DE102009025330B4 - Kühlmittelpumpe eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Kühlmittelpumpe eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs Download PDFInfo
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Abstract
Kühlmittelpumpe (10) eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs, welche eingerichtet ist zur Bereitstellung einer Kühlmittelströmung, wobei eine Antriebswelle der Kühlmittelpumpe (10) von einer mit der Antriebswelle gekoppelten Antriebsscheibe (12), an der ein riemenartiges Antriebselement geführt ist, antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle ein mit der Antriebsscheibe (12) fest verbundenes erstes Antriebswellensegment (13) und ein mit einem Laufrad der Kühlmittelpumpe fest verbundenes zweites Antriebswellensegment (14) aufweist, und dass zwischen das erste Antriebswellensegment (13) und das zweite Antriebswellensegment (14) ein in Axialrichtung der Antriebswelle verschiebbares Betätigungselement (15) für Klemmkörper (16) geschaltet ist, wobei abhängig von einer axialen Relativposition zwischen dem axial verschiebbaren Betätigungselement (16) und den beiden axial unverschiebbaren Antriebswellensegmenten (13, 14) eine Antriebsverbindung zwischen den Antriebswellensegmenten (13, 14) über die Klemmkörper (16) hergestellt oder aufgelöst ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Aus der
DE 10 2006 039 680 A1 ist eine Kühlmittelpumpe eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs bekannt, die der Bereitstellung einer Kühlmittelströmung zur Kühlung von insbesondere antriebsaggregatseitigen Baugruppen des Kraftfahrzeugs dient. Eine Antriebswelle der Kühlmittelpumpe, die als Pumpenwelle bezeichnet wird, ist nach derDE 10 2006 039 680 A1 von einer als Zahnriemenrad ausgebildeten Antriebsscheibe, die mit der Antriebswelle gekoppelt ist, antreibbar, wobei an der als Zahnriemenrad ausgebildeten Antriebsscheibe ein Zahnriemen und damit ein riemenartiges Antriebselement geführt ist. Nach derDE 10 2006 039 680 A1 ist zwischen die Antriebswelle und das Pumpenrad der Kühlmittelpumpe eine schaltbare Kupplung geschaltet, um die Kühlmittelpumpe bedarfsweise zuzuschalten oder abzuschalten. - Aus der
DE 10 2008 039 700 A1 , derDE 10 2006 049 771 A1 , derDE 102 17 576 A1 , derDE 101 26 485 A1 , derDE 22 10 679 A und derFR 24 13 580 A1 - Hiervon ausgehend liegt der hier vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Kühlmittelpumpe zu schaffen, die einfach zugeschaltet und abgeschaltet werden kann.
- Diese Aufgabe wird durch eine Kühlmittelpumpe gemäß Anspruch 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß weist die Antriebswelle ein mit der Antriebsscheibe fest verbundenes erstes Antriebswellensegment und ein mit einem Laufrad der Kühlmittelpumpe fest verbundenes zweites Antriebswellensegment auf, wobei zwischen das erste Antriebswellensegment und das zweite Antriebswellensegment ein in Axialrichtung der Antriebswelle verschiebbares Betätigungselement für Klemmkörper geschaltet ist, und wobei abhängig von der axialen Relativposition zwischen dem axial verschiebbaren Betätigungselement und den beiden axial unverschiebbaren Antriebswellensegmenten eine Antriebsverbindung zwischen den Antriebswellensegmenten über die Klemmkörper hergestellt oder aufgelöst ist.
- Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, die Antriebswelle der Kühlmittelpumpe in zwei Segmente zu untergliedern, nämlich in ein erstes Antriebswellensegment, welches fest mit der Antriebsscheibe verbunden ist, und ein zweites Antriebswellensegment, welches fest mit dem Laufrad der Kühlmittelpumpe verbunden ist.
- Zwischen das erste Antriebswellensegment und das zweite Antriebswellensegment ist ein in Axialrichtung der Antriebswelle verschiebbares Betätigungselement für Klemmkörper geschaltet. Abhängig von der axialen Relativposition zwischen dem Betätigungselement und den Antriebswellensegmenten ist entweder eine Antriebsverbindung zwischen den Antriebswellensegmenten hergestellt oder aufgelöst. Die Klemmkörper dienen dabei der Kraftübertragung bzw. Momentübertragung zwischen den Antriebswellensegmenten.
- Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine Kühlmittelpumpe eines Antriebsaggregats nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 ein vergrößertes Detail der1 ; -
3 ein Detail der1 und2 in Explosionsdarstellung; -
4 eine Alternative zum Detail der3 ; -
5 einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine Kühlmittelpumpe eines Antriebsaggregats nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
6 ein vergrößertes Detail der5 ; -
7 ein Detail der5 und6 in Explosionsdarstellung; und -
8 eine Alternative zum Detail der7 . -
1 bis3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs. Die in1 bis3 ausschnittsweise dargestellte Kühlmittelpumpe10 verfügt über eine Antriebswelle und eine mit der Antriebswelle gekoppelte Antriebsscheibe12 , wobei die Antriebsscheibe12 vorzugsweise als Riemenscheibe ausgebildet ist, an der ein nicht gezeigtes, riemenartiges Antriebselement, insbesondere ein Zahnriemen oder ein Keilrippenriemen, geführt ist, um die Antriebsscheibe12 und so letztendlich die Antriebswelle der Kühlmittelpumpe anzutreiben. Die Antriebsscheibe12 ist vorzugsweise durch eine Schraubverbindung mit einem Mitnehmer11 verbunden. - Die Antriebswelle der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe verfügt über ein durch den Mitnehmer
11 mit der Antriebsscheibe12 fest verbundenes, antriebsseitiges erstes Antriebswellensegment13 und ein mit einem Laufrad der Kühlmittelpumpe fest verbundenes, abtriebsseitiges zweites Antriebswellensegment14 , wobei zwischen das erste Antriebswellensegment13 und das zweite Antriebswellensegment14 ein in Axialrichtung der Antriebswelle13 bzw.14 verschiebbares Betätigungselement15 für Klemmkörper16 geschaltet ist. Abhängig von der axialen Relativposition zwischen dem axial verschiebbaren Betätigungselement15 und den beiden axial unverschiebbaren Antriebswellensegmenten13 und14 ist eine Antriebsverbindung zwischen den Antriebswellensegmenten13 und14 über die Klemmkörper16 hergestellt oder aufgelöst. - Gemäß
1 und2 umschließt ein erster Abschnitt17 des Betätigungselements15 , an welchem die Klemmkörper16 geführt sind, einen benachbarten Endabschnitt18 des zweiten, mit dem Laufrad der Kühlmittelpumpe fest verbundenen Antriebswellensegments14 radial außen. Das erste Antriebswellensegment13 , welches mit der Antriebsscheibe i 12 durch den Mitnehmer11 fest verbunden ist, umschließt das Betätigungselement15 für die Klemmkörper16 und damit die Klemmkörper16 radial außen. Vorzugsweise ist der Mitnehmer11 auf dem Antriebswellensegment13 verpresst. - Zwischen einem zweiten Abschnitt
19 des Betätigungselements15 , der axial neben dem Endabschnitt18 des zweiten Antriebswellensegments14 positioniert ist, und dem Endabschnitt18 des zweiten Antriebswellensegments14 ist ein Federelement20 geschaltet, welches das Betätigungselement15 in eine axiale Endlage relativ zu den beiden axial unverschiebbaren Antriebswellensegmenten13 und14 drückt. - In dieser axialen Endlage des Betätigungselements
15 , in welches dasselbe über das Federelement20 gedrückt wird, ist die Antriebsverbindung zwischen den Antriebswellensegmenten13 und14 über die Klemmkörper16 hergestellt. - Um diese Antriebsverbindung zwischen den Antriebswellensegmenten
13 und14 aufzulösen, ist das Betätigungselement15 aus dieser axialen Endlage über ein am Betätigungselement15 angreifendes, nicht gezeigtes Hebelelement entgegen der vom Federelement20 bereitgestellten Federkraft axial verschiebbar. - Im Ausführungsbeispiel der
1 bis3 sind die Klemmkörper16 am ersten Abschnitt17 des Betätigungselement15 derart geführt, dass die Klemmkörper16 den ersten Abschnitt17 des Betätigungselements15 durchdringen, zusammen mit dem Betätigungselement15 in Axialrichtung gegenüber den axial unverschiebbaren Antriebswellensegmenten13 und14 axial verschiebbar sind, und radial innen am zweiten Antriebswellensegment14 , nämlich am Endabschnitt18 desselben, sowie radial außen am ersten Antriebswellensegment13 anliegen. Dabei greifen die Klemmkörper16 radial innen in Umfangsrichtung der Antriebswellen13 bzw.14 gesehen formschlüssig in Nuten21 des Endabschnitts18 des zweiten Antriebswellensegments14 ein. Radial außen liegen die Klemmkörper16 im Ausführungsbeispiel der1 bis3 an einer Kegelfläche22 des ersten Antriebswellensegments13 an. In der axialen Endlage des Betätigungselements15 , in welche dasselbe über die Federkraft des Federelements20 gedrückt wird, besteht demnach einerseits eine Klemmverbindung zwischen den Klemmkörpern16 und der Kegelfläche22 des ersten Antriebswellensegments13 und eine Klemmverbindung zwischen den Klemmkörpern16 und den Nuten21 des zweiten Antriebswellensegments14 , sodass Kräfte und Drehmomente zwischen den Antriebswellensegmenten13 und14 sicher übertragen werden können. Dann hingegen, wenn das Betätigungselement15 zusammen mit den Klemmkörpern16 aus dieser axialen Endlage entgegen der Federkraft des Federelements20 heraus bewegt ist, können keine Kräfte und Drehmomente zwischen den Antriebswellensegmenten13 und14 übertragen werden, sodass dann die Antriebsverbindung zwischen denselben aufgelöst ist. - Wie
3 entnommen werden kann, sind die Klemmkörper16 im Ausführungsbeispiel der1 bis3 als Kugeln ausgeführt, die in Ausnehmungen23 des Abschnitts17 des Betätigungselements15 geführt sind, sodass die Klemmkörper16 diesen Abschnitt17 des Betätigungselements15 durchdringen können. -
4 zeigt ein Detail eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe als Alternative zum Detail der3 , wobei in der Ausführungsform der4 die Klemmkörper16 , die den Abschnitt17 des Betätigungselements15 durchdringen, radial innen in Umfangsrichtung formschlüssig in die Nuten21 des zweiten Antriebswellensegments14 eingreifen und radial außen in Umfangsrichtung formschlüssig in Nuten24 eingreifen, die in die Kegelfläche22 des ersten Antriebswellensegments13 eingebracht sind. -
5 bis7 verdeutlichen ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs, wobei die Darstellungen der5 bis7 prinzipiell den Darstellungen der1 bis3 entsprechen und nachfolgend zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden und nachfolgend nur auf solche Details eingegangen wird, durch die sich das Ausführungsbeispiel der5 bis7 vom Ausführungsbeispiel der1 bis3 unterscheidet. - Im Ausführungsbeispiel der
5 bis7 sind die Klemmkörper16 am ersten Abschnitt17 des Betätigungselements15 derart geführt, dass die Klemmkörper16 radial innen am Abschnitt17 des Betätigungselements15 sowie radial außen am ersten Antriebswellensegment13 anliegen. Im Ausführungsbeispiel der5 bis7 durchdringen demnach die Klemmkörper16 nicht den Abschnitt17 des Betätigungselements15 , vielmehr greifen die Klemmkörper16 in Nuten25 des Abschnitts17 des Betätigungselements15 ein. -
6 und7 kann entnommen werden, dass die Nuten25 des Abschnitts17 des Betätigungselements15 in Axialrichtung gesehen einen sich in Richtung auf das zweite Antriebswellensegment14 radial erweiternden Nutgrund aufweisen. - Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der
1 bis3 sind im Ausführungsbeispiel der5 bis7 die Klemmkörper16 nicht zusammen mit dem Betätigungselement15 axial verschiebbar, vielmehr greifen die Klemmkörper16 in Nuten26 des ersten Antriebswellensegments13 ein. Die Klemmkörper16 sind demnach in Axialrichtung der Antriebswellen13 bzw.14 gesehen unverschiebbar in den Nuten26 geführt, mit Verschiebung des Betätigungselements15 in axialer Richtung werden jedoch bedingt durch die oben erwähnte Konturierung des Nutgrunds der Nuten25 des Abschnitts17 des Betätigungselements15 die Klemmkörper16 stärker nach radial außen in die Nuten26 des ersten Antriebswellensegments13 gedrückt, wobei gemäß6 diese Nuten als Trapeznuten mit einem Winkel α ausgeführt sind. In Radialrichtung verlaufende Seitenwände der Nuten26 sind demnach gegenüber der Radialrichtung derart schräggestellt, dass dieselben zusammen mit dem Nutgrund der Nuten26 im Querschnitt ein Trapez definieren. - In der Endlage des Betätigungselements
15 drückt dasselbe die Klemmkörper16 nach radial außen in die sich in Radialrichtung nach radial außen verjüngenden Trapeznuten26 des ersten Antriebswellensegments13 , wodurch dann über die Klemmkörper16 zwischen dem ersten Antriebswellensegment13 und dem Betätigungselement15 und damit letztendlich dem unverdrehbar im Betätigungselement15 geführten zweiten Antriebswellensegment14 Kräfte und Momente übertragen werden können. - Dann, wenn das Betätigungselement
15 aus dieser axialen Endlage entgegen der vom Federelement20 bereitgestellten Federkraft über ein nicht dargestelltes, am Betätigungselement15 angreifendes Hebelelement heraus bewegt wird, können die Klemmkörper16 über eine Ausrückfeder27 aus der Trapeznut26 nach radial innen herausgedrückt werden. -
8 zeigt ein alternatives Detail zum Detail der7 , wobei im Detail der8 die Klemmkörper16 , die in die Nuten25 des Abschnitts17 des Betätigungselements25 eingreifen, wiederum als Kugeln ausgeführt sind. Ansonsten stimmt das Detail der8 hinsichtlich seiner technischen Ausgestaltung mit dem Detail der7 überein. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Kühlmittelpumpe
- 11
- Wellenmitnehmer
- 12
- Antriebsscheibe
- 13
- Antriebswellensegment (antriebsseitig)
- 14
- Antriebswellensegment (abtriebsseitig)
- 15
- Betätigungselement
- 16
- Klemmkörper
- 17
- Abschnitt
- 18
- Endabschnitt
- 19
- Abschnitt
- 20
- Federelement
- 21
- Nut
- 22
- Kegelfläche
- 23
- Ausnehmung
- 24
- Nut
- 25
- Nut
- 26
- Nut
- 27
- Ausrückfeder
Claims (12)
- Kühlmittelpumpe (10) eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs, welche eingerichtet ist zur Bereitstellung einer Kühlmittelströmung, wobei eine Antriebswelle der Kühlmittelpumpe (10) von einer mit der Antriebswelle gekoppelten Antriebsscheibe (12), an der ein riemenartiges Antriebselement geführt ist, antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle ein mit der Antriebsscheibe (12) fest verbundenes erstes Antriebswellensegment (13) und ein mit einem Laufrad der Kühlmittelpumpe fest verbundenes zweites Antriebswellensegment (14) aufweist, und dass zwischen das erste Antriebswellensegment (13) und das zweite Antriebswellensegment (14) ein in Axialrichtung der Antriebswelle verschiebbares Betätigungselement (15) für Klemmkörper (16) geschaltet ist, wobei abhängig von einer axialen Relativposition zwischen dem axial verschiebbaren Betätigungselement (16) und den beiden axial unverschiebbaren Antriebswellensegmenten (13, 14) eine Antriebsverbindung zwischen den Antriebswellensegmenten (13, 14) über die Klemmkörper (16) hergestellt oder aufgelöst ist.
- Kühlmittelpumpe nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt (17) des Betätigungselements (15), an welchem die Klemmkörper (16) geführt sind, einen benachbarten Endabschnitt (18) des zweiten Antriebswellensegments (14) der Antriebswelle radial außen umschließt. - Kühlmittelpumpe nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einen zweiten Abschnitt (19) des Betätigungselements (15) und den Endabschnitt (18) des zweiten Antriebswellensegments (14) ein Federelement (20) geschaltet, welches das Betätigungselement (15) in eine axiale Endlage relativ zu den beiden axial unverschiebbaren Antriebswellensegmenten (13, 14) drückt. - Kühlmittelpumpe nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass in dieser axialen Endlage des Betätigungselements (15) die Antriebsverbindung zwischen den Antriebswellensegmenten (13, 14) über die Klemmkörper (16) hergestellt ist. - Kühlmittelpumpe nach
Anspruch 3 oder4 , dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (15) aus dieser axialen Endlage über einen am Betätigungselement (15) angreifendes, hebelartiges Element entgegen der vom Federelement (20) bereitgestellten Federkraft unter Auflösung der Antriebsverbindung zwischen den Antriebswellensegmenten (13, 14) axial verschiebbar ist. - Kühlmittelpumpe nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebswellensegment (13) das Betätigungselement (15) für die Klemmkörper (16) und die Klemmkörper (16) radial außen umschließt. - Kühlmittelpumpe nach einem der
Ansprüche 2 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (16) am ersten Abschnitt (17) des Betätigungselements (15) derart geführt sind, dass die Klemmkörper (16) den ersten Abschnitt (17) des Betätigungselements (15) durchdringen, zusammen mit dem Betätigungselement (15) axial verschiebbar sind, und radial innen am zweiten Antriebswellensegment (14) sowie radial außen am ersten Antriebswellensegment (13) anliegen. - Kühlmittelpumpe nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (16) radial innen in Umfangsrichtung formschlüssig in Nuten (21) des Endabschnitts (18) des zweiten Antriebswellensegments (14) eingreifen und radial außen reibschlüssig an einer Kegelfläche (22) des ersten Antriebswellensegments (13) anliegen. - Kühlmittelpumpe nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (16) radial innen in Umfangsrichtung formschlüssig in Nuten (21) des Endabschnitts (18) des zweiten Antriebswellensegments (14) eingreifen und radial außen in Umfangsrichtung formschlüssig in Nuten (24) des ersten Antriebswellensegments (13) eingreifen. - Kühlmittelpumpe nach einem der
Ansprüche 2 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (16) am ersten Abschnitt (17) des Betätigungselements (15) derart geführt sind, dass die Klemmkörper (16) radial innen am Betätigungselement (16) sowie radial außen am ersten Antriebswellensegment (13) anliegen, wobei das Betätigungselement (15) am zweiten Antriebswellensegment (14) unverdrehbar geführt ist. - Kühlmittelpumpe nach
Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (16) radial innen in Umfangsrichtung formschlüssig in Nuten (25) des Abschnitts (17) des Betätigungselements (15) eingreifen und radial außen in Axialrichtung formschlüssig in Nuten (26) des ersten Antriebswellensegments (13) eingreifen. - Kühlmittelpumpe nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (16) gegenüber dem ersten Antriebswellensegment (13) axial unverschiebbar sind, und dass das Betätigungselement (15) gegenüber den Klemmkörpern (16) axial verschiebbar ist.
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