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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Kraftübertragungsvorrichtung
zum Übertragen
einer Drehkraft, welche durch einen Motor erzeugt wird, von dem
Motor auf eine Motorzusatzeinrichtung. Insbesondere betrifft die
vorliegende Erfindung eine Kraftübertragungsvorrichtung
mit einem Drehmomentbegrenzermechanismus, um einen Kraftübertragungsweg
von dem Motor zu der Motorzusatzeinrichtung zu sperren, wenn an
dem Motor ein Überlastdrehmoment
anliegt, wenn zum Beispiel eine Antriebswelle zum Antreiben der
Motorzusatzeinrichtung aus dem Grund eines Fressens und dergleichen verriegelt
ist.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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In einem herkömmlichen Kühlkreis mit einem Verstellkältemittelkompressor,
der nachfolgend als Kompressor bezeichnet wird, bei dem eine Ausgabeleistung
des Ausgebens des Kältemittels
auf 0% der Kompressorleistung verändert werden kann, ist es unnötig, einen
Kupplungsmechanismus vorzusehen, der die Übertragung einer Drehkraft
(Drehmoment) von dem Motor auf eine Antriebswelle des Kältemittelkompressors
verbindet und trennt. Falls jedoch der Kupplungsmechanismus nicht
vorgesehen ist, wird, falls die Kompressorwelle durch ein Fressen
des Kompressors verriegelt wird, ein Überlastdrehmoment (Festkeildrehmoment),
dessen Stärke
viel größer als
die Stärke
eines üblichen Übertragungsdrehmoments
ist, erzeugt. Aufgrund des obigen Überlastdrehmoments wird eine
Drehung einer V-Riemenscheibe zum Antreiben der Kompressorwelle
gestoppt. Demgemäß rutscht
der durch den Motor angetriebene V-Riemen durch, was einen Abrieb
des V-Riemens verursacht. Ferner wird der V-Riemen erwärmt. Als
Ergebnis gibt es eine Möglichkeit,
dass der V-Riemen bricht.
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Um die obigen Probleme zu lösen, wird
zum Beispiel in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 2001-173759 eine Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher
ein Kraftübertragungsweg
von dem Motor zu dem Kompressor gesperrt wird, wenn ein Unterschied
des Drehmoments zwischen der Riemenscheibe und der Kompressorwelle
ein Einstelldrehmoment übersteigt,
wenn ein Überlastdrehmoment aus
dem Grund eines Verriegelns der Kompressorwelle erzeugt wird. Wie
in 4 dargestellt, ist
dieser Drehmomentbegrenzer in einer solchen Weise aufgebaut, dass
eine Drehkraft des Motors, die von dem Motor auf die Kompressorwelle übertragen
wird, von der Riemenscheibe (nicht dargestellt) auf die Kompressorwelle 103 über einen
Gummidämpfer
(nicht dargestellt) übertragen
wird, wobei die Außennabe 101 aus
Kunstharz gemacht ist und die Innennabe 102 aus Metall
gemacht ist.
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Ein Verbindungsabschnitt zum Verbinden dieser
Innennabe 102 mit der Welle 103 ist in einer solchen
Weise aufgebaut, dass der an dem Außenumfang des vorderen Endabschnitts
der Kompressorwelle 103 vorgesehene Außengewindeabschnitt 104 in
den in dem zylindrischen Vorsprungabschnitt 105 der Innennabe 102,
der mittels Einlegeformens auf der Innenumfangsseite der Außennabe 101 der Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung
geformt ist, vorgesehenen Innengewindeabschnitt geschraubt ist.
Diese Innennabe 102 ist aus Kunstharzmaterial gemacht und
ist mittels Integralformens gebildet. Falls ein übermäßig hohes Drehmoment gegeben
ist, wenn die Kompressorwelle verriegelt ist, bricht der Brückenabschnitt 107 der
Innennabe 102. Auf diese Weise erfüllt der Drehmomentbegrenzermechanismus
seine Funktion.
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Bei dieser Konstruktion kommen die
vordere Stirnseite 111 des Schulterabschnitts der Kompressorwelle 103 und
die hintere Stirnseite 112 des Vorsprungabschnitts der
Innennabe 102 miteinander in Flächenkontakt, bei welchem die
Kontaktfläche
in eine Ringform geformt ist, und dieser Kontaktabschnitt bildet
ein Stoppelement. Eine axiale Befestigungskraft des Befestigens
des Außengewindeabschnitts 104 an
dem Innengewindeabschnitt 106, die durch die Drehkraft
des Motors erzeugt und durch die Riemenscheibe übertragen wird, wird durch
die Stoppelementfläche
empfangen. Aufgrund dieser Konstruktion kann der Innenumfang des
Vorsprungabschnitts 105 der Innennabe 102 an dem
Außenumfang
des vorderen Endabschnitts der Kompressorwelle 103 durch
eine vorgegebene axiale Befestigungskraft (Befestigungsdrehmoment)
befestigt werden. Deshalb kann selbst bei schwankender Drehung das
Auftreten eines Ratterns in der Drehrichtung vermieden werden. Demgemäß kann die
Zuverlässigkeit
der Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung verbessert werden.
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In diesem Zusammenhang wurde aus
dem Gesichtspunkt des globalen Umweltschutzes vor kurzem ein Kühlkreis
der Klimaanlage für
eine Fahrzeugverwendung entwickelt, bei welchem Kohlendioxid (CO2) als Kältemittel
benutzt wird. Im Vergleich zu einem Kältemittel, wie beispielsweise
Fluorkohlenwasserstoff und Chlorfluorkohlenwasserstoff, ist der Arbeitsdruck
von Kohlendioxid hoch. Deshalb ist selbst im Fall eines Ausgleichsdrucks,
bei dem der Kühlkreis
nicht benutzt wird, der Druck dieses Kältemittels von Kohlendioxid
hoch. Im Fall eines offenen Kompressors wird der Welle eine Kraft
durch den Innendruck gegeben, sodass die Welle von der vorderen
Wandfläche
des Gehäuses
nach außen
gedrückt wird.
Demgemäß wird,
wenn COr für
den Kühlkreis verwendet
wird, in welchem die Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung mit dem
Drehmomentbegrenzermechanismus verwendet wird, eine der Welle in
die Richtung zur Außenseite
des Kompressors gegebene Kraft stärker als jene im Fall des herkömmlichen
Fluorkohlenwasserstoffs oder Chlorfluorkohlenwasserstoffs. Demgemäß wird ein
in dem Axiallager, das in dem Kompressor eingebaut ist, verursachter Energieverlust
erhöht.
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Eine Wellendichtung führt eine
Dichtung aus, wobei die Wellendichtung eine Gleitfläche zusammen
drückt.
Diese Druckkraft wird erhöht,
wenn der Innendruck größer wird.
Deshalb wird auch in diesem Fall der Energieverlust größer. Demgemäß wird der Energieverlust
im Fall des ausgeschalteten Betriebs des Kühlkreises erhöht. Um den
oben beschriebenen Energieverlust zu reduzieren, kann ein Außendurchmesser
der Welle des Kompressors verringert werden. Wenn der Außendurchmesser
der Welle des Kompressors verringert wird, wird eine Querschnittsfläche der
Welle vermindert und eine Kraft, die die Welle in die Richtung zur
Außenseite
des Gehäuses drückt, wird
reduziert, sodass eine auf das Axiallager wirkende Belastung vermindert
werden kann. Ferner können
eine Kontaktfläche
und eine Kontaktlänge der
Wellendichtung reduziert werden, sodass der Energieverlust verringert
werden kann.
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Wenn jedoch der Außendurchmesser
der Kompressorwelle im Aufbau des Standes der Technik verringert
wird, werden die Größen des
Außen- und
des Innengewindeabschnitts in dem Verbindungsabschnitt zur Verbindung
der Innennabe mit der Welle verringert, und die mechanische Festigkeit des
Außen-
und des Innengewindeabschnitts wird bezüglich der axialen Befestigungskraft
unzureichend. Ferner wird eine Kontaktfläche des Stoppelements zwischen
der Welle und der Innennabe reduziert, und ein Verziehen kann verursacht
werden. Aus den obigen Gründen
ist es nicht angebracht, dass der Außendurchmesser der Kompressorwelle
einfach reduziert wird. Andererseits ist es möglich, zu denken, dass die
mechanische Festigkeit des die Innennabe bildenden Materials vergrößert wird,
jedoch wird die Innennabe durch eine mechanische Festigkeit gebildet,
bei welcher der Drehmomentbegrenzermechanismus berücksichtigt
wird. Deshalb ist es unmöglich, die
obige Konstruktion anzuwenden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Kraftübertragungsvorrichtung
vorzusehen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Verbindungsstange
aus einem Material, dessen mechanische Festigkeit höher als
jene des Nabenelements ist, zwischen das durch den Motor gedrehte
Nabenelement und die Antriebswelle zum Antreiben der Motorzusatzeinrichtung
integriert ist, sodass die mechanische Festigkeit des Befestigungsabschnitts,
in welchem das Nabenelement und die Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung
miteinander befestigt sind, sichergestellt werden kann, selbst wenn
der Außendurchmesser
der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung reduziert ist. Es ist
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftübertragungsvorrichtung
vorzusehen, bei welcher ein Energieverlust, der verursacht wird,
wenn die Kraft von dem Motor auf die Motorzusatzeinrichtung übertragen
wird, reduziert werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung enthält
eine Kraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen
einer Drehkraft von dem Motor auf die Motorzusatzeinrichtung ein
durch den Motor gedrehtes ringförmiges
Nabenelement; und eine zwischen die Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung und
das Nabenelement integrierte Verbindungsstange. Die Drehkraft wird
von dem Nabenelement auf die Verbindungsstange durch die Befestigung übertragen,
in welcher ein an dem Innenumfang des Nabenelements ausgebildeter
Innenumfangsgewindeabschnitt und ein in der Verbindungsstange gebildeter
erster Gewindeabschnitt miteinander befestigt sind. Die Drehkraft
wird von der Verbindungsstange auf die Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung durch
die Befestigung übertragen,
in welcher ein in der Verbindungsstange gebildeter zweiter Gewindeabschnitt
und ein an einem Außenumfang
des vorderen Endes der Antriebswelle gebildeter Außenumfangsgewindeabschnitt
miteinander befestigt sind. Wenn ein Material, dessen mechanische Festigkeit höher als
jene des Nabenelements ist, für
die Verbindungsstange verwendet wird, kann ein Außendurchmesser
der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung kleiner als jener der
herkömmlichen
Konstruktion gemacht werden, bei welcher die Innennabe und die Welle
miteinander befestigt sind.
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Aufgrund dessen kann, selbst wenn
der Außendurchmesser
der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung reduziert ist, wenn
die Verbindungsstange zwischen das Nabenelement und die Antriebswelle
integriert ist, die mechanische Festigkeit des Befestigungsabschnitts
zur Befestigung des Nabenelements an der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung
sichergestellt werden. Aufgrund der obigen Konstruktion ist die
Querschnittsfläche
der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung vermindert, und eine Stärke der
der Antriebswelle in die Richtung zur Außenseite des Gehäuses gegebenen
Kraft kann reduziert werden. Deshalb kann eine dem Lager (Axiallager),
das in der Motorzusatzeinrichtung eingebaut ist, gegebene Belastung
reduziert werden. Betreffend die Wellendichtung der Motorzusatzeinrichtung
kann, da die Kontaktfläche
und die Gleitlänge
reduziert sein können,
ein Energieverlust, der verursacht wird, wenn die Kraft von dem
Motor auf die Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung übertragen
wird, reduziert werden. Wenn ein Profil des Befestigungsabschnitts
zur Befestigung des Nabenelements an der Befestigungsstange so gemacht
ist, dass es gleich jenem des herkömmlichen Befestigungsabschnitts zur
Befestigung der Innennabe an der Welle ist, kann die Montagelehre
oder das Befestigungswerkzeug des gleichen Profils gemeinsam benutzt
werden. Deshalb können
die Herstellungskosten im Vergleich zu einem Fall, bei welchem die
Montagelehre und das Befestigungswerkzeug neu gemacht werden, verringert
werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird
die Drehkraft von dem Nabenelement auf die Kontaktstange durch die
Befestigung des Innenumfangsgewindeabschnitts, der an dem Innenumfang
des zylindrischen Vorsprungabschnitts des Nabenelements gebildet
ist, an dem Außengewindeabschnitt,
der an dem Außenumfang
eines ersten Eingriffsabschnitts der Verbindungsstange gebildet
ist, übertragen.
Die Drehkraft wird von der Verbindungsstange auf die Antriebswelle
der Motorzusatzeinrichtung durch die Befestigung des Innengewindeabschnitts,
welcher an dem Innenumfang eines zweiten Eingriffsabschnitts der
Verbindungsstange gebildet ist, an dem Außenumfangsgewindeabschnitt,
welcher an dem Außenumfang
des vorderen Endes der Antriebswelle gebildet ist, übertragen.
Aufgrund der obigen Konstruktion kann die Drehkraft stabil von dem
Motor auf die Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung übertragen
werden.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird durch die axiale Befestigungskraft
der Befestigung des Innenumfangsgewindeabschnitts, welcher an dem
Innenumfang des zylindrischen Vorsprungabschnitts des Nabenelements gebildet
ist, an dem in der Verbindungsstange gebildeten ersten Gewindeabschnitt
die Verbindungsstange an dem Innenumfang des zylindrischen Vorsprungabschnitts
des Nabenelements befestigt und fixiert, sodass eine Stirnseite
des zylindrischen Vorsprungabschnitts des Nabenelements in der axialen
Richtung durch eine erste Empfangsgrundseite der Verbindungsstange
eng kontaktiert werden. Aufgrund der obigen Konstruktion steht eine
Stirnseite des zylindrischen Vorsprungabschnitts in der axialen
Richtung mit der ersten Empfangsgrundseite der Verbindungsstange
in Eingriff. Deshalb wird eine Bewegung des zylindrischen Vorsprungabschnitts
zu einer Seite in der axialen Richtung verhindert.
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Durch die axiale Befestigungskraft
der Befestigung des Innengewindeabschnitts, der in der Verbindungsstange
gebildet ist, an dem Außenumfangsgewindeabschnitt,
der an dem Außenumfang des
vorderen Endes der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung gebildet
ist, wird die Verbindungsstange an dem Außenumfang des vorderen Endes der
Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung befestigt und fixiert,
sodass die andere Stirnseite der Antriebswelle in der axialen Richtung
eng mit einer zweiten Empfangsgrundseite der Verbindungsstange kontaktiert
werden kann. Aufgrund der obigen Konstruktion steht die andere Stirnseite
der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung in der axialen Richtung mit
der zweiten Empfangsgrundseite der Verbindungsstange in Eingriff.
Deshalb wird eine Bewegung der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung
zu der anderen Seite in der axialen Richtung verhindert.
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Die Drehkraft wird von dem Nabenelement auf
die Verbindungsstange durch die Befestigung des Innenumfangsgewindeabschnitt,
der an dem Innenumfang des zylindrischen Vorsprungabschnitts des
Nabenelements gebildet ist, an dem Außengewindeabschnitt, der in
der Verbindungsstange gebildet ist, und auch durch den engen Kontakt
der ersten Empfangsgrundseite der Verbindungsstange mit einer Stirnseite
des zylindrischen Vorsprungabschnitts der axialen Richtung übertragen.
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Die Drehkraft wird von der Verbindungsstange
auf die Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung durch die Befestigung
des Innengewindeabschnitts, der in der Verbindungsstange gebildet
ist, an dem Außenumfangsgewindeabschnitt,
der an dem Außenumfang
des vorderen Endes der Antriebswelle gebildet ist, und auch durch
den engen Kontakt der zweiten Empfangsgrundseite der Verbindungsstange mit
der anderen Stirnseite der Antriebswelle in der axialen Richtung übertragen.
Aufgrund dessen kann die Drehkraft stabil von dem Motor auf die
Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung übertragen werden.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird im Fall des Trennens des Nabenelements
von der Verbindungsstange, nachdem der Verriegelungsabschnitt der
Verbindungsstange mit einem Haltewerkzeug fixiert worden ist, das
Nabenelement mit einem Befestigungswerkzeug so gedreht, dass das
Nabenelement von der Verbindungsstange gelöst werden kann. Aufgrund dessen kann
das Nabenelement einfach von der Verbindungsstange getrennt werden,
ohne einen Leerlauf der Verbindungsstange zu verursachen. Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung wird im Fall des Trennens der
Verbindungsstange von der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung,
nachdem der Verriegelungsabschnitt der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung
mit einem Haltewerkzeug fixiert ist, die Verbindungsstange mit dem
Befestigungswerkzeug gedreht, sodass die Verbindungsstange von der Antriebswelle
der Motorzusatzeinrichtung gelöst
werden kann. Aufgrund dessen kann die Verbindungsstange einfach
von der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung getrennt werden,
ohne einen Leerlauf der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung
zu verursachen.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird, wenn ein Überlastdrehmoment, dessen Stärke viel
größer als
die Stärke
des normalen Übertragungsdrehmoments
ist, an der Ausgangsscheibe erzeugt wird, welche mit dem Außenumfang
der Verbindungsstange verbunden ist, der Kraftübertragungsweg von der Eingangsscheibe zu
der Ausgangsscheibe gesperrt. Aufgrund dessen kann die Eingangsscheibe
gedreht werden. Deshalb wird die Eingangsscheibe angetrieben. Demgemäß rutscht
weder die Kette noch der Riemen durch. Deshalb wird in jenen Komponenten
ein Abrieb verursacht. Da die Kette und der Riemen nicht durch ein Durchrutschen
erwärmt
werden, gibt es keine Möglichkeit,
dass die Kette und der Riemen brechen.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist der Innenumfangsgewindeabschnitt
an dem Innenumfang des zylindrischen Vorsprungabschnitts der im
Wesentlichen ringförmigen
Metallscheibe gebildet, welche integral an der Innenumfangsseite
der im Wesentlichen ringförmigen Kunstharzscheibe
gebildet ist. Aufgrund der obigen Konstruktion kann die mechanische
Festigkeit des Innenumfangsgewindeabschnitts im Vergleich zu einem
Fall, in welchem der Innenumfangsgewindeabschnitt an dem Innenumfang
der Kunstharzscheibe vorgesehen ist, erhöht werden.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist zwischen der Innenwandfläche des
an der Eingangsscheibe vorgesehenen vertieften Eingriffsabschnitts
und der Außenwandfläche des
an der Ausgangsscheibe vorgesehenen vorstehenden Eingriffsabschnitt
der elastische Gummikörper
angeordnet, durch welchen eine Schwankung des von der Eingangsscheibe
auf die Ausgangsscheibe übertragenen
Drehmoments aufgenommen werden kann. Aufgrund der obigen Konstruktion
kann die Ausgangsscheibe an der Antriebswelle der Motorzusatzeinrichtung
montiert werden, nur wenn der Dämpferabschnitt
der Ausgangsscheibe in der Drehrichtung positioniert ist. Deshalb
können
die Montageeigenschaft und die Produktivität verbessert werden.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung kann die Motorzusatzeinrichtung eines
oder mehr Elemente des Kompressors zum Zirkulieren eines Kältemittels
in dem Kühlkreis, des
Wechselstromgenerators zum elektrischen Laden der an einem Fahrzeug
montierten elektrischen Energiequelle, der Wasserpumpe zum Erzeugen
eines Kreisstroms von Kühlwasser
in dem Kühlwasserkreis,
der Hydraulikpumpe zum Erzeugen eines Hydraulikdrucks in der hydraulischen
Steuerschaltung oder in der Schmierschaltung und des Gebläses zum Erzeugen
eines Luftstroms sein.
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Die vorliegende Erfindung wird aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen:
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1 ist
eine Schnittansicht eines Befestigungsprofils eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung, bei welchem der zylindrische Vorsprungabschnitt
der Innennabe und der erste Eingriffsabschnitt der Verbindungsstange
miteinander befestigt sind, und auch eines Befestigungsprofils, bei
welchem der zweite Eingriffsabschnitt der Verbindungsstange und
der vordere Endabschnitt der Kompressorwelle miteinander befestigt
sind;
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2 ist
eine Schnittansicht einer Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung
eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Schnittansicht eines Gummidämpfers
eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung; und
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4 ist
eine Schnittansicht eines Befestigungsprofils des Standes der Technik,
bei welchem die Innennabe und die Welle miteinander befestigt sind.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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(Aufbau des Ausführungsbeispiels)
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1 bis 3 sind Darstellungen eines
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine
Schnittansicht eines Befestigungsprofils eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung, bei welchem der zylindrische Vorsprungabschnitt
der Innennabe und der aus der Eingriffsabschnitt der Verbindungsstange
miteinander befestigt sind, und auch eines Befestigungsprofils,
bei welchem der zweite Eingriffsabschnitt der Verbindungsstange
und der vordere Endabschnitt der Kompressorwelle miteinander befestigt
sind, und 2 ist eine
Schnittansicht einer Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung.
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Die Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung
dieses Ausführungsbeispiels
ist eine Kraftübertragungsvorrichtung,
die in einem Motorraum eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines
Kraftfahrzeugs, an welchem ein Verbrennungsmotor (nachfolgend als
Motor bezeichnet) montiert ist, angeordnet ist, und die Kraftübertragungsvorrichtung überträgt eine Drehkraft
von dem Motor auf eine Motorzusatzeinrichtung, die nachfolgend als
ein Kompressor bezeichnet wird. Diese Kraftübertragungsvorrichtung ist mit
einem später
beschriebenen Drehmomentbegrenzer mechanismus versehen. Der in diesem
Ausführungsbeispiel
verwendete Kompressor ist eine Komponente, die einen Kühlkreis
der Klimaanlage zur Verwendung in Fahrzeugen bildet. Dieser Kompressor
ist ein Verstell-Kältemittelkompressor
mit einem Kältemittelkompressionsabschnitt
(nicht dargestellt); einer Ausgabeleistungsänderungseinrichtung (nicht
dargestellt) zum Ändern
einer Ausgabeleistung auf 0%; und einem zylindrischen Kompressorgehäuse (nachfolgend
als ein Gehäuse
bezeichnet) 1, in welchem der Kältemittelkompressionsabschnitt
und die Ausgabeleistungsänderungseinrichtung
aufgenommen sind.
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Wenn die Kompressorwelle 2 gedreht
wird, komprimiert der Kältemittelkompressionsabschnitt das
angesaugte Kältemittel
(zum Beispiel Kohlendioxid: CO2) und gibt
es aus. Zum Beispiel enthält
das Gehäuse 1 ein
vorderes Gehäuse;
einen Zylinder; und ein hinteres Gehäuse, wobei diese Komponenten
in dieser Reihenfolge von der Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung
ausgehend angeordnet sind. Zwischen den Innenumfang des Lagerabschnitts
(nicht dargestellt) des Gehäuses 1 und
den Außenumfang
der Welle 2 sind das Axiallager (nicht dargestellt) zum
drehbaren Halten der Welle 2 und die Wellendichtung (nicht
dargestellt) zum Abdichten der Innenseite von der Außenseite,
wobei die Wellendichtung den Außenumfang
(Gleitfläche)
der Welle zusammen drückt,
angebracht.
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Die Kompressorwelle 2 entspricht
der Antriebswelle der vorliegenden Erfindung. Ein vorderer Endabschnitt
der Welle 2 steht mit der Verbindungsstange 10 in
Eingriff. Wie in 1 und 2 dargestellt, ist ein Außenumfangsgewindeabschnitt
(Außengewindeabschnitt)
3 zum Verbinden der Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung an dem
Außenumfang
des vorderen Endabschnitts der Welle 2 ausgebildet. An
einer Außenumfangsfläche der
Welle 2 auf der Seite des Gehäuses 1 der Verbindungsstange 10,
d.h. an einer Außenumfangsfläche der
Welle 2, die von der vorderen Wandfläche des Gehäuses 1 nach vorne
ragt, ist ein Verriegelungsabschnitt 40 der Schlüsselweite
vorgesehen, welcher ein Drehen der Welle 2 verhindert,
wenn die Verbindungsstange 10 gedreht wird, nachdem sie
bezüglich
der Welle 2 gelöst
ist.
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Am vorderen Endabschnitt des Gehäuses 1 ist
eine Zylinderhülse 4 integral
in einer solchen Weise geformt, dass die Hülse 4 von dem Mittelabschnitt zu
der Außenseite
in der axialen Richtung vorsteht. Ein Kugellager 5 ist
an dem Außenumfang
dieser Hülse 4 gehalten.
In diesem Zusammenhang steht ein Sicherungsring mit dem Außenumfang
des Hülsenabschnitts 4 in
Eingriff, sodass das Kugellager 5 in den ringförmigen Stufenabschnitt
des Gehäuses 1 eingreifen
kann.
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Diese Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung
ist eine V-Riemenscheibenvorrichtung mit einem V-Riemenscheibenkörper (Eingangsscheibe, nachfolgend
als Rotor bezeichnet) 7, der sich immer dreht, wenn der
Motor angetrieben wird; einer Außenscheibe 8, die
sich dreht, wenn von dem Rotor 7 ein Drehmoment auf die
Ausgangsscheibe 8 übertragen
wird; mehreren Gummidämpfern 9 (sechs
Gummidämpfer 9 in
diesem Ausführungsbeispiel),
die zwischen dem Rotor und der Ausgangsscheibe 8 angebracht
sind; und einer Verbindungsstange 10, die zwischen der
Ausgangsscheibe 8 und der Kompressorwelle 2 verbindet.
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Der Rotor 7 besteht zum
Beispiel aus einem metallischen Material, wie beispielsweise Eisen,
einem in Wärme
aushärtenden
Kunstharzmaterial, wie beispielsweise Phenolharz, und einem metallischen Material,
wie beispielsweise Aluminium. Dieser Rotor 7 ist integral
in eine vorgegebene, im Wesentlichen Ringform gebildet. Dieser Rotor 7 enthält einen
zylindrischen Wandabschnitt 11, dessen Profil im Wesentlichen
zylindrisch ist und der durch den Motor immer angetrieben wird;
einen Seitenwandabschnitt 12, der an der Innendurchmesserseite
des zylindrischen Wandabschnitts 11 angeordnet ist; und
einen Lagerhalteabschnitt 13, der an der Innendurchmesserseite dieses
Seitenwandabschnitts 12 angeordnet ist. In diesem Zusammenhang
wird der Lagerhalteabschnitt 13 an der Außenumfangsseite
des Kugellagers 5 gehalten.
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Ein mehrstufiger V-Riemen (nicht
dargestellt) ist um den Außenumfang
des zylindrischen Wandabschnitts 11 des Rotors 7 gewickelt.
Deshalb sind an dem Außenumfang
des zylindrischen Wandabschnitts 11 mehrere V-förmige Nuten 14 entsprechend
den mehreren V-förmigen
Nuten, die an der Innenumfangsseite des V-Riemens gebildet sind, ausgebildet.
Dieser V-Riemen ist zwischen der Kurbelwellenscheibe (nicht dargestellt),
die an der Kurbelwelle des Motors angebracht ist, und dem zylindrischen
Wandabschnitt 11 des Rotors 7 vorgesehen. In diesem
Zusammenhang ist der V-Riemen nicht nur um die Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung, sondern
auch die V-Riemenscheiben-Vorrichtungen der anderen Motorzusatzeinrichtungen
wie beispielsweise eines Wechselstromgenerators, einer Wasserpumpe
der Motorkühlvorrichtung,
einer Hydraulikpumpe der Servovorrichtung und dergleichen gewickelt.
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An der Seitenwand 12 des
Rotors 7 sind mehrere in der axialen Richtung ausgebildete
Löcher 15 (in
diesem Ausführungsbeispiel
sechs in der axialen Richtung ausgebildete Löcher 15) vorgesehen, an
welchen mehrere Gummidämpfer 9 jeweils
angebracht sind. Die in der axialen Richtung ausgebildeten mehreren
Löcher 15 entsprechen
dem vertieften Eingriffsabschnitt der vorliegenden Erfindung. Die
in der axialen Richtung ausgebildeten mehreren Löcher 15 sind in regelmäßigen Abständen in
der Umfangsrichtung (zum Beispiel im Intervall von 60°) vorgesehen.
An beiden Innenwandseiten in der Umfangsrichtung der in der axialen
Richtung ausgebildeten mehreren Löcher 15 ist ein Paar
Vorsprünge 15a so
ausgebildet, dass die mehreren Gummidämpfer 9 durch Zusammendrücken verformt
werden können.
In diesem Zusammenhang ist die Öffnungsseite
des Paares von Vorsprüngen 15a in
eine Kegelform oder eine Kugelform gebildet, sodass die Gummidämpfer 9 einfach
in die in der axialen Richtung ausgebildeten Löcher 15 eingesetzt
werden können.
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Die Ausgangsscheibe 8 ist
ein Nabenelement, das an der Vorderseite der Seitenwand 12 des Rotors 7 angeordnet
ist, welche der vorderen Wandseite der Seitenwand 12 gegenüber liegt.
Diese Ausgangsscheibe 8 enthält eine Außennabe 21 aus Kunstharz,
die an der Außenumfangsseite
(der Außendurchmesserseite)
der Ausgangsscheibe 8 angeordnet ist; und eine Innennabe 22 aus
Metall, die mit dem Außenumfang
der Kompressorwelle 2 verbunden ist.
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Die Außennabe 21 entspricht
der Kunstharzscheibe der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel ist die
Außennabe 21 aus
thermoplastischem Kunstharz, wie beispielsweise Nylonharz, oder
in Wärme aushärtendem
Kunstharz, wie beispielsweise Phenolharz, gemacht. Diese Außennabe
ist integral in eine im Wesentlichen Ringform gebildet. Wie in 2 dargestellt, sind mehrere
vorstehende Eingriffsabschnitts (Dämpferabschnitte) 23 (sechs
vorstehende Eingriffsabschnitte in diesem Ausführungsbeispiel), die nach rechts
in der Zeichnung vorstehen und lose mit den in der axialen Richtung
ausgebildeten Löchern 15 in
Eingriff stehen, in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen (zum
Beispiel in Abständen
von 60°)
vorgesehen.
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Die Innennabe 22 entspricht
der Metallscheibe der vorliegenden Erfindung. Die Innennabe 22 ist zum
Beispiel aus gesintertem Metall, Gusseisen oder Gussaluminium gemacht
und ist integral in eine im Wesentlichen Ringform gebildet. Die
Innennabe 22 ist an der Innenumfangsseite der Außennabe 21 mittels
Einlegeformens (Kunstharz-Integralformens) gebildet. Diese Innennabe 22 enthält einen
Innenring 31, der nachfolgend als zylindrischer Vorsprungabschnitt
bezeichnet wird, welcher an der Innenumfangsseite (der Innendurchmesserseite)
der Innennabe 22 angeordnet ist; einen Außenring 32,
der an der Außenumfangsseite
(der Außendurchmesserseite)
dieses zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 angeordnet
ist; und mehrere Brückenabschnitte 33 (drei
Brückenabschnitte 33 in
diesem Ausführungsbeispiel)
zum Verbinden des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 mit
dem Außenring 32.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, ist an der
vorderen Stirnseite (der linken Stirnseite in der Zeichnung) des
Mittelabschnitts des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der
hexagonale Abschnitt (der Eingriffsabschnitt) 34, mit dem
ein Befestigungswerkzeug zum Befestigen und Fixieren der Innennabe 22 in
Eingriff steht, an dem Außenumfang
der Kompressorwelle 2 ausgebildet. Am Innenumfang dieses
zylindrischen Vorsprungabschnitts 31, d.h. am Innenumfang
des hexagonalen Abschnitts 34 ist, wie in 1 und 2 dargestellt,
der Innenumfangsgewindeabschnitt (der Innengewindeabschnitt) 35 ausgebildet,
der mit dem am Außenumfang
des ersten Eingriffsabschnitts 41 der Verbindungsstange 10 vorgesehenen
Außenumfangsgewindeabschnitt 43 verschraubt
wird. Die Oberflächen
(Verbindungsabschnitte) des Außenrings 32 und
der mehreren Brückenabschnitte 33 sind
mit einem die Außennabe 21 bildenden
Kunstharzmaterial überzogen.
Mehrere kreisförmige
Löcher 36 (zwölf kreisförmige Löcher 36 in
diesem Ausführungsbeispiel),
durch welche eine Bindungskraft des Bindens des die Außennabe 21 bildenden
Kunstharzmaterials erhöht
ist, sind in dem Außenring 32 vorgesehen.
Diese kreisförmigen
Löcher 36 sind
in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen (zum
Beispiel in Abständen
von 30°)
ausgebildet.
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Die mehreren Brückenabschnitte 33 sind
in der radialen Richtung von der Außenumfangsseite des zylindrischen
Vorsprungabschnitts 31 zu der Innenumfangsseite des Außenrings 32 radial
angeordnet. Diese Brückenabschnitte 33 enthalten
mehrere Bruchabschnitte 37 (drei Bruchabschnitte 37 in
diesem Ausführungsbeispiele).
Die in diesen Bruchabschnitten 37 durch die Übertragung
des der Innennabe 22 der Außenscheibe 8 gegebenen
Drehmoments erzeugte Spannung ist höher als die in den anderen Abschnitten
erzeugte Spannung. Diese Bruchabschnitte 37 sind im Fußabschnitt
des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der Brückenabschnitte 33 vorgesehen
und zwischen den im Wesentlichen gekrümmten Durchgangslöchern 38,
die in der Umfangsrichtung ausgebildet sind, ausgebildet.
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Diese Bruchabschnitte 37 bilden
einen Drehmomentbegrenzermechanismus, der wie folgt funktioniert.
Wenn ein Überlastdrehmoment
(die Stärke des
Drehmoments beträgt
zum Beispiel 40 Nm), dessen Stärke
viel größer als
das normale Übertragungsdrehmoment
(die Stärke
des Drehmoments beträgt
zum Beispiel 15 Nm) ist, in der Innennabe 22 der Ausgangsscheibe 8 erzeugt
wird, werden die Außendurchmesserseite
und die Innendurchmesserseite der Innennabe 22 voneinander
getrennt, sodass der Kraftübertragungsweg
von dem Motor auf die Kompressorwelle gesperrt werden kann. Die
mehreren Bruchabschnitte 37 sind in einer solchen Weise schräg angeordnet,
dass der Durchmesser der Bruchabschnitte 37 auf der Kompressorseite
bezüglich
der Achse parallel zu der Kompressorwelle 2 klein ist.
Die mehreren Bruchabschnitte 37 sind in einem Bereich von
der vorderen Wandseite zu der hinteren Wandseite des Brückenabschnitts 33 ausgebildet.
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Die mehreren Gummidämpfer 9 sind
elastische Gummikörper
zum Beispiel aus chloriertem Butylkautschuk, Styrolbutadienkautschuk
oder natürlichem
Kautschuk. Jeder Gummidämpfer 9 ist
mittels Integralformens in eine im Wesentlichen U-Form gebildet.
Wie in 3 dargestellt,
besitzt der Gummidämpfer 9 einen
vertieften Abschnitt (einen vertieften Abschnitt zum Eingreifen) 39,
mit welchem der vorspringende Eingriffsabschnitt 23, der
von der hinteren Wandseite der Außennabe 21 nach hinten
vorsteht, in Eingriff steht. Die mehreren Gummidämpfer 9 sind jeweils
in die seitlich U-förmigen
Hohlabschnitte, die zwischen den Außenwandseiten der vorstehenden
Eingriffsabschnitte 23 der Außennabe 21 und den
Innenwandseiten der in der axialen Richtung ausgebildeten Löcher 15 auf
der vorderen Wandseite des Seitenwandabschnitts 12 des
Rotors 7 ausgebildet sind, mittels Presspassung oder Klebung
angebracht. Deshalb nehmen die mehreren Gummidämpfer 9 eine Drehmomentschwankung
auf, die erzeugt wird, wenn ein Drehmoment von dem Rotor 7 auf
die Ausgangsscheibe 8 übertragen
wird. Die Verbindungsstange 10 dieses Ausführungsbeispiels
ist aus einem Material gemacht, dessen mechanische Festigkeit höher als
jene der Ausgangsscheibe 8 ist, wie beispielsweise aus
einem metallischen Material, wie beispielsweise nicht-rostendem
Stahl. Die Verbindungsstange 10 ist integral in eine vorgegebene Form
geformt und zwischen die Kompressorwelle 2 und die Innennabe 22 integriert.
Diese Verbindungsstange 10 enthält einen ersten Verbindungsabschnitt 41,
der mit dem Innenumfang des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der
Innennabe 22 in Eingriff steht; und einen zweiten Eingriffsabschnitt 42,
dessen Profil zylindrisch ist, mit einem Bodenabschnitt, der mit
dem Außenumfang
des vorderen Endabschnitts der Kompressorwelle 2 in Eingriff
steht.
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Am Außenumfang des ersten Eingriffsabschnitts 41 ist
der Außenumfangsgewindeabschnitt (der
Außengewindeabschnitt,
der dem ersten Gewindeabschnitt der vorliegenden Erfindung entspricht) 43 ausgebildet,
der in den am Innenumfang des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der
Innennabe 22 vorgesehenen Innenumfangsgewindeabschnitt (Innengewindeabschnitt) 35 geschraubt
ist. Am Innenumfang des zweiten Eingriffsabschnitts 42 ist
der Innenumfangsgewindeabschnitt (der Innengewindabschnitt, der
dem zweiten Gewindeabschnitt der vorliegenden Erfindung entspricht) 44 ausgebildet,
welcher mit dem Außenumfangsgewindeabschnitt
(Außengewindeabschnitt) 3 verschraubt
wird, welcher am Außenumfang
des vorderen Endabschnitts der Kompressorwelle 2 vorgesehen
ist. In diesem Zusammenhang sind die Durchmesser des Außenumfangsgewindeabschnitts 3 und
des Innenumfangsgewindeabschnitts 44 kleiner als der Außendurchmesser
der Kompressorwelle 2.
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An der vorderen Stirnseite (der linken
Stirnseite in der Zeichnung) des ersten Eingriffsabschnitts 41 ist
der Verriegelungsabschnitt 45 der Schlüsselweite integral ausgebildet,
welcher eine Drehung der Verbindungsstange 10 in dem Fall
verhindert, wenn die Ausgangsscheibe 8 bezüglich der
Verbindungsstange 10 gelöst gedreht wird. An der vorderen
Stirnseite des zweiten Eingriffsabschnitts 42 der Verbindungsstange 10 ist
die erste Empfangsgrundfläche 46,
deren Profil im Wesentlichen ringförmig ist, integral ausgebildet,
welche mit der hinteren Stirnseite (der rechten Stirnseite in der
Zeichnung) des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der
Innennabe 22 in Eingriff steht, um so eine Bewegung des
zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 nach hinten (nach rechts
in der Zeichnung) zu verhindern, wobei die erste Empfangsgrundfläche 46 mit
der hinteren Stirnseite des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 in
engen Kontakt kommt.
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An der Bodenwandseite des zweiten
Eingriffsabschnitts 42 der Verbindungsstange 10 ist
die zweite Empfangsgrundfläche 47,
deren Profil im Wesentlichen kreisförmig ist, integral ausgebildet,
welche mit der vorderen Stirnseite (der linken Stirnseite in der
Zeichnung) der Kompressorwelle 2 in Eingriff steht, um
so eine Bewegung der Welle 2 nach vorne (nach links in
der Zeichnung) zu verhindern, wobei die zweite Empfangsgrundseite 47 mit
der vorderen Stirnseite der Welle 2 in engen Kontakt kommt.
In diesem Zusammenhang sind die Profile und Durchmesser des Außenumfangsgewindeabschnitts 43 an
der Seite der Innennabe 22 der Verbindungsstange 10 und
der ersten Empfangsgrundseite 46, deren Profil kreisförmig ist,
die gleichen wie jene der vorderen Stirnseite 1 1 1 in
dem Schulterabschnitt des Standes der Technik (siehe 4). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel,
wie es in 1 dargestellt
ist, ist der Durchmesser des zweiten Eingriffsabschnitts 42 auf der
rechten Seite des Stufenabschnitts (der ersten Empfangsgrundfläche 46)
größer als
der Durchmesser des ersten Eingangsabschnitts 41 auf der
linken Seite des Stufenabschnitts (der ersten Empfangsgrundfläche 461.
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(Montageverfahren des
Ausführungsbeispiels)
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Als nächstes wird Bezug nehmend auf 1 bis 3 nachfolgend kurz ein Montageverfahren
der Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung an dem Kompressor des
vorliegenden Ausführungsbeispiels erläutert.
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Zuerst wird ein Haltewerkzeug mit
dem Verriegelungsabschnitt 40 der Schlüsselweite in Eingriff gebracht,
um so ein Drehen der Kompressorwelle 2 zu verhindern, und
dann wird ein Befestigungswerkzeug mit dem Verriegelungsabschnitt 45 der
Schlüsselweite
in Eingriff gebracht. Als nächstes
wird, während
das Befestigungswerkzeug leicht zu der Kompressorseite (nach rechts
in der Zeichnung) gedrückt wird,
es so gedreht, dass die Verbindungsstange 10 befestigt
werden kann. Auf diese Weise können
der am Innenumfang des zweiten Eingriffsabschnitts 42 der
Verbindungsstange 10 vorgesehene Innenumfangsgewindeabschnitt 44 und
der am Außenumfang des
vorderen Endes der Welle 2 vorgesehene Außenumfangsgewindeabschnitt 43 miteinander
durch eine vorgegebene axiale Befestigungskraft (ein Befestigungsdrehmoment)
befestigt werden. In diesem Zusammenhang sind die Richtungen der
Gewindenuten des Außenumfangsgewindeabschnitts 43 und des
Innenumfangsgewindeabschnitts 44 so bestimmt, dass die
Gewinde entsprechend der Drehrichtung im Fall des Benutzens des
Produkts weiter befestigt werden können. Als nächstes werden mehrere Gummidämpfer 9 (sechs
Gummidämpfer
9 im vorliegenden Ausführungsbeispiel)
in mehrere in der Axialrichtung ausgebildete Löcher 15 (im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sechs in der Axialrichtung ausgebildete Löcher 15), welche an
der Seitenwand 12 des Rotors 7 vorgesehen sind,
eingepasst. Als nächstes
wird das Kugellager 5 in den Innenumfang der Seitenwand 12 des
Rotors 7 eingepasst. Deshalb sind das Kugellager 5,
der Rotor 7 und die mehreren Gummidämpfer 9 miteinander
in einen Körper
integriert. Nachdem die Rotoreinheit, in welcher das Kugellager 5,
der Rotor 7 und die mehreren Gummidämpfer 9 miteinander
in einen Körper
integriert sind, in den Außenumfang
des am vorderen Endabschnitt des Gehäuses 1 des Kompressors
vorgesehenen Hülsenabschnitts 4 eingepasst
worden ist, wird der Sicherungsring 6 mit dem Außenumfang
des Hülsenabschnitts 4 in
Eingriff gebracht, um so das Kugellager 5 zu fixieren.
Auf diese Weise kann die Rotoreinheit am Außenumfang des Hülsenabschnitts 4 des Gehäuses 1 des
Kompressors montiert werden.
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Als nächstes werden mehrere vorstehende Eingriffsabschnitte 23 (sechs
vorstehende Eingriffsabschnitte 23 im vorliegenden Ausführungsbeispiel),
die von der hinteren Stirnseite der Außennabe 21, an deren
Innenumfangsseite die Innennabe mittels Einlegeformens gebildet
ist, vorstehen, zu den vertieften Abschnitten 39 der mehreren
Gummidämpfer 9 in
der Drehrichtung positioniert und mit dem hexagonalen Abschnitt 34,
der an der vorderen Stirnseite des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der
Innennabe 22 ausgebildet ist, mit einem Befestigungswerkzeug
in Eingriff gebracht. Als nächstes wird,
während
das Befestigungswerkzeug leicht zu der Kompressorseite (nach rechts
in der Zeichnung) gedrückt
wird, es in die Schraubrichtung gedreht, sodass die Ausgangsscheibe 8 in
der Schraubrichtung gedreht werden kann. Dann werden der am Innenumfang
des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der Innennabe 22 vorgesehen
Innenumfangsgewindeabschnitt 35 und der am Außenumfang
des ersten Eingriffsabschnitts 41 der Verbindungsstange 10 vorgesehene
Außenumfangsgewindeabschnitt 43 miteinander
durch eine vorgegebene axiale Befestigungskraft (ein Befestigungsdrehmoment)
befestigt. In diesem Zusammenhang sind die Richtungen der Gewindenuten
des Außenumfangsgewindeabschnitts 43 und
des Innenumfangsgewindeabschnitts 35 so bestimmt, dass
die Gewinde entsprechend der Drehrichtung im Fall der Verwendung
des Produkts weiter befestigt werden können.
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Nachdem der Innenumfangsgewindeabschnitt 35 und
der Außenumfangsgewindeabschnitt 43 miteinander
befestigt worden sind, kann, selbst wenn die mehreren vorstehenden
Eingriffsabschnitte (die Dämpferabschnitte) 23 in
die Gummidämpfer 9 durch
eine in dem hexagonalen Abschnitt 34 erzeugte axiale Befestigungskraft
eingepasst sind, die Ausgangsscheibe 8 mit einer leichten
Kraft nach rechts in 2 (in
der axialen Richtung) bewegt werden. Wenn die Innennabe 22 und
die Verbindungsstange 10 am Außenumfang
des vorderen Endabschnitts der Welle 2 verschraubt und
fixiert sind, kann die Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung mit
der Kompressorwelle 2 verbunden werden.
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(Trennverfahren des Ausführungsbeispiels)
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Als nächstes wird Bezug nehmend auf 1 und 2 ein Trennverfahren der Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung
von dem Kompressor der vorliegenden Erfindung kurz wie folgt erläutert.
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Zuerst wird im Fall des Lösens der
Ausgangsscheibe 8 von der Verbindungsstange 10, nachdem
der Verriegelungsabschnitt 45 der Schlüsselweite der Verbindungsstange 10 mit
dem Haltewerkzeug fixiert worden ist, die Ausgangsscheibe 8 mit
dem Befestigungswerkzeug gedreht, sodass sie von der Verbindungsstange 10 gelöst werden
kann. Auf diese Weise kann die Ausgangsscheibe 8 einfach
von der Verbindungsstange 10 ohne einen Leerlauf der Verbindungsstange 10 und
der Kompressorwelle 2 gelöst werden. Als nächstes wird
im Fall des Lösens
der Verbindungsstange 10 von der Kompressorwelle 2,
nachdem der Verriegelungsabschnitt 40 der Schlüsselweite
der Welle 2 mit dem Haltewerkzeug fixiert worden ist, die
Verbindungsstange 10 mit dem Befestigungswerkzeug gedreht,
sodass sie von der Welle 2 gelöst werden kann. Auf diese Weise kann
die Verbindungsstange 10 einfach von der Kompressorwelle 2 ohne
einen Leerlauf der Welle 2 getrennt werden.
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(Funktion des Ausführungsbeispiels)
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Als nächstes wird die Funktion der
Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels
kurz unter Bezugnahme auf 1 bis 3 erläutert.
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Bei einem normalen Betrieb der Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung
wird die Innennabe 22 der Ausgangsscheibe 8 unter
der Voraussetzung erhalten, dass sie angetrieben werden kann. Demgemäß wird,
wenn der Motor in Bewegung gesetzt wird, die Kurbelwelle gedreht
und eine Drehkraft (Drehmoment) des Motors wird über die Kurbelriemenscheibe und
den V-Riemen auf den zylindrischen Wandabschnitt 1 1 des
Rotors 7 übertragen.
Das Drehmoment wird auf die Gummidämpfer 9 von den Innenwandseiten
in der Umfangsrichtung der Löcher 15,
welche in der axialen Richtung ausgebildet sind, des Seitenwandabschnitts 12 des
Rotors 7 übertragen.
Ferner wird ein Drehmoment von den Innenwandseiten der vertieften
Abschnitte 39 der Gummidämpfer 9 auf die Außenumfangsflächen der
vorstehenden Eingriffsabschnitte 23 der Außennabe 21 übertragen.
Aufgrund dessen wird die Außennabe 21 gedreht.
Deshalb werden auch der zylindrische Vorsprungabschnitt 31 der
Innennabe 22, der in der Außennabe 21 mittels
Einlegeformens gebildet ist, der Außenring 32 und die
mehreren Brückenabschnitte 33 gedreht.
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Die Drehkraft wird von der Innennabe 22 auf die
Verbindungsstange 10 wie folgt übertragen. Der am Innenumfang
des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der Innennabe 22 vorgesehene
Innenumfangsgewindeabschnitt 35 und der am Außenumfang des
ersten Eingriffsabschnitts 41 der Verbindungsstange 10 vorgesehene
Außenumfangsgewindeabschnitt 43 sind
miteinander in einer Richtung befestigt, in welcher die axiale Befestigungskraft
durch die Drehkraft des Motors verstärkt werden kann. Wenn das aus
der hinteren Stirnseite des zylindrischen Vorsprungabschnitts der
Innennabe 22 und der ersten Empfangsgrundfläche 46 der
Verbindungsstange 10 gebildete erste Stoppelement eine
Empfangsgrundfläche
des Innenumfangsgewindeabschnitts 35 und des Außenumfangsgewindeabschnitts 43 in
der Drehrichtung wird, kann deshalb die Drehkraft des Motors gleichmäßig von
der Innennabe 22 auf die Verbindungsstange 10 übertragen
werden.
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Die Drehkraft wird von der Verbindungsstange 10 auf
die Kompressorwelle 2 wie folgt übertragen. Der am Innenumfang
des zweiten Eingriffsabschnitts 42 der Verbindungsstange 10 vorgesehene Innenumfangsgewindeabschnitt 44 und
der am Außenumfang
des vorderen Endabschnitts der Kompressorwelle 2 vorgesehene
Außenumfangsgewindeabschnitt 3 sind
miteinander in einer Richtung befestigt, in welcher die axiale Befestigungskraft
durch die Drehkraft des Motors verstärkt werden kann. Wenn das aus
der vorderen Stirnseite der Kompressorwelle 2 und der zweiten
Empfangsgrundfläche 47 der
Verbindungsstange 10 gebildete zweite Stoppelement eine
Empfangsgrundfläche
des Innenumfangsgewindeabschnitts 44 und des Außenumfangsgewindeabschnitts 3 wird,
kann deshalb die Drehkraft des Motors gleichmäßig von der Innennabe auf die
Verbindungsstange 10 übertragen
werden.
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Demgemäß wird die Verbindungsstange 10 gedreht,
während
sie der Drehung der Innennabe 22 der Ausgangsscheibe 8 folgt,
und die Kompressorwelle 2 wird gedreht, während sie
der Drehung der Verbindungsstange 10 folgt. Deshalb komprimiert
der Kompressor das Kältemittel,
welches aus dem Verdampfapparat gesaugt worden ist, und gibt das
so angesaugte Kältemittelgas
bei einer hohen Temperatur und einem hohen Druck zu dem Kondensator
aus. Demgemäß kann eine
Klimatisierung in der Fahrgastzelle in einem Fahrzeug, wie beispielsweise
einem Kraftfahrzeug erzielt werden.
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Wenn in diesem Fall die Kompressorwelle 2 durch
das Auftreten eines Fressens des Kompressors verriegelt wird, setzt
der Rotor 7 seine Drehung fort, während die Drehung der Ausgangsscheibe 8 gestoppt
wird. Deshalb wird ein Überlastdrehmoment (zum
Beispiel ein Festkeilmoment mit einer Stärke von 40 Nm), dessen Stärke viel
größer als
das normale Übertragungsdrehmoment
(zum Beispiel mit einer Stärke
von 15 Nm) ist, in der Innennabe 22 der Ausgangsscheibe 8 erzeugt.
D.h. wenn ein Unterschied im Drehmoment, dessen Stärke größer als
ein Einstellwert ist, zwischen dem zylindrischen Vorsprungabschnitt 31 der
Innennabe 22 der Ausgangsscheibe 8 und dem Außenring 32 erzeugt
wird, wird auf mehrere Bruchabschnitte 37, die im Fußabschnitt auf
der Seite des zylindrischen Vorsprungs 31 des Brückenabschnitts 33 der
Innennabe 22 vorgesehen sind, eine starke Kraft ausgeübt, d.h.
auf einen Abschnitt, auf den durch eine Drehmomentübertragung im
Vergleich zu den anderen Abschnitten eine hohe Belastung ausgeübt wird,
wird eine starke Kraft ausgeübt.
Demgemäß werden
die mehreren Bruchabschnitte 37 beschädigt (sie brechen).
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Deshalb werden der zylindrische Vorsprungabschnitt
der Innennabe 22 und der Außenring 32 voneinander
getrennt. Demgemäß werden
der Rotor 7, die mehreren Gummidämpfer 9, die Außennabe 21 der
Ausgangsscheibe 8 und der Außenring 32 der Innennabe 22 bezüglich des
zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 frei gedreht. Auf
diese Weise brechen, wenn ein Unterschied im Drehmoment, dessen
Stärke
nicht geringer als ein Einstellwert ist, zwischen dem zylindrischen
Vorsprung abschnitt 31 der Innennabe 22 und dem
Außenring 32 erzeugt
wird, die im Brückenabschnitt 33 vorgesehenen
Bruchabschnitte 37. D.h. wenn der Drehmomentbegrenzermechanismus
wie oben beschrieben funktioniert, wird die Übertragung eines Drehmoments
von dem Rotor 7 auf die Kompressorwelle 2 gesperrt.
Demgemäß wird der
Kraftübertragungsweg
von dem Motor auf die Kompressorwelle 2 gesperrt.
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In diesem Zusammenhang sind bezüglich der
Außennabe 21 der
Ausgangsscheibe 8, die von dem zylindrischen Vorsprungabschnitt 31 der
Innennabe 22 getrennt ist und auch von der gebrochenen
Innendurchmesserseite des Brückenabschnitts 33,
dem Außenring 32 der
Innennabe 22 und der Außendurchmesserseite des Brückenabschnitts 33 getrennt
ist, mehrere Bruchabschnitte 37 so geneigt vorgesehen,
dass der Durchmesser der Kompressorseite bezüglich der Axiallinie parallel
zu der Achse der Kompressorwelle 2 klein sein kann. Aufgrund
der obigen Konstruktion werden die Außennabe 21 der Ausgangsscheibe 8,
der Außenring 32 der
Innennabe 22 und die Außendurchmesserseite des Brückenabschnitts 33 von
der vorderen Stirnseite des zylindrischen Wandabschnitts 12 des
Rotors 7 nicht nach vorne (nach links in 2) bewegt und können an der Innendurchmesserseite
von dem zylindrischen Wandabschnitt 11 gehalten werden.
Demgemäß werden
die Außennabe 21 der
Ausgangsscheibe 8, der Außenring 32 der Innennabe 22 und
die Außendurchmesserseite
des Brückenabschnitts 33 zusammen mit
den mehreren Gummidämpfern 9 gemäß der Drehung
des Rotors 7 gedreht.
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(Eigenschaften des Ausführungsbeispiels)
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In diesem Fall wird, wie in 4 dargestellt, gemäß dem Stand
der Technik das Drehmoment der Innennabe 102 auf die Kompressorwelle 103 wie folgt übertragen.
Zuerst wird das Drehmoment der Innennabe 102 auf den am
Innenumfang des zylindrischen Vorsprungabschnitts 105 der
Innennabe 102 vorgesehenen Innengewindeabschnitt 106 übertragen.
Der Innengewindeabschnitt 106 wird an dem am Außenumfang
des vorderen Endabschnitts der Kompressorwelle 103 vorgesehenen
Außengewindeabschnitt 104 durch
das wie oben beschrieben übertragene
Drehmoment befestigt. Da die vordere Stirnseite 111 der
Schulter der Kompressorwelle 103 und die hintere Stirnseite 112 des
Vorsprungabschnitts der Innennabe 102 ein Stoppelement
bilden, wird die vordere Stirnseite 111 der Schulter der
Welle 103 eine Empfangsgrundfläche zum Empfangen der Drehung des
Gewindeabschnitts.
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Deshalb kann die Drehkraft des Motors
von dem zylindrischen Vorsprungabschnitt 105 der Innennabe 102 auf
die Kompressorwelle 103 übertragen werden.
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Zu diesem Zeitpunkt wird dem am Innenumfang
des zylindrischen Vorsprungabschnitts 105 der Innennabe 102 vorgesehenen
Innengewindeabschnitt und dem am Außenumfang des vorderen Endabschnitts
der Kompressorwelle 103 vorgesehenen Außengewindeabschnitt 104 eine
Spannung gegeben. Eine Kompressionskraft wird auf das Stoppelement
ausgeübt,
das aus der vorderen Stirnseite 111 der Schulter der Kompressorwelle 103 und
der hinteren Stirnseite 112 des Vorsprungabschnitts der
Innennabe 102 gebildet ist.
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Im Fall der Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung
dieses Ausführungsbeispiels,
wie es in 1 und 2 dargestellt ist, werden
der am Innenumfang des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der
Innennabe 22 vorgesehene Innenumfangsgewindeabschnitt 35 und
der am Außenumfang
des ersten Eingriffsabschnitts 41 der Verbindungsstange 10 vorgesehene
Außenumfangsgewindeabschnitt 43 miteinander
in der Drehrichtung befestigt, sodass die axiale Befestigungskraft
durch die Drehkraft des Motors verstärkt werden kann. Wenn das erste
Stoppelement (Gewindestoppelement), welches in einer solchen Weise
aufgebaut ist, dass die hintere Stirnseite des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der Innennabe 32 und
die erste Empfangsgrundfläche 46 der
Verbindungsstange 10 aneinander stoßen, eine Empfangsgrundfläche in der
Drehrichtung des Innenumfangsgewindeabschnitts 35 und des
Außenumfangsgewindeabschnitts 43 wird,
kann die Drehkraft des Motors von der Innennabe 22 auf
die Verbindungsstange 10 übertragen werden.
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Wenn die Drehkraft von der Verbindungsstange 10 auf
die Kompressorwelle 2 übertragen wird,
werden der am Innenumfang des zweiten Eingriffsabschnitts 42 der
Verbindungsstange 10 vorgesehene Innenumfangsgewindeabschnitt 44 und
der am Außenumfang
des vorderen Endabschnitts der Kompressorwelle 2 vorgesehene
Außenumfangsgewindeabschnitt 3 miteinander
in der Drehrichtung befestigt, sodass die axiale Befestigungskraft
durch die Drehkraft des Motors verstärkt werden kann. Wenn das zweite
Stoppelement (Gewindestoppelement), das in einer solchen Weise aufgebaut
ist, dass die vordere Stirnseite der Kompressorwelle 2 und
die zweite Empfangsgrundfläche 47 der
Verbindungsstange 10 gegen einander stoßen, eine Empfangsgrundfläche in der
Drehrichtung des Innenumfangsgewindeabschnitts 44 und des
Außenumfangsgewindeabschnitts 3 wird,
kann die Drehkraft des Motors von der Innennabe 22 auf
die Verbindungsstange 10 übertragen werden.
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Hierbei müssen der Innenumfangsgewindeabschnitt
(Innengewindeabschnitt) der Verbindungsstange 10 und der
Außenumfangsgewindeabschnitt (Außengewindeabschnitt)
der Kompressorwelle 2 aus dem Grund der Montage des Kompressors
dünner
als der Außendurchmesser
der Welle 2 aufgebaut sein. Wenn jedoch die Verbindungsstange 10 aus
einem Material hoher Festigkeit (zum Beispiel nichtrostender Stahl),
dessen mechanische Festigkeit höher
als jene des Materials der Innennabe 22 ist, gemacht ist,
ist es möglich,
so zu konstruieren, dass der Außendurchmesser
der Kompressorwelle 2 kleiner als jener der Verbindungskonstruktion
(des Befestigungsprofils) ist, in welchem der zylindrische Vorsprungabschnitt 105 der
Innennabe 102 und die Kompressorwelle 103 miteinander
im Stand der Technik befestigt sind.
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Selbst wenn der Außendurchmesser
der Kompressorwelle 2 kleiner als jener des ersten Eingriffsabschnitts 41 der
Verbindungsstange 10 gemacht wird, wie in 1 und 2 dargestellt
ist, ist es, da die Verbindungsstange 10, welche aus einem
Material höherer
Festigkeit als jener der Innennabe 22 gemacht ist, zwischen
den zylindrischen Vorsprungabschnitt 31 der Innennabe 22 und
die Kompressorwelle 2 integriert ist, möglich, die mechanische Festigkeit
des Verbindungsabschnitts, in welchem der zylindrische Vorsprungabschnitt 31 der
Innennabe 22 und die Kompressorwelle 2 miteinander
befestigt sind, in der Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung mit dem Drehmomentbegrenzermechanismus sicherzustellen.
D.h. es ist möglich,
das Problem des Fehlens der mechanischen Festigkeit der ersten Empfangsgrundfläche 46 des
Innenumfangsgewindeabschnitts 35 und des Außenumfangsgewindeabschnitts 43 bezüglich der
axialen Befestigungskraft (des Befestigungsdrehmoments) des am Innenumfang
des zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der Innennabe 22 vorgesehenen
Innenumfangsgewindeabschnitts 35 und des am Außenumfang
des ersten Eingriffsabschnitts 41 der Verbindungsstange 10 vorgesehenen
Außenumfangsgewindeabschnitts 43 zu lösen.
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Ferner ist es möglich, das Problem des Fehlens
der mechanischen Festigkeit der zweiten Empfangsgrundfläche 47 des
Außenumfangsgewindeabschnitts 3 und
des Innenumfangsgewindeabschnitts 44 bezüglich der
axialen Befestigungskraft (des Befestigungsdrehmoments) des am Außenumfang
des vorderen Endabschnitts der Kompressorwelle 2 vorgesehenen
Außenumfangsgewindeabschnitts 3 und des
am Innenumfang des zweiten Eingriffsabschnitts 42 der Verbindungsstange 10 vorgesehenen
Innenumfangsgewindeabschnitts 44 zu lösen. Aufgrund dessen ist eine
Querschnittsfläche
der Kompressorwelle 2 verringert. Deshalb kann eine der
Welle 2 in eine Richtung, in welche die Welle 2 von
der Vorderwandseite des Gehäuses 1 heraus
gedrückt
wird, gegebene Kraft reduziert werden. Demgemäß kann eine dem Axiallager,
welches in dem Kompressor eingebaut ist, gegebene Belastung reduziert
werden. Ferner kann eine Kontaktfläche und eine Gleitlänge der
Wellendichtung, welche in dem Kompressor eingebaut ist, reduziert
werden. Demgemäß ist es
möglich,
einen Energieverlust im Fall des ausgeschalteten Betriebs des Kühlkreises
zu verringern.
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Da das Befestigungsprofil zur Befestigung des
zylindrischen Vorsprungabschnitts 31 der Innennabe 22 an
dem ersten Eingriffsabschnitt 41 der Verbindungsstange 10 das
Gleiche wie jenes des Standes der Technik ist, können die Montagelehre der Kompressor-Riemeinscheiben-Vorrichtung,
welche eine Kraftübertragungsvorrichtung
zur Übertragung
einer Kraft auf die Welle 103 des ein Kältemittel von Fluorkohlenwasserstoff
oder Chlorfluorkohlenwasserstoff, wie beispielsweise HFC-134a, verwendenden
Kompressors ist, und die Montagelehre der Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung,
welche eine Kraftübertragungsvorrichtung
zur Übertragung einer
Kraft auf die Welle 2 des ein Kältemittel von COz verwendenden
Kompressors der vorliegenden Erfindung ist, gemeinsam benutzt werden.
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(Weiteres Ausführungsbeispiel)
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Im oben erläuterten vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die vorliegende Erfindung auf eine Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung
angewendet, welche durch einen an einem Fahrzeug, wie beispielsweise
einem Kraftfahrzeug, montierten Motor riemengetrieben ist. Die vorliegende
Erfindung kann jedoch auch auf eine Kraftübertragungsvorrichtung angewendet
werden, welche durch einen in einer festen Position in einer Fabrik
gelegten Verbrennungsmotor riemengetrieben oder direkt angetrieben
ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die mehrstufige V-Riemenscheibe, welche Keilrippenriemenscheibe
genannt wird, für
die Eingangsscheibe verwendet. Jedoch kann auch eine V-Riemenscheibe
mit einer V-Nut für
die Eingangs scheibe verwendet werden. In diesem Fall wird ein V-Riemen,
dessen Innenumfangsprofil dem Außenumfangsprofil der V-Riemenscheibe
entspricht, verwendet.
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In dem oben erläuterten vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die vorliegende Erfindung auf eine Kompressor-Riemenscheiben-Vorrichtung (Kraftübertragungsvorrichtung)
mit einem Drehmomentbegrenzermechanismus angewendet, welche zum
Antreiben der Kompressorwelle 2, die eine Komponente des
Kühlkreises
einer Klimaanlage zur Fahrzeugverwendung bildet, zu allen Zeiten
benutzt wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf eine Kraftübertragungsvorrichtung
mit einem Drehmomentbegrenzermechanismus angewendet werden, welche
zum Antreiben anderer Motorzusatzeinrichtungen, wie beispielsweise
einem Wechselstromgenerator, einer Wasserpumpe, einer Hydraulikpumpe, einem
Gebläse
oder einem Lüfter
zu allen Zeiten benutzt wird.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Verbindungsstange 10 von der Kompressorwelle 2 durch
den Verriegelungsabschnitt 45 der Schlüsselweite, der an der vorderen
Stirnseite des ersten Eingriffsabschnitts 41 der Verbindungsstange 10 vorgesehen
ist, und durch den Verriegelungsabschnitt 40 der Schlüsselweite
der in der Welle 2 von der vorderen Wandfläche des
Kompressorgehäuses 1 nach vorne
vorstehend vorgesehen ist, gelöst.
Jedoch kann die Verbindungsstange 10 auch von der Kompressorwelle 2 durch
einen Verriegelungsabschnitt der Schlüsselweite oder das in der Welle 2 von
der hinteren Wandfläche
des Kompressorgehäuses 1 nach
hinten vorstehend vorgesehene Hexagonalloch getrennt werden.
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Während
die Erfindung unter Bezugnahme auf zu Veranschaulichungszwecken
ausgewählte, spezielle
Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, dass zahlreiche Modifikationen
daran durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne das Grundkonzept
und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.