DE102005020112A1

DE102005020112A1 - Leistungsübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005020112A1
Application number: DE102005020112A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Isesaki Matsuyama; Atsushi Isesaki Ozawa
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2005-11-17
Also published as: US20050245337A1; CN1693729A; CN100351540C; JP2005315387A

Abstract

Eine Leistungsübertragungsvorrichtung weist eine Anttriebsscheibe (8) auf, die in einem Leistungsübertragungsweg zwischen einem Fahrzeugmotor und einem Kompressor (2) für ein Klimaanlagensystem des Fahrzeuges angeordnet ist und drehbar an dem Kompressor (2) gelagert ist, und einen angetriebenen Rotor (12), der in der Antriebsscheibe (8) angeordnet ist, zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Antriebsscheibe (8) und einer Antriebswelle (4) des Kompressors (2). Der angetriebene Rotor (12) weist einen äußeren Ring (26) auf, der dessen äußere Umfangsoberfläche bildet, eine Mehrzahl von Verbindungsansätzen (50), die integral an dem äußeren Ring (26) ausgebildet sind, zum Befestigen des äußeren Ringes (26) an einer Endseite (8a) der Antriebsscheibe (8) mit Verbindungsbolzen (56) und eine gehärtete Schicht (58), die durch Wärmebehandlung an der gesamten Oberfläche der Verbindungsansätze (50) ausgebildet ist.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Patentanmeldung Nr. 2004-136374, die in Japan am 30. April 2004 eingereicht wurde.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsübertragungsvorrichtung, zum Beispiel zum Übertragen von Leistung von einem Fahrzeugmotor an einen Kompressor eines Klimaanlagensystems für Fahrzeuge.

Eine Leistungsübertragungsvorrichtung dieser Art ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2001-153152 gezeigt. Diese bekannte Vorrichtung weist ein Antriebsbauteil, und zwar eine Antriebsscheibe auf, das/die Leistung von einem Fahrzeugmotor aufnimmt und durch die aufgenommene Leistung gedreht wird, und ein angetriebenes Bauteil, und zwar einen angetriebenen Rotor, der die Antriebsscheibe mit der Antriebswelle eines Kompressors verbindet. Der angetriebene Rotor weist einen darin eingebauten Drehmomentbegrenzer auf. Wenn eine Drehmomentlast der Antriebsscheibe gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, überträgt der Drehmomentbegrenzer das Drehmoment der Antriebsscheibe auf den angetriebenen Rotor, d.h. auf die Antriebswelle des Kompressors. Wenn die Drehmomentlast der Antriebsscheibe den vorbestimmten Wert übersteigt, unterbricht der Drehmomentbegrenzer jedoch die Drehmomentübertragung auf den angetriebenen Rotor, so daß die Antriebsscheibe im Leerlauf läuft.

Im Speziellen ist der angetriebene Rotor konzentrisch in der Antriebsscheibe angeordnet und weist an seinem äußeren Umfang einen äußeren Ring auf. Der äußere Ring weist an seiner äußeren Umfangsoberfläche einen Flansch auf und der Flansch steht von dem äußeren Ring in einer radial nach außen gerichteten Richtung vor. Der Flansch ist durch eine Mehrzahl von Verbindungsbolzen mit einer Endseite der Antriebsscheibe in dem Zustand, in dem er die eine Endseite überlagert, verbunden. Diese Verbindungsbolzen sind in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des äußeren Rings angeordnet und klemmen den Flansch zwischen ihren Köpfen und der einen Endseite der Antriebsscheibe ein. Als ein Ergebnis wird das Drehmoment der Antriebsscheibe zuerst auf den angetriebenen Rotor, und zwar auf den äußeren Ring, übertragen.

Unter Betrachtung der Produktivität und der Herstellungskosten des äußeren Rings wird der äußere Ring vorzugsweise aus einer Walzstahlplatte durch Preßformen gebildet. Das Preßformen ermöglicht es, den äußeren Ring und den Flansch gleichzeitig zu bilden.

Jedoch ermöglicht die Walzstahlplatte das Preßformen, so daß die Walzstahlplatte eine relativ geringe Härte aufweist. Inzwischen fluktuiert die Geschwindigkeit des Motors entsprechend dem Laufzustand des Fahrzeuges drastisch. Deshalb werden wiederholte Lasten, die der Fluktuation der Motorgeschwindigkeit zuzuschreiben sind, über die Antriebsscheibe auf den äußeren Ring des angetriebenen Rotors übertragen. Wenn solche wiederholten Lasten über eine lange Zeitdauer auf den äußeren Ring ausgeübt werden, wird der Flansch des äußeren Rings an seinen Sitzabschnitten in Bezug auf die Köpfe der Verbindungsbolzen in der Achsenrichtung oder Klemmrichtung der Verbindungsbolzen verformt.

Die Verformung des Flansches verschlechtert die Klemmkraft der Verbindungsbolzen und verursacht folglich, daß der äußere Ring auf der Antriebsscheibe klappert. Folglich werden bei der Leistungsübertragungsvorrichtung Vibrationen und Geräusche erzeugt und die Leistungsübertragungsvorrichtung kann die Leistung von dem Motor nicht zufriedenstellend und stabil auf den Kompressor übertragen.

Metallteile, die in der Antriebsscheibe und dem angetriebenen Rotor enthalten sind, sind überzogen, so daß sie ihre Qualität bezüglich des Aussehens beibehalten. Der Flansch des äußeren Rings ist auch an seiner äußeren Oberfläche überzogen. Der Überzug ist weicher als die Walzstahlplatte, die als ein Basismaterial des äußeren Ringes dient, und ist anfällig dafür, weich zu werden, wenn die Umgebungstemperatur erhöht ist.

Als eine Folge davon neigen der Überzug, der die Sitzabschnitte des Flansches bedeckt, und der Überzug des Flansches, der in engem Kontakt mit der einen Endseite der Antriebsscheibe steht, wenn die wiederholten Lasten auf den Flansch des äuße ren Ringes über eine lange Zeitdauer ausgeübt werden, dazu, abgerieben zu werden, selbst wenn der Flansch nicht verformt wird. Solch ein Abreiben des Überzugs ebenso wie das Verformen des Flansches schwächt die Klemmkraft der Verbindungsbolzen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Leistungsübertragungsvorrichtung bereitzustellen, die ausgelegt ist, ein Antriebsbauteil und ein angetriebenes Bauteil über eine lange Zeitdauer stabil zu verbinden und Leistung von dem Antriebsbauteil auf das angetriebene Bauteil zufriedenstellend zu übertragen.

Die Aufgabe wird durch eine Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, wird die Leistungsübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Übertragen von Leistung einer Antriebsquelle auf eine Verbrauchsvorrichtung eingesetzt. Die Leistungsübertragungsvorrichtung weist ein ringförmiges Antriebsbauteil zum Aufnehmen der Leistung von der Antriebsquelle auf, um durch die aufgenommene Antriebsleistung gedreht zu werden, wobei das Antriebsbauteil eine Endseite und ein Schraubenloch, das in der einen Endseite ausgebildet ist, aufweist; ein zylindrisches angetriebenes Bauteil, das konzentrisch in dem Antriebsbauteil angeordnet ist, zum Verbinden des Antriebsbauteils mit einer Antriebswelle der Verbrauchsvorrichtung, wobei das angetriebene Bauteil eine äußere Umfangsoberfläche aufweist, ein Metall-Verbindungselement, das von der äußeren Umfangsoberfläche in einer radial nach außen gerichteten Richtung des angetriebenen Bauteils vorsteht und das die eine Endseite des Antriebsbauteils überlagert, und einen Bolzen, der durch das Verbindungs element durchgeführt ist, um in das Schraubenloch des Antriebsbauteils eingeschraubt zu werden, zum Verbinden des Verbindungselements mit der einen Endseite des Antriebsbauteils; und einen Haltemechanismus zum Halten einer Klemmkraft des Bolzens, wobei der Mechanismus einen Behandlungsabschnitt aufweist, der an dem Verbindungselement und/oder dem Antriebsbauteil vorgesehen ist.

Im Spezielleren weist die Leistungsübertragungsvorrichtung eine Antriebsscheibe auf, die in einem Leistungsübertragungsweg, der einen Fahrzeugmotor, der als die Antriebsquelle dient, und einen Kompressor als die Verbrauchsvorrichtung für ein Klimaanlagensystem des Fahrzeuges verbindet, angeordnet ist, wobei die Antriebsscheibe drehbar an einem Gehäuse des Kompressors als das Antriebsbauteil gelagert ist. Das angetriebene Bauteil ist ein angetriebener Rotor, der einen darin eingebauten Drehmomentbegrenzer aufweist.

In diesem Fall kann der angetriebene Rotor ferner eine Zentralscheibe, die mit der Antriebswelle des Kompressors verbunden ist, und einen ringförmigen absorbierenden Gummi zum Umschließen der Zentralscheibe aufweisen. Der absorbierende Gummi weist einen inneren Ring auf, der mit der Zentralscheibe im Eingriff steht, wobei der Drehmomentbegrenzer dazwischen angeordnet ist, und einen äußeren Ring zum Bilden der äußeren Umfangsoberfläche des angetriebenen Rotors, wobei der äußere Ring mit dem Verbindungselement versehen ist.

Das Verbindungselement kann eine Mehrzahl von Ansätzen, die integral an dem äußeren Ring ausgebildet sind, aufweisen. Die Ansätze sind in regelmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung des äußeren Ringes angeordnet und stehen in einer radial nach außen gerichteten Richtung des äußeren Ringes vor.

Der Behandlungsabschnitt des Haltemechanismus kann eine Wärmebehandlungsschicht aufweisen, die über eine gesamte Oberfläche des Verbindungselementes oder eine gesamte Oberfläche der Ansätze ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Wärmebehandlungsschicht eine gehärtete Schicht. Solch eine gehärtete Schicht verhindert ein Verformen des Verbindungselementes oder der Ansätze, was durch die wiederholten Lasten verursacht wird, und ermöglicht, daß die Klemmkraft des Bolzens über eine lange Zeitdauer stabil beibehalten wird.

Der Behandlungsabschnitt des Haltemechanismus kann einen Überzug aufweisen, der auf dem Verbindungselement oder den Ansätzen, abgesehen von zumindest einem Sitzabschnitt des Verbindungselementes oder dem eines Ansatzes in Bezug auf den Bolzen, ausgebildet ist.

Da der Sitzabschnitt des Verbindungselementes oder der Ansätze keinen Überzug aufweisen, haben bei dem oben beschriebenen Fall das Verbindungselement oder die Ansätze nicht das Problem selbst, daß die Klemmkraft des Bolzens aufgrund von einem Abrieb des Überzuges verringert ist.

Der Behandlungsabschnitt des Haltemechanismus kann einen maschinell bearbeiteten Abschnitt, der an dem Antriebsbauteil oder der Antriebsscheibe ausgebildet ist, aufweisen. Der maschinell bearbeitete Abschnitt ermöglicht dem Bolzen und/oder einem Teil des Antriebsbauteils oder der Antriebsscheibe, daß dieser/diese in einer Achsenrichtung des Bolzens elastisch verformt wird/werden.

Im Spezielleren weist der maschinell bearbeitete Abschnitt ein Freiraum-Loch auf, das sich in die eine Endseite des Antriebs bauteils oder der Antriebsscheibe öffnet, so daß das Freiraum-Loch mit dem Schraubenloch verbunden ist. Das Freiraum-Loch weist einen inneren Durchmesser auf, der größer als ein äußerer Durchmesser des Bolzens ist. In diesem Fall erlaubt das Freiraum-Loch dem Bolzen, daß dieser, wenn der Bolzen in das Schraubenloch geschraubt wird, in der Achsenrichtung des Bolzens elastisch verformt wird.

Der maschinell bearbeitete Abschnitt kann ferner eine ringförmige Rille aufweisen, die in einer inneren Umfangsoberfläche des Antriebsbauteils oder der Antriebsscheibe ausgebildet ist. Die ringförmige Rille trennt das Freiraum-Loch von dem Bolzenloch und bildet eine dünne Wand in dem Antriebsbauteil oder der Antriebsscheibe, wobei die dünne Wand die eine Endseite des Antriebsbauteils oder der Antriebsscheibe aufweist und in der Achsenrichtung des Bolzens elastisch verformbar ist.

Die elastische Verformung des Bolzens selbst oder der dünnen Wand verhindert die Verformung des Sitzabschnittes des Verbindungselementes oder der Ansätze und/oder den Abrieb des Überzuges, was durch die wiederholten Lasten verursacht wird, wobei folglich die Klemmkraft des Bolzens über eine lange Zeitdauer stabil beibehalten wird.

Als eine Folge davon ist die Leistungsübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ausgelegt, die Leistung der Antriebsquelle (Motor) an die Verbrauchsvorrichtung (Kompressor) zufriedenstellend zu übertragen, ohne dabei eine Vibration und Geräusche von dem angetriebenen Bauteil (angetriebener Rotor) zu erzeugen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Von den Figuren zeigen:
1 eine Querschnittsansicht, die eine Leistungsübertragungsvorrichtung, die bei einem Kompressor für ein Fahrzeug-Klimaanlagensystem angewendet wird, zeigt;
2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II von 1;
3 eine Ansicht aus der Richtung des Pfeils III in 3;
4 eine Ansicht, die einen Haltemechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
5 eine Ansicht, welche die Vorrichtung von 1 in einem Zustand, in dem ein Drehmomentbegrenzer aktiviert ist, zeigt;
6 und 7 Ansichten, die einen Haltemechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigen;
8 eine Ansicht, die einen Haltemechanismus gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt; und
9 eine Ansicht, die einen Haltemechanismus gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
Eine Leistungsübertragungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, wird bei einem Fahrzeug-Klimaanlagensystem eingesetzt und überträgt Leistung von einem (nicht gezeigten) Fahrzeugmotor auf einen Kompressor 2 des Klimaanlagensystems. Zu diesem Zweck weist eine Antriebswelle 4 des Kompressors 2 ein Ende 6 auf, das von einem Gehäuse des Kompressors 2 vorsteht.
Die Leistungsübertragungsvorrichtung ist mit einer Antriebsscheibe 8, die als ein Antriebsvorteil dient, ausgestattet. Die Antriebsscheibe 8 ist konzentrisch außerhalb von der Antriebswelle 4 angeordnet und wird an dem Gehäuse des Kompressors 2 über ein Lager 10, das dazwischen angeordnet ist, drehbar gelagert. Die Antriebsscheibe 8 ist über einen Antriebsriemen mit einer Ausgangs-Riemenscheibe des Motors verbunden. Deshalb wird, wenn die Leistung von dem Motor über den Antriebsriemen auf die Antriebsscheibe 8 übertragen wird, die Antriebsscheibe 8 in einer Richtung gedreht.
Die Antriebsscheibe 8 ist an der gesamten Oberfläche derselben mit einem Überzug versehen. Der Überzug verhindert an der gesamten Oberfläche der Antriebsscheibe 8 das Auftreten von Rost, sogar nach einem Langzeiteinsatz der Antriebsscheibe 8. In 1 sind die Ausgangs-Riemenscheibe, der Antriebsriemen und der Überzug der Antriebsscheibe 8 nicht gezeigt.
Die Antriebsscheibe 8 ist über einen angetriebenen Rotor 12, der als ein angetriebenes Bauteil dient, mit der Antriebswelle 4 verbunden. Der angetriebene Rotor 12 wird nachfolgend im Detail beschrieben.
Der angetriebene Rotor 12 ist konzentrisch in der Antriebsscheibe 8 angeordnet und ist mit einer runden Zentralscheibe 14 versehen. Die Zentralscheibe 14 ist aus Metall gefertigt und weist eine Nabe im Zentrum auf. Die Nabe weist einen inneren Vorsprung 16a, der von einer inneren Endseite der Zentralscheibe 14 in Richtung zu dem Kompressor 2 vorsteht, und einen äußeren Vorsprung 16b auf, der von einer äußeren Endseite der Zentralscheibe 14 vorsteht. Die Vorsprünge 16a und 16b werden durch eine Wand 18 unterteilt.
Das eine Ende 6 der Antriebswelle 4 tritt von der Seite des inneren Vorsprungs 16a durch die Trennwand 18 hindurch und ist in dem äußeren Vorsprung 16b angeordnet. Das eine Ende 6 der Antriebswelle 4 weist ein Außengewinde auf, mit dem eine Mutter 20 in Eingriff steht. Die Mutter 20 klemmt das eine Ende 6 der Antriebswelle 4 an die Trennwand 18, wobei sie folglich die Zentralscheibe 14 an der Antriebswelle 4 fixiert.
Die Zentralscheibe 14 wird von einem ringförmigen absorbierenden Gummi 22 umschlossen, der einen inneren Ring 24 und einen äußeren Ring 26, die eine innere Umfangsoberfläche bzw. eine äußere Umfangsoberfläche desselben bilden, aufweist. Der innere Ring 24 und der äußere Ring 26 sind beide aus Metall gefertigt und sind jeweils durch Vulkanisation des absorbierenden Gummis 22 mit dem absorbierenden Gummi 22 verbunden.
Der innere Ring 24 ist mit der Zentralscheibe 14 verbunden, wobei ein Drehmomentbegrenzer 28 dazwischen angeordnet ist. Der Drehmomentbegrenzer 28 weist eine Mehrzahl an Kugeln 30, die aus Metall gefertigt sind, auf. Die Kugeln 30 sind zwischen dem inneren Ring 24, der Zentralscheibe 14 und einer Druckscheibe 32 eingeklemmt.
Im Spezielleren steht der innere Ring 24 von der inneren Umfangsoberfläche des absorbierenden Gummis 22 vor und weist eine innere Seite, die in eine radial nach innen gerichtete Richtung des absorbierenden Gummis 22 gerichtet ist, auf. Wie anhand von 2 klar ist, wird die innere Seite des inneren Ringes 24 aus einer Mehrzahl an ausgesparten Seiten oder einer Mehrzahl an V-förmigen Oberflächen 34, die sich in der Umfangsrichtung des inneren Rings 24 aneinander reihen, gebildet. Die Kugeln 30 sind an den Böden der entsprechenden V-förmigen Oberflächen 34 angeordnet, so daß die Kugeln 30 jeweils zwischen zwei Seiten, welche die entsprechenden V-förmigen Oberflächen 34 bilden, eingeklemmt sind.
Eine äußere Umfangskante der Zentralscheibe 14 weist eine abgestufte Form auf. Die Zentralscheibe 14 weist einen Abschnitt großen Durchmessers, der auf der Seite des inneren Vorsprungs 16a angeordnet ist, und einen Abschnitt kleinen Durchmessers 14a auf der Seite des äußeren Vorsprungs 16b auf. Eine Mehrzahl an radialen Rillen 36 sind an einem äußeren Umfangsabschnitt der Endseite des Abschnittes kleinen Durchmessers 14a ausgebildet, so daß sie der Anzahl der Kugeln 30 entsprechen. Die radialen Rillen 36 sind in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der Zentralscheibe 14 angeordnet. Die radialen Rillen 36 sind jeweils derart ausgebildet, so daß sie die Form eines U haben, wodurch sie ausgelegt sind, die zugehörige Kugel 30 aufzunehmen, und sie öffnen sich in die äußere Umfangskante des Abschnittes kleinen Durchmessers 14a.
Wie anhand von 1 offensichtlich ist, wird in einer sich öffnenden Kante jeder radialen Rille 36 ein Rastsitz 38 gebildet. Der Rastsitz 38 ist in der Form eines kreisförmigen Bogens, der an die Kugel 30 angepaßt ist, gebildet. Die Rastsitze 38 erstrecken sich zu dem Inneren der radialen Rillen-Löcher 36 vor, wobei sie dabei die Tiefe der radialen Rillen-Löcher 36 an den sich öffnenden Kanten derselben verringern.
Die Druckscheibe 32 ist an einer äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Vorsprungs 16b der Zentralscheibe 14 befestigt und ist in einer Achsenrichtung des äußeren Vorsprungs 16b bewegbar.
Die Druckscheibe 32 weist eine innere Endseite auf, die der Zentralscheibe 14 zugewandt ist, und eine ringförmige, sich verjüngende Oberfläche 40 ist an einem äußeren Umfangsabschnitt der inneren Endseite ausgebildet. Die sich verjüngende Oberfläche 40 ist eine konvexe Oberfläche, die in Richtung zu der Zentralscheibe 14 vorsteht, und weist einen maximalen äußeren Durchmesser auf, der im wesentlichen der gleiche ist wie ein äußerer Durchmesser des Abschnitts kleinen Durchmessers 14a der Zentralscheibe 14.
An der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Vorsprungs 16b ist eine Tellerfeder 42 (engl.: dish spring) montiert, so daß sie außerhalb der Druckscheibe 32 angeordnet ist. Die Tellerfeder 42 ist zwischen der Druckscheibe 32 und einer Mutter 44 eingebettet, wobei sie folglich die Druckscheibe 32 zu der Seite des Rastsitzes 38 hin, d.h. zu der Seite der Zentralscheibe 14 hin zwängt. Die Mutter 44 ist auf ein Außengewinde 46, das an dem äußeren Endabschnitt des äußeren Vorsprungs 16b ausgebildet ist, geschraubt.
In einem Zustand, der in 1 gezeigt ist, ist jede Kugel 30 zwischen dem Rastsitz 38 der entsprechenden radialen Rille 36 und dem äußeren Umfangskantenabschnitt der sich verjüngenden Oberfläche 40 der Druckscheibe 32 in einem Zustand, in dem die Kugel 30 an dem Grund der V-förmigen Oberfläche 34 angeordnet ist, eingeklemmt. Jede Kugel 30 wird aufgrund der Zwangskraft sowohl gegen die V-förmige Oberfläche 34 als auch gegen den Rastsitz 38 durch die sich verjüngende Oberfläche 40 gedrückt. Mit anderen Worten drückt die sich verjüngende Oberfläche 40 die Kugeln 30 sowohl in die radial nach außen gerichtete Richtung als auch in die Achsenrichtung der Zentralscheibe 14. Deshalb wird verhindert, daß die Kugeln 30 in die radialen Rillen 36 fallen.
Die Rückhaltekraft der Kugeln 30 wird durch die Zwangskraft der Tellerfeder 42 bestimmt. Die Zwangskraft der Tellerfeder 42 ist durch Ändern einer Einschraublänge der Mutter 44 in Bezug auf den äußeren Vorsprung 16b einstellbar.
Wie anhand von 1 offensichtlich ist, weist der äußere Ring 26 einen zylindrischen Abschnitt 48 auf, der die äußere Umfangsoberfläche des absorbierenden Gummis 22 bedeckt und an der äußeren Umfangsoberfläche befestigt ist. Der zylindrische Abschnitt 48 weist beispielsweise drei Verbindungsansätze 50 auf, die integral an einer äußeren Kante des zylindrischen Abschnittes 48 ausgebildet sind. Wie anhand von 3 offensichtlich ist, sind die Verbindungsansätze 50 in regelmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung des äußeren Ringes 26 angeordnet und stehen in der radial nach außen gerichteten Richtung des äußeren Ringes 26 vor.
Wie in 4 dargestellt ist, weist jeder Verbindungsansatz 50 ein Durchgangsloch 52 auf, und Schraubenlöcher 54 sind in der einen Endseite 8a der Antriebsscheibe 8 derart ausgebildet, so daß sie den zugehörigen Verbindungsansätzen 50 entsprechen. Jeder Verbindungsansatz 50 ist an der Antriebsscheibe 8 mit einem Verbindungsbolzen 56 in einem Zustand, in dem das entsprechende Durchgangsloch 52 mit dem Schraubenloch 54 der Antriebsscheibe 8 ausgerichtet ist und die eine Endseite 8a der Antriebsscheibe 8 überlagert, befestigt. Mit anderen Worten sind die Verbindungsbolzen 56 von der Seite der einen Endseite 8a der Antriebsscheibe 8 durch die Durchgangslöcher 52 der Verbindungsansätze 50 in die entsprechenden Schraubenlöcher 54 eingeschraubt.
Wie anhand der obigen Erklärung offensichtlich ist, ist folglich der angetriebene Rotor 12 über den äußeren Ring 26 des absorbierenden Gummis 22 mit der Antriebsscheibe 8 verbunden und ist gleichzeitig über die Zentralscheibe 14 mit der Antriebswelle 4 verbunden. Ferner weist der angetriebene Rotor 12 den darin eingebauten Drehmomentbegrenzer 28 auf, der die Zentralscheibe 14 und den inneren Ring 24 des absorbierenden Gummis 22 miteinander verbindet.
Als zusätzliche Erklärung bezüglich des äußeren Rings 26: der äußere Ring 26 wird integral mit den Verbindungsansätzen 50 durch Preßformen einer Walzstahlplatte, wie beispielsweise einer Kaltwalzstahlplatte, gebildet. Nachdem er gebildet ist, wird der äußere Ring 26 einer Wärmebehandlung, wie beispielsweise einer Gas-Nitrierbehandlung, über eine gesamte Oberfläche desselben ausgesetzt. Die Wärmebehandlung erzeugt eine gehärtete Schicht 58 auf der gesamten Oberfläche des äußeren Ringes 26. Die gehärtete Schicht 58 erhöht die Härte des äußeren Ringes 26. Darüber hinaus ist die gehärtete Schicht 58 des äußeren Ringes 26, abgesehen von einem Abschnitt, der mit dem absorbierenden Gummi 22 zu verbinden ist, d.h. der inneren Umfangsoberfläche des zylindrischen Abschnittes 48, mit einem Überzug 59 bedeckt. Selbst wenn der angetriebene Rotor 12 oder der äußere Ring 26 über eine lange Zeitdauer eingesetzt wird, tritt deshalb kein Rost an dem äußeren Ring 26 auf.
Wenn bei der oben beschriebenen Leistungsübertragungsvorrichtung die Leistung des Motors an die Antriebsscheibe 8 geliefert wird, wird die Antriebsscheibe 8 zusammen mit dem äußeren Ring 26 des angetriebenen Rotors 12 gedreht. Das Drehmoment des äußeren Ringes 26 wird über den absorbierenden Gummi 22 auf den inneren Ring 24 übertragen, wobei dadurch der innere Ring 24 zum Drehen gebracht wird. In diesem Moment wird, selbst wenn eine Fluktuation der Motorgeschwindigkeit auf die Antriebsscheibe 8 übertragen wird, die Fluktuation der Drehung der Antriebsscheibe 8 aufgrund der elastischen Verformung des absorbierenden Gummis 22 durch den absorbierenden Gummi 22 absorbiert.
Das Drehmoment des inneren Ringes 24 wird über den Drehmomentbegrenzer 28 auf die Zentralscheibe 14 übertragen, was folglich die Zentralscheibe 14 oder die Antriebswelle 4 des Kompressors 2 zum Drehen bringt. Um es genauer auszudrücken, wird das Drehmoment des inneren Ringes 24 von den V-förmigen Oberflächen 34 des inneren Ringes 24 auf die Kugeln 30 übertragen und die Kugeln 30 drücken die Rastsitze 38 der entsprechenden radialen Rillen 36 in der Umfangsrichtung der Zentralscheibe 14. Als ein Ergebnis wird die Zentralscheibe 14 zusammen mit dem inneren Ring 24 gedreht, wobei dadurch die Antriebswelle 4 des Kompressors 2 zum Drehen gebracht wird.
Wenn beispielsweise ein Klemmen oder dergleichen in dem Kompressor 2 auftritt und die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 4 auf ein vorgeschriebenes Niveau, das niedriger als dasjenige der Antriebsscheibe 8 sein soll, verringert wird, wird das Drehmoment, das von dem äußeren Ring 24 auf die Zentralscheibe 14 zu übertragen ist, so überhöht, daß es die Rückhaltekraft der Kugeln 30 überwindet. In diesem Fall drücken die V-förmigen Oberflächen 34 des inneren Ringes 24 die Kugeln 30 in der radial nach innen gerichteten Richtung der Zentralscheibe 14 gegen die Zwangskraft der sich verjüngenden Oberfläche 40 der Druckscheibe 32, und zwar gegen die Tellerfeder 42.
Deshalb verlassen die Kugeln 30 die entsprechenden Rastsitze 38 der radialen Rillen 36 und, wie in 5 gezeigt ist, fal len in die radialen Rillen 36. Dies löst den Eingriff zwischen den V-förmigen Oberflächen 34 des inneren Ringes 24 und den Kugeln 30. Als ein Ergebnis wird die Leistungsübertragung von dem inneren Ring 24 auf die Zentralscheibe 14 unterbrochen und die Antriebsscheibe 8 läuft im Leerlauf.
Auf den äußeren Ring 26 des angetriebenen Rotors 12 werden über eine lange Zeitdauer wiederholte Lasten aufgrund der Fluktuation der Motorgeschwindigkeit ausgeübt. Die Leistungsübertragungsvorrichtung weist jedoch den Haltemechanismus der ersten Ausführungsform auf und der Haltemechanismus verhindert, daß eine Klemmkraft der Verbindungsbolzen 56 verringert wird.
Im Spezielleren weist der Haltemechanismus der ersten Ausführungsform die gehärtete Schicht 58 auf, die über die gesamte Oberfläche des äußeren Ringes 26 einschließlich der Verbindungsansätze 50 ausgebildet ist. Die gehärtete Schicht 58 verhindert, daß die Sitzabschnitte der Verbindungsansätze 50 in Bezug auf die Köpfe der Verbindungsbolzen 56 in einer Achsenrichtung oder in einer Klemmrichtung der Verbindungsbolzen 56 verformt werden, wenn der äußere Ring 26 oder die Verbindungsansätze 50 die wiederholten Lasten über eine lange Zeitdauer aufnehmen.
Deshalb werden die Klemmkraft der Verbindungsbolzen 56 und ein enger Kontakt der Verbindungsansätze 50 in Bezug auf die eine Endseite 8a der Antriebsscheibe 8 stabil beibehalten und ein Abrieb an dem Überzug 59 der Verbindungsansätze 50 wird nicht erzeugt. Dies ermöglicht es, ein Klappern des äußeren Ringes 26 in bezug auf die Antriebsscheibe 8, sowie eine Vibration und Geräusche aufgrund des Klapperns zu verhindern. Folglich ist die Leistungsübertragungsvorrichtung der vorliegenden Er findung dazu ausgelegt, die Leistung des Motors auf den Kompressor 2 über eine lange Zeitdauer stabil zu übertragen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Haltemechanismus der ersten Ausführungsform begrenzt, sondern kann auf verschiedene Arten modifiziert werden. Haltemechanismen gemäß einer zweiten bis zu einer vierten Ausführungsform werden nachfolgend beschrieben. Bei der zweiten bis vierten Ausführungsform werden Bauteile und Abschnitte, die identisch zu denjenigen der vorhergehenden Ausführungsform sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und es wird auf eine Erklärung derselben verzichtet.
Die 6 und 7 zeigen einen Haltemechanismus der zweiten Ausführungsform.
Der Haltemechanismus der zweiten Ausführungsform ist mit einem äußeren Ring 26 versehen, der aus einem Metallmaterial, das härter als der äußere Ring der ersten Ausführungsform ist, gefertigt ist. Selbst wenn auf den äußeren Ring 26 der zweiten Ausführungsform wiederholte Lasten über eine lange Zeitdauer ausgeübt werden, werden Verbindungsansätze 50 des äußeren Ringes 26 nicht verformt.
In dem Fall der zweiten Ausführungsform ist deshalb der äußere Ring 26 nicht mit einer gehärteten Schicht 58 versehen und weist nur einen Überzug 59 auf. Im Spezielleren ist der äußere Ring 26, abgesehen von Sitzabschnitten 60 der Verbindungsansätze 50, mit denen die Köpfe der Verbindungsbolzen 56 in Kontakt gebracht werden, und den gesamten Bereichen der inneren Stirnseiten 62 der Verbindungsansätze, die in engem Kontakt mit einer Endseite 8a einer Antriebsscheibe 8 stehen, überzo gen. In den 6 und 7 sind nicht überzogene Bereiche von einem der Verbindungsansätze 50 durch Schraffierung gezeigt.
In dem Fall der zweiten Ausführungsform wird, selbst wenn die Leistungsübertragungsvorrichtung über eine lange Dauer verwendet wird, da die Sitzabschnitte 60 und die inneren Stirnseiten 62 der Verbindungsansätze 50 nicht selbst einen Überzug aufweisen, der niemals einen Abrieb aufgrund der wiederholten Lasten vermeidet, die Klemmkraft der Verbindungsbolzen 56 durch einen Abrieb des Überzuges nicht verringert.
In dem Fall der zweiten Ausführungsform können die nichtüberzogenen Bereiche entweder die Sitzabschnitte 60 oder die inneren Stirnseiten 62 sein.
8 zeigt einen Haltemechanismus der dritten Ausführungsform.
In dem Fall der dritten Ausführungsform weist eine Antriebsscheibe 8 Freiraum-Löcher 64, die sich in eine Endseite 8a der Antriebsscheibe 8 öffnen und eine vorgeschriebene Tiefe aufweisen, auf, und Schraubenlöcher 54 erstrecken sich von den unteren Enden der Freiraum-Löcher 64. Die Schraubenlöcher 54 weisen jeweils einen kleineren Durchmesser als denjenigen der Freiraum-Löcher 64 auf.
Wie anhand von 8 offensichtlich ist, gehen die Verbindungsbolzen 56 durch die Freiraum-Löcher 64 hindurch, um in die Schraubenlöcher 54 geschraubt zu werden. Zwischen dem Verbindungsbolzen 56 und einer inneren Umfangsoberfläche des Freiraum-Loches 64 wird über die Tiefe des Freiraum-Loches 64 ein vorgeschriebener Spalt freigehalten.
Wenn die Verbindungsbolzen 56 geschraubt werden, gestatten die Freiraum-Löcher 64 den Verbindungsbolzen 56, sich in der Achsenrichtung der Bolzen 56 elastisch zu verformen. Deshalb werden die wiederholten Lasten, selbst wenn sie über eine lange Zeitdauer auf die Verbindungsbolzen 56 ausgeübt werden, durch die Verbindungsbolzen 56, die elastisch verformt wurden, absorbiert.
Als eine Folge wird, selbst wenn der äußere Ring 26 der dritten Ausführungsform aus einer Walzstahlplatte gebildet ist und einen Überzug 59 ähnlich zu dem äußeren Ring der ersten Ausführungsform aufweist, die Klemmkraft der Verbindungsbolzen 56 stabil gehalten, solange eine Verformung der Verbindungsansätze 50 des äußeren Ringes 26 und/oder ein Abrieb des Überzuges 59 an den Verbindungsansätzen 50 innerhalb eines Bereiches liegt, in dem diese aufgrund der elastischen Verformung der Verbindungsbolzen 56 absorbiert werden.
9 zeigt einen Haltemechanismus der vierten Ausführungsform.
In dem Fall der vierten Ausführungsform weist die Antriebsscheibe 8 eine ringförmige Spaltrille 66 auf, die zwischen den Freiraum-Löchern 64 und den Schraubenlöchern 54 der dritten Ausführungsform ausgebildet ist. Die Spaltrille 66 öffnet sich in die innere Umfangsoberfläche der Antriebsscheibe 8 und bildet einen Abschnitt, der als eine ringförmige dünne Wand 68 zwischen einer Endseite 8a der Antriebsscheibe 8 und der Spaltrille 66 angeordnet ist. Die dünne Wand 68 kann sich in einer Achsenrichtung (Pfeilrichtung in 9) eines angetriebenen Rotors 12 elastisch verformen, wobei der Wurzelabschnitt derselben das Zentrum der Verformung bildet.
Da die wiederholten Lasten aufgrund der elastischen Verformung der dünnen Wand 68 absorbiert werden, wird, in der gleichen Weise wie bei der dritten Ausführungsform, eine Verformung der Verbindungsansätze 50 und/oder ein Abrieb des Überzuges 59 an den Verbindungsansätzen 50 verhindert und die Klemmkraft der Verbindungsbolzen 56 wird stabil beibehalten.
Wie beschrieben wurde, sind, da die Klemmkraft der Verbindungsbolzen 56 in jedem Fall der zweiten bis vierten Ausführungsformen stabil beibehalten wird, die Leistungsübertragungsvorrichtungen der zweiten bis vierten Ausführungsformen dazu ausgelegt, in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform die Leistung des Motors auf den Kompressor 2 zufriedenstellend zu übertragen, ohne dabei Vibrationen und Geräusche zu erzeugen.
Die Leistungsübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann beliebige Kombinationen der ersten bis vierten Ausführungsformen aufweisen und kann in verschiedenen Leistungsübertragungswegen, zusätzlich zu dem Leistungsübertragungsweg, der den Motor und den Kompressor miteinander verbindet, angeordnet werden.

Claims

Leistungsübertragungsvorrichtung zum Übertragen von Leistung einer Antriebsquelle auf eine Antriebswelle (4) einer Verbrauchsvorrichtung (2), wobei die Leistungsübertragungsvorrichtung aufweist: ein ringförmiges Antriebsbauteil (8) zum Aufnehmen der Leistung von der Antriebsquelle, um durch die aufgenommene Leistung gedreht zu werden, wobei das Antriebsbauteil (8) eine Endseite (8a) und ein Schraubenloch (54), das in der einen Endseite (8a) ausgebildet ist, aufweist; und ein zylindrisches angetriebenes Bauteil (12), das konzentrisch in dem Antriebsbauteil (8) angeordnet ist, zum Verbinden des Antriebsbauteils (8) und der Antriebswelle (4) der Verbrauchsvorrichtung (2) miteinander, wobei das angetriebene Bauteil (12) eine äußere Umfangsoberfläche aufweist, ein Verbindungselement (50), das von der äußeren Umfangsoberfläche in einer radial nach außen gerichteten Richtung des angetriebenen Bauteils (12) vorsteht und das die eine Endseite (8a) des Antriebsbauteils (8) überlagert, wobei das Verbindungselement (50) aus Metall gefertigt ist, und einen Bolzen (56), der durch das Verbindungselement (50) durchgeführt ist, um in das Schraubenloch (54) des Antriebsbauteils (8) eingeschraubt zu werden, zum Verbinden des Verbindungselements (50) mit der einen Endseite (8a) des Antriebsbauteils (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner einen Haltemechanismus zum Halten einer Klemmkraft des Bolzens (56) aufweist, wobei der Mechanismus einen Behandlungsabschnitt (58, 59, 64, 66), der an dem Verbindungselement und/oder dem Antriebsbauteil (8) vorgesehen ist, aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Antriebsscheibe (8) aufweist, die in einem Leistungsübertragungsweg, der einen Fahrzeugmotor, der als die Antriebsquelle dient, und einen Kompressor als die Verbrauchsvorrichtung für ein Klimaanlagensystem des Fahrzeuges verbindet, angeordnet ist, wobei die Antriebsscheibe (8) drehbar an einem Gehäuse des Kompressors als das Antriebsbauteil gelagert ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Bauteil ein angetriebener Rotor (12) ist, der einen darin eingebauten Drehmomentbegrenzer (28) aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der angetriebene Rotor (12) ferner eine Zentralscheibe (14) aufweist, die mit der Antriebswelle (4) des Kompressors (2) verbunden ist, und einen ringförmigen absorbierenden Gummi (22), der die Zentralscheibe (14) umschließt; und daß der absorbierende Gummi (22) einen inneren Ring (24), der mit der Zentralscheibe (14) im Eingriff steht, wobei der Drehmomentbegrenzer (28) dazwischen angeordnet ist, und einen äußeren Ring (26) aufweist, der eine äußere Umfangsoberfläche des angetriebenen Rotors (12) bildet und mit dem Verbindungselement (50) versehen ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement eine Mehrzahl an Ansätzen (50), die integral an dem äußeren Ring ausgebildet sind, aufweist; und daß die Ansätze (50) in regelmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung des äußeren Ringes (26) angeordnet sind und in einer radial nach außen gerichteten Richtung des äußeren Ringes (26) vorstehen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsabschnitt des Haltemechanismus eine Wärmebehandlungsschicht (58), die über die gesamte Oberfläche der Ansätze (50) ausgebildet ist, aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungsschicht eine gehärtete Schicht (58) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsabschnitt ferner einen Überzug (59) aufweist, der die gehärtete Schicht (58) bedeckt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsabschnitt des Haltemechanismus einen Überzug (59) aufweist, der an den Ansätzen (50), abgesehen von zumindest einem Sitzabschnitt (60) des Ansatzes (50) in Bezug auf den Bolzen, vorgesehen ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (50) jeweils eine innere Stirnseite, die in engem Kontakt mit einer Endseite (8a) der Antriebsscheibe (8) steht, und eine äußere Stirnseite, die den Sitzabschnitt (60) aufweist, aufweisen, und daß der Überzug (59) nur an den äußeren Stirnseiten der Ansätze (50), abgesehen von den Sitzabschnitten (60), ausgebildet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsabschnitt des Haltemechanismus einen maschinell bearbeiteten Abschnitt (64, 66), der in der Antriebsscheibe (8) ausgebildet ist, aufweist, so daß dem Bolzen (56) und/oder einem Teil (68) der Antriebsscheibe (8) erlaubt wird, sich in einer Achsenrichtung des Bolzens (56) elastisch zu verformen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der maschinell bearbeitete Abschnitt ein Freiraum-Loch (64), das sich in die eine Endseite (8a) der Antriebsscheibe (8) öffnet und mit dem Schraubenloch (54) verbunden ist, aufweist, wobei das Freiraum-Loch (64) einen inneren Durchmesser aufweist, der größer als ein äußerer Durchmesser des Bolzens (56) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der maschinell bearbeitete Abschnitt ferner eine ringförmige Rille (66), die an einer inneren Umfangsoberfläche der Antriebsscheibe (8) ausgebildet ist, aufweist, wobei die ringförmige Rille (66) das Freiraum-Loch (64) von dem Schraubenloch (54) trennt, zum Bilden einer dünnen Wand (68) in der Antriebsscheibe (8) als der Teil derselben, wobei die dünne Wand (68) die eine Endseite (8a) der Antriebsscheibe (8) aufweist und in der Achsenrichtung des Bolzens (56) elastisch verformbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsabschnitt des Haltemechanismus eine Wärmebehandlungsschicht (58), die über eine gesamte Oberfläche des Verbindungselementes (50) ausgebildet ist, aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungsschicht eine gehärtete Schicht (58) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsabschnitt ferner einen Überzug (59), der die gehärtete Schicht (58) bedeckt, aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsabschnitt des Haltemechanismus einen Überzug (59) aufweist, der auf dem Verbindungselement (50), abgesehen von zumindest einem Sitzabschnitt (60) des Verbindungselementes (50) in Bezug auf den Bolzen (56), ausgebildet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (50) eine innere Stirnseite aufweist, die in engem Kontakt mit einer Endseite (8a) des Antriebsbauteils (8) steht, und eine äußere Stirnseite, welche den Sitzabschnitt (60) aufweist; und daß der Überzug (59) nur an der äußeren Stirnseite des Verbindungselementes (50), abgesehen von dem Sitzabschnitt (60), ausgebildet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsabschnitt des Haltemechanismus einen maschinell bearbeiteten Abschnitt (64, 66) aufweist, der an dem Antriebsbauteil (8) ausgebildet ist, wobei der maschinell bearbeitete Abschnitt (64, 66) dem Bolzen (56) und/oder einem Teil (68) des Antriebsbauteils (8) erlaubt, in einer Achsenrichtung des Bolzens (56) elastisch verformt zu werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der maschinell bearbeitete Abschnitt ein Freiraum-Loch (64), das sich in die eine Endseite (8a) des Antriebsbauteils (8) öffnet und mit dem Schraubenloch (54) verbunden ist, aufweist, wobei das Freiraum-Loch (64) einen inneren Durchmesser aufweist, der größer als ein äußerer Durchmesser des Bolzens (56) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der maschinell bearbeitete Abschnitt ferner eine ringförmige Rille (66) aufweist, die in einer inneren Umfangsoberfläche des Antriebsbauteils (8) ausgebildet ist, zum Bilden einer dünnen Wand (68) in dem Antriebsbauteil (8) als das Teil desselben, wobei die dünne Wand (68) die eine Endseite (8a) des Antriebsbauteils (8) aufweist und in der Achsenrichtung des Bolzens (56) elastisch verformbar ist.