DE3033140A1 - Elektromagnetische zweistufenkupplung - Google Patents
Elektromagnetische zweistufenkupplungInfo
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Description
^ ..-, C J 3 3 1 4 0
DR.- ING. H. H. Wl LHPtM' \ : Di *PL.:-'.lTsl G. H. DAUSTER
D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31B - TELEFON (0711) 29 113 1
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Anmelder:
Süddeutsche Kühlerfabrik
Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG
Mauserstrasse 3
Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG
Mauserstrasse 3
7000 Stuttgart 30
Elektromagnetische ZweiStufenkupplung
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Zweistufenkupplung zum Antrieb von Aggregaten, insbesondere Kältemittelverdichtern
in Kraftfahrzeugen, die Elektromagnete sowie eine Mitnehmerscheibe
aufweist, die mit Hilfe der Elektromagnete über Ankeracheiben
wahlweise mit zwei Ritmenrädern unterschiedlichen Durchmessers,
die über Kai lri emen mit einem Gegonrieinenrad in Verbindung
πtoben* ι.·υ iboch.1 iiü.v.ig ?.um Anti· leb feiner Aggregatiiwellc·
verbindbar ist.
Solche elektromagnetische Zweistufenkupplungen nind bekannt,
iiiti wt'i'den vo-i-Auv.i-iv^ise aur iioiatungfJanpnMHunp; von hpyj-vgnlvdi
in Kraftr abxacugeri oder Work zeugmas chi η en e.i xiger.etzt. So ist
z.B. aunder DE-OS 23 41 208 eine Kupplung bekannt, bei der ein
MiLnelimei· auf der Welle eines Verdichters angebracht ist, wobei
auf dem Mitnehmer eine der beiden vorgesehenen Riemenscheiben direkt gelagert und die andere Riemenscheibe von dieser getragen
wird. -Me Magnate Hind fest am Verdiohtfep^e.höuee·. m^-
bracht und können über Reibungsringe die Verbindung zwischen
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den Riemenscheiben und dem Mitnehmer herstellen. Nachteilig
ist bei den bekannten Bauarten, daß solche Zweistufenkupplungen
ein relativ hohes Gewicht aufweisen und relativ groß gebaut werden müssen, da die Anordnung der beiden Riemenräder relativ
viel Platz in Anspruch nimmt. Die Anbaumöglichkeiten einer solchen Zweistufenkupplung am Aggregat sind daher räumlich
stark beschränkt. Ein weiterer Nachteil tritt dadurch auf, daß die Mitnehmerscheiben bekannter Bauarten direkt auf der
Aggregatswelle gehalten werden, wodurch für diese eine Belastung auftritt, die die Lebensdauer der Wellen und damit
solcher Kupplungen beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweistufenkupplung zu schaffen, die im Vergleich zu bekannten Kupplungen
weniger Platz in Anspruch nimmt und bei der die Belastung der Welle und damit die Verschleißerscheinungen gering gehalten
werden können.
Die Erfindung besteht darin, daß die Mitnehmerscheibe in einem Hals des Aggregates abgestützt gelagert und zwischen den beiden
Riemenrädern angeordnet ist und daß ein Riemenrad außen am Hals des Aggregates gelagert ist. Durch eine solche Anordnung kann
Platz gespart werden, weil die Mitnehmerscheibe innerhalb des Umfangs des äußeren Riemenrades angeordnet werden kann. Eine
Riemenscheibe wird direkt auf dem Hals eines Aggregates, z.B. eines Verdichters, gelagert. Die andere Riemenscheibe kann
auf einem Ansatz, der auf der Mitnehmerscheibe konzentrisch zur Wellenachse gebildet sein kann, gelagert werden. Der eigentliche
Mitnehmerteil liegt dann zwischen den beiden Riemenrädern. Die mit der Welle drehfest verbundene Mitnehmerscheibe
wird über ein Wälzlager o.dgl. innerhalb des Umfangs des Verdichterhalses
zusätzlich gelagert. Dadurch muß die Mitnehmerscheibe zwar das kleine Riemenrad aufnehmen; durch das zusätzliche
La^er aber im Verdichterhals kann der Riemenzug des kleinen Rades sowie die Schwingungen und Unwucht der auf der
Welle sitzenden Massen aufgenommen und dadurch die Welle ge-
.0
33HO
schont werden. Zweckmäßig ist es dabei, wenn das große Riemenrad außen am Aggregathals und das kleine Riemenrad auf einem
Ansatz des Mitnehmers gelagert ist.
Der Reibschluß des Mitnehmerteils mit den beiden Riemenrädern erfolgt über Ankerscheiben. Diese können so angeordnet sein,
daß die Ankerscheibe für das große Riemenrad an der Mitnehmerscheibe und die Ankerscheibe für das kleine Riemenrad an diesem
selbst befestigt wird. Die Ankerscheiben können dabei in bekannter Weise über Membranfedern, die vorgespannt Werden, befestigt
sein. Dadurch wird sichergestellt, daß bei Reibschluß eines Rades das andere Rad jeweils frei läuft.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Form des großen Riemenrades der Kontur des Magnetkörpers und die Mitnehmerscheibe
weitgehend der Kontur des großen Riemenrades angepaßt ist. Dadurch werden zum einen die Wege des Magnetflusses, der von
den Elektromagneten ausgeht, so gelenkt, daß eine große Durchflutung der Ankerscheiben gewährleistet ist und außerdem der
zwischen den beiden Riemenrädern liegende Raum dadurch klein gehalten werden kann.
Sehr vorteilhaft kann es sein, wenn das große Riemenrad aus zwei Riemenradhälften besteht, wobei die eine Riemenradhälfte auf dem
Aggregathals mittels Doppellager und die andere Riemenradhälfte innerhalb des Ansatzes der Mitnehmerscheibe gelagert ist· Dadurch
wird erreicht, daß die beiden Riemenräder in einer Ebene verlaufen, wobei das kleine Riemenrad innerhalb des großen,
freilaufenden und zweigeteilten Riemenrades angeordnet ist. Eine Hälfte des großen Riemenrades wird innerhalb des Mitnehmeransatzes
gelagert und die andere Hälfte auf dem Verdichterhals. Über diese Hälfte wird der Antrieb über die Mitnehmerscheibe
besorgt. Die andere Hälfte des großen Riemenrades dient dabei nur zur Abstützung und Führung des Keilriemens.
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ORIGINAL INSPECTED
J-033U0
Die Mitnehmerscheibe kann dabei zwischen der am Verdichterhals
gelagerten Hälfte des großen Eiemenrades und dem kleinen Eiemenrad verlaufen.
Das Gegenriemenrad, welches über Keilriemen mit den Riemenrädern der Kupplung verbunden ist, kann in vorteilhafter Weise
aus zwei in der gleichen Riemenebene ineinander angeordneten Riemenrillen bestehen. Dadurch werden zwei unterschiedliche
Übersetzungsstufen in einer Riemenebene ermöglicht.
Die Befestigung der Lager für die Riemenräder kann vorteilhaft mittels in diesen ausgestanzten und nach der Lagermontage umgebogenen
Laschen erfolgen. Dies stellt eine einfache Möglichkeit dar, die Lager axial zu sichern.
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus
den Ausführungsbeispielen, wie sie in den Figuren dargestellt und im folgenden näher beschrieben werden.
Es zeigen:
Pig 1 eine elektromagnetische Zweistufenkupplung im Querschnitt,
Fig. 2 eine im Querschnitt dargestellte weitere Ausführungsform einer elektromagnetischen Zweistufenkupplung
nach der Erfindung,
Pig. 3 ein Gegenriemenrad nach der Erfindung und
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein teilweise dargestelltes
Riemenrad mit den erfindungsgemäßen Laschen.
ORIGINAL INSPECTED
In der Fig. 1 ist ein Verdichtergehäuse mit einem Verdichterhals
16 dargestellt, auf dem die erfindungsgemäße Kupplung teilweise gehalten wird. Die Zweistufenkupplung besteht aus
zwei Riemenrädern 2 und $■> zwischen denen der Mitnehmerteil
9a einer Mitnehmerscheibe 9 angeordnet ist.
Der Magnetkörper 6 ist am Verdichter angebracht und mit zwei Magnetspulen 7 und 8 versehen, die zur Umschaltung des Antriebs
von einem Riemenrad auf das andere Riemenrad in nicht näher dargesteilter Weise von einem Strom durchflossen werden, der
ein Magnetfeld aufbaut, welches mit den Ankerscheiben 10 und 11 zusammenwirkt. Dabei trägt der Verdichter das Gewicht der
relativ schweren Magnetkörper mit den Magnetspulen. Im Hals des Verdichters verläuft eine Welle 1, die drehfest mit der
Mitnehmerscheibe 9 verbunden ist. Das große Riemenrad 2 ist über Doppellager 3 auf dem Verdichterhals 16 gelagert und kann
daher die Welle 1 nicht belasten.
Das kleine Riemenrad 5 ist über ein Lager 4 auf einem Ansatz
9b der Mitnehmerscheibe 9 gelagert. Die Welle 1 nimmt somit zwar die Mitnehmerscheibe 9 und das kleine Riemenrad 5 auf;
der an diesem aber auftretende Riemenzug sowie die Schwingungen oder eine Unwucht können von einem Stützlager 14, über welches
die Mitnehmerscheibe 9 am inneren Umfang des Verdichterhalses 16 gelagert ist, aufgenommen werden. Dadurch kann eine lange
Lebensdauer für die We^e 1 erzieit werden, da die oben erwähnten
Schwingungen sowie der Riemenzug nicht direkt auf die Welle 1 übertragen werden.
Das große Riemenrad 2 ist unmittelbar vor den Magneten verlaufend
angeordnet, wobei zwischen den Magneten und dem Riemenrad bzw. zwischen Riemenrad und Mitnehmerteil, bzw, Ankerscheibe
ein kleiner Luftspa^ eingehaiten wird, um eine freie
Bewegung des großen Rades 2 gegenüber den Elektromagneten 7 und 8, bzw. dem Mitnehmerteil·, zu erhalten. Um den Durchgriff
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der Magnetfeldlxnien zu erhöhen, sind in dem großen Riemenrad
in bekannter Weise Unterbrechungen 17 eingebracht.
Der Mitnehmerteil 9a, welcher zwischen dem kleinen Riemenrad und dem großen Riemenrad 2 in einer Ebene unter der Rille zur
Aufnahme des nicht gezeigten Keilriemens des großen Riemenrades 2 verläuft, ist abgewinkelt ausgebildet, so daß er in seinem
oberen Bereich einen axialen Abstand zum großen Riemenrad 2 aufweist, in welchem die Ankerscheibe .11 über Membranfedern 13 mit
dem Mitnehmerteil 9a verbunden ist. Die Ankerscheibe 10 sowie
die Membranfedern 12 für das kleine Riemenrad sind an diesem
selbst befestigt and stellen dann, wenn die Spule 8 von einem Strom beaufschlagt wird, eine reibschlüssige Verbindung zwischen
dem Mitnehmerteil 9a und dem kleinen Riemenrad 5 her. Um eine
bessere Anziehungskraft zwischen der Ankerscheibe 10 und dem Magnet 8 zu erhalten, sind im Mitnehmerteil 9a und in der
Ankerscheibe 10 ebenfalls Unterbrechungen 17 vorgesehen, durch die ein besserer Durchgriff der Magnetfeldlinien erreicht wird.
Die Membranfedern 13 und 12 sind vorgespannt und sorgen daher
in dem Pail, daß die jeweilige Magnetspule nicht vom Strom durchflossen ist dafür, daß entweder das kleine oder das große
Riemenrad frei laufen kann.
Eine solche Kupplung, wie sie in der Fig. 1 gezeigt ist, kann deshalb vor allem so platzsparend gebaut werden, weil die Mitnehmerscheibe
9 iii einer Ebene innerhalb des großen Riemenrades
2 angeordnet werden kann, was dadurch ermöglicht wird, daß das große Riemenrad selbst außen am Hals des Verdichters innerhalb
des Magnetkörpers gelagert ist. Der innerhalb dieses Rades gelegene Raum kann somit ausgenutzt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine ebenso günstige, platzsparende Zweistufenkupplung
gezeigt, bei der die beiden Riemenräder in einer Ebene gebildet sind. Dies ist in diesem Beispiel dadurch erreicht,
daß das große Riemenrad 2 aus zwei Hälften 2a und 2b gebildet ist,
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wobei der eigentliche Antrieb über die Riemenradhälfte 2a erfolgt.
Die Riemenradhälfte 2b dient lediglich zur Sicherung und Führung des nicht gezeigten Keilriemens und ist zu diesem
Zweck über ein Lager 24 innerhalb des Ansatzes °/b der Mitnehmerscheibe
9 abgestützt. Die zweite Riemenradhälfte 2a ist ähnlich wie in der ersten Ausführungsform über die Lager 3
am Verdichterhals 16 gelagert und kann daher die Welle 1 nicht
belasten. In ihrem vertikalen Vei'lauf ist die Kadhälfte 2a so
dem Magnetkörper 6 und den Magnetspulen 7 und 8 angepaßt, daß
immer jeweils nur ein schmaler Spalt zwischen den Maghetspulen und dieser Riemenradhälfte 2a besteht. Wenn dabei die in
radialer Richtung einen größeren Abstand von der Welle 1 aufweisende Magnetspule 7 in ihrer Länge etwas kleiner ausgebildet
ist als die weiter unten liegende Spule 8, so Weist die Riemenradhälfte 2a in einem Bereich zwischen den beiden Magnetspulen
7 und 8 eine Abwinkelung 2c auf, die es ermöglicht, daß der Mitnehmerteil 9a scheibenförmig ausgebildet werden kann»
Dabei sind dann die Ankerscheibe 11 und die Membranfedern 13
wiederum im äußeren Bereich des Mitnehmerteils 9a mit diesem
verbunden und stellen eine reibschlüssige Verbindung däWi her,
wenn die Magnetspule 7 von einem Strom beaufschlagt wird« Das kleine Riemenrad 5 wird wieder über ein Lager 4 auf einem Ansatz
9ΐ» der ansonsten gleich wie in i"ig. 1 gezeigten Mitnehmerscheibe
9 gehalten, die ihrerseits über ein Lager 14 und einen Reduzierring 15 am Hals 16 des Verdichters abgestutzt ist. Auch
diese Anordnung ist sehr platzsparend und vermeidet eine übermäßige
Belastung der Welle 1. . ■
Die beiden Riemenräder 2 und 5 stehen über Normalkeilriemen
und Breitkeilriemen mit einem Gegenriemenrad 20 in Verbindung, welches gemäß der Erfindung, wie aus der Fig. 3 ersichtlich
ist, ebenfalls so aufgebaut sein kann, daß die beiden Riemen 25a. 25b in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse 23 gehalten sind.
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ORIGINAL INSPECTED
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Zu diesem Zweck ist das Gegenriemenrad 20 aus zwei Hälften 20a und 20b zusammengesetzt, welche auf einer gemeinsamen
Welle 23 gelagert sind. Im äußeren Bereich sind die beiden
Hälften 20a und 20b voneinander weg aufgebogen und bilden einen Winkel miteinander, der zur Aufnahme sowohl des
inneren als auch des äußeren Keilriemens dient. Zusammen mit der Kupplung kann daher eine sehr raumsparende Antriebsart
erreicht werden.
Aus der Fig. 4 ist zu erkennen, wie in sehr einfacher und
wirkungsvoller Weise die Lager 4 und 3 in ihrer Position
axial gesichert sein können. Dies kann dadurch geschehen, daß an entsprechenden Stellen an den Rädern 2 und 5
Laschen 18 eingestanzt sind, die nach der Montage der Lager nur umgebogen zu werden brauchen, was dann wiederum den
sicheren axialen Sitz der Lager zur Folge hat.
Leerseite
Claims (8)
1. Elektromagnetische Zweistufenkupplung zum Antrieb von
Aggregaten, insbesondere Kältemittelverdichtern in Kraftfahrzeugen, die Elektromagnete sowie eine Mitnehmerscheibe
aufweist, die mit Hilfe der Elektromagnete über Ankerscheiben wahlweise mit zwei Riemenrädern unterschiedlichen
Durchmessers, die über Keilriemen mit einem Gegenriemenrad in Verbindung stehen, reibschlüssig zum
Antrieb einer Aggregatswelle verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerscheibe (9) in einem
Hals (16) des Aggregats abgestützt gelagert (Lager 14) und zwischen den beiden Riemenrädern (2, 5) angeordnet
ist und daß ein Riemenrad (2) außen am Hals (16) des Aggregats gelagert ist.
2. Elektromagnetische Zweistufenkupplung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das große Riemenrad (2) außen am Aggregathals (16) und das kleine Riemenrad (5)
auf einem Ansatz (9b) der Mitnehmerscheibe (9) gelagert (Lager 3, 4) ist.
Ό·:-■.}':■} OÜ 3Ü33H0
3. Elektromagnetische Zweistufenkupplung nach Anspruch 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerseheiben (11, 10)
für das große Riemenrad (2) an der Mitnehmerscheibe (9) und für das kleine Riemenrad (5) an diesem selbst befestigt
sind.
4. Elektromagnetische Zweistufenkupplung nach mindestens einem
der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des großen Riemenrades (2) der Kontur des Magnetkörpers (6)
und die Mitnehmerscheibe (9) weitgehend der Kontur des grossen Riemenrades (2) angepaßt ist.
5. Elektromagnetische Zweistufenkupplung nach mindestens einem
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das große Riemenrad (2) aus zwei Riemenradhälften (2a, 2b) besteht, wobei
die eine Riemenradhälfte (2a) auf dem Aggregathals (16) mittels Doppellager (3) und die andere Riemenradhälfte (2b)
innerhalb des Ansatzes (9"b) der Mitnehmerscheibe (9) gelagert
(Lager 24) ist.
6. Elektromagnetische Zweistufenkupplung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Riemenrillen (25) der Riemenräder (2, 5) in einer Ebene konzentrisch zueinander angeordnet
sind.
7. Elektromagnetische Zwei stufenkupp lung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gegenriemenrad (20) aus zwei
in der gleichen Riemenebene ineinander angeordneten Riemenrillen (21, 22) besteht.
8. Elektromagnetische Zweistufenkupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung
der Lager (3, 4) der Riemenräder (2, 5) mittels in diesen ausgestanzten und nach der Lagermontage umgebogenen
Laschen (18) erfolgt.
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- 1981-09-03 US US06/299,108 patent/US4488627A/en not_active Expired - Fee Related
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