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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmomentes
von einem Verbrennungsmotor zu einem Nebenaggregat, insbesondere
einem Kompressor einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit einer
mittels eines Lagers drehbar auf einem hülsenförmigen, die Nebenaggregatwelle
umgebenden Ansatz des Nebenaggregatgehäuses angeordneten Riemenscheibe
und einer Nabe zur Verbindung mit der Nebenaggregatwelle, wobei
die Riemenscheibe und die Nabe zur Drehmomentübertragung über Mitnehmerelemente miteinander
verbunden sind.
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Beispielsweise
bei mit einer Klimaanlage ausgerüsteten
Kraftfahrzeugen wird üblicherweise der
Kompressor der Klimaanlage über
einen Riementrieb von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben.
Die Drehmomentübertragung
erfolgt dabei von der Riemenscheibe über Mitnehmerelemente, welche
vorzugsweise in axialer Richtung unter Zwischenschaltung von Dämpfungselementen in
Hohlräume
der Riemenscheibe eingreifen, wobei die Mitnehmerelemente radial
innenseitig mit einer Nabe verbunden sind, welche ihrerseits mit
der Kompressorwelle verbunden ist. Vorzugsweise ist im Bereich der
Nabe und/oder der Mitnehmerelemente eine Überlastsicherung vorgesehen,
die gewährleistet,
dass beim Ausfall des Kompressors der Klimaanlage die Kompressorwelle
von der Riemenscheibe abgekoppelt wird, so dass die Riemenscheibe
frei drehen kann und die Funktion des übrigen Antriebsstranges bei
Ausfall des Kompressors nicht beeinträchtigt wird.
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Eine
solche gattungsgemäße Vorrichtung
ist z.B. aus
DE 100
30 068 A1 bekannt. Bei der in dieser Druckschrift beschriebenen "fünften Ausführungsform" ist im Einzelnen beschrieben, auf welche
Weise bisher die notwendige axiale Sicherung des Lagers der Riemenscheibe
auf dem hülsenförmigen Ansatz des
Kompressorgehäuses
erfolgt. Demnach ist es bei der Endmontage beim Automobilhersteller
notwendig, zunächst
die Riemenscheibe mit dem Lager auf den hülsenförmigen Ansatz des Kompressorgehäuses aufzusetzen
und das Lager anschließend durch
Aufsetzen eines Sicherungsringes auf den über das Lager hinausragenden
freien Endbereich des hülsenförmigen Ansatzes
in axialer Richtung zu sichern. Anschließend wird die Nabe mit den
Mitnehmerelementen eingesetzt, wozu die Mitnehmerelemente in die
entsprechenden Hohlräume
in der Riemenscheibe eingeführt
werden, wobei gleichzeitig in diese Hohlräume auch elastische Dämpfungselemente
mit eingesetzt werden müssen.
Schließlich wird
die Nabe an der Kompressorwelle befestigt. Es ist offensichtlich,
dass durch diese Gestaltung die Endmontage sehr aufwendig ist, da
die Vorrichtung aus mehreren Einzelteilen besteht, die nacheinander montiert
werden müssen,
auch der Herstellungsaufwand zur Herstellung der einzelnen Bauteile
ist relativ aufwändig.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiterzuentwickeln,
dass die Endmontage und in Ausgestaltung auch die Herstellung wesentlich
vereinfacht wird.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass ein hülsenförmiges Element
vorgesehen ist, welches auf der Nabe in axialer Richtung zwischen
einer Montagelage und einer Einbaulage verschiebbar angeordnet ist,
wobei das hülsenförmige Element
freiendseitig Rastmittel aufweist, welche in Einbaulage mit Rastmitteln
im hülsenförmigen Ansatz
zusammenwirken, und wobei das hülsenförmige Element
am anderen Ende einen radial nach außen gerichteten Vorsprung aufweist,
an dem sich ein ringförmiges
Spreizelement abstützt,
welches in Montagelage radial innenseitig und in Einbaulage axial
außenseitig
am Lager anliegt.
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Durch
das Vorsehen des zusätzlichen
hülsenförmigen Elementes
wird eine Vormontage der Vorrichtung ermöglicht, bei welcher die Riemenscheibe
mit dem Lager und die Nabe mit den Mitnehmerelementen auf das hülsenförmige Element
aufgesetzt bzw. in dieses eingeschoben werden, so dass eine einheitliche
Baueinheit zur Verfügung
steht, die sämtliche
Bauteile der Vorrichtung beinhaltet. Die Vorrichtung wird in dieser
Form beim Hersteller in die Montagelage zusammengesetzt und als
einheitliches Bauteil an den Automobilhersteller geliefert. Bei
der Endmontage wird die Vorrichtung einfach auf den hülsenförmigen Ansatz
des Kompressorgehäuses aufgeschoben,
derart, dass das hülsenförmige Element
in den hülsenförmigen Ansatz
des Kompressorgehäuses
eingeführt
wird und am Ende des Einführweges
einrastet, d.h. in axialer Richtung gehalten ist. Durch weiteren
Druck auf die Vorrichtung in axialer Richtung verschiebt sich die
Nabe in axialer Richtung entlang des hülsenförmigen Elementes von der Einbaulage
in die Montagelage. In der Montagelage wird das ringförmige Spreizelement
auf dem hülsenförmigen Element
freigegeben, d.h. es kann sich radial nach außen ausdehnen und liegt als
axiale Sicherung axial außenseitig
am Lager der Riemenscheibe an. Damit entfällt der beispielsweise beim
Stand der Technik gemäß
DE 100 30 068 A1 erforderliche mehrteilige
Montagevorgang, die Endmontage beim Automobilhersteller ist denkbar
einfach.
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Um
auf besonders einfache Weise sicherzustellen, dass die Vorrichtung
in Montagelage als einheitliche einteilige Baueinheit verbleibt,
ist bevorzugt vorgesehen, dass das Spreizelement radial nach innen
ragende Bereiche aufweist, welche durch Öffnungen im hülsenförmigen Element
radial nach innen ragen und das hülsenförmige Element in Montagelage
auf der Nabe sichern. Die Ausbildung der nach innen gerichteten
Bereiche des Spreizelementes ist selbstverständlich so gewählt, dass
in Einbaulage keine Verbindung mehr zwischen dem hülsenförmigen Element
und der Nabe besteht, damit sich die Nabe frei gegenüber dem
hülsenförmigen Element drehen
kann.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in das
hülsenförmige Element
freiendseitig im Bereich der Rastmittel ein Spreizring eingesetzt
ist. Dieser zusätzliche
Spreizring ist insbesondere dann vorgesehen, wenn das hülsenförmige Element
aus einem besonders elastischen Material besteht. Der Spreizring
gewährleistet,
dass die Rastmittel in Rastposition verbleiben.
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Bevorzugt
sind die Rastmittel am hülsenförmigen Element
als konische, widerhakenförmige
Vorsprünge
und die Rastmittel im hülsenförmigen Ansatz
als Nut ausgebildet.
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Dabei
ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Riemenscheibe und/oder
das hülsenförmige Element
aus Kunststoff bestehen.
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Bei
einer Vorrichtung zur Übertragung
eines Drehmomentes von einem Verbrennungsmotor zu einem Nebenaggregat,
insbesondere einem Kompressor einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit
einer drehbar auf dem Nebenaggregatgehäuse angeordneten Riemenscheibe
und einer Nabe zur Verbindung mit der Nebenaggregatwelle, wobei
die Riemenscheibe und die Nabe zur Drehmomentübertragung über Mitnehmerelemente miteinander
verbunden sind, welche in axial gerichtete Hohlräume in der Riemenscheibe unter
Zwischenschaltung von Dämpfungselementen
eingreifen, ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Riemenscheibe,
die Dämpfungselemente
und die Mitnehmerelemente in einer einzigen Spritzgießform hergestellt
werden. Diese Art der Herstellung eignet sich sowohl für die vorbeschriebene
Ausgestaltung der Vorrichtung mit zusätzlichem hülsenförmigen Element als auch für Vorrichtungen
nach dem Stand der Technik, beispielsweise gemäß
DE 100 30 068 A1 . Die Herstellung wird
dadurch offensichtlich wesentlich vereinfacht, da in einer einzigen
Spritzgießform
sowohl die Riemenscheibe als auch die Dämpfungselemente und die Mitnehmerelemente
hergestellt werden.
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Ganz
besonders bevorzugt werden die Riemenscheibe, die Dämpfungselemente
und die Mitnehmerelemente in einem Spritzgießvorgang hergestellt. Dies
kann beispielsweise in einem Zweikomponenten-Spritzgießverfahren
erfolgen, wenn die Riemenscheibe und die Mitnehmerelemente aus demselben
Material bestehen und die Dämpfungselemente
aus einer anderen elastischeren Materialzusammensetzung.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese
zeigt in:
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1 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung bei
der Vormontage,
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2 ein
hülsenförmiges Element
der Vorrichtung mit ringförmigem
Spreizelement,
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3 die
Vorrichtung nach 2 in Montagelage vor dem Aufsetzen
auf ein Kompressorgehäuse,
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4 die
Vorrichtung nach 3 während des Aufsetzens auf das
Kompressorgehäuse
und
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5 die
Endlage der Vorrichtung auf dem Kompressorgehäuse.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Übertragung
eines Drehmomentes von einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor
zu einem Nebenaggregat ist in 1 allgemein
mit 1 bezeichnet. Dieses Nebenaggregat ist bevorzugt ein
Kompressor einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, von dem in den 3 bis 5 nur
ein Kompressorgehäuse
K dargestellt ist.
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Die
Vorrichtung
1 weist zunächst
eine allgemein mit
2 be zeichnete Nabe
2 auf, die
vorzugsweise aus Metall besteht und die neben dem eigentlichen Nabenbereich
einen radial erstreckten scheibenförmigen Bereich
3 aufweist.
Der scheibenförmige
Bereich
3 der Nabe
2 ist mit einer Mitnehmerscheibe
4 verbunden,
die außenseitig
Mitnehmerelemente
5 aufweist. Diese Mitnehmerelemente weisen,
was in den Zeichnungen nicht im Einzelnen dargestellt ist, axiale
Stege auf, mit denen sie in axial gerichtete, kammerartige Hohlräume
6 einer
Riemenscheibe
7 der Vorrichtung
1 unter Zwischenschaltung
von nicht dargestellten Dämpfungselementen
eingreifen. Ein möglicher
Aufbau der Mitnehmerelemente
5 und der Dämpfungselemente
ist beispielsweise in
DE
100 30 068 A1 näher
erläutert.
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Im
scheibenförmigen
Bereich 3 der Nabe oder im Bereich der Mitnehmerscheibe 4 bzw.
im Bereich der durch Bohrungen 8 angedeuteten Verbindung
des scheibenförmigen
Bereiches 3 der Nabe 2 mit der Mitnehmerscheibe 4 ist
bevorzugt eine nicht näher
dargestellte Überlastsicherung
vorgesehen.
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Die
Riemenscheibe 7 besteht bevorzugt aus Kunststoff und weist
dann innenseitig einen rohrförmigen
metallischen Einsatz 7a auf, mit dem sie auf einem Lager 9 angeordnet
ist.
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Die
Vorrichtung 1 weist darüber
hinaus besonders wesentlich ein hülsenförmiges Element 10 auf,
welches an einem freien Ende mit Rastmitteln versehen ist, das bevorzugt
als konische widerhakenförmige
Vorsprünge 11 ausgebildet
ist. Am anderen Ende weist das hülsenförmige Element 10 einen radial
nach außen
gerichteten Vorsprung 12 auf. Wie am besten 2 zeigt,
wird auf das hülsenförmige Element 10 ein
ringförmiges
Spreizelement 13 aufgesetzt, das klammerartig ausgebildet
ist und einen Öffnungsbereich 14 aufweist,
was es ermöglicht,
das Spreizelement 13 in Richtung der Pfeile in 2 seitlich
auf das hülsenförmige Element 10 aufzuschieben,
derart, dass das Spreizelement 13 am Vorsprung 12 des
hülsenförmigen Elementes 10 anliegt. Das
Spreizelement 13 ist so dimensioniert, dass, wie sich in
der rechten Darstellung aus 2 ergibt,
es in entspannter Lage bereichsweise (Bezugszeichen 15) radial
nach außen über den
Vorsprung 12 hinausragt. Außerdem weist das Spreizelement 13 radial
nach innen gerichtete Bereiche 13a auf, welche durch Öffnungen 17 im
hülsenförmigen Element 10 radial
nach innen ragen.
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Wie
aus 1 hervorgeht, ist in das hülsenförmige Element 10 freiendseitig
im Bereich der Vorsprünge 11 ein
Spreizring 16 eingesetzt. Zur Aufnahme des Spreizringes 16 und
der radial nach innen ragenden Bereiche 13a des Spreizelementes 13 sind innenseitig
im hülsenförmigen Element 10 geeignete Nuten
vorgesehen.
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Wie
aus 1 und 3 hervorgeht, wird nach dem
Einsetzen der Nabe 2 mit den Mitnehmerelementen 5 in
die Riemenscheibe 7 das hülsenförmige Element 10 in
Richtung der Pfeile zunächst
radial innenseitig in das Lager 9 eingesetzt, wozu vom Montagepersonal
das Spreizelement 13 zusammengedrückt wird. Das hülsenförmige Element 10 wird
so weit auf die Nabe 2 aufgeschoben, bis die radial nach innen
ragenden Bereiche 13a des Spreizelementes 13 in
die Nut 18 der Nabe 2 einschnappen. Diese Position
ist in 3 dargestellt. Das hülsenförmige Element 10 befindet
sich in dieser Position in Montagelage. Die komplette Vorrichtung 1 ist
dann als einteiliges Bauteil ausgebildet, obwohl es aus einer Mehrzahl
von einzelnen Bauteilen besteht und kann als einteiliges Bauteil
vom Hersteller zur Endmontage beim Automobilhersteller transportiert
werden. Die Einzelteile der Vorrichtung sind dabei in der Montagelage
dadurch gehalten, dass das Spreizelement 13 innenseitig
unter Spannung am Lager 9 anliegt und die Nabe 2 in
der Montagelage innenseitig am hülsenförmigen Element 10 anliegt
und bevorzugt durch die Bereiche 13a des Spreizelementes 13 zusätzlich gehalten
ist. Die Nabe 2 weist im Übrigen im Bereich der Nut 18 einen
größeren Durchmesser
auf als in einem angrenzenden Bereich 19, was nachfolgend
näher erläutert wird.
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Das
Kompressorgehäuse
K weist zur Aufnahme des Lagers 9 der Riemenscheibe 7 der
Vorrichtung 1 einen hülsenförmigen Ansatz 20 auf,
welcher die in 3 nicht dargestellte Kom pressorwelle umgibt.
Dieser hülsenförmige Ansatz 20 weist
innenseitig eine umlaufende Nut 21 auf, deren Funktion nachfolgend
näher erläutert wird.
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Zur
Montage der Vorrichtung 1 auf dem Kompressorgehäuse 2 wird
die Vorrichtung 1 in die in 3 gezeigte
Lage gegenüber
dem Kompressorgehäuse 2 gebracht,
und anschließend
in Richtung der Pfeile gemäß 4 mit
dem Lager 9 auf den hülsenförmigen Ansatz 20 aufgeschoben.
Dabei wird gleichzeitig das hülsenförmige Element 10 in
den hülsenförmigen Ansatz 20 eingeführt, bis
es mit seinen widerhakenförmigen
Vorsprüngen 11 in
die ebenfalls als Rastmittel dienende Nut 21 im hülsenförmigen Ansatz 20 einrastet.
Eine weitere Axialbewegung des hülsenförmigen Elementes 10 innerhalb
des hülsenförmigen Ansatzes 20 wird
durch eine an die Nut 21 angrenzende Durchmesserverringerung
der Innenbohrung des hülsenförmigen Ansatzes 20 vermieden.
In dieser in 4 dargestellten Lage befindet sich
das hülsenförmige Element 10 innerhalb
der Vorrichtung 1 unverändert
in der Einbaulage. Durch weiteren Druck im Sinne der Pfeile in 4 in
axialer Richtung gegen die Nabe 2 der Vorrichtung 1 verschiebt
sich die Nabe 2 und damit auch die Riemenscheibe 7 in
axialer Richtung von der Einbaulage entlang des hülsenförmigen Elementes 10 in
eine in 5 dargestellte Endlage. In dieser
Endlage ist durch entsprechende axiale Abmessungen des hülsenförmigen Ansatzes 20 und
des hülsenför migen Elementes 10 gewährleistet,
dass das ringförmige Spreizelement 13 sich
gerade axial außerhalb
des Lagers 9 befindet und sich über den Vorsprung 12 hinausragend
radial nach außen
ausdehnen bzw. entspannen kann. Gleichzeitig wird das Spreizelement 13 vom
Vorsprung 12 gegen das axiale Ende des hülsenförmigen Ansatzes 20 gedrückt, d.h.
das Spreizelement 13 ist in axialer Richtung fixiert. In
seiner in 5 dargestellten Lage liegt es
nunmehr axial außenseitig
direkt am Lager 9 an und fixiert dieses in axialer Richtung.
In dieser Endlage liegt das hülsenförmige Element 10 innenseitig
nicht mehr an der Nabe 2 an, da es sich nunmehr im Bereich 19 (mit verringertem
Durchmesser) der Nabe befindet. Das hülsenförmige Element 10 in
der Endlage blockiert somit die freie Drehbarkeit der Nabe 2 nicht,
es dient in der Endlage nur noch dazu, zur axialen Sicherung des
Lagers 9 das ringförmige
Spreizelement 13 axial zu halten.