammer mündet auf einer Saugseite ein Einlass und auf einer Druckseite ein Auslass. In Richtung der Drehachsen der Zahnräder der ersten Zahnradförderpumpe versetzt ist eine weitere Zahnradförderpumpe angeordnet, die in einer Pumpenkammer ein paar miteinander kämmender Zahnräder aufweist. Ein Zahnrad der weiteren Zahnradförderpumpe ist über eine Kupplungsvorrichtung mit der Antriebswelle drehschlüssig koppelbar. Die Kupplungsvorrichtung wird durch den auf der Druckseite der ersten Zahnradförderpumpe vorhandenen Druck derart gesteuert, dass durch diese bei geringem Druck das Zahnrad mit der Antriebswelle drehschlüssig gekoppelt ist und bei höherem Druck von der Antriebswelle getrennt ist. Dadurch wird bei geringem Druck durch beide Zahnradförderpumpen gefördert und bei höherem Druck nur durch die erste Zahnradförderpumpe. Die Kupplungsvorrichtung weist dabei einen Kolben auf, welcher durch eine Feder gegen Spannelemente gedrückt wird, so dass die Spannelemente einerseits gegen das umgebende Zahnrad der weiteren Zahnförderpumpe und andererseits gegen eine Antriebswelle gepresst werden.

[0003] Durch Druckbeaufschlagung wird der Kolben gegen die Kraft der Feder ausgelenkt und die Spannelemente somit entlastet, wodurch die Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad der weiteren Zahnförderpumpe getrennt wird. Eine mit dem Zahnrad oder der Antriebswelle drehfeste, vorzugsweise formschlüssige Verbindung ist nicht vorgesehen.

[0004] Aus der WO 2007/048 380 A1 ist eine Pumpenanordnung mit mindestens zwei Pumpenvorrichtungen bekannt, welche auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet sind, aber voneinander unabhängig fördern können. Die erste Pumpe ist dabei immer drehangetrieben mit der Antriebswelle verbunden und die zweite Pumpe über eine temperaturabhängig betätigbare Drehantriebsverbindung mit der Welle oder dem Rotor der ersten Pumpe verbindbar. Als Verbindungselemente werden verschiedene kraftschlüssige Kupplungen mit Reibkörpern beschrieben, welche durch einen Aktuator gegen Antriebswelle und Laufrad der Pumpe gepresst werden.

[0005] Die EP 1 978 250 A1 zeigt eine pneumatisch betätigte Konuskupplung für einen Kompressor, wobei ein mit einer Antriebswelle verbundener Kupplungskonus pneumatisch entgegen der Kraft einer anpressenden Feder ausgekuppelt werden kann.

[0006] Die DE 10 2004 024 217 B3 beschreibt eine schaltbare Ölpumpe, wobei das Läuferrad einer Stufe durch Auslenken eines Kolbens hydraulisch entgegen der Rückstellkraft einer Feder von einer Antriebswelle getrennt werden kann.

[0007] Die DE 869 156 B2 offenbart ein hydraulisches Pumpenaggregat, wobei ein konischer Kupplungsteil entgegen der Kraft einer Rückstellfeder durch ein Druckmittel geschaltet und das Laufrad einer Pumpe mit einer Antriebswelle wirkverbunden werden kann.

[0008] Weiters ist aus der DE 43 17 645 A1 eine regelbare Zahnradpumpe mit zwei nebeneinander angeordneten Zahnradpaaren bekannt, wobei eine Reibkonusverbindung mit Profilverbindung vorgesehen ist, um ein hydraulisches An- und Abkoppeln von der Antriebswelle zu ermöglichen.

[0009] Die bekannten Einrichtungen zum An- und Abkoppeln der Pumpen haben den Nachteil, dass sie relativ platzaufwendig sind und somit den erforderlichen Bauraum des Aggregats 1/21

ssferieicfectes Sjaseßisml AT513 976B1 2014-09-15 innerhalb eines Fahrzeuges, aber auch das Gesamtgewicht wesentlich erhöhen.

[0010] Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine schaltbare Pumpe mit äußerst geringem Bauraum bereitzustellen.

[0011] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der zumindest eine Reibkörper drehfest, vorzugsweise formschlüssig, mit dem Wellenteil oder dem Laufrad verbunden ist.

[0012] Dadurch, dass die Schaltkupplung praktisch zur Gänze innerhalb des Laufrades der Pumpe integriert ist, wird kein zusätzlicher Bauraum notwendig. Auch das Gesamtgewicht des Aggregates wird durch die Schaltkupplung nicht wesentlich erhöht.

[0013] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schaltkupplung zumindest einen - vorzugsweise mehrere um den Umfang verteilte - Reibkörper aufweist, welche(r) innerhalb der Laufradnabe radial und/oder axial verschiebbar angeordnet ist bzw. sind. Die Reibkörper sind somit in einem innerhalb der Laufradnabe ausgebildeten Hohlraum angeordnet.

[0014] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Reibkörper - im Meridianschnitt betrachtet -kegelig oder keilförmig ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass der oder die Reibkörper an einen mit einem Betätigungsmedium beaufschlagbaren Druckraum grenzt bzw. grenzen.

[0015] Die Reibkörper werden somit durch den hydraulischen oder pneumatischen Druck des Druckmittels axial entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellfeder verschoben. Der Einkoppelvorgang erfolgt dabei durch die Anpresskraft der Rückstellfeder, der Ausrückvorgang durch den hydraulischen oder pneumatischen Druck im Druckraum.

[0016] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass beidseits einer normal auf die Laufradachse angeordneten Mittelebene jeweils zumindest ein Reibkörper um den Wellenteil angeordnet sind, wobei im Bereich der Mittelebene zwischen den beidseits der Mittelebene angeordneten Reibkörpern der Druckraum ausgebildet ist und wobei im Bereich jeder Stirnseite des Laufrades innerhalb der Laufradnabe jeweils zumindest eine Rückstellfeder angeordnet ist.

[0017] Eine andere Ausbildungsform der Erfindung sieht vor, dass beidseits einer normal auf die Laufradachse ausgebildeten Mittelebene jeweils zumindest ein Reibkörper angeordnet ist, wobei an jeder Stirnseite des Laufrades innerhalb der Laufradnabe jeweils ein Druckraum angeordnet ist, und wobei zwischen den beidseits der Mittelebene angeordneten Reibkörpern zumindest eine Rückstellfeder angeordnet ist.

[0018] Bei diesen beiden Varianten weist die Schaltkupplung eine im wesentlichen symmetrische Form hinsichtlich einer Normalebene auf die Laufradachse, vorzugsweise der Mittelebene, auf. Durch die symmetrischen Form und Anordnung erfolgt eine symmetrische Kraftbeaufschlagung, sodass durch den Schaltvorgang keine axialen Kräfte in das Laufrad oder in die Antriebswelle bzw. den Wellenteil eingeleitet werden.

[0019] Ein besonders einfache Ausführung sieht vor, dass auf einer Seite einer normal auf die Laufradachse angeordneten Mittelebene zumindest ein zumindest einen konischen Abschnitt aufweisender Reibkörper um den Wellenteil im Bereich eines ersten kegeligen Abschnittes der Laufradnabe und auf der anderen Seite zumindest ein konischer Wellenbereich des Wellenteils im Bereich eines zweiten kegeligen Abschnittes der Laufradnabe angeordnet ist, wobei der Druckraum im Bereich der Mittelebene zwischen dem Reibkörper und dem konischen Wellenbereich ausgebildet ist und wobei zumindest eine Rückstellfeder sich einerseits am Reibkörper und andererseits am Wellenteil abstützt.

[0020] Eine weitere erfindungsgemäße Variante mit symmetrischer Krafteinleitung sieht vor, dass die Reibkörper am Umfang des Wellenteiles in Führungen radial verschiebbar gelagert sind, wobei die radialen Innenseiten der Reibkörper an den Druckraum grenzen, so dass die radialen Außenseiten der Reibkörper bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes gegen die Laufradnabe gepresst werden.

[0021] Alternativ dazu ist auch eine asymmetrische Kraftbeaufschlagung möglich, indem im 2/21

äs&rreidiSHte pa&aiäiBi AT513 976B1 2014-09-15

Bereich einer Stirnseite des Laufrades innerhalb der Laufradnabe der stirnseitig an den oder die Reibkörper grenzende Druckraum und an der anderen Stirnseite des Laufrades innerhalb der Laufradnabe zumindest eine an dem oder den Reibkörpern angreifende Rückstellfeder angeordnet ist, wobei vorzugsweise der zumindest eine Reibkörper oder die Gruppe der um die Laufradachse verteilten Reibkörpern im Bereich der Mittelebene angeordnet sind.

[0022] In Fällen mit asymmetrischer Krafteinleitung können zusätzliche Mittel zur Aufnahme der eingeleiteten Axialkraft vorgesehen sein, wobei vorzugsweise der Wellenteil und/oder das Laufrad über zumindest ein Axiallager abgestützt ist.

[0023] Alternativ oder zusätzlich kann die axial eingeleitete Kraft über den Wellenteil auf die Lagerung der Antriebswelle übertragen und von dieser aufgenommen werden.

[0024] Eine weitere erfindungsgemäße Variante mit einseitiger Druckbeaufschlagung sieht vor, dass der zumindest eine Druckkörper in Richtung der Laufradachse verschiebbar am Wellenteil oder am Nabenteil gelagert ist, wobei der zumindest eine Druckkörper an seinem schmäleren Ende mit einer Stirnseite an eine mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Druckraum grenzt, und wobei der Druckkörper durch Druckbeaufschlagung des Druckraumes entgegen der Kraft einer Rückstellfeder in Richtung der Laufradachse auslenkbar ist.

[0025] Insbesondere bei Ausführungsvarianten mit einseitiger Druckbeaufschlagung ist es vorteilhaft, wenn die Laufradnabe eine konische Form aufweist.

[0026] Bei symmetrischer Krafteinleitung kann die Laufradnabe eine doppelkonische Form aufweisen, wobei im Bereich der Mittelebene der Durchmesser der Laufradnabe sein Minimum haben kann. Auch der Druckkörper kann eine entsprechende doppelkonische Form aufweisen.

[0027] Alternativ zu einem stirnseitig bezüglich des Reibkörpers angeordneten Druckraumes kann auch vorgesehen sein, dass der Druckraum radial innerhalb des Reibkörpers angeordnet ist, wobei die Reibkörper am Umfang des Wellenteiles in Führungen radial verschiebbar gelagert sind und die radialen Innenseiten der Reibkörper an den Druckraum grenzen, so dass die radialen Außenseiten der Reibkörper bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes gegen die Laufradnabe gepresst werden. Die Reibkörper sind also radial verschiebbar in radialen Führungen des Wellenteils angeordnet und werden durch Druckbeaufschlagung des Druckraumes radial nach außen geschoben, bis am äußeren Umfang vorgesehene Reibflächen der Reibkörpers an entsprechenden Gegenflächen der Laufradnabe fest anliegen und somit eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Laufrad hersteilen. Sobald der Druck im Druckraum abfällt, wird die kraftschlüssige Verbindung zwischen Reibkörper und Laufradnabe unterbrochen und das Laufrad somit vom Antrieb getrennt.

[0028] Um eine einfache Zentrierung und eine gute Reibverbindung zwischen Reibkörper und Druckkörper zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn jeder Reibkörper und jeder mit diesem zusammenwirkende Druckkörper mit jeweils zumindest zwei Reibflächen ausgebildet ist, wobei zwischen den Reibflächen jeweils eine Stufe angeordnet ist.

[0029] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass - vorzugsweise im Bereich eines zylindrischen Abschnittes - zwischen dem Wellenteil und zumindest einem Reibkörper oder zumindest einem Druckkörper zumindest ein Abdichtelement angeordnet ist.

[0030] Weiters kann zwischen zumindest einem Reibkörper und zumindest einem Druckkörper zumindest ein Abdichtelement angeordnet sein. Dadurch lässt sich vermeiden, dass das Druckmittel auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Reibkörpers einen Gegendruck aufbauen kann, wodurch eine ungewollte Axialkraft entstehen und die Betätigung erschweren würde.

[0031] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

[0032] Es zeigen [0033] Fig. 1 eine erfindungsgemäße schaltbare Zahnradpumpe in einem Meridianschnitt in einer ersten Ausführung, 3/21

gs&rreicfectes pa&atsml [0034] Fig. 2 [0035] Fig. 2a [0036] Fig. 3 [0037] Fig. 4 [0038] Fig. 5 [0039] Fig. 6 [0040] Fig. 7 [0041] Fig. 8 [0042] Fig. 9 [0043] Fig. 10 [0044] Fig. 11 [0045] Fig. 12 [0046] Fig. 13 [0047] Fig. 14 [0048] Fig. 14a AT513 976B1 2014-09-15 eine erfindungsgemäße schaltbare Zahnradpumpe in einem Meridianschnitt in einer zweiten Ausführung, eine Variante dazu in einem Schnitt analog zu Fig. 2, eine erfindungsgemäße schaltbare Zahnradpumpe in einem Meridianschnitt in einer dritten Ausführung, diese Zahnradpumpe in einem Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Figur 3, eine Draufsicht auf einen Reibkörper gemäß dem Pfeil V in Figur 4, eine Draufsicht auf einen Reibkörper entsprechend dem Pfeil V in Figur 4 in einer anderen Variante, eine Seitenansicht eines Reibkörpers gemäß dem Pfeil VII in Figur 5 bzw. 6, eine erfindungsgemäße schaltbare Zahnradpumpe in einer vierten Ausführungsvariante, diese Zahnradpumpe in einem Schnitt gemäß der Linie IX-IX in Figur 8, einen Reibkörper entsprechend dem Pfeil X in Figur 9, einen Reibkörper entsprechend dem Pfeil X in Figur 9 in einer Variante, eine erfindungsgemäße schaltbare Zahnradpumpe in einem Meridianschnitt in einer fünften Ausführungsvariante, eine erfindungsgemäße schaltbare Zahnradpumpe in einem Meridianschnitt in einer sechsten Ausführungsvariante, eine erfindungsgemäße schaltbare Zahnradpumpe in einem Meridianschnitt in einer siebenten Ausführungsvariante, und eine erfindungsgemäße schaltbare Zahnradpumpe in einem Meridianschnitt in einer achten Ausführungsvariante.

[0049] Funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0050] Die schaltbare Zahnradpumpe 1, welche als Innenzahnradpumpe ausgebildet ist, weist ein außenverzahntes Laufrad 2 auf, welches mit einem exzentrisch gelagerten innenverzahnten Gegenrad 3 im Zahneingriff steht. Laufrad 2 und Gegenrad 3 sind im Gehäuse 4 der Pumpe 1 drehbar gelagert, welches Gehäuse 4 durch einen Deckel 5 abgedeckt ist. Das um die Laufradachse 2a drehbar gelagerte Laufrad 2 kann über einen Wellenteil 6, der Teil der Antriebswelle 7 ist oder mit dieser drehfest verbunden ist, angetrieben werden, welche über Wälzlager 8 gelagert ist. Innerhalb der Laufradnabe 2b des Laufrades 2 ist eine Schaltkupplung 9 angeordnet, welche einen oder mehrere bewegliche Reibkörper 10 aufweist.

[0051] Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsvariante weist die Schaltkupplung 9 zwei Baugruppen A, B von keilförmigen Reibkörpern 10 beidseits einer normal zur Laufradachse 2a angeordneten Mittelebene ε auf, wobei im Bereich der Mittelebene ε zwischen den Reibkörpern 10 der beiden Baugruppen A, B ein Druckraum 11 innerhalb der Laufradnabe 2b angeordnet ist. Die keilförmigen Reibkörper 10 sind drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Laufrad 2 verbunden. Die drehfeste Verbindung kann über axiale Nuten oder - ähnlich wie im Folgenden noch anhand der Fig. 2 gezeigt - über Mitnahmebolzen erfolgen, welche in axial langgestreckten Nuten des jeweils anderen Verbindungspartners mit geringem Spiel geführt sind.

[0052] Jede Baugruppe A, B besteht aus einem Reibkörper 10 und einem um den Wellenteil 6 angeordneten und mit diesem drehfest verbundenen hülsenartigen Druckkörper 12 besteht, wobei der Druckkörper 12 jeder Baugruppe A, B einen Druckkonus 12', 12" aufweist, auf welchen sich der Reibkonus des entsprechend entgegenwirkenden Reibkörpers 10 abstützt. Jeder der keilförmige Reibkörper 10 grenzt mit seiner Schmalseite an den Druckraum 11 und kann durch den Druck im Druckraum 11 entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfedern 13 in Längs- 4/21

ssferieicfectes Sjaseßisml AT513 976 B1 2014-09-15 richtung der Laufradachse 2a ausgelenkt werden. Durch die Rückstellfedern 13 werden die Reibkörper 10 gegen den Druckkörper 12 und gegen die Laufradnabe 2b gepresst, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Reibkörpern 10 und der Laufradnabe 2b hergestellt wird. Jeder Reibkonus und jeder Druckkonus ist dabei gestuft ausgeführt, wobei der Reibkonus des Reibkörpers 10 abgestufte Reibflächen 10a, 10b und der Druckkonus des Druckkörpers 12 abgestufte Druckflächen 12a, 12b aufweist. Im eingekuppelten Zustand kommen abgestufte Reibflächen 10a, 10b der Reibkörper 10 auf entsprechenden abgestuften Druckflächen 12a, 12b der Druckkörper 12 zu liegen. Die mit 10c bzw. 12c bezeichneten Stufen zwischen den Reibflächen 10a, 10b der Reibkörper 10 bzw. Druckflächen 12a, 12b und Druckkörper 12 verbessern die Zentrierung der Reibkörper 10 und Druckkörper 12 und die Kraftübertragung. Zwischen den beiden Druckkörpern 12 ist eine Distanzhülse 12d angeordnet. Jeder Druckkörper 12 ist über Sicherungsringe 14 gegen Bewegungen längs des Wellenteils 6 gesichert und über Abdichtelemente 30 gegenüber dem Wellenteil 6 und Abdichtelemente 31 gegenüber dem Reibkörper 10 abgedichtet, wobei die Abdichtelemente 30, 31 beispielsweise als O-Ringdichtungen ausgebildet sein können. Im Bereich der Abdichtelemente 30, 31 sind die Abdichtpartner Druckkörper 12 - Wellenteil 6, bzw. Druckkörper 12, Reibkörper 10 jeweils zylindrisch geformt . Die Druckbeaufschlagung pin des Druckraumes 11 erfolgt über zumindest eine Druckbohrung 15 innerhalb des Deckels 5, und kann bei allen Ausführungen gegebenenfalls innerhalb des Wellenteils 6 über zumindest eine erste radiale Druckbohrung 15a, eine axiale Druckbohrung 15b und zumindest eine in den Druckraum 11 mündende zweite radiale Druckbohrung 15c des Wellenteils 6, wobei die ersten und zweiten radialen Druckbohrungen an verschiedenen Enden der zentralen axialen Druckbohrung 15b angeordnet sind. Die als Sackbohrung ausgebildete axiale Druckbohrung 15b ist dabei im Bereich der ersten radialen Druckbohrung 15a durch einen Stopfen 15d verschlossen, und nur mit den radialen Druckbohrungen 15a, 15c mit einer Druckquelle bzw. mit dem Druckraum 11 verbunden. Dadurch, dass die axiale Druckbohrung 15b an beiden Enden in axialer Richtung die gleichen Druckangriffsflächen aufweist, heben sich die dadurch die Druckbeaufschlagung aufgebrachten Kräfte in axialer Richtung auf. Diese Druckbohrungsanordnung kann im Prinzip bei jeder der hier vorgestellten Ausführungsvarianten verwendet werden. Die Druckbohrung 15 steht über ein nicht weiter dargestelltes Schaltventil mit einer hydraulischen oder pneumatischen Druckquelle in Verbindung. Im drucklosen Zustand werden die Reibkörper 10 durch die Rückstellfedern 13 nach Innen in Richtung der Ebene der Mittelebene ε an die Reibkörper 10 gepresst und somit eine kraftschlüssige Verbindung geschaffen. Die Zahnradpumpe 1 ist somit eingekuppelt und das Laufrad 2 mit dem Wellenteil 6 antriebsverbunden.

[0053] Zum Auskuppeln wird der Druckraum 11 über die Druckbohrungen 15, 15a, 15b, 15c mit hydraulischem oder pneumatischem Druck beaufschlagt, wodurch die Reibkörper 10 in axialer Richtung von der Mittelebene ε weg gegen die Kraft der Rückstellfedern 13 ausgelenkt und somit die Reibverbindung zwischen Reibkörper 10 und Druckkörper 12 gelöst wird.

[0054] Ähnlich wie in Fig. 1 sind auch bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Reibkörper 10 beidseits einer Mittelebene ε - hier allerdings direkt auf dem Wellenteil 6 - angeordnet. Zum Unterschied zu Fig. 1 sind im Bereich jeder Stirnseite 2', 2" des Laufrades 2 innerhalb der Laufradnabe 2b Druckräume 11a, 11b angeordnet, wobei die im Wesentlichen keilförmigen Reibkörper 10 mit ihren schmäleren Stirnseiten an die Druckräume 11a, 11b angrenzen. Die der an verschiedenen Seiten der Normalebene ε angeordneten Reibkörper 10 der Baugruppen A, B werden durch Rückstellfedern 13 nach außen in Richtung der Stirnseiten 2', 2" des Laufrades 2 gedrückt, wobei die Reibkörper 10 an Druckkörpern 12 anliegen, und wobei abgestufte Reibflächen 10a, 10b der Reibkörper 10 auf entsprechenden abgestuften Druckflächen 12a, 12b der Druckkörper 12 zu liegen kommen. Die Stufen zwischen den Reibflächen 10a, 10b der Reibkörper 10 bzw. den Druckflächen 12a, 12b der Druckkörper 12 sind mit 10c bzw. 12c bezeichnet. Sie ermöglichen eine verbesserte Zentrierung und verbessern die Kraftübertragung.

[0055] Zwischen den auf unterschiedlichen Seiten der Mittelebene ε angeordneten Druckkörpern 12 ist eine Distanzhülse 12d angeordnet. Die drehfest mit dem Laufrad 2 ausgebildeten 5/21

ss&rreidiSHte fsäseßtestf AT513 976B1 2014-09-15

Druckkörper 12 sind durch Sicherungsringe 14 gegen axiale Verschiebung gesichert. Die Sicherungsringe 14 sind in Nuten der Laufradnabe 2b angeordnet. Die axial verschiebbaren, aber drehtest mit dem Wellenteil 6 verbundenen Reibkörper 10 sind über Abdichtelemente 30 gegenüber dem Wellenteil 6 und Abdichtelemente 31 gegenüber dem Druckkörper 12 abgedichtet, wobei die Abdichtelemente 30, 31 beispielsweise als O-Ringdichtungen ausgebildet sein können. Im Bereich der Abdichtelemente 30, 31 sind die Abdichtpartner Reibkörper 10 - Wellenteil 6, bzw. Druckkörper 12 - Reibkörper 10 jeweils zylindrisch geformt. Die drehfeste, aber axial flexible Verbindung zwischen Wellenteil 6 und Reibkörper 10 erfolgt beispielsweise jeweils durch zumindest einen Mitnahmebolzen 33 pro Reibkörper 10, welcher in einer radialen Bohrung des Wellenteils 6 fest angeordnet und in einer Richtung der Laufradachse 2a langgestreckten Nut 34 des Reibkörpers 10 mit geringem Spiel geführt ist. Die Positionen von Mitnahmebolzen 33 und Nut 34 können auch vertauscht sein, so dass die Nut auch im Wellenteil 6 und der Mitnahmebolzen im Reibkörper 10 fest angeordnet sein kann. Die Druckräume 11a, 11b werden durch Druckbohrungen 15 im Deckel 5 und eine axiale Druckbohrung 15b und zumindest eine radiale Druckbohrung 15c im Wellenteil 6 mit Druck pin beaufschlagt. In Fig. 2 ist eine axiale Druckbohrung 15 im Deckel 5 eingezeichnet, wodurch bei Druckbeaufschlagung eine geringe axiale Kraft in den Wellenteil 6 eingeleitet wird, welche zum Beispiel durch ein Axiallager aufgenommen wird. Diese Einleitung der axialen Kraft kann vermieden werden, wenn - analog zu Fig. 1 - die Druckbohrungen 15 radial im Deckel 5 angeordnet sind und das freie Ende der axialen Bohrung 15b im Wellenteil 6 durch einen Stopfen 15d verschlossen wird.

[0056] Durch die Druckbeaufschlagung werden die Reibkörper 10 in axialer Richtung gegen die Rückstellkraft der Rückstellfedern 13 ausgelenkt, wodurch die Schaltkupplung 9 geöffnet und das Laufrad 2 von der Antriebswelle 7 getrennt wird. Das Schließen der Schaltkupplung 9 erfolgt bei Druckentlastung der Druckräume 11a, 11b durch die Kraft der Rückstellfedern 13.

[0057] Das in Fig. 2a gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von Fig. 2 dadurch, dass der Wellenteil 6 am Reibkörper 10 der in Fig. 2a links eingezeichneten Baugruppe A durch einen Sicherungsring 14a axial abgestützt ist, wodurch die bei Druckbeaufschlagung durch das Druckmedium eingeleiteten axialen Kräfte aufgenommen werden können.

[0058] Die Ausführungen gemäß den Fig. 1, 2 und 2a haben durch die bezüglich der Mittelebene ε symmetrische Ausbildung den Vorteil, dass keine Kraftkomponente in axialer Richtung als Reaktion auf die Kupplungskraft in das System eingeleitet wird, sodass zusätzliche Maßnahmen zur axialen Lagerung des Wellenteiles 6 oder der Antriebswelle 7 nicht unbedingt erforderlich sind.

[0059] Dagegen zeigt Fig. 3 eine Ausführungsvariante mit asymmetrischer Krafteinleitung. Dabei sind in einem Ringraum innerhalb der Laufradnabe 2b zwischen Laufradnabe 2b und einem kegelförmigen Druckkörper 12 eine Anzahl von keilförmigen Reibkörpern 10 - im Ausführungsbeispiel sechs Reibkörper 10 - um den Umfang verteilt angeordnet. Wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, sind die Reibkörper 10 dabei in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. In den Abstand zwischen zwei Reibkörpern 10 greift jeweils ein durch einen axialen Vorsprung gebildeter Zahn 6a des Wellenteils 6 ein, wodurch die Drehbewegung des Wellenteils 6 auf die Reibkörper 10 übertragen wird. Der radial innerhalb der Reibkörper 10 angeordnete kegelförmige Druckkörper 12 wird durch eine Rückstellfeder 13 in axialer Richtung gegen die Reibkörper 10 gepresst. Der Druckkörper 12 grenzt mit seiner der Rückstellfeder 13 abgewandeten schmäleren Stirnseite an einen Druckraum 11, welcher durch einen in die mit dem Wellenteil 6 verschraubten Stopfen 16 verschlossen wird, dessen Gewinde mit 16a bezeichnet ist. Der Stopfen 16 und der Deckel 5 weisen jeweils eine Druckbohrung 15b, 15 auf, über welche der Druckraum 11 mit Druckbeaufschlagt werden kann. Die Zuführung des Druckmittels erfolgt über eine axiale Druckbohrung 15 im Deckel 5. Alternativ dazu kann die Zufuhr des Druckmittels auch über eine radiale Druckbohrung im Deckel 5 erfolgen, wie bereits bei der Fig. 1 erläutert wurde. Von der Druckbohrung 15 gelangt das Druckmedium in die axiale Druckbohrung 15b im mit dem Wellenteil 6 verbundenen Stopfen 16 und weiter in den Druckraum 11. Auch hier wird die Schaltkupplung 9 durch Druckbeaufschlagung des Druckraumes 11 geöffnet und durch Druckentlastung geschlossen, wobei in der Schließstellung der Schaltkupplung 9 der Druckkörper 12 durch 6/21 feferrskhssch« pateßterBi AT513 976B1 2014-09-15 die Rückstellfeder 13 gegen die Reibkörper 10 gepresst wird. Dadurch werden die Reibkörper 10 radial nach außen gegen die Laufradnabe 2b gedrückt und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Reibkörpern 10 und dem Laufrad 2 hergestellt. Ein zylindrischer Abschnitt 12e des Druckkörpers 12 ist z u m Wellenteil 6 hin über zumindest ein Abdichtelement 30, beispielsweise zumindest einen in einer Ringnut des Druckkörpers 12 oder Wellenteils 6 angeordnete O-Ring, abgedichtet. Somit kann das Druckmittel in dem dem Druckraum 11 gegenüberliegenden Federraum 13a keinen Gegendruck aufbauen.

[0060] Die Reibkörper 10 und/oder die Laufradnabe 2b weisen an der radialen Außenseite jeweils einen Reibbelag 17 auf, welche Reibbelege 17 bei Schließen der Schaltkupplung 9 gegen die Laufradnabe 2b gepresst werden, wie mit dem Pfeil P in Fig. 4 angedeutet ist.

[0061] Wie in den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, können die Reibkörper einen rechteckigen Grundriss (Fig. 5) aufweisen, wobei die Ecken abgerundet sein können (Fig. 6). Aus Fig. 7 geht deutlich die keilförmige Gestalt der Reibkörper 10 hervor. Der Keilwinkel bzw. Kegelwinkel α der Reibkörper 10 und Druckkörper 12 wird (bei allen Ausführungen) mindestens so gewählt, dass eine Selbsthemmung sicher vermieden werden kann.

[0062] Die Fig. 8 bis 11 zeigen eine andere Ausführungsvariante, bei der die an die Laufradnabe 2b grenzenden Reibkörper 10 nicht durch einen Druckkörper, sondern direkt durch den hydraulischen oder pneumatischen Druck radial nach außen gepresst werden. Die Reibkörper 10 sind dabei in Nuten 18 des Wellenteils 6 radial verschiebbar gelagert. Die radiale Innenflächen 10e der Reibkörper 10 grenzen dabei an einen durch einen Hohlraum des Wellenteils 6 gebildeten Druckraum 11, wobei in den Druckraum 11 im Wellenteil 6 und im Deckel 5 angeordnete Druckbohrungen 15b, 15 einmünden. Eine Rückstellfeder für die Reibkörper 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen. Bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes 11 werden die Reibkörper 10 radial nach außen bewegt, wobei die Reibbeläge 17 gegen die Laufradnabe 2b gepresst werden und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Reibkörpern 10 und dem Laufrad 2 entsteht - das Laufrad 2 ist somit an die Antriebwelle 7 angekoppelt. Zur Unterbrechung des Antriebes wird der Druckraum 11 druckentlastet, wodurch die kraftschlüssige Verbindung beendet wird und die Reibkörper 10 von der Laufradnabe 2b gelöst werden. Auch bei dieser Ausführungsvariante werden keine bzw. nur kleine zusätzlichen axialen Kräfte in den Wellenteil 6 und die Antriebswelle 7 eingeleitet, wenn ebenfalls wie in Fig. 1 beschrieben eine radiale Druckmittelzuführung angebracht wird - eine separate axiale Abstützung des Wellenteiles 6 ist somit nicht erforderlich.

[0063] Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei der ein kegelförmiger Reibkörper 10 durch eine Rückstellfeder 13 gegen eine entsprechend konisch gestaltete Laufradnabe 2b gepresst wird. Die Kegelwinkel α des Reibkörpers 10 und der Laufradnabe 2b sind groß genug gewählt, um eine Selbsthemmung vermeiden zu können. Der Reibkörper 10 ist an seiner radialen Innenseite axial am Wellenteil 6 geführt und formschlüssig mit dem Wellenteil 6 drehverbunden. Die Formschlussverbindung zwischen dem Wellenteil 6 und dem Reibkörper 10 ist mit Bezugszeichen 19 angedeutet. Ein außenzylindrischer Abschnitt 10e des Reibkörpers 10 ist gegenüber einem innenzylindrischen Abschnitt 2e des Laufrades 2 über zumindest ein Abdichtelement 30, beispielsweise zumindest einen in einer Ringnut des Reibkörpers 10 oder der Laufradnabe 2b angeordnete O-Ring, abgedichtet. Ein innenzylindrischer Abschnitt 10f des Reibkörpers 10 ist gegenüber dem Wellenteil 6 über einen in einer Ringnut des Reibkörpers 10 oder des Wellenteiles 6 angeordnetes Abdichtelement 32, beispielsweise einen O-Ring, abgedichtet. Somit kann das Druckmittel in dem dem Druckraum 11 gegenüberliegenden Federraum 13a keinen Gegendruck aufbauen.

[0064] Die der Rückstellfeder 13 entgegengesetzt angeordnete schmälere Stirnseite 10d des Reibkörpers 10 grenzt an einen Druckraum 11 innerhalb der Laufradnabe 2b im Bereich der dem Deckel 5 zugewandten Stirnseite 2' des Laufrades 2. Der Druckraum 11 ist über eine Bohrung 15a im Deckel 5 mit hydraulischem oder pneumatischem Druck beaufschlagbar. Bei dieser Variante wird eine axiale Kraftkomponente in den Wellenteil 6 eingeleitet, weshalb eine durch Bezugszeichen 20 angedeutete axiale Wellenabstützung erforderlich ist. Die Wellenab- 7/21

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Stützung 20 weist im Ausführungsbeispiel einen ersten Sicherungsring 20a auf einem äußeren Umfangsbereich im Endbereich 6c des Wellenteils 6 und einen zweiten Sicherungsring 20b auf einem inneren Umfangsbereich einer Hülse 5a auf, zwischen welchen eine gelochten Scheibe 20c angeordnet ist. Die Hülse 5a ist zumindest in axialer Richtung fest mit dem Deckel 5 verbunden.

[0065] Figur 13 zeigt eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe 1, mit einer innerhalb des Laufrades 2 angeordneten Schaltkupplung 9. Dabei ist ein an die Laufradnabe 2b angrenzender, axial gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder 13 verschiebbarer Reibkörper 10 mit konischen inneren Reibflächen 10a, 10b vorgesehen, wobei zwischen den Reibflächen 10a, 10b eine Stufe 10c ausgebildet ist. Die Rückstellfeder 13 stützt sich über einen axialen Sicherungsring 14 am Laufrad 2 ab. An der der Rückstellfeder 13 gegenüberliegenden schmäleren Stirnseite des Reibkörpers 10 weist dieser einen beispielsweise in den Reibkörper 10 eingeschraubten Kolben 21 auf, welcher an einen Druckraum 11 grenzt. Der Druckraum 11 ist über einen Druckkanal 15 im Deckel 5, einen axialen Druckkanal 15b und zumindest einen radialen Druckkanal 15c im Wellenteil 6 mit pneumatischen oder hydraulischen Druck beaufschlagbar. Um axiale Kräfte auszugleichen, grenzt axial dem ringförmig ausgebildeten Kolben 21 gegenüberliegend eine ringförmige Druckscheibe 210 an den Druckraum 11, wobei ein zentraler Bereich 6b des Wellenteils 6 sowohl den Kolben 21, als auch die Druckscheibe 210 durchdringt. Zumindest der Kolben 21 ist dabei über mindestens ein inneres und/oder ein äußeres Abdichtelement 30 zum Wellenteil 6 hin abgedichtet, wobei das Abdichtelement 30 durch ein in einer Nut des Kolbens 21 oder des Wellenteils 6 angeordneten O-Ring gebildet sein kann. Auf der dem Druckraum 11 abgewandten Seite der Druckscheibe 210 ist dabei ein beispielsweise ringförmiges Sicherungselement 211 angeordnet, welches an der Druckscheibe 210 anliegt. Über die über den Druckraum 11 axial mit Druck beaufschlagten Druckscheibe 210 und das Sicherungselement 211 wird eine nach links in Fig. 13 wirkende axiale Gegenkraft aufgebracht, welcher der durch das Druckmedium eingeleiteten Öffnungskraft entgegenwirkt.

[0066] Durch die Rückstellfeder 13 wird der Reibkörper 10 mit seinen konischen Reibflächen 10a, 10b gegen entsprechend konisch geformte Gegen-Reibflächen 12a, 12b eines am Wellenteil 6 drehfest und axial unverschiebbar befestigten Druckkörpers 12 gepresst, wodurch Reibkörper 10 und Druckkörper 12 reibschlüssig verbunden werden. Gleichzeitig wird der Reibkörper 10 gegen die konisch geformte Laufradnabe 2b gepresst, wodurch auch hier eine kraftschlüssige Verbindung entsteht. Im geschlossenen Zustand der Schaltkupplung 9 ist der Druckraum 11 druckentlastet, die kraftschlüssige Verbindung wird nur durch die Rückstellfeder 13 bewirkt. Zum Öffnen der Schaltkupplung 9 wird der Druckraum 11 mit Druck beaufschlagt, wodurch der Reibkörper 10 über den Kolben 21 in axialer Richtung gegen die Kraft der Rückstellfeder 13 - in Fig. 13 nach rechts - bewegt wird, und somit die Antriebsverbindung zwischen dem Wellenteil 6 der Antriebswelle 7 und dem Laufrad 2 getrennt wird.

[0067] Die Stufe 10c bzw. 12c des Reibkörpers 10 bzw. des Druckkörpers 12 ermöglicht auch hier eine verbesserte Zentrierung und wirkt sich außerdem vorteilhaft auf die Kraftübertragung aus.

[0068] Die in Fig. 14 dargestellte Ausführung zeigt eine eine Schaltkupplung 9 aufweisende Zahnradpumpe 1 mit einem Laufrad 2 mit einer doppelkonischen Laufradnabe 2b, wobei die Innenseite der Laufradnabe 2b zwischen einem ersten kegeligen Abschnitt 2b' und einem zweien kegeligen Abschnitt 2b" einen zylindrischen Abschnitt 2e aufweist. Die Laufradnabe 2b ist dabei so gestaltet, dass sie den geringsten Durchmesser im Bereich einer Mittelebene ε aufweist. Zwischen dem Wellenteil 6 und der Laufradnabe 2b sind zwei axial verschiebbare und drehfest mit dem Wellenteil 6 verbundene Reibkörpern 10 angeordnet, wobei die Drehverbindung zwischen Wellenteil 6 und Reibkörpern 10 über radial im Wellenteil 6 verankerte Mitnahmebolzen 33 erfolgt, welche in länglichen Nuten 34 an der inneren zylindrischen Mantelfläche der Reibkörper 10 mit geringem Spiel geführt sind. Die beiden Reibkörper 10 sind mit den sich verjüngenden Seiten einander zugewandt und so mit axialem Abstand angeordnet, dass zwischen den beiden Reibkörpern 10 ein Druckraum 11 ausgebildet ist. Die axial verschiebbaren 8/21 feterreidissch« pateHtsmi AT513 976 B1 2014-09-15

Reibkörper 10 werden durch Rückstellfedern 13, welche sich - zum Teil über einen Sicherungsring 14 - am Wellenteil 6 abstützen, gegen die Laufradnabe 2b gepresst. Die Außenflächen der Reibkörper 10 und/oder die Innenseite der Laufradnabe 2b kann mit Reibbelägen ausgestattet sein. Die äußeren Mantelbereiche der Reibkörper 10 sind entsprechend den kegeligen Abschnitten 2b', 2b" der Laufradnabe 2b ebenfalls jeweils mit einem konischen und einem zylindrischen Abschnitt versehen, wobei jeder Reibkörper 10 im zylindrischen Abschnitt 10e über mindestens ein inneres und/oder äußeres Abdichtelement 35 gegenüber der Laufradnabe 2b und/oder zum Wellenteil 6 hin abgedichtet ist. Jedes Abdichtelement 35 kann durch einen in einer Ringnut des Reibkörpers 10 oder der Laufradnabe 2b angeordneten O-Ring gebildet sein.

[0069] Die Druckbeaufschlagung erfolgt - wie bereits bei Fig. 1 beschrieben - über zumindest eine radiale Druckbohrung 15 im Deckel 5, eine erste radiale Druckbohrung 15a des Wellenteils 6, eine axiale Druckbohrung 15b des Wellenteils 6 und zumindest eine in den Druckraum 11 mündende zweite radiale Druckbohrung 15c des Wellenteils 6, wobei die ersten und zweiten radialen Druckbohrungen 15a, 15c an verschiedenen Enden der zentralen axialen Druckbohrung 15b angeordnet sind. Die als Sackbohrung ausgebildete axiale Druckbohrung 15b ist dabei im Bereich der ersten radialen Druckbohrung 15a durch einen Stopfen 15d verschlossen, und nur über die radialen Druckbohrungen 15a, 15c mit einer Druckquelle bzw. mit dem Druckraum 11 verbunden. Dadurch, dass die axiale Druckbohrung 15b an beiden Enden in axialer Richtung die gleichen Druckangriffsflächen aufweist, heben sich die dadurch die Druckbeaufschlagung aufgebrachten Kräfte in axialer Richtung auf. Die Druckbohrung 15 steht über ein nicht weiter dargestelltes Schaltventil mit einer hydraulischen oder pneumatischen Druckquelle in Verbindung.

[0070] Im drucklosen Zustand werden die Reibkörper 10 durch die Rückstellfedern 13 nach Innen in Richtung der Mittelebene ε an die kegeligen Abschnitte 2b', 2b" der Laufradnabe 2b gepresst und somit eine kraftschlüssige Verbindung geschaffen. Die Zahnradpumpe 1 ist somit eingekuppelt und das Laufrad 2 mit dem Wellenteil 6 antriebsverbunden.

[0071] Zum Auskuppeln wird der Druckraum 11 über die Druckbohrungen 15, 15a, 15b, 15c mit hydraulischem oder pneumatischem Druck beaufschlagt, wodurch die Reibkörper 10 in axialer Richtung von der Mittelebene ε weg gegen die Kraft der Rückstellfedern 13 ausgelenkt und somit die Reibverbindung zwischen Reibkörper 10 und den kegeligen Abschnitten 2b', 2b" der Laufradnabe 2b gelöst wird.

[0072] Auch hier bewirkt die bezüglich der Mittelebene ε symmetrische Ausbildung, dass keine Kraftkomponente in axialer Richtung als Reaktion auf die Kupplungskraft in das System eingeleitet wird, sodass zusätzliche Maßnahmen zur axialen Lagerung des Wellenteiles 6 oder der Antriebswelle 7 nicht unbedingt erforderlich sind.

[0073] Die Variante gemäß Fig. 14 hat den Vorteil, dass ein sehr geringer Teileaufwand erforderlich ist.

[0074] Fig. 14a zeigt eine Weiterentwicklung der in Fig. 14 gezeigten Ausführung, welche sich von dieser dadurch unterscheidet, dass zwischen dem Wellenteil 6 und der Laufradnabe 2b nur ein axial verschiebbarer und drehfest mit dem Wellenteil 6 verbundener Reibkörpern 10 angeordnet ist, wobei die Drehverbindung zwischen Wellenteil 6 und Reibkörper 10 wieder über einen radial im Wellenteil 6 verankerten Mitnahmebolzen 33 erfolgt, welcher in einer länglichen Nut 34 an der inneren zylindrischen Mantelfläche des Reibkörpers 10 mit geringem Spiel geführt ist. An Stelle des zweiten (in Fig. 14 rechten) Reibkörpers 10 weist der Wellenteil 6 einen konischen Wellenbereich 610 im Bereich des in Fig. 14a zweiten kegeligen Abschnittes 2b" der Laufradnabe 2b auf. Die Reibkörper 10 und der konische Wellenbereich 610 sind mit den sich verjüngenden Seiten einander zugewandt und somit axialem Abstand angeordnet, dass zwischen dem Reibkörper 10 und der schmäleren Stirnseite 610a des konischen Wellenbereichs 610 ein Druckraum 11 ausgebildet ist. Der axial verschiebbare Reibkörper 10 wird durch eine Rückstellfeder 13, welche sich übereinen Sicherungsring 14 am Wellenteil 6 abstützt, gegen den ersten kegeligen Abschnitt 2b' der Laufradnabe 2b gepresst. 9/21 eitiriddiiate p3&ßt3!Bt AT513 976B1 2014-09-15 [0075] Die Außenfläche des Reibkörpers 10, des konischen Wellenbereichs 610 und/oder die kegeligen Abschnitte 2b', 2b" der Laufradnabe 2b können mit Reibbelägen ausgestattet sein. Die äußeren Mantelbereiche des Reibkörpers 10 und des konischen Wellenbereichs 610 sind entsprechend der Laufradnabe 2b ebenfalls jeweils mit einem konischen und einem zylindrischen Abschnitt versehen, wobei der Reibkörper 10 im zylindrischen Abschnitt 10e über mindestens ein inneres und/oder äußeres Abdichtelement 35 gegenüber der Laufradnabe 2b und/oder zum Wellenteil 6 hin, und der konische Wellenbereich 610 im zylindrischen Abschnitt 61 Oe über mindestens ein Abdichtelement 35 gegenüber der Laufradnabe 2b abgedichtet ist. Jedes Abdichtelement 35 kann durch einen in einer Ringnut des Reibkörpers 10 oder der Laufradnabe 2b angeordneten O-Ring gebildet sein.

[0076] Die Druckbeaufschlagung erfolgt, wie bei Fig. 14 beschrieben, über zumindest eine radiale Druckbohrung 15 im Deckel 5, eine erste radiale Druckbohrung 15a des Wellenteils 6, eine axiale Druckbohrung 15b des Wellenteils 6 und zumindest eine in den Druckraum 11 mündende zweite radiale Druckbohrung 15c des Wellenteils 6, wobei die ersten und zweiten radialen Druckbohrungen 15a, 15c an verschiedenen Enden der zentralen axialen Druckbohrung 15b angeordnet sind. Auch hier ist die als Sackbohrung ausgebildete axiale Druckbohrung 15b im Bereich der ersten radialen Druckbohrung 15a durch einen Stopfen 15d verschlossen, und nur über die radialen Druckbohrungen 15a, 15c mit einer Druckquelle bzw. mit dem Druckraum 11 verbunden. Die durch die Druckbeaufschlagung aufgebrachten Kräfte in axialer Richtung heben sich auch hier auf.

[0077] Im drucklosen Zustand wird der Reibkörper 10 durch die Rückstellfeder 13 nach innen in Richtung der Mittelebene ε an den ersten kegeligen Abschnitt 2b' der Laufradnabe 2b gepresst und somit eine kraftschlüssige Verbindung geschaffen.

[0078] Gleichzeitig wird der Wellenteil 6 über den Sicherungsring 14 in Fig. 14a nach links gedrückt und dadurch der konische Wellenbereich 610 des Wellenteils 6 - im Rahmen des axialen Spiels des Wellenteils 6 - an den zweiten kegeligen Abschnitt 2b" der Laufradnabe 2b gepresst, wodurch auch hier eine kraftschlüssige Verbindung erfolgt. Die Zahradpumpe 1 ist somit eingekuppelt und das Laufrad 2 mit dem Wellenteil 6 antriebsverbunden.

[0079] Zum Auskuppeln wird - wie in Fig. 14 - der Druckraum 11 über die Druckbohrungen 15, 15a, 15b, 15c mit hydraulischem oder pneumatischem Druck beaufschlagt, wodurch der Reibkörper 10 in axialer Richtung von der Mittelebene ε weg gegen die Kraft der Rückstellfeder 13 ausgelenkt und somit die Reibverbindung zwischen Reibkörper 10 und dem ersten kegeligen Abschnitt 2b' der Laufradnabe 2b gelöst wird. Gleichzeitig wird durch den an der schmäleren Stirnseite 610a des konischen Wellenbereichs 610 anliegenden Druck im Druckraum 11 auch der Wellenteil 6 entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfeder 13 im Rahmen des axialen Spieles - in Fig. 14a nach rechts - verschoben und somit die Reibverbindung zwischen dem konischen Wellenbereich 610 und dem zweiten kegeligen Abschnitt 2b" der Laufradnabe 2b gelöst.

[0080] Auch hier bewirkt die bezüglich der Mittelebene ε im Wesentlichen symmetrische Ausbildung, dass keine Kraftkomponente in axialer Richtung als Reaktion auf die Kupplungskraft in das System eingeleitet wird, sodass zusätzliche Maßnahmen zur axialen Lagerung des Wellenteiles 6 oder der Antriebswelle 7 nicht unbedingt erforderlich sind.

[0081] Die Variante gemäß Fig. 14a hat gegenüber der in Fig. 14 gezeigten Ausführung den Vorteil, dass ein noch geringerer Teileaufwand erforderlich ist.

[0082] In jeder Ausführungsvariante ist es möglich, die Schaltkupplung 9 komplett innerhalb des Laufrades 2 anzuordnen, wodurch kein zusätzlicher Bauraum für die Schaltkupplung zur Verfügung gestellt werden muss. Dies ermöglicht eine sehr kompakte Ausführungsform. 10/21

Claims (19)

1. Sslraicfete patefttamt AT513 976 B1 2014-09-15 Patentansprüche 1. Schaltbare Zahnradpumpe (1), insbesondere Innenzahnradpumpe, für ein Fahrzeug, wobei ein Laufrad (2) der Pumpe (1) über eine kraftschlüssige Schaltkupplung (9) durch einen drehfest mit einer Antriebswelle (7) verbundenen oder als Teil dieser ausgebildeten Wellenteil (6) antreibbar ist, wobei die zumindest einen Reibkörper (10) aufweisende Schaltkupplung (9) innerhalb des Laufrades (2) der Pumpe (1) - vorzugsweise zwischen dem Wellenteil (6) und einer Laufradnabe (2b) des Laufrades (2) - angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Reibkörper (10) drehfest, vorzugsweise formschlüssig, mit dem Wellenteil (6) oder dem Laufrad (2) verbunden ist.
2. 2. Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Reibkörper (10) innerhalb der Laufradnabe (2b) radial und/oder axial verschiebbar angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Schaltkupplung (9) mehrere um den Umfang verteilte - Reibkörper (10) aufweist.
3. 3. Pumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest ein Reibkörper (10) - im Meridianschnitt betrachtet - kegel- oder keilförmig ist.
4. 4. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Reibkörper (10) an einen mit einem Betätigungsmedium beaufschlagbaren Druckraum (11, 11a, 11b) grenzt.
5. 5. Pumpe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest ein Reibkörper (10) stirnseitig an den Druckraum (11, 11a, 11b) grenzt, wobei der Reibkörper (10) durch den Druck im Druckraum (11, 11a, 11b) entgegen der Kraft zumindest einer Rückstellfeder (13) in Richtung der Laufradachse (2a) auslenkbar ist.
6. 6. Pumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits einer normal auf die Laufradachse (2a) angeordneten Mittelebene (ε) jeweils zumindest ein Reibkörper (10) um den Wellenteil (6) angeordnet sind, wobei der Druckraum (11) im Bereich der Mittelebene (ε) zwischen den beidseits der Mittelebene (ε) angeordneten Reibkörpern (10) ausgebildet ist und wobei im Bereich jeder Stirnseite (2\ 2") des Laufrades (2) innerhalb der Laufradnabe (2b) jeweils zumindest eine Rückstellfeder (13) angeordnet ist (Fig. 1, 14).
7. 7. Pumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits einer normal auf die Laufradachse (2a) ausgebildeten Mittelebene (ε) jeweils zumindest ein Reibkörper (10) angeordnet ist, wobei im Bereich jeder Stirnseite (2', 2") des Laufrades (2) innerhalb der Laufradnabe (2b) jeweils ein Druckraum (11a, 11b) angeordnet ist, und wobei zwischen den beidseits der Mittelebene (ε) angeordneten Reibkörpern (10) zumindest eine Rückstellfeder (13) angeordnet ist (Fig. 2, 2a).
8. 8. Pumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite einer normal auf die Laufradachse (2a) angeordneten Mittelebene (ε) zumindest ein zumindest einen konischen Abschnitt aufweisender Reibkörper (10) um den Wellenteil (6) im Bereich eines ersten kegeligen Abschnittes der Laufradnabe (2b) und auf der anderen Seite zumindest ein konischer Wellenbereich (610) des Wellenteils (6) im Bereich eines zweiten kegeligen Abschnittes der Laufradnabe (2b) angeordnet ist, wobei der Druckraum (11) im Bereich der Mittelebene (ε) zwischen dem Reibkörper (10) und dem konischen Wellenbereich ausgebildet ist und wobei zumindest eine Rückstellfeder (13) sich einerseits am Reibkörper (10) und andererseits am Wellenteil (6) abstützt (Fig. 14a).
9. 9. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkupplung (9) eine im Wesentlichen symmetrische Form und/oder Anordnung hinsichtlich einer Normalebene auf die Laufradachse (2a), vorzugsweise der Mittelebene (ε), aufweist (Fig. 1,2, 2a, 14, 14a).
10. 10. Pumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitig an den Reibkörper (10) grenzende Druckraum (11) im Bereich einer Stirnseite (2’, 2") des Laufrades (2) innerhalb der Laufradnabe (2b) und zumindest eine an dem Reibkörper (10) angreifende 11/21

    äs&rresdÄctes p35finta«ii AT513 976B1 2014-09-15 Rückstellfeder (13) im Bereich der anderen Stirnseite (2") des Laufrades (2) innerhalb der Laufradnabe (2b) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Reibkörper (10) im Bereich der Mittelebene (ε) angeordnet sind (Fig.12, 13).
11. 11. Pumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkörper (10) am Umfang des Wellenteiles (6) in Führungen (18) radial verschiebbar gelagert sind, wobei die radialen Innenseiten (10e) der Reibkörper (10) an den Druckraum (11) grenzen, so dass die radialen Außenseiten der Reibkörper (10) bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes (11) gegen die Laufradnabe (2b) pressbar sind (Fig. 8 bis 11).
12. 12. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb zumindest eines Reibkörpers (10) zumindest ein - im Meridianschnitt betrachtet -kegel- oder keilförmig geformter Druckkörper (12) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Druckkörper (12) zwischen Reibkörper (10) und Wellenteil (6) - besonders vorzugsweise drehfest mit dem Wellenteil (6) verbunden - angeordnet ist (Fig. 1, Fig. 3, Fig. 13).
13. 13. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb zumindest eines Reibkörpers (10) zumindest ein - im Meridianschnitt betrachtet - kegel- oder keilförmig geformter Druckkörper (12) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Druckkörper (12) zwischen Reibkörper (10) und Laufradnabe (2b) - besonders vorzugsweise drehfest mit der Laufradnabe (2b) verbunden - angeordnet ist (Fig. 2,2a).
14. 14. Pumpe (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Druckkörper (12) in Richtung der Laufradachse (2a) verschiebbar am Wellenteil (6) oder an der Laufradnabe (2b) gelagert ist.
15. 15. Pumpe (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Druckkörper (12) an seinem schmäleren Ende mit einer Stirnseite an einen mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Druckraum (11) grenzt, und wobei der Druckkörper (12) durch Druckbeaufschlagung des Druckraumes (11) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (13) in Richtung der Laufradachse (2a) auslenkbar ist (Fig. 3).
16. 16. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Reibkörper (10) und jeder Druckkörper (12) mit jeweils zumindest zwei Reibflächen (10a, 10b; 12a, 12b) ausgebildet ist, wobei zwischen den Reibflächen (10a, 10b; 12a, 12b) jeweils eine Stufe (10c, 12c) angeordnet ist.
17. 17. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradnabe (2b) eine konische - vorzugsweise doppelkonische - Form aufweist.
18. 18. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass - vorzugsweise im Bereich eines zylindrischen Abschnittes (2e, 10e, 12e) - zwischen dem Wellenteil (6) und zumindest einem Reibkörper (10), oder zwischen dem Wellenteil (6) und zumindest einem Druckkörper (12), oder dem Nabenteil (2b) und zumindest einem Reibkörper (10) zumindest ein Abdichtelement (30) angeordnet ist.
19. 19. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass - vorzugsweise im Bereich eines zylindrischen Abschnittes (10e, 12e) - zwischen zumindest einem Reibkörper (10) und zumindest einem Druckkörper (12) zumindest ein Abdichtelement (31) angeordnet ist. Hierzu 9 Blatt Zeichnungen 12/21