DE102006041687A1

DE102006041687A1 - Kühlmittelpumpe für einen Kühlkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102006041687A1
Application number: DE102006041687A
Authority: DE
Inventors: Franz Lukas; Hendrik Schramm; Dirk Schöneberg; Markus STÖRMER
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe (1) für einen Kühlkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Pumpenrad (3) und einer drehfest mit dem Pumpenrad (3) verbundenen Pumpenwelle (4), die über einen Umschlingungstrieb mit der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist. Damit sich zwischen der Drehzahl der Kurbelwelle und der Drehzahl der Pumpenwelle (4) verschiedene Übersetzungsverhältnisse einstellen lassen, ist zwischen der Pumpenwelle (4) und dem Umschlingungstrieb ein Planetengetriebe (5) angeordnet, das vorzugsweise mit einem elektrischen Antriebsmotor (11) koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe für einen Kühlkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die meisten mechanischen Kühlmittelpumpen für Kühlkreisläufe von Kraftfahrzeug-Verbrennungskraftmaschinen werden heute über einen Umschlingungstrieb von der Kurbelwelle angetrieben. Die direkte Kopplung der Drehzahl des Pumpenrades an die Drehzahl der Kurbelwelle bedeutet, dass diese Kühlmittelpumpen eine lineare Kennlinie besitzen. Mit anderen Worten nimmt die Fördermenge dieser Kühlmittelpumpen proportional zur Drehzahl der Kurbelwelle zu bzw. ab.
Zur Verbesserung des Thermomanagements des Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Verbrennungskraftmaschine wäre es allerdings von Vorteil, die direkte Kopplung zwischen der Fördermenge der Kühlmittelpumpe und der Drehzahl der Kurbelwelle aufzuheben. Auf diese Weise wäre es beispielsweise möglich, bei einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine den Durchfluss des Kühlmittels durch dieselbe vorübergehend zu unterbrechen, um die Warmlaufphase zu verkürzen. Außerdem wäre es in einigen Betriebszuständen möglich, die Fördermenge der Kühlmittelpumpe ohne die Gefahr einer Überhitzung der Verbrennungskraftmaschine zu verringern, wodurch sich infolge einer Reduzierung der von der Kühlmittelpumpe aufgenommenen Leistung eine Kraftstoffeinsparung erzielen lässt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kühlmittelpumpe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sich verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Drehzahl der Kurbelwelle und der Drehzahl der Pumpenwelle einstellen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Planetengetriebe zwischen dem Umschlingungstrieb und einer das Pumpenrad treibenden Pumpenwelle angeordnet wird.
Die erfindungsgemäße Kühlwasserpumpe hat den Vorteil, dass sie mit verhältnismäßig geringem Aufwand eine variable Regelung der Pumpendrehzahl ermöglicht, ohne dass auf einen Antrieb der Kühlmittelpumpe durch die Verbrennungskraftmaschine verzichtet werden muss. Durch eine geeignete Verschaltung des Planetengetriebes gelingt es, die Kennlinie der Kühlmittelpumpe an die jeweilige Lastsituation der Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Durch die Anordnung des Planetengetriebes zwischen der Pumpenwelle und dem Umschlingungstrieb kann darüber hinaus vorhandener Bauraum gut ausgenutzt und eine konstruktive Veränderung vorhandener Komponenten weitgehend vermieden werden.
Obwohl es bereits mit einem ausschließlich von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Planetengetriebe möglich ist, zwischen zwei verschiedenen Übersetzungen umzuschalten und darüber hinaus die Kühlmittelpumpe bei laufender Verbrennungskraftmaschine vollständig abzuschalten, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Planetengetriebe mit einem elektrischen Antriebsmotor koppelbar ist, wodurch sich die Anzahl der Übertragungsfunktionen, d.h. der Übersetzungsverhältnisse zwischen der Drehzahl der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine und der Drehzahl der Pumpenwelle bzw. des Pumpenrades der Kühlmittelpumpe weiter steigern lässt und sich insbesondere auch bei abgestellter Verbrennungskraftmaschine ein Kühlmittelstrom durch die Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt.
Eine besonders große Variabilität der Übersetzungsverhältnisse ist möglich, wenn es sich bei dem elektrischen Antriebsmotor um einen Motor mit regelbarer Betriebsdrehzahl handelt. In diesem Fall kann zum einen bei abgestellter Verbrennungskraftmaschine die Drehzahl der Kühlmittelpumpe variiert werden und zum anderen im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine innerhalb einer gewissen Bandbreite bedarfsabhängig eine beliebige erhöhte oder reduzierte Drehzahl der Kühlmittelpumpe eingestellt werden.
Die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe ermöglicht damit trotz des mechanischen Antriebs eine stufenlose Regelung der Drehzahl des Pumpenrades, d.h. bei jeder Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine ist grundsätzlich nahezu jede Drehzahl des Pumpenrades der Kühlmittelpumpe möglich.
Da sich das Übersetzungsverhältnis eines Planetengetriebes in einfacher Weise durch Blockierung von einem der rotierenden Teile verändern lässt, wobei zweckmäßig das vom elektrischen Antriebsmotor getriebene Teil blockiert wird, sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, als elektrischen Antriebsmotor einen Motor mit Haltefunktion im Stillstand, d.h. einem hohen Gegendrehmoment im Stillstand, zu verwenden, dessen Abtriebswelle drehfest oder über ein Getriebe mit dem zu blockierenden Teil des Planetengetriebes verbunden ist. Als Alternative kann jedoch auch ein selbst hemmendes Getriebe zwischen der Abtriebswelle des elektrischen Antriebsmotors und dem zu blockierenden Teil des Planetengetriebes angeordnet werden. Als weitere Alternative kann das Planetengetriebe eine schaltbare Kupplung oder eine andere Blockiereinrichtung umfassen, mit der sich der gewünschte Teil des Planetengetriebes blockieren lässt. Diese schaltbare Kupplung oder Blockiereinrichtung ist vorzugsweise elektrisch betätigbar, wobei sie bei einer Unterbrechung der Stromzufuhr vorteilhaft einen Kupplungszustand einnimmt, in dem die Pumpenwelle vom Umschlingungstrieb angetrieben wird.
Vorteilhaft treibt der elektrische Antriebsmotor entweder das Sonnenrad oder den Planetenträger des Planetengetriebes, während das Hohlrad des Planetengetriebes zweckmäßig drehfest mit einem Antriebsrad des Umschlingungstriebs verbunden ist und vorzugsweise auf seinem äußeren Umfang mit Mitteln für den Eingriff eines Zugmittels des Umschlingungstriebs versehen ist. Durch die Integration des Hohlrades und des Antriebsrades des Umschlingungstriebs zu einem Bauteil lässt sich der Aufbau des Planetengetriebes vereinfachen und die Anzahl der benötigten Teile reduzieren.
Eine erste alternative Ausgestaltung sieht dabei vor, dass der elektrische Antriebsmotor das Sonnenrad des Planetengetriebes treibt, dessen Planetenträger in diesem Fall zweckmäßig drehfest mit der Pumpenwelle verbunden ist. Bei einer zweiten alternativen Ausgestaltung kann der elektrische Antriebsmotor jedoch auch den Planetenträger des Planetengetriebes treiben, dessen Sonnenrad in diesem Fall zweckmäßig drehfest mit der Pumpenwelle verbunden ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung eines der Kühlmittelpumpe einer Kraftfahrzeug-Verbrennungskraftmaschine vorgeschalteten Planetengetriebes;
2: eine graphische Darstellung der Drehzahl eines Pumpenrades der Kühlmittelpumpe in Abhängigkeit von der Kurbelwellendrehzahl der Verbrennungskraftmaschine;
3: eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Planetengetriebes;
4: eine schematische Darstellung einer anderen Abwandlung des Planetengetriebes;
5: eine schematische Darstellung einer weiteren Abwandlung des Planetengetriebes;
6: eine perspektivische Ansicht einer an einer Kraftfahrzeug-Verbrennungskraftmaschine angebauten Kühlmittelpumpe mit einer noch anderen Abwandlung des Planetengetriebes;
7: eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Planetengetriebes aus 6.
Die in der Zeichnung dargestellten Kühlmittelpumpen 1 für einen Kühlkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine bestehen im Wesentlichen aus einem Pumpengehäuse 2, einem innerhalb des Pumpengehäuses 2 drehbaren Pumpenrad 3, sowie einer das Pumpenrad 3 treibenden und drehfest mit dem Pumpenrad 3 verbundenen Pumpenwelle 4, die von der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine über einen Umschlingungstrieb (nicht dargestellt) und über ein außerhalb des Pumpengehäuses 2 angeordnetes Planetengetriebe 5 angetrieben wird und innerhalb des Planetengetriebes 5 in einem Drehlager 6 gelagert ist, wie am besten in den 1 und 6 dargestellt.
Das Planetengetriebe 5 umfasst in bekannter Weise ein Hohlrad 7, ein Sonnenrad 8, einen Planetenträger 9 und eine Mehrzahl von Planetenrädern 10 und ist darüber hinaus noch mit einem Elektromotor 11 sowie bei den in den 1 und 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen mit einer Kupplung 12 und einem Gehäuse 13 ausgestattet. Bei diesen zuletzt genannten Ausführungsbeispielen wird das Hohlrad 7 von einem topfförmigen Antriebsrad des Umschlingungstriebs gebildet. Der Umschlingungstrieb ist hier als Keilriementrieb ausgebildet, so dass das Antriebs- bzw. Hohlrad 7 auf seinem äußeren Umfang mit umlaufenden Nuten 14 für die Keilriemen versehen ist. Auf seinem inneren Umfang weist das Antriebs- bzw. Hohlrad 7 eine Verzahnung auf, die bei 15 mit einer komplementären Verzahnung der Planetenräder 10 kämmt. Der Planetenträger 9 ist drehfest mit der Pumpenwelle 4 verbunden, so dass sich die Pumpenwelle 4 stets mit der Drehzahl des Planetenträgers 9 dreht. Der Elektromotor 11 trägt auf seiner Abtriebswelle 16 ein Ritzel 17, dessen Verzahnung bei 18 mit einer Verzahnung des Sonnenrades 8 kämmt, so dass das Sonnenrad 8 bei Bedarf mittels des Elektromotors 11 angetrieben werden kann, wenn die Kupplung 12 geöffnet und das Sonnenrad 8 in Bezug zum Gehäuse 13 des Planetengetriebes 5 frei drehbar ist. Der Elektromotor 11 kann entweder ein Elektromotor mit Vollastauslegung sein, bei dem sich bei Stromzufuhr ein definierter Betriebspunkt einstellt, oder ein Elektromotor mit regelbarer Drehzahl. Entsprechend der Auslegung des Elektromotors 11 kann das Sonnenrad 8 von diesem ent weder mit einer vorgegebenen, im Wesentlichen konstanten Drehzahl oder mit unterschiedlichen bedarfsabhängig einstellbaren Drehzahlen angetrieben werden. Die Kupplung 12 kann geschlossen werden, um das Sonnenrad 8 axial auf der Pumpenwelle 4 zu verschieben und es dadurch in Bezug zum Gehäuse 13 zu blockieren. Zur Betätigung der Kupplung 12 umfasst das Planetengetriebe 5 eine Magnetspule 19, deren Magnetanker 20 über ein Stellglied 21 auf das Sonnenrad 8 einwirkt.
Mit dieser Anordnung können insgesamt vier verschiedene Übertragungsfunktionen zwischen dem Antriebsrad des Riementriebs bzw. dem Hohlrad 7 und der Pumpenwelle 4 eingestellt werden:
Wenn der Magnetspule 19 Strom zugeführt wird, um die Kupplung 12 zu schließen, wird das Sonnenrad 8 in Bezug zum Gehäuse 13 des Planetengetriebes 5 blockiert. Die Planetenräder 10 werden dann vom rotierenden Antriebsrad bzw. dem drehfest mit diesem verbundenen Hohlrad 7 über den Zahneingriff bei 15 angetrieben und laufen um das feststehende Sonnenrad 8 um, wodurch sich der Planetenträger 9 und damit die Pumpenwelle 4 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis zwischen den Verzahnungen des Hohlrades 7 und der Planetenräder 10 dreht. In diesem Zustand ist in der Darstellung in 2 die auf der Ordinate aufgetragene Drehzahl n_KP der Kühlmittelpumpe 1 entsprechend der Kurve I proportional zu der auf der Abszisse aufgetragenen Drehzahl n_KW der Kurbelwelle.
Wenn die Stromzufuhr zur Magnetspule 19 ausgehend von diesem Zustand abgestellt und damit die Kupplung 12 geöffnet wird, kann sich das Sonnenrad 8 in Bezug zum Gehäuse 13 des Planetengetriebes 5 frei drehen. Wenn dem Elektromotor 11 in diesem Zustand kein Strom zugeführt wird, wird das bei 18 mit dem Sonnenrad 8 kämmende Ritzel 17 auf seiner Abtriebswelle 16 vom Sonnenrad 8 mitgedreht. Da sich das Sonnenrad 8 in Bezug zum Gehäuse 13 frei drehen kann, während der Drehung der Pumpenwelle 4 aufgrund des vom Kühlmittel durchströmten Pumpenrades 3 ein Widerstand entgegengesetzt wird, wird die Drehung der Planetenräder 10 in eine Drehung des Sonnerades 8 umgesetzt, während der Planetenträger 9 und die Pumpenwelle 4 stehen bleiben. Entsprechend der Kurve II in der Darstellung aus 2 ist die Drehzahl der Pumpenwelle 4 in diesem Zustand Null.
Diese Betriebsweise kann zum Beispiel nach einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine genutzt werden, um durch Reduzierung der hydraulischen Reibung des Kühlmit tels in der Verbrennungskraftmaschine eine Kraftstoffeinsparung zu erzielen bzw. die Warmlaufphase zur Reduzierung der Schadstoffemissionen zu verkürzen.
Wenn dem Elektromotor 11 ausgehend von diesem Zustand Strom zugeführt wird, um das Sonnenrad 8 mit gleicher Drehrichtung wie das Antriebsrad bzw. das Hohlrad 7 anzutreiben, wird die Drehgeschwindigkeit der einzelnen Planetenräder 10 reduziert, während sich die Drehzahl des Planetenträgers 9 und damit die Drehzahl der Pumpenwelle 4 erhöht. Wenn es sich bei dem Elektromotor 11 um einen Elektromotor mit Vollastauslegung handelt, dessen Abtriebswelle 16 sich mit einer definierten Drehzahl dreht, wird sich die Pumpenwelle 4 entsprechend der Kurve III in 2 mit einer zur Drehzahl der Kurbelwelle proportionalen Drehzahl drehen, die jedoch um ein konstantes Maß höher als die Drehzahl der Kurve I ist. Wenn es sich bei dem Elektromotor 11 um einen Elektromotor mit regelbarer Drehzahl handelt, kann durch Veränderung der Drehzahl des Elektromotors 11 die Kurve III innerhalb einer bestimmten Bandbreite B verändert werden.
Diese Betriebsweise kann zum Beispiel gewählt werden, um bei hohen Außentemperaturen und geringer Kurbelwellendrehzahl n_KW die Fördermenge der Kühlmittelpumpe 1 zu erhöhen.
Wenn die Verbrennungskraftmaschine ausgehend von diesem Zustand angehalten wird und damit der Umschlingungstrieb und das Antriebsrad bzw. das Hohlrad 7 zum Stillstand kommt, wird das Sonnenrad 9 weiter vom Elektromotor 11 angetrieben. Wenn es sich bei diesem um einen Elektromotor mit Vollastauslegung handelt, dessen Abtriebswelle 16 sich im Wesentlichen mit einer definierten Drehzahl dreht, wird der Planetenträger 9 und damit die Pumpenwelle 4 über das Ritzel 17, das bei 18 mit dem Ritzel 17 gepaarte Sonnenrad 8 und die bei 22 mit dem Sonnenrad 8 gepaarten Planetenräder 10 ebenfalls mit einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl angetrieben, wobei das Verhältnis zwischen der Drehzahl des Elektromotors 11 und der Pumpenwelle 4 dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Ritzel 17 und dem Sonnenrad 8 sowie dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Sonnenrad 8 und den Planetenrädern 10 entspricht. Wenn es sich bei dem Elektromotor 11 hingegen um einen Elektromotor mit regelbarer Drehzahl handelt, kann die Pumpenwelle 4 entsprechend der Kurve IV in 2 mit einer zur Drehzahl des Elektromotors 11 proportionalen veränderlichen Drehzahl angetrieben werden.
Diese letztere Betriebsweise kann zum Beispiel nach dem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine bei kalten Außentemperaturen gewählt werden, um ohne zusätzlichen Kraftstoffverbrauch aus der heißen Verbrennungskraftmaschine Wärme zur Beheizung der Fahrgastzelle zu gewinnen.
Um sicherzustellen, dass auch bei einem Ausfall der Stromzufuhr von der Kühlmittelpumpe 1 während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine immer Kühlmittel durch die letztere hindurch gefördert wird, umfasst das in 3 dargestellte Planetengetriebe 5 zusätzlich eine Fail-Safe-Feder 23, welche bei stromloser Magnetspule 19 die Kupplung 12 geschlossen hält und das Sonnenrad 8 in Bezug zum Gehäuse 13 blockiert. Dadurch wird gewährleistet, dass die Pumpenwelle 4 mit einer zur Drehzahl n_KW der Kurbelwelle proportionalen Drehzahl angetrieben wird, wie zuvor in Verbindung mit der Kurve I in 2 beschrieben.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird an Stelle eines konventionellen Elektromotors 11 ein Elektromotor 24 mit Haltefunktion im Stillstand eingesetzt, der in abgeschaltetem Zustand ein großes Gegen- oder Haltedrehmoment aufweist, um bei stromlosem Elektromotor 24 für eine Blockierung des Sonnenrades 8 zu sorgen, wodurch bei gleicher Funktionalität die Kupplung 12 entbehrlich wird.
Entsprechendes gilt auch für das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel, bei dem der Elektromotor 11 das Sonnenrad 8 über einen selbsthemmenden Schneckentrieb 25 treibt, um bei stromlosem Elektromotor 11 ebenfalls für eine Blockierung des Sonnenrades 8 zu sorgen.
Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist bei den Ausführungsbeispielen in den 6 und 7 die Abtriebswelle 16 des Elektromotors 11 nicht über eine Verzahnung oder ein Getriebe mit dem Sonnenrad 8 gekoppelt, sondern drehfest mit dem Planetenträger 9 verbunden, während umgekehrt die Pumpenwelle 4 drehfest mit dem Sonnenrad 8 statt mit dem Planetenträger 9 verbunden ist. Außerdem wird dort der Umschlingungstrieb von einem Zahnriementrieb statt von einem Keilriementrieb gebildet, so dass das Antriebsrad auf seinem äußeren Umfang statt mit Nuten mit einer Verzahnung 26 für den Eingriff eines Zahnriemens des Zahnriementriebs versehen ist. Jedoch ist das Antriebsrad wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen drehfest mit dem Hohlrad 7 des Planetengetriebes 5 verbunden und über ein als Rollenlager ausgebildetes Drehlager 6 drehbar auf der Pumpenwelle 4 gelagert. Um den Planetenträger 9 axial auf der Pumpenwelle 4 zu sichern, ist deren motorseitiges Stirnende mit einem Sicherungsring 27 versehen. Die drehfeste Verbindung zwischen dem Planetenträger 9 und der Abtriebswelle 16 des Elektromotors 11 wird durch einen Formschluss zwischen einem über den Planetenträger 9 überstehenden Wellenstumpf 28 und der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle 16 erzielt.
Wenn ein Elektromotor 11 mit Haltefunktion im Stillstand verwendet wird, der in abgeschaltetem Zustand ein großes Gegen- oder Haltedrehmoment aufweist, wie der Motor 24 aus 4, so dass sich der Planetenträger 9 durch Abschalten des Elektromotors 11 blockieren lässt, oder wenn alternativ zwischen dem Planetenträger 9 und einem Gehäuse 29 oder einer Tragkonsole 30 des Elektromotors 11 eine Blockiereinrichtung (nicht dargestellt) angeordnet ist, die sich zum Blockieren des Planetenträgers 9 gesteuert betätigen lässt, kann die Drehzahl des Planetenträgers 9 auf Null reduziert werden. in diesem Zustand ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Hohlrad 7 und der Pumpenwelle 4 maximal, so dass sich diese letztere in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle n_KW maximaler Drehzahl n_KP dreht.
Diese Betriebsweise wird bevorzugt in Volllastbetriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine eingestellt, wie zum Beispiel bei Bergfahrt oder Höchstgeschwindigkeitsfahrt, in denen die Motortemperatur belastungsbedingt sehr hoch ist und daher das Kühlmittel mit einem maximalen Volumenstrom durch die Verbrennungskraftmaschine gefördert werden soll.
Auf der anderen Seite kann der Elektromotor 11 und damit der Planetenträger 9 jedoch auch mit einer zur Drehrichtung des Antriebsrades bzw. Hohlrades 7 entgegengesetzten Drehrichtung und einer der Drehzahl des Antriebsrades bzw. Hohlrades 7 entsprechenden Drehzahl angetrieben werden, wodurch es ermöglich wird, die Drehzahl der Pumpenwelle 4 bei laufender Verbrennungskraftmaschine auf Null zu reduzieren. Dazu muss jedoch ein Elektromotor 11 mit Drehzahlregelung verwendet werden.
Diese Betriebsweise wird vor allem nach einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine eingestellt, um den Durchfluss des Kühlmittels durch die Verbrennungskraftmaschine vorübergehend zu unterbrechen, kann jedoch darüber hinaus auch im Schiebebetrieb der heißen Verbrennungskraftmaschine bei mittlerer Kurbelwellendrehzahl eingestellt werden.
Mit einem drehzahlgeregelten Elektromotor 11 kann darüber hinaus zwischen den beiden oben beschriebenen Extremen eine beliebige, zwischen Null und der Drehzahl des Antriebsrades bzw. Hohlrades 7 liegende Drehzahl des Planetenträgers 9 eingestellt werden, wodurch sich zum Beispiel im normalen Fahrbetrieb die Drehzahl der Pumpen welle 4 und damit die von der Kühlmittelpumpe 1 aufgenommene hydraulische Leistung bzw. der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine ohne die Gefahr einer unzureichenden Kühlung der letzteren um ein gewisses Maß verringern lässt, da die hydraulische Leistung der Kühlmittelpumpe gewöhnlich für Volllastbetriebszustände ausgelegt ist.

1: Kühlmittelpumpe
2: Pumpengehäuse
3: Pumpenrad
4: Pumpenwelle
5: Planetengetriebe
6: Drehlager
7: Hohlrad
8: Sonnenrad
9: Planetenträger
10: Planetenrad
11: elektrischer Antriebsmotor
12: schaltbare Kupplung
13: Getriebegehäuse
14: Keilriemennuten
15: Zahneingriff
16: Abtriebswelle Antriebsmotor
17: Ritzel
18: Zahneingriff
19: Magnetspule
20: Magnetanker
21: Stellglied
22: Zahneingriff
23: Fail-Safe-Feder
24: Torque-Motor
25: selbsthemmendes Getriebe
26: Verzahnung
27: Sicherungsring
28: Wellenstumpf
29: Gehäuse Antriebsmotor
30: Tragkonsole Antriebsmotor

Claims

Kühlmittelpumpe für einen Kühlkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Pumpenrad und einer drehfest mit dem Pumpenrad verbundenen Pumpenwelle, die über einen Umschlingungstrieb mit der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist, gekennzeichnet durch ein zwischen der Pumpenwelle (4) und dem Umschlingungstrieb angeordnetes Planetengetriebe (5).
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (5) ein Hohlrad (7) aufweist, das drehfest mit einem Antriebsrad des Umschlingungstriebs verbunden ist.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (7) auf seinem äußeren Umfang mit Mitteln (14, 26) für den Eingriff eines Zugmittels des Umschlingungstriebs versehen ist.
Kühlmittelpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (5) mit einem elektrischen Antriebsmotor (11, 24) koppelbar ist.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (11) ein Motor mit im Wesentlichen konstanter Betriebsdrehzahl ist.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (11) ein Motor mit regelbarer Betriebsdrehzahl ist.
Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (24) ein Motor mit Haltefunktion im Stillstand ist.
Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (11) ein Sonnenrad (8) oder einen Planetenträger (9) des Planetengetriebes (5) treibt.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel (12, 19) zum Blockieren des Sonnenrades (8) bzw. des Planetenträgers (9).
Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektrischen Antriebsmotor (11) und dem Planetengetriebe (5) ein selbsthemmendes Getriebe (25) angeordnet ist.
Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (11) das Sonnenrad (8) des Planetengetriebes (5) treibt, dessen Planetenträger (9) drehfest mit der Pumpenwelle (4) verbunden ist.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtriebswelle (16) des elektrischen Antriebsmotors (11) ein Ritzel (17) trägt, das mit einer Verzahnung des Sonnenrades (8) des Planetengetriebes (5) gepaart ist.
Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (11) den Planetenträger (9) des Planetengetriebes (5) treibt, dessen Sonnenrad (8) drehfest mit der Pumpenwelle (4) verbunden ist.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtriebswelle (16) des elektrischen Antriebsmotors (11) formschlüssig mit einem Wellenstumpf (28) des Planetenträgers (9) verbunden ist.
Kühlmittelpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (5) eine schaltbare Kupplung (12) umfasst, mit der sich ein Teil (8) des Planetengetriebes (5) blockieren lässt.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Kupplung (12) elektrisch betätigbar ist.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Kupplung (12) bei einer Unterbrechung der Stromzufuhr einen Kupplungszustand einnimmt, in dem die Pumpenwelle (4) vom Umschlingungstrieb angetrieben wird.