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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung eines Fahrzeugs und insbesondere eine Riemenscheibenbaugruppe sowie ein Verfahren der Herstellung der Riemenscheibenbaugruppe, die Antriebskraft auf einen in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug verwendeten Kompressor überträgt.
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Stand der Technik
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Im Allgemeinen nimmt ein in einer Klimaanlage verwendeter Kompressor Kältemittel aus einem Verdampfer auf, wandelt das Kältemittel in ein Kältegas mit hoher Temperatur und hohem Druck um und liefert es an einen Kondensator.
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Der in der Klimaanlage für ein Fahrzeug verwendete Kompressor nimmt eine Antriebskraft von einem Motor durch eine Riemenscheibenbaugruppe auf und komprimiert Kältemittel.
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Herkömmlich steuert der Kompressor für das Fahrzeug selektiv, dass die Antriebskraft des Motors mit Hilfe einer elektronischen Kupplung auf den Kompressor übertragen wird.
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Ein Kompressor mit variabler Kapazität braucht die elektronische Kupplung jedoch nicht, weil er durch Regulierung eines Neigungswinkels einer Taumelscheibe je nach Kühlbedarf selektiv einen Kompressionsvorgang ausführt, und deshalb wird eine Kraftübertragungsvorrichtung zur Übertragung der Antriebskraft des Motors mit Hilfe des Kompressors mit variabler Kapazität kupplungslos konstruiert.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Kraftübertragungsvorrichtung des kupplungslosen Kompressors eine Riemenscheibenbaugruppe 10 und eine Begrenzungsbaugruppe 30.
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Hier umfasst die Riemenscheibenbaugruppe 10 eine zylindrische hohle Riemenscheibe 11 und ein an einer Innenumfangsfläche der Riemenscheibe 11 montiertes Lager 12 und wird durch Aufnahme einer Antriebskraft eines Motors gedreht.
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Ein Außenrad 12a des Lagers 12 wird kraftschlüssig an der Innenumfangsfläche der Riemenscheibe 11 befestigt, und ein vorderes Gehäuse 1a des Kompressors wird mit der Innenumfangsfläche eines Innenrades 12b des Lagers 12 verbunden.
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Ferner überträgt oder blockiert die Begrenzungsbaugruppe 30 anstelle der elektronischen Kupplung die Antriebskraft der Riemenscheibenbaugruppe 10 auf eine Antriebswelle des Kompressors und wird an der Oberfläche einer Außenwand der Riemenscheibe 11 der Riemenscheibenbaugruppe 10 montiert.
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Insbesondere dreht die Begrenzungsbaugruppe 30, während sie zusammen mit der Riemenscheibenbaugruppe 10 rotiert, die Antriebswelle 1b und dient der Verringerung der Übertragung der Antriebskraft, falls es ein Drehmoment gibt, das einen vorgegebenen Wert im Kompressor überschreitet oder die Antriebswelle 1b des Kompressors nicht gedreht werden kann.
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Die Begrenzungsbaugruppe 30 umfasst eine mit der Antriebswelle 1b verbundene Nabe 31, eine mit der Nabe 31 verbundene Begrenzung 32 und ein die Begrenzung 32 in sich aufweisendes und mit der Riemenscheibe verbundenes Begrenzungsgehäuse 33.
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Die Begrenzung 32 bricht, um zu verhindern, dass eine von der Riemenscheibe 11 aus übertragene Drehkraft auf die Nabe 31 übertragen wird, wenn es ein Drehmoment gibt, das einen vorgegebenen Wert im Kompressor überschreitet oder die Antriebswelle 1b des Kompressors nicht gedreht werden kann.
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Die Riemenscheibe 11 der Riemenscheibenbaugruppe besteht im Allgemeinen aus einem Stahlwerkstoff, und deshalb gibt es eine Begrenzung, um das Gesamtgewicht der Riemenscheibenbaugruppe zu reduzieren.
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Offenbarung
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Technisches Problem
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Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung gemacht, um die oben genannten, im Stand der Technik auftretenden Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Riemenscheibenbaugruppe für einen Kompressor und ein Verfahren der Herstellung der Riemenscheibenbaugruppe bereitzustellen, das mögliche Schäden während der Bearbeitung verhindern kann und für eine Hochtemperaturumgebung geeignet ist, weil eine Riemenscheibe aus einer Magnesiumlegierung besteht.
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Technische Lösung
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Um die obigen Aufgaben zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Riemenscheibenbaugruppe für einen Kompressor bereit, der eine zylindrische hohle Riemenscheibe und ein an der Innenumfangsfläche der Riemenscheibe angeordnetes Lager umfasst, wobei die Riemenscheibe aus einer Magnesiumlegierung besteht, ein zylindrischer Innenring durch Einlegespritzgießen einstückig mit der Innenumfangsfläche der Riemenscheibe ausgebildet ist und aus einem anderen Material als die Riemenscheibe besteht und das Lager an der Innenumfangsfläche des Innenrings befestigt ist.
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Der Innenring weist hier Bewegungsverhinderungsbacken auf, die jeweils an beiden Enden einer in axialer Richtung gelegenen Seite des Innenrings ausgebildet sind, und das Lager wird durch die Bewegungsverhinderungsbacken daran gehindert, sich in die axiale Richtung des Innenrings zu bewegen.
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Ferner sind an der Außenumfangsfläche des Innenrings und an der Innenumfangsfläche der Riemenscheibe jeweils in entgegengesetzter Richtung zueinander unebene Abschnitte ausgebildet.
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Des Weiteren umfassen die unebenen Abschnitte: eine an der Außenumfangsfläche des Innenrings ausgebildete Aufnahmenut und einen aus der Innenumfangsfläche der Riemenscheibe herausragenden und in der Aufnahmenut beherbergten Aufnahmevorsprung.
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Außerdem ist die Aufnahmenut so geneigt, dass sie nicht mit einer Umfangsrichtung und einer axialen Richtung des Innenrings zusammenfällt.
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Außerdem ist auf der Außenumfangsfläche des Innenrings eine Plattierungsschicht ausgebildet.
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Ferner ist die auf der Außenumfangsfläche des Innenrings ausgebildete Plattierungsschicht entweder durch Verzinken, stromloses Vernickeln, Zink-Nickel-Plattierung oder Zinkphosphatplattierung ausgebildet.
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Des Weiteren ist auf der Außenumfangsfläche des Innenrings eine harzbasierte Beschichtungsschicht ausgebildet.
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Die auf der Außenumfangsfläche des Innenrings ausgebildete harzbasierte Beschichtungsschicht wird mit Harz mit einer Hitzebeständigkeitstemperatur von mehr als 250 °C aufgebracht.
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Ferner ist auf der Außenfläche der Riemenscheibe eine erste Beschichtungsschicht mit einer durch anodische Oxidation ausgebildeten Oxidfilmschicht ausgebildet und auf der Oberfläche der ersten Beschichtungsschicht eine zweite Beschichtungsschicht mit einer durch Elektroplattieren ausgebildeten Harzschicht ausgebildet.
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Die erste Beschichtungsschicht eines ersten Beschichtungsschrittes und die zweite Beschichtungsschicht eines zweiten Beschichtungsschrittes weisen jeweils eine Beschichtungsdicke im Bereich von 5 μm bis 40 μm auf.
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Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung in einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren einer Riemenscheibenbaugruppe für einen Kompressor bereit, umfassend die Schritte: Vorbereitung des Spritzgießens zum Gießen eines Innenrings, Einlegespritzen einer Magnesiumlegierung an den vorbereiteten Innenring, um eine einstückig mit dem Innenring ausgebildete Riemenscheibe zu gießen, Bearbeitung der Außenfläche der gegossenen Riemenscheibe, so dass sie für die Verarbeitungsgröße geeignet ist, und Einpressen und Verstemmen eines Lagers in die Innenumfangsfläche des Innenrings der verarbeiteten Riemenscheibe und Montage des Lagers.
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Hier im Riemenscheibengießschritt wird die einlegegespritzte Magnesiumlegierung in geschmolzenem Zustand oder in halbfestem Zustand eingespritzt.
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Außerdem umfasst das Herstellungsverfahren der Riemenscheibenbaugruppe vor dem Lagermontageschritt nach dem Bearbeitungsprozess weiterhin den Schritt der Behandlung der Oberfläche der Riemenscheibe durch ein chemisches Verfahren oder ein elektrochemisches Verfahren.
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Der Oberflächenbehandlungsschritt umfasst einen ersten Beschichtungsschritt zur Ausbildung einer ersten Beschichtungsschicht auf der Oberfläche der Riemenscheibe, wobei die erste Beschichtungsschicht eine durch anodische Oxidation ausgebildete Oxidfilmschicht aufweist.
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Das Herstellungsverfahren der Riemenscheibenbaugruppe umfasst weiterhin vor der Durchführung des ersten Beschichtungsschrittes den Schritt der Entfettung der Außenfläche der Riemenscheibe.
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Das Herstellungsverfahren der Riemenscheibenbaugruppe umfasst weiterhin die Schritte: Trocknen der Riemenscheibe mit der Oxidfilmschicht durch den ersten Beschichtungsschritt und Ausbildung einer zweiten Beschichtungsschicht auf der Oberfläche der ersten Beschichtungsschicht durch Behandlung der Oberfläche der getrockneten Riemenscheibe durch Elektroplattieren.
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Ferner wird im Riemenscheibengießschritt die einlegegespritzte Magnesiumlegierung in geschmolzenem Zustand oder in halbfestem Zustand eingespritzt.
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Vorteilhafte Wirkungen
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Wie oben beschrieben, hat die Riemenscheibenbaugruppe für den Kompressor und das Verfahren der Herstellung derselben nach der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen.
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Erstens kann die Riemenscheibenbaugruppe für den Kompressor das Gesamtgewicht reduzieren, weil die Riemenscheibe aus einer Magnesiumlegierung besteht.
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Zweitens kann die Riemenscheibenbaugruppe für den Kompressor einen stabil befestigten Zustand des Lagers zur Riemenscheibe erhalten, um dadurch zu verhindern, dass das Lager in einer Hochtemperatursituation leer läuft, weil die Riemenscheibe und der Innenring durch Einlegespritzgießen miteinander verbunden sind und das Lager kraftschlüssig im Innenring befestigt ist.
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Drittens sind der Innenring und die Riemenscheibe fester miteinander verbunden, weil der Innenring der Riemenscheibenbaugruppe eine Mehrzahl der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildeten Aufnahmenuten aufweist und ein Abschnitt der Riemenscheibe während des Einlegespritzgießens in der Aufnahmenut beherbergt ist. Insbesondere kann die Riemenscheibenbaugruppe der vorliegenden Erfindung eine Drehkraft gleichmäßig übertragen und eine axiale Bewegung verhindern, weil die Aufnahmenuten in eine Drehrichtung oder in eine axiale Richtung geneigt sind.
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Viertens kann die vorliegende Erfindung die Korrosionsbeständigkeit durch die erste Beschichtungsschicht sicherstellen, auch wenn die zweite Beschichtungsschicht aufgrund des Abriebs durch Reibung mit dem Riemen abgelöst wird, weil die durch das Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Riemenscheibenbaugruppe die beiden Beschichtungsschichten aufweist.
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Insbesondere kann die erste Beschichtungsschicht der beiden Beschichtungsschichten die Abriebbeständigkeit durch Erhöhung der Oberflächenhärte der Riemenscheibe verbessern, weil sie eine Oxidfilmschicht durch anodische Oxidation aufweist, und die zweite Beschichtungsschicht kann die Abriebbeständigkeit und die Korrosionsbeständigkeit zusätzlich verbessern, weil sie eine durch Elektroplattieren ausgebildete Harzschicht aufweist.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich durch die folgende ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Kraftübertragungsvorrichtung eines kupplungslosen Kompressors nach dem Stand der Technik,
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2 eine Schnittdarstellung der Kraftübertragungsvorrichtung des kupplungslosen Kompressors nach dem Stand der Technik,
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3 eine Teilschnittdarstellung eines inneren Aufbaus einer Riemenscheibenbaugruppe für einen Kompressor nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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4 ein Flussdiagramm eines Herstellungsprozesses der Riemenscheibenbaugruppe für den Kompressor der vorliegenden Erfindung und
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5 bis 10 Teilschnittdarstellungen des Herstellungsprozesses der Riemenscheibenbaugruppe für den Kompressor der vorliegenden Erfindung.
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Beste Ausführungsform
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Es wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich auf die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug genommen.
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3 zeigt eine Teilschnittdarstellung eines inneren Aufbaus einer Riemenscheibenbaugruppe für einen Kompressor nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den Zeichnungen gezeigt, umfasst die Riemenscheibenbaugruppe für den Kompressor nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Riemenscheibe 100, ein Lager 200 und einen Innenring 400.
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Die Bauteile der Riemenscheibenbaugruppe werden wie folgt ausführlich beschrieben.
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Zuerst nimmt die Riemenscheibe 100 eine Antriebskraft von einem Motor auf. Die Riemenscheibe 100 weist eine zylindrische hohle Form auf, und ein (in der Zeichnung nicht gezeigter) Riemen, der von dem Motor angetrieben wird, ist mit der Außenumfangsfläche der Riemenscheibe 100 verbunden.
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Insbesondere besteht die Riemenscheibe 100 aus einer Magnesiumlegierung.
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Die Riemenscheibe 100 umfasst eine in ihr ausgebildete Trennwand 110, um einen Vorder- und Hinterraum der Riemenscheibe 100 abzutrennen, eine in der Mitte der Trennwand 110 ausgebildete Durchgangsbohrung 111 zum Einführen einer (nicht gezeigten) Antriebswelle des Kompressors in die Durchgangsbohrung 111 und eine zylindrische hohle Auswölbung 120, die an der Wandfläche einer Rückseite der Trennwand 110, namentlich der Wandfläche der Kompressorseite, ausgebildet ist, wobei die zylindrische hohle Auswölbung 120 zur Montage des Lagers 200 zum Kompressor hin hervorragt.
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Es ist vorzuziehen, dass die Trennwand 110 so dick ist, dass sie ein Anzugsdrehmoment eines Bolzens 112 ausreichend sicherstellen kann, wenn ein zusätzliches Bauteil, wie z. B. die Begrenzungsbaugruppe 300, mit dem Bolzen 112 an die Trennwand 110 der Riemenscheibe 100 angebracht wird, und dass die Trennwand 110 in der vorliegenden Erfindung mindestens 3 mm dick ist.
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Des Weiteren sind die beiden Beschichtungsschichten 130 und 140 jeweils auf der Oberfläche der Riemenscheibe 100 ausgebildet.
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Dadurch, dass die Oberfläche der Riemenscheibe 100 stärker abgenutzt wird als andere Teile, weil der Riemen mit der Oberfläche der Riemenscheibe 100 in Kontakt kommt, und besonders wenn man bedenkt, dass die Magnesiumlegierung in der Vickers-Härte (HV) noch niedriger liegt als Stahlwerkstoffe, ist es natürlich, dass die aus einer Magnesiumlegierung bestehende Riemenscheibe 100 sehr stark abgenutzt wird. Dementsprechend werden die beiden Beschichtungsschichten 130 und 140 zusätzlich auf der Oberfläche der Riemenscheibe 100 ausgebildet, um die Härte zu verbessern.
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Die beiden auf der Oberfläche der Riemenscheibe 100 ausgebildeten Beschichtungsschichten 130 und 140 umfassen eine erste Beschichtungsschicht 130, die auf der Außenfläche der aus einer Magnesiumlegierung bestehenden Riemenscheibe 100 aufgebracht wird, und eine zweite Beschichtungsschicht 140, die auf der Oberfläche der ersten Beschichtungsschicht 130 aufgebracht wird.
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Hier ist die erste Beschichtungsschicht 130 eine Beschichtungsschicht mit einer Oxidfilmschicht durch den anodischen Oxidationsprozess. Die erste Beschichtungsschicht 130 dient der Verbesserung der Oberflächenhärte der Riemenscheibe 100 und der Sicherstellung der Abriebbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit, auch wenn die zweite Beschichtungsschicht 140 aufgrund des Abriebs der zweiten Beschichtungsschicht 140 abgelöst wird.
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Während der Ausbildung der Oxidfilmschicht der ersten Beschichtungsschicht 130 werden auf der entsprechenden Filmschicht Poren ausgebildet. Die Poren dienen jedoch der Steigerung der Kontaktkraft einer Harzschicht der zweiten Beschichtungsschicht 140, weil die Poren eine Kontaktfläche vergrößern.
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Außerdem ist die zweite Beschichtungsschicht 140 eine Beschichtungsschicht mit der Harzschicht der ersten Beschichtungsschicht 130. Die zweite Beschichtungsschicht 140 bedeckt die auf der Oberfläche der Oxidfilmschicht der ersten Beschichtungsschicht 130 ausgebildeten Poren, um die durch die Poren brüchige Oberfläche zu schützen. Außerdem dient die zweite Beschichtungsschicht 140 der Glättung der Oberfläche der ersten Beschichtungsschicht 130 und der Erhöhung der Abriebbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
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Wie oben beschrieben, stehen die erste Beschichtungsschicht 130 und die zweite Beschichtungsschicht 140 in komplementärer Beziehung zueinander.
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Als nächstes trägt das Lager 200 die Riemenscheibe 100, die drehbar am Kompressor montiert ist.
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Das Lager 200 befindet sich an der Innenumfangsfläche der Auswölbung 120 der Riemenscheibe 100 und ist durch den Innenring 400 an der Riemenscheibe 100 befestigt.
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Als nächstes dient der Innenring 400 der Befestigung des Lagers 200 an der Riemenscheibe 100.
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Der Innenring 400 ist ein zylindrischer Ring, der aus einem anderen Werkstoff als die Riemenscheibe 100, zum Beispiel aus Stahl, besteht, und ist durch Einlegespritzgießen einstückig mit der Innenumfangsfläche der Auswölbung 120 der Riemenscheibe 100 ausgebildet. Das Lager 200 ist kraftschlüssig an der Innenumfangsfläche des Innenrings 400 befestigt.
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In Anbetracht dessen, dass die Riemenscheibe 100 aus einer Magnesiumlegierung besteht, dient der Innenring 400 nach der vorliegenden Erfindung der Erhaltung des stabil befestigten Zustands des Lagers 200 zur Riemenscheibe 100, um zu verhindern, dass das Lager 200 leer läuft.
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Weil der Innenring 400 durch Einlegespritzgießen einstückig mit der Riemenscheibe 100 ausgebildet ist, kann der Innenring 400, auch wenn er aus dem gleichen Werkstoff wie das Lager 200 besteht, insbesondere verhindern, dass das Lager 200 leer läuft.
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Ferner weist der Innenring 400, wie in 5 gezeigt, Bewegungsverhinderungsbacken 411 und 412 auf, die jeweils an beiden Enden einer in axialer Richtung gelegenen Seite des Innenrings 400 ausgebildet sind, um eine axiale Bewegung des in den Innenring 400 eingepressten Lagers 200 zu verhindern.
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Die Bewegungsverhinderungsbacken 411 und 412 können derart ausgebildet sein, dass das Lager 200 kraftschlüssig in den Innenring 400 eingepresst ist und beide Enden des Innenrings 400 verstemmt sind. Vorzugsweise wird jedoch eine Bewegungsverhinderungsbacke 411, wie in den Zeichnungen gezeigt, an einem Ende des Innenrings 400 gekrümmt (siehe 5 bis 10), und danach wird das Lager 200 kraftschlüssig in den Innenring 400 eingepresst und am anderen Ende des Innenrings 400 das Verstemmen durchgeführt (siehe 10), um dadurch die andere Bewegungsverhinderungsbacke 412 auszubilden.
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Natürlich kann das Lager 200 direkt an der Riemenscheibe 100 durch Einlegespritzgießen ausgebildet werden. Ein solcher Aufbau kann jedoch zu einer Minderung der Betriebszuverlässigkeit des Lagers 200 führen. Zum Beispiel ist das Befestigen einer Kugel nicht wünschenswert, weil es nicht möglich ist, das Lager 200 durch ein neues zu ersetzen, wenn das Lager 200 kaputt geht.
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Der Innenring 400 weist einen an seiner Außenumfangsfläche ausgebildeten unebenen Abschnitt auf, und die Auswölbung 120 der Riemenscheibe 100 weist einen auf ihrer Innenumfangsfläche ausgebildeten unebenen Abschnitt auf, und die unebenen Abschnitte des Innenrings 400 und der Auswölbung 120 sind in entgegengesetzter Richtung zueinander ausgebildet.
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Die unebenen Abschnitte dienen dazu, zum Zeitpunkt des Einlegespritzgießens eine Kontaktfläche zwischen dem Innenring 400 und der Riemenscheibe 100 zu vergrößern und auch um zu verhindern, dass sich der Innenring 400 in die axiale Richtung oder in die Umfangsrichtung der Riemenscheibe 100 bewegt, auch wenn es in der Hochtemperatursituation einen Unterschied in der Wärmeausdehnung zwischen der Riemenscheibe 100 und dem Innenring 400 gibt.
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Der unebene Abschnitt ist durch eine Mehrzahl von Aufnahmenuten 420 ausgebildet, die an der Außenumfangsfläche des Innenrings 400 ausgebildet sind. Das heißt, zum Zeitpunkt des Einlegespritzgießen wird durch die an der Außenumfangsfläche des Innenrings 400 ausgebildeten Aufnahmenuten 420 ein Aufnahmevorsprung 121, der in der Aufnahmenut 420 beherbergt ist, an der Innenumfangsfläche der Riemenscheibe 100 ausgebildet.
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Natürlich kann der Aufnahmevorsprung 121, was nicht in den Zeichnungen gezeigt wird, an der Außenumfangsfläche des Innenrings 400 ausgebildet sein, und die Aufnahmenuten (420), in denen der Aufnahmevorsprung 121 beherbergt ist, können durch Einlegespritzgießen an der Innenumfangsfläche der Auswölbung 120 der Riemenscheibe 100 ausgebildet sein.
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Insbesondere ist es vorzuziehen, dass die Aufnahmenuten 420 geneigt ausgebildet sind, so dass sie nicht mit der Umfangsrichtung und der axialen Richtung des Innenrings 400 zusammenfallen. Dadurch soll verhindert werden, dass sich der Innenring in die Drehrichtung der Riemenscheibe 100 bewegt, weil die Richtung der Aufnahmenuten 420 nicht mit der Umfangsrichtung des Innenrings 400 zusammenfällt, und dass sich der Innenring 400 in die axiale Richtung der Riemenscheibe 100 bewegt, weil die Richtung der Aufnahmenuten 420 nicht mit der axialen Richtung des Innenrings 400 zusammenfällt.
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Ferner wird in der vorliegenden Erfindung eine (nicht in den Zeichnungen gezeigte) Plattierungsschicht an der Außenumfangsfläche des Innenrings 400 ausgebildet.
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Die Plattierungsschicht soll galvanische Korrosion mit der Riemenscheibe 100 verhindern, und es ist vorzuziehen, dass die Plattierungsschicht entweder durch Verzinken, stromloses Vernickeln, Zink-Nickel-Plattierung oder Zinkphosphatplattierung ausgebildet wird.
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Natürlich kann auf der Außenumfangsfläche des Innenrings 400a anstelle der Plattierungsschicht eine harzbasierte Beschichtungsschicht ausgebildet sein. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass die Beschichtungsschicht mit Harz mit einer Hitzebeständigkeitstemperatur von mehr als 250 °C aufgebracht wird.
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Nachstehend wird der Herstellungsprozess der Riemenscheibenbaugruppe für den Kompressor nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahmen auf das Flussdiagramm von 4 und die Teilschnittdarstellungen von 5 bis 10 ausführlicher beschrieben.
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Zuerst wird der Innenring 400 vorbereitet (S100).
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Wie in 5 gezeigt, weist der Innenring 400 eine Mehrzahl der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildeten Aufnahmenuten 420 und die darauf ausgebildete (nicht gezeigte) Plattierungsschicht auf.
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Als nächstes wird die Riemenscheibe 100 durch Einlegegießen einer Magnesiumlegierung an den vorbereiteten Innenring 400 (S200) gegossen. In diesem Fall wird der Innenring 400, wie in 6 gezeigt, einstückig mit der Riemenscheibe 100 ausgebildet.
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Mit anderen Worten, durch das Einlegespritzgießen wird die Riemenscheibe 100 gegossen und der Innenring 400 einstückig mit der Innenumfangsfläche der Auswölbung 120 der Riemenscheibe 100 ausgebildet. In diesem Fall wird der Aufnahmevorsprung 121, der in den Aufnahmenuten 420 des Innenrings 400 beherbergt ist, an der Innenumfangsfläche der Auswölbung 120 ausgebildet, um dadurch eine unerwünschte Bewegung des Innenrings 400 zu verhindern und dadurch die Drehkraft der Riemenscheibe 100 gleichmäßig auf den Innenring 100 zu übertragen.
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Ferner ist es vorzuziehen, dass der Abschnitt, an dem der Riemen, der die Außenfläche der Riemenscheibe 100 ist, verbunden ist, eine Bearbeitungszugabe aufweist.
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Des Weiteren kann der Spritzgießprozess eine Magnesiumlegierung in geschmolzenem Zustand oder in halbfestem Zustand auswerfen und je nach Arbeitsumgebung frei gewählt werden.
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Wenn das Spritzgießen der Riemenscheibe 100 beendet ist, wird als nächstes die Außenfläche der gegossenen Riemenscheibe 100, wie in 7 gezeigt, bearbeitet (S300), so dass sie für die Verarbeitungsgröße geeignet ist.
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Das heißt, der verbundene Abschnitt des Riemens, der die Außenfläche der Riemenscheibe 100 ist, wird bearbeitet, so dass er den Riemen stabil verbindet.
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Ferner werden während der Bearbeitung verschiedene Verarbeitungsprozesse wie Gewindebohren und Bohren zur Verbindung verschiedener Bauteile, wie z. B. der Begrenzungsbaugruppe, mit der Riemenscheibenbaugruppe durchgeführt.
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Wenn die Bearbeitung an der Außenfläche der Riemenscheibe 100 beendet ist, wird als nächstes an der Oberfläche der Riemenscheibe 100 (S400) das Entfetten durchgeführt.
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In diesem Falle wird das Entfetten der Oberfläche der Riemenscheibe 100 durch Entfernen des auf der Oberfläche der Riemenscheibe 100 verbliebenen Fettes durchgeführt.
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Wenn das Entfetten der Oberfläche der Riemenscheibe 100 beendet ist, wird als nächstes an der Oberfläche der Riemenscheibe 100 eine Oberflächenbehandlung durchgeführt.
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Die Oberflächenbehandlung soll Korrosion verhindern, die entstehen kann, weil die Riemenscheibe 100 aus einer Magnesiumlegierung besteht. Das heißt, weil eine Magnesiumlegierung ein Metall mit großer chemischer Aktivität ist, kann die Riemenscheibe 100 in einer korrosiven Umgebung schnell korrodieren, wenn die Oberfläche der Riemenscheibe 100 nicht behandelt wird. Deshalb wird die Oberflächenbehandlung durchgeführt, um die Korrosion der aus einer Magnesiumlegierung bestehenden Riemenscheibe 100 zu verhindern.
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In der vorliegenden Erfindung wird die Oberflächenbehandlung der Riemenscheibe 100 zweimal in der Reihefolge durchgeführt.
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Das heißt, wie in 8 gezeigt, wird durch die Oberflächenbehandlung durch anodische Oxidation (S500) die erste Beschichtungsschicht 130 mit der Oxidfilmschicht auf der Oberfläche der Riemenscheibe 100 ausgeführt, und nach einem Trocknungsprozess (S600) wird, wie in 9 gezeigt, durch die Oberflächenbehandlung durch Elektroplattieren (S700) kontinuierlich die zweite Beschichtungsschicht 140 mit der Harzschicht auf der Oberfläche der ersten Beschichtungsschicht 130 ausgeführt.
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Hier wird die Oberflächenbehandlung zur Ausbildung der ersten Beschichtungsschicht 130 durch einen Lichtbogenfunken durchgeführt, der durch Anlegen einer elektrischen Spannung, eines Stromimpulses, eines Gleichstroms oder eines Wechselstroms in einer Elektrolytlösung entsteht. Durch den obigen Prozess wird auf der Oberfläche der Riemenscheibe 100 eine Nichtleiter-Beschichtungsschicht ausgebildet, und während der dielektrische Durchschlag der Nichtleiter-Beschichtungsschicht wiederholt wird, wird ein amorpher anodischer Oxidfilm in einen kristallisierten Film umgewandelt, um dadurch einen dichten und festen Keramikfilm zu erhalten.
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Insbesondere umfasst die erste Beschichtungsschicht 130 eine Dünnfilmschicht mit starkem Haftvermögen durch chemische Verbindung mit der Riemenscheibe 100, eine dicht ausgebildete Dünnfilmschicht mit hoher Härte und eine Dünnfilmschicht mit Poren, die auf der Oberfläche der Riemenscheibe 100 in der Reihenfolge ausgebildet sind, so dass die erste Beschichtungsschicht 130 Abriebbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit erlangen kann.
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Ferner wird die Oberflächenbehandlung zur Ausbildung der zweiten Beschichtungsschicht 140 durch stromloses Vernickeln oder Elektroplattieren, wie z. B. Tauchverzinken, durchgeführt. Die zweite, durch die Oberflächenbehandlung durch Elektroplattieren auf der Oberfläche der ersten Beschichtungsschicht 130 ausgebildete Beschichtungsschicht 140 macht die Oberfläche der porösen Dünnfilmschicht der ersten Beschichtungsschicht 130 glatt und liefert zusätzlich Abriebbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
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Nachdem die erste Beschichtungsschicht 130 ausgebildet ist, wird natürlich die zweite Beschichtungsschicht 140 nach der Durchführung des Trocknungsprozesses der Riemenscheibe 100 ausgebildet, so dass die zweite Beschichtungsschicht 140 stabil ausgebildet wird.
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Es ist vorzuziehen, dass die erste Beschichtungsschicht 130 und die zweite, durch die Oberflächenbehandlung der Riemenscheibe 100 ausgebildete Beschichtungsschicht 140 jeweils eine Beschichtungsdicke in einem Bereich von 5 μm bis 40 μm aufweisen.
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Wenn die Beschichtungsschichten 130 und 140 eine Beschichtungsdicke von weniger als 5 μm aufweisen, kann durch eine unzureichende Beschichtungsdicke ein plötzlicher Abrieb entstehen, wenn aber die Beschichtungsschichten 130 und 140 eine Beschichtungsdicke von mehr als 40 μm aufweisen, führt dies aufgrund der übermäßigen Beschichtungsdicke zu einer abrupten Verlängerung des Herstellungszeitraums, zu einem Anstieg der Herstellungskosten und zu Schwierigkeiten beim Toleranzmanagement. Dementsprechend ist es am meisten vorzuziehen, dass die Beschichtungsschichten 130 und 140 eine Beschichtungsdicke im Bereich von 5 μm bis 40 μm aufweisen.
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Ferner wird das Lager 200, wie in 10 gezeigt, kraftschlüssig in die Innenumfangsfläche des Innenrings 400 der Riemenscheibe 100 eingepresst, an der die zweifache Oberflächenbehandlung durch eine Reihe von Prozessen, wie oben beschrieben, abgeschlossen ist, und danach werden die Enden des Innenrings 400 verstemmt (S800), um zu verhindern, dass sich das Lager 200 in die axiale Richtung des Innenrings 400 bewegt.
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Schließlich wird die Riemenscheibenbaugruppe für den Kompressor nach der vorliegenden Erfindung durch eine Reihe der oben beschriebenen Prozesse vollständig hergestellt.
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Außerdem kann die hergestellte Riemenscheibenbaugruppe ihr Gesamtgewicht reduzieren, weil die Riemenscheibe 100 aus einer Magnesiumlegierung besteht, und Funktionsstörungen verhindern, weil der durch Einlegespritzgießen einstückig mit der Riemenscheibe 100 ausgebildete Innenring 400 das Lager 200 stabil befestigt und trägt, auch wenn die Riemenscheibe 100 aufgrund einer Hochtemperatursituation thermisch ausgedehnt wird.
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Weil der Innenring 400 eine Mehrzahl der Aufnahmenuten 420 aufweist, die an der Außenumfangsfläche des Innenrings 400 ausgebildet sind, und die Auswölbung 120 den Aufnahmevorsprung 121 aufweist, der durch Spritzgießen der Riemenscheibe 100 an einem Abschnitt der Innenumfangsfläche der Auswölbung 120 ausgebildet und in der Aufnahmenut 420 beherbergt ist, werden besonders der Innenring 400 und die Riemenscheibe 100 stabiler miteinander verbunden.
