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DE102021111891A1 - Coolant pump with connector in the form of a plug connector - Google Patents

Coolant pump with connector in the form of a plug connector Download PDF

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DE102021111891A1
DE102021111891A1 DE102021111891.3A DE102021111891A DE102021111891A1 DE 102021111891 A1 DE102021111891 A1 DE 102021111891A1 DE 102021111891 A DE102021111891 A DE 102021111891A DE 102021111891 A1 DE102021111891 A1 DE 102021111891A1
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DE
Germany
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plug
coupling element
coolant pump
mating
coolant
Prior art date
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Pending
Application number
DE102021111891.3A
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German (de)
Inventor
Mathias Diedrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
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Priority to CN202210485488.6A priority patent/CN115387893A/en
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Abstract

Eine Kühlmittelpumpe 2 für ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeug umfasst ein Gehäuse 9, das einen Anschlussstutzen 8 zum Anschluss an eine Kühlmittelführung ausbildet. Der Anschlussstutzen 8 ist als Steckkupplungselement 7 ausgestaltet, das für ein ausschließlich translatorisches Zusammenstecken in einer Steckrichtung mit einem Gegensteckkupplungselement der Kühlmittelführung eingerichtet ist, wobei das Steckkupplungselement 7 ein Rastverbindungselement für eine Rastverbindung, die sich selbsttätig beim Zusammenstecken mit dem Gegensteckkupplungselement ausbildet, aufweist.A coolant pump 2 for a cooling system of a motor vehicle includes a housing 9, which forms a connecting piece 8 for connection to a coolant duct. The connecting piece 8 is designed as a plug-in coupling element 7, which is set up for exclusively translational mating in a plug-in direction with a mating plug-in coupling element of the coolant guide, with the plug-in coupling element 7 having a snap-in connection element for a snap-in connection that forms automatically when plugged in with the mating plug-in coupling element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a coolant pump for a motor vehicle.

Kraftfahrzeuge weisen in der Regel ein Kühlsystem auf, in dem ein Kühlmittel mittels einer oder mehrerer Kühlmittelpumpen in mindestens einem Kühlkreis gepumpt wird und dabei Wärmeenergie von in den Kühlkreis integrierten Funktionskomponenten, wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor, einem Ölkühler und/oder einem Ladeluftkühler, aufnimmt. Diese Wärmeenergie wird anschließend in einem (Umgebungs-)Wärmetauscher, dem sogenannten Hauptkühler, sowie zeitweise in einem Heizungswärmetauscher an die Umgebungsluft, im Fall des Heizungswärmetauschers an die zur Klimatisierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs vorgesehene Umgebungsluft, abgegeben.Motor vehicles generally have a cooling system in which a coolant is pumped into at least one cooling circuit by means of one or more coolant pumps and, in the process, absorbs thermal energy from functional components integrated into the cooling circuit, such as an internal combustion engine, an oil cooler and/or an intercooler. This thermal energy is then released in an (ambient) heat exchanger, the so-called main cooler, and at times in a heating heat exchanger to the ambient air, in the case of the heating heat exchanger to the ambient air provided for air conditioning the interior of the motor vehicle.

Ein solches Kühlsystem umfasst folglich eine Vielzahl von Funktionskomponenten des Kraftfahrzeugs, wobei diese üblicherweise vollständig oder zumindest zum größten Teil, so wie die meisten Komponenten des gesamten Antriebssystems, innerhalb eines Motorraums des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Die innerhalb eines Motorraums angeordneten Komponenten eines Kraftfahrzeugs sind dabei heutzutage äußerst nah beieinander liegend positioniert, um möglichst wenig Raum in Anspruch zu nehmen. Gleichzeitig sind die Funktionskomponenten des Kühlsystems in dem Motorraum verteilt angeordnet. Eine fluidleitende Verbindung zwischen diesen wird mittels Kühlmittelleitungen bewirkt, die sowohl als starre Rohre als auch als flexible Schläuche ausgebildet sein können. Vorteilhaft ist, wenn diese Kühlmittelleitungen möglichst kurz sind, um Strömungsverluste des diese durchströmenden Kühlmittels möglichst gering zu halten, wodurch auch die maximal erforderlichen Förderleistungen und damit die Größen der die Förderung des Kühlmittels bewirkenden Kühlmittelpumpen möglichst gering gehalten werden können. Dies wirkt sich wiederum vorteilhaft auf den Bauraumbedarf sowie die Kosten der Kühlmittelpumpen aus. Hinsichtlich der Kühlmittelpumpen eines Kühlsystems ist zu berücksichtigen, dass deren Antriebsleistungen abgestützt werden müssen, was üblicherweise nicht lediglich an den Kühlmittelleitungen, die an diese angeschlossen sind, erfolgen kann. Vielmehr werden Kühlmittelpumpen üblicherweise mit einer Stützstruktur des Kraftfahrzeugs, beispielsweise mit der Karosserie oder mit einer anderen, größeren Komponente innerhalb des Motorraums (z.B. der Verbrennungsmotor), verbunden und damit abgestützt. Dadurch ist die Flexibilität bezüglich der Positionierung der Kühlmittelpumpen eingeschränkt.Such a cooling system consequently comprises a large number of functional components of the motor vehicle, these usually being arranged completely or at least for the most part, like most components of the entire drive system, within an engine compartment of the motor vehicle. The components of a motor vehicle that are arranged within an engine compartment are nowadays positioned extremely close together in order to take up as little space as possible. At the same time, the functional components of the cooling system are distributed in the engine compartment. A fluid-conducting connection between these is effected by means of coolant lines, which can be designed both as rigid pipes and as flexible hoses. It is advantageous if these coolant lines are as short as possible in order to keep flow losses of the coolant flowing through them as low as possible, which also means that the maximum required delivery rates and thus the sizes of the coolant pumps that deliver the coolant can be kept as low as possible. This in turn has an advantageous effect on the installation space requirement and the costs of the coolant pumps. With regard to the coolant pumps of a cooling system, it must be taken into account that their drive power must be supported, which usually cannot be done simply on the coolant lines that are connected to them. Rather, coolant pumps are typically connected to and supported by a support structure of the motor vehicle, such as the body or another, larger component within the engine compartment (e.g., the internal combustion engine). This restricts the flexibility with regard to the positioning of the coolant pumps.

Aus der DE 10 2015 108 597 A1 ist es bekannt, eine Kühlmittelpumpe unmittelbar an den Auslass eines Wärmetauschers anzuschließen, wobei die Verbindung zwischen dem Wärmetauscher und der Kühlmittelpumpe über formschlüssig wirkende Verbindungsmittel, insbesondere in einer Ausgestaltung als Bajonett- oder Schraubverschluss, realisiert ist. Durch die Verbindung der Kühlmittelpumpe und des Wärmetauschers unmittelbar miteinander sind diese einerseits möglichst platzsparend miteinander verbunden und andererseits kann über die Verbindungsmittel auch direkt eine ausreichende Abstützung der Kühlmittelpumpe an dem Wärmetauscher erreicht werden.From the DE 10 2015 108 597 A1 it is known to connect a coolant pump directly to the outlet of a heat exchanger, the connection between the heat exchanger and the coolant pump being implemented via positively acting connection means, in particular in a configuration as a bayonet or screw connection. By connecting the coolant pump and the heat exchanger directly to one another, they are connected to one another in as space-saving a manner as possible and, on the other hand, sufficient support of the coolant pump on the heat exchanger can also be achieved directly via the connecting means.

Ein möglicher Nachteil der aus der DE 10 2015 108 597 A1 bekannten Verbindung einer Kühlmittelpumpe mit einem Wärmetauscher liegt darin, dass die Verbindungsmittel für die Ausbildung der Verbindung eine Relativdrehung zwischen der Kühlmittelpumpe und dem Wärmetauscher erfordern. Dies kann im Rahmen einer Montage unter beengten Platzbedingungen erschwert sein.A possible disadvantage of the from the DE 10 2015 108 597 A1 known connection of a coolant pump with a heat exchanger is that the connecting means for the formation of the connection require a relative rotation between the coolant pump and the heat exchanger. This can be more difficult when installing in confined spaces.

Die DE 10 2015 108 598 A1 offenbart eine Kombination eines Wärmetauschers mit mehreren alternativ an eine Anschlussstelle des Wärmetauschers anschließbaren, sich funktional unterscheidenden Anschlusselementen, wobei eines dieser Anschlusselemente auch eine Kühlmittelpumpe umfassen kann.the DE 10 2015 108 598 A1 discloses a combination of a heat exchanger with a plurality of functionally different connection elements which can be alternatively connected to a connection point of the heat exchanger, it being possible for one of these connection elements to also include a coolant pump.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Anbindung einer Kühlmittelpumpe an andere Komponenten eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeugs anzugeben.The invention is based on the object of specifying an advantageous connection of a coolant pump to other components of a cooling system of a motor vehicle.

Diese Aufgabe ist bei einer Kühlmittelpumpe gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen dieser Kühlmittelpumpe sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved with a coolant pump according to patent claim 1 . Advantageous embodiments of this coolant pump are the subject matter of the further patent claims and result from the following description of the invention.

Erfindungsgemäß ist eine Kühlmittelpumpe für ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei die Kühlmittelpumpe ein Gehäuse umfasst, das einen Anschlussstutzen zum Anschluss an eine Kühlmittelführung, d.h. eine Struktur die zur Führung von Kühlmittel eingerichtet ist, ausbildet. Der Anschlussstutzen ist als Steckkupplungselement ausgestaltet, das für ein ausschließlich translatorisches Zusammenstecken in einer Steckrichtung mit einem Gegensteckkupplungselement der Kühlmittelführung eingerichtet ist, wobei das Steckkupplungselement ein Rastverbindungselement für eine Rastverbindung, die sich selbsttätig beim Zusammenstecken mit dem Gegensteckkupplungselement ausbildet, aufweist. Der Anschlussstutzen kann dabei sowohl als Kühlmitteleinlass als auch als Kühlmittelauslass der Kühlmittelpumpe vorgesehen sein. Es besteht auch die Möglichkeit, dass sowohl ein als Kühlmitteleinlass dienender Anschlussstutzen als auch ein als Kühlmittelauslass dienender Anschlussstutzen der Kühlmittelpumpe entsprechend ausgestaltet sind. Zudem kann eine erfindungsgemäße Pumpe mehrere als Kühlmitteleinlass dienende Anschlussstutzen und/oder mehrere als Kühlmittelauslass dienende Anschlussstutzen aufweisen, wobei zumindest einer, gegebenenfalls mehrere oder alle der Anschlussstutzen ein erfindungsgemäßes Steckkupplungselement ausbilden.According to the invention, a coolant pump is provided for a cooling system of a motor vehicle, the coolant pump comprising a housing which forms a connecting piece for connection to a coolant duct, ie a structure which is designed to duct coolant. The connecting piece is designed as a plug-in coupling element, which is set up for exclusively translational mating in a plug-in direction with a mating plug-in coupling element of the coolant supply, the plug-in coupling element having a snap-in connection element for a snap-in connection that forms automatically when plugged in with the mating plug-in coupling element. The connecting piece can be provided both as a coolant inlet and as a coolant outlet of the coolant pump. There is also the possibility that both a connecting piece serving as a coolant inlet and a connecting piece serving as a coolant outlet of the coolant pump are designed accordingly. In addition, a pump according to the invention can have several connecting pieces serving as coolant inlets and/or several connecting pieces serving as coolant outlets, with at least one, optionally several or all of the connecting pieces forming a plug-in coupling element according to the invention.

Als „Rastverbindung“ wird ein in zumindest einer Richtung wirksames formschlüssiges Zusammenwirken von mindestens zwei Rastverbindungselementen verstanden, wobei dieses Zusammenwirken bei entsprechender Positionierung der Rastverbindungselemente selbsttätig infolge einer elastischen Rückstellwirkung zumindest eines der Rastverbindungselemente erfolgt.A “snap connection” is understood to mean a form-fitting interaction of at least two snap-in connection elements that is effective in at least one direction, with this interaction taking place automatically when the snap-in connection elements are positioned appropriately as a result of an elastic restoring effect of at least one of the snap-in connection elements.

Neben dem Gehäuse umfasst eine erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe insbesondere ein antreibbares Pumpelement, vorzugsweise ein rotierend antreibbares Pumprad. Vorzugsweise kann zudem vorgesehen sein, dass die Kühlmittelpumpe einen (internen) Pumpenantrieb, insbesondere basierend auf einem Elektromotor, aufweist. Möglich ist aber auch ein externer Antrieb. Hierzu kann das Pumpelement mit einem Antriebselement, insbesondere einer Antriebswelle antriebsverbunden sein, wobei das Antriebselement wiederum dafür eingerichtet ist, mit einem externen Pumpenantrieb, beispielsweise einem Elektromotor, antriebsverbunden zu werden.In addition to the housing, a coolant pump according to the invention includes, in particular, a pump element that can be driven, preferably a pump wheel that can be driven in rotation. Provision can preferably also be made for the coolant pump to have an (internal) pump drive, in particular based on an electric motor. An external drive is also possible. For this purpose, the pump element can be drive-connected to a drive element, in particular a drive shaft, with the drive element in turn being set up to be drive-connected to an external pump drive, for example an electric motor.

Durch die Verbindung des als Steckkupplungselement ausgebildeten Anschlussstutzens mit dem Gegensteckkupplungselement ausschließlich durch ein translatorisches Zusammenstecken, das vorzugsweise entlang einer Längsachse des Anschlussstutzens beziehungsweise in einer Richtung, die senkrecht bezüglich einer Mündungsöffnung des Anschlussstutzens ausgerichtet ist, erfolgt, sowie durch die dabei sich selbsttätig ausbildende Rastverbindung kann auch unter beengten Platzverhältnissen ein möglichst einfaches und gleichzeitig sicheres Verbinden der Kühlmittelpumpe mit dem Gegensteckkupplungselement beziehungsweise mit einer dieses Gegensteckkupplungselement umfassenden anderen Komponente des Kühlsystems, beispielsweise einem Wärmetauscher (insbesondere Kühlmittelkühler oder Heizungswärmetauscher) oder einer einfachen Kühlmittelleitung, die als starre Rohr- oder als flexible Schlauchleitung ausgestaltet sein kann, realisiert werden.By connecting the connecting piece designed as a plug-in coupling element to the mating plug-in coupling element exclusively by means of a translational plugging together, which preferably takes place along a longitudinal axis of the connecting piece or in a direction that is aligned perpendicularly with respect to an opening of the connecting piece, as well as through the snap-in connection that forms automatically the simplest and at the same time secure connection of the coolant pump with the mating plug-in coupling element or with another component of the cooling system comprising this mating plug-in coupling element, for example a heat exchanger (in particular coolant cooler or heating system heat exchanger) or a simple coolant line, which can be used as a rigid pipe or as a flexible hose line can be designed to be realized.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe kann vorgesehen sein, dass das Steckkupplungselement als Kupplungsbuchse beziehungsweise als weiblicher Teil der aus dem Steckkupplungselement und dem Gegensteckkupplungselement bestehenden Steckkupplung ausgestaltet ist. Dies kann sich vorteilhaft hinsichtlich der Stabilität der Verbindung beziehungsweise hinsichtlich einer Abstützung der Kühlmittelpumpe an einer das Gegensteckkupplungselement aufweisenden Komponente auswirken.According to a preferred embodiment of a coolant pump according to the invention, it can be provided that the plug-in coupling element is designed as a coupling socket or as a female part of the plug-in coupling consisting of the plug-in coupling element and the mating plug-in coupling element. This can have an advantageous effect with regard to the stability of the connection or with regard to supporting the coolant pump on a component having the mating plug-in coupling element.

Vorteilhaft kann jedoch auch eine Ausgestaltung des Steckkupplungselements als Stecker beziehungsweise als männlicher Teil der Steckkupplung sein.However, an embodiment of the plug-in coupling element as a plug or as a male part of the plug-in coupling can also be advantageous.

Bei einer Ausgestaltung des Steckkupplungselements als Kupplungsbuchse kann weiterhin bevorzugt das Rastverbindungselement als bügelförmige Rastklammer, beispielsweise in Form eines Metalldrahts (z.B. aus Federstahl), ausgestaltet sein, wobei die Rastklammer zwei nebeneinander und insbesondere parallel zueinander verlaufende Schenkel aufweist, die derart in Aufnahmeöffnungen des Anschlussstutzens angeordnet sind, dass diese im unbelasteten Zustand (d.h. ohne Kräfte, die temporär beim Zusammenstecken auf diese einwirken) mit einem insbesondere mittigen Abschnitt in ein Innenvolumen des Steckkupplungselements ragen. Die Aufnahmeöffnungen sind dabei derart dimensioniert, dass die Abschnitte der Schenkel radial elastisch aufweitbar sind. Dies stellt eine konstruktiv einfache und kostengünstig herstellbare Möglichkeit zur Realisierung eines Rastverbindungselements für ein als Kupplungsbuchse ausgestaltetes Steckkupplungselement dar.If the plug-in coupling element is designed as a coupling socket, the snap-in connection element can also preferably be designed as a bow-shaped snap-in clip, for example in the form of a metal wire (e.g. made of spring steel), with the snap-in clip having two legs running side by side and in particular parallel to one another, which are arranged in this way in receiving openings in the connecting piece are that in the unloaded state (i.e. without forces that temporarily act on them when they are plugged together), a particularly central section protrudes into an inner volume of the plug-in coupling element. The receiving openings are dimensioned in such a way that the sections of the legs can be radially and elastically expanded. This represents a structurally simple option that can be produced inexpensively for realizing a snap-in connection element for a plug-in coupling element designed as a coupling socket.

Ein vorteilhaft mit einem solchen Steckkupplungselement kombinierbares Gegensteckkupplungselement kann eine in Umfangsrichtung verlaufende beziehungsweise um die Längsachse des Anschlussstutzens zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig und geschlossen umlaufende Nut in einer Außenfläche und insbesondere einer äußeren Kontaktfläche des Gegensteckkupplungselements aufweisen, wobei die Abschnitte der Schenkel der Rastklammer, die im unbelasteten Zustand in das Innenvolumen des Steckkupplungselements der Kühlmittelpumpe ragen, im verbunden Zustand der Steckkupplung in die umlaufende Nut eingreifen.A mating coupling element that can be advantageously combined with such a plug-in coupling element can have a groove running in the circumferential direction or around the longitudinal axis of the connecting piece at least partially, preferably completely and in a closed manner, in an outer surface and in particular an outer contact surface of the mating plug-in coupling element, with the sections of the legs of the locking clip that protrude into the interior volume of the plug-in coupling element of the coolant pump in the unloaded state, engage in the circumferential groove in the connected state of the plug-in coupling.

Bei der Ausgestaltung des Steckkupplungselements der Kühlmittelpumpe als Stecker kann dagegen vorzugsweise eine entsprechend umgekehrte Ausgestaltung des Steckkupplungselements und des Gegensteckkupplungselements vorgesehen sein.In contrast, when the plug-in coupling element of the coolant pump is designed as a plug, a correspondingly inverted configuration of the plug-in coupling element and the mating plug-in coupling element can preferably be provided.

Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe kann vorgesehen sein, dass das Steckkupplungselement ein Sicherungselement zur Sicherung gegen ein Verdrehen um die Steckrichtung relativ zu dem Gegensteckkupplungselement aufweist. Dadurch kann insbesondere eine definierte (Dreh-)Ausrichtung der Kühlmittelpumpe während des Zusammensteckens und/oder nach dem Zusammenstecken gewährleistet werden.According to a further preferred embodiment of a coolant pump according to the invention it can be provided that the plug-in clutch plunging element has a securing element for securing against rotation about the plug-in direction relative to the mating plug-in coupling element. In this way, in particular, a defined (rotational) alignment of the coolant pump can be ensured during the plugging and/or after the plugging.

Weiterhin bevorzugt kann das Steckkupplungselement eine zylindrische Kontaktfläche, die für einen Kontakt mit einer zylindrischen Gegenkontaktfläche des Gegensteckkupplungselements eingerichtet ist, aufweisen. Das Steckkupplungselement und/oder das Gegensteckkupplungselement können dafür insbesondere hohlzylindrisch ausgestaltet sein, wodurch eine einfache Herstellbarkeit erreicht sowie auch eine relativ widerstandsarme Durchströmung mit dem Kühlmittel realisiert werden kann. Zudem kann eine solche Ausgestaltung des Steckkupplungselements und/oder des Gegensteckkupplungselements ermöglichen, dass diese in einer beliebigen Drehausrichtung zusammengesteckt werden, wodurch eine möglichst einfache Verbindung realisiert werden kann. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass keine Sicherung gegen ein relatives Verdrehen des Steckkupplungselements und des Gegensteckkupplungselements um die Steckrichtung vorgesehen ist oder eine solche wird erst nach dem Zusammenstecken realisiert, beispielsweise mittels eines separaten, nachträglich zu montierenden Sicherungselements.Furthermore, the plug-in coupling element can preferably have a cylindrical contact surface, which is set up for contact with a cylindrical mating contact surface of the mating plug-in coupling element. For this purpose, the plug-in coupling element and/or the mating plug-in coupling element can be configured in particular as a hollow cylinder, as a result of which it is easy to manufacture and also allows the coolant to flow through with relatively little resistance. In addition, such a configuration of the plug-in coupling element and/or the mating plug-in coupling element can enable them to be plugged together in any rotational orientation, as a result of which the simplest possible connection can be implemented. In this case, it can be provided that there is no protection against relative rotation of the plug-in coupling element and the mating plug-in coupling element about the plug-in direction or such is only implemented after plugging together, for example by means of a separate security element to be installed later.

Sofern ein solches Steckkupplungselement ein integriertes beziehungsweise schon beim Zusammenstecken wirksames Sicherungselement umfassen soll, kann dieses in konstruktiv vorteilhafter Weise als Vorsprung oder Vertiefung bezüglich der Kontaktfläche ausgebildet sein.If such a plug-in coupling element is to include an integrated safety element or one that is already effective when plugged together, this can be designed in a structurally advantageous manner as a projection or depression with respect to the contact surface.

Die Erfindung betrifft neben der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe auch eine Kombination einer solchen Kühlmittelpumpe und eines dazu passenden Gegensteckkupplungselements.In addition to the coolant pump according to the invention, the invention also relates to a combination of such a coolant pump and a matching mating plug-in coupling element.

Das Steckkupplungselement der Kühlmittelpumpe ebenso wie das dazugehörige Gegensteckkupplungselement können beispielsweise mit einer von dem VDA (Verband der Automobilindustrie e.V.) standardisierten Schnellkupplungsgeometrie ausgestaltet sein.The plug-in coupling element of the coolant pump as well as the associated mating plug-in coupling element can be designed, for example, with a quick coupling geometry standardized by the VDA (German Association of the Automotive Industry).

Die Erfindung betrifft auch eine Kombination einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe und einer Haltevorrichtung, die für eine abstützende Verbindung der Kühlmittelpumpe mit einer von der Kühlmittelpumpe separierten Stützstruktur vorgesehen und dafür eingerichtet ist. Die Haltevorrichtung kann dabei eine separate beziehungsweise von dem Gehäuse der Kühlmittelpumpe separierte Vorrichtung sein oder diese ist in das Gehäuse der Kühlmittelpumpe integriert beziehungsweise unlösbar mit diesem verbunden. Die Stützstruktur kann dabei vorzugsweise das Gegensteckkupplungselement selbst oder eine das Gegensteckkupplungselement umfassende Komponente des Kühlsystems (die für eine Durchströmung mit Kühlmittel des Kühlsystems vorgesehen ist) sein. Die Stützstruktur kann jedoch auch eine andere Komponenten des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Strukturelement einer Karosserie des Kraftfahrzeugs sein.The invention also relates to a combination of a coolant pump according to the invention and a holding device which is provided and set up for a supporting connection of the coolant pump to a support structure separate from the coolant pump. The holding device can be a separate device or a device that is separate from the housing of the coolant pump, or it can be integrated into the housing of the coolant pump or permanently connected to it. The support structure can preferably be the mating plug-in coupling element itself or a component of the cooling system comprising the mating plug-in coupling element (which is provided for coolant of the cooling system to flow through). However, the support structure can also be another component of the motor vehicle, for example a structural element of a body of the motor vehicle.

Die Haltevorrichtung kann beispielsweise ein beliebig geformtes Halteelement sein, dass einerseits mit dem Gehäuse der Pumpe und andererseits mit der Stützstruktur verbunden, beispielsweise verschraubt oder durch eine Rastverbindung gesichert, ist. Insbesondere kann die Haltevorrichtung auch eine Klammer (z.B. mit einer Ω-Form) sein, die zur Verbindung mit der Pumpe einen Abschnitt des Gehäuses der Pumpe umgreift und die zudem an der Stützstruktur befestigt ist.The holding device can be, for example, a holding element of any shape that is connected on the one hand to the housing of the pump and on the other hand to the support structure, for example screwed or secured by a snap-in connection. In particular, the retaining device can also be a clip (e.g. with an Ω-shape) which grips a portion of the housing of the pump for connection to the pump and which is also attached to the support structure.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein radbasiertes und nicht schienengebundenes Kraftfahrzeug (vorzugsweise ein PKW oder ein LKW), mit einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe.The invention also relates to a motor vehicle, in particular a wheel-based and non-rail-bound motor vehicle (preferably a car or a truck), with a coolant pump according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

  • 1: eine erfindungsgemäße Kombination einer Kühlmittelpumpe und eines Wärmetauschers während des Zusammensteckens eines Steckkupplungselements der Kühlmittelpumpe und eines Gegensteckkupplungselements des Wärmetauschers;
  • 2: die Kombination gemäß der 1 nach dem Zusammenstecken;
  • 3 bis 6: die Kühlmittelpumpe gemäß den 1 und 2 in verschiedenen Ansichten; und
  • 7 bis 10: eine erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform in verschiedenen Ansichten.
The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawings. In the drawings shows:
  • 1 : an inventive combination of a coolant pump and a heat exchanger during the mating of a plug-in coupling element of the coolant pump and a mating plug-in coupling element of the heat exchanger;
  • 2 : the combination according to the 1 after mating;
  • 3 until 6 : the coolant pump according to the 1 and 2 in different views; and
  • 7 until 10 1: a coolant pump according to the invention according to an alternative embodiment in different views.

Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kombination eines Wärmetauschers 1, bei dem es sich um einen Kühlmittelkühler eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeugs handeln kann, und einer Kühlmittelpumpe 2.the 1 and 2 show a first embodiment of a combination according to the invention of a heat exchanger 1, which can be a coolant cooler of a cooling system of a motor vehicle, and a coolant pump 2.

Der Wärmetauscher 1 kann in bekannter Ausgestaltung einen Wärmetauscherblock 13 aufweisen, der eine Mehrzahl von parallel zueinander ausgerichteten und beabstandet voneinander angeordneten Wärmetauscherrohren (nicht im Detail dargestellt) sowie zwischen jeweils benachbarten Wärmetauscherrohren angeordnete und diese miteinander verbindende Wellrippen (nicht im Detail dargestellt) umfasst. Die einen Enden aller Wärmetauscherrohre münden in einen ersten Wärmetauscherkasten 3, während die anderen Enden aller Wärmetauscherrohre in einen zweiten Wärmetauscherkasten 4 münden. In den zweiten Wärmetauscherkasten 4 ist an einem oberen Ende ein erster Anschlussstutzen 5 des Wärmetauschers 1, der beispielsweise als Kühlmittelauslass dient, und an dem unteren Ende ein zweiter Anschlussstutzen 6 des Wärmetauschers 1, der beispielsweise als Kühlmitteleinlass dient, integriert.In a known configuration, the heat exchanger 1 can have a heat exchanger block 13, which has a plurality of heat exchanger tubes (not shown in detail) aligned parallel to one another and arranged at a distance from one another, as well as between respectively adjacent heat exchangers metachanger tubes arranged and these interconnecting corrugated ribs (not shown in detail) includes. One end of all of the heat exchanger tubes opens into a first heat exchanger box 3 , while the other ends of all of the heat exchanger tubes open into a second heat exchanger box 4 . In the second heat exchanger box 4, a first connection piece 5 of the heat exchanger 1, which serves for example as a coolant outlet, is integrated at an upper end, and a second connection piece 6 of the heat exchanger 1, which serves for example as a coolant inlet, is integrated at the lower end.

An den zweiten Anschlussstutzen 6 wird die Kühlmittelpumpe 2 direkt angeschlossen, wobei die Verbindung zwischen dem zweiten Anschlussstutzen 6 des Wärmetauschers 1 und der Kühlmittelpumpe 2 mittels einer Steckkupplung realisiert wird, die durch ein ausschließlich translatorisches Zusammenstecken eines als Steckkupplungselement 7 ausgestalteten, ersten Anschlussstutzens 8 eines Gehäuses 9 der Kühlmittelpumpe 2 und des zweiten Anschlussstutzens 6 des Wärmetauschers 1, der als Gegensteckkupplungselement 10 ausgestaltet ist, geschlossen wird. Durch den Anschluss des ersten Anschlussstutzens 8 der Kühlmittelpumpe 2 an den als Kühlmitteleinlass dienenden zweiten Anschlussstutzen 6 des Wärmetauschers 1 kann der erste Anschlussstutzen 8 der Kühlmittelpumpe 2 beispielsweise als Kühlmittelauslass der Kühlmittelpumpe 2 vorgesehen sein.The coolant pump 2 is connected directly to the second connection piece 6, with the connection between the second connection piece 6 of the heat exchanger 1 and the coolant pump 2 being realized by means of a plug-in coupling, which is achieved by plugging together a first connection piece 8 of a housing designed as a plug-in coupling element 7 exclusively in a translatory manner 9 of the coolant pump 2 and the second connecting piece 6 of the heat exchanger 1, which is designed as a mating plug-in coupling element 10, is closed. By connecting the first connection piece 8 of the coolant pump 2 to the second connection piece 6 of the heat exchanger 1 serving as a coolant inlet, the first connection piece 8 of the coolant pump 2 can be provided, for example, as a coolant outlet of the coolant pump 2 .

Das Gehäuse 9 der Kühlmittelpumpe 2 umfasst weiterhin einen zweiten Anschlussstutzen 11, der beispielsweise als Kühlmitteleinlass der Kühlmittelpumpe 2 dient. Dieser zweite Anschlussstutzen 11 weist einen in etwa hohlzylindrischen Aufnahmeabschnitt 12 auf, der dafür eingerichtet ist, dass auf diesen ein Ende einer als Schlauchleitung ausgebildeten Kühlmittelleitung (nicht dargestellt) aufgesteckt und darauf kraftschlüssig gehalten wird.The housing 9 of the coolant pump 2 also includes a second connecting piece 11 which serves, for example, as a coolant inlet for the coolant pump 2 . This second connecting piece 11 has an approximately hollow-cylindrical receiving section 12 which is set up so that one end of a coolant line (not shown) designed as a hose line is pushed onto it and held thereon in a non-positive manner.

Der erste Anschlussstutzen 8 der Kühlmittelpumpe 2 beziehungsweise das von diesem ausgebildete Steckkupplungselement 7 sowie das Gegensteckkupplungselement 10 des Wärmetauschers 1 sind derart ausgestaltet, dass bei geschlossener Steckkupplung beziehungsweise nach dem Zusammenstecken des Steckkupplungselements 7 der Kühlmittelpumpe 2 und des Gegensteckkupplungselements 10 des Wärmetauschers1 auch eine formschlüssig wirkende Lagesicherung in der Steckrichtung und der Löserichtung und sowie eine Verdrehsicherung gewährleistet ist.The first connecting piece 8 of the coolant pump 2 or the plug-in coupling element 7 formed by it and the mating plug-in coupling element 10 of the heat exchanger 1 are designed in such a way that when the plug-in coupling is closed or after the plug-in coupling element 7 of the coolant pump 2 and the mating plug-in coupling element 10 of the heat exchanger 1 have been plugged together, there is also a form-fitting position lock in the insertion direction and the release direction and as well as an anti-twist device is guaranteed.

Die Lagesicherung in den Steck- und Löserichtungen wird durch eine Rastverbindung zwischen dem Steckkupplungselement 7 und dem Gegensteckkupplungselement 10 erreicht, wobei diese Rastverbindung dadurch realisiert ist, dass ein Rastverbindungselement des Steckkupplungselements 7 der Kühlmittelpumpe 2 in eine geschlossen umlaufende Nut, die in einer äußeren Kontaktfläche 14 des Gegensteckkupplungselements 10 des Wärmetauschers 1 ausgebildet ist, eingreift.Securing the position in the plug-in and release directions is achieved by a snap-in connection between the plug-in coupling element 7 and the mating plug-in coupling element 10, with this snap-in connection being realized in that a snap-in connection element of the plug-in coupling element 7 of the coolant pump 2 fits into a closed circumferential groove in an outer contact surface 14 of the mating plug-in coupling element 10 of the heat exchanger 1 is formed, engages.

Das Rastverbindungselement der Kühlmittelpumpe 2 ist konkret in Form einer bügelförmigen Rastklammer 15, die aus einem gebogenen Metalldraht besteht, ausgestaltet. Die Rastklammer 15 weist zwei parallel verlaufende Schenkel 16 sowie einen die Schenkel 16 verbindenden zentralen Abschnitt 17 auf. Die beiden Schenkel 16 sind größtenteils in Aufnahmeöffnungen 18, die zueinander diametral gegenüberliegend in die Wandung des im Wesentlichen hohlzylindrischen Steckkupplungselements 7 eingebracht sind, angeordnet. Lediglich ein jeweils um ca. 90° gebogener Endabschnitt 19 der Schenkel 16 befindet sich außerhalb der Aufnahmeöffnungen 18, wobei diese Endabschnitte 19 auf der im Wesentlichen zylindrischen Außenseite des Steckkupplungselements 7 aufliegen. Die Aufnahmeöffnungen 18 sind hinsichtlich der Tiefe derart dimensioniert, dass sich schlitzförmige Durchgangsöffnungen in der Wandung des Steckkupplungselements 7 ergeben, wodurch jeweils ein mittiger Abschnitt der Schenkel 16 der Rastklammer 15 in das Innenvolumen des Steckkupplungselements 7 beziehungsweise des ersten Anschlussstutzens 8 der Kühlmittelpumpe 2 ragen (vgl. insbesondere 6).The snap-in connection element of the coolant pump 2 is designed specifically in the form of a bow-shaped snap-in clip 15, which consists of a bent metal wire. The latching clip 15 has two parallel legs 16 and a central section 17 connecting the legs 16 . The two legs 16 are for the most part arranged in receiving openings 18 which are formed diametrically opposite one another in the wall of the essentially hollow-cylindrical plug-in coupling element 7 . Only one end section 19 of the legs 16 , each bent by approximately 90°, is located outside of the receiving openings 18 , with these end sections 19 resting on the essentially cylindrical outer side of the plug-in coupling element 7 . The depth of the receiving openings 18 is dimensioned such that slot-shaped passage openings result in the wall of the plug-in coupling element 7, as a result of which a central section of the legs 16 of the locking clip 15 protrudes into the interior volume of the plug-in coupling element 7 or the first connecting piece 8 of the coolant pump 2 (cf . especially 6 ).

Die Sicherung gegen ein Verdrehen des Steckkupplungselements 7 relativ zu dem Gegensteckkupplungselement 10 um die Längsachsen 20 der Anschlussstutzen 6, 8 beziehungsweise um die Steckrichtung ist dadurch realisiert, dass im zusammengesteckten Zustand der Steckkupplung zwei zueinander diametral gegenüberliegende Vorsprünge 21 des Gegensteckkupplungselements 10 des Wärmetauschers 1 in passende Vertiefungen 22, die an der innen liegenden, zylindrischen Kontaktfläche 23 des Steckkupplungselements 7 der Kühlmittelpumpe 2 ausgebildet sind, eingreifen. Die Vorsprünge 21 und die dazu jeweils passend dimensionierten Vertiefungen 22 sind unterschiedlich breit beziehungsweise in Umfangsrichtung um die Längsachsen 20 unterschiedlich groß dimensioniert, womit in der Art einer Kodierung ein Zusammenstecken des Steckkupplungselements 7 der Kühlmittelpumpe 2 und des Gegensteckkupplungselements 10 des Wärmetauschers 1 in ausschließlich einer einzigen Ausrichtung zueinander möglich ist.Securing against twisting of the plug-in coupling element 7 relative to the mating plug-in coupling element 10 about the longitudinal axes 20 of the connecting pieces 6, 8 or about the plug-in direction is implemented by fitting two diametrically opposite projections 21 of the mating plug-in coupling element 10 of the heat exchanger 1 in the mated state of the plug-in coupling Recesses 22, which are formed on the inner cylindrical contact surface 23 of the plug-in coupling element 7 of the coolant pump 2, engage. The projections 21 and the correspondingly dimensioned indentations 22 are of different widths or dimensioned differently in the circumferential direction around the longitudinal axes 20, which, in the manner of coding, means that the plug-in coupling element 7 of the coolant pump 2 and the mating plug-in coupling element 10 of the heat exchanger 1 can only be plugged into a single Alignment to each other is possible.

Die zwischen der Kühlmittelpumpe 2 und dem Wärmetauscher 1 ausgebildete Steckkupplung 7 ist lösbar ausgestaltet, d.h. das Steckkupplungselement 7 der Kühlmittelpumpe 2 kann von dem Gegensteckkupplungselement 10 des Wärmetauschers 1 bedarfsweise wieder abgezogen werden. Hierzu muss zunächst die Rastverbindung gelöst werden, wozu die Rastklammer 15 der Kühlmittelpumpe 2 manuell, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs, durch ein Aufbringen von entsprechenden Zugkräften auf den zentralen Abschnitt 17 der Rastklammer 15 ein Stück weit aus den Aufnahmeöffnungen 18 herausgezogen wird. Die Rastklammer 15 beziehungsweise die Schenkel 16 davon werden dabei durch eine gleitende Bewegung der auf der zylindrischen Außenseite des Steckkupplungselements 7 aufliegenden Endabschnitte 19 der Schenkel 16 aufgeweitet und dadurch aus dem Eingriff mit der Nut des Gegensteckkupplungselements 10 gebracht.The plug-in coupling 7 formed between the coolant pump 2 and the heat exchanger 1 is detachable, ie the plug-in coupling element 7 of the coolant pump 2 can be disconnected from the mating plug-in coupling element 10 of the heat exchanger schers 1 can be removed again if necessary. To do this, the snap-in connection must first be released, for which purpose the snap-in clip 15 of the coolant pump 2 is pulled a little out of the receiving openings 18 manually, if necessary with the aid of a tool, by applying appropriate tensile forces to the central section 17 of the snap-in clip 15 . The locking clip 15 or the legs 16 thereof are widened by a sliding movement of the end sections 19 of the legs 16 resting on the cylindrical outer side of the plug-in coupling element 7 and thereby disengaged from the groove of the mating plug-in coupling element 10 .

Die in den 7 bis 10 dargestellte Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe 2 unterscheidet sich von derjenigen gemäß den 1 bis 6 ausschließlich darin, dass der das Steckkupplungselement 7 ausbildende erste Anschlussstutzen 8 als Wickelstutzen mit einem um 90° abgewinkelten Verlauf ausgebildet ist. Andere Verläufe als mit einem Winkel von 90° sind ebenfalls umsetzbar.The in the 7 until 10 illustrated embodiment of a coolant pump 2 according to the invention differs from that according to the 1 until 6 exclusively in that the first connecting piece 8 forming the plug-in coupling element 7 is designed as a winding piece with a course angled by 90°. Courses other than an angle of 90° can also be implemented.

BezugszeichenlisteReference List

11
Wärmetauscherheat exchanger
22
Kühlmittelpumpecoolant pump
33
erster Wärmetauscherkastenfirst heat exchanger box
44
zweiter Wärmetauscherkastensecond heat exchanger box
55
erster Anschlussstutzen des Wärmetauschersfirst connection piece of the heat exchanger
66
zweiter Anschlussstutzen des Wärmetauscherssecond connection piece of the heat exchanger
77
Steckkupplungselementplug-in coupling element
88th
erster Anschlussstutzen der Kühlmittelpumpefirst connection piece of the coolant pump
99
Gehäuse der KühlmittelpumpeCoolant pump housing
1010
Gegensteckkupplungselementmating coupling element
1111
zweiter Anschlussstutzen der Kühlmittelpumpesecond connector of the coolant pump
1212
Aufnahmeabschnitt des zweiten Anschlussstutzens der KühlmittelpumpeReceiving section of the second connecting piece of the coolant pump
1313
Wärmetauscherblockheat exchanger block
1414
Kontaktfläche des GegensteckkupplungselementsContact surface of mating coupling element
1515
Rastklammersnap clip
1616
Schenkel der Rastklammerleg of the locking clip
1717
zentraler Abschnitt der Rastklammercentral portion of the snap clip
1818
Aufnahmeöffnung des SteckkupplungselementsReceiving opening of the plug-in coupling element
1919
Endabschnitt des Schenkelsend portion of the thigh
2020
Längsachse des SteckkupplungselementsLongitudinal axis of the plug-in coupling element
2121
Vorsprung des GegensteckkupplungselementsProtrusion of the mating coupling element
2222
Vertiefung des SteckkupplungselementsDeepening of the plug-in coupling element
2323
Kontaktfläche des SteckkupplungselementsContact surface of the plug-in coupling element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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  • DE 102015108598 A1 [0006]DE 102015108598 A1 [0006]

Claims (10)

Kühlmittelpumpe (2) für ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, die ein Gehäuse (9), das einen Anschlussstutzen (8) zum Anschluss an eine Kühlmittelführung ausbildet, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (8) als Steckkupplungselement (7) ausgestaltet ist, das für ein ausschließlich translatorisches Zusammenstecken in einer Steckrichtung mit einem Gegensteckkupplungselement (10) der Kühlmittelführung eingerichtet ist, wobei das Steckkupplungselement (7) ein Rastverbindungselement für die Ausbildung einer Rastverbindung mit dem Gegensteckkupplungselement (10) beim Zusammenstecken aufweist.Coolant pump (2) for a cooling system of a motor vehicle, which has a housing (9) which forms a connecting piece (8) for connection to a coolant duct, characterized in that the connecting piece (8) is designed as a plug-in coupling element (7) that is set up for exclusively translational mating in one mating direction with a mating mating coupling element (10) of the coolant guide, the mating coupling element (7) having a latching connection element for forming a latching connection with the mating mating coupling element (10) when mating. Kühlmittelpumpe (2) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckkupplungselement (7) als Kupplungsbuchse ausgestaltet ist.Coolant pump (2) according to claim 1 , characterized in that the plug-in coupling element (7) is designed as a coupling socket. Kühlmittelpumpe (2) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastverbindungselement • als bügelförmige Rastklammer (15) mit zwei Schenkeln (16) ausgestaltet ist, die derart in Aufnahmeöffnungen (18) des Steckkupplungselements (7) angeordnet sind, dass diese im unbelasteten Zustand mit einem Abschnitt in ein Innenvolumen des Steckkupplungselements (7) ragen, wobei die Aufnahmeöffnungen (18) derart dimensioniert sind, dass die Abschnitte der Schenkel (16) radial elastisch aufweitbar sind, oder • als Hinterschnitt bezüglich einer zu der Steckrichtung entgegengesetzt gerichteten Löserichtung in einer äußeren Kontaktfläche des Steckkupplungselements (7) ausgebildet ist.Coolant pump (2) according to claim 1 or 2 , characterized in that the snap-in connection element • is designed as a bracket-shaped snap-in clip (15) with two legs (16) which are arranged in receiving openings (18) of the plug-in coupling element (7) in such a way that, in the unloaded state, one section of them enters an inner volume of the The plug-in coupling element (7) protrudes, the receiving openings (18) being dimensioned in such a way that the sections of the legs (16) can be expanded radially and elastically, or • as an undercut with respect to a release direction opposite to the plug-in direction in an outer contact surface of the plug-in coupling element (7) is trained. Kühlmittelpumpe (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckkupplungselement (7) ein Sicherungselement zur Sicherung gegen ein Verdrehen um die Steckrichtung relativ zu dem Gegensteckkupplungselement (10) aufweist.Coolant pump (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the plug-in coupling element (7) has a securing element for securing against rotation about the plug-in direction relative to the mating plug-in coupling element (10). Kühlmittelpumpe (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckkupplungselement (7) eine zylindrische Kontaktfläche (23) aufweist, die für einen Kontakt mit einer zylindrischen Kontaktfläche (14) des Gegensteckkupplungselements (10) eingerichtet ist.Coolant pump (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the plug-in coupling element (7) has a cylindrical contact surface (23) which is designed for contact with a cylindrical contact surface (14) of the mating plug-in coupling element (10). Kühlmittelpumpe (2) gemäß Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement als Vorsprung oder Vertiefung (22) bezüglich der Kontaktfläche (23) des Steckkupplungselements (7) ausgebildet ist.Coolant pump (2) according to claim 4 and 5 , characterized in that the securing element is designed as a projection or depression (22) with respect to the contact surface (23) of the plug-in coupling element (7). Kombination einer Kühlmittelpumpe (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und eines Gegensteckkupplungselements (10).Combination of a coolant pump (2) according to one of the preceding claims and a mating plug-in coupling element (10). Kombination einer Kühlmittelpumpe (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 und einer Haltevorrichtung zur abstützenden Verbindung der Kühlmittelpumpe (2) mit einer von der Kühlmittelpumpe (2) separierten Stützstruktur.Combination of a coolant pump (2) according to one of Claims 1 until 6 and a holding device for the supporting connection of the coolant pump (2) to a support structure which is separate from the coolant pump (2). Kombination gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung unlösbar mit dem Gehäuse (9) der Kühlmittelpumpe (2) verbunden ist.combination according to claim 8 , characterized in that the holding device is permanently connected to the housing (9) of the coolant pump (2). Kombination gemäß den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur das Gegensteckkupplungselement (10) oder eine das Gegensteckkupplungselement (10) umfassende Komponente des Kühlsystems ist.combination according to claims 8 or 9 , characterized in that the supporting structure is the mating plug-in coupling element (10) or a component of the cooling system comprising the mating plug-in coupling element (10).
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