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Die
Erfindung betrifft einen Rotor mit einer Überlastsicherung
für eine Drehmomentbegrenzung. Ferner betrifft die Erfindung
ein Presswerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines zu sinternden Presslings
aus einem pulverförmigen Stoff, wobei der Pressling in
der Gestalt des Rotors ausgebildet ist. Dabei kann der Rotor bzw.
der gesinterte Pressling in verschiedensten technischen Anwendungen
für eine Drehmomentübertragung und Drehmomentbegrenzung
von Nutzen sein.
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Drehmomentbegrenzungseinrichtungen
sind nach dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist aus
der Druckschrift
DE
200 23 516 U1 eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung bekannt,
die im Zusammenhang mit einem Kompressor einer Kraftfahrzeugklimaanlage
verwendet wird, wobei bei dem Kompressor auf eine Verwendung einer
elektromagnetischen Kupplung zur Unterbrechung einer Drehbewegung
und einer damit einhergehenden Drehmomentübertragung verzichtet
wird. Diese Drehmomentbegrenzungseinrichtung unterbindet im Fall
einer blockierenden Kompressorwelle eine Drehmomentübertragung
von einem Motor, der unter anderem den Kompressor antreibt, auf
die Kompressorwelle, indem ein drehmomentübertragendes
Verbindungselement in der Gestalt eines Stiftes an einer definierten
Sollbruchstelle bricht, um zu verhindern, dass ein die Kompressorwelle
antreibender Riemen, der von dem Motor angetrieben wird und der
eine mit der Kompressorwelle über das Verbindungselement verbundene
Riemenscheibe antreibt, infolge einer sich einstellenden Überlast
zerstört wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung
bereitzustellen, die gegenüber dem genannten Stand der Technik
eine Optimierung hinsichtlich einer kompakten Ausgestaltung darstellt.
Dabei soll die Drehmomentbegrenzungseinrichtung zugleich einfach
und kostengünstig herstellbar sein. Ferner soll die Drehmomentbegrenzungseinrichtung
unabhängig von dem eingangs genannten Stand der Technik
universell einsetzbar sein.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Rotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale sind Gegenstand
von bevorzugten Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lösung.
In der nachfolgenden Beschreibung werden ferner weitere vorteilhafte
Merkmale angegeben, die Gegenstand weiterer Ausgestal tungen und
Weiterbildungen der Lösung sein können. Diese
weiteren Merkmale können dabei untereinander und mit den
Merkmalen der Anspruchsfassung kombiniert werden.
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Es
wird ein Rotor mit einer Überlastsicherung für
eine Drehmomentbegrenzung vorgeschlagen, wobei die Überlastsicherung
in einem Flanschabschnitt des Rotors umgesetzt ist. Der Flanschabschnitt
umfasst dabei einen ersten als Außenring ausgebildeten
Abschnitt, der über zumindest einen Stegabschnitt, der
einen zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts bildet, an einen dritten
Abschnitt des Flanschabschnitts angebunden ist. Der Stegabschnitt
erstreckt sich dabei zumindest in einer Richtung und verjüngt
sich dabei bis zu einer Anbindungsfläche, die als Sollbruchstelle
fungiert, an welcher der Stegabschnitt bei einer definierten Überlast
bricht. Der Rotor ist dabei vorzugsweise als ein sintertechnisch
hergestelltes Bauteil ausgebildet.
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Vorteilhaft
an dieser vorgeschlagenen Überlastsicherung ist, dass der
Rotor eine kompakte Ausgestaltung verkörpert und somit
zu einer Bauraumeinsparung im Zusammenhang mit verschiedensten technischen
Anwendungen beitragen kann. Hinzu kommt ein weiterer wesentlicher
Vorteil, sofern der Rotor als ein sintertechnisch hergestelltes
Bauteil ausgebildet ist. Dieser Vorteil liegt dabei darin, dass eine
zerteilende, spanende bzw. spanabhebende und/oder umformende Bearbeitung
des Rotors zur Erzeugung der vorgeschlagenen Ausgestaltung des Stegabschnitts
bzw. Anbindungsstegs mit der Sollbruchstelle entfällt.
Dieser Umstand trägt somit zugleich vorteilhafterweise
zur Vereinfachung eines Herstellungsverfahrens für einen
derartigen Rotor bei. Darüber hinaus trägt dieser
Umstand zu einer Kosteneinsparung bei einer Herstellung eines derartigen
Rotors bei.
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Bei
einer sintertechnischen Herstellung wird ein pulverförmiger
Stoff zu einem zu sinternden Pressling, auch Grünling genannt,
verpresst. Der Pressling erlangt daraufhin beim Sintern seine endgültige
Festigkeit, indem der verpresste pulverförmige Stoff beim
Durchlaufen eines Sinterofens durch Diffusions- und Rekristallisationsvorgänge
ein zusammenhängendes Kristallgefüge bildet.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der mindestens eine
Stegabschnitt zumindest in radialer Richtung des Flanschabschnitts und
verjüngt sich dabei bis zu der Anbindungsfläche. Zusätzlich
oder alternativ dazu kann sich der Stegabschnitt auch in Längsrichtung
des Flanschabschnitts erstrecken und dabei bis zu der Anbindungsfläche verjüngen.
Der Stegabschnitt kann in Bezug auf seine Erstreckung und/oder Verjüngung
eine Komponente in radialer Richtung des Flanschabschnitts und/oder
eine Komponente in Längsrichtung des Flanschabschnitts
aufweisen.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung verjüngt sich
der Stegabschnitt von dem Außenring zu dem dritten Abschnitt
des Flanschabschnitts bzw. in Richtung des dritten Abschnitts des
Flanschabschnitts bis zu der Anbindungsfläche. Zusätzlich
oder alternativ dazu kann sich der Stegabschnitt auch von dem dritten
Abschnitt des Flanschabschnitts zu dem Außenring bzw. in
Richtung des Außenrings bis zu der Anbindungsfläche
verjüngen. Dabei kann die Verjüngung des Stegabschnitts
in der Gestalt einer konischen, konvexen und/oder konkaven Verjüngung
ausgebildet sein.
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Die
Anbindungsfläche erstreckt sich dabei in Längsrichtung
des Flanschabschnitts bzw. Rotors zumindest über einen
Bereich der Flanschdicke. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt
sich die Anbindungsfläche in Längsrichtung des
Flanschabschnitts bzw. Rotors über die gesamte Flanschdicke.
Diese Variationsmöglichkeit ermöglicht eine Einstellung
einer definierten Bruchlast, bei welcher der Stegabschnitt an der
Anbindungsfläche bricht.
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Vorzugsweise
sind zwischen dem Außenring und dem dritten Abschnitt des
Flanschabschnitts zumindest ein erster Stegabschnitt und ein zweiter
Stegabschnitt vorgesehen, die zusammen den zweiten Abschnitt des
Flanschabschnitts bilden. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind
zwischen dem Außenring und dem dritten Abschnitt des Flanschabschnitts
eine Vielzahl von Steg abschnitten, vorzugsweise insgesamt acht
Stegabschnitte vorgesehen, die in Umfangsrichtung des Flanschabschnitts
vorzugsweise gleichmäßig von einander beabstandet sind.
Auch diese Ausgestaltung stellt eine Variationsmöglichkeit
dar, über die eine Einstellung einer definierten Bruchlast
ermöglicht wird, bei welcher die jeweiligen Stegabschnitte
an der zugeordneten Anbindungsfläche brechen.
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Alternativ
dazu kann nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung auch nur
ein einziger Stegabschnitt vorgesehen sein, der sich vorzugsweise über
den gesamten Umfang des Flanschabschnitts erstreckt.
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Zur
Einstellung einer minimalen Anbindungsfläche kann vorgesehen
sein, dass sich die Anbindungsfläche nicht über
die gesamte Flanschdicke, sondern vielmehr nur über einen
Bereich der Flanschdicke erstreckt.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anbindungsfläche
angrenzend zu einer ersten Stirnseite des Flanschabschnitts ausgebildet.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Anbindungsfläche
auch angrenzend zu einer zweiten Stirnseite des Flanschabschnitts
ausgebildet sein, die dabei vorzugsweise planparallel zu der ersten
Stirnseite ausgebildet sein kann. Zusätzlich oder alternativ
dazu kann die Anbindungsfläche auch in einem Bereich des
Flanschabschnitts zwischen der ersten und der zweiten Stirnseite
ausgebildet sein.
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Vorzugsweise
ist der Rotor als ein einteiliges Bauteil ausgebildet. Alternativ
dazu kann der Rotor auch aus zumindest zwei Teilen zusammengefügt sein.
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Nach
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Rotor im Wesentlichen
als ein Hohlzylinder ausgebildet, der einen Flanschabschnitt nach der
zuvor beschriebenen Art aufweist. Der Rotor weist dabei ein Durchgangsloch
auf, welches sich durch den Flanschabschnitt und einen sich daran
anschließenden Abschnitt erstreckt. Die hohlförmige Ausbildung
des Rotors trägt vorteilhafterweise zu einer Material-
und Gewichtseinsparung bei.
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Es
wird ferner eine Verwendung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen
Art in einer Magnetkupplung für einen Geldautomaten vorgeschlagen.
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Ferner
wird eine Verwendung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art
in einem Fahrzeug in Verbindung beispielsweise mit einem Kompressor, einer
Pumpe und/oder einem Anlasser vorgeschlagen. Bei dem Fahrzeug kann
es sich dabei um ein Landfahrzeug, Wasserfahrzeug, Luftfahrzeug
oder eine Kombination davon handeln.
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Der
Flanschabschnitt des Rotors wird dabei als eine Überlastsicherung
für eine Drehmomentbegrenzung verwendet, wobei die Anbindungsfläche des
jeweiligen Stegabschnitts als eine Sollbruchstelle fungiert, an
welcher der Stegabschnitt bei einer definierten Überlast
bricht.
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Es
wird ferner ein Presswerkzeug zur Herstellung eines zu sinternden
Presslings aus einem pulverförmigen Stoff vorgeschlagen,
wobei der gesinterte Pressling als ein Rotor nach der zuvor beschriebenen
Art in verschiedensten technischen Anwendungen von Nutzen sein kann.
Das Presswerkzeug weist dabei auf: eine Form zur Aufnahme des pulverförmigen
Stoffes, wobei die Form zumindest einen Unterstempel und zumindest
eine Matrize umfasst, und zumindest einen Oberstempel zum Verpressen des
pulverförmigen Stoffes zu dem Pressling, wobei der Oberstempel
mit der Form zusammenwirkt.
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Der
Oberstempel und die Form weisen dabei eine formgebende Geometrie
auf, welche zu der Geometrie eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art
korrespondiert, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels mit
der Form ein Pressling in der Gestalt eines derartigen Rotors ausbildbar
ist.
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Zusätzlich
dazu kann die Form ferner zumindest einen Dorn zur Erzeugung eines
Freiraumes in einem Flanschabschnitt des Presslings aufweisen, so
dass beim Zusammenwirken des Oberstempels mit der Form ein Pressling
in der Gestalt eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art ausbildbar
ist.
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Ferner
kann die Form zusätzlich dazu zumindest einen zentralen
Dorn aufweisen, um einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen
Pressling mit einem Durchgangsloch auszubilden, so dass beim Zusammenwirken
des Oberstempels mit der Form ein Pressling in der Gestalt eines
Rotors nach der zuvor beschriebenen Art ausbildbar ist.
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Ferner
wird ein Verfahren zur Herstellung eines zu sinternden Presslings
aus einem pulverförmigen Stoff vorgeschlagen, bei dem der
pulverförmige Stoff in eine Form eines Presswerkzeugs eingefüllt und
mittels zumindest eines Oberstempels des Presswerkzeugs, der mit
der Form zusammenwirkt, unter Aufbringung einer Kraft zu dem Pressling
verpresst wird, wobei beim Verpressen ein Pressling in der Gestalt
eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art ausgebildet wird.
Zur Durchführung des Verfahrens wird dabei ein Presswerkzeug
nach der zuvor beschriebenen Art verwendet.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehend erläutert. Die
aus den Zeichnungen und den zugehörigen Beschreibungen
hervorgehenden Merkmale beschränken sich dabei nicht auf
die jeweiligen Ausführungsbeispiele. Auch sind diese Merkmale
nicht beschränkend auszulegen. Vielmehr sollen diese Merkmale
eine beispielhafte Umsetzung des vorgeschlagenen Rotors und des
vorgeschlagenen Presswerkzeugs veranschaulichen. Darüber
hinaus sind diese einzelnen Merkmale im Hinblick auf mögliche
weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lösung
untereinander wie auch mit den Merkmalen aus der obigen Beschreibung
zu weiteren Ausgestaltungen kombinierbar, die im einzelnen nicht
dargestellt sind. Es zeigen:
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1 zwei
nach dem Stand der Technik bekannte Ausführungsbeispiele
eines Rotors der gattungsgemäßen Art,
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2 eine
erste, zweite und dritte Ausführungsform eines vorgeschlagenen
Rotors,
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3 eine
vierte, fünfte und sechste Ausführungsform eines
vorgeschlagenen Rotors,
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4 eine
schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Presswerkzeugs zur
Herstellung der in der 2 dargestellten dritten Ausführungsform
des Rotors und
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5 eine
Modifikation der zuvor dargestellten, vorgeschlagenen Ausführungsformen.
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Gleiche
Bezugszeichen beziehen sich nachfolgend auf gleiche oder gleichartige
Bauteile.
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Die
linke und die rechte Darstellung in der 1 veranschaulichen
zwei nach dem Stand der Technik bekannte Ausführungsbeispiele
eines einteiligen Rotors 8, der für den Einsatz
in einer Magnetkupplung vorgesehen ist, die etwa für die
Verwendung in einem Geldautomaten bestimmt sein kann. Diese beiden
Ausführungsbeispiele sind jeweils in einer geschnittenen
Vorderansicht und in einer Draufsicht abgebildet. Die geschnittenen
Darstellungen bzw. Vorderansichten beziehen sich auf die jeweiligen
in der Draufsicht abgebildeten Schnittlinien. Diese beiden Rotoren 2 sind
dabei jeweils im Wesentlichen hohlzylinderförmig mit einem
Durchgangsloch 16 ausgebildet und umfassen je einen Abschnitt 6 und
einen sich daran anschließenden Flanschabschnitt 4.
Der Flanschabschnitt 4 wiederum umfasst einen Außenring 8 und
einen innen liegend zu dem Außenring 8 angeordneten
Innenring 12, wobei der Außenring 8 über
insgesamt vier Stegabschnitte 10 an den Innenring 12 angebunden
ist. Die Stegabschnitte 10 sind dabei über den
Umfang des Flansch abschnitts 4 gleichmäßig
voneinander beabstandet. Der Außenring 8, der
Innenring 12 und die vier Stegabschnitte 10 bilden
dabei insgesamt vier Freiräume 14. Diese beiden
Ausführungsbeispiele unterscheiden sich lediglich dadurch
voneinander, dass deren Stegquerschnitte unterschiedlich dimensioniert
sind. Die rechte Darstellung in der 1 weist gegenüber
der linken Darstellung einen geringeren Stegquerschnitt auf.
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Die
in den 2, 3 und 5 abgebildeten,
vorgeschlagenen Rotoren 2 sind jeweils vorzugsweise im
Wesentlichen als ein Hohlzylinder mit einem Durchgangsloch 16 ausgebildet.
Diese Rotoren 2 umfassen dabei je einen zylinderförmigen
Abschnitt 6, an den sich ein Flanschabschnitt 4 mit
einer integrierten Überlastsicherung anschließt,
der als solcher im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist.
Das Durchgangsloch 16 erstreckt sich dabei durch diese
beiden Abschnitte 4 und 6. Der Flanschabschnitt 4 umfasst
einen Außenring 8, der einen ersten Abschnitt
des Flanschabschnitts 4 bildet. Wegen der Hohlzylinderform
des Rotors 2 umfasst der Flanschabschnitts 4 ferner
einen Innenring 12, der einen dritten Abschnitt des Flanschabschnitts 4 bildet. Dieser
Innenring 12 ist dabei vorzugsweise innen liegend zu dem
Außenring 8 angeordnet. Der Außenring 8 ist
dabei über zumindest einen Stegabschnitt 10, der
einen zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts 4 bildet,
an den Innenring 12 angebunden.
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Nachfolgend
werden unter Bezugnahme auf die 2 und 3 verschiedene
Ausgestaltungen eines vorgeschlagenen Rotors 2 eingehend
beschrieben. Die in der 2 und 3 veranschaulichten
Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Anbindungsstege 10,
auf die nachfolgend eingegangen wird, stellen dabei eine Verbesserung
gegenüber dem zuvor beschriebenen Stand der Technik (1) dar,
wobei die Verbesserung in einer Präzisierung einer Sollbruchstelle
liegt. Diese Ausgestaltungen sind jeweils in einer geschnittenen
Vorderansicht und in einer Draufsicht abgebildet. Die geschnittenen
Darstellungen bzw. Vorderansichten beziehen sich auf die jeweiligen
in der Draufsicht abgebildeten Schnittlinien.
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Diesen
Ausgestaltungen der 2 und 3 ist gemein,
dass sich der jeweilige Stegabschnitt 10 vorzugsweise in
radialer Richtung des Flanschabschnitts 4 erstreckt und
dabei bis zu einer Anbindungsfläche A verjüngt.
Ergänzend sei an dieser Stelle bemerkt, dass sich der Stegabschnitt 10 nach
einer alternativen Ausgestaltung zusätzlich oder alternativ
dazu auch in Längsrichtung des Flanschabschnitts 4 erstrecken
und/oder verjüngen kann.
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Die 2 veranschaulicht
drei Ausgestaltungen eines Rotors 2, bei dem der Außenring 8 über vorzugsweise
acht Stegabschnitte 10 an den Innenring 12 angebunden
ist. Die einzelnen Stegabschnitte 10 sind dabei in Umfangsrichtung
des Flanschabschnittes 4 vorzugsweise gleichmäßig
voneinander beabstandet.
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Die
linke Darstellung der 2 veranschaulicht dabei eine
Ausgestaltung, bei der sich der Stegabschnitt 10 von dem
Innenring 12 zu dem Außenring 8 bzw.
in Richtung des Außenrings 8 bis zu der Anbindungsfläche
A verjüngt (2a). Unterhalb
der Draufsicht der 2a ist eine Vergrößerung
X eines der Stegabschnitte 10 der 2a dargestellt.
X| symbolisiert dabei eine Erstreckung der
Anbindungsfläche A in Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 4.
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Bei
der mittleren Darstellung in der 2 hingegen
verjüngt sich der Stegabschnitt 10 von dem Außenring 8 zu
dem Innenring 12 bzw. in Richtung des Innenrings 12 bis
zu der Anbindungsfläche A (2b).
Die mittlere Darstellung stellt sozusagen eine Umkehrung zu der
Stegabschnittsausbildung dar, welche der 2a zugrunde
liegt.
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In
der rechten Darstellung verjüngt sich der Stegabschnitt 10 sowohl
von dem Innenring 12 zu dem Außenring 8 bzw.
in Richtung des Außenrings 8 bis zu der Anbindungsfläche
A als auch von dem Außenring 8 zu dem Innenring 12 bzw.
in Richtung des Innenrings 12 bis zu der Anbindungsfläche
A (2c). Die rechte Darstellung stellt
sozusagen eine Kombination aus der linken Darstellung (2a) und der mittleren Darstellung (2b) dar. Die beiden aufeinander zulaufenden
und sich dabei verjüngenden Abschnitte des Stegabschnitts 10 sind dabei
vorzugsweise im Wesentlichen gleich dimensioniert, so dass die Anbindungsfläche
A vorzugsweise im Wesentlichen mittig zwischen dem Innenring 12 und
dem Außenring 8 angeordnet ist.
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Nach
den Darstellungen der 2 verjüngen sich die
jeweiligen Stegabschnitte 10 vorzugsweise konisch. Zusätzlich
oder alternativ dazu kann auch eine konvexe und/oder konkave Verjüngung
der jeweiligen Stegabschnitte 10 vorgesehen sein.
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Nach
den Darstellungen der 2 erstreckt sich die Anbindungsfläche
A vorzugsweise über die gesamte Flanschdicke H. Dies geht
anschaulich aus den einzelnen geschnitte nen Vorderansichten hervor,
die Querschnittsdarstellungen entlang der jeweiligen in der Draufsicht
dargestellten Schnittlinien beschreiben. Nach einer alternativen
Ausgestaltung kann sich die Anbindungsfläche A auch nur über
einen Bereich der Flanschdicke H erstrecken. Dadurch lässt
sich eine geringere Bruchlast einstellen, bei der die als Über-lastsicherung
fungierenden Stegabschnitte 10 brechen. Nach den Darstellungen
der 2 sind die beiden Stirnseiten 18 und 20 des
Flanschabschnitts 4 vorzugsweise planparallel zueinander
ausgebildet.
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Die 3 veranschaulicht
drei weitere, vorzugsweise rotationssymmetrische Ausgestaltungen eines
Rotors 2, bei dem der Außenring 8 über
lediglich einen Stegabschnitt 10 an den Innenring 12 angebunden
ist. Wegen der rotationssymmetrischen Ausgestaltung erstreckt sich
der Stegabschnitt 10 über den gesamten Umfang
des Flanschabschnitts 4. Alternativ dazu kann sich der
Stegabschnitt 10 auch nur über einen Bereich des
Umfangs erstrecken. Auch dadurch lässt sich eine geringere
Bruchlast einstellen, bei der die als Überlastsicherung
fungierenden Stegabschnitte 10 brechen. Diesen Ausgestaltungen
der 3 ist gemein, dass sich der Stegabschnitt 10 vorzugsweise
lediglich über einen Bereich der Flanschdicke H erstreckt.
Dabei verjüngt sich der Stegabschnitt 10 von dem
Innenring 12 zu dem Außenring 8 bzw.
in Richtung des Außenrings 8 bis zu der Anbindungsfläche
A und/oder von dem Außenring 8 zu dem Innenring 12 bzw.
in Richtung des Innenrings 12 bis zu der Anbindungsfläche
A (3a, 3b, 3c). Auch nach den Darstellungen der 3 verjüngen
sich die jeweiligen Stegabschnitte 10 vorzugsweise konisch.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch eine konvexe
und/oder konkave Verjüngung der jeweiligen Stegabschnitte 10 vorgesehen
sein.
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Alternativ
dazu kann nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass
sich der Stegabschnitt 10 in Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 4 auch
zumindest abschnittsweise über die gesamte Flanschdicke
H erstreckt.
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In
der linken Darstellung der 3 ist die
Anbindungsfläche A angrenzend zu einer ersten Stirnseite 18 des
Flanschabschnitts 4 ausgebildet (3a).
Der Innenring 12 und der Außenring 8 bilden
dabei eine vorzugsweise umlaufende Nut 22, die sich von
einer zweiten Stirnseite 20 bis zu der Anbindungsfläche
A erstreckt. Die Nut 22 ist somit der zweiten Stirnseite 20 zugewandt.
Oberhalb der 3a ist eine Vergrößerung
X des Stegab schnitts 10 der 3a dargestellt.
X| symbolisiert dabei neben einer axialen
Erstreckung der Anbindungsfläche A auch den Abstand der
Nut 22 zu der ersten Stirnseite 18.
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In
der rechten Darstellung hingegen ist die Anbindungsfläche
A angrenzend zu der zweiten Stirnseite 20 des Flanschabschnitts 4 ausgebildet (3c). Dabei bilden der Innenring 12 und
der Außenring 8 eine vorzugsweise umlaufende Nut 22,
die sich von der ersten Stirnseite 18 bis zu der Anbindungsfläche
A erstreckt. X| symbolisiert dabei neben einer
axialen Erstreckung der Anbindungsfläche A auch den Abstand
der Nut 22 zu der zweiten Stirnseite 20. Die Nut 22 ist
somit der ersten Stirnseite 18 zugewandt. Die 3c veranschaulicht sozusagen eine Umkehrung
der Ausgestaltung des Flanschabschnitts 4, die der 3a zugrunde liegt.
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Im
Unterschied zu der linken und der rechten Darstellung ist in der
mittleren Darstellung die Anbindungsfläche A in einem Bereich
des Flanschabschnitts 4 zwischen der ersten und der zweiten
Stirnseite 18, 20 ausgebildet, wobei die Anbindungsfläche A
vorzugsweise im Wesentlichen mittig zu der ersten Stirnseite 18 und
der zweiten Stirnseite 20 angeordnet ist (3b).
Dabei bilden der Innenring 12 und der Außenring 8 zwei
vorzugsweise umlaufende Nuten 24 und 26, wobei
sich die Nut 24 von der zweiten Stirnseite 20 bis
zu der Anbindungsfläche A erstreckt, wohingegen sich die
Nut 26 von der ersten Stirnseite 18 bis zu der
Anbindungsfläche A erstreckt. Die Nut 24 ist somit
der zweiten Stirnseite 20 zugewandt, wohingegen die Nut 26 der
ersten Stirnseite 18 zugewandt ist. Nach den Darstellungen
der 3 sind die beiden Stirnseiten 18 und 20 des
Flanschabschnitts 4 vorzugsweise planparallel zueinander
ausgebildet. X| symbolisiert dabei lediglich
eine axiale Erstreckung der Anbindungsfläche A.
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Den
nach der 2 und 3 vorgeschlagenen
Ausgestaltungen ist gemein, dass es sich bei dem jeweiligen Rotor 2 vorzugsweise
um ein einteilig ausgestaltetes Bauteil handelt, welches vorzugsweise
als ein Sinterbauteil ausgebildet ist. Alternativ dazu kann es sich
bei dem jeweiligen Rotor 2 auch um ein zumindest aus zwei
Teilen zusammengefügtes Bauteil handeln, wobei die zwei
Teile vorzugsweise als Sinterbauteile ausgebildet sein können.
Die Ausbildung als Sinterbauteil begründet einen wesentlichen
Vorteil, der darin liegt, dass eine zerteilende, spanende bzw. spanabhebende
und/oder umformende Bearbeitung des jeweiligen Rotors 2 zur
Erzeugung einer der beschriebenen Geometrien des Flanschabschnitts 4 entfällt.
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Es
wird ferner eine Verwendung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen
Art in einer Magnetkupplung für einen Geldautomaten vorgeschlagen.
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Ferner
wird eine Verwendung eines derartigen Rotors in einem Fahrzeug beispielsweise
in Verbindung mit einem Kompressor, einer Pumpe und/oder einem Anlasser
vorgeschlagen, wobei es sich bei dem Fahrzeug um ein Landfahrzeug,
Wasserfahrzeug, Luftfahrzeug oder eine Kombination davon handeln
kann.
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Nach
diesen beiden vorgeschlagenen Verwendungen fungiert der Flanschabschnitt 4 als
eine Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung. Der
Flanschabschnitt 4 kann dabei eine der zuvor beschriebenen,
vorgeschlagenen Ausgestaltungen für einen Stegabschnitt 10 aufweisen.
Die Anbindungsfläche A des jeweiligen Stegabschnitts 10 fungiert
dabei als eine Sollbruchstelle, an welcher der Stegabschnitt 10 bei
einer definierten Überlast bricht.
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Das
in der 4 schematisch dargestellte Presswerkzeug 30 dient
der Herstellung eines zu sinternden Presslings 2 aus einem
pulverförmigen Stoff, wobei der Pressling 2 eine
Ausgestaltung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art aufweist
und im gesinterten Zustand in verschiedensten technischen Anwendungen
von Nutzen sein kann, so zum Beispiel in der eingangs genannten
Magnetkupplung. Das Presswerkzeug 30 umfasst eine Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 zur
Aufnahme des pulverförmigen Stoffes und einen vorzugsweise
einteilig ausgebildeten Oberstempel 32, der mit der Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 zusammenwirkt.
Die Form umfasst dabei vorzugsweise: eine Matrize 34, einen
ersten Unterstempel 36, insgesamt acht vorzugsweise in
einem Kreis angeordnete Dorne 38, einen zweiten Unterstempel 40, einen
dritten Unterstempel 42 und einen zentralen Dorn 44.
Die Dome 38 und 44 greifen dabei während eines
Pressvorgangs in den Oberstempel 32 ein, um die in der
rechten Darstellung der 2 dargestellten Freiräume 14 und
das Durchgangsloch 16 zu erzeugen bzw. auszubilden (vgl. 2c). Der Oberstempel 32 und die
Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 weisen
demnach eine formgebende Geometrie auf, welche zu der Geometrie
des Rotors 2 nach der beschriebenen 2c korrespondiert,
so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels 32 mit der
Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 ein
Pressling 2 in der Gestalt eines derartigen Rotors ausbildbar
ist.
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Die
einzelnen Bestandteile 34, 36, 38, 40, 42, 44 der
Form können dabei auch mehrteilig ausgestaltet sein. Die
in dem Kreis angeordneten Dorne 38 können aber
auch eine Krone eines einteiligen Dorns bilden. Mittels des Presswerkzeugs 30 ist
demnach aus dem pulverförmigen Stoff ein Pressling 2 ausbildbar,
dessen Geometrie in einer beispielhaften Veranschaulichung zu der
rechten Darstellung der 2 korrespondiert.
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Aus
der rechten Schnittdarstellung der 4, die einen
Schnitt entlang der Schnittlinie A-A in der linken Schnittdarstellung
beschreibt, ist ersichtlich, dass die Anordnung des ersten Unterstempels 36,
der acht Dorne 38 und des zweiten Unterstempels 40 die
Geometrie des Flanschabschnitts 4 der rechten Darstellung
der 2 widerspiegelt.
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Bei
einem vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung eines derartigen
Presslings 2, wobei zur Durchführung des Verfahrens
das Presswerkzeug 30 verwendet wird, wird ein pulverförmiger
Stoff in die Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 eingefüllt
und mittels des Oberstempels 32, der mit der Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 zusammenwirkt,
unter Aufbringung einer Kraft zu dem Pressling 2 verpresst.
Beim Verpressen entsteht dabei ein Pressling 2 in der Gestalt
eines im Wesentlichen Hohlzylinders nach der rechten Darstellung der 2 (2c). Die Geometrie der 2c dient dabei
nur der beispielhaften Veranschaulichung des Verfahrens.
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Der
Pressling 2 erlangt daraufhin während eines Sintervorgangs
seine endgültige Festigkeit, indem der verpresste pulverförmige
Stoff beim Durchlaufen eines Sinterofens durch Diffusions- und Rekristallisationsvorgänge
ein zusammenhängendes Kristallgefüge bildet.
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Nach
einem weiteren, alternativen Verfahren kann eine entsprechend ausgestaltete
Geometrie eines derartigen Rotors auch mittels einer zerteilenden,
spanenden bzw. spanabhebenden und/oder umformenden Bearbeitung eines
Rohlings hergestellt werden. Ferner kann auch nach einem weiteren,
alternativen Verfahren die zuvor beschriebene sintertechnische Herstellung
in einem Nachgang durch eine zerteilende, spanende bzw. spanabhebende
und/oder umformende Bearbeitung des gesinterten Presslings ergänzt
werden. Beispielsweise sei an dieser Stelle eine nachträgliche
Bearbeitung des gesinterten Presslings durch einen Prägevorgang,
einen Stanzvorgang und/oder einen Bohrvorgang genannt.
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5 veranschaulicht
diese zuvor beschriebenen, vorgeschlagenen Ausgestaltungen der jeweiligen
Rotoren 2 mit einer Modifikation, die darin liegt, das
vorzugsweise der Flanschabschnitt 4 mit einer Außenverzahnung 28 versehen
ist, um mit einem entsprechend ausgebildeten Zahnrad, Zahnriemen oder
einer entsprechend ausgebildeten Kette formschlüssig zusammen
wirken zu können. Weiterhin ist das Durchgangsloch 16 mit
einer Innenverzahnung 29 versehen, die sich vorzugsweise über
die gesamte Länge des Durchgangslochs 16 erstreckt,
um mit einem entsprechend ausgebildeten Wellenzapfen formschlüssig
zusammen wirken zu können.
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Alternativ
dazu kann auch zumindest der Flanschabschnitt 4 mit zumindest
einer umlaufenden keilförmigen Nut versehen sein, um mit
einem entsprechend ausgebildeten Keilriemen zusammen wirken zu können.
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Alternativ
oder zusätzlich dazu kann auch zumindest der Flanschabschnitt 4 mit
zumindest einer umlaufenden ebenen oder profilierten Außenfläche
versehen sein, um mit einem entsprechend ausgebildeten Flachriemen
oder profilierten Flachriemen zusammen wirken zu können.
Unter einer profilierten Außenfläche und einem
profilierten Flachriemen sind dabei jeweils Ausgestaltungen zu verstehen,
die in Bezug auf die jeweilige auf eine geometrische Ausgestaltung
eine beträchtliche Freiheit einräumen. Die Profilierung
der Außenfläche und/oder des Flachriemens kann
dabei beispielsweise wellenförmig oder in der Gestalt mehrerer
Keilprofile ausgeführt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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