专利名称：冷却剂泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于为内燃机泵送冷却剂的机械式的燃烧发动机冷却剂泵。
背景技术：
机械式冷却剂泵是一种由内燃机驱动的冷却剂泵，例如通过使用驱动带驱动泵 的驱动轮。只要内燃机是冷却的，就只需要最少的冷却剂流或者甚至不需要冷却剂流。 因此，人们采用可切换的机械式冷却剂泵，其设置有用于使驱动轮与泵送冷却剂的泵轮 接合的离合器。只要燃烧发动机是冷却的，离合器就分离，使得冷却剂的循环最小化或 者停止，从而使内燃机暖机加速。常见类型的离合器是由电磁体致动的机械式摩擦离合器。如果电磁体通电 (energized),则它吸引离合器的相反的摩擦盘来接合两个摩擦盘。如果电磁体失效，则 离合器保持为分离状态，从而无法确保充足的冷却剂循环，并会致使内燃机严重损坏。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有机电式切换的摩擦离合器的失效安全的燃烧 发动机冷却剂泵。本发明的目的通过具有以下特征的燃烧发动机冷却剂泵得以实现。该燃烧发动机冷却剂泵设置有由内燃机驱动的驱动轮；由驱动轮驱动的泵 轮；和可切换的摩擦离合器。所述可切换的摩擦离合器用于结合驱动轮和泵轮。轴向预 紧弹簧通过预紧力预紧该离合器使之进入分离状态。永久磁化的磁体产生轴向的磁吸引 力，以使离合器进入接合状态。如果电磁体与永磁体一起布置在磁路中，则当电磁体通 电时，电磁体以相反的极性作用于永磁体的极性，使永磁体的磁吸引力减小或者被抵消 如此之多，以致离合器被预紧弹簧推入分离位置。如果电磁体未通电，则离合器就保持为或者切换到接合状态，因为永磁体克服 预紧弹簧的弹力将离合器的两个摩擦片拉到一起。如果电磁体失效，则离合器保持为或 者切换到接合状态，以使泵轮连接到驱动轮，从而积极地泵送和循环冷却剂。如果预紧 弹簧断裂，由于永磁体保持有最小的吸引力，所以泵能一直运行在接合状态。这样就使 该冷却剂泵确实是失效安全的。根据本发明的一优选实施例，如果电磁体未通电并且离合器处于分离状态，则 永磁体的吸引力大于预紧弹簧的预紧力。如果离合器处于分离状态并且电磁体未通电， 则永磁体的有效吸引力必需足够高以抵抗预紧弹簧的预紧力来将离合器切换成接合状 态。根据本发明的另一优选实施例，永磁体固定到驱动轮。通常，永磁体也可以是 非旋转的静止部件。如果永磁体固定到驱动轮，则削弱永磁体的接合吸引力的磁隙的数 量能够减至最小。如果永磁体直接设置在驱动轮上，而驱动轮形成摩擦离合器的两个摩 擦片中的一个，则永磁体相对于离合器的泵轮侧摩擦片的吸引力将最大化。
优选是，电磁体固定到静止的泵座(pump frame)上。静止的泵座也可以是泵 壳。但是，电磁体是静止的并且是非旋转的泵部件。这样，电磁体的电连接简单又耐用。根据本发明的一优选实施例，离合器设置有位于驱动轮侧的第一摩擦盘和位于 泵轮侧的第二摩擦盘。泵轮侧摩擦盘被预紧弹簧预紧。预紧弹簧为保持泵轮侧摩擦盘的 盘形弹簧。盘形预紧弹簧不一定是封闭的环形，也可以由两个或多个径向弹簧臂形成。 与泵轮侧摩擦盘一起的是对应于泵轮的摩擦环的环形体。根据一优选实施例，泵轮侧摩擦盘的环形体由与驱动轮侧的永磁体相互作用的 铁磁材料制成。根据一优选实施例，永磁体为环形体，而非圆柱体，并且是轴向地磁化，而非 径向地磁化。优选是，电磁体设置有受到激励时产生环形电磁场的环状励磁线圈。此外，背 铁体(back iron body)设置成将电磁体产生的电磁场引导向永磁体，以有效地减小或抵消 永磁体相对于泵轮侧摩擦盘的吸引力。根据一优选实施例，励磁线圈的轴向投影与永磁体环形体重叠。这种布置使 得励磁线圈产生的电磁场能够有效地减小或抵消永磁体相对于泵轮侧摩擦盘的永久吸引 力。根据一优选实施例，驱动轮是滑轮(pulley)，该滑轮用于由内燃机驱动的驱动
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下面参考附图详细描述
具体实施例方式图1以透视图示出了机械式摩擦离合器由电磁体致动的燃烧发动机冷却剂泵的 截面。
具体实施例方式图1示出了可切换的冷却剂泵10的纵向剖面，该冷却剂泵10由内燃机(未示 出)驱动，并且经由内燃机缸体(未示出)的冷却剂通道泵送液体冷却剂。冷却剂泵10设置有具有用于驱动带14的滑轮13的驱动轮12、由转轴18支 撑的泵轮16、和通过电磁体22切换的摩擦离合器20。摩擦离合器20在接合状态时使驱 动轮12与泵轮16连接。可旋转的驱动轮12截面呈U形，并且由铁磁材料组成，由此驱动轮12的开口侧 沿轴向朝向泵轮16。U形驱动轮12的径向外腿13为圆柱形滑轮13，径向内腿15也呈 圆柱形并且由外部滚子轴承24支撑，外部滚子轴承24被支撑在静止的泵座28的圆柱部 分26的外侧。驱动轮的两个腿13、15通过径向的环状条36连接。驱动轮12制成为一 件式。转轴18由支撑在泵座28的圆柱部分26内的内滚子轴承30支撑。泵座28能够 固定到内燃机缸体(未示出)。转轴18通过轴封17密封到泵座28上。摩擦离合器20由摩擦盘32和相对的摩擦盘34组成，所述摩擦盘32由轴18支撑，所述摩擦盘34由连接驱动轮12的两腿13、15的径向条36的轴向外侧(末端)表面 形成。泵轮侧摩擦盘32由固定到轴18上的轮毂体(hub body) 38、固定到轮毂体38上的 预紧碟形弹簧40、铁磁材料的摩擦环形体44和弹性地连接蝶形弹簧40与摩擦环形体44 的三个弹性连接件42组成。预紧弹簧40轴向地预紧或者偏压摩擦环形体44，由此使离 合器20进入分离状态。在U形驱动轮12包围的环状空间内，设置了电磁单元50，电磁单元50由固定 到泵座28的电磁体22、由铁磁材料制成的两个背铁(back iron) 52、54和轴向磁化的环形 体58形式的永磁体56组成。电磁体22由环状励磁线圈60组成，当电磁体22通直流电(DC)时，环状励磁线 圈60产生环形电磁场。背铁52、54形成为沿永磁体56引导电磁体22产生的电磁场， 以引起由永磁体56产生的磁场和磁力相对于摩擦环形体44发生减小或抵消。当电磁体22通直流电(DC)时，其产生恒定极性的电磁场，该极性反作用于永 磁体56产生的磁场极性。结果，总的轴向磁力减小如此之多，以致蝶形弹簧40的分离力 高于电磁单元50的总的(电)磁轴向力，从而迫使摩擦环形体44进入分离位置和状态。 只要电磁体22通电，环形体44就保持在分离状态。一旦电磁体22断电，则电磁单元50 的总的轴向吸引力就等于永磁体56的未削弱的磁力，并且强到克服了预紧弹簧40的分离 力而将摩擦环形体44拉入接合状态。如果电磁体22失效，则摩擦离合器22发生接合或/和保持接合，因此离合器是 失效安全的(fail safe)。
权利要求
1.一种用于为内燃机泵送冷却剂的燃烧发动机冷却剂泵(10)，具有驱动轮(12)，由 所述内燃机驱动；泵轮(16)，由所述驱动轮(12)驱动；和可切换的摩擦离合器(20)，用于结合所述驱动轮(12)和所述泵轮(16)；其特征在于，所述摩擦离合器(20)包括轴向预紧弹簧(40)，通过预紧力预紧所述离合器(20)使之进入分离状态；永磁体(56)，轴向地或径向地磁化，并且产生轴向的磁吸引力，以迫使所述摩擦离 合器(20)进入接合状态；和电磁体(22)，与所述永磁体(56) —起布置在磁路中，通电的电磁体(22)以极性作用 产生与所述永磁体(56)的极性相反的极性，由此减小所述永磁体(56)相对于所述离合器 (20)的总的磁吸引力，从而使所述离合器(20)被所述预紧弹簧(40)推入分离位置。
2.如权利要求1所述的燃烧发动机冷却剂泵(10)，其中，如果所述电磁体(22)未通 电，则所述永磁体(56)的吸引力大于所述预紧弹簧(40)的预紧力。
3.如上述权利要求中任一项所述的燃烧发动机冷却剂泵(10)，其中，所述永磁体 (56)固定到所述驱动轮(12)。
4.如上述权利要求中任一项所述的燃烧发动机冷却剂泵(10)，其中，所述电磁体 (22)固定到静止的泵座(28)。
5.如上述权利要求中任一项所述的燃烧发动机冷却剂泵(10)，其中，所述离合器 (20)设置有驱动轮侧摩擦盘(34)和被所述预紧弹簧(40)预紧的泵轮侧摩擦盘(32)，所 述预紧弹簧(40)为保持作为环形体(44)的所述泵轮侧摩擦盘(32)的盘形弹簧。
6.如上述权利要求中任一项所述的燃烧发动机冷却剂泵(10)，其中，轮侧环形体 (44)由铁磁材料制成。
7.如上述权利要求中任一项所述的燃烧发动机冷却剂泵(10)，其中，所述永磁体 (56)为轴向磁化的环形体(58)。
8.如上述权利要求中任一项所述的燃烧发动机冷却剂泵(10)，其中，所述电磁体 (22)设置有环状励磁线圈(60)。
9.如权利要求8的燃烧发动机冷却剂泵(10)，其中，所述励磁线圈(60)的轴向投影 与永磁体环形体(58)重叠。
10.如上述权利要求中任一项所述的燃烧发动机冷却剂泵(10)，其中，所述驱动轮 (12)设置有用于驱动带(14)的滑轮(13)。
全文摘要
本发明涉及为内燃机泵送冷却剂的冷却剂泵(10)，其设有由燃烧发动机驱动的驱动轮12；由驱动轮(12)驱动的泵轮(16)；用于接合驱动轮(12)和泵轮(16)的可切换摩擦离合器(20)。该摩擦离合器(20)包括轴向预紧弹簧(40)，通过预紧力将离合器预紧成分离状态；永磁体(56)，沿轴向或径向磁化并产生轴向磁吸引力，以使离合器(20)进入接合状态；和电磁体(22)，与永磁体(56)一起布置在磁路中，通电的电磁体(22)以极性作用产生与永磁体(56)的极性相反的极性，由此减小永磁体(56)相对于离合器(20)的总磁吸引力，从而使离合器(20)被预紧弹簧(40)推入分离位置。如果电磁体失效，则离合器接合，因此泵是失效安全的。
文档编号F01P7/12GK102022175SQ20101024168
公开日2011年4月20日 申请日期2010年7月29日 优先权日2009年9月10日
发明者皮埃尔·赖宁格, 让-米歇尔·杜兰德 申请人:皮尔伯格泵技术有限责任公司