DE10222135B4

DE10222135B4 - Überlastkupplung

Info

Publication number: DE10222135B4
Application number: DE10222135A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kariya Tabuchi; Kiyoshi Kariya Kurohata; Koichi Hashinaga; Dieter Kuhn; Volker Friedrich; Thomas Rauth
Original assignee: Denso Automotive Deutschland GmbH; Denso Corp
Current assignee: Denso Automotive Deutschland GmbH; Denso Corp
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2022-05-18
Also published as: JP2002349596A; DE10222135A1; US20020198056A1; US6913538B2

Abstract

Überlastkupplung, umfassend
einen angetriebenen Ringkörper (110) mit einem äußeren Umfangsabschnitt (111) und
einem innen liegenden Lagerabschnitt (112), der durch einen Verbindungsbereich (113) mit dem Umfangsabschnitt (111) verbunden ist, und
ein Drehmomentübertragungsteil (130) mit einem zylindrischen Nabenabschnitt (131), der mit einem radial äußeren Ringabschnitt (133) durch einen Brückenabschnitt (134) verbunden ist, der so ausgelegt ist, dass er bei Überlast bricht,
wobei der radial äußere Ringabschnitt (133) axial abstehende Klauen (132) aufweist, die mit dem Ringkörper (110) über elastische Dämpfungselemente (140) in Eingriff stehen,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Umfangsabschnitt (111) ein Haltering (153) angebracht ist, der den Ringabschnitt (133) des Drehmomentübertragungsteils (130) in seiner Lage hält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6.

Eine Überlastkupplung dieser Art, die für den Antrieb eines Kompressors einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge eingesetzt wird, ist aus DE 100 30 068 A1 bekannt, wobei der äußere Ringabschnitt mit den axial vorstehenden Klauen zwischen elastischen Dämpfungselementen in Ausnehmungen des äußeren Ringkörpers der Riemenscheibe gehalten wird, wenn der zur Überlastsicherung vorgesehene Brückenabschnitt zwischen Nabe und äußerem Ringabschnitt bei Überlast bricht.

Aus DE 84 33 502 U1 ist ferner eine Flanschkupplung bekannt, bei der eine ringförmige Flanschscheibe mit dem Innenumfang in einen Nabenkörper eingegossen ist und der Innenumfang der Flanschscheibe Ausnehmungen aufweist, die eine Sollbruchstelle zur Drehmomentbegrenzung bilden. Wenn bei Überlast diese Sollbruchstelle bricht, wird der innere Umfangsrand der Flanschscheibe zwischen den Rändern des Nabenkörpers gehalten, die den Innenrand der Flanschscheibe übergreifen. Dabei wird der Nabenkörper selbst an der eigentlichen Nabe durch elastische Dämpfungselemente gehalten, die in Ausnehmungen des Nabenkörpers angeordnet sind und zwischen die Klauen der eigentlichen Nabe eingreifen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Überlastkupplung der eingangs angegebenen Art die Handhabbarkeit und Betriebssicherheit zu verbessern.

Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 erreicht. Durch den Haltering bzw. die Haken wird erreicht, dass der Aufbau der Riemenscheibe eine Montageeinheit bildet und das innere Bauteil mit den Klauen sich nicht von dem äußeren Ringkörper der Riemenscheibe löst, wenn die Riemenscheibe allein gelagert wird und bei der Montage Stöße auf sie einwirken, durch die sich der Nabenbereich gegenüber dem äußeren Ringkörper versetzen oder sich von diesem lösen könnte. Zusätzlich wird dadurch während des Betriebs der Riemenscheibe am Kompressor eine Sicherung ausgebildet. Wenn bei Überlast die Sollbruchstelle im Brückenbereich bricht, werden zwar die Klauen des äußeren Ringabschnitts zwischen den elastischen Dämpfungselementen der Riemenscheibe gehalten, eine zusätzliche Sicherung aber bildet dabei der Haltering am Innenumfang des äußeren Ringkörpers oder die Haken an dem Ringabschnitt, die einen Absatz am Ringkörper der Riemenscheibe hintergreifen.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 schematisch einen Kühlkreislauf mit Kompressor,
2A, B einen Längsschnitt durch den Aufbau einer Riemenscheibe nach einer ersten Ausführungsform,
3 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils III in 2A,
4 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils IV in 2A,
5 einen Schnitt längs der Linie V-V in 3,
6A, B einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform,
7 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils VII in 6A,
8A, B einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform,
9 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils IX in 8A,
10 einen Haltering,
11A, B eine vierte Ausführungsform,
12 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils XII in 11A,
13 eine Ausführungsform eines Halterings an einem Riemenscheibenaufbau nach 11A,
14A, B einen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform,
15 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils XV in 14A, und
16 eine weitere Ausführungsform eines Halterings nach 14A.
1 zeigt schematisch einen Kühlkreis einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem Kompressor 1, einem Kühler 2, einer Druckreduziereinheit 3 und einem Verdampfer 4, wobei der Kompressor 1 über eine Riemenscheibe 100 von dem Fahrzeugmotor E/G angetrieben wird.
2A zeigt eine erste Ausfühungsform einer Riemenscheibe 100, wobei 2B eine Detailansicht aus 2A wiedergibt. Die Riemenscheibe 100 weist einen angetriebenen Ringkörper 110 mit einem äußeren Umfangsabschnitt 111 auf, der aus Metall oder einem harten Kunststoff, beispielsweise Phenolkunststoff, besteht. Auf dem Außenumfang sind V-förmige Nuten 111a für den Eingriff mit einem nicht dargestellten Keilriemen ausgebildet. Der Umfangsab schnitt 111 geht über einen Verbindungsbereich 113 in einen Lagerabschnitt 112 über, der über eine Metallhülse 114 zur Aufnahme eines Kugellagers 120 dient. Der Verbindungsbereich und der Lagerabschnitt 112 sind aus Kunststoff gegossen, wobei die Metallhülse 114 so eingegossen wird, dass sich ein einstückiger Aufbau ergibt. Das Kugellager 110 wird auf dem Gehäuse des Kompressors 1 aufgesetzt.
Ein Drehmomentübertragungsteil 130 wird durch einen zylindrischen Nabenabschnitt 131 und einen flanschförmigen Brückenabschnitt 134 gebildet, das aus Metall hergestellt ist. Der Nabenabschnitt 131 ist mit einem Innengewinde versehen, das mit dem Außengewinde auf der Welle des Kompressors 1 aufgeschraubt wird. An den Brückenabschnitt schließt sich ein Ringkörper 133 aus Kunststoff an, der mit axial abstehenden Klauen 132 versehen ist, mittels denen das Drehmoment übertragen wird. Die Verbindung zwischen Brückenabschnitt 134 und Ringabschnitt 133 ist so ausgebildet, dass das angelegte Drehmoment übertragen wird. Die mechanische Festigkeit des Brückenabschnitts 134 ist so ausgelegt, dass er bricht, wenn das von dem Ringabschnitt 133 an den Nabenabschnitt übertragene Drehmoment einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Der Nabenabschnitt 131 mit dem Brückenabschnitt 134 ist einstückig aus Metall geformt und der Ringabschnitt 133 aus Kunststoff ist so angegossen, dass sich ein einteiliges Bauteil ergibt.
Wie 5 zeigt, sind an den Ringkörper 110 in Abständen radial nach innen vorstehende Vorsprünge 115 angefodmt, zwischen denen die Klauen 132 eingreifen, wobei zwischen den Vorsprüngen 115 und den Klauen 132 jeweils ein Dämpfungselement 140 aus elastischem Material angeordnet ist. Jedes Dämpfungselement 140, das aus EPDM (einem ternären Ethylen-Propylen-Dien-Polymerisationsgummi) hergestellt ist, wird durch ein erstes Element 141 und ein zweites Element 142 und einen Verbindungsabschnitt 143 gebildet, der das erste Element 141 mit dem zweiten Element 142 verbindet. Wenn sich die Riemenscheibe in Richtung des Pfeils R (3 und 4) dreht, wird das erste Element 141 bei der Drehmomentübertragung deformiert. Wenn die Riemenscheibe in der Gegenrichtung umläuft, wird das zweite Element 142 zusammengedrückt. Die beiden Elemente 141 und 142 bilden mit dem Verbindungsabschnitt 143 ein einteiliges Dämpfungselement 140. Mehrere solcher Dämpfungselemente 140 sind über den Umfang der Riemenscheibe angeordnet, wie 4 zeigt.
Wie 4 zeigt, sind hohle Bereiche 144 in dem Dämpfungselement 140 bzw. im ersten Element 141 und in dem zweiten Element 142 ausgebildet, sodass der Elastizitätskoeffizient k des Dämpfungselementes 140 sich nichtlinear ändert, sodass er allmählich größer wird. Durch diese hohlen Bereiche 144 wird die Querschnittsfläche des Dämpfungselementes 140 in einer Richtung senkrecht zum Lastangriff verkleinert oder teilweise verkleinert.
Die Dämpfungselemente 140 können auch aus Kunststoff bestehen und der Elastizitätskoeffizient kann auch durch eine lineare Charakteristik veränderbar sein.
2B zeigt vergrößert den Bereich II B in 2A, wobei ein elastisch deformierbarer Haken 150 einstückig an dem äußeren Umfangsbereich 133A des Ringabschnitts 133 ausgebildet ist. Hierbei können mehrere solche Haken 150 über den Umfang verteilt vorgesehen sein, um mit dem inneren Umfangsbereich des Ringkörpers 110 in Eingriff zu treten. Durch diese Haken 150 wird der Ringabschnitt 133 am Ringkörper 110 bzw. an der Riemenscheibe 100 gehalten, wenn der Brückenabschnitt 134 bricht.
Bei dieser ersten Ausführungsform werden die Haken 150 elastisch deformiert, wenn der Nabenabschnitt 131 mit Ringabschnitt 133 an dem Ringkörper 110 der Riemenscheibe montiert wird. Wie 3 zeigt, sind über den Umfang verteilt Aussparungen 151 in dem Ringabschnitt 133 vorgesehen, in denen die Haken 150 positioniert sind, sodass die Festigkeit des Ringabschnitts 133 reduziert wird.
Die Haken 150 sind an Positionen zwischen den Klauen 132 vorgesehen. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Festigkeit an der Basis der Klauen 132 zu stark reduziert wird. Die Haken 150 können auch während der Drehmomentübertragung elastisch deformiert werden.
Bei dieser ersten Ausführungsform ergibt sich ein geschlossener Verbindungsbereich 113, wodurch das Eindringen von Staub und Regenwasser in die Riemenscheibe verhindert wird. Weil die Haken 150 einstückig mit dem Ringabschnitt 133 ausgebildet sind, wird die Anzahl der Bauteile gering gehalten und der Zusammenbau der Riemenscheibe vereinfacht.
Eine zweite Ausführungsform wird anhand der 6A, 6B und 7 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform sind die Haken 150 an den freien Enden von Klauen 132 ausgebildet, wobei sie eine Ausnehmung 152 im Verbindungsbereich 113 des Ringkörpers 110 durchgreifen.
Durch diese Ausgestaltung wird die Festigkeit des Ringabschnitts 133 durch die Haken 150 nicht beeinträchtigt.
8 bis 10 zeigen eine dritte Ausführungsform, bei der ein Haltering 153 am Umfangsabschnitt 111 des Ringkörpers 110 eingesetzt ist, wobei der Haltering 153 den Ringabschnitt 133 unter Druck berührt. Der Haltering 153 kann aus Federstahl oder Kunststoff bestehen und, wie 10 zeigt, radial zusammengedrückt werden, damit er in den Umfangsabschnitt 111 eingesetzt werden kann.
11 bis 13 zeigen eine vierte Ausführungsform, bei der ein Haltering 153 am Umfangsabschnitt 111 der Riemenscheibe zur Berührung mit dem Ringabschnitt 133 eingesetzt ist. Der Haltering 153 kann aus Federstahl oder Kunststoff bestehen und er wird in radialer Richtung elastisch deformiert, damit er am Umfangsabschnitt 111 eingesetzt werden kann. Der Ringabschnitt 133 wird durch den Haltering 153 gegen Lösen vom Ringkörper 110 gesichert.
14 bis 16 zeigen eine fünfte Ausführungsform mit einem Haltering 153, der zur Berührung des Ringabschnitts 133 am Umfangsabschnitt 111 eingesetzt ist. Auch dieser Haltering kann aus Federstahl oder Kunststoff bestehen und er weist einen radial nach außen vorstehenden Bereich 153a auf Abschnitten des Umfangs (16) auf, wobei er unter elastischer Deformation in den Ringkörper 110 eingesetzt wird. Wie bei den anderen Ausführungsformen sichert der Haltering 153 ein Lösen des Ringabschnitts 133 vom Ringkörper 110 der Riemenscheibe.

Claims

Überlastkupplung, umfassend einen angetriebenen Ringkörper (110) mit einem äußeren Umfangsabschnitt (111) und einem innen liegenden Lagerabschnitt (112), der durch einen Verbindungsbereich (113) mit dem Umfangsabschnitt (111) verbunden ist, und ein Drehmomentübertragungsteil (130) mit einem zylindrischen Nabenabschnitt (131), der mit einem radial äußeren Ringabschnitt (133) durch einen Brückenabschnitt (134) verbunden ist, der so ausgelegt ist, dass er bei Überlast bricht, wobei der radial äußere Ringabschnitt (133) axial abstehende Klauen (132) aufweist, die mit dem Ringkörper (110) über elastische Dämpfungselemente (140) in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Umfangsabschnitt (111) ein Haltering (153) angebracht ist, der den Ringabschnitt (133) des Drehmomentübertragungsteils (130) in seiner Lage hält.
Überlastkupplung nach Anspruch 1, wobei der Haltering (153) elastisch deformierbar ist.
Überlastkupplung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Haltering (153) in eine Ringnut des Umfangsabschnitts (111) eingesetzt ist.
Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Haltering (153) an dem Ringabschnitt (133) anliegt.
Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Haltering (153) als nicht durchgehender Sicherungsring ausgebildet ist.
Überlastkupplung, umfassend einen angetriebenen Ringkörper (110) mit einem äußeren Umfangsabschnitt (111) und einem innen liegenden Lagerabschnitt (112), der durch einen Verbindungsbereich (113) mit dem Umfangsabschnitt (111) verbunden ist, und ein Drehmomentübertragungsteil (130) mit einem zylindrischen Nabenabschnitt (131), der mit einem radial äußeren Ringabschnitt (133) durch einen Brückenabschnitt (134) verbunden ist, der so ausgelegt ist, dass er bei Überlast bricht, wobei der radial äußere Ringabschnitt (133) axial abstehende Klauen (132) aufweist, die mit dem Ringkörper (110) über elastische Dämpfungselemente (140) in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ringabschnitt (133) elastisch deformierbare Haken (150) ausgebildet sind, die einen Absatz am Umfangsabschnitt (111) hintergreifen.
Überlastkupplung nach Anspruch 6, wobei die Haken (150) am äußeren Umfang des Ringabschnitts (133) zwischen den Klauen (132) ausgebildet sind.
Überlastkupplung nach Anspruch 6, wobei die Haken (150) an den Enden der Klauen (132) ausgebildet sind und eine Aussparung (152) im Verbindungsbereich (113) des Ringkörpers (110) durchgreifen.