CN104343836B - 具有形锁合离合器的车辆流体泵 - Google Patents
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Abstract
用于车辆的流体泵(10)包括：用于泵送流体的泵转子(20)；用于驱动泵转子(20)的轴(12)；用于可开关地耦合轴(12)与泵转子(20)的离合器(16)。离合器(16)构成为，形锁合地连接和分离轴(12)与泵转子(20)。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆流体泵，例如用于冷却水循环的水泵。
背景技术
在车辆中使用用于发动机冷却水循环的水泵。这样的水泵的轴——在该轴上固定泵转子——通常通过齿形带或宽齿带与发动机连接，从而在发动机运行的同时泵送冷却水。
通过可开关的水泵、也就是其中可以调节泵功率的水泵可以优化冷却水循环。例如可以通过在发动机的热起动阶段中非激活的或静止的水泵一方面加速发动机的加热性能而另一方面降低水泵的损坏功率。
例如可以使用用于连接和分离泵轴与泵转子的电磁离合器。由此可以避免由于解耦的涡动损耗，自然正常地相对高的磁力是需要的，以便可以在所有情况下确保耦合的摩擦锁合，这可以导致大量耗费昂贵的铜。
此外具有包括可开关的摩擦轮离合器的水泵，该摩擦轮离合器具有可开关的中间齿轮，其中借助于偏心轮可以电气调节夹臂的长度。基于对发动机的环境影响，摩擦锁合的传动装置通常却具有仅仅小的鲁棒性。
也使用液压可操作的调节滑阀，以便关闭泵转子的出口区域并且由此禁用泵。在此此外泵以不变的转数旋转并且在冷却水中生成涡动损耗。
另一开关原理基于与转子入口同轴可旋转的导向叶轮的泵转子，但是这又导致涡动损耗。
发明内容
本发明的任务是提供用于车辆的可开关的流体泵，该流体泵简单地构成的、低成本的、死损耗并且有效的。
所述任务通过本发明解决。本发明另外的实施形式来自于以下的描述。
本发明涉及车辆流体泵。该流体泵可以是用于冷却液体的泵，例如冷却水，该冷却水例如用于车辆驱动装置的冷却。该车辆可以是道路车辆，例如轿车、货车或公共汽车。
按照本发明一个实施形式，该流体泵包括：用于泵送流体的泵转子；用于驱动泵转子的轴；以及用于可开关地耦合轴与泵转子的离合器。离合器构成为，形锁合地连接轴与泵转子或者分离轴与泵转子。换言之，离合器的第一耦合件(例如在轴上)可以形锁合地啮合到另一第二耦合件(例如在转子上)，以便将轴的转动传递到转子。第一耦合件可以由第二耦合件移离，以便将轴与转子解耦，从而流体泵不再输送流体，即使轴旋转。通过这种方式实现泵转子与轴的驱动装置的可开动的机械解耦，而不会出现涡动损耗并且不需要大的开动力。
该轴可以是初级轴，其可以与驱动装置例如也驱动车辆的车辆发动机连接。此外流体泵可以包括次级轴，其与泵转子连接并且可以借助于离合器与初级轴耦合。
按照本发明的一个实施形式，离合器是爪式离合器。例如可以在驱动装置与泵转子之间的轴中集成可开关的爪式离合器。第一和第二耦合件可以分别具有轴向齿部，所述轴向齿部在闭合的离合器的情况下相互啮合。
按照本发明的一个实施形式，离合器包括关于轴轴向可移动的(第一) 耦合件，该耦合件构成为啮合到另一(第二)耦合件。第一耦合件可以与初级轴连接，而第二耦合件与泵转子(例如作为次级轴的部分)连接。
特别地，爪式离合器的一部分可以是轴向可移动的，从而可以中断或建立形锁合。
按照本发明的一个实施形式，轴向可移动的耦合件和另一耦合件构成为，通过齿部与沿轴向突出的齿相互啮合。
按照本发明的一个实施形式，另一耦合件与泵转子例如通过次级轴连接。
按照本发明的一个实施形式，轴向可移动的耦合件经由径向齿部沿轴向可移动地固定在轴上。轴向可以通过轴的轴线和/或泵转子的轴线限定。
按照本发明的一个实施形式，离合器包括回位弹簧，该回位弹簧朝另一耦合件的方向挤压轴向可移动的耦合件。回位弹簧可以是例如螺旋弹簧和/或包围轴。通过回位弹簧可以确保，即使流体泵可能的执行器失灵也闭合离合器。
按照本发明的一个实施形式，轴向可移动的耦合件包括螺旋槽，销沿径向可锁止到该螺旋槽中，以便在沿其轴线或轴向旋转耦合件时将轴向可移动的耦合件从另一耦合件移离。该螺旋槽可以在此与圆周方向倾斜地绕轴走向。
离合器的可移动的部分、也就是轴向可移动的耦合件在侧面上具有螺旋槽。为了打开离合器，销大约沿径向移入到螺旋槽中，该销锁止到螺旋槽中。可移动的耦合件岁轴转动并且销在螺旋槽中将可移动的耦合件从另一耦合件挤压离开。在此中断形锁合并且泵转子停止，即使初级轴再旋转。
按照本发明的一个实施形式，轴向可移动的耦合件包括环形槽，在该环形槽中在离开螺旋槽之后引导销。环形槽可以在此沿圆周方向(圆形的) 绕轴走向。当可移动的耦合件由另一耦合件移离，该耦合件到达端部位置，在该端部位置销引导到环形槽中并且可移动的耦合件保持在端部位置。
按照本发明的一个实施形式，环形槽径向深于螺旋槽。那么该销可以在端部位置落入到环形槽中。通过这种方式可以防止销在螺旋槽的端部上咔咔作响，如果该端部通过轴不断的旋转总是再次地在销旁边移动。
按照本发明的一个实施形式，流体泵还包括：执行器(例如电磁的)，其构成为，在激活时将销移动到螺旋槽中。通过给执行器通电可以将导向销径向锁止到螺旋槽中，由此在轴旋转时可以生成可移动的耦合件的轴向移动。因为电磁执行器必须产生仅仅非常小的力，所以该执行器可以设计得非常小和低成本。
按照本发明的一个实施形式，执行器包括复位弹簧，其构成为，在禁用执行器时将销从径向可移动的耦合件移离。如果禁用执行器，那么通过回位弹簧将导向销在执行器中拉回，由此离合器可以通过第二回位弹簧轴向移回到力锁合中并且泵转子又旋转。
按照本发明的一个实施形式，流体泵还包括与轴连接的用于由车辆的发动机可驱动的传动带的带盘。例如传动带可以是发动机上的齿形带，通过该齿形带可以在发动机旋转时驱动流体泵。
附图说明
在下文中参照附图详细描述本发明的实施例。
图1：按照本发明的一个实施形式的流体泵的示意纵截面；
图2：在第一位置打开离合器的情况下图1的流体泵的示意纵截面；
图3：在第二位置打开离合器的情况下图1的流体泵的示意纵截面；
图4：在第三位置打开离合器的情况下图1的流体泵的示意纵截面。
原则上相同或相似的部分设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示意地示出流体泵10的纵截面。流体泵10——其例如用于泵送用于车辆的内燃机或电机的冷却水——包括初级轴12，其可以通过带盘14 驱动。初级轴12通过爪式离合器16与次级轴18连接，泵转子20固定在该次级轴上。
带盘14通过轴承22支承在具有法兰25的壳体24的外侧上，该外侧由此也间接支承初级轴12。次级轴18并由此转子20通过轴承26支承在壳体24的内侧上。导向环密封件28位于在轴承26与转子之间，该导向环密封件分离泵空间30与壳体24中的空间32，在空间32中容纳轴12、18和离合器16。
初级轴12和次级轴18可以构成为空心轴，其中在次级轴18中的漏孔 34可以设定用于来自空间32的泄漏的导出。
离合器16包括沿轴向A在初级轴12上可移动的耦合件36，该可移动的耦合件经由径向带动齿部38(具有齿，该齿沿径向R由初级轴12突出) 由初级轴12带动。耦合件36可以通过轴向齿部40(具有齿，其沿轴向突出)啮合到另一耦合件42中，该另一耦合件在次级轴18的端部上形成。
在图1中示出了在闭合位置的离合器16。回位弹簧44相对于耦合件 42挤压耦合件36并且初级轴12可以驱动泵转子20。回位弹簧44构成为螺旋弹簧，其包围初级轴12，在一个端部上支撑在壳体24上并且在另一端部上支撑在耦合件36上。
离合器16可以以执行器46打开，该执行器包括销48，该销可以由电磁体50沿径向R向内移动到耦合件36上。如果电磁体50未通电，那么复位弹簧52将销48由耦合件36移离。
如在图2中可见的那样，耦合件具有用于销48的顶部的导向槽53，其关于图3至4更准确地描述。在图2中示出了在一个位置上的流体泵10或离合器16，当在执行器46通电之后不久，也就是说解耦阶段的开始。
除了流体泵10的纵截面还示出了沿径向R耦合件36的俯视图。在此可见的是，导向槽53包括集油槽部分54、螺旋槽部分56以及基圆部分或环形槽部分58。
当销48已经移动到耦合件36上之后，该销的顶部啮合到集油槽部分 54中。耦合件36在此通过初级轴12绕轴向A的旋转而旋转，并且销48 在集油槽部分54中引导并且由该集油槽部分引导到螺旋槽部分56中。
在图3中可以看到，集油槽部分54没有环绕整个耦合件36，而是仅仅绕其圆周的一部分。集油槽部分54通到螺旋槽部分56中，其中在两个部分54、56之间的过渡是弯曲的，以便实现低磨损和低噪音地滑动销48从集油槽部分54到螺旋槽部分56中。
图3示出了耦合件36的部分冲程，而离合器16打开。耦合件36通过在螺旋槽部分56中移动销48而沿轴向A由耦合件42移离。齿部40的形锁合失去并且次级轴18或泵转子20与初级轴12解耦。
图4示出了耦合件36的全部冲程。离合器16完全打开。在耦合件36 的轴向移动的末尾销48或者其顶部从螺旋槽部分56滑动到基圆部分或环形槽部分58中。达到了解耦阶段的末尾。一旦给执行器46通电，销48保持在环形槽部分58中并且离合器16保持打开。
因为环形部分58沿径向R深于螺旋槽部分56，所以在周期性经过销 48时没有实现在螺旋槽出口上的咔咔作响。
如果不再给执行器通电，那么销48由复位弹簧52由环形槽部分58升高并且销48不再阻止回位弹簧44将耦合件36移动到耦合件42上，直至到达离合器16的在图1中示出的闭合的位置。
补充地在此应该指出，“包括”不排除其他元件或步骤并且“一个”不排除多个。此外应该指出，参考上述实施例所述的特征或步骤也可以与其他上述实施例的其他特征或步骤组合地应用。权利要求中的附图标记不应该视为限制。
Claims (10)
1.用于车辆的流体泵(10)，该流体泵包括：
用于泵送流体的泵转子(20)；
用于驱动泵转子(20)的轴(12)；
用于可开关地耦合轴(12)与泵转子(20)的离合器(16)；
其特征在于，离合器(16)构成为，形锁合地连接轴(12)与泵转子(20)并且分离轴(12)与泵转子(20)，
其中，离合器(16)包括关于轴(12)轴向可移动的耦合件(36)，该耦合件构成为一起啮合到另一耦合件(42)中，
其中，轴向可移动的耦合件(36)包括螺旋槽(56)，销(48)能够沿径向锁止到该螺旋槽中，以便将该轴向可移动的耦合件(36)在该轴向可移动的耦合件旋转时从所述另一耦合件(42)移离。
2.根据权利要求1所述的流体泵(10)，其中，离合器(16)是爪式离合器。
3.根据权利要求1所述的流体泵(10)，其中，轴向可移动的耦合件(36)和另一耦合件(42)构成为，通过齿部(40)与沿轴向(A)突出的齿相互啮合。
4.根据权利要求1所述的流体泵(10)，其中，所述另一耦合件(42)与泵转子(20)连接。
5.根据权利要求1至4之一所述的流体泵(10)，其中，轴向可移动的耦合件(36)经由轴向齿部(38)沿轴向(A)可移动地固定在轴(12)上。
6.根据权利要求1至4之一所述的流体泵(10)，其中，离合器(16)包括回位弹簧(44)，该回位弹簧朝所述另一耦合件(42)的方向挤压轴向可移动的耦合件(36)。
7.根据权利要求1所述的流体泵(10)，其中，轴向可移动的耦合件(36)包括环形槽(58)，引导销(48)在离开螺旋槽(56)之后在该环形槽中导行。
8.根据权利要求7所述的流体泵(10)，其中，环形槽(58)径向深于螺旋槽(56)。
9.根据权利要求1至4之一所述的流体泵(10)，还包括：
执行器(46)，其构成为，在激活时将销(48)移动到螺旋槽(56)中；
其中执行器(46)包括复位弹簧(52)，其构成为，在禁用执行器(46)时将销(48)从径向可移动的耦合件(36)移离。
10.根据上述权利要求1至4之一所述的流体泵(10)，还包括：
与轴(12)连接的用于由车辆的发动机可驱动的传动带的带盘(22)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181016 Termination date: 20210804 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |