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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung gehört zum Bereich der Kühlsysteme von Kraftfahrzeugmotoren und betrifft insbesondere eine elektromagnetische Silikonöl-Wasserpumpenkupplung zur Steuerung des Motorkühlmittelflusses und ein entsprechendes Betriebsverfahren.
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HINTERGRUND
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Angesichts der Verknappung der Erdölressourcen und der zunehmenden Umweltverschmutzung beginnen Länder auf der ganzen Welt, die Normen für den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen von Kraftfahrzeugen zu verschärfen. Daher werden Energie einsparende und umweltfreundlichere Fahrzeuge von den Menschen immer mehr bevorzugt. Wenn ein Verbrennungsmotor mit einer Geschichte von mehr als 100 Jahren seine starke Vitalität behalten will, muss er einen Durchbruch in der Energieeinspar- und Emissionsreduzierungstechnologie erzielen.
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Das Kühlsystem des Autos ist sehr wichtig für das Auto, und der Motor ist wie das menschliche Herz, das Gefahr läuft, beschädigt zu werden, wenn es nicht gut geschützt ist. In der Vergangenheit wurde nur die traditionelle Kühlwasserpumpe mit einer einzigen Betriebsgeschwindigkeit verwendet, um das Kühlmittel zirkulieren zu lassen. In der zukünftigen Entwicklung von Automobilen wird die einstufige Kühlwasserpumpe nicht mehr die führende Position einnehmen. Die flexible und variable Steuerung des Kühlsystems wird als Standardgerät in Automobilen eingesetzt werden, was die Lebensdauer der Motoren verlängert, die Gesamtleistung der Motoren verbessert, Energie einspart und die Emissionen reduziert. Um die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in verschiedenen Arbeitsbedingungen von Motoren zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine drehzahlvariable Wasserpumpenkupplung auf der Basis der traditionellen direkten Wasserpumpe bereit. Und verschiedene Kühlwasserdurchflussraten werden für den Motor durch die Wasserpumpenkupplung unter verschiedenen Betriebsbedingungen des Motors bereitgestellt, so dass der Motor die Motortemperatur unter verschiedenen Betriebsbedingungen rechtzeitig anpasst.
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Die herkömmliche Motorkühlwasserpumpe hat hauptsächlich die folgenden Probleme.
- 1. Gegenwärtig drehen sich die Motorkühlwasserpumpe und die Riemenscheibe des Motors synchron und haben nur eine einzige Geschwindigkeit.
- 2. Die Temperatur des Motors kann nicht rechtzeitig entsprechend den verschiedenen Arbeitsbedingungen des Motors angepasst werden.
- 3. Die herkömmliche Motorkühlwasserpumpe kann den Zweck der Energieeinsparung, der Emissionsreduzierung und der Verlängerung der Lebensdauer des Motors nicht erfüllen, da die Drehzahl der Pumpenwelle fest ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Zweck der vorliegenden Erfindung: Um die oben genannten Mängel zu überwinden, besteht der Zweck der vorliegenden Erfindung darin, eine elektromagnetische Silikonöl-Wasserpumpenkupplung bereitzustellen, die eine einstellbare Drehgeschwindigkeit für die Wasserpumpe mit Hilfe einer elektromagnetischen Magnetspule und der Viskositätskraft des Silikonöls ermöglicht. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch eine hohe Einstellgenauigkeit und eine hohe Praxistauglichkeit aus. Die vorliegende Erfindung bietet eine größere Auswahl an Drehgeschwindigkeiten für die Motorkühlwasserpumpe.
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Technisches Schema: Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine elektromagnetische Silikonöl-Wasserpumpenkupplung bereit, die Folgendes umfasst: Einen Wasserpumpenkörper, eine Pumpenwelle, eine elektromagnetische Magnetspule, eine Riemenscheibe, eine Kupplungswellenhülse, eine angetriebene Scheibe, ein Federteil, eine Kupplungsscheibe, eine Antriebsscheibe und eine Silikonöl-Hohlraumschale, wobei die Pumpenwelle in der Mitte des Wasserpumpenkörpers vorgesehen ist, eine Befestigungsplatte an einem Ende des Wasserpumpenkörpers vorgesehen ist, die elektromagnetische Magnetspule auf der Befestigungsplatte vorgesehen ist, die Riemenscheibe auf dem Wasserpumpenkörper vorgesehen ist, die Riemenscheibe mit dem Wasserpumpenkörper durch ein Lager verbunden ist, die Riemenscheibe mit einer Nut versehen ist und die elektromagnetische Magnetspule sich in die Nut der Riemenscheibe erstreckt, die Silikonöl-Hohlraumschale auf eine Seite der Riemenscheibe gepresst und genietet ist, Silikonöl in der Silikonöl-Hohlraumschale bereitgestellt ist, die Kupplungswellenhülse an einem Ende der Pumpenwelle befestigt ist, das Federstück auf der Außenseite der Kupplungswellenhülse bereitgestellt ist, die Kupplungsscheibe auf dem Federstück bereitgestellt ist, die Kupplungswellenhülse auf der Silikonöl-Hohlraumschale vorgesehen ist, die angetriebene Scheibe in der Silikonöl-Hohlraumschale vorgesehen ist, die Mitte der angetriebenen Scheibe auf der Kupplungswellenhülse befestigt ist, die Antriebsscheibe auf einer Seite der angetriebenen Scheibe weit weg von der Pumpenwelle vorgesehen ist, und die Antriebsscheibe an der Innenseite der Riemenscheibe befestigt ist.
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Silikonöl ist in der Silikonöl-Hohlraumschale vorgesehen, und das Silikonöl führt die Übertragung des Reibungsdrehmoments in dem Silikonöl-Hohlraum durch.
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Gemäß der Kupplung, die gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist, werden zwei Übertragungsmodi, und zwar, elektromagnetische Kupplung und Silikonöl-Viskositätskraft-Kupplung, bereitgestellt, um eine variable Drehgeschwindigkeit für die Wasserpumpe zu schaffen, so dass der Kühlmittelfluss der Wasserpumpe variabel ist und die Motortemperatur im Falle des variable beförderbaren Kühlmittels geändert wird.
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Zweckmäßigerweise ist ein Z-förmiger Dichtungsring an der Silikonöl-Hohlraumschale vorgesehen, und die Silikonöl-Hohlraumschale wird zweckmäßigerweise durch den Z-förmigen Dichtungsring abgedichtet.
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Zweckmäßigerweise ist ein Dichtungsring im Inneren des Silikonölhohlraumgehäuses vorgesehen, und der Dichtungsring ist zweckmäßigerweise zur Abdichtung mit der Kupplungswellenhülse abgestimmt.
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Der Dichtungsring ist in der vorliegenden Offenbarung vorgesehen, die das Austreten von Silikonöl mit starker Praktikabilität vermeiden kann.
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Zweckmäßigerweise ist die Antriebsscheibe mit der Riemenscheibe durch Druck vernietet, und die Antriebsscheibe und die Silikonöl-Hohlraumschale bilden zweckmäßigerweise einen Silikonölviskositätshohlraum.
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Die Antriebsscheibe und die Riemenscheibe werden in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt, was die Verbindungsstärke zwischen der Riemenscheibe und der Antriebsscheibe erhöht, die Möglichkeit des Motorabwürgens reduziert und eine hohe Sicherheit aufweist.
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Die elektromagnetische Magnetspule ist zweckmäßigerweise mit einem Automobilcomputer-Steuermodul verbunden, und zweckmäßigerweise ist das Automobilcomputer-Steuermodul im Wesentlichen ein Automobilmotor-Computer-ECU.
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Die elektromagnetische Magnetspule umfasst zweckmäßigerweise eine äußere Spulenschicht und einen inneren Eisenkern; zweckmäßigerweise ist eine magnetisch leitende Oberfläche auf einer Seite der Riemenscheibe nahe der elektromagnetischen Magnetspule vorgesehen, und zweckmäßigerweise ist ein Luftspalt zwischen der elektromagnetischen Magnetspule und der magnetisch leitenden Oberfläche der Riemenscheibe belassen.
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Auf beiden Seiten der angetriebenen Scheibe sind zweckmäßigerweise Viskositätsrillen für Silikonöl vorgesehen.
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Die Silikonöl-Viskositätsrille ist in der vorliegenden Offenbarung vorgesehen, um die Kontaktfläche zwischen der angetriebenen Scheibe und dem Silikonöl zu vergrößern, die Reibungskraft zwischen der angetriebenen Scheibe und dem Silikonöl zu verbessern und das Phänomen zu vermeiden, dass die Drehgeschwindigkeit zu niedrig ist.
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Das Betriebsverfahren der elektromagnetischen Silikonöl-Wasserpumpenkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Realisierung des Hochgeschwindigkeits-Wasserpumpenbetriebs durch elektromagnetische Magnetkupplung und die Realisierung des Niedergeschwindigkeits-Wasserpumpenbetriebs durch Silikonöl-Viskositätskraftübertragung, wobei das Betriebsverfahren insbesondere die folgenden Schritte umfasst:
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Schritt 1: Die elektromagnetische Magnetspule wird elektrifiziert, die elektromagnetische Magnetspule erzeugt eine Magnetkraft, um eine Kupplungsscheibe zu adsorbieren, eine Riemenscheibe, an der die elektromagnetische Magnetspule angeordnet ist, ist starr mit einer Pumpenwelle verbunden, an der die Kupplungsscheibe angeordnet ist, und die Riemenscheibe treibt die Pumpenwelle an, um sich mit einer hohen Geschwindigkeit an der Kupplungsscheibe zu drehen;
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Schritt 2: Die elektromagnetische Magnetspule ist nicht elektrifiziert, die elektromagnetische Magnetspule ist nicht mit der Kupplungsscheibe gekoppelt, die auf die Riemenscheibe genietete Antriebsscheibe treibt das Silikonöl in der Silikonöl-Hohlraumschale an, um mit einer hohen Geschwindigkeit zu arbeiten, das Silikonöl fließt in die Silikonölviskositätsrillen der Antriebsscheibe und der angetriebenen Scheibe unter der Wirkung der Zentrifugalkraft, das Silikonöl treibt die angetriebene Scheibe an, sich durch seine eigene Viskosität zu bewegen, die angetriebene Scheibe folgt der Riemenscheibe, um eine Folgedrehung zu machen, und die angetriebene Scheibe treibt die Pumpenwelle an, sich zu drehen; Schritt 1 und Schritt 2 sind in keiner bestimmten Reihenfolge vorgesehen.
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Die Arbeitsweise der elektromagnetischen Silikonöl-Wasserpumpenkupplung ist wie folgt: Die Wasserpumpenkupplung hat zwei Geschwindigkeitseinstellungen von „hoher Geschwindigkeit“ und „niedriger Geschwindigkeit“; bei „hoher Geschwindigkeit“ ist die Riemenscheibe starr mit der Kupplungsscheibe unter der Wirkung der elektromagnetischen Kraft verbunden, so dass die Pumpenwelle und die Riemenscheibe mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren; bei „niedrigee Geschwindigkeit“ treibt die Riemenscheibe die angetriebene Scheibe an, um mit einer niedrigen Geschwindigkeit durch die Übertragung der Silikonöl-Viskositätskraft zu arbeiten, wodurch der Betrieb der Pumpenwelle mit niedriger Geschwindigkeit realisiert wird. Die Drehgeschwindigkeit wird durch die Viskositätskraft des Silikonöls reguliert.
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Gemäß zweckmäßiger Weiterbildung ist der Außendurchmesser des Silikonölhohlraums mit der Riemenscheibe durch Druck vernietet, und die Antriebsscheibe, die Silikonöl-Hohlraumschale und die Riemenscheibe sind zweckmäßigerweise fest verbunden.
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Gemäß zweckmäßiger Weiterbildung ist die elektromagnetische Magnetspule über einen Verdrahtungsanschluss mit der Motor-ECU verbunden.
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Gemäß dem obigen technischen Schema hat die vorliegende Erfindung die folgenden vorteilhaften Wirkungen.
- 1. Die elektromagnetische Silikonöl-Wasserpumpen-Kupplung und deren Arbeitsverfahren in der vorliegenden Erfindung reduzieren die Produktionskosten unter Verwendung von Silikonöl-Viskositätskraftübertragung.
- 2. Die elektromagnetische Silikonöl-Wasserpumpenkupplung und ihr Arbeitsverfahren in der vorliegenden Erfindung können den Eigenbrennwert der Kupplung effektiv reduzieren, indem sie die Viskositätskraftübertragung von Silikonöl verwenden und die hohe spezifische Wärmekapazität und die hohe Wärmeableitungskapazität von Silikonöl nutzen.
- 3. Die elektromagnetische Silikonöl-Wasserpumpenkupplung und ihr Arbeitsverfahren in der vorliegenden Erfindung können den Einfluss von Umgebungsfaktoren wie Temperatur, Stoß und Vibration wirksam vermeiden, indem sie die gute Energieabsorptionsleistung von Silikonöl nutzen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung der Gesamtstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung.
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In den Figuren:
- 1
- Wasserpumpenkörper
- 2
- Pumpenwelle
- 3
- elektromagnetische Magnetspule
- 4
- Riemenscheibe
- 5
- Kupplungswellenhülse
- 6
- angetriebene Scheibe
- 7
- Federteil
- 8
- Kupplungsscheibe
- 9
- Antriebsscheibe
- 10
- Silikonöl-Hohlraumschale
- 11
- Dichtungsring
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG der AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und spezifischen Ausführungsformen näher erläutert.
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Ausführungsform 1
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Eine elektromagnetische Silikonöl-Wasserpumpenkupplung umfasst einen Wasserpumpenkörper 1, eine Pumpenwelle 2, eine elektromagnetische Magnetspule 3, eine Riemenscheibe 4, eine Kupplungswellenhülse 5, eine angetriebene Scheibe 6, ein Federteil 7, eine Kupplungsscheibe 8, eine Antriebsscheibe 9 und eine Silikonöl-Hohlraumschale 10, wobei die Pumpenwelle 2 in der Mitte des Wasserpumpenkörpers 1 vorgesehen ist, eine Befestigungsplatte an einem Ende des Wasserpumpenkörpers 1 vorgesehen ist, die elektromagnetische Magnetspule 3 auf der Befestigungsplatte vorgesehen ist, die Riemenscheibe 4 auf dem Wasserpumpenkörper 1 vorgesehen ist, die Riemenscheibe 4 mit dem Wasserpumpenkörper 1 durch ein Lager verbunden ist, die Riemenscheibe 4 mit einer Nut versehen ist, die elektromagnetische Magnetspule 3 sich in die Nut der Riemenscheibe 4 erstreckt, die Silikonöl-Hohlraumschale 10 auf eine Seite der Riemenscheibe 4 gepresst und genietet ist, Silikonöl in der Silikonöl-Hohlraumschale 10 bereitgestellt ist, die Kupplungswellenhülse 5 an einem Ende der Pumpenwelle 2 befestigt ist, das Federstück 7 auf der Außenseite der Kupplungswellenhülse 5 bereitgestellt ist, die Kupplungsscheibe 8 auf dem Federstück 7 bereitgestellt ist, die Kupplungswellenhülse 5 an der Silikonöl-Hohlraumschale 10 vorgesehen ist, die angetriebene Scheibe 6 in der Silikonöl-Hohlraumschale 10 vorgesehen ist, die Mitte der angetriebenen Scheibe 6 an der Kupplungswellenhülse 5 befestigt ist, die Antriebsscheibe 9 an einer von der Pumpenwelle 2 entfernten Seite der angetriebenen Scheibe 6 vorgesehen ist, und die Antriebsscheibe 9 an der Innenseite der Riemenscheibe 4 befestigt ist.
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In dieser Ausführungsform ist ein Z-förmiger Dichtungsring an der Silikonöl-Hohlraumschale 10 vorgesehen, und die Silikonöl-Hohlraumschale 10 ist durch den Z-förmigen Dichtungsring abgedichtet.
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In dieser Ausführungsform ist ein Dichtungsring 11 im Inneren des Silikonölhohlraumgehäuses 10 vorgesehen, und der Dichtungsring 11 ist zur Abdichtung mit der Kupplungswellenhülse 5 zusammengefügt.
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In dieser Ausführungsform ist die Antriebsscheibe 9 mit der Riemenscheibe 4 durch Druck vernietet, und die Antriebsscheibe 9 und die Silikonöl-Hohlraumschale 10 bilden einen Silikonöl-Viskositätshohlraum.
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In dieser Ausführungsform ist die elektromagnetische Magnetspule 3 mit einem Automobilcomputer-Steuermodul verbunden, und das Automobilcomputer-Steuermodul ist im Wesentlichen ein Automobilmotor-Computer-ECU.
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In dieser Ausführungsform umfasst die elektromagnetische Magnetspule 3 eine äußere Spulenschicht und einen inneren Eisenkern. Eine magnetisch leitende Oberfläche ist auf einer Seite der Riemenscheibe 4 in der Nähe der elektromagnetischen Magnetspule 3 vorgesehen, und ein Luftspalt ist zwischen der elektromagnetischen Magnetspule 3 und der magnetisch leitenden Oberfläche der Riemenscheibe 4 belassen.
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In dieser Ausführungsform sind auf beiden Seiten der angetriebenen Scheibe 6 Rillen für die Viskositätskraft von Silikonöl vorgesehen.
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Das in dieser Ausführungsform beschriebene Betriebsverfahren der elektromagnetischen Silikonöl-Wasserpumpenkupplung umfasst die Realisierung des Hochgeschwindigkeits-Wasserpumpenbetriebs durch elektromagnetische Magnetkupplung und die Realisierung des Niedergeschwindigkeits-Wasserpumpenbetriebs durch Silikonöl-Viskositätskraftübertragung, wobei das Betriebsverfahren insbesondere die folgenden Schritte umfasst:
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Schritt 1: Die elektromagnetische Magnetspule 3 wird elektrifiziert, die elektromagnetische Magnetspule 3 erzeugt eine Magnetkraft, um eine Kupplungsscheibe 8 zu adsorbieren. Eine Riemenscheibe 4, an der die elektromagnetische Magnetspule 3 angeordnet ist, ist starr mit einer Pumpenwelle 2 verbunden, an der die Kupplungsscheibe 8 angeordnet ist, und die Riemenscheibe 4 treibt die Pumpenwelle an, um sich mit einer hohen Geschwindigkeit durch die Kupplungsscheibe 8 zu drehen.
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Schritt 2: Die elektromagnetische Magnetspule 3 ist nicht elektrifiziert, die elektromagnetische Magnetspule 3 ist nicht mit der Kupplungsscheibe 8 gekoppelt, die auf die Riemenscheibe 4 genietete Antriebsscheibe 9 treibt das Silikonöl in der Silikonöl-Hohlraumschale 10 mit hoher Drehzahl an, das Silikonöl fließt in die Silikonöl-Viskositätsrillen der Antriebsscheibe 9 und der angetriebenen Scheibe 6 unter der Wirkung der Zentrifugalkraft, das Silikonöl treibt die angetriebene Scheibe 6 an, sich durch seine eigene Viskosität zu bewegen, die angetriebene Scheibe 6 folgt der Riemenscheibe 4, um eine Folgedrehung zu machen, und die angetriebene Scheibe 6 treibt die Pumpenwelle an, sich zu drehen.
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Die Schritte 1 und 2 sind in keiner bestimmten Reihenfolge vorgesehen.
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Ausführungsform 2
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Eine elektromagnetische Silikonöl-Wasserpumpenkupplung, wie sie in 1 dargestellt ist, umfasst einen Wasserpumpenkörper 1, eine Pumpenwelle 2, eine elektromagnetische Magnetspule 3, eine Riemenscheibe 4, eine Kupplungswellenhülse 5, eine angetriebene Scheibe 6, ein Federteil 7, eine Kupplungsscheibe 8, eine Antriebsscheibe 9 und eine Silikonöl-Hohlraumschale 10, wobei die Pumpenwelle 2 in der Mitte des Wasserpumpenkörpers 1 vorgesehen ist, eine Befestigungsplatte an einem Ende des Wasserpumpenkörpers 1 vorgesehen ist, die elektromagnetische Magnetspule 3 auf der Befestigungsplatte vorgesehen ist, die Riemenscheibe 4 auf dem Wasserpumpenkörper 1 vorgesehen ist, die Riemenscheibe 4 mit dem Wasserpumpenkörper 1 durch ein Lager verbunden ist, die Riemenscheibe 4 mit einer Nut versehen ist und die elektromagnetische Magnetspule 3 sich in die Nut der Riemenscheibe 4 erstreckt, die Silikonöl-Hohlraumschale 10 auf eine Seite der Riemenscheibe 4 gepresst und genietet ist, Silikonöl in der Silikonöl-Hohlraumschale 10 bereitgestellt ist, die Kupplungswellenhülse 5 an einem Ende der Pumpenwelle 2 befestigt ist, das Federstück 7 auf der Außenseite der Kupplungswellenhülse 5 bereitgestellt ist, die Kupplungsscheibe 8 auf dem Federstück 7 bereitgestellt ist, die Kupplungswellenhülse 5 an der Silikonöl-Hohlraumschale 10 vorgesehen ist, die angetriebene Scheibe 6 in der Silikonöl-Hohlraumschale 10 vorgesehen ist, die Mitte der angetriebenen Scheibe 6 an der Kupplungswellenhülse 5 befestigt ist, die Antriebsscheibe 9 an einer von der Pumpenwelle 2 entfernten Seite der angetriebenen Scheibe 6 vorgesehen ist, und die Antriebsscheibe 9 an der Innenseite der Riemenscheibe 4 befestigt ist.
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Das Vorstehende ist nur die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass für die Fachleute in der Technik, mehrere Verbesserungen gemacht werden können, ohne sich von dem Prinzip der vorliegenden Erfindung zu entfernen; und diese Verbesserungen sollten auch als der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung betrachtet werden.
