DE102010005936A1 - Device for a pump and water pump - Google Patents

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Andreas Dr. 88069 Wolf
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung für eine Pumpe, insbesondere Wasserpumpe eines Kraftfahrzeugs mit einem rotierenden anzutreibenden Pumpenrad (2) und einer schaltbaren Kupplungsanordnung zum schaltbaren Verbinden des Pumpenrads (2) mit einer Antriebsseite vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist das Pumpenrad (2) auf einer rotierbaren Antriebswelle (1) drehbar gelagert ist.The invention relates to a device for a pump, in particular a water pump of a motor vehicle, with a rotating pump wheel (2) to be driven and a switchable coupling arrangement for switchably connecting the pump wheel (2) to a drive side. According to the invention, the pump wheel (2) is rotatably mounted on a rotatable drive shaft (1).

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 105 624 ist eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung für eine Wasserpumpe des Kühlwasserkreislaufs eines Verbrennungsmotors mit einem Antriebsrad bekannt, das im Bereich oder an der Wasserpumpe drehbar gelagert werden kann sowie mit einer Ankerscheibe, die mit einer Spule zusammen wirkt. Die Kupplung ist derart aufgebaut, dass eine so genannte ”fail safe”-Anordnung geschaffen ist, bei welcher ein Antrieb einer Wasserpumpe über die Kupplung auch im stromlosen Zustand der Spule möglich ist, wenn zum Beispiel ein Ausfall der elektrischen Spannungsversorgung stattfindet.From the European patent application EP 2 105 624 is an electromagnetically actuated coupling for a water pump of the cooling water circuit of an internal combustion engine with a drive wheel is known, which can be rotatably mounted in the area or on the water pump and with an armature disc which cooperates with a coil. The coupling is constructed in such a way that a so-called "fail-safe" arrangement is provided, in which a drive of a water pump via the coupling is possible even in the currentless state of the coil, for example if a failure of the electrical power supply takes place.

Aufgabe und Vorteile der ErfindungPurpose and advantages of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für eine Pumpe, insbesondere Wasserpumpe eines Kfz mit Kupplungsanordnung bereitzustellen, so dass eine schaltbare Pumpe mit kompaktem Aufbau entsteht.The invention has for its object to provide a device for a pump, in particular water pump of a motor vehicle with clutch assembly, so that a switchable pump with a compact structure is created.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 12 gelöst.This object is solved by the features of claim 1 or 12.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben.In the dependent claims advantageous and expedient developments of the invention are given.

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung für eine Pumpe eines Kfz, insbesondere eine Wasserpumpe, zum Beispiel für den Kühlwasserkreislauf eines Verbrennungsmotors aus. Die Pumpe umfasst ein rotierendes anzutreibendes Pumpenrad und eine schaltbare Kupplungsanordnung zum schaltbaren Verbinden des Pumpenrads mit einer Antriebsseite. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass das Pumpenrad auf einer rotierbaren Antriebswelle drehbar gelagert ist, so dass eine Relativbewegung zwischen Pumpenrad und Antriebswelle stattfinden kann. Damit kann sich das Pumpenrad auf Antriebswelle drehen. Durch diese Maßnahme wird es möglich, eine Kupplungsanordnung zumindest zum Teil in einfacher Weise in eine Pumpe, insbesondere innerhalb eines Pumpengehäuses zu integrieren. Die Lagerung des Pumpenrades auf der Antriebswelle kann über Wälzlager oder Gleitlager erfolgen. Vorzugsweise wird ein kostengünstiges Gleitlager eingesetzt, da die Betriebszeit, in welcher das Pumpenrad durch eine entsprechend geschaltete Kupplung eine deutlich kleinere Drehzahl aufweist als die Antriebswelle im Vergleich zur Gesamtnutzungszeit klein ist. Ein etwaig erhöht auftretender Verschleiß eines Gleitlagers im Vergleich zu einem Wälzlager ist daher beherrschbar.The invention is based on a device for a pump of a motor vehicle, in particular a water pump, for example for the cooling water circuit of an internal combustion engine. The pump includes a rotating impeller to be driven and a switchable clutch assembly for switchably connecting the impeller to a drive side. The core of the invention lies in the fact that the impeller is rotatably mounted on a rotatable drive shaft, so that a relative movement between impeller and drive shaft can take place. This allows the impeller to turn on the drive shaft. By this measure, it is possible to integrate a clutch assembly at least partially in a simple manner in a pump, in particular within a pump housing. The bearing of the impeller on the drive shaft can be done via roller bearings or plain bearings. Preferably, a cost-sliding bearing is used, since the operating time in which the impeller by a correspondingly switched clutch has a much lower speed than the drive shaft compared to the total service life is small. An eventual increased wear of a plain bearing compared to a rolling bearing is therefore manageable.

In einem eingekuppelten Zustand der Kupplung weist das Pumpenrad vorzugsweise die Drehzahl der Antriebswelle oder eine zumindest annähernde Drehzahl der Antriebswelle auf. Im Idealfall besteht jedoch kein Schlupf zwischen Antriebswelle und Pumpenrad. Im ausgekuppelten Zustand entsteht zumindest eine Relativdrehzahl zwischen dem Pumpenrad und einer nach wie vor sich drehenden Antriebswelle. Vorzugsweise befindet sich das Pumpenrad im Stillstand oder durch nach wie vor herrschende Reibkräfte in einem Zustand mit einer geringen Schleppdrehzahl.In an engaged state of the clutch, the impeller preferably has the speed of the drive shaft or an at least approximately rotational speed of the drive shaft. Ideally, however, there is no slippage between the drive shaft and impeller. In the disengaged state arises at least a relative speed between the impeller and a still rotating drive shaft. Preferably, the impeller is at a standstill or by prevailing friction forces in a state with a low towing speed.

Zur Erzeugung eines ausgekuppelten und eingekuppelten Zustands des Pumpenrads wird im Weiteren vorgeschlagen, dass das Pumpenrad auf der Antriebswelle axial verschiebbar ist. Damit ist es denkbar, dass ein Reibabschnitt des Pumpenrads durch axiale Verschiebung mit Reibmitteln zusammen wirkt, die drehfest an der Antriebswelle angeordnet sind.To produce a disengaged and engaged state of the impeller is further proposed that the impeller is axially displaceable on the drive shaft. Thus, it is conceivable that a friction portion of the impeller cooperates by axial displacement with friction means, which are arranged non-rotatably on the drive shaft.

Zur Erzeugung von Schaltzuständen der Kupplungsanordnung wird überdies vorgeschlagen, dass eine elektromagnetische Spule vorgesehen ist, die in einem bestromten Zustand auf ein magnetisch leitendes Ankerelement wirkt. Vorteilhaftersweise ist ein Ankerelement innerhalb eines Pumpengehäuses angeordnet. Die elektromagnetische Spule kann für einen kompakten und kostengünstigen Aufbau ebenfalls innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet werden. Denkbar ist jedoch auch eine Anordnung außerhalb des Pumpengehäuses, was Vorteile im Hinblick auf eine elektrische Versorgung der Spule mit sich bringt.In order to generate switching states of the coupling arrangement, it is also proposed that an electromagnetic coil is provided which acts in a current-fed state on a magnetically conducting armature element. Advantageously, an anchor element is disposed within a pump housing. The electromagnetic coil can also be arranged within the pump housing for a compact and inexpensive construction. It is also conceivable, however, an arrangement outside the pump housing, which brings advantages in terms of electrical supply to the coil with it.

Im Weiteren ist es bevorzugt, wenn das Ankerelement durch eine elektromagnetische Einwirkung der Spule axial bewegbar ist, wobei durch eine sich einstellende axiale Position des Ankerelements der Schaltzustand des Pumpenrades vorgebbar ist. Hierdurch lässt sich zum Beispiel das Pumpenrad axial bewegen oder das Ankerelement bewegt ein weiteres Element, das auf das Pumpenrad zur Erzeugung eines Schaltzustands einwirkt.Furthermore, it is preferred if the armature element can be moved axially by an electromagnetic action of the coil, wherein the switching state of the impeller can be predetermined by an adjusting axial position of the armature element. As a result, for example, the impeller can be moved axially or the armature element moves another element which acts on the impeller to produce a switching state.

Zur Übertragung eines Drehmoments der Antriebswelle auf das Pumpenrad wird in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass drehfest an der Antriebswelle Kontaktmittel, insbesondere Reibmittel angeordnet sind, die für einen Kraft- und/oder Formschluss, insbesondere Kraftschluss mit einem Reibabschnitt an dem auf der Antriebswelle drehbaren Pumpenrad ausgelegt sind.To transmit a torque of the drive shaft to the impeller is proposed in a further preferred embodiment of the invention that non-rotatably on the drive shaft contact means, in particular friction means are arranged for a force and / or positive connection, in particular frictional engagement with a friction portion on the on the Drive shaft rotatable impeller are designed.

In diesem Zusammenhang ist es außerdem bevorzugt, wenn das Ankerelement und die Reibmittel derart aufeinander abgestimmt sind, dass ein Reibschluss zwischen Antriebswelle und Pumpenrad in Abhängigkeit von einer axialen Position des Ankerelements entsteht.In this context, it is also preferred if the anchor element and the friction means are matched to one another such that a frictional engagement between the drive shaft and impeller arises as a function of an axial position of the anchor element.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verschiebeorgan vorgesehen, mittels dem ein Kontaktabschnitt, zum Beispiel ein Reibabschnitt des Pumpenrades in Reibkontakt mit den Reibmitteln bringbar ist. Vorzugsweise wirkt das Verschiebeorgan, zum Beispiel eine Feder, insbesondere eine Druckfeder, in axiale Richtung auf das Pumpenrad bei einer nicht bestromten elektromagnetischen Spule, so dass ein Reibabschnitt des Pumpenrads gegen Reibmittel gedrängt wird, die drehfest mit der Antriebswelle verbunden sind. Auf diese Weise entsteht eine ”fail safe”-Anordnung, die ein sich drehendes Pumpenrad auch dann gewährleistet, wenn an einem laufenden Verbrennungsmotor mit drehender Antriebswelle die Spannungsversorgung für die elektromagnetische Spule ausfällt. Insbesondere bei dem Einsatz der Pumpe in einem Kühlwasserkreislauf eines Verbrennungsmotors kann hierdurch eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, a displacement member is provided, by means of which a contact portion, for example, a friction portion of the impeller in frictional contact with the friction means can be brought. Preferably, the displacement member, for example a spring, in particular a compression spring, acts in the axial direction on the impeller with a non-energized electromagnetic coil, so that a friction portion of the impeller is urged against friction means which are non-rotatably connected to the drive shaft. In this way, a "fail safe" -Anordnung, which ensures a rotating impeller even if the power supply to the electromagnetic coil fails on a running internal combustion engine with rotating drive shaft. In particular, when using the pump in a cooling water circuit of an internal combustion engine, a high level of operational reliability can be ensured.

Außerdem vorteilhaft ist es, wenn das Ankerelement an einem Federelement angeordnet, das drehfest mit der Antriebswelle in Verbindung steht, wobei das Federelement dazu ausgelegt ist, auf das Pumpenrad eine axiale Druckwirkung auszuüben. Damit wird ebenfalls in einem nicht bestromten Zustand der elektromagnetischen Spule, bei welchem keine Kraftwirkung auf das Ankerelement auftritt, ein Reibschluss zwischen einem an dem Federelement angeordneten Reibmittel und einem entsprechenden Reibabschnitt am Pumpenrad ermöglicht, so dass eine ”fail safe”-Anordnung entsteht. Durch Bestromen der Spule kann zum Beispiel das Ankerelement axial derart versetzt werden, dass Reibmittel, die federnd gegen das Pumpenrad drücken, von diesem abgehoben werden, so dass das Pumpenrad auf der Antriebswelle frei oder im Wesentlichen frei drehen kann.It is also advantageous if the anchor element is arranged on a spring element which is non-rotatably connected to the drive shaft, wherein the spring element is designed to exert on the impeller an axial pressure effect. Thus, in a non-energized state of the electromagnetic coil, in which there is no force acting on the anchor element, a frictional engagement between an arranged on the spring element friction means and a corresponding friction section on the pump allows, so that a "fail safe" arrangement is formed. By energizing the coil, for example, the armature element can be displaced axially such that friction means which press resiliently against the impeller, are lifted from this, so that the impeller can rotate freely or substantially freely on the drive shaft.

In einer außerdem bevorzugten Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn das Ankerelement am Pumpenrad angeordnet ist. Das Ankerelement kann auf der Ansaugseite oder auf der der Ansaugseite abgewandten Seite des Pumpenrades angebracht sein.In a further preferred embodiment, it is advantageous if the anchor element is arranged on the impeller. The anchor element may be mounted on the suction side or on the side facing away from the suction side of the impeller.

Über ein Verschiebeorgan, insbesondere ein Federelement kann bei nicht bestromter elektrischer Spule das Pumpenrad in einen eingekuppelten Zustand gedrängt werden.By means of a displacement element, in particular a spring element, the pump wheel can be forced into a coupled state when the electrical coil is not energized.

Für eine definierte Positionierung des Pumpenrades ist es im Weiteren bevorzugt, wenn an der Antriebswelle für das Pumpenrad ein axialer Lageranschlag ausgebildet ist. Der Lageranschlag hat vorzugsweise die Funktionalität eines Drehlagers, so dass in einem Fall, in welchem das Pumpenrad mit axialer Druckkraft am Lageranschlag ansteht, und darüber hinaus zum Beispiel keine weiteren Reibkräfte von Reibmitteln erfährt, auch dann im Wesentlichen frei drehen kann.For a defined positioning of the impeller, it is further preferred if an axial bearing stop is formed on the drive shaft for the impeller. The bearing stop preferably has the functionality of a pivot bearing, so that in a case in which the pump impinges with axial compressive force on the bearing stop, and beyond, for example, no further frictional forces experienced by friction, even then can rotate freely.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Reibmittel auf der Antriebswelle ein Keilelement, das mit einem Reibabschnitt des Pumpenrads in Reibschluss bringbar ist. Auf diese Weise kann mit vergleichsweise geringer axialer Verschiebekraft durch einen ”Keilgetriebeeffekt” einer keilförmigen Reibfläche über Reibschluss das Pumpenrad auf die Drehzahl der Antriebswelle gebracht werden.In a preferred embodiment, the friction means on the drive shaft comprise a wedge member which is frictionally engageable with a friction portion of the impeller. In this way, the impeller can be brought to the rotational speed of the drive shaft with a comparatively low axial displacement force by a "wedge gear effect" of a wedge-shaped friction surface via frictional engagement.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise für Pumpen in einem Kfz, insbesondere Wasserpumpen eingesetzt. Bei Verbrennungsmotoren ist der bevorzugte Anwendungsfall die Wasserpumpe für den Kühlwasserkreislauf. Durch eine schaltbare Kühlwasserpumpe lässt sich der Motor schneller auf Betriebstemperatur bringen, wenn er aus dem kalten Zustand hochfährt. Dazu wird in dieser Phase des Motorbetriebs der Kühlwasserkreislauf durch Auskuppeln des Pumpenrads abgeschaltet. Sobald der Motor dann auf vorgegebener Betriebstemperatur ist, wird das Pumpenrad eingekoppelt, womit der Kühlwasserkreislauf in Gang kommt.The device according to the invention is preferably used for pumps in a motor vehicle, in particular water pumps. In internal combustion engines, the preferred application is the water pump for the cooling water circuit. A switchable cooling water pump allows the engine to reach operating temperature more quickly when it starts up from cold. For this purpose, the cooling water circuit is switched off by disengaging the impeller in this phase of engine operation. As soon as the engine is then at the specified operating temperature, the impeller is coupled, whereby the cooling water circuit is started.

Figurenbeschreibungfigure description

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten nachfolgend näher erläutert.Several embodiments of the invention are illustrated in the figures and will be explained in more detail below, indicating further advantages and details.

Es zeigt:It shows:

1 in schematischer Darstellung eine teilweise geschnittene Seitenansicht von Teilen einer Kühlwasserpumpe mit Kupplungsanordnung und 1 in a schematic representation of a partially sectioned side view of parts of a cooling water pump with clutch assembly and

2 und 3 in einer entsprechenden Darstellung zwei weitere Ausführungsformen für vergleichbare Teile. 2 and 3 in a corresponding representation, two further embodiments for comparable parts.

In 1 sind Elemente einer Kühlwasserpumpe mit Kupplunganordnung innerhalb eines nicht dargestellten Pumpengehäuses abgebildet. Die Kühlwasserpumpe umfasst eine Pumpenwelle 1, auf der ein Pumpenrad 2 über eine sich axial und radial erstreckende Gleitbuchse 3 drehbar gelagert ist. Der radiale Abschnitt 3a der Gleitbuchse 3 kann an einem radialen Lageranschlag 4 zum Beispiel in Form einer Stahlscheibe anliegen. In den Lageranschlag kann vorzugsweise auch eine Gleitringdichtung oder eine ähnliche Dichtung integriert sein. Das Pumpenrad 2 ist wie in 1 dargestellt, vorzugsweise als Impeller ausgebildet, der von einem entsprechend geformten Gehäuse (nicht dargestellt) umgeben ist.In 1 Elements of a cooling water pump with coupling arrangement are shown within a pump housing, not shown. The cooling water pump comprises a pump shaft 1 on which a pump wheel 2 via an axially and radially extending sliding bushing 3 is rotatably mounted. The radial section 3a the sliding bush 3 can be at a radial bearing stop 4 for example, in the form of a steel disc. In the bearing stop may also be integrated preferably a mechanical seal or a similar seal. The impeller 2 is like in 1 illustrated, preferably formed as an impeller, which is surrounded by a correspondingly shaped housing (not shown).

An der Antriebswelle drehfest montiert ist eine Druckfeder 5 mit einem Eingriffsabschnitt 6, der form- und/oder kraftschlüssig mit dem Pumpenrad 2 zusammenwirken kann. Vorliegend ist in das Pumpenrad 2 eine V-förmige bzw. keilförmige Nut 2a kreisringförmig eingebracht, in welcher der Eingriffabschnitt 6 einfährt, um zwischen dem entsprechend angepassten Eingriffsabschnitt 6 und der Nut 2a einen Reibschluss zu erzeugen. On the drive shaft rotatably mounted is a compression spring 5 with an engaging portion 6 , the positive and / or non-positive with the impeller 2 can interact. Present is in the impeller 2 a V-shaped or wedge-shaped groove 2a annular introduced, in which the engaging portion 6 enters to between the correspondingly adapted engagement portion 6 and the groove 2a to create a frictional connection.

Denkbar ist jedoch auch, dass der Eingriffsabschnitt 6 Formelemente aufweist, die zu entsprechenden Formelementen in der V-förmigen Nut 2a passen, so dass im eingekuppelten Zustand ein Formschluss entsteht.However, it is also conceivable that the engagement section 6 Shaped elements which correspond to corresponding form elements in the V-shaped groove 2a fit, so that in the coupled state creates a positive connection.

Am Eingriffsabschnitt 6 ist ein magnetisch leitendes Ankerelement 7, zum Beispiel ein Ringelement angebracht, das mit einem Elektromagnet 8 zusammenwirkt. Der Elektromagnet 8 kann innerhalb oder außerhalb des Pumpengehäuses angebracht sein. Bei einer Anordnung außerhalb des Pumpengehäuses muss ein magnetischer Durchlass durch das Pumpengehäuse zum Ankerelement 7 gewährleistet sein, um eine magnetische Kraftwirkung auf das Ankerelement 7 ausüben zu können, wenn der Elektromagnet 8 bestromt ist.At the intervention section 6 is a magnetically conductive anchor element 7 , for example, a ring element attached, which is equipped with an electromagnet 8th interacts. The electromagnet 8th can be mounted inside or outside the pump housing. In an arrangement outside the pump housing, a magnetic passage through the pump housing to the anchor element 7 be ensured to a magnetic force on the anchor element 7 to exercise when the electromagnet 8th energized.

Zur Bewegungsbegrenzung der Druckfeder 5, an welcher der Eingriffsabschnitt 6 und das Ankerelement 7 angeordnet sind, werden vorzugsweise Anschlagelemente, zum Beispiel in Form von fingerförmigen Anschlagelementen vorgesehen, die eine axiale Bewegung des Ankerelements 7 bei einer Anzugskraft durch den Elektromagneten 8 axial beschränken.For limiting the movement of the compression spring 5 at which the engagement portion 6 and the anchor element 7 are arranged, preferably stop elements, for example in the form of finger-shaped stop elements are provided which an axial movement of the anchor element 7 at a tightening force by the electromagnet 8th axially restrict.

Die Funktion einer Wasserpumpenanordnung gemäß 1 stellt sich wie folgt dar:
Aufgrund dessen, dass im nicht bestromten Zustand des Elektromagneten 8 der Eingriffsabschnitt gegen das Pumpenrad 2 drückt, entsteht eine ”fail safe”-Anordnung, bei welcher im stromlosen Zustand über die Reibwirkung des Eingriffsabschnitts 6 das Pumpenrad auf der gleichen Drehzahl läuft, wie die Pumpenwelle 1.The function of a water pump arrangement according to 1 Is as follows:
Due to the fact that in the non-energized state of the electromagnet 8th the engagement portion against the impeller 2 presses, creates a "fail safe" arrangement, wherein in the de-energized state on the friction effect of the engaging portion 6 the impeller runs at the same speed as the pump shaft 1 ,

Um das Pumpenrad ”auszukoppeln”, wird der Elektromagnet mit einer Spannung beaufschlagt, die in einer Anfangszeitspanne überhöht sein kann, um das Ankerelement gegen den Elektromagneten 8 zu ziehen. Damit löst sich der Reibschluss zwischen dem Eingriffsabschnitt 6 und der keilförmigen Nut 2 und das Pumpenrad ist danach frei drehbar auf der Pumpenwelle 1 gelagert. Die nicht dargestellten axialen Anschlagfinger im Bereich der Druckfeder 5 begrenzen den axialen Weg des Ankerelements 7, so dass dieses bei bestromtem Elektromagnet nicht zu Anlage am Elektromagnet 8 kommen kann.In order to "decouple" the impeller, the electromagnet is subjected to a voltage which may be excessive in an initial period of time to the armature element against the electromagnet 8th to draw. This releases the frictional engagement between the engagement section 6 and the wedge-shaped groove 2 and the impeller is then freely rotatable on the pump shaft 1 stored. The axial stop fingers, not shown, in the region of the compression spring 5 limit the axial travel of the anchor element 7 , so that this is not energized when energized electromagnet to the electromagnet 8th can come.

In 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die keilförmige Nut 2a und der Eingriffsabschnitt 6 durch ein Keilelement 9 ersetzt ist, das mit einer dazu passenden konusförmigen Ausnehmung 10 am Pumpenrad 2 zusammenwirkt. Ein Lageranschlag 11, der dem radialen Abschnitt 3a der Lagerbuchse 3 gegenüber liegt, ist axial bewegbar und wird durch eine Druckfeder in axialer Richtung gegen das Pumpenrad 2 gedrückt. Damit wird das Pumpenrad 2 axial in Richtung des Keilelements 9 verschoben, womit zwischen dem Keilelement 9 und der konusförmigen Ausnehmung 10 ein Reibschluss entsteht. In diesem Zustand läuft das Pumpenrad 2 vorzugsweise auf der gleichen Drehzahl wie die Pumpenwelle 1.In 2 an embodiment is shown in which the wedge-shaped groove 2a and the engaging portion 6 through a wedge element 9 is replaced with a matching cone-shaped recess 10 on the impeller 2 interacts. A bearing stop 11 , the radial section 3a the bearing bush 3 is opposite, is axially movable and is by a compression spring in the axial direction against the impeller 2 pressed. This turns the impeller 2 axially in the direction of the wedge element 9 shifted, bringing between the wedge element 9 and the cone-shaped recess 10 a frictional connection is created. In this state, the impeller is running 2 preferably at the same speed as the pump shaft 1 ,

Das Reibmoment zwischen Pumpenrad 2 und Keilelement 9 treibt das Pumpenrad 2 an. Durch Bestromung des Elektromagneten 8 wird das Pumpenrad 2 über ein im oder am Pumpenrad 2 angeordnetes Ankerelement 13 in Richtung des Elektromagneten 8 gezogen und dadurch die Kraftübertragung zwischen dem Keilelement 9 und der konusförmigen Ausnehmung 10 gelöst. Das Ankerelement 13 kann zum Beispiel in das Pumpenrad 2 eingegossen sein. Das Pumpenrad wird gegen den Lageranschlag 11, zum Beispiel in Form einer Stahlscheibe gepresst, wobei dieser so ausgebildet ist, dass kein oder im Wesentlichen kein Antriebsmoment auf das Pumpenrad bei sich drehender Pumpenwelle 1 übertragen wird. In diesem Fall ist das Pumpenrad ausgekuppelt. Es findet keine Pumpwirkung statt.The frictional torque between impeller 2 and wedge element 9 drives the impeller 2 at. By energizing the electromagnet 8th becomes the impeller 2 via a in or on the impeller 2 arranged anchor element 13 in the direction of the electromagnet 8th pulled and thereby the power transmission between the wedge element 9 and the cone-shaped recess 10 solved. The anchor element 13 For example, in the impeller 2 be poured. The impeller is against the bearing stop 11 pressed, for example in the form of a steel disc, which is designed so that no or substantially no drive torque to the impeller with rotating pump shaft 1 is transmitted. In this case, the impeller is disengaged. There is no pumping action.

In 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, die analog zu der Ausführungsform nach 2 arbeitet, mit dem Unterschied dass die Elemente 8, 11, 12, 13 auf die Saugseite transferiert sind, wogegen das Keilelement 9 und die dazu passende konusförmige Ausnehmung 10 auf der der Ansaugseite 14 abgewandten Seite 15 angeordnet sind.In 3 an embodiment is shown, which is analogous to the embodiment of 2 works, with the difference that the elements 8th . 11 . 12 . 13 are transferred to the suction side, whereas the wedge element 9 and the matching cone-shaped recess 10 on the intake side 14 opposite side 15 are arranged.

Entsprechend wie im Ausführungsbeispiel nach 2 wird im stromlosen Zustand des Elektromagneten 8 durch die Druckfeder 12 das Pumpenrad 2 gegen das Keilelement 9 gedrückt, womit das Antriebsmoment der Pumpenwelle 1 auf das Pumpenrad 2 durch Reibschluss übertragbar ist. Durch Bestromung des Elektromagneten 8 kann das Pumpenrad 2 ausgekuppelt werden, in dem über das Ankerelement 13 das Pumpenrad 2 vom Keilelement 9 weggezogen wird, mittels einer Axialbewegung des Pumpenrads 2 auf der Pumpenwelle 1. Dies stellt den ausgekuppelten Zustand dar.According as in the embodiment according to 2 is in the de-energized state of the electromagnet 8th through the compression spring 12 the impeller 2 against the wedge element 9 pressed, bringing the drive torque of the pump shaft 1 on the impeller 2 is transferable by friction. By energizing the electromagnet 8th can the impeller 2 be disengaged in the over the anchor element 13 the impeller 2 from the wedge element 9 is pulled away, by means of an axial movement of the impeller 2 on the pump shaft 1 , This represents the disengaged state.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Pumpenwellepump shaft
22
Pumpenradimpeller
2a2a
Nutgroove
33
Lagerbuchsebearing bush
3a3a
radialer Abschnittradial section
4 4
Lageranschlagbearing stop
55
Druckfedercompression spring
66
Eingriffsabschnittengaging portion
77
Ankerelementanchor member
88th
Elektromagnetelectromagnet
99
Keilelementkey member
1010
konusförmige Ausnehmungcone-shaped recess
1111
Lageranschlagbearing stop
1212
Druckfedercompression spring
1313
Ankerelementanchor member
1414
Ansaugseitesuction
1515
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2105624 [0001] EP 2105624 [0001]

Claims (12)

Vorrichtung für eine Pumpe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Wasserpumpe mit einem rotierenden anzutreibenden Pumpenrad (2) und einer schaltbaren Kupplungsanordnung zum schaltbaren Verbinden des Pumpenrads (2) mit einer Antriebsseite, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrad (2) auf einer rotierbaren Antriebswelle (1) drehbar gelagert ist.Device for a pump of a motor vehicle, in particular water pump with a rotating impeller to be driven ( 2 ) and a switchable coupling arrangement for switchable connection of the impeller ( 2 ) with a drive side, characterized in that the impeller ( 2 ) on a rotatable drive shaft ( 1 ) is rotatably mounted. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrad (2) auf der Antriebswelle (1) axial verschiebbar angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the impeller ( 2 ) on the drive shaft ( 1 ) Is arranged axially displaceable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektromagnetische Spule (8) vorgesehen ist, die in einem bestromten Zustand auf ein magnetisch leitendes Ankerelement (7, 13) wirkt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that an electromagnetic coil ( 8th ) is provided, which in an energized state to a magnetically conductive anchor element ( 7 . 13 ) acts. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (7, 13) durch eine magnetische Einwirkung der Spule (8) axial bewegbar ist, wobei durch eine sich einstellende axiale Position des Ankerelements (7, 13) der Schaltzustand des Pumpenrades (2) vorgebbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor element ( 7 . 13 ) by a magnetic action of the coil ( 8th ) is axially movable, wherein by an adjusting axial position of the anchor element ( 7 . 13 ) the switching state of the impeller ( 2 ) can be specified. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drehfest an der Antriebswelle (1) Kontaktmittel (6, 9) angeordnet sind, die für einen Kraft- und/oder Formschluss mit einem Kontaktabschnitt (2a, 10) an dem auf der Antriebswelle drehbaren Pumpenrad ausgelegt sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that rotationally fixed to the drive shaft ( 1 ) Contact agent ( 6 . 9 ) are arranged, which for a force and / or positive connection with a contact portion ( 2a . 10 ) are designed on the impeller rotatable on the drive shaft. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (7, 13) und die Kontaktmittel (6, 9) derart aufeinander abgestimmt sind, dass ein Kraft- und/oder Formschluss zwischen Antriebswelle und Pumpenrad in Abhängigkeit von einer axialen Position des Ankerelements (7, 13) vorgebbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor element ( 7 . 13 ) and the contact means ( 6 . 9 ) are matched to one another such that a force and / or positive connection between the drive shaft and impeller in dependence on an axial position of the anchor element ( 7 . 13 ) can be specified. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschiebeorgan (12) vorgesehen ist, mittels dessen ein Kontaktabschnitt (10) am Pumpenrad in Form- und/oder Reibschluss mit den Kontaktmitteln (9) bringbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a displacement member ( 12 ) is provided, by means of which a contact section ( 10 ) on the impeller in form and / or frictional engagement with the contact means ( 9 ) can be brought. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (7) an einem Federelement (5) angeordnet ist, das drehfest mit der Antriebswelle (1) in Verbindung steht, wobei das Federelement (5) dazu ausgelegt ist, auf das Pumpenrad axial zu drücken.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor element ( 7 ) on a spring element ( 5 ) is arranged, the non-rotatably with the drive shaft ( 1 ), wherein the spring element ( 5 ) is designed to press axially on the impeller. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (13) am Pumpenrad angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor element ( 13 ) is arranged on the impeller. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Antriebswelle (1) für das Pumpenrad ein axial wirkender Lageranschlag (4, 11) ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the drive shaft ( 1 ) for the impeller an axially acting bearing stop ( 4 . 11 ) is trained. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktmittel auf der Antriebswelle (1) ein Reibmittel in Form eines Keilelements (9) umfassen, das mit einem Reibabschnitt (10) des Pumpenrades (2) in Reibschluss bringbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the contact means on the drive shaft ( 1 ) a friction agent in the form of a wedge element ( 9 ) provided with a friction section ( 10 ) of the impeller ( 2 ) can be brought into frictional engagement. Pumpe für ein Kfz, insbesondere Wasserpumpe mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Pump for a motor vehicle, in particular a water pump with a device according to one of the preceding claims.
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