具有形鎖合離合器的車輛流體泵的制作方法
【專利摘要】用于車輛的流體泵(10)包括：用于泵送流體的泵轉(zhuǎn)子(20)；用于驅(qū)動(dòng)泵轉(zhuǎn)子(20)的軸(12)；用于可開關(guān)地耦合軸(12)與泵轉(zhuǎn)子(20)的離合器(16)。離合器(16)構(gòu)成為，形鎖合地連接和分離軸(12)與泵轉(zhuǎn)子(20)。
【專利說明】具有形鎖合離合器的車輛流體泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛流體泵，例如用于冷卻水循環(huán)的水泵。

【背景技術(shù)】
[0002]在車輛中使用用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水循環(huán)的水泵。這樣的水泵的軸——在該軸上固定泵轉(zhuǎn)子一通常通過齒形帶或?qū)掿X帶與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的同時(shí)泵送冷卻水。
[0003]通過可開關(guān)的水泵、也就是其中可以調(diào)節(jié)泵功率的水泵可以優(yōu)化冷卻水循環(huán)。例如可以通過在發(fā)動(dòng)機(jī)的熱起動(dòng)階段中非激活的或靜止的水泵一方面加速發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱性能而另一方面降低水泵的損壞功率。
[0004]例如可以使用用于連接和分離泵軸與泵轉(zhuǎn)子的電磁離合器。由此可以避免由于解耦的渦動(dòng)損耗，自然正常地相對(duì)高的磁力是需要的，以便可以在所有情況下確保耦合的摩擦鎖合，這可以導(dǎo)致大量耗費(fèi)昂貴的銅。
[0005]此外具有包括可開關(guān)的摩擦輪離合器的水泵，該摩擦輪離合器具有可開關(guān)的中間齒輪，其中借助于偏心輪可以電氣調(diào)節(jié)夾臂的長(zhǎng)度。基于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境影響，摩擦鎖合的傳動(dòng)裝置通常卻具有僅僅小的魯棒性。
[0006]也使用液壓可操作的調(diào)節(jié)滑閥，以便關(guān)閉泵轉(zhuǎn)子的出口區(qū)域并且由此禁用泵。在此此外泵以不變的轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)并且在冷卻水中生成渦動(dòng)損耗。
[0007]另一開關(guān)原理基于與轉(zhuǎn)子入口同軸可旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向葉輪的泵轉(zhuǎn)子，但是這又導(dǎo)致渦動(dòng)損耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的任務(wù)是提供用于車輛的可開關(guān)的流體泵，該流體泵簡(jiǎn)單地構(gòu)成的、低成本的、死損耗并且有效的。
[0009]所述任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的對(duì)象解決。本發(fā)明另外的實(shí)施形式來自于從屬權(quán)利要求和以下的描述。
[0010]本發(fā)明涉及車輛流體泵。該流體泵可以是用于冷卻液體的泵，例如冷卻水，該冷卻水例如用于車輛驅(qū)動(dòng)裝置的冷卻。該車輛可以是道路車輛，例如轎車、貨車或公共汽車。
[0011]按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施形式，該流體泵包括:用于泵送流體的泵轉(zhuǎn)子；用于驅(qū)動(dòng)泵轉(zhuǎn)子的軸；以及用于可開關(guān)地耦合軸與泵轉(zhuǎn)子的離合器。離合器構(gòu)成為，形鎖合地連接軸與泵轉(zhuǎn)子或者分離軸與泵轉(zhuǎn)子。換言之，離合器的第一耦合件(例如在軸上)可以形鎖合地嚙合到另一第二耦合件(例如在轉(zhuǎn)子上)，以便將軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)子。第一耦合件可以由第二耦合件移離，以便將軸與轉(zhuǎn)子解耦，從而流體泵不再輸送流體，即使軸旋轉(zhuǎn)。通過這種方式實(shí)現(xiàn)泵轉(zhuǎn)子與軸的驅(qū)動(dòng)裝置的可開動(dòng)的機(jī)械解耦，而不會(huì)出現(xiàn)渦動(dòng)損耗并且不需要大的開動(dòng)力。
[0012]該軸可以是初級(jí)軸，其可以與驅(qū)動(dòng)裝置例如也驅(qū)動(dòng)車輛的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)連接。此外流體泵可以包括次級(jí)軸，其與泵轉(zhuǎn)子連接并且可以借助于離合器與初級(jí)軸耦合。
[0013]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，離合器是爪式離合器。例如可以在驅(qū)動(dòng)裝置與泵轉(zhuǎn)子之間的軸中集成可開關(guān)的爪式離合器。第一和第二耦合件可以分別具有軸向齒部，所述軸向齒部在閉合的離合器的情況下相互嚙合。
[0014]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，離合器包括關(guān)于軸軸向可移動(dòng)的(第一)耦合件，該耦合件構(gòu)成為嚙合到另一(第二)耦合件。第一耦合件可以與初級(jí)軸連接，而第二耦合件與泵轉(zhuǎn)子(例如作為次級(jí)軸的部分)連接。
[0015]特別地，爪式離合器的一部分可以是軸向可移動(dòng)的，從而可以中斷或建立形鎖合。
[0016]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，軸向可移動(dòng)的耦合件和另一耦合件構(gòu)成為，通過齒部與沿軸向突出的齒相互嚙合。
[0017]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，另一耦合件與泵轉(zhuǎn)子例如通過次級(jí)軸連接。
[0018]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，軸向可移動(dòng)的耦合件經(jīng)由徑向齒部沿軸向可移動(dòng)地固定在軸上。軸向可以通過軸的軸線和/或泵轉(zhuǎn)子的軸線限定。
[0019]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，離合器包括回位彈簧，該回位彈簧朝另一耦合件的方向擠壓軸向可移動(dòng)的耦合件?；匚粡椈煽梢允抢缏菪龔椈珊?或包圍軸。通過回位彈簧可以確保，即使流體泵可能的執(zhí)行器失靈也閉合離合器。
[0020]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，軸向可移動(dòng)的耦合件包括螺旋槽，銷沿徑向可鎖止到該螺旋槽中，以便在沿其軸線或軸向旋轉(zhuǎn)耦合件時(shí)將軸向可移動(dòng)的耦合件從另一耦合件移離。該螺旋槽可以在此與圓周方向傾斜地繞軸走向。
[0021]離合器的可移動(dòng)的部分、也就是軸向可移動(dòng)的耦合件在側(cè)面上具有螺旋槽。為了打開離合器，銷大約沿徑向移入到螺旋槽中，該銷鎖止到螺旋槽中?？梢苿?dòng)的耦合件歲軸轉(zhuǎn)動(dòng)并且銷在螺旋槽中將可移動(dòng)的耦合件從另一耦合件擠壓離開。在此中斷形鎖合并且泵轉(zhuǎn)子停止，即使初級(jí)軸再旋轉(zhuǎn)。
[0022]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，軸向可移動(dòng)的耦合件包括環(huán)形槽，在該環(huán)形槽中在離開螺旋槽之后引導(dǎo)銷。環(huán)形槽可以在此沿圓周方向(圓形的)繞軸走向。當(dāng)可移動(dòng)的耦合件由另一耦合件移離，該耦合件到達(dá)端部位置，在該端部位置銷引導(dǎo)到環(huán)形槽中并且可移動(dòng)的耦合件保持在端部位置。
[0023]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，環(huán)形槽徑向深于螺旋槽。那么該銷可以在端部位置落入到環(huán)形槽中。通過這種方式可以防止銷在螺旋槽的端部上咔咔作響，如果該端部通過軸不斷的旋轉(zhuǎn)總是再次地在銷旁邊移動(dòng)。
[0024]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，流體泵還包括:執(zhí)行器(例如電磁的)，其構(gòu)成為，在激活時(shí)將銷移動(dòng)到螺旋槽中。通過給執(zhí)行器通電可以將導(dǎo)向銷徑向鎖止到螺旋槽中，由此在軸旋轉(zhuǎn)時(shí)可以生成可移動(dòng)的耦合件的軸向移動(dòng)。因?yàn)殡姶艌?zhí)行器必須產(chǎn)生僅僅非常小的力，所以該執(zhí)行器可以設(shè)計(jì)得非常小和低成本。
[0025]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，執(zhí)行器包括復(fù)位彈簧，其構(gòu)成為，在禁用執(zhí)行器時(shí)將銷從徑向可移動(dòng)的耦合件移離。如果禁用執(zhí)行器，那么通過回位彈簧將導(dǎo)向銷在執(zhí)行器中拉回，由此離合器可以通過第二回位彈簧軸向移回到力鎖合中并且泵轉(zhuǎn)子又旋轉(zhuǎn)。
[0026]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式，流體泵還包括與軸連接的用于由車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)可驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)帶的帶盤。例如傳動(dòng)帶可以是發(fā)動(dòng)機(jī)上的齒形帶，通過該齒形帶可以在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)流體泵。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]在下文中參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0028]圖1:按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式的流體泵的示意縱截面；
[0029]圖2:在第一位置打開離合器的情況下圖1的流體泵的示意縱截面；
[0030]圖3:在第二位置打開離合器的情況下圖1的流體泵的示意縱截面；
[0031]圖4:在第三位置打開離合器的情況下圖1的流體泵的示意縱截面。
[0032]原則上相同或相似的部分設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。

【具體實(shí)施方式】
[0033]圖1示意地示出流體泵10的縱截面。流體泵10—其例如用于泵送用于車輛的內(nèi)燃機(jī)或電機(jī)的冷卻水一包括初級(jí)軸12，其可以通過帶盤14驅(qū)動(dòng)。初級(jí)軸12通過爪式離合器16與次級(jí)軸18連接，泵轉(zhuǎn)子20固定在該次級(jí)軸上。
[0034]帶盤14通過軸承22支承在具有法蘭25的殼體24的外側(cè)上，該外側(cè)由此也間接支承初級(jí)軸12。次級(jí)軸18并由此轉(zhuǎn)子20通過軸承26支承在殼體24的內(nèi)側(cè)上。導(dǎo)向環(huán)密封件28位于在軸承26與轉(zhuǎn)子之間，該導(dǎo)向環(huán)密封件分離泵空間30與殼體24中的空間32，在空間32中容納軸12、18和離合器16。
[0035]初級(jí)軸12和次級(jí)軸18可以構(gòu)成為空心軸，其中在次級(jí)軸18中的漏孔34可以設(shè)定用于來自空間32的泄漏的導(dǎo)出。
[0036]離合器16包括沿軸向A在初級(jí)軸12上可移動(dòng)的耦合件36，該可移動(dòng)的耦合件經(jīng)由徑向帶動(dòng)齒部38 (具有齒，該齒沿徑向R由初級(jí)軸12突出)由初級(jí)軸12帶動(dòng)。耦合件36可以通過軸向齒部40 (具有齒，其沿軸向突出)嚙合到另一耦合件42中，該另一耦合件在次級(jí)軸18的端部上形成。
[0037]在圖1中示出了在閉合位置的離合器16?；匚粡椈?4相對(duì)于耦合件42擠壓耦合件36并且初級(jí)軸12可以驅(qū)動(dòng)泵轉(zhuǎn)子20?；匚粡椈?4構(gòu)成為螺旋彈簧，其包圍初級(jí)軸12，在一個(gè)端部上支撐在殼體24上并且在另一端部上支撐在耦合件36上。
[0038]離合器16可以以執(zhí)行器46打開，該執(zhí)行器包括銷48，該銷可以由電磁體50沿徑向R向內(nèi)移動(dòng)到I禹合件36上。如果電磁體50未通電,那么復(fù)位彈簧52將銷48由I禹合件36移離。
[0039]如在圖2中可見的那樣，耦合件具有用于銷48的頂部的導(dǎo)向槽53，其關(guān)于圖3至5更準(zhǔn)確地描述。在圖2中示出了在一個(gè)位置上的流體泵10或離合器16，當(dāng)在執(zhí)行器46通電之后不久，也就是說解耦階段的開始。
[0040]除了流體泵10的縱截面還示出了沿徑向R耦合件36的俯視圖。在此可見的是，導(dǎo)向槽53包括集油槽部分54、螺旋槽部分56以及基圓部分或環(huán)形槽部分58。
[0041]當(dāng)銷48已經(jīng)移動(dòng)到耦合件36上之后，該銷的頂部嚙合到集油槽部分54中。耦合件36在此通過初級(jí)軸12繞軸向A的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，并且銷48在集油槽部分54中引導(dǎo)并且由該集油槽部分引導(dǎo)到螺旋槽部分56中。
[0042]在圖3中可以看到，集油槽部分54沒有環(huán)繞整個(gè)耦合件36，而是僅僅繞其圓周的一部分。集油槽部分54通到螺旋槽部分56中，其中在兩個(gè)部分54、56之間的過渡是彎曲的，以便實(shí)現(xiàn)低磨損和低噪音地滑動(dòng)銷48從集油槽部分54到螺旋槽部分56中。
[0043]圖3示出了耦合件36的部分沖程，而離合器16打開。耦合件36通過在螺旋槽部分56中移動(dòng)銷48而沿軸向A由耦合件42移離。齒部40的形鎖合失去并且次級(jí)軸18或泵轉(zhuǎn)子20與初級(jí)軸12解耦。
[0044]圖4示出了耦合件36的全部沖程。離合器16完全打開。在耦合件36的軸向移動(dòng)的末尾銷48或者其頂部從螺旋槽部分56滑動(dòng)到基圓部分或環(huán)形槽部分58中。達(dá)到了解耦階段的末尾。一旦給執(zhí)行器46通電，銷48保持在環(huán)形槽部分58中并且離合器16保持打開。
[0045]因?yàn)榄h(huán)形部分58沿徑向R深于螺旋槽部分56，所以在周期性經(jīng)過銷48時(shí)沒有實(shí)現(xiàn)在螺旋槽出口上的咔咔作響。
[0046]如果不再給執(zhí)行器通電，那么銷48由復(fù)位彈簧52由環(huán)形槽部分58升高并且銷48不再阻止回位彈簧44將耦合件36移動(dòng)到耦合件42上，直至到達(dá)離合器16的在圖1中示出的閉合的位置。
[0047]補(bǔ)充地在此應(yīng)該指出，“包括”不排除其他元件或步驟并且“一個(gè)”不排除多個(gè)。此外應(yīng)該指出，參考上述實(shí)施例所述的特征或步驟也可以與其他上述實(shí)施例的其他特征或步驟組合地應(yīng)用。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)該視為限制。
【權(quán)利要求】
1.用于車輛的流體泵(10)，該流體泵包括: 用于泵送流體的泵轉(zhuǎn)子(20)； 用于驅(qū)動(dòng)泵轉(zhuǎn)子(20)的軸(12)； 用于可開關(guān)地耦合軸(12)與泵轉(zhuǎn)子(20)的離合器(16)； 其特征在于，離合器(16)構(gòu)成為，形鎖合地連接軸(12)與泵轉(zhuǎn)子(20)并且分離軸(12)與泵轉(zhuǎn)子(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體泵(10)，其中，離合器(16)是爪式離合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體泵(10)，其中，離合器(16)包括關(guān)于軸(12)軸向可移動(dòng)的耦合件(36)，該耦合件構(gòu)成為一起嚙合到另一耦合件(42)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體泵(10)，其中，軸向可移動(dòng)的耦合件(36)和另一耦合件(42)構(gòu)成為，通過齒部(40)與沿軸向(A)突出的齒相互嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的流體泵(10)，其中，另一耦合件(42)與泵轉(zhuǎn)子(20)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一所述的流體泵(10)，其中，軸向可移動(dòng)的耦合件(36)經(jīng)由軸向齒部(38)沿軸向(A)可移動(dòng)地固定在軸(12)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6之一所述的流體泵(10)，其中，離合器(16)包括回位彈簧(44)，該回位彈簧朝另一耦合件(42)的方向擠壓軸向可移動(dòng)的耦合件(36)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7之一所述的流體泵(10)，其中，軸向可移動(dòng)的耦合件(36)包括螺旋槽(56)，銷(48)沿徑向可鎖止到該螺旋槽中，以便在旋轉(zhuǎn)另一耦合件(42)時(shí)移離軸向可移動(dòng)的耦合件(36)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體泵(10)，其中，軸向可移動(dòng)的耦合件(36)包括環(huán)形槽(58)，引導(dǎo)銷(48)在離開螺旋槽(56)之后在該環(huán)形槽中導(dǎo)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流體泵(10)，其中，環(huán)形槽(58)徑向深于螺旋槽(56)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10之一所述的流體泵(10)，還包括: 執(zhí)行器(46)，其構(gòu)成為，在激活時(shí)將銷(48)移動(dòng)到螺旋槽(56)中； 其中執(zhí)行器(46)包括復(fù)位彈簧(52)，其構(gòu)成為，在禁用執(zhí)行器(46)時(shí)將銷(48)從徑向可移動(dòng)的耦合件(36)移離。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的流體泵(10)，還包括: 與軸(12)連接的用于由車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)可驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)帶的帶盤(22)。
【文檔編號(hào)】F01P5/12GK104343836SQ201410379823
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】M·博伊爾勒 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司