WO2010115502A1

WO2010115502A1 - Rotor mit einer überlastsicherung für eine drehmomentbegrenzung

Info

Publication number: WO2010115502A1
Application number: PCT/EP2010/001570
Authority: WO
Inventors: Rainer Schmitt; Thomas Pütz
Original assignee: Gkn Sinter Metals Holding Gmbh
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2010-10-14
Also published as: DE102009016718A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (2) mit einer Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung, wobei die Überlastsicherung in einem Flanschabschnitt (4) des Rotors (2) umgesetzt ist. Der Flanschabschnitt (4) umfasst dabei einen ersten als Außenring (8) ausgebildeten Abschnitt, der über zumindest einen Stegabschnitt (10), der einen zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts (4) bildet, an einen dritten Abschnitt (12) des Flanschabschnitts (4) angebunden ist. Der Stegabschnitt (10) erstreckt sich dabei zumindest in einer Richtung und verjüngt sich dabei bis zu einer Anbindungsfläche A, die als Sollbruchstelle fungiert, an welcher der Stegabschnitt (10) bei einer definierten Überlast bricht. Die Erfindung betrifft ferner ein Presswerkzeug (30) und ein Verfahren zur Herstellung eines zu sinternden Presslings (2) aus einem pulverförmigen Stoff, wobei der Pressung (2) in der Gestalt eines derartigen Rotors ausgebildet ist, der in verschiedensten technischen Anwendungen für eine Drehmomentübertragung und Drehmomentbegrenzung von Nutzen sein kann.

Description

Rotor mit einer Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung

Die Erfindung betrifft einen Rotor mit einer Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung. Ferner betrifft die Erfindung ein Presswerkzeug sowie ein Verfahren zur Her- Stellung eines zu sinternden Presslings aus einem pulverförmigen Stoff, wobei der Pressung in der Gestalt des Rotors ausgebildet ist. Dabei kann der Rotor bzw. der gesinterte Pressung in verschiedensten technischen Anwendungen für eine Drehmomentübertragung und Drehmomentbegrenzung von Nutzen sein.

Drehmomentbegrenzungseinrichtungen sind nach dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 200 23 516 U1 eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung bekannt, die im Zusammenhang mit einem Kompressor einer Kraftfahrzeugklimaanlage verwendet wird, wobei bei dem Kompressor auf eine Verwendung einer e- lektromagnetischen Kupplung zur Unterbrechung einer Drehbewegung und einer damit einhergehenden Drehmomentübertragung verzichtet wird. Diese Drehmomentbegrenzungseinrichtung unterbindet im Fall einer blockierenden Kompressorwelle eine Drehmomentübertragung von einem Motor, der unter anderem den Kompressor antreibt, auf die Kompressorwelle, indem ein drehmomentübertragendes Verbindungselement in der Gestalt eines Stiftes an einer definierten Sollbruchstelle bricht, um zu verhindern, dass ein die Kompressorwelle antreibender Riemen, der von dem Motor angetrieben wird und der eine mit der Kompressorwelle über das Verbindungselement verbundene Riemenscheibe antreibt, infolge einer sich einstellenden Überlast zerstört wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung be- reitzustellen, die gegenüber dem genannten Stand der Technik eine Optimierung hinsichtlich einer kompakten Ausgestaltung darstellt. Dabei soll die Drehmomentbegrenzungseinrichtung zugleich einfach und kostengünstig herstellbar sein. Ferner soll die Drehmomentbegrenzungseinrichtung unabhängig von dem eingangs genannten Stand der Technik universell einsetzbar sein.

Diese Aufgabe wird mit einem Rotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale sind Gegenstand von bevorzugten Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lösung. In der nachfolgenden Beschreibung werden ferner weitere vorteilhafte Merkmale angegeben, die Gegenstand weiterer Ausgestal- tungen und Weiterbildungen der Lösung sein können. Diese weiteren Merkmale können dabei untereinander und mit den Merkmalen der Anspruchsfassung kombiniert werden.

Es wird ein Rotor mit einer Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung vorge- schlagen, wobei die Überlastsicherung in einem Flanschabschnitt des Rotors umgesetzt ist. Der Flanschabschnitt umfasst dabei einen ersten als Außenring ausgebildeten Abschnitt, der über zumindest einen Stegabschnitt, der einen zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts bildet, an einen dritten Abschnitt des Flanschabschnitts angebunden ist. Der Stegabschnitt erstreckt sich dabei zumindest in einer Richtung und verjüngt sich dabei bis zu einer Anbindungsfläche, die als Sollbruchstelle fungiert, an welcher der Stegabschnitt bei einer definierten Überlast bricht. Der Rotor ist dabei vorzugsweise als ein sintertechnisch hergestelltes Bauteil ausgebildet.

Vorteilhaft an dieser vorgeschlagenen Überlastsicherung ist, dass der Rotor eine kompak- te Ausgestaltung verkörpert und somit zu einer Bauraumeinsparung im Zusammenhang mit verschiedensten technischen Anwendungen beitragen kann. Hinzu kommt ein weiterer wesentlicher Vorteil, sofern der Rotor als ein sintertechnisch hergestelltes Bauteil ausgebildet ist. Dieser Vorteil liegt dabei darin, dass eine zerteilende, spanende bzw. spanabhebende und/oder umformende Bearbeitung des Rotors zur Erzeugung der vorgeschla- genen Ausgestaltung des Stegabschnitts bzw. Anbindungsstegs mit der Sollbruchstelle entfällt. Dieser Umstand trägt somit zugleich vorteilhafterweise zur Vereinfachung eines Herstellungsverfahrens für einen derartigen Rotor bei. Darüber hinaus trägt dieser Umstand zu einer Kosteneinsparung bei einer Herstellung eines derartigen Rotors bei.

Bei einer sintertechnischen Herstellung wird ein pulverförmiger Stoff zu einem zu sinternden Pressung, auch Grünling genannt, verpresst. Der Pressung erlangt daraufhin beim Sintern seine endgültige Festigkeit, indem der verpresste pulverförmige Stoff beim Durchlaufen eines Sinterofens durch Diffusions- und Rekristallisationsvorgänge ein zusammenhängendes Kristallgefüge bildet.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der mindestens eine Stegabschnitt zumindest in radialer Richtung des Flanschabschnitts und verjüngt sich dabei bis zu der Anbindungsfläche. Zusätzlich oder alternativ dazu kann sich der Stegabschnitt auch in Längsrichtung des Flanschabschnitts erstrecken und dabei bis zu der Anbindungsfläche verjüngen. Der Stegabschnitt kann in Bezug auf seine Erstreckung und/oder Verjüngung eine Komponente in radialer Richtung des Flanschabschnitts und/oder eine Komponente in Längsrichtung des Flanschabschnitts aufweisen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung verjüngt sich der Stegabschnitt von dem Außenring zu dem dritten Abschnitt des Flanschabschnitts bzw. in Richtung des dritten Abschnitts des Flanschabschnitts bis zu der Anbindungsfläche. Zusätzlich oder alternativ dazu kann sich der Stegabschnitt auch von dem dritten Abschnitt des Flanschabschnitts zu dem Außenring bzw. in Richtung des Außenrings bis zu der Anbindungsfläche verjün- gen. Dabei kann die Verjüngung des Stegabschnitts in der Gestalt einer konischen, konvexen und/oder konkaven Verjüngung ausgebildet sein.

Die Anbindungsfläche erstreckt sich dabei in Längsrichtung des Flanschabschnitts bzw. Rotors zumindest über einen Bereich der Flanschdicke. Nach einer bevorzugten Ausges- taltung erstreckt sich die Anbindungsfläche in Längsrichtung des Flanschabschnitts bzw. Rotors über die gesamte Flanschdicke. Diese Variationsmöglichkeit ermöglicht eine Einstellung einer definierten Bruchlast, bei welcher der Stegabschnitt an der Anbindungsfläche bricht.

Vorzugsweise sind zwischen dem Außenring und dem dritten Abschnitt des Flanschabschnitts zumindest ein erster Stegabschnitt und ein zweiter Stegabschnitt vorgesehen, die zusammen den zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts bilden. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwischen dem Außenring und dem dritten Abschnitt des Flanschabschnitts eine Vielzahl von Steg abschnitten, vorzugsweise insgesamt acht Stegabschnitte vorgesehen, die in Ümfangsrichtung des Flanschabschnitts vorzugsweise gleichmäßig von einander beabstandet sind. Auch diese Ausgestaltung stellt eine Variationsmöglichkeit dar, über die eine Einstellung einer definierten Bruchlast ermöglicht wird, bei welcher die jeweiligen Stegabschnitte an der zugeordneten Anbindungsfläche brechen.

Alternativ dazu kann nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung auch nur ein einziger Stegabschnitt vorgesehen sein, der sich vorzugsweise über den gesamten Umfang des Flanschabschnitts erstreckt. Zur Einstellung einer minimalen Anbindungsfläche kann vorgesehen sein, dass sich die Anbindungsfläche nicht über die gesamte Flanschdicke, sondern vielmehr nur über einen Bereich der Flanschdicke erstreckt.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anbindungsfläche angrenzend zu einer ersten Stirnseite des Flanschabschnitts ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Anbindungsfläche auch angrenzend zu einer zweiten Stirnseite des Flanschabschnitts ausgebildet sein, die dabei vorzugsweise planparallel zu der ersten Stirnseite ausgebildet sein kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Anbindungsfläche auch in einem Be- reich des Flanschabschnitts zwischen der ersten und der zweiten Stirnseite ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist der Rotor als ein einteiliges Bauteil ausgebildet. Alternativ dazu kann der Rotor auch aus zumindest zwei Teilen zusammengefügt sein.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Rotor im Wesentlichen als ein Hohlzylinder ausgebildet, der einen Flanschabschnitt nach der zuvor beschriebenen Art aufweist. Der Rotor weist dabei ein Durchgangsloch auf, welches sich durch den Flanschabschnitt und einen sich daran anschließenden Abschnitt erstreckt. Die hohlförmige Aus- bildung des Rotors trägt vorteilhafterweise zu einer Material- und Gewichtseinsparung bei.

Es wird ferner eine Verwendung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art in einer Magnetkupplung für einen Geldautomaten vorgeschlagen.

Ferner wird eine Verwendung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art in einem Fahrzeug in Verbindung beispielsweise mit einem Kompressor, einer Pumpe und/oder einem Anlasser vorgeschlagen. Bei dem Fahrzeug kann es sich dabei um ein Landfahrzeug, Wasserfahrzeug, Luftfahrzeug oder eine Kombination davon handeln.

Der Flanschabschnitt des Rotors wird dabei als eine Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung verwendet, wobei die Anbindungsfläche des jeweiligen Stegabschnitts als eine Sollbruchstelle fungiert, an welcher der Stegabschnitt bei einer definierten Überlast bricht. Es wird ferner ein Presswerkzeug zur Herstellung eines zu sinternden Presslings aus einem pulverförmigen Stoff vorgeschlagen, wobei der gesinterte Pressung als ein Rotor nach der zuvor beschriebenen Art in verschiedensten technischen Anwendungen von Nutzen sein kann. Das Presswerkzeug weist dabei auf: eine Form zur Aufnahme des pul- verförmigen Stoffes, wobei die Form zumindest einen Unterstempel und zumindest eine Matrize umfasst, und zumindest einen Oberstempel zum Verpressen des pulverförmigen Stoffes zu dem Pressung, wobei der Oberstempel mit der Form zusammenwirkt.

Der Oberstempel und die Form weisen dabei eine formgebende Geometrie auf, welche zu der Geometrie eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art korrespondiert, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels mit der Form ein Pressung in der Gestalt eines derartigen Rotors ausbildbar ist.

Zusätzlich dazu kann die Form ferner zumindest einen Dorn zur Erzeugung eines Frei- raumes in einem Flanschabschnitt des Presslings aufweisen, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels mit der Form ein Pressung in der Gestalt eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art ausbildbar ist.

Ferner kann die Form zusätzlich dazu zumindest einen zentralen Dorn aufweisen, um einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Pressung mit einem Durchgangsloch auszubilden, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels mit der Form ein Pressung in der Gestalt eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art ausbildbar ist.

Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines zu sinternden Presslings aus einem pul- verförmigen Stoff vorgeschlagen, bei dem der pulverförmige Stoff in eine Form eines Presswerkzeugs eingefüllt und mittels zumindest eines Oberstempels des Presswerkzeugs, der mit der Form zusammenwirkt, unter Aufbringung einer Kraft zu dem Pressung verpresst wird, wobei beim Verpressen ein Pressung in der Gestalt eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art ausgebildet wird. Zur Durchführung des Verfahrens wird dabei ein Presswerkzeug nach der zuvor beschriebenen Art verwendet.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehend erläutert. Die aus den Zeichnungen und den zugehörigen Beschreibungen hervorgehenden Merkmale beschränken sich dabei nicht auf die jeweiligen Ausführungsbeispiele. Auch sind diese Merkmale nicht beschränkend auszulegen. Vielmehr sollen diese Merkmale eine beispielhafte Umsetzung des vorgeschlagenen Rotors und des vorgeschlagenen Presswerkzeugs veranschaulichen. Darüber hinaus sind diese einzelnen Merkmale im Hinblick auf mögliche weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lösung untereinander wie auch mit den Merkmalen aus der obigen Beschreibung zu weiteren Ausgestaltungen kombinierbar, die im einzelnen nicht dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 zwei nach dem Stand der Technik bekannte Ausführungsbeispiele eines Rotors der gattungsgemäßen Art,

Fig. 2 eine erste, zweite und dritte Ausführungsform eines vorgeschlagenen Rotors,

Fig. 3 eine vierte, fünfte und sechste Ausführungsform eines vorgeschlagenen Rotors,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Presswerkzeugs zur Herstellung der in der Fig. 2 dargestellten dritten Ausführungsform des Rotors und

Fig. 5 eine Modifikation der zuvor dargestellten, vorgeschlagenen Ausführungsformen.

Gleiche Bezugszeichen beziehen sich nachfolgend auf gleiche oder gleichartige Bauteile.

Die linke und die rechte Darstellung in der Fig. 1 veranschaulichen zwei nach dem Stand der Technik bekannte Ausführungsbeispiele eines einteiligen Rotors 8, der für den Einsatz in einer Magnetkupplung vorgesehen ist, die etwa für die Verwendung in einem Geldau- tomateη bestimmt sein kann. Diese beiden Ausführungsbeispiele sind jeweils in einer geschnittenen Vorderansicht und in einer Draufsicht abgebildet. Die geschnittenen Darstellungen bzw. Vorderansichten beziehen sich auf die jeweiligen in der Draufsicht abgebildeten Schnittlinien. Diese beiden Rotoren 2 sind dabei jeweils im Wesentlichen hohlzylinder- förmig mit einem Durchgangsloch 16 ausgebildet und umfassen je einen Abschnitt 6 und einen sich daran anschließenden Flanschabschnitt 4. Der Flanschabschnitt 4 wiederum umfasst einen Außenring 8 und einen innen liegend zu dem Außenring 8 angeordneten Innenring 12, wobei der Außenring 8 über insgesamt vier Steg abschnitte 10 an den Innenring 12 angebunden ist. Die Stegabschnitte 10 sind dabei über den Umfang des Flansch- abschnitts 4 gleichmäßig voneinander beabstandet. Der Außenring 8, der Innenring 12 und die vier Stegabschnitte 10 bilden dabei insgesamt vier Freiräume 14. Diese beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich lediglich dadurch voneinander, dass deren Stegquerschnitte unterschiedlich dimensioniert sind. Die rechte Darstellung in der Fig. 1 weist gegenüber der linken Darstellung einen geringeren Stegquerschnitt auf.

Die in den Fig. 2, 3 und 5 abgebildeten, vorgeschlagenen Rotoren 2 sind jeweils vorzugsweise im Wesentlichen als ein Hohlzylinder mit einem Durchgangsloch 16 ausgebildet. Diese Rotoren 2 umfassen dabei je einen zylinderförmigen Abschnitt 6, an den sich ein Flanschabschnitt 4 mit einer integrierten Überlastsicherung anschließt, der als solcher im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Das Durchgangsloch 16 erstreckt sich dabei durch diese beiden Abschnitte 4 und 6. Der Flanschabschnitt 4 umfasst einen Außenring 8, der einen ersten Abschnitt des Flanschabschnitts 4 bildet. Wegen der Hohlzylinderform des Rotors 2 umfasst der Flanschabschnitts 4 ferner einen Innenring 12, der einen dritten Abschnitt des Flanschabschnitts 4 bildet. Dieser Innenring 12 ist dabei vorzugsweise innen liegend zu dem Außenring 8 angeordnet. Der Außenring 8 ist dabei über zumindest einen Stegabschnitt 10, der einen zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts 4 bildet, an den Innenring 12 angebunden.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und Fig. 3 verschiedene Ausgestaltungen eines vorgeschlagenen Rotors 2 eingehend beschrieben. Die in der Fig. 2 und Fig. 3 veranschaulichten Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Anbindungsstege 10, auf die nachfolgend eingegangen wird, stellen dabei eine Verbesserung gegenüber dem zuvor beschriebenen Stand der Technik (Fig. 1) dar, wobei die Verbesserung in einer Präzisie- rung einer Sollbruchstelle liegt. Diese Ausgestaltungen sind jeweils in einer geschnittenen Vorderansicht und in einer Draufsicht abgebildet. Die geschnittenen Darstellungen bzw. Vorderansichten beziehen sich auf die jeweiligen in der Draufsicht abgebildeten Schnittlinien.

Diesen Ausgestaltungen der Fig. 2 und Fig. 3 ist gemein, dass sich der jeweilige Stegabschnitt 10 vorzugsweise in radialer Richtung des Flanschabschnitts 4 erstreckt und dabei bis zu einer Anbindungsfläche A verjüngt. Ergänzend sei an dieser Stelle bemerkt, dass sich der Stegabschnitt 10 nach einer alternativen Ausgestaltung zusätzlich oder alternativ dazu auch in Längsrichtung des Flanschabschnitts 4 erstrecken und/oder verjüngen kann. Die Fig. 2 veranschaulicht drei Ausgestaltungen eines Rotors 2, bei dem der Außenring 8 über vorzugsweise acht Steg abschnitte 10 an den Innenring 12 angebunden ist. Die einzelnen Steg abschnitte 10 sind dabei in Umfangsrichtung des Flanschabschnittes 4 vor- zugsweise gleichmäßig voneinander beabstandet.

Die linke Darstellung der Fig. 2 veranschaulicht dabei eine Ausgestaltung, bei der sich der Stegabschnitt 10 von dem Innenring 12 zu dem Außenring 8 bzw. in Richtung des Außenrings 8 bis zu der Anbindungsfläche A verjüngt (Fig. 2a). Unterhalb der Draufsicht der Fig. 2a ist eine Vergrößerung X eines der Stegabschnitte 10 der Fig. 2a dargestellt, x' symbolisiert dabei eine Erstreckung der Anbindungsfläche A in Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 4.

Bei der mittleren Darstellung in der Fig. 2 hingegen verjüngt sich der Stegabschnitt 10 von dem Außenring 8 zu dem Innenring 12 bzw. in Richtung des Innenrings 12 bis zu der Anbindungsfläche A (Fig. 2b). Die mittlere Darstellung stellt sozusagen eine Umkehrung zu der Stegabschnittsausbildung dar, welche der Fig. 2a zugrunde liegt.

In der rechten Darstellung verjüngt sich der Stegabschnitt 10 sowohl von dem Innenring 12 zu dem Außenring 8 bzw. in Richtung des Außenrings 8 bis zu der Anbindungsfläche A als auch von dem Außenring 8 zu dem Innenring 12 bzw. in Richtung des Innenrings 12 bis zu der Anbindungsfläche A (Fig. 2c). Die rechte Darstellung stellt sozusagen eine

Kombination aus der linken Darstellung (Fig. 2a) und der mittleren Darstellung (Fig. 2b) dar. Die beiden aufeinander zulaufenden und sich dabei verjüngenden Abschnitte des Stegabschnitts 10 sind dabei vorzugsweise im Wesentlichen gleich dimensioniert, so dass die Anbindungsfläche A vorzugsweise im Wesentlichen mittig zwischen dem Innenring 12 und dem Außenring 8 angeordnet ist.

Nach den Darstellungen der Fig. 2 verjüngen sich die jeweiligen Steg abschnitte 10 vor- zugsweise konisch. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch eine konvexe und/oder konkave Verjüngung der jeweiligen Stegabschnitte 10 vorgesehen sein.

Nach den Darstellungen der Fig. 2 erstreckt sich die Anbindungsfläche A vorzugsweise über die gesamte Flanschdicke H. Dies geht anschaulich aus den einzelnen geschnitte- nen Vorderansichten hervor, die Querschnittsdarstellungen entlang der jeweiligen in der Draufsicht dargestellten Schnittlinien beschreiben. Nach einer alternativen Ausgestaltung kann sich die Anbindungsfläche A auch nur über einen Bereich der Flanschdicke H erstrecken. Dadurch lässt sich eine geringere Bruchlast einstellen, bei der die als Über- lastsicherung fungierenden Stegabschnitte 10 brechen. Nach den Darstellungen der Fig. 2 sind die beiden Stirnseiten 18 und 20 des Flanschabschnitts 4 vorzugsweise planparallel zueinander ausgebildet.

Die Fig. 3 veranschaulicht drei weitere, vorzugsweise rotationssymmetrische Ausgestal- tungen eines Rotors 2, bei dem der Außenring 8 über lediglich einen Stegabschnitt 10 an den Innenring 12 angebunden ist. Wegen der rotationssymmetrischen Ausgestaltung erstreckt sich der Stegabschnitt 10 über den gesamten Umfang des Flanschabschnitts 4. Alternativ dazu kann sich der Stegabschnitt 10 auch nur über einen Bereich des Umfangs erstrecken. Auch dadurch lässt sich eine geringere Bruchlast einstellen, bei der die als Überlastsicherung fungierenden Steg abschnitte 10 brechen. Diesen Ausgestaltungen der Fig. 3 ist gemein, dass sich der Stegabschnitt 10 vorzugsweise lediglich über einen Bereich der Flanschdicke H erstreckt. Dabei verjüngt sich der Stegabschnitt 10 von dem Innenring 12 zu dem Außenring 8 bzw. in Richtung des Außenrings 8 bis zu der Anbindungsfläche A und/oder von dem Außenring 8 zu dem Innenring 12 bzw. in Richtung des Innenrings 12 bis zu der Anbindungsfläche A (Fig. 3a, Fig. 3b, Fig. 3c). Auch nach den Darstellungen der Fig. 3 verjüngen sich die jeweiligen Stegabschnitte 10 vorzugsweise konisch. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch eine konvexe und/oder konkave Verjüngung der jeweiligen Stegabschnitte 10 vorgesehen sein.

Alternativ dazu kann nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass sich der Stegabschnitt 10 in Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 4 auch zumindest abschnittsweise über die gesamte Flanschdicke H erstreckt.

In der linken Darstellung der Fig. 3 ist die Anbindungsfläche A angrenzend zu einer ersten Stirnseite 18 des Flanschabschnitts 4 ausgebildet (Fig.3a). Der Innenring 12 und der Außenring 8 bilden dabei eine vorzugsweise umlaufende Nut 22, die sich von einer zweiten Stirnseite 20 bis zu der Anbindungsfläche A erstreckt. Die Nut 22 ist somit der zweiten Stirnseite 20 zugewandt. Oberhalb der Fig. 3a ist eine Vergrößerung X des Stegab- Schnitts 10 der Fig. 3a dargestellt. X' symbolisiert dabei neben einer axialen Erstreckung der Anbindungsfläche A auch den Abstand der Nut 22 zu der ersten Stirnseite 18.

In der rechten Darstellung hingegen ist die Anbindungsfläche A angrenzend zu der zwei- ten Stirnseite 20 des Flanschabschnitts 4 ausgebildet (Fig. 3c). Dabei bilden der Innenring

12 und der Außenring 8 eine vorzugsweise umlaufende Nut 22, die sich von der ersten

Stirnseite 18 bis zu der Anbindungsfläche A erstreckt, x' symbolisiert dabei neben einer axialen Erstreckung der Anbindungsfläche A auch den Abstand der Nut 22 zu der zweiten

Stirnseite 20. Die Nut 22 ist somit der ersten Stirnseite 18 zugewandt. Die Fig. 3c veran- schaulicht sozusagen eine Umkehrung der Ausgestaltung des Flanschabschnitts 4, die der Fig. 3a zugrunde liegt.

Im Unterschied zu der linken und der rechten Darstellung ist in der mittleren Darstellung die Anbindungsfläche A in einem Bereich des Flanschabschnitts 4 zwischen der ersten und der zweiten Stirnseite 18, 20 ausgebildet, wobei die Anbindungsfläche A vorzugsweise im Wesentlichen mittig zu der ersten Stirnseite 18 und der zweiten Stirnseite 20 angeordnet ist (Fig. 3b). Dabei bilden der Innenring 12 und der Außenring 8 zwei vorzugsweise umlaufende Nuten 24 und 26, wobei sich die Nut 24 von der zweiten Stirnseite 20 bis zu der Anbindungsfläche A erstreckt, wohingegen sich die Nut 26 von der ersten Stirnseite 18 bis zu der Anbindungsfläche A erstreckt. Die Nut 24 ist somit der zweiten Stirnseite 20 zugewandt, wohingegen die Nut 26 der ersten Stirnseite 18 zugewandt ist. Nach den Darstellungen der Fig. 3 sind die beiden Stirnseiten 18 und 20 des Flanschabschnitts 4 vorzugsweise planparallel zueinander ausgebildet, x' symbolisiert dabei lediglich eine axiale Erstreckung der Anbindungsfläche A.

Den nach der Fig. 2 und Fig. 3 vorgeschlagenen Ausgestaltungen ist gemein, dass es sich bei dem jeweiligen Rotor 2 vorzugsweise um ein einteilig ausgestaltetes Bauteil handelt, welches vorzugsweise als ein Sinterbauteil ausgebildet ist. Alternativ dazu kann es sich bei dem jeweiligen Rotor 2 auch um ein zumindest aus zwei Teilen zusammengefüg- tes Bauteil handeln, wobei die zwei Teile vorzugsweise als Sinterbauteile ausgebildet sein können. Die Ausbildung als Sinterbauteil begründet einen wesentlichen Vorteil, der darin liegt, dass eine zerteilende, spanende bzw. spanabhebende und/oder umformende Bearbeitung des jeweiligen Rotors 2 zur Erzeugung einer der beschriebenen Geometrien des Flanschabschnitts 4 entfällt. Es wird ferner eine Verwendung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art in einer Magnetkupplung für einen Geldautomaten vorgeschlagen.

Ferner wird eine Verwendung eines derartigen Rotors in einem Fahrzeug beispielsweise in Verbindung mit einem Kompressor, einer Pumpe und/oder einem Anlasser vorgeschlagen, wobei es sich bei dem Fahrzeug um ein Landfahrzeug, Wasserfahrzeug, Luftfahrzeug oder eine Kombination davon handeln kann.

Nach diesen beiden vorgeschlagenen Verwendungen fungiert der Flanschabschnitt 4 als eine Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung. Der Flanschabschnitt 4 kann dabei eine der zuvor beschriebenen, vorgeschlagenen Ausgestaltungen für einen Stegabschnitt 10 aufweisen. Die Anbindungsfläche A des jeweiligen Stegabschnitts 10 fungiert dabei als eine Sollbruchstelle, an welcher der Stegabschnitt 10 bei einer definierten Über- last bricht.

Das in der Fig. 4 schematisch dargestellte Presswerkzeug 30 dient der Herstellung eines zu sinternden Presslings 2 aus einem pulverförmigen Stoff, wobei der Pressung 2 eine Ausgestaltung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art aufweist und im gesinter- ten Zustand in verschiedensten technischen Anwendungen von Nutzen sein kann, so zum Beispiel in der eingangs genannten Magnetkupplung. Das Presswerkzeug 30 umfasst eine Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 zur Aufnahme des pulverförmigen Stoffes und einen vorzugsweise einteilig ausgebildeten Oberstempel 32, der mit der Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 zusammenwirkt. Die Form umfasst dabei vorzugsweise: eine Matrize 34, einen ersten Unterstempel 36, insgesamt acht vorzugsweise in einem Kreis angeordnete Dorne 38, einen zweiten Unterstempel 40, einen dritten Unterstempel 42 und einen zentralen Dorn 44. Die Dorne 38 und 44 greifen dabei während eines Pressvorgangs in den Oberstempel 32 ein, um die in der rechten Darstellung der Fig. 2 dargestellten Freiräume 14 und das Durchgangsloch 16 zu erzeugen bzw. auszubilden (vgl. Fig. 2c). Der Oberstempel 32 und die Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 weisen demnach eine formgebende Geometrie auf, welche zu der Geometrie des Rotors 2 nach der beschriebenen Fig. 2c korrespondiert, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels 32 mit der Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 ein Pressung 2 in der Gestalt eines derartigen Rotors ausbildbar ist. Die einzelnen Bestandteile 34, 36, 38, 40, 42, 44 der Form können dabei auch mehrteilig ausgestaltet sein. Die in dem Kreis angeordneten Dorne 38 können aber auch eine Krone eines einteiligen Doms bilden. Mittels des Presswerkzeugs 30 ist demnach aus dem pul- verförmigen Stoff ein Pressung 2 ausbildbar, dessen Geometrie in einer beispielhaften Veranschaulichung zu der rechten Darstellung der Fig. 2 korrespondiert.

Aus der rechten Schnittdarstellung der Fig. 4, die einen Schnitt entlang der Schnittlinie A - A in der linken Schnittdarstellung beschreibt, ist ersichtlich, dass die Anordnung des ersten Unterstempels 36, der acht Dorne 38 und des zweiten Unterstempels 40 die Geomet- rie des Flanschabschnitts 4 der rechten Darstellung der Fig. 2 widerspiegelt.

Bei einem vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung eines derartigen Presslings 2, wobei zur Durchführung des Verfahrens das Presswerkzeug 30 verwendet wird, wird ein pulverförmiger Stoff in die Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 eingefüllt und mittels des Ober- stempeis 32, der mit der Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 zusammenwirkt, unter Aufbringung einer Kraft zu dem Pressung 2 verpresst. Beim Verpressen entsteht dabei ein Pressung 2 in der Gestalt eines im Wesentlichen Hohlzylinders nach der rechten Darstellung der Fig. 2 (Fig. 2c). Die Geometrie der Fig. 2c dient dabei nur der beispielhaften Veranschaulichung des Verfahrens.

Der Pressung 2 erlangt daraufhin während eines Sintervorgangs seine endgültige Festigkeit, indem der verpresste pulverförmige Stoff beim Durchlaufen eines Sinterofens durch Diffusions- und Rekristallisationsvorgänge ein zusammenhängendes Kristallgefüge bildet.

Nach einem weiteren, alternativen Verfahren kann eine entsprechend ausgestaltete Geometrie eines derartigen Rotors auch mittels einer zerteilenden, spanenden bzw. spanabhebenden und/oder umformenden Bearbeitung eines Rohlings hergestellt werden. Ferner kann auch nach einem weiteren, alternativen Verfahren die zuvor beschriebene sintertechnische Herstellung in einem Nachgang durch eine zerteilende, spanende bzw. span- abhebende und/oder umformende Bearbeitung des gesinterten Presslings ergänzt werden. Beispielsweise sei an dieser Stelle eine nachträgliche Bearbeitung des gesinterten Presslings durch einen Prägevorgang, einen Stanzvorgang und/oder einen Bohrvorgang genannt. Fig. 5 veranschaulicht diese zuvor beschriebenen, vorgeschlagenen Ausgestaltungen der jeweiligen Rotoren 2 mit einer Modifikation, die darin liegt, das vorzugsweise der Flanschabschnitt 4 mit einer Außenverzahnung 28 versehen ist, um mit einem entsprechend ausgebildeten Zahnrad, Zahnriemen oder einer entsprechend ausgebildeten Kette form- schlüssig zusammen wirken zu können. Weiterhin ist das Durchgangsloch 16 mit einer Innenverzahnung 29 versehen, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Durchgangslochs 16 erstreckt, um mit einem entsprechend ausgebildeten Wellenzapfen formschlüssig zusammen wirken zu können.

Alternativ dazu kann auch zumindest der Flanschabschnitt 4 mit zumindest einer umlaufenden keilförmigen Nut versehen sein, um mit einem entsprechend ausgebildeten Keilriemen zusammen wirken zu können.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch zumindest der Flanschabschnitt 4 mit zumin- dest einer umlaufenden ebenen oder profilierten Außenfläche versehen sein, um mit einem entsprechend ausgebildeten Flachriemen oder profilierten Flachriemen zusammen wirken zu können. Unter einer profilierten Außenfläche und einem profilierten Flachriemen sind dabei jeweils Ausgestaltungen zu verstehen, die in Bezug auf die jeweilige auf eine geometrische Ausgestaltung eine beträchtliche Freiheit einräumen. Die Profilierung der Außenfläche und/oder des Flachriemens kann dabei beispielsweise wellenförmig oder in der Gestalt mehrerer Keilprofile ausgeführt sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Rotor (2) mit einer Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung, wobei die Überlastsicherung in einem Flanschabschnitt (4) des Rotors (2) umgesetzt ist, wobei der Flanschabschnitt (4) einen ersten als Außenring (8) ausgebildeten Abschnitt umfasst, der über zumindest einen Stegabschnitt (10), der einen zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts (4) bildet, an einen dritten Abschnitt (12) des Flanschabschnitts (4) angebunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

sich der Stegabschnitt (10) zumindest in einer Richtung erstreckt und bis zu einer Anbindungsfläche (A) verjüngt, die als Sollbruchstelle fungiert, an welcher der Stegabschnitt (10) bei einer definierten Überlast bricht.

2. Rotor (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stegabschnitt (10) in radialer Richtung des Flanschabschnitts (4) erstreckt und bis zu der Anbindungsfläche (A) verjüngt.

3. Rotor (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stegabschnitt (10) in Längsrichtung des Flanschabschnitts (4) erstreckt und bis zu der Anbindungsfläche (A) verjüngt.

4. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stegabschnitt (10) von dem Außenring (8) zu dem dritten Abschnitt (12) des Flanschabschnitts (4) bis zu der Anbindungsfläche (A) verjüngt.

5. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stegabschnitt (10) von dem dritten Abschnitt (12) des Flanschabschnitts (4) zu dem Außenring (8) bis zu der Anbindungsfläche (A) verjüngt.

6. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stegabschnitt (10) eine konische, konvexe und/oder konkave Verjüngung aufweist.

7. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anbindungsfläche (A) zumindest über einen Bereich der Flanschdicke (H) erstreckt.

8. Rotor (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anbindungsfläche (A) über die gesamte Flanschdicke (H) erstreckt.

9. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu- mindest ein erster Stegabschnitt (10) und ein zweiter Stegabschnitt (10) vorgesehen sind, die den zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts (4) bilden.

10. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der eine Stegabschnitt (10) über den gesamten Umfang des Flanschabschnitts (4) erstreckt.

11. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsfläche (A) angrenzend zu einer ersten Stirnseite (18) des Flanschabschnitts (4) ausgebildet ist.

12. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsfläche (A) angrenzend zu einer zweiten Stirnseite (20) des Flanschabschnitts (4) ausgebildet ist, die vorzugsweise planparallel zu der ersten Stirnseite (18) ausgebildet ist.

13. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsfläche (A) in einem Bereich des Flanschabschnitts (4) zwischen der ersten und der zweiten Stirnseite (18, 20) ausgebildet ist.

14. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der

Rotor (2) als ein einteiliges Bauteil ausgebildet ist.

15. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) aus zumindest zwei Teilen zusammengefügt ist.

16. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) im Wesentlichen als ein Hohlzylinder ausgebildet ist, wobei der Rotor (2) ein Durchgangsloch (16) aufweist, welches sich durch den Flanschabschnitt (4) und einen sich daran anschließenden Abschnitt (6) erstreckt.

17. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Flanschabschnitt (4) mit einer Außenverzahnung (28) versehen ist.

18. Rotor (2) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchgangsloch (16) mit einer Innenverzahnung (29) versehen ist.

19. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Flanschabschnitt (4) mit zumindest einer umlaufenden keilförmigen Nut zur Aufnahme eines Keilriemens versehen ist.

20. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Flanschabschnitt (4) mit zumindest einer umlaufenden ebenen oder profilierten Außenfläche zur Aufnahme eines Flachriemens oder profilierten Flach- riemens versehen ist.

21. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) als ein sintertechnisch hergestelltes Bauteil ausgebildet ist.

22. Verwendung eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 in einer Magnetkupplung für einen Geldautomaten.

23. Verwendung eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 in einem Fahrzeug in Verbindung mit einem Kompressor, einer Pumpe und/oder einem Anlas- ser.

24. Verwendung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (4) des Rotors (2) als eine Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung verwendet wird, wobei die Anbindungsfläche (A) des jeweiligen Stegabschnitts (10) als eine Sollbruchstelle fungiert, an welcher der Stegabschnitt (10) bei einer definierten Überlast bricht.

25. Presswerkzeug (30) zur Herstellung eines zu sinternden Presslings (2) aus einem pulverförmigen Stoff, aufweisend:

eine Form (34, 36, 40, 42) zur Aufnahme des pulverförmigen Stoffes, wobei die Form zumindest einen Unterstempel (36, 40, 42) und zumindest eine Matrize (34) umfasst, und

zumindest einen Oberstempel (32) zum Verpressen des pulverförmigen Stoffes zu dem Pressung (2), wobei der Oberstempel (32) mit der Form (34, 36, 40, 42) zusammenwirkt,

wobei der Oberstempel (32) und die Form (34, 36, 40, 42) eine formgebende Geometrie aufweisen, welche zu der Geometrie eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 korrespondiert, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels (32) mit der Form (34, 36, 40, 42) ein Pressung (2) in der Gestalt eines derartigen Rotors (2) ausbildbar ist.

26. Presswerkzeug (30) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (34, 36, 40, 42) ferner zumindest einen Dorn (38) zur Erzeugung eines Freiraumes (14) in einem Flanschabschnitt (10) des Presslings (2) aufweist.

27. Presswerkzeug (30) nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die

Form (34, 36, 38, 40, 42) ferner zumindest einen zentralen Dorn (44) aufweist, um einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Pressung (2) mit einem Durchgangsloch (16) auszubilden, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels (32) mit der Form (34, 36, 38, 40, 42, 44) ein Pressung (2) in der Gestalt eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausbildbar ist.

28. Verfahren zur Herstellung eines zu sinternden Presslings (2) aus einem pulverförmigen Stoff, bei dem der pulverförmige Stoff in eine Form (36, 38, 40, 42, 44) eines Presswerkzeugs (30) eingefüllt und mittels zumindest eines Oberstempels (32) des Presswerkzeugs (30), der mit der Form (36, 38, 40, 42, 44) zusammenwirkt, unter Aufbringung einer Kraft zu dem Pressung (2) verpresst wird, wobei beim Verpressen ein Pressung (2) in der Gestalt eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet wird, wobei zur Durchführung des Verfahrens ein Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 24 bis 26 verwendet wird.