DE20023516U1

DE20023516U1 - Umlauf-Übertragungsvorrichtung mit Drehmoment-Begrenzungseinrichtung

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Publication number: DE20023516U1
Application number: DE20023516U
Authority: DE
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2010-06-20

Abstract

Eine Umlauf-Übertragungsvorrichtung, umfassend:
eine Riemenscheibe (107), die durch Aufnahme einer Drehkraft von einer Antriebseinrichtung umläuft;
ein antriebsseitiges Drehelement (121, 122), das so gestaltet ist, dass es mit einer Kompressorwelle verbunden werden kann; und
ein elastisches Element (109), das zwischen der Riemenscheibe (107) und dem antriebsseitigen Drehelement (121, 122) angeordnet ist, wobei das elastische Element (109) die Drehkraft von der Riemenscheibe (107) auf das antriebsseitige Drehelement (121, 122) überträgt; wobei
das antriebsseitige Drehelement (121, 122) eine innenliegende Metallnabe (122) mit einem inneren Ring (131), einem äußeren Ring (132) und drei Brückenabschnitten (133) aufweist, wobei der äußere Ring (132) radial außerhalb vom inneren Ring (131) aus gebildet ist und die Brückenabschnitte den inneren Ring (131) mit dem äußeren Ring (132) verbinden, wobei der innere Ring (131) ein Verbindungselement (135) zum Verbinden mit der Kompressorwelle aufweist und die Brückenabschnitte (133) Sollbruchbereiche (137) aufweisen, die sich innerhalb der Breite der...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umlauf-Übertragungsvorrichtung, die zur Verwendung bei einem Kompressor einer Kraftfahrzeugklimaanlage geeignet ist.
Bei einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Kompressor, der eine von 0% bis 100% veränderbare Kühl- bzw. Kältemittel-Abgabekapazität besitzt, wird auf eine elektromagnetische Kupplung zum Antrieb des Kompressors verzichtet. Wenn jedoch bei dem Kompressor ohne Kupplung die Kompressorwelle blockiert, weil der Kompressor festsitzt und ein übermäßiges Lastmoment (Stoßmoment) auftritt, hört die die Kompressorwelle antreibende Riemenscheibe auf umzulaufen. Auf diese Weise gleitet der von dem Motor angetriebene Keilriemen an der Riemenscheibe, wodurch der Keilriemen reißt.
Zur Lösung dieses Problems wird eine Umlauf-Übertragungsvorrichtung mit einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung zur Unterbrechung der Umlaufübertragung von dem Motor an den Kompressor, wenn ein übermäßiges Lastmoment infolge eines Blockierens der Kompressorwelle auftritt, verwendet. Hierbei bedeutet ein übermäßiges Lastmoment, dass die Differenz des Moments zwischen der Riemenscheibe und der Kompressorwelle einen Schwellenwert überschreitet.
Die Umlauf-Übertragungsvorrichtung verfügt über eine Riemenscheibe, eine äußere Nabe, einen Flansch, eine innere Nabe und eine Vielzahl von Reibplatten. Die Riemenscheibe läuft infolge der Aufnahme der Umlaufkraft von dem Motor über den Keilriemen um. Die äußere Nabe ist mit der Riemenscheibe verbunden, und der Flansch ist mit der äußeren Nabe über einen Gummidämpfer verbunden. Die innere Nabe ist mit der Kompressorwelle verbunden, und die Vielzahl der Reibplatten ist zwischen dem Flansch und der innere Nabe vorgesehen. Wenn die Kompressorwelle blockiert, wobei sie ein übermäßiges Lastmoment erzeugt, wird die Umlaufübertragung von dem Flansch an die innere Nabe unterbrochen. Die Riemenscheibe, die äußere Nabe, der Flansch, die innere Nabe und die Reibplatten sind aus Metall, beispielsweise aus Eisen, hergestellt.
Jedoch ist die Anzahl der Teile der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung groß, wodurch die Kosten des Produkts erhöht sind. Die Reibplatten sind in der axialen Richtung vorgesehen, wodurch die axiale Abmessung der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung vergrößert ist. Ferner sind die meisten der Teile dieser Umlauf-Übertragungsvorrichtung aus Metall, beispielsweise aus Eisen, hergestellt, wodurch das Gewicht der gesamten Umlauf-Übertragungsvorrichtung vergrößert ist.
JP-A-10-47 244 offenbart eine weitere herkömmliche Umlauf-Übertragungsvorrichtung. Diese Umlauf-Übertragungsvorrichtung verfügt ebenfalls über eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung, die die Umlaufübertragung unterbricht, wenn die Kompressorwelle blockiert wird. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung verfügt über ein Zwischenelement mit einem sich elastisch transformierenden Bereich, der aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt ist. Das Zwischenelement ist mit einem Teil von Riemenscheibe und Nabe verbunden und mit dem anderen Teil pressverbunden, um mit diesem umzulaufen. Wenn der Kompressor normal arbeitet, absorbiert der sich elastisch transformierende Bereich Schwankungen des Drehmoments von der Kompressorwelle. Wenn ein übermäßiges Lastmoment auftritt (wenn die Welle blockiert wird), schmilzt Reibungswärme, die durch Reibungswärme an der Pressverbindungs-Fläche erzeugt wird, den sich elastisch transformierenden Bereich, wodurch die Übertragung des übermäßigen Lastmoments von der Welle an die Riemenscheibe unterbrochen wird.
Jedoch macht diese herkömmliche Umlauf-Übertragungsvorrichtung eine große Anzahl von Teilen und einen Raum erforderlich, wo das Zwischenelement vor einem Lager, das die Riemenscheibe abstützt, vorgesehen ist, wodurch die Gesamtgröße der Umlauf-Übertragungsvorrichtung vergrößert ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Größe, das Gewicht und die Herstellungskosten einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung einschließlich einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung zu reduzieren.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung innerhalb der axialen Abmessung eines antriebsseitigen Umlaufelements (einer zylindrischen Wand einer Riemenscheibe) angeordnet.
Auf diese Weise kann die axiale Abmessung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung im Vergleich zu einer herkömmlichen Umlauf-Übertragungsvorrichtung verkleinert sein, wodurch die Gesamtgröße der Umlauf-Übertragungsvorrichtung mit der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung verkleinert ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung einen axialen Raum, der in der Riemenscheibe ausgebildet ist, und einen Stift auf, der vorstehend und sich von der Abgabescheibe aus erstreckt. Der Stift ist in den axialen Raum eingesetzt und wird abgebrochen, wenn ein übermäßiges Drehmoments zwischen der Riemenscheibe und der Abgabescheibe auftritt. Das heißt, die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung kann, weil die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung einstückig mit der Riemenscheibe und der Abgabescheibe vorgesehen ist, ohne mehrere Reibplatten erreicht werden. Somit ist die Anzahl der Teile und der Zusammenbauvorgänge für die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung verkleinert, wodurch der Preis des Produkts herabgesetzt ist. Ferner ist die Abgabescheibe aus Kunststoff hergestellt, der leichter und preiswerter als Metallmaterial, beispielsweise Eisen, ist, wodurch das Gewicht und die Herstellungskosten der gesamten Umlauf-Übertragungsvorrichtung herabgesetzt sind.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Nabe, die mit einer Umlaufwelle einer Umlaufmaschine verbunden ist, eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung auf. Das heißt, es ist ein Bruchbereich, der abgebrochen wird, wenn das übermäßige Lastmoment zwischen der Riemenscheibe und der Nabe auftritt, in der Nabe vorgesehen. Auf diese Weise ist die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung vereinfacht, und ist die Anzahl der Teile und der Zusammenbauvorgänge für die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung verkleinert, wodurch die Kosten des Produkts herabgesetzt sind.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Umlauf-Übertragungsvorrichtung eine erste Nabe und eine zweite Nabe auf. Die erste Nabe läuft durch Aufnahme der Umlaufkraft von einer Riemenscheibe aus um. Die zweite Nabe ist mit einer Umlaufwelle einer Umlaufmaschine verbunden und läuft durch Aufnahme der Umlaufkraft von der ersten Nabe aus um. Wenn ein übermäßiges Lastmoments zwischen der ersten Nabe und der zweiten Nabe auftritt, wird ein Verwendungsbereich hierzwischen abgebrochen, weil mindestens eine dieser Naben aus Kunststoff oder gesintertem Metall hergestellt ist. Das heißt, die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist ohne Hinzufügung von ergänzenden Teilen erreicht. Auf diese Weise ist die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung vereinfacht, und ist die Anzahl ihrer Teile verkleinert, wodurch die Gesamtgröße der Umlauf-Übertragungsvorrichtung mit der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung verkleinert ist.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Umlauf-Übertragungsvorrichtung eine Nabe auf, die aus Kunststoff oder gesintertem Metall hergestellt ist. Die Nabe läuft durch Aufnahme einer Umlaufkraft von einer Riemenscheibe aus um. Die Nabe ist mit einer Umlaufwelle einer Umlaufmaschine verbunden. Wenn ein übermäßiges Lastmoment zwischen der Nabe und der Umlaufwelle auftritt, wird ein Verbindungsbereich hier zwischen abgebrochen, weil die Nabe aus Kunststoff oder gesintertem Metall hergestellt ist. Das heißt, die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist ohne Hinzufügung von ergänzenden Teilen erreicht. Auf diese Weise ist die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung vereinfacht, und ist die Anzahl ihrer Teile verkleinert, wodurch die Gesamtgröße der Umlauf-Übertragungsvorrichtung mit der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung verkleinert ist.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leichter und deutlicher aus der nachfolgenden Detailbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen bei gemeinsamer Betrachtung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
1 einen Schritt mit der Darstellung eines Hauptbereichs einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (erste Ausführungsform);
2 eine Vorderansicht mit der Darstellung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung (erste Ausführungsform);
3 einen Schnitt entlang der Linie III–III in 2 (erste Ausführungsform);
4 eine Vorderansicht mit der Darstellung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung und von Gummidämpfern (erste Ausführungsform);
5 eine Vorderansicht mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (zweite Ausführungsform);
6 einen Schnitt entlang der Linie VI–VI in 5 (zweite Ausführungsform);
7 einen Schnitt entlang der Linie VII–VII (zweite Ausführungsform);
8 eine Vorderansicht mit der Darstellung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung und von Gummidämpfern (zweite Ausführungsform);
9A eine Seitenansicht mit der Darstellung eines Gummidämpfers (dritte Ausführungsform);
9B eine Vorderansicht mit der Darstellung des Gummidämpfers (dritte Ausführungsform);
9C einen Schnitt entlang der Linie IXC–IXC in 9B (dritte Ausführungsform);
10 eine Vorderansicht mit der Darstellung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung (dritte Ausführungsform);
11 einen Schnitt entlang der Linie XI–XI in 10 (dritte Ausführungsform);
12A eine Vorderansicht mit der Darstellung einer Abgabescheibe (dritte Ausführungsform);
12B eine Seitenansicht mit der Darstellung eines Hauptbereichs der Abgabescheibe (dritte Ausführungsform);
13 einen Schnitt mit der Darstellung eines Hauptbereichs einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (vierte Ausführungsform);
14 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (fünfte Ausführungsform);
15 eine Vorderansicht mit der Darstellung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung (fünfte Ausführungsform);
16 eine Vorderansicht mit der Darstellung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung ohne eine äußere Nabe aus Kunststoff (fünfte Ausführungsform);
17 einen Schnitt mit der Darstellung des Bereichs rund um den Gummidämpfer (fünfte Ausführungsform);
18 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (sechste Ausführungsform);
19 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (siebte Ausführungsform);
20 eine Vorderansicht mit der Darstellung der Umlauf-Übertragungsworrichtung (siebte Ausführungsform);
21 eine Vorderansicht mit der Darstellung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung ohne eine äußere Nabe aus Kunststoff (siebte Ausführungsform);
22 einen Schnitt mit der Darstellung des Bereichs rund um den Gummidämpfer (siebte Ausführungsform);
23 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (achte Ausführungsform);
24 eine perspektivische Ansicht mit der Darstellung einer inneren Nabe und einer äußere Nabe (achte Ausführungsform);
25 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (neunte Ausführungsform);
26A–26D je einen Schnitt mit der Darstellung von Keilbereichen der Nabe aus Kunststoff (neunte Ausführungsform);
27 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (zehnte Ausführungsform);
28A–28C je einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Einschränkungsvorrichtung (zehnte Ausführungsform);
29 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (elfte Ausführungsform;
30 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (zwölfte Ausführungsform);
31 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (erstes Beispiel einer dreizehnten Ausführungsform;)
32 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (zweites Beispiel der dreizehnten Ausführungsform) und
33 einen Schnitt mit der Darstellung einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung (drittes Beispiel der dreizehnten Ausführungsform).
(Erste Ausführungsform)
Nachfolgend wird die erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1–4 beschrieben. 1 zeigt die Hauptelemente einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, und 2 und 3 zeigen die Gesamtstruktur der Umlauf-Übertragungsvorrichtung.
Die Umlauf-Übertragungsvorrichtung ist in einem Fahrzeug-Motorraum, in dem ein Fahrzeugmotor eingebaut ist, angeordnet. Die Umlauf-Übertragungsvorrichtung überträgt eine Umlaufkraft des Motors an einen Kühl- bzw. Kältemittelkompressor 1, der ein Element einer Fahrzeugklimaanlage ist.
Der Kompressor 1, der lediglich ein Beispiel einer Umlaufmaschine bei der vorliegenden Erfindung ist, besitzt eine veränderbare Kühl- bzw. Kältemittel-Abgabekapazität von 0% bis 100%. Der Kompressor 1 besitzt ein Kompressorgehäuse 3 und eine Umlaufwelle 2, die mittels des Kompressorgehäuses 3 drehbar gelagert ist. Das Kompressorgehäuse 3 besitzt einen zylindrischen Vorsprungsbereich 4, der in Richtung zu dem inneren Umfang der Umlauf- Übertragungsvorrichtung hin vorsteht. Der Kompressor 1 saugt Kühl- bzw. Kältemittel von einem Verdampfer aus an und komprimiert es zu Hochtemperatur- und Hochdruck-Kühl- bzw. Kältemittel. Das komprimierte Kühl- bzw. Kältemittel wird in einen Kondensator abgegeben.
Hierbei ist ein mehrstufiger Keilriemen (nicht dargestellt) um eine Riemenscheibe 5 der Umlauf-Übertragungsvorrichtung sowie um eine Kurbelriemenscheibe des Fahrzeugmotors und um andere Riemenscheiben von Hilfseinrichtungen (beispielsweise der Lichtmaschine, der Wasserpumpe, der Fluidpumpe der Servolenkung) herum gelegt.
Die Umlauf-Übertragungsvorrichtung weist die Riemenscheibe 5, eine Abgabescheibe 6, eine Vielzahl von axialen Räumen 7, die in der Riemenscheibe 5 ausgebildet sind, eine Vielzahl von Stiften 8, die von der rückwärtigen Fläche der Abgabescheibe 6 aus vorstehen, und eine Vielzahl von Gummidämpfern 9 auf. Der Gummidämpfer 9 ist zwischen dem inneren Umfang des axialen Raums 7 und dem äußeren Umfang des Stifts 8 angeordnet.
Ferner weist die Umlauf-Übertragungsvorrichtung eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung auf. Wenn die Umlaufwelle 2 blockiert ist, weil der Kompressor 1 festsitzt und ein übermäßiges Lastmoment (Stoßmoment) auftritt, unterbricht die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung die Umlaufübertragung von dem Motor an die Umlaufwelle 2 des Kompressors 1. Hierbei bedeutet ein übermäßiges Lastmoment, dass die Differenz des Drehmoments zwischen der Riemenscheibe 5 und der Abgabescheibe 6 einen Schwellenwert überschreitet.
Wie in 3 dargestellt ist, weist die Riemenscheibe 5 eine zylindrische Wand 11 und eine ringförmige Seitenwand 12 auf. Die zylindrische Wand 11 ist im Wesentlichen zylindrisch gestaltet und steht stets im Umlauf, wenn der Motor arbeitet. Die ringförmige Seitenwand 12 erstreckt sich von dem rückwärtigen Ende der zylindrischen Wand 11 aus radial einwärts. Die zylindrische Wand 11 besitzt eine Vielzahl von V-förmigen Nuten, die an ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet sind und die mehreren V-förmigen Nuten entsprechen, die an der inneren Umfangsfläche des Keilriemens ausgebildet sind.
Die Seitenwand 12 weist einen zylindrischen Bereich 12a an ihren inneren Umfang auf, der durch einen Vorsprungsbereich 4 des Kompressorgehäuses 3 über ein Lager 14 drehbar abgestützt ist. Ferner weist die Seitenwand 12 axial dicke Bereiche 15 und axial dünne Bereichen 16 auf, die in Umfangsrichtung und abwechselnd in Intervallen von 90° angeordnet sind. Hierbei sind die axial dünnen Bereichen 16 zur Herabsetzung der Materialkosten dünn ausgebildet.
In Jedem axial dicken Bereich 15 ist ein axialer Raumbereich 7 ausgebildet, der den dicken Bereich 15 axial durchdringt. Bei dieser Ausführungsform sind vier dicke Bereiche 15 mit axialen Räumen 7 vorgesehen. Jeder axiale Raum 7 weist ein Übertragungsloch 17 auf. Der Gummidämpfer 9 ist in dem Übertragungsloch 17 eingebaut, und das Übertragungsloch 17 überträgt während des normalen Betriebs ein Drehmoment.
Weiter weist der axiale Raum 7 ein Einsetzloch 18 an seiner rückwärtigen Seite (an der in 1 rechten Seite) auf, in die ein Ende des Stifts 8 lose eingesetzt ist. Der innere Durchmesser des Einsetzlochs 18 ist kleiner als derjenige des Übertragungslochs 17, und das Einsetzloch 18 überträgt ein Drehmoment, wenn die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung arbeitet.
Wie in 1 dargestellt ist, weist jeder axiale Raum 7 einen Anschlag 19 und ein konisches Loch 20 zwischen dem Übertragungsloch 17 und dem Einsetzloch 18 auf. Der Anschlag 19 verhindert das Verrutschen des Gummidämpfers 9 in der axialen Richtung, und das konische Loch 20 verbindet den Anschlag 19 mit dem Einsetzloch 18.
Die Abgabescheibe 16 ist aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise aus Nylon 66, oder aus thermisch härtendem Kunststoff, beispielsweise aus Phenolharz, hergestellt.
Die Abgabescheibe 6 weist einen Ansatzbereich 21, eine Seitenwand 22 und vier Stifte 8 auf. Der Ansatzbereich 21 ist mit dem vorderen Ende der Umlaufwelle 2 des Kompressors 1 verbunden. Die Seitenwand 22 erstreckt sich von dem Ansatzbereich 21 aus radial nach außen. Die Stifte 8 stehen von Wien den radial äußeren Flächenbereich der Seitenwand 22 aus vor und erstrecken sich nach hinten. Ein innerer Keil ist an dem inneren Umfang des Ansatzbereichs 21 ausgebildet, um eine Verbindung mit einem äußeren Keil, der an dem vorderen Ende der Welle 2 ausgebildet ist, herzustellen.
Die Seitenwand 22 weist ein Einsetzloch 24 an ihrem Zentrum auf. Eine Befestigungsschraube 23 ist die durch das Einsetzloch 24 hindurch eingesetzt und in ein Innengewinde eingeschraubt, das an dem vorderen Ende der Welle 2 ausgebildet ist. Der Kopf der Befestigungsschraube 23 befestigt die Seitenwand 22 an dem vorderen Ende der Welle 2, um die Abgabescheibe 6 an der Welle 2 zu befestigen.
Jeder Stift 8 ist zylindrisch ausgebildet und steht von dem Inneren eines ringförmigen Schlitzes 25 aus vor, der an dem radial äußeren Flächenbereich der rückwärtigen Seite der Seitenwand 22 ausgebildet ist. Jeder Stift 8 weist einen Fuß- bzw. Wurzelbereich 8a, einen Hauptbereich 8b und einen Endbereich 8c auf. Der Fuß- bzw. Wurzelbereich 8a ist in das Übertragungsloch 17 lose eingesetzt, der Hauptbereich 8b ist in das konische Loch 20 lose eingesetzt, und der Endbereich 8c ist in das Einsetzloch 18 lose eingesetzt.
Die axialen Räumen 7 und die Stifte 8 bilden die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung und sind in Umfangsrichtung in Intervallen von 90° angeordnet. Die axialen Abmessungen des axialen Raums 7 und des Stifts 8 sind kleiner als die axiale Abmessung der zylindrischen Wand 11 der Riemenscheibe 8. Das heißt, der axiale Raum 7 und der Stift 8 sind in der axialen Richtung innerhalb der zylindrschen Wand 11 angeordnet.
Eine Vielzahl von polygonalen oder kreisförmigen Mulden 26 ist an den radial äußeren Bereichen der Vorderseite der Seitenwand 22 ausgebildet. Diese Mulden 26 sind an der umfangsseitigen Stelle ausgebildet, an der die Stifte 8 angeordnet sind. Infolge der Mulden 26 und der Schlitze 25 werden, wenn ein übermäßiges Lastmoment (Stoßmoment) in der Umlauf-Übertragungsvorrichtung auftritt, die Stifte 8 an ihren Fußbereichen 8a abgebrochen, um die Stifte 8 von der Seitenwand 22 der Abgabescheibe 6 zu trennen.
Jeder Gummidämpfer 9 ist aus Chloridbutyl-Gummi, aus Butadien-Styrol-Gummi, aus Naturgummi oder dergleichen, hergestellt und zylindrisch ausgebildet. Jeder Gummidämpfer 9 ist zwischen dem Übertragungsloch 17 des axialen Raums 7 und dem Wurzel- bzw. Fußbereich 8a des Stifts 8 eingebaut, um Schwankungen des Drehmoments von der Riemenscheibe 5 an die Abgabescheibe 6 zu absorbieren.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Umlauf-Übertragungsvorrichtung mit der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung erläutert.
Wenn der Kompressor 1 normal arbeitet, sind die Übertragungslöcher 17 der axialen Räumen 7 mit den Wurzel- bzw. Fußbereichen 8a der Stifte 8 über die Gummidämpfer 9 verbunden. Wenn der Motor arbeitet und seine Kurbelwelle umläuft, wird die Umlaufkraft (Drehmoment) des Motors an die zylindrische Wand 11 der Riemenscheibe 5 übertragen. Zu dieser Zeit nehmen die Stifte 8 eine Kraft von den Übertragungslöchern 17 aus auf, was durch die Drehmoment-Übertragungsvorrichtung bewirkt ist, und zwar an ihren Wurzel- bzw. Fußbereichen 8a (an dem Punkt A in 1).
Auf diese Weise wird das Umlauf-Drehmoment von dem Übertragungslöchern 17 aus an die Stifte 8 über die Gummidämpfer 9 übertragen, sodass die Abgabescheibe 6 mit der Riemenscheibe 5 umläuft. Auf diese Weise wird die Umlaufkraft des Motors an die Kompressorwelle 2 übertragen, und arbeitet der Kompressor 1.
Wenn die Umlaufwelle 2 infolge des Festsitzens des Kompressors 1 blockiert ist, hört die Abgabescheibe 6 auf umzulaufen, läuft jedoch die Riemenscheibe 5 weiter um. Somit tritt ein übermäßiges Lastmoment (Stoßmoment) zwischen der Riemenscheibe 5 und der Abgabescheibe 6 auf.
Das heißt, wenn die Differenz des Drehmoments zwischen der Riemenscheibe 5 und der Abgabescheibe 6 einen Schwellenwert überschreitet, nehmen die Stifte 8 eine Kraft von den Einsetzlöchern 18 aus auf, was durch die Drehmomentübertragung bewirkt ist, und zwar an ihren Endbereichen 8c (Punkt B in 1).
Weil die Endbereich 8c weit von den Wurzel- bzw. Fußbereichen 8a entfernt sind, wirken große Beanspruchungen an den Wurzel- bzw. Fußbereichen 8a, sodass die Wurzel- bzw. Fußbereiche 8a abgebrochen werden. Dann wird die seitliche Wand 22 der Abgabescheibe 6 von dem Stift 8 getrennt, und laufen die Riemenscheibe 5 und der Gummidämpfer 9 gegenüber der Abgabescheibe 6 frei um. Auf diese Weise arbeitet, wenn die Differenz des Drehmoments zwischen der Riemenscheibe 5 und der Abgabescheibe 6 den Schwellenwert überschreitet, die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung, um die Drehmomentübertragung von der Riemenscheibe 5 aus an die Abgabescheibe 6 zu unterbrechen, wodurch die Umlaufübertragung von dem Motor an die Kompressorwelle 2 unterbrochen wird.
Weil hier die Wurzel- bzw. Fußbereichen 8a mittels der Gummidämpfer 9 abgestützt sind und die Endbereiche 8c mittels der Einsetzlöcher 18 abgestützt sind, laufen die Stifte 8, die abgebrochen und von der Seitenwand 22 getrennt sind, mit der Riemenscheibe 5 und dem Gummidämpfer 9 um.
Diese Umlaufbewegungen der Stifte 8 und der Gummidämpfer 9 mit der Riemenscheibe 5 verhindern die Umlaufbewegung der Riemenscheibe 5 nicht. Das heißt, wenn die Stifte 8 an den Wurzel- bzw. Fußbereichen 8a abgebrochenen werden, wird der Betrieb der Drehmomentbegrenzung abgeschlossen, auf welche Weise die Umlaufübertragung von der Riemenscheibe 5 aus zu der Abgabescheibe 6 hin mit Sicherheit unterbrochen wird.
Auf diese Weise wird sogar dann, wenn die Differenz des Drehmoments zwischen der Riemenscheibe 5 und der Abgabescheibe 6 den Schwellenwert erreicht, die Drehzahl der Riemenscheibe 5 nicht herabgesetzt, sodass keine Drehzahldifferenz zwischen der Riemenscheibe 5 und dem Keilriemen auftritt. Als Folge gleitet der Keilriemen nicht an der Riemenscheibe 5, wodurch ein Verschleiß und/oder Bruch des Keilriemens verhindert ist.
Wie oben beschrieben worden ist, ist bei der Umlauf-Übertragungsvorrichtung mit der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform die Abgabescheibe 6 aus Kunststoff hergestellt, der leichter und preiswerter als Metallmaterial, beispielsweise aus Eisen, ist, wodurch das Gewicht und die Herstellungskosten der Umlauf-Übertragungsvorrichtung herabgesetzt sind. Weiter kann, weil die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung einstückig innerhalb der Riemenscheibe 5 und der Abgabescheibe 6 vorgesehen ist, die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ohne mehrere Reibplatten erreicht werden. Somit ist die Anzahl der Teile und der Zusammenbauvorgänge für die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung herabgesetzt, wodurch der Preis des Produkts herabgesetzt ist.
Die axialen Abmessungen der axialen Räumen 7 und der Stifte 8, die die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung bilden, sind derart gewählt, dass die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung in der axialen Richtung innerhalb der zylindrischen Wand 11 angeordnet ist. Auf diese Weise kann die axiale Abmessung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung im Vergleich mit einer herkömmlichen Umlauf Übertragungsvorrichtung mit mehreren Reibplatten verkleinert sein, wodurch die Gesamtgröße der Umlauf-Übertragungsvorrichtung verkleinert ist.
Wenn die Umlauf-Übertragungsvorrichtung von einem Keilriemen mit weiteren Hilfseinrichtungen (beispielsweise der Lichtmaschine, der Wasserpumpe, der Fluidpumpe für die Servolenkung, etc.) Gebrauch macht und die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung unter übermäßigem Lastmoment arbeitet, kann die Riemenscheibe ihre Umlaufbewegung fortsetzen. Daher verschleißt und bricht der Keilriemen nicht, sodass die Hilfseinrichtungen kontinuierlich arbeiten.
(Zweite Ausführungsform)
Bei der zweiten Ausführungsform weist, wie in 5–8 dargestellt ist, eine Riemenscheibe 5 acht axial dicke Bereiche 35 auf. Ein rechteckiger axialer Raum 7 ist dem jedem axial dicken Bereich 35 ausgebildet. Diese dicken Bereiche 35, die axiale Räume 7 aufweisen, sind in einer Seitenwand 32 der Riemenscheibe 5 in Intervallen von 45° in Umfangsrichtung angeordnet. Jeder axiale Raum 7 weist ein Übertragungsloch 37 an seiner vorderen Seite (an der in 6 linken Seite) und ein Einsetzloch 38 an seiner rückwärtigen Seite (an der in 6 rechten Seite) auf. Der Innendurchmesser des Einsetzlochs 38 ist kleiner als derjenige des Übertragungslochs 37. Wie in 8 dargestellt ist, weist das Übertragungsloch 37 Vorsprünge 37a und 37b auf. Die Vorsprünge 37a und 37b berühren einen U-förmigen Gummidämpfer 9 in der Umlaufrichtung, um das Drehmoment an den Gummidämpfer 9 zu übertragen.
Wie in 7 dargestellt ist, weist jeder axiale Raum 7 einen Anschlag 39 und ein Verbindungslach 40 zwischen dem Übertragungsloch 37 und dem Einsetzloch 38 auf. Der Anschlag 39 verhindert das Verrutschen des Gummidämpfers 9 in der axialen Richtung, und das Verbindungsloch 40 verbindet das Übertragungsloch 37 mit dem Einsetzloch 38. Hierbei ist der Innendurchmesser des Verbindungslachs 40 kleiner als derjenige des Übertragungslochs 37 und größer als derjenige des Einsetzlochs 38. Weiter sind wie bei der ersten Ausführungsform die dicken Bereiche 35 mittels axial dünner Bereiche 36 zur Herabsetzung der Materialkosten getrennt.
Die Abgabescheibe 6 weist acht rechteckig gestaltete Plattenstifte 8 auf. Jeder Stift 8 steht von dem Inneren eines ringförmigen Schlitzes 45 aus, der in dem radial äußeren Flächenbereich der Seitenwand 22 ausgebildet ist, vor und erstreckt sich nach hinten. Jeder Stift 8 besitzt einen Wurzel- bzw. Fußbereich 8a, einen Hauptbereich 8b und einen Endbereich 8c. Der Wurzel- bzw. Fuß bereich 8a ist in das Übertragungsloch 37 lose eingesetzt, der Hauptbereich 8b ist in das Verbindungsloch 40 lose eingesetzt, und der Endbereich 8c ist in das Einsetzloch 38 lose eingesetzt.
An dem radialen äußeren Flächenbereich der Vorderseite der Seitenwand 22 ist eine Vielzahl von nadelförmigen Schlitzen 46 ausgebildet. Diese nadelförmigen Schlitze 46 sind an in Umfangsrichtung gelegenen Stellen ausgebildet, an denen die Stifte 8 ausgebildet sind. Infolge der nadelförmigen Schlitze 46 und der ringförmigen Schlitze 45 werden, wenn ein übermäßiges Lastmoment (Stoßmoment) in der Umlauf-Übertragungsvorrichtung auftritt, die Stifte 8 an ihren Wurzel- bzw. Fußbereichen 8a abgebrochen, um die Stifte 8 von der Seitenwand 22 der Abgabescheibe 6 zu trennen.
Wie in 8 dargestellt ist, ist jeder Gummidämpfer 9 in einer U-förmigen Gestalt ausgebildet. Die offenen Enden des U-förmigen Gummidämpfers 9 sind radial nach außen gewandt, und sein geschlossenes Ende ist radial nach innen gewandt. Die beiden Seitenwände des U-förmigen Gummidämpfers 9 berühren die Vorsprünge 37a und 37b des Übertragungslochs 37. Auf diese Weise ist der Gummidämpfer 9 zwischen dem Übertragungsloch 37 des axialen Raums 7 und dem Wurzel- bzw. Fußbereich 8a des Stifts 8 eingebaut.
Wenn der Kompressor 1 normal arbeitet, wird die Umlaufkraft (Drehmoment) des Motors an die zylindrische Wand 11 der Riemenscheibe 5 über den Keilriemen übertragen. Zu dieser Zeit nehmen die Stifte 8 eine Kraft von den Vorsprüngen 37a und 37b auf, was durch die Drehmomentübertragung bewirkt wird, und zwar an ihren Wurzel- bzw. Fußbereichen 8a (Punkt C 6). Auf diese Weise wird das Umlauf-Drehmoment von der Riemenscheibe 5 an die Abgabescheibe 6 über die Gummipuffer 9 übertragen, sodass die Umlaufscheibe 6 mit der Riemenscheibe 5 umläuft.
Wenn die Umlaufwelle 2 infolge des Festsitzens des Kompressors 1 blockiert ist, das heißt, wenn die Differenz des Drehmoments zwischen der Riemenscheibe 5 und der Abgabescheibe 6 den Schwellenwert überschreitet, nehmen die Stifte 8 eine Kraft von den Einsetzlöchern 38 aus auf, was durch die Drehmomentübertragung bewirkt wird, und zwar an ihren Endbereichen 8c (Punkt D in 6).
Weil die Endbereiche 8c von den Wurzel- bzw. Fußbereichen 8a weit entfernt sind, wirken große Beanspruchungen an den Wurzel- bzw. Fußbereichen 8a, sodass die Wurzel- bzw. Fußbereiche 8a abgebrochen werden. Hierdurch wird die Drehmomentübertragung von der Riemenscheibe 5 an die Abgabescheibe 6 unterbrochen, wodurch die Umlaufübertragung von dem Motor an die Kompressorwelle 2 unterbrochen wird.
(Dritte Ausführungsform)
Bei der dritten Ausführungsform weist, wie in 9A–12B dargestellt ist, eine Seitenwand 12 der Riemenscheibe 5 sechs axial dicke Bereiche 15 auf. Ein axialer Raum 7 ist in jedem axial dicken Bereich 15 ausgebildet. Wie in 10 dargestellt ist, verengt sich der axiale Raum 7 in Umfangsrichtung in der radial einwärts gerichteten Richtung.
Wie in 10 dargestellt ist, weist jede Innenwand einen Vorsprung 51 auf, das heißt, es ist ein Paar von Vorsprüngen 51 in dem axialen Raum 7 vorgesehen. Jeder Vorsprung 51 drückt gegen den Gummidämpfer 9. Die Vorsprünge 51 übertragen das Umlauf-Drehmoment an die Stifte 8 über die Gummidämpfer 9, während der Kompressor 1 normal arbeitet. Jeder Vorsprung 51 besitzt eine Einengung 52 an dem seinem vorderen Ende, dies derart, dass der Abstand dazwischen von der hinteren Seite aus zu der Vorderseite hin allmählich zunimmt. Als eine Folge wird der Gummidämpfer 9 leicht in den axialen Raum 7 eingesetzt. Hierbei kann der Vorsprung 51 einschließlich der Einengung 52 kugelförmig gestaltet sein.
Wie in 10 dargestellt ist, weist jeder axiale Raum 7 ein Paar von äußeren abgerundeten Ecken 53, um radial äußere Ecken 73 des Gummidämpfers 9 abzustützen, und ein Paar von inneren abgerundeten Ecken 54 auf, um radial innere Ecken 74 des Gummidämpfers 9 abzustützen.
Weiter begrenzt der axiale Raum 7 einen ersten Spalt 55 zwischen seiner äußeren Innenwand und dem Gummidämpfer 9 und einen zweiten Spalt 56 zwischen seiner inneren Innenwand und dem Gummidämpfer 9. Hierbei ist die Größe des ersten und des zweiten Spalts im Hinblick darauf gewählt bzw. eingestellt, die Federcharakteristik (Dämpfercharakteristik) des Gummidämpfers 9 einzustellen.
Wie in 12A dargestellt ist, stehen sechs Stifte 8 von dem radialen äußeren Flächenbereich der Rückseite der Seitenwand 22 aus vor, und erstrecken sie sich axial, um in die axialen Räume 9 eingesetzt zu sein. Wie in 12B dargestellt ist, weist jeder Stift 8 einen Wurzel- bzw. Fußbereich 8a und einen Hauptbereich 62 mit einer plattenförmigen Querschnittsgestalt und einen Kopfbereich 63 mit einer kreisförmigen Querschnittsgestalt auf.
Jeder Wurzel- bzw. Fußbereich 8a weist ein Paar von Einengungen 61 derart auf, dass sein Außendurchmesser in Richtung nach hinten allmählich abnimmt. Jeder Hauptbereich 62 ist in einen zentralen Raum 71 (9A und 9B) eines der Gummidämpfer 9 eingesetzt und berührt die innere Oberfläche des Gummidämpfers 9. Jeder Kopfbereich 63 ist zylindrisch gestaltet und in ein kreisförmiges Loch 72 (9A–9C) des Gummidämpfers 9 eingesetzt.
Jeder Gummidämpfer 9 ist aus Chloridbutyl-Gummi, Butadien-Styrol-Gummi, natürlichem Gummi oder dergleichen hergestellt und in einer U-Gestalt ausgebildet. Jeder Gummidämpfer 9 ist zwischen der Innenwand des axialen Raums 7 und der äußeren Oberfläche des Stifts 8 eingesetzt.
Wie in 9A und 9B dargestellt ist, weist jeder Gummidämpfer 9 ein Paar von äußeren abgerundeten Ecken 73, die mittels der äußeren abgerundeten Ecken 53 des axialen Raums 7 abzustützen sind, und ein Paar von inneren abgerundeten Ecken 74 auf, die mittels der inneren abgerundeten Ecken 54 des axialen Raums 7 abzustützen sind.
Ferner weist jeder Gummidämpfer 9 ein Paar Flügel 75 auf, die die Innenwände des axialen Raums 7 berühren. Die äußeren Oberflächen des Paars der Flügel 75 sind derart geneigt, dass der Abstand dazwischen radial nach außen allmählich zunimmt. Die inneren Oberflächen 75a des Paars der Flügel 75 ist auch derart geneigt, dass der Abstand dazwischen radial nach außen allmählich zunimmt. Hierbei ist, wie in 9B dargestellt ist, der Neigungswinkel der äußeren Oberflächen 75b größer als derjenige der inneren Oberflächen 75a. Weiter bilden bzw. begrenzen, wie in 9A dargestellt ist, die inneren Oberflächen 75a Einengungen 76 an ihren offenen Enden.
Wie in 9A–9C dargestellt ist, weist jeder Gummidämpfer 9 eine Bodenwand 77 an den hinteren Enten des Paares der Flügel 75 auf. Die Bodenwand 77 weist ein kreisförmiges Loch 72 an ihrem zentralen Bereich auf. Die hintere Endfläche der Bodenwand 77 berührt die hintere Seitenfläche des axialen Raums 7. Der Kopf 63 des Stifts 8 ist in das kreisförmige Loch 72 eingesetzt. Das Paar der Flügel 75 und die Bodenwand 770 begrenzen den zentralen Raum 71 mit einer Abmessung in Umfangsrichtung etwas kleiner als diejenige des Paars der Einengungen 61 und des Hauptbereichs 62 des Stifts 8.
Nachfolgend wird ein Verfahren für das Einbauen der Abgabescheibe 6 und der Gummidämpfer 9 in die Riemenscheibe 5 erläutert.
Die Gummidämpfer 9 werden von der vorderen Seite aus in die axialen Räume 7 eingesetzt (mit zwei Punkten strichpunktierte Linien in 10). Weil das Paar der Vorsprünge 51 die Einengungen 52 an seinem vorderen Enden aufweist, werden die Gummidämpfer 9 glatt bzw. leicht in die axialen Räume 7 eingesetzt.
Die äußeren und die inneren abgerundeten Ecken 73, 74 des Gummidämpfers 9 sind durch die abgerundeten Ecken 53, 54 des axialen Raums 7 fest abgestützt. Auf diese Weise rutschen die Gummidämpfer 9 nicht aus den axialen Räume 7 heraus, und besitzen sie eine Widerstandskraft gegen die Zentrifugalkraft der Riemenscheibe 5.
Als Nächstes wird die Seitenwand 22 der Abgabescheibe 6 der Seitenwand 12 der Riemenscheibe 5 stark angenähert, und werden die Stifte 8 in die axialen Räume 7 eingesetzt, sodass das Paar der Einengungen 61 jedes Stifts 8 das Paar der Einengungen 76 des entsprechenden Gummidämpfers 9 berührt.
Weil jeder Gummidämpfer 9 das Paar der Einengungen 76 an den vorderen Enden der Flügel 75 aufweist, werden der Kopf 63 und der Kopfbereich 62 des Stifts 8 glatt eingesetzt. Weiter wird der Kopf 63 jedes Stifts 8 in das entsprechende Loch 72 der Bodenwand 77 eingesetzt.
Auf diese Weise wird, wenn die Abgabescheibe 6 an der Riemenscheibe 5 befestigt wird, jeder Gummidämpfer 9 zwischen den Vorsprüngen 51 des axialen Raums 7 und dem Hauptbereich 62 des entsprechenden Stifts 8 eingezwängt, sodass die Flügel 75 gepresst sind. Hierbei kann alternativ jeder Gummidämpfer 9 an den entsprechenden Stift 8 befestigt werden, bevor der Gummidämpfer 9 in den axialen Raum 7 eingesetzt wird.
Wie oben beschrieben worden ist, wird gemäß der dritten Ausführungsform jeder Stift 8 der Abgabescheibe 6 leicht in den entsprechenden axialen Raum 7 eingesetzt, wodurch die Herstellung verbessert ist.
Ferner sind, wenn die Gummidämpfer 9 in die axialen Räume 7 eingesetzt sind, die äußeren und inneren abgerundeten Ecken 73, 74 durch die äußeren und inneren abgerundeten Ecken 53, 54 fest abgestützt. Somit sind die Gummidämpfer 9 leicht abgestützt, wodurch ihre Produktivität und Qualität verbessert ist.
(Vierte Ausführungsform)
Wie in 13 dargestellt ist, ist bei der vierten Ausführungsform jeder Stift 8 in einer konischen Gestalt ausgebildet, bei der der Außendurchmesser von dem Wurzel- bzw. Fußbereich 8a zu dem Endbereich 8c hin allmählich zunimmt. Der Wurzel- bzw. Fußbereich 8a ist in das Übertragungsloch 37 lose eingesetzt, und der Endbereich 8c ist in das Einsetzloch 38 lose eingesetzt, dies derart, dass der Wurzel- bzw. Fußbereich 8a abgebrochen wird, wenn die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung arbeitet. Hierbei kann die Gestalt des axialen Raums 7 entsprechend der äußeren Gestalt des Stifts 8 verändert sein.
Bei der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform wird die Riemenscheibe 5, die die Umlaufkraft von dem Motor aus aufnimmt, als ein antriebseitiges Umlaufelement verwendet, und wird die Abgabescheibe 6, die mit der Kompressorwelle 2 verbunden ist, als ein Umlaufelement an der angetriebenen Seite verwendet. Alternativ kann eine Nabe, die mit der Welle des Motors verbunden ist, als ein antriebseitiges Umlaufelement verwendet werden, und kann eine Riemenscheibe, um die herum ein besonderer Keilriemen, der die Umlaufkraft an die Welle des Kompressors überträgt, herum gelegt ist, als Umlaufelement an deren angetriebenen Seite verwendet werden. Beispielsweise kann, wenn der Kompressor blockiert ist, die Umlaufbewegung, die von der Nabe aus, die mit Motorwelle verbunden ist, an die Riemenscheibe übertragen wird, um die herum der Keilriemen gelegt ist, unterbrochen werden, um die Arbeit des Keilriemens anzuhalten.
(Fünfte Ausführungsform)
Nachfolgend wird die fünfte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 14–17 beschrieben.
Ein Kompressor besitzt eine Kühl- bzw. Kältemittel-Abgabekapazität, die sich von 0% bis 100% verändern kann. Der Kompressor besitzt ein zylindrisches Kompressorgehäuse 101, in dem eine Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressionseinrichtung und eine Einrichtung mit veränderbarer Kapazität eingebaut sind, und eine Umlaufwelle 102, die mittels des Gehäuses 101 abgestützt ist.
Wie in 14 dargestellt ist, weist das Gehäuse 101 ein vorderes Gehäuse, einen Zylinder und ein hinteres Gehäuse auf. Durch die Umlaufbewegung der Welle 102 zieht die Kühl- bzw. Kältemittel-Kompressionseinrichtung das Kühl- bzw. Kältemittel von einem Verdampfer aus an, und komprimiert sie es zu Hochtemperatur- und Hochdruck-Kühl- bzw. Kältemittel. Das komprimierte Kühl- bzw. Kältemittel wird in einen Kondensator abgegeben. Die Welle 102 weist ein Außengewinde 103 an ihrem vorderen Ende auf.
Das Gehäuse 101 weist eine zylindrische Hülse 104 auf, die axial nach vorn vorsteht. Ein kreisförmiger Klipp 106 ist an der Hülse 104 befestigt. Ein Kugellager 105 ist mittels der Hülse 104 abgestützt und axial zwischen dem kreisförmigen Klipp 106 und einer kreisförmigen Stufe des Gehäuses 101 befestigt.
Die Umlauf-Übertragungsvorrichtung besitzt eine Riemenscheibe 107, eine Abgabescheibe 108 und sechs Gummidämpfer 109. Die Riemenscheibe 107 läuft stets um, wenn der Motor arbeitet. Die Abgabescheibe 108 läuft durch Aufnahme des Umlaufmoments von der Riemenscheibe 107 aus um. Die Gummidämpfer 109 sind zwischen der Riemenscheibe 107 und der Abgabescheibe 108 angeordnet.
Die Riemenscheibe 107 ist aus einem thermisch härtenden Kunststoff, beispielsweise aus Phenolharz, oder aus Metall, beispielsweise aus Eisen oder Aluminium, hergestellt.
Wie in 14 dargestellt ist, besitzt die Riemenscheibe 107 eine zylindrische Wand 111, eine ringförmige Seitenwand 112 und eine Lagerabstützung 113. Die zylindrische Wand 112 ist im Wesentlichen zylindrisch gestaltet und läuft stets um, wenn der Motor angetrieben ist. Die ringförmige Seitenwand 112 erstreckt sich radial von dem hinteren Ende der zylindrische Wand 111 aus einwärts. Die Lagerabstützung 113 ist radial innenseitig der zylindrischen Wand 111 ausgebildet und stützt die äußere Laufbahn des Kugellagers 105 ab.
Ein Mehrfachkeilriemen ist rund um die zylindrische Wand 111 herum gelegt. Die zylindrische Wand 111 weist eine Vielzahl von V-förmigen Nuten 114 auf, die an ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet sind und die den mehreren V-förrnigen Nuten entsprechen, die an der inneren Umfangsfläche des Keilriemens aus gebildet sind. Der Keilriemen ist auch um eine Kurbelscheibe des Fahrzeugmotors und andere Riemenscheibe von Hilfseinrichtungen (beispielsweise der Lichtmaschine, der Wasserpumpe, der Fluidpumpe für die Servolenkung etc.) herum gelegt.
Wie in 14 dargestellt ist, weist die Seitenwand 112 sechs axial Räume 115 auf, in die die Gummidämpfer 109 eingebaut sind. Wie in 16 dargestellt ist, sind die axialen Räume 115 in Umfangsrichtung in Intervallen von 60° ausgebildet.
Die Abgabescheibe 108 ist vor der Seitenwand 112 der Riemenscheibe 107 angeordnet und der vorderen Fläche der Seitenwand 112 zugewandt. Die Abgabescheibe 108 besitzt eine äußere Nabe 121 und eine innere Nabe 122. Die äußere Nabe 121 ist an dem radial äußeren Flächenbereich der Abgabescheibe 108 ausgebildet, und die innere Nabe 123 ist mit dem äußeren Umfang der Welle 102 verbunden.
Die äußere Nabe 121 ist aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise aus Nylon, oder aus einem thermisch härtenden Kunststoff, beispielsweise aus Phenolharz, hergestellt. Wie in 14 und 17 dargestellt ist, besitzt die äußere Nabe 121 sechs Vorsprünge 123, die von der rückseitigen Oberfläche derselben aus nach hinten vorstehen. Die Vorsprünge 123 sind in Umfangsrichtung in Intervallen von 60° angeordnet.
Die innere Nabe 122 ist aus Metall, beispielsweise aus gesintertem Metall, aus Gusseisen oder aus Gussaluminium, hergestellt und in die äußere Nabe 121 eingesetzt. Die innere Nabe 122 weist einen inneren Ring 131, einen äußeren Ringen 132 und drei Brückenbereiche 133 auf. Der äußere Ring 132 ist radial außenseitig des inneren Rings 131 ausgebildet, und die Brückenbereiche 133 verbinden den inneren Ring 131 mit dem äußeren Ring 132.
Der innere Ring 131 besitzt einen sechseckigen Vorsprung 134 an seiner vorderen Seite und ein Innengewinde 135 an seinen inneren Umfang, das auf ein Außengewinde 103 der Kompressorwelle 102 aufgeschraubt ist. Ein Befestigungswerkzeug kann an dem sechseckigen Vorsprung 134 angebracht werden, um die innere Nabe 122 an der Kompressorwelle 102 zu befestigen.
Die Oberflächen des äußeren Rings 132 und der Brückenbereiche 133 sind mit dem Kunststoff abgedeckt, der die äußere Nabe 121 bildet. Wie in 15–16 dargestellt ist, besitzt der äußere Ring 132 zwölf Löcher 136 zur Verstärkung der Verbindung zwischen dem äußeren Ring 132 und der äußeren Nabe 121. Diese Löcher 136 sind in Umfangsrichtung in Intervallen von 30° ausgebildet.
Die Brückenbereiche 133 erstrecken sich von dem inneren Ring 121 aus radial zu dem äußeren Ring 132 hin. Die Brückenbereiche 133 weisen Bruchbereiche 137 auf, wo der größte Teil der Beanspruchung, die durch die Drehmomentübertragung an die innere Nabe 122 bewirkt ist, konzentriert ist. Die Bruchbereiche 137 sind an der dem inneren Ring 131 benachbarten Seite des Wurzel- bzw. Fußbereichs der Brückenbereiche 133 ausgebildet und zwischen umfangsseitigen bogenförmigen Schlitzen 138 angeordnet.
Wenn ein übermäßiges Lastmoment (beispielsweise von 40 Nm), das größer als das übliche Übertragungsmoment (beispielsweise von 10 Nm) ist, an der inneren Nabe 122 der Abgabescheibe 108 auftritt, werden die Bruchbereiche 137 abgebrochen, um den äußeren Ring 132 der inneren Nabe 122 von dem inneren Ring 121 zu trennen, wodurch die Umlaufübertragung von dem Motor an die Kompressorwelle 102 unterbrochen wird. Das heißt, die Bruchbereiche 137 bilden die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung der vorliegenden Erfindung.
Ferner erstrecken sich, wie in 14 dargestellt ist, die Bruchbereiche 137 von der vorderen Oberfläche aus zu der hinteren Oberfläche des Brückenbereichs 133 hin, und sind sie nach hinten geneigt.
Jeder Gummidämpfer 109 ist aus Chloridbutyl-Gummi, aus Butadien-Styrol-Gummi, aus natürlichen Gummi oder dergleichen hergestellt und im Wesentlichen U-förmig gestaltet. Wie in 17 dargestellt ist, begrenzt der Gummidämpfer 109 einen konkaven Bereich 139, in den ein Vorsprung 123 der äußeren Nabe 121 eingesetzt ist.
Jeder Gummidämpfer 109 ist in den entsprechenden axialen Raum 115 der Seitenwand 112 eingebaut und zwischen der Innenwand des axialen Raumes 115 und dem Vorsprung 123 gepresst, um Drehmomentschwankungen von der Riemenscheibe 107 an die Abgabescheibe 108 zu absorbieren. Hierbei ist der Gummidämpfer 109 in den axialen Raum 115 im Wege des Pressens eingesetzt oder an diesen angeklebt.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der fünften Ausführungsform erläutert.
Wenn der Kompressor normal arbeitet, befindet sich die innere Nabe 122 der Abgabescheibe 108 in einem arbeitsfähigen Zustand. Wenn der Motor arbeitet und seine Kurbelwelle umläuft, wird die Umlaufkraft (Drehmoment) des Motors an die zylindrische Wand 111 der Riemenscheibe 107 übertragen.
Das Umlauf-Drehmoment wird von den axialen Räumen 115 aus an die Gummidämpfer 109 übertragen und weiter von den Gummidämpfern 109 aus an die Vorsprünge 123 der äußeren Nabe 121 übertragen. Auf diese Weise läuft die äußere Nabe 121 um, und laufen der äußere Ring 132, der innere Ring 121 und die Brückenbereiche 133 der innere Nabe 132 um.
Weil das Innengewinde 135 des inneren Rings 131 auf das Außengewinde 103 der Welle 102 aufgeschraubt ist, läuft auch die Kompressorwelle 102 um, sodass der Kompressor arbeitet.
Wenn die Umlaufwelle 102 wegen eines Festsitzens des Kompressors blockiert wird, hört die Abgabescheibe 108 auf umzulaufen, läuft jedoch die Riemenscheibe 107 weiter um. Auf diese Weise tritt ein übermäßiges Lastmoment (beispielsweise von 40 Nm: Stoßmoment) größer als das übliche Drehmoment (beispielsweise 15 Nm) in der innere Nabe 122 der Abgabescheibe 108 auf.
Das heißt, wenn die Differenz des Drehmoments zwischen dem inneren Ring 131 und dem äußeren Ring 132 einen Schwellenwert überschreitet, brechen die Bruchbereiche 137.
Dann wird der äußere Ring 132 von dem inneren Ring 131 getrennt, sodass die Riemenscheibe 107, die Gummidämpfer 109, die äußere Nabe 121 und der innere Ring 132 gegenüber dem inneren Ring 131 frei umlaufen. Das heißt, die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung unterbricht die Drehmomentübertragung von der Riemenscheibe 107 an die Kompressorwelle 102, wodurch die Umlaufübertragung von dem Motor an die Kompressorwelle 102 unterbrochen ist.
Wie oben beschrieben worden ist, sind die Bruchbereiche 137 in Hinblick auf die Welle 102 in der Richtung nach hinten einwärts geneigt. Somit rutschen die äußere Nabe 121, der äußere Ring 132 und der radiale äußere Flächenbereich des Brückenbereichs 133, der von dem Innenring 131 getrennt ist, nicht weiter nach vom als das vordere Ende der zylindrische Wand 111 der Riemenscheibe 107, und sind sie radial innenseitig der zylindrische Wand 111 gehalten. Die äußere Nabe 121, der äußere Ring 132 und der radiale äußere Flächenbereich des Brückenbereichs 133, der von dem inneren Ring 131 getrennt ist, laufen mit der Riemenscheibe 107 und den Gummidämpfern 109 um.
Wie oben beschrieben worden ist, kann bei der fünften Ausführungsform, weil die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung (Bruchbereich 137) einstückig innerhalb der inneren Nabe 122 vorgesehen ist, die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ohne mehrere Reibplatten erreicht werden. Somit ist die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung vereinfacht, und ist die Anzahl der Teile und der Zusammenbauvorgänge für die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung verkleinert, wodurch die Kosten des Produkts herabgesetzt sind.
Die Bruchbereiche 137, die als Drehmoment-Begrenzungseinrichtung arbeiten, sind innerhalb der zylindrische Wand 112 in der axialen Richtung angeordnet. Somit kann die axiale Abmessung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung im Vergleich mit einer herkömmlichen Umlauf-Übertragungsvorrichtung mit mehreren Reibplatten verkleinert sein, wodurch die Gesamtgröße der Umlauf-Übertragungsvorrichtung verkleinert ist.
Wenn die Umlauf-Übertragungsvorrichtung von einem Keilriemen mit anderen Hilfseinrichtungen (beispielsweise der Lichtmaschine, der Wasserpumpe, der Fluidpumpe für die Servolenkung etc.) Gebrauch macht und die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung unter übermäßigem Lastmoment arbeitet, verschleißt der Keilriemen nicht, und bricht er nicht, sodass die Hilfseinrichtungen kontinuierlich arbeiten.
Ferner ist bei der vorliegenden fünften Ausführungsform das Innengewinde 135 der inneren Nabe 122 auf das Außengewinde 103 der Kompressorwelle 102 zum Verbinden der inneren Nabe 121 mit der Kompressorwelle 102 aufgeschraubt. Auf diese Weise kann die axiale Abmessung der Umlauf-Übertragungsvorrichtung im Vergleich mit der herkömmlichen Umlauf-Übertragungsvorrichtung, bei der ein äußerer Keil der Kompressorwelle und ein innerer Keil der inneren Nabe im Wege einer Keilverbindung verbunden sind, verkleinert sein, wodurch die Gesamtgröße der Umlauf-Übertragungsvorrichtung verkleinert ist.
Ferner ist, weil die Schraubverbindung starrer als die Keilverbindung ist, eine Befestigungsschraube nicht notwendig. Somit ist die Anzahl der Teile und der Zusammenbauvorgänge für die Drehmoment-Übertragungsvorrichtung verkleinert, wodurch die Kosten des Produkts herabgesetzt sind.
(Sechste Ausführungsform)
Bei der sechsten Ausführungsform ist, wie in 18 dargestellt ist, eine ringförmige Plattenabdichtungs-Abdeckung 124 vor der inneren Nabe 122 der Abgabescheibe 108 vorgesehen. Die Abdichtungsabdeckung 124 deckt die bogenförmigen Schlitze 138 ab, die in Umfangsrichtung an der inneren Nabe 122 ausgebildet sind. Die Abdichtungsabdeckung 124 verhindert das Eintreten von Wasser und Öl in das Kugellager 105 und zwischen die Kompressorwelle 102 und die Gehäusehülse 104. Das heißt, die Abdichtungsabdeckung 124 verhindert den Eintritt von Wasser zwischen die innere Laufbahn 125 und die äußere Laufbahn 126 des Kugellagers und damit eine Korrosion der Umlaufebene, an der die Kugeln 127 abrollen, wodurch die Lebensdauer des Kugellager 105 verbessert ist.
(Siebte Ausführungsform)
Bei der siebten Ausführungsform ist, wie in 19–22 dargestellt ist, die metallische innere Nabe 142 in die aus Kunststoff bestehende äußere Nabe 141 zur Ausbildung der Abgabescheibe 108 im Wege des Einsetzformens ausgebildet. Wie bei der fünften Ausführungsform besitzt die äußere Nabe 141 sechs Vorsprünge 143, die von der rückseitigen Oberfläche derselben aus nach hinten vorstehen (19 und 22). Diese Vorsprünge 143 sind in Intervallen von 60° in Umfangsrichtung vorgesehen.
Jeder Gummidämpfer 109 besitzt wie bei der fünften Ausführungsform konkave Bereiche 139, in die die entsprechenden Vorsprünge 143 eingesetzt sind ( 22). Ferner besitzt die äußere Nabe 141 drei dünne Bereiche 144 an ihrer radialen Innenseite. Die dünnen Bereiche 144 sind dazu vorgesehen, dass Bruchbereiche 157 sogar dann leicht abgebrochen werden, wenn hochfestes Kunststoffmaterial in bogenförmige Schlitze 158 der inneren Nabe 142 eintritt. Details der Bruchbereiche 157 und der bogenförmigen Schlitze 158 werden weiter unten beschrieben.
Die innere Nabe 142 besitzt wie bei der fünften Ausführungsform einen inneren Ring 151, einen äußeren Ring 152 und drei Brückenbereiche 153. Der äußere Ring 152 ist radial außenseitig des inneren Rings 151 ausgebildet, und die Brückenbereiche 153 verbinden den inneren Ring 151 mit dem äußeren Ring 152.
Der innere Ring 151 besitzt einen sechseckigen Vorsprung 154 an seiner vorderen Seite, und ein Innengewinde 155 ein seinen inneren Umfang, das an dem Außengewinde 103 der Kompressorwelle 102 aufgeschraubt ist. Ein Befestigungswerkzeug dient zur Befestigung an dem sechseckigen Vorsprung 154, um die innere Nabe 142 an der Kompressorwelle 102 zu befestigen.
Die Oberflächen des äußeren Flächenbereich des inneren Rings 151, des äußeren Ring 152 und des Brückenbereichs 153 sind mit dem Kunststoff abgedeckt, der die äußere Nabe 141 bildet. Wie in 20 dargestellt ist, besitzt der äußere Ring 152 neun Löcher 156 zur Verstärkung der Verbindung zwischen dem äußeren Ring 152 und der äußere Nabe 141.
Die Brückenbereiche 153 erstrecken sich von dem inneren Ring 151 aus radial zu dem äußeren Ring 152 hin. Die Brückenbereiche 153 besitzen Bruchbereiche 157, die verhältnismäßig dünn ausgebildet sind und dort, wo der größte Teil der Beanspruchung, die durch die Drehmomentübertragung an die innere Nabe 122 verursacht ist, konzentriert ist. Die Bruchbereiche 157 sind durch Wegschneiden des an der Seite des inneren Rings 151 gelegenen Wurzel- bzw. Fußbereichs des Brückenbereichs 153 gebildet und in Umfangsrichtung zwischen benachbarten bogenförmigen Schlitzen 158 vorgesehen.
Ferner erstrecken sich, wie in 19 dargestellt ist, die Bruchbereiche 157 von der vorderen Fläche aus zu der hinteren Fläche des Brückenbereichs 153 hin, und sind sie nach hinten geneigt.
Wenn ein übermäßiges Lastmoment (beispielsweise von 40 Nm) größer als das übliche Übertragungsdrehmoment (beispielsweise von 10 Nm) an der inneren Nabe 142 der Abgabescheibe 108 auftritt, werden die Bruchbereiche 157 abgebrochen, um den äußeren Ring 152 der inneren Nabe 142 von deren innerem Ring 151 zu trennen, wodurch die Umlaufübertragung von den Motor an die Kompressorwelle 102 unterbrochen wird. Das heißt, die Bruchbereiche 157 bilden die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung der vorliegenden Erfindung.
Bei der fünften bis siebten Ausführungsform können die Bruchbereiche 137, 157 alternativ durch dünnere Ausbildung der umfangsseitigen Abmessung zwischen den benachbarten bogenförmigen Schlitzen 138, 158 oder durch Vorsehen eines Flächenbereichs ausgebildet sein, der durch mehrere bzw. viele Schlitze umgeben ist.
(Achte Ausführungsform)
23 und 24 zeigen die achte Ausführungsform, und 23 zeigt eine Schnittansicht einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung 201.
Die Umlauf-Übertragungsvorrichtung 201 überträgt eine Umlaufkraft von einem Fahrzeugmotor aus an eine Kompressorwelle 202. Die Umlauf-Übertragungsvorrichtung 201 besitzt eine Riemenscheibe 203, eine äußere Nabe 205 und eine inneren Nabe 206. Die Riemenscheibe 203 läuft durch Aufnahme der Umlaufkraft von den Motor aus um. Die äußere Nabe 205 ist mit der Riemenscheibe 203 über eine Vielzahl von Gummidämpfern 204 verbunden. Die innere Nabe 206 ist mit der äußere Nabe 205 und der Kompressorwelle 202 verbunden.
Die Riemenscheibe 203 ist aus Metall, beispielsweise aus Stahl, hergestellt und ist mittels eines Kompressorgehäuses 208 über ein Lager 207 drehbar abgestützt. Wenn der Motor arbeitet, wird die Umlaufkraft stets an die Riemenscheibe 203 über einen Keilriemen (nicht dargestellt) übertragen, um die Riemenscheibe 203 umlaufen zu lassen.
Eine Vielzahl von Gummidämpfern 204 ist in Umfangsrichtung zwischen, der Riemenscheibe 203 und der äußere Nabe 205 vorgesehen und absorbiert Schwankungen des Drehmoments von der Kompressorwelle 202.
Die äußere Nabe 205 ist aus Metall, beispielsweise aus Stahl, hergestellt und als ein Ring gestaltet, um ein Kreisloch 205a (24) an dessen Zentrum aufzuweisen. Die äußere Nabe 205 läuft mit der Riemenscheibe 203 und den Gummidämpfern 204 um. Die äußere Nabe 205 besitzt, wie in 23 dargestellt ist, eine Stufe 205e zwischen ihrem radialen äußeren Flächenbereich 205c und ihrem radialen inneren Flächenbereich 205d. Der radiale innere Flächenbereich 205d ist an der Kompressorseite (an der in 23 rechten Seite) im Vergleich zu dem radialen äußeren Flächenbereich 205c angeordnet. Der innere Flächenbereich 205d besitzt, wie in 24 dargestellt ist, mehrere Schlitze 205b an seiner vorderen Fläche. Die Schlitze 205b erstrecken sich radial um das Kreis loch 205a herum.
Die innere Nabe 206 ist über eine Keilverbindung mit der Kompressorwelle 202 verbunden, und eine Schraube 209 befestigt die innere Nabe 206 an der Kompressorwelle 202. Die innere Nabe 206 besitzt einen Flansch 206a, der dem inneren Flächenbereich 205d der äußeren Nabe 205 axial zugewandt ist. Der Flansch 206a besitzt mehrere Rippen 206b, die von der rückwärtigen Fläche desselben aus vorstehen und die dem radialen inneren Flächenbereich 205d der äußeren Nabe zugewandt sind. Die Rippen 206b erstrecken sich radial und entsprechen den Schlitzen 205b der äußere Nabe 205 (24).
Wie in 23 dargestellt ist, sind die Rippen 206b zwischen den Schlitzen 205b eingesetzt, um die innere Nabe 206 mit der äußeren Nabe 205 zu verbinden. Auf diese Weise laufen die äußere Nabe 205 und die innere Nabe 206 gemeinsam um.
Die innere Nabe 206 ist aus Kunststoff oder gesintertem Metall mit einer Bruchfestigkeit hergestellt, die ein Viertel oder weniger der Ermüdungsfestigkeit desselben beträgt. Die wiederholte Aufbringung der Last der Schwankungen des Antriebs-Drehmoments von den Kompressor aus wirkt an den Rippen 206b der inneren Nabe 206. Auf diese Weise ist die innere Nabe 206 so gestaltet, dass die Belastungsgrenze des Kunststoffs oder gesintertem Metalls, aus dem die innere Nabe 206 hergestellt ist, größer als die maximale Beanspruchung ist, die durch die wiederholte Belastung verursacht ist.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der achten Ausführungsform erläutert.
Die Umlaufkraft des Motors wird über den Keilriemen, die Riemenscheibe 203, die Gummidämpfer 204, die äußere Nabe 205 und die innere Nabe 206 und an die Kompressorwelle 202 übertragen, sodass die Kompressorwelle 202 umläuft.
Wenn die Umlaufwelle 202 blockiert, weil der Kompressor festsitzt, tritt ein übermäßiges Lastmoment (Stoßmoment) zwischen der äußeren Nabe 205 und der inneren Nabe 206 auf. Zu dieser Zeit wirkt die Belastung, die durch das übermäßige Lastmoment verursacht ist, hauptsächlich an dem Wurzel- bzw. Fußbereich der Rippen 206b der inneren Nabe 206. Wenn die Belastung die Belastungsgrenze der inneren Nabe 206 überschreitet, werden die Rippen 206b abgebrochen, um die inneren Nabe 206 davon zu trennen, sodass die äußere Nabe 205 von der inneren Nabe 206 getrennt wird. Auf diese Weise wird die Drehmomentübertragung von der äußeren Nabe 205 an die innere Nabe 206 unterbrochen, wodurch die Übertragung der Schwankungen des übermäßigen Drehmoments an den Fahrzeugmotor verhindert wird.
Wie oben beschrieben worden ist, kann die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung mittels der äußeren und der inneren Nabe 205, 206 ohne die Hinzufügung von zusätzlichen Teilen erreicht werden. Auf diese Weise ist die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung vereinfacht, und ist die Anzahl der Teile hierfür verkleinert, wodurch die Gesamtgröße der Umlauf-Übertragungsvorrichtung mit der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung verkleinert ist.
(Neunte Ausführungsform)
Bei der neunten Ausführungsform besitzt, wie in 25 dargestellt ist, die Umlauf-Übertragungsvorrichtung 201 eine Nabe 210, in der die äußere und die innere Nabe integriert sind. Die Nabe 210 ist aus Kunststoff oder gesintertem Metall hergestellt. Die Nabe 210 ist im Wege einer Keilverbindung mit der Welle 202 an deren Keil 210a verbunden.
Wenn die Welle 202 blockiert, wirkt die Beanspruchung hauptsächlich an dem Keil 210a, um den Keil 210a abzubrechen. Auf diese Weise wird die Nabe 210 von der Welle 202 getrennt, wodurch die Drehmomentübertragung zwischen diesen unterbrochen wird.
Wenn hier die Welle 202 blockiert wird, muss der Keil 210a der Nabe 210 mit Sicherheit abgebrochen werden. Hierzu können, wie in 26B und 26C dargestellt ist, die Zähne des Keils 210a höher als diejenigen bei einem normalen Keil 210a eingestellt sein, wie in 26A dargestellt ist, um die Beanspruchungskonzentration auf die Zahnwurzel bzw. den Zahnfuß des Keils 210a zu vergrößern.
Alternativ können, wie in 26D dargestellt ist, mehrere Räume 210b radial innenseitig des Keils 210a vorgesehen sein, um die Beanspruchungskonzentration auf die Zahnwurzeln bzw. Zahnfüße des Keils 210a zu vergrößern.
(Zehnte Ausführungsform)
Bei der zehnten Ausführungsform besitzt, wie in 27 dargestellt ist, die Umlauf-Übertragungsvorrichtung 201 eine äußere Nabe 205, die aus Kunststoff hergestellt ist, und eine innere Nabe 206, die aus Metall, beispielsweise aus Stahl, hergestellt ist. Die äußere Nabe 205 ist mit der Riemenscheibe 203 über Gummidämpfer 204 verbunden. Die innere Nabe 206 ist innenseitig der äußeren Nabe 205 im Wege des Einsetzformens ausgebildet und im Wege einer Keilverbindung mit der Welle 202 verbunden.
Bei der zehnten Ausführungsform weist, wie in 27 dargestellt ist, die Umlauf-Übertragungsvorrichtung 201 eine äußere Nabe 205, die aus Kunststoff hergestellt ist, und eine innere Nabe 206 auf, die aus Metall, beispielsweise aus Stahl, hergestellt ist. Die äußere Nabe 205 ist mit der Riemenscheibe 203 über Gummidämpfer 204 verbunden. Die innere Nabe 206 ist im Wege des Einsetzformens innenseitig der äußeren Nabe 205 ausgebildet und mittels einer Keilverbindung mit der Welle 202 verbunden.
Wie in 28A–28C dargestellt ist, ist eine Umlauf-Einschränkungseinrichtung E zwischen der äußeren Nabe 205 und der inneren Nabe 206 vorgesehen, um ein Verrutschen der äußeren Nabe 205 gegen die innere Nabe 206 zu verhindern.
Hier zeigt 28A ein erstes Beispiel der Umlauf-Einschränkungseinrichtung E, bei der Keile an dem inneren Umfang der äußeren Nabe 205 und an dem äußeren Umfang der inneren Nabe 206 miteinander im Eingriff stehen. 28B zeigt ein zweites Beispiel, bei dem wellenförmige konkave/konvexe Bereiche miteinander im Eingriff stehen. 28C zeigt ein drittes Beispiel, bei dem die äußere Nabe 205 in exzentrische Nuten 206c eingesetzt ist, die an der äußeren Oberfläche der inneren Nabe 206 vorgesehen sind.
Wenn die Welle 202 blockiert, wirkt die Beanspruchung hauptsächlich an der Umlauf-Einschränkungseinrichtung E der äußeren Nabe 205, die aus Kunststoff hingestellt ist, um abzubrechen. Auf diese Weise wird die äußere Nabe 205 von der inneren Nabe 206 getrennt, wodurch die Drehmomentübertragung zwischen diesen unterbrochen wird.
(Elfte Ausführungsform)
Bei der elften Ausführungsform besitzt, wie in 29 dargestellt ist, die Umlauf-Übertragungsvorrichtung 201 eine äußere Nabe 205, die aus Kunststoff hergestellt ist, und eine innere Nabe 206, die aus Metall hergestellt ist.
Die äußere Welle 205 und die innere Nabe 206 sind einzeln ausgebildet (nicht im Wege des Einsetzformens ausgebildet) und miteinander über die Umlauf-Einschränkungseinrichtung F verbunden. Die Umlauf-Einschränkungseinrichtung F ist wie bei der zehnten Ausführungsform (28A–28C) gestaltet und in Hinblick auf die axiale Richtung geneigt, um sich nach hinten zu verjüngen.
Wenn die Welle 202 blockiert, wirkt die Beanspruchung hauptsächlich an der Umlauf-Einschränkungseinrichtung F der äußeren Nabe 205, die aus Kunststoff hergestellt ist, um abzubrechen. Auf diese Weise wird die äußere Nabe 205 von der inneren Nabe 206 getrennt, wodurch die Drehmomentübertragung zwischen diesen unterbrochen wird.
Weiter ist die Umlauf-Einschränkungseinrichtung F in Hinblick auf die axiale Richtung geneigt, wodurch die Stabilität der zusammengefügten äußeren und inneren Nabe 205 und 206 verbessert ist.
(Zwölfte Ausführungsform)
Bei der zwölften Ausführungsform besitzt, wie in 30 dargestellt ist, die Umlauf-Übertragungsvorrichtung 201 eine Nabe 210, in der die äußere und die innere Nabe 205, 206 integriert sind.
Die Nabe 210 ist aus Kunststoff hergestellt und mit der Welle 202 im Kegelsitz verbunden.
Wenn die Welle 202 blockiert, rutscht die Fläche der Kegelverbindung der Nabe 205 gegen die Kegelfläche der Welle 202, und tritt eine Reibung hier zwischen auf. Auf diese Weise verschleißt die Fläche der Kegelverbindung der Nabe 210, und wird die Nabe 205 von der Welle 202 getrennt, wodurch die Drehmomentübertragung dazwischen unterbrochen wird.
(Dreizehnte Ausführungsform)
31–33 zeigen die dreizehnte Ausführungsform. Bei der dreizehnten Ausführungsform ist die Riemenscheibe 203 aus Kunststoff hergestellt, um auf Gummidämpfer zu verzichten. Das Trägheitsmoment der aus Kunststoff bestehenden Riemenscheibe 203 ist kleiner als dasjenige einer aus Metall bestehenden Riemenscheibe. Auf diese Weise unterdrückt die aus Kunststoff bestehende Riemenscheibe 203 Schwankungen des Drehmoments des Kompressors ohne Gummidämpfer.
Bei einem ersten Beispiel ist, wie in 31 dargestellt ist, die Nabe 210 mit der Riemenscheibe 203 integriert. Die Nabe 210 ist im Wege einer Keilverbindung mit der Welle 202 wie bei der neunten Ausführungsform verbunden. Wenn die Welle 202 blockiert, wird der Keilbereich 210a der Nabe 210 abgebrochen, sodass die Nabe 210 von der Welle 202 getrennt wird, wodurch die Drehmomentübertragung dazwischen unterbrochen wird.
Bei einem zweiten Beispiel ist, wie in 32 dargestellt ist, die äußere Nabe 205 mit der Riemenscheibe 203 integriert. Die äußere Nabe 210 ist mit der inneren Nabe 206 über eine Umlauf-Einschränkungseinrichtung G wie bei der zehnten oder elften Ausführungsform verbunden. Wenn die Welle 202 blockiert, wirkt die Beanspruchung hauptsächlich an der Umlauf-Einschränkungseinrichtung G der äußeren Nabe 205, die aus Kunststoff hergestellt ist, um sie abzubrechen. Auf diese Weise wird die äußere Nabe 205 von der inneren Nabe 206 getrennt, wodurch die Drehmomentübertragung dazwischen unterbrochen wird.
Bei einem dritten Beispiel ist, wie in 32 dargestellt ist, die Nabe 210 mit der Riemenscheibe 203 integriert. Die Nabe 210 ist im Wege einer Kegelverbindung mit der Welle 202 wie bei der zwölften Ausführungsform verbunden. Wenn die Welle 202 blockiert, verschleißt die Oberfläche der Kegelverbindung der Nabe 210, und wird die Nabe 205 von der Welle 202 getrennt, wodurch die Drehmomentübertragung dazwischen unterbrochen wird.
(Modifikationen)
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen findet die vorliegende Erfindung Anwendung bei der Umlauf-Übertragungsvorrichtung, die in dem Motorraum eines Fahrzeugs eingebaut ist, um die Umlaufkraft von dem Motor an den Kompressor zu übertragen. Alternativ kann die vorliegende Erfindung Anwendung finden bei einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung, die für einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor verwendet wird, der in einer Fabrik angeordnet ist.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird ein Mehrfach-Keilriemen verwendet. Alternativ kann ein einfacher Keilriemen verwendet werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen findet die vorliegende Erfindung Anwendung bei einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung, die eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung aufweist und die die Umlaufkraft an einen Kompressor überträgt, der für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet wird.
Alternativ kann die vorliegende Erfindung Anwendung finden bei einer Umlauf-Übertragungsvorrichtung, die für eine andere Umlaufvorrichtung, beispielsweise eine Lichtmaschine, eine Wasserpumpe, eine Ölpumpe, ein Gebläse oder einen Lüfter, verwendet wird.

Claims

Eine Umlauf-Übertragungsvorrichtung, umfassend: eine Riemenscheibe (107), die durch Aufnahme einer Drehkraft von einer Antriebseinrichtung umläuft; ein antriebsseitiges Drehelement (121, 122), das so gestaltet ist, dass es mit einer Kompressorwelle verbunden werden kann; und ein elastisches Element (109), das zwischen der Riemenscheibe (107) und dem antriebsseitigen Drehelement (121, 122) angeordnet ist, wobei das elastische Element (109) die Drehkraft von der Riemenscheibe (107) auf das antriebsseitige Drehelement (121, 122) überträgt; wobei das antriebsseitige Drehelement (121, 122) eine innenliegende Metallnabe (122) mit einem inneren Ring (131), einem äußeren Ring (132) und drei Brückenabschnitten (133) aufweist, wobei der äußere Ring (132) radial außerhalb vom inneren Ring (131) aus gebildet ist und die Brückenabschnitte den inneren Ring (131) mit dem äußeren Ring (132) verbinden, wobei der innere Ring (131) ein Verbindungselement (135) zum Verbinden mit der Kompressorwelle aufweist und die Brückenabschnitte (133) Sollbruchbereiche (137) aufweisen, die sich innerhalb der Breite der Riemenscheibe (107) befinden, sich radial von dem inneren Ring (131) zu dem äußeren Ring (132) erstrecken und zwischen umlaufenden bogenförmigen Schlitzen (138) angeordnet sind, wobei die Sollbruchbereiche (137) brechen, wenn das auf die Scheibe (122) des Drehelements wirkende Drehmoment einen Schwellenwert überschreitet.
Die Umlauf-Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Sollbruchbereiche (137) schmale Bereiche aufweisen, an denen der Bruch beginnt.
Die Umlauf-Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und 2, wobei das elastische Element (109) weiter außerhalb als die Sollbruchbereiche (137) angeordnet ist.