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FELD
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Die Beschreibung bezieht sich allgemein auf Kupplungen. Insbesondere bezieht sich die Beschreibung auf Klimakompressor-Kupplungen zur Verwendung in Fahrzeugen mit Nebenantriebsriemen.
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HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
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Kompressoren für Fahrzeugklimaanlagen (A/C) werden üblicherweise über eine Reibungskupplung mit Nebenaggregat-Riemenantrieben gekuppelt. Die Technologie ist so weit verbreitet, dass die Kosten für Reibungskupplungen relativ niedrig sind. Die Reibungskupplung erfordert jedoch eine angemessene Menge an Kraft, um sie zu aktivieren und im eingekuppelten Zustand zu halten, so dass es wünschenswert wäre, solche Kupplungen durch eine energieeffizientere Kupplung zu verbessern.
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Eine alternative Kupplung muss jedoch immer noch die anspruchsvollen Eigenschaften erfüllen, die von A/C Kupplungen verlangt werden, vor allem eine relativ hohe Drehmomenthalteanforderung und die Fähigkeit, hohen Drehmomentspitzenbelastungen standzuhalten, z.B. beim ersten Einrücken der Kupplung. Eine alternative Kupplung muss eine gute Haltbarkeit über einen langen Arbeitszyklus aufweisen.
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Eine Möglichkeit für eine alternative A/C Kupplung basiert auf der Schlingfederkupplung. Beispiele für Schlingfederkupplungen sind aus der
US 8,387,767 ;
US 9,068,603 ;
US 9,038,799 ;
US 9,267,552 und der
US 9,556,918 bekannt. Solche Kupplungen sind jedoch möglicherweise nicht für die hohen Kräfte ausgelegt oder in der Lage, diese zu bewältigen, die für eine A/C Kupplung erforderlich sind, und sie sind im Vergleich zur Reibungs-Klimaanlagenkupplung möglicherweise nicht effizient genug.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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In einem Aspekt ist eine Drehkupplung für einen Klimaanlagenkompressor vorgesehen. Der Kompressor enthält eine Antriebswelle, die eine Drehachse definiert. Die Kupplung umfasst eine Riemenscheibe, eine Nabe, eine Schlingfederkupplung, einen Träger und einen Aktuator.
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Die Riemenscheibe ist zur Drehung um die Drehachse am Kompressor montiert. Die Riemenscheibe hat eine Außenumfangsfläche, die so konfiguriert ist, dass sie von einem endlosen Kraftübertragungselement angetrieben wird, und eine Innenumfangsfläche, die eine Kupplungsdrehmomentübertragungsfläche bildet. Die Nabe ist so konfiguriert, dass sie an der Antriebswelle des Kompressors befestigt werden kann. Die Nabe enthält eine Antriebslasche zum Antrieb der Nabe. Die Schlingfederkupplung hat einen Kraftübertragungs-Endabschnitt, einen Steuer-Endabschnitt und eine Vielzahl von schraubenförmigen Windungen dazwischen zum Eingriff mit der Drehmomentübertragungsfläche. Der Träger hat eine Umfangswand und einen Flansch an seinem axialen Ende. Die Umfangswand des Trägers trägt eine Vielzahl der schraubenförmigen Windungen, und der Flansch hat eine Nut zur Führung des Kraftübertragungs-Endabschnitts, so dass ein Ende davon an der Nabenantriebslasche anliegt. Der Aktuator enthält einen Elektromagneten und eine Ankerplatte, die mit dem Schlingfederkupplungs-Steuer-endabschnitt verbunden ist. Der Elektromagnet ist am Kompressor montiert. Die Ankerplatte hat eine Umfangswand, die verschiebbar in der Umfangswand des Trägers angeordnet ist. Die Ankerplatte ist axial zwischen einer eingerückten Stellung, in der die Ankerplatte an der Riemenscheibe anliegt, und einer ausgerückten Stellung, in der die Ankerplatte nicht an der Riemenscheibe anliegt, beweglich.
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Die Aktivierung des Elektromagneten erzeugt ein Magnetfeld, das die Ankerplatte in die Eingriffsposition drückt, so dass sich die Ankerplatte zusammen mit der Riemenscheibe dreht. Die Drehung der Ankerplatte bewirkt, dass sich die schraubenförmigen Windungen in einen Greifeingriff mit der Drehmomentübertragungsfläche ausdehnen, wodurch die Schlingfederkupplung eine Drehbewegung erhält, die wiederum die Nabe und die Kompressorwelle in eine Drehbewegung versetzt.
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Die Rotationskupplung kann verwendet werden, um eine Vorrichtung bereitzustellen, die viel weniger Leistung verbraucht als die Reibungskupplung und dennoch in der Lage ist, die Lasten zu bewältigen, die ihr durch den Nebenaggregatbetrieb des Motors und den Klimaanlagenkompressor mit hohem Trägheitsmoment auferlegt werden.
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Gemäß eines anderen Aspekts wird eine Fahrzeug-Klimaanlagenbaugruppe bereitgestellt, die einen Scroll-Kompressor, mit einer Antriebswelle, die eine Drehachse definiert, und eine Drehkupplung umfasst. Die Kupplung umfasst eine Riemenscheibe, die zur Rotation um die Drehachse am Kompressor montiert ist. Die Riemenscheibe hat eine Außenumfangsfläche, die so konfiguriert ist, dass sie von einem endlosen Kraftübertragungselement angetrieben wird, und eine Innenumfangsfläche, die eine Kupplungsdrehmomentübertragungsfläche bildet. Eine Nabe ist so konfiguriert, dass sie an der Antriebswelle des Kompressors befestigt werden kann. Die Nabe enthält eine Antriebslasche zum Antrieb der Nabe. Eine Schlingfederkupplung hat einen Kraftübertragungs-Endabschnitt, einen Steuer-Endabschnitt und eine Vielzahl von schraubenförmigen Windungen dazwischen zum Eingriff in die Drehmomentübertragungsfläche. Ein Träger führt den Kraftübertragungs-Endabschnitt so, dass ein Ende davon an der Antriebslasche der Nabe anliegt. Ein Aktuator mit einem Elektromagneten und einer Ankerplatte, die mit dem Schlingfederkupplungs-Steuer-Endabschnitt verbunden ist, steuert das Ein- und Ausrücken der Kupplung. Der Elektromagnet ist am Kompressor montiert, und die Ankerplatte ist zwischen einer eingerückten Position, in der die Ankerplatte an der Riemenscheibe anliegt, und einer ausgerückten Position, in der die Ankerplatte nicht an der Riemenscheibe anliegt, axial beweglich. Die Riemenscheibe hat einen Durchmesser von 85 mm oder weniger und der Elektromagnet benötigt weniger als 15 Watt Leistung, um ein Magnetfeld zu erzeugen, um die Ankerplatte in die Eingriffsposition zu drängen, so dass sich die Ankerplatte zusammen mit der Riemenscheibe dreht, wobei die Drehung der Ankerplatte bewirkt, dass sich die schraubenförmigen Windungen in greifenden Eingriff mit der Drehmomentübertragungsfläche ausdehnen, um dadurch der Schlingfederkupplung eine Drehbewegung zu erteilen, die wiederum der Nabe und der Kompressorantriebswelle eine Drehbewegung erteilt.
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Figurenliste
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Zum besseren Verständnis der verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen und um deutlicher zu zeigen, wie sie umgesetzt werden können, wird nun nur beispielhaft auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen, in denen:
- 1 ist eine Draufsicht einer Kraftfahrzeug-Klimaanlagenbaugruppe nach einer ersten Ausführungsform;
- 2 ist eine teilweise Explosionsdarstellung der in dargestellten Klimaanlagenbaugruppe;
- 3A ist eine Explosionsdarstellung einer Drehkupplung entsprechend einer ersten Ausführungsform, die in der Klimaanlagenbaugruppe verwendet wird;
- 3B ist eine Explosionsdarstellung der in gezeigten Drehkupplung, die aus einem entgegengesetzten Blickwinkel aufgenommen wurde; und
- 4 ist eine Querschnittsansicht der in den und gezeigten Drehkupplung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Illustration können, wo dies als angemessen erachtet wird, Bezugszeichen unter den Abbildungen wiederholt werden, um auf entsprechende oder analoge Elemente hinzuweisen. Darüber hinaus werden zahlreiche spezifische Details aufgeführt, um ein gründliches Verständnis der hier beschriebenen Ausführungsformen zu ermöglichen. Diejenigen, die sich in der Technik auskennen, werden jedoch verstehen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details praktiziert werden können. In anderen Fällen wurden bekannte Methoden, Verfahren und Komponenten nicht im Detail beschrieben, um die hier beschriebenen Ausführungsformen nicht zu verdecken. Auch ist die Beschreibung nicht als Einschränkung des Umfangs der hier beschriebenen Ausführungsformen zu betrachten.
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Verschiedene Begriffe, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, können wie folgt gelesen und verstanden werden, sofern der Kontext nichts anderes angibt: „oder“, wie es überall verwendet wird, ist inklusiv, als ob es „und/oder“ geschrieben wäre; einzelne Artikel und Pronomen, wie sie überall verwendet werden, schließen ihre Pluralformen ein und umgekehrt; in ähnlicher Weise schließen geschlechtsspezifische Pronomen ihre Gegenstücke ein, so dass Pronomen nicht so verstanden werden sollten, dass sie irgendetwas, was hier beschrieben wird, auf die Verwendung, Umsetzung, Leistung usw. durch ein einziges Geschlecht beschränken; „exemplarisch“ sollte als „illustrierend“ oder „beispielhaft“ verstanden werden und nicht notwendigerweise als „bevorzugt“ gegenüber anderen Ausführungsformen. Weitere Definitionen von Begriffen können hierin festgelegt werden; diese können für frühere und spätere Fälle dieser Begriffe gelten, wie aus der Lektüre der vorliegenden Beschreibung hervorgeht.
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1 zeigt eine Fahrzeugklimaanlagen- (A/C)-Baugruppe 10, die einen Kompressor wie den Scroll-Kompressor 12 mit einer Antriebsscheibe 14 umfasst. Eine Drehkupplung 16, die im Wesentlichen von der Riemenscheibe 14 gekapselt ist, überträgt oder verhindert selektiv die Übertragung der von der Riemenscheibe 14 empfangenen Drehkraft auf eine Kompressorwelle 18 (siehe 2), die den Kompressor 12 antreibt.
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Unter zusätzlicher Bezugnahme auf die teilweise explodierte Ansicht der Klimaanlagenbaugruppe 10 in 2, die Explosionsdarstellungen der Kupplung 16 in den 3A und 3B und die Querschnittsansicht der Kupplung 16 in 4 enthält die Kupplung 16 einen rotierenden Eingangsteil, der durch die Riemenscheibe 14 bereitgestellt werden kann, und einen rotierenden Ausgangsteil, der durch eine Nabe 20 bereitgestellt werden kann, die an der Kompressorwelle 18 befestigt ist. Aufgrund ihrer Funktion kann die Nabe 20 auch als Wellenmitnehmer bezeichnet werden.
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Die Riemenscheibe 14 kann eine sich axial erstreckende, äußere Umfangswand 14a, eine sich axial erstreckende, innere Umfangswand 14b und eine (in einer sich radial erstreckenden Ebene orientierte) Querstegwand 14c umfassen, die die inneren und äußeren Umfangswände 14a und 14b miteinander verbindet. Die Wände 14a, 14b und 14c können durch spanabhebende Bearbeitungs- oder Stanzoperationen, wie sie in der Technik bekannt sind, einstückig miteinander geformt oder anderweitig aus einem oder mehreren separaten Teilen, die aneinander befestigt sind, geformt werden. Ein Teil der äußeren Umfangswand 14a kann eine Außenfläche 14d enthalten, die zur Aufnahme eines endlosen Kraftübertragungselements (nicht abgebildet) wie z.B. eines Riemens bestimmt ist.
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Ein Lager 22 kann innerhalb der inneren Umfangswand 14b der Riemenscheibe angeordnet werden, die eine umlaufende Lippe 14e zur Fixierung des Lagers 22 enthalten kann. Das Lager 22 kann an einem Kompressorpfosten 24 montiert werden (2) und ermöglicht es der Riemenscheibe 14, sich um den V Kompressorpfosten 24 und die Kompressorwelle 18 zu drehen. In der abgebildeten Ausführungsform ist die Kompressorwelle 18 selbst im Pfosten 24 gelagert (nicht abgebildet), aber in alternativen Ausführungsformen kann die Riemenscheibe 14 über ein Lager direkt auf der Welle 18 gelagert werden, so dass sich beide unabhängig voneinander drehen können.
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Ein Elektromagnet 26 kann fest am Kompressor 12 um den Kompressorpfosten 24 herum montiert werden. Zusammen können die äußere Umfangswand 14a der Riemenscheibe, die Stegwand 14c und die innere Umfangswand 14b einen umlaufenden U-förmigen Kanal bilden, in dem sich der Elektromagnet 26 befinden kann. Der Elektromagnet 26 kann etwas kleiner als der U-förmige Kanal dimensioniert werden, um die Drehung der Riemenscheibe nicht zu behindern.
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Wie in 2 dargestellt, kann die Klimaanlagenbaugruppe 10 in die Fertigungsunterbaugruppen 10a und 10b unterteilt werden. Die Baugruppe 10a umfasst den Kompressor 12 sowie den Elektromagneten 26, das Lager 22 und die Riemenscheibe 14, die alle um den Kompressorpfosten 24 montiert sind. Die Unterbaugruppe 10b wird als „Kupplungspaket“ bezeichnet, das bei der Herstellung an die Unterbaugruppe 10a montiert werden kann. Insbesondere umfasst das Kupplungspaket 10b ein Riemenscheiben-Verlängerungselement 30 und den Naben- oder Wellenmitnehmer 20, von denen ersterer an der äußeren Umfangswand der Riemenscheibe 14a und letzterer an der Antriebswelle des Kompressors 18 befestigt werden kann.
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Wie in den 3A, 3B und 4 zu sehen ist, kann das Riemenscheibenverlängerungselement 30 eine äußere Umfangswand 30a, eine innere Umfangswand 30c und eine Querstegwand 30b (die in einer radial verlaufenden Ebene liegt) umfassen, die die äußeren und inneren Umfangswände 30a, 30c miteinander verbindet. Die äußere Umfangswand 30a kann fest mit der äußeren Umfangswand 14a der Riemenscheibe verbunden werden, z.B. durch eine Presspassung. Die innere Umfangswand 30c kann mit einer radialen Lippe 30d an einem axialen Ende in der Nähe des Elektromagneten 26 enden. Die innere Umfangswand 30c kann eine radiale Innenfläche 30t haben, die als Kupplungs- oder Drehmomentübertragungsfläche fungiert, wie weiter unten näher erläutert wird.
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Der Naben- oder Wellenmitnehmer 20 kann radial einwärts der inneren Umfangswand 30c des Riemenscheibenverlängerungsteils angeordnet werden und dreht sich um eine gemeinsame Drehachse mit der Riemenscheibe 14. Der Naben- oder Wellenmitnehmer 20 kann eine Hauptumfangswand 20a mit einer oder mehreren Laschen 20b (3B), einen Abschlussflansch 20c und ein zentrales Loch 20d aufweisen, das wie abgebildet mit Keilnuten versehen oder mit einem Gewinde versehen werden kann, um die Nabe oder den Wellenmitnehmer 20 an der Antriebswelle des Kompressors 18 zu befestigen oder zu sichern.
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Eine Schlingfederkupplung 34 überträgt oder verhindert den Fluss der Drehkraft zum Naben- oder Wellenmitnehmer 20 von der Riemenscheibe 14 und ihrem Verlängerungselement 30. Insbesondere hat die Schlingfederkupplung 30 einen ersten oder kraftübertragenden Endabschnitt 34a (3A), einen zweiten oder Steuer-Endabschnitt 34b und eine Vielzahl von schraubenförmigen Windungen 34c dazwischen zum Eingriff mit der Drehmomentübertragungsfläche 30t, die von der inneren Umfangswand 30c des Riemenscheiben-Verlängerungselements bereitgestellt wird. In der abgebildeten Ausführungsform ist die Schlingfederkupplung 34 eine „Öffnungsfeder“ in dem Sinne, dass sich ihre schraubenförmigen Windungen 34c ausdehnen, um die Drehmomentübertragungsfläche 30t zu greifen, so dass die Übertragung der Drehkraft von der Riemenscheibe 14 auf den Naben- oder Wellenmitnehmer 20 ermöglicht wird.
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Die Schlingfederkupplung 34 kann um einen Träger 36 gewickelt werden. Der Träger 36 kann eine Umfangswand 36c mit einer axialen Ausdehnung aufweisen, die ausreichend groß ist, um eine Mehrheit, vorzugsweise im Wesentlichen alle schraubenförmigen Windungen 34c der Schlingfeder aufzunehmen und zu tragen. An einem axialen Ende kann die Umfangswand 36c des Trägers in einem Flansch 36f enden, der axial eine schraubenförmige Endwindung 34c1 trägt, die dem Endabschnitt 34a der Schlingfederkupplung zur Kraftübertragung entspricht.
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Der Trägerflansch 36f kann sich auf der Hauptumfangswand 20a des Naben- oder Wellenmitnehmers abstützen und kann Aussparungen 36a (3A) zur Aufnahme der Naben- oder Mitnehmerwellenlaschen 20b enthalten. Der Trägerflansch 36f kann auch einen Führungsschlitz 36b (3B) zur Führung des kraftübertragenden Endabschnitt 34a de Schlingfederkupplung enthalten, so dass sein in Umfangsrichtung weisendes Ende 34e an dem Naben oder Mitnehmerwellen-Lasche 20b anliegt.
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Der Trägerflansch 36f, der die schraubenförmige Endwindung 34c1 führt, wird auf einer Seite durch den Naben- oder Mitnehmerwellen-Abschlussflansch 20c an einer axialen Wanderung gehindert. Der Trägerflansch 36f kann auf der anderen Seite gegen axiale Wanderung gesichert werden durch einen Haltering 38, der z.B. durch Presspassung an der Hauptumfangswand 20a des Naben- oder Wellenmitnehmers fixiert ist.
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Der Großteil des von der Schlingfederkupplung 34 aufgenommenen Drehmoments wird vorzugsweise auf den Naben- oder Wellenmitnehmer 20 über das zusammenstoßen von Kraftübertragungsende/ Lasche 34e, 20b der Schlingfederkupplung übertragen, so dass die vorgenannten Mittel zur Führung des Kraftübertragungs-Endes 34a eine robuste und kontrollierte Kraftübertragungs-Schnittstelle ermöglichen.
In der Drehkupplung 16 können die schraubenförmigen Windungen 34c der Schlingfederkupplung mit einem Nenndurchmesser konfiguriert werden, der höchstens gleich und vorzugsweise etwas kleiner als der Durchmesser der Drehmomentübertragungsfläche 34t ist. Es wird angemerkt, dass einige der schraubenförmigen Windungen leicht unterschiedliche Durchmesser haben können. Die schraubenförmigen Windungen 34c befinden sich daher nicht standardmäßig in einem ausreichend starken Greifeingriff mit der Drehmomentübertragungsfläche, um das Drehmoment von dieser zu übertragen. Die Drehkupplung 16 kann daher als „normal ausgerückte“ Vorrichtung klassifiziert werden.
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Der Steuer-Endabschnitt 34b der Schlingfederkupplung 34 steuert die Ausdehnung der schraubenförmigen Windungen 34c gegen die Drehmomentübertragungsfläche 30t. Der Steuer-Endabschnitt 34b kann einen Mitnehmerzapfen aufweisen, der in einer Umfangsnut 36e (3B) an einem Ende der Trägerumfangswand 36c gegenüber dem Flansch 36f angeordnet ist. Wenn der Steuer-Endabschnitt 34b betriebsmäßig mit der rotierenden Riemenscheibe 14 gekoppelt ist, werden die schraubenförmigen Windungen 34c dazu veranlasst, sich auszudehnen und mit der Drehmomentübertragungsfläche 30t in greifenden Eingriff zu treten. Ein Aktuator 40 steuert die relative Position des Schlingfederkupplungs- Steuer-Endabschnitts 34b. Der Aktuator 40 enthält den Elektromagneten 26 und einen Anker, der eine Ankerplatte 42 und eine Ankervorspannfeder 44 enthalten kann. Die Ankerplatte 42 ist zur Drehung um die gemeinsame Drehachse angeordnet und axial beweglich. Die Ankerplatte 42 kann einen äußeren Plattenabschnitt 42a (der in einer radial verlaufenden Ebene liegt) und einen inneren Umfangswandabschnitt 42b umfassen, der in einem Umfangsflansch 42c endet. Wie in 4 am besten zu erkennen ist, kann der Plattenabschnitt 42a axial mit Spiel zwischen der Riemenscheibenstegwand 14c und dem Riemenscheibenelement 30, wie z.B. seiner radialen Lippe 30d, eingespannt werden. Der innere Umfangswandabschnitt 42b des Ankers kann innerhalb der Umfangswand 36c des Trägers gleiten, was zur Stabilisierung oder Minimierung des Taumelns des axial gleitenden Ankers 42 und zur Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Luftspalts beiträgt. Die Trägerumfangswand 36c, die im Vergleich zu den ansonsten metallischen Teilen der Kupplung eine gewisse Elastizität aufweisen kann, kann durch die radiale Lippe 30d der inneren Umfangswand 30c des Riemenscheiben-Verlängerungsteils abgestützt werden. Die Ankervorspannfeder 44 wirkt zwischen dem Umfangsflansch 42c der Ankerplatte 42 und dem Naben- oder Wellenmitnehmer 20, um die Ankerplatte 42 vom Elektromagneten 26 weg vorzuspannen.
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Der Schlingfederkupplungs-Steuer-Endabschnitt 34b kann in einer im Ankerflansch 42c vorgesehenen Kerbe 42d angeordnet werden.
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Zwischen dem Elektromagneten 26, der Riemenscheibenstegwand 14c und der Ankerplatte 42 entsteht ein Magnetkreis. Wahlweise, wie in 3A am besten zu erkennen ist, weist die Riemenscheibenstegwand 14c vorzugsweise mindestens eine Reihe von Umfangsnuten 14f in der Radialebene auf. Die Riemenscheibenstegwand 14c der abgebildeten Ausführung weist eine erste Reihe von Schlitzen auf, die entlang eines ersten Radius angeordnet sind, und eine zweite Reihe von Schlitzen, die entlang eines zweiten Radius angeordnet sind, wobei die Radien ihren Ursprung in der gemeinsamen Drehachse haben. Wahlweise weist die Ankerplatte 42 ebenfalls vorzugsweise mindestens eine Reihe von Umfangsschlitzen 42e in der Radialebene auf, die gegenüber den Umfangsschlitzen 14f in der Riemenscheibenstegwand 14c radial versetzt sind. Die Ankerplatte 42 der abgebildeten Ausführungsform weist eine einzige Reihe von Schlitzen auf, die entlang eines dritten Radius zwischen dem ersten und zweiten Radius angeordnet sind. Während die exakte Anordnung der Schlitze 14f, 42e für jede spezielle Anwendung modifiziert werden kann, helfen diese und ähnliche Anordnungen bei der Fokussierung und Führung des magnetischen Flusses durch die betroffenen Teile, um den Strombedarf im Vergleich zu massiven Strukturen zu reduzieren.
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Wenn der Aktuator 40 aktiviert ist, zieht der Elektromagnet 26 die Ankerplatte 42 axial in eine eingerastete Position gegen die Riemenscheibenstegwand 14c und klemmt sie fest. Dadurch dreht sich die Ankerplatte 42 zusammen mit der Riemenscheibe 14 und zieht dabei den Steuer-Endabschnitt 34b der Schlingfederkupplung 34, wodurch sich deren schraubenförmigen Windungen 34c in einen starken Klemmeingriff mit der Drehmomentübertragungsfläche 30t des Riemenscheiben-Verlängerungsglieds 30 ausdehnen. Die Drehbewegung der Riemenscheibe 14 und des Riemenscheiben-Verlängerungselements 30 wird auf die Schlingfederkupplung 34 übertragen, die ihrerseits über den Kraftübertragungs-Endabschnitt 34a eine Drehbewegung auf den Naben oder Wellenmitnehmer 20 überträgt.
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Wenn der Aktuator 40 deaktiviert wird, drückt die Vorspannfeder 44 die Ankerplatte 42 in ihre Ruhe- oder Ausrückstellung, wodurch die schraubenförmigen Windungen 34c der Schlingfederkupplung 34 von der Drehmomentübertragungsfläche 30t ausrücken.
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Die Vorspannfeder 44 kann bei einigen Anwendungen weggelassen werden. Ihre Notwendigkeit hängt oft von Fragen des Restmagnetismus ab, die von den für das Elektromagnetgehäuse und die Ankerplatte gewählten spezifischen Materialien, der Größe des magnetischen Luftspalts und anderen Faktoren wie z.B. Mitteln zur Minderung des Restmagnetismus durch periodische Umkehrung des Flusses durch den Magnetkreis abhängen können.
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Bei der Kupplung 16 kann das Auftragen von Schmierfett erforderlich sein, um die Anforderungen an die Haltbarkeit und/oder Langlebigkeit zu erfüllen. Schmierfett hat die Tendenz, sich axial von den erforderlichen Oberflächen, wie z. B. der Grenzfläche Schlingfeder-Kupplung/Drehmomentübertragungsfläche, wegzubewegen. Um die Fettmigration und Leckage zu minimieren, wird an einem axialen Ende durch den Trägerflansch 36f und die Naben- oder Wellenmitnehmerwand 20c eine Dichtungsstruktur geschaffen. Am entgegengesetzten axialen Ende wird die Fettmigration durch die radiale Lippe 30d der inneren Umfangswand 30c des Riemenscheibenverlängerungselements abgeschwächt, die durch die Umfangswand 36c des Trägerflansches und den darüber liegenden Umfangsabschnitt 42b der Ankerplatte abgedichtet wird.
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Eine Kupplungsdichtungskappe 46 dichtet die Kupplung 16 ab.
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Die Klimabaugruppe 10 hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber der herkömmlichen Klimabaugruppe, die einen variablen Kolben- oder Scrollverdichter in Kombination mit einer Reibungskupplung umfasst. Zum Beispiel kann die Drehkupplung 16 wesentlich effizienter sein als Reibungskupplungen. In einer typischen Anwendung benötigt z.B. die Drehkupplung 16 mit einer 10-Ohm-Elektromagnetspule typischerweise weniger als 15 Watt Spitzenleistung, um die Kupplung anfänglich zu aktivieren, und weniger als 5 Watt Dauerleistung, um die Kupplung in Eingriff zu halten. Im Vergleich dazu benötigt eine Reibungskupplung typischerweise 40 Watt Dauerleistung.
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Ein weiteres Beispiel, die Drehmoment-Haltekapazität der Drehkupplung 16 ist nicht stark vom Durchmesser der Riemenscheibe oder der Stromstärke des Elektromagneten abhängig. Zum Beispiel kann die Drehkupplung 16 eine Riemenscheibe mit 85 mm Durchmesser haben, im Gegensatz zu z.B. einer Riemenscheibe mit 95 mm Durchmesser für eine Reibungskupplung. Abhängig von der Größe der Kurbelwellenriemenscheibe kann der Unterschied von 10 mm in der Riemenscheibengröße dazu führen, dass sich die Riemenscheibe und damit die Antriebswelle des Kompressors vergleichsweise 10-20 Prozent schneller dreht. Diese zusätzliche Drehzahl erhöht die Kühlleistung im Leerlauf bei einem gegebenen Kompressorvolumen. Die zusätzliche Kühlkapazität kann es ermöglichen, einen teureren variablen Kolbenkompressor in einigen Klimaanlagenanwendungen durch einen kostengünstigeren Scroll-Kompressor zu ersetzen. Da die kleinere Riemenscheibengröße höhere Kompressordrehzahlen ermöglicht, kann alternativ die Drehkupplung 16 in einigen Klimaanlagenanwendungen einen Kompressor mit geringerem Hubraum durch einen Kompressor mit größerem Hubraum ersetzen.
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Fachkundige Personen werden verstehen, dass noch mehr alternative Implementierungen und Modifikationen möglich sind und dass die obigen Beispiele nur Illustrationen einer oder mehrerer Implementierungen sind. Der Geltungsbereich soll daher nur durch die beigefügten Ansprüche und alle daran vorgenommenen Änderungen eingeschränkt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8387767 [0004]
- US 9068603 [0004]
- US 9038799 [0004]
- US 9267552 [0004]
- US 9556918 [0004]
