用于在机动车辆和/或动力系统上安装水泵的方法与流程

本发明涉及一种用于借助于支架将水泵安装在机动车辆和/或动力系统上的方法。本发明还涉及一种旨在用于将水泵固定到机动车辆和/或动力系统的支架。本发明进一步涉及一种包括这种支架或使用这种安装方法安装的机动车辆和动力系统。

背景技术：

机动车辆通常包括冷却系统，该冷却系统包括水或传热液体回路以及适于使水或传热液体在回路中循环的泵。这种泵通常称为水泵，即使传热液体严格来说不是水。在操作中，它通常由分配器皮带驱动。

机动车辆越来越多地包括需要冷却的设备或外围设备项目。因此，冷却回路越来越长且更复杂。为了使水或传热液体有效地循环通过这种回路，已知使用补充主水泵的第二水泵或辅助水泵。辅助水泵是当今大批量生产的标准设备项目。

为了固定辅助水泵，水泵制造商通常会运送固定到水泵的支架。然后将水泵及其支架抵靠车辆的框架固定，诸如发动机缸体或车身元件。该支架是专门为其旨在固定到的车辆和/或动力系统而设计的。因此，它具有特定于给定动力系统或车辆的几何形状。现有车辆和动力系统的多样性产生了配备有其支架的水泵的同等多样性。因此，装配车间面临着对配备有水泵支架的水泵的库存的复杂管理。

为了简化库存管理和装配车间的组织，存在已知的水泵安装方法，其中，车辆或动力系统的制造商一方面订购裸水泵，即没有支架的水泵，并且另一方面，订购适用于要组装的车辆或动力系统的支架。然后在特定安装台上将支架安装在水泵上，然后将组件固定到车辆或动力系统。因此便于水泵库存的管理，但另一方面，所使用的安装台体积庞大且制造复杂。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种安装水泵的方法和一种用于执行该安装方法的支架，其弥补上述缺点并改进已知的现有技术的安装方法。

更准确地说，本发明的第一目的是一种在装配车间中易于执行的安装水泵的方法、尤其是一种使得能够简单地管理水泵的库存并且不需要使用特定的组装台的安装水泵方法。

本发明的第二目的是一种减少或者甚至消除水泵的不正确安装的风险的水泵安装方法。

本发明涉及一种用于在机动车辆和/或动力系统上安装机动车辆设备项目、尤其是电动水泵的方法，该安装方法包括：

-提供支架的第一步骤，该支架包括轴环和该轴环的夹紧螺钉，该轴环包括第一开口，该夹紧螺钉穿过该第一开口接合；

-将该支架固定到该机动车辆和/或该动力系统的框架上的第二步骤；

-将该机动车辆设备项目插入该轴环中的第三步骤；

-拧紧该夹紧螺钉以便将该机动车辆设备项目固定就位的第四步骤。

该轴环可以包括两个半壳体。

该轴环可以包括在该两个半壳体之间的旋转铰接件、以及该轴环的单个夹紧螺钉。

在该第一步骤、该第二步骤和该第三步骤期间，该第一半壳体和该第二半壳体可以处于舒展开的位置。

在该第一半壳体和该第二半壳体的该舒展开位置中，该第二半壳体可以限定在10°与15°之间的张角，包括端值在内、尤其是大约等于12°。

该第一半壳体可以包括该第一开口，并且该第二半壳体可以包括第二开口，该夹紧螺钉穿过该第一开口并且穿过该第二开口接合。

该支架可以包括固定凸缘，该支架在该步骤期间借助于该固定凸缘固定、尤其是螺纹连接到该机动车辆和/或该动力系统的框架上。

该支架可以包括防错装置，以防止操作者以错误的方式安装该机动车辆设备项目。

该机动车辆设备项目可以包括电连接器，该轴环可以包括在该第四步骤结束时覆盖该电连接器的凸台。

本发明还涉及一种旨在将机动车辆设备项目、尤其是电动水泵固定到机动车辆和/或动力系统的支架，该支架包括旨在固定到机动车辆和/或动力系统上的固定夹、轴环和该轴环的夹紧螺钉，该轴环包括两个半壳体和该两个半壳体之间的旋转铰接件，该轴环包括旨在接收该机动车辆设备项目的自由中心开口，该第一半壳体包括第一开口，该第二半壳体包括第二开口，该夹紧螺钉被接合在该第一开口和该第二开口中，该第一半壳体和该第二半壳体形成严格大于零的张角，尤其是在10°与15°之间的张角，包括端值在内。

该轴环可以包括旨在覆盖机动车辆设备项目、尤其是水泵的电连接器的凸台。

本发明还涉及一种组件，该组件包括机动车辆和/或动力系统的框架、以及如上定义的支架，该支架被固定到该框架上。

本发明还涉及一种机动车辆和/或动力系统，包括至少一个机动车辆设备项目、尤其是电动水泵或者机械水泵和电动水泵，归功于如上定义的安装方法来安装该机动车辆设备项目。

附图说明

本发明的这些目的、特征和优点将在参考附图以非限制性举例的方式给出的一个特定实施例的以下描述中详细描述，在附图中：

-图1是根据本发明的一个实施例的机动车辆的示意图；

-图2是根据本发明的一个实施例的安装在支架上的水泵的等距视图；

-图3是在没有水泵情况下的支架的等距视图；

-图4是展示了根据本发明的一个实施例的安装水泵的方法的第二步骤的示意图；

-图5是展示了安装方法的第三步骤的示意图；

-图6a是展示了安装方法的第四步骤的第一示意图；

-图6b是展示了安装方法的第四步骤的第二示意图；

-图7a是展示了安装方法结束时安装在支架上的水泵的第一示意图；

-图7b是展示了在安装方法结束时安装在支架上的水泵的第二示意图。

具体实施方式

图1示意性地展示了配备有根据本发明的一个实施例的动力系统2的机动车辆1。车辆1可以是任何种类。具体地，它可以是例如私家车、多功能车、卡车或公共汽车。动力系统2包括发动机、尤其是具有发动机曲轴箱或发动机缸体3的内燃发动机。动力系统2还包括冷却系统4。冷却系统4包括水或传热液体回路5、第一水泵6或主水泵、以及第二水泵7或辅助水泵。替代性地，冷却系统可以包括单个水泵或三个或更多个水泵。冷却系统还可以有利地包括能够冷却包含在回路5中的水或传热流体的热交换器。

回路5是穿过需要冷却的动力系统的各个构件的通道的封闭网络。具体地，回路5可以包括形成在发动机缸体3中的通道。水泵6、7是动力系统的设备项目，它能够使水或传热流体在冷却回路5中循环。这种泵也可以称为冷却泵。为了使水或传热流体循环，水泵6、7可以尤其包括适于驱动水或传热流体在回路5中循环的旋转叶片。这种叶片可以具有整体圆柱形外壳。

水泵可以是所谓的机械水泵，即其中叶片经由机械驱动装置旋转的水泵。机械水泵可以尤其包括安装在轴承上的滑轮，该滑轮通过皮带从发动机驱动旋转。水泵同样可以是所谓的电动水泵，即叶片通过集成到水泵中的电动马达旋转的水泵。无论水泵是机械的还是电动的，它都可以具有整体圆柱形外壳。事实上，滑轮或电动马达可以具有其旋转轴线与叶片的旋转轴线重合的整体形状。该旋转轴线对应于叶片的旋转轴线。

根据所示的实施例，第一水泵6是机械水泵，并且第二水泵7是电动水泵。替代性地，第一水泵6可以是电动水泵，并且第二水泵可以是机械水泵。同样，两个水泵都可以是电动水泵。

本发明可以有利地用于安装电动水泵，因为这种泵是标准部件，需要很少或不需要适配来集成到冷却系统中。电动水泵7如图2所示。因此，它包括电动马达8、连接到电动马达8的电连接器9、液压入口12和液压出口13。液压入口12和液压出口13各自由液压连接器组成，该液压连接器适于将水泵8连接到上游侧和下游侧上的回路5。液压入口12的液压连接器可以沿与叶片或电动马达的旋转轴线基本对准的轴线延伸。液压出口13的液压连接器可以沿着基本上垂直于叶片或电动马达的旋转轴线的轴线延伸。也就是说，液压出口13的液压连接器相对于叶片径向延伸。因此，水泵7的构造与通过叶片对水或传热流体的离心泵送兼容。

第一水泵6和第二水泵7分别固定到车辆的发动机缸体3和车身元件11。在一般情况下，水泵被固定到车辆的框架或固定结构上。替代性地，两个水泵6、7可以可互换地固定到发动机缸体或车身元件或者固定到两个单独的车身元件。在文件的其余部分中，术语框架将用于表示水泵7所固定到的元件或结构。第二水泵7借助于专用支架20固定到框架上。第一水泵6也可以借助于支架20’固定到框架上。支架20’可以是根据本发明的支架，并且甚至是与支架20等同的支架，或者它可以是任何支架。支架20的功能是在车辆的整个寿命期间将水泵维持在特定位置。

现在将参考图2和图3描述能够固定第二水泵7的支架20。在说明书的其余部分中，第二水泵将更简单地称为“水泵”。在图2和图3中，支架20被示出为处于在固定水泵之前的状态。支架以诸如由支架制造商发货的状态示出。支架20包括轴环21、固定凸缘22和轴环21的单个夹紧螺钉23。轴环21是将水泵固定到支架20的装置。固定凸缘22或固定凸耳是将支架20固定到框架的装置。支架有利地由金属制成。具体地，支架可以由金属板压制而成。支架20具有足够的刚度以在车辆运行的条件下支撑水泵的重量。具体地，如果支架用于将水泵固定到发动机缸体3，则其将有利地被设计成用于承受最小160hz量级的振动。如果支架用于将水泵固定到车身元件11，则其将有利地被设计成用于承受最小30hz量级的振动。可以选择用于制造支架的金属板的厚度以实现适当的刚度。

固定凸缘22具有与安装有水泵的车辆的构造相匹配的几何形状。它可以包括不同的、或多或少的相对于彼此倾斜的平面部分。固定凸缘还包括两个固定孔38、39，其中一个是长方形的。这两个孔39、39使得支架能够固定到框架上。这些孔38、39旨在与接合在框架中的固定螺钉40(在图4中可见)协作。可以有任意数量的孔使得支架20能够被固定。替代性地，支架20可以通过其他固定技术(例如像铆接、卷曲或焊接)固定到框架上。

轴环21包括整体圆形形状的中心开口。它由两个半壳体24、25和两个半壳体24、25之间的旋转铰接件26形成。因此，两个半壳体24、25是彼此分离的两个元件。第一半壳体24与固定凸缘22形成整体组件，即一体式组件。广义上讲，两个半壳体24、25采取沿着半圆延伸的基本恒定宽度的条带的形式。两个半壳体可以具有大致相同的形状。半壳体24、25的形状被限定为支持水泵的一部分的形状。具体地，第二半壳体25包括u形凸台37。当水泵放置在支架20中时，凸台37覆盖水泵的电连接器9。凸台37使得可以绕过电连接器9。凸台37实现了轴环21上的泵的分度、尤其是旋转分度，使得泵可以容易地安装、尤其是盲安装。此外，一旦泵已经安装在轴环上，凸台保护电连接器9免受冲击、尤其是由车辆的移动抛出的物体的冲击。替代性地，两个半壳体可以是任何其他形状。

第一半壳体24具有两个端部27、28。第一端部27包括钩子29并且第二端部28包括第一开口30，夹紧螺钉23穿过该第一开口。类似地，第二半壳体25具有两个端部31、32。第一端部31包括孔33，并且第二端部32包括第二开口34，夹紧螺钉23穿过该第二开口。

通过钩子29与孔33的配合获得旋转铰接件26。因此，第二半壳体能够围绕穿过第一半壳体的第一端部27并与第二半壳体的第一端部31重合的轴线相对于第一半壳体枢转。该轴线总体上垂直于由轴环21的中心开口形成的表面定向。因此，两个第一开口27、31始终彼此接触，并且归功于旋转铰接件26，两个第二端部可以远离彼此移动。应当注意，钩子和孔的位置可以互换，即钩子可以在第二半壳体上并且孔可以在第一半壳体上。具体地，张角a1可以被定义为在穿过两个端部27、28的第一直线区段与穿过两个端部31、32的第二直线区段之间形成的角度。

在穿过开口30和34时，夹紧螺钉23固定旋转铰接件26，使得两个半壳体24、25形成固定的张角a1。在图2至图5中表示的配置中，角度a1可以在10°与15°之间，包括端值在内，并且尤其是它可以为大约12°。因此，第一半壳体24和第二半壳体25的两个端部28和32分别彼此不接触。这两个端部旨在于在随后拧紧夹紧螺钉23时彼此接触。可以以各种方式将张角a1维持在特定值。

根据所示的实施例，归功于钩子29和孔33的特定构造倾向于使两个端部28和32远离彼此移动，所以可以限制两个端部28和32朝向彼此移动。换句话说，钩子29和孔33可以被设计成用于产生趋于打开角度a1的回复力。在随后拧紧夹紧螺钉23时，可以容易地克服该力。根据变型实施例，用于产生使两个端部28和32远离彼此移动的作用的所述装置可以是压缩弹簧(未示出)，其围绕夹紧螺钉布置并且插置在半壳体的两个端部28和32之间。因为弹簧分别抵靠在两个端部28和32的每一个壁上，所以施加使两个半壳体远离彼此移动的力以对抗两个半壳体24、25朝向彼此的移动。此外，夹紧螺钉23一方面包括支撑在端部32上的螺钉头35，并且另一方面包括与螺母或形成在端部28的水平处的螺纹开口配合的螺纹。如图3中显而易见的，例如，端部28可以尤其是包括焊接到端部28的螺母36。夹紧螺钉23沿其延伸的轴线因此由螺母36的螺纹的取向限定。开口34有利地具有长方形形状，以便使得第二半壳体能够相对于第一半壳体枢转，而螺钉的主体不会干扰开口34。因此，在没有任何外部负载的情况下，两个半壳体在回复力的作用下彼此远离移动，直到螺钉头35邻接端部32为止。应当注意，两个孔30、34和螺钉的位置可以互换。螺钉头可以支撑在端部28上，而螺母36可以固定到端部32上。可以选择夹紧螺钉的取向以便有助于接近螺钉头来拧紧该螺钉。

替代性地，可以通过在开口30和34中的每一个中提供螺纹将张角a1维持在特定值。然后，两个开口30和34的螺纹都将与夹紧螺钉接合。在拧紧夹紧螺钉时，第二半壳体相对于第一半壳体的枢转将导致半壳体的轻微变形。

根据另一变型实施例，可以以任何其他方式获得趋于打开张角a1的回复力。具体地，它可以仅通过施加在第二半壳体25上的重力效应来获得。

根据另一变型，轴环可以由没有铰接件运动装置的单个c形元件组成。c的两个端部于是将具有接近或等同于上述两个端部部28、32的设计。张角a1将通过轴环的固有形状而维持在预定值。在随后夹紧轴环时，归功于轴环的整体变形，其两个端部可以接合起来。

以补充方式，支架20可以包括防错装置以防止操作者以错误的方式安装水泵。该防错装置可以例如通过轴环的与形成水泵的液压入口12或液压出口13的液压连接器之一相邻接的一部分来获得。

根据本发明，通过现在将描述的安装方法来安装水泵。

在第一步骤e1中，提供如上所述的支架20。具体地，夹紧螺钉23接合在螺母36中，使得张角a1固定在10°与15°之间的值，包括端值在内，尤其是使得张角a1大约等于12°。支架松动，也就是说没有预先安装在水泵上。因此，轴环21的中心开口是自由的，换言之，不受阻碍。

在图4所示的第二步骤e2中，将支架20固定到车辆和/或动力系统的框架(未示出)上。为此，固定螺钉40通过固定凸缘22的两个固定孔39、39拧入框架中。单独安装支架20比将其预先安装在水泵上更容易，因为操纵起来更轻并且用于将其固定到框架上的螺钉更容易接近和/或更容易观察。在该步骤期间，不操纵夹紧螺钉23并且轴环的张角a1保持在与第一步骤e1期间相同的值。在第二步骤e2之后，因此获得了支架固定到其上的框架。支架的轴环包括中心开口，该中心开口不受阻碍并且准备好接收水泵。

在图5所示的第三步骤e3中，水泵被提供并插入或换言之进入轴环21的中心开口中。10°与15°之间(包括端值在内)的张角a1(优选地12°)能够获得足够大的中心开口以将水泵容易地插入轴环中。防错装置有利地防止水泵以不正确的取向插入。凸台37有利地提供了使水泵能够正确定向的视觉标记。负责执行安装过程的操作人员能够很容易地识别水泵上的电连接器9并使其枢转，使得其位置与凸台37的位置重合。一旦就位，电连接器9就被覆盖它的凸台37保护免受冲击。凸台37还使得可以目视检查或机械检查水泵是否插入到轴环21中的正确深度。

在图6a和图6b所示的第四步骤e4中，夹紧螺钉23被拧紧以将水泵固定就位。夹紧螺钉23被拧入螺母36中。支撑在第二半壳体25的端部32上的螺钉头35的移动导致第二半壳体25围绕旋转铰接件26枢转。第二半壳体25的端部32朝向第一半壳体24的端部28移动，直到两个半壳体有效地夹住水泵的主体为止。应当注意，可以看出没有必要在特定步骤中提供夹紧螺钉23，因为水泵被附接到两个半壳体。当夹紧螺钉23接合在螺母36中时它不会移动并且操作者可以容易地定位螺钉头35以便将其拧入。此外，在10°与15°之间(包括端值在内)的张角a1(优选地12°)能够使轴环的夹紧行程相对较短，并且因此可以快速夹紧轴环。因此，该张角a1是将水泵容易地插入中心开口与快速夹紧轴环之间的最佳折衷。

在第四步骤e4之后，水泵因此借助于支架20固定到框架上。可以看出，两个半壳体的端部28和32一个抵靠另一个接触。因此，这避免了两个半壳体过于强烈地夹紧水泵。因此，夹紧螺钉23的夹紧扭矩可以足够高，以防止其在车辆使用过程中松动的所有风险，但不会有因过度夹紧而损坏水泵的风险。至终，水泵可以经由其液压入口12和其液压出口13连接到回路5。水泵同样可以经由电连接器9电连接到电子控制单元。

归功于该安装方法，水泵被容易地安装在车辆的框架上。水泵不需要预先安装在支架上，这简化了对不同车辆可以通用的水泵的库存的管理。安装方法也不需要水泵在其上预先安装在支架上的安装台。水泵安装工作站非常简单，因为它一方面只需要水泵的库存，并且另一方面只需要根据本发明的支架的库存。