DE69112050T2

DE69112050T2 - Rotorkonstruktion in elektromagnetischer kupplung.

Info

Publication number: DE69112050T2
Application number: DE69112050T
Authority: DE
Inventors: Zdenek Brampton Ontario L6T 3X8 Cerny
Original assignee: Tesma International Inc
Current assignee: Tesma International Inc
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1996-01-11
Anticipated expiration: 2011-04-24
Also published as: WO1991016552A2; DE69112050D1; WO1991016552A3; ES2075443T3; EP0526507A1; JPH05506910A; CA2081117A1; AU7687591A; CA2081117C; EP0526507B1; ATE126330T1

Description

Elektromagnetische Kupplung mit verbessertem Rotor

Diese Erfindung bezieht sich auf Kupplungen, und insbesondere auf Verbesserungen in elektromagnetischen Kupplungen.
Elektromagnetische Kupplungen sind wohlbekannt und werden seit vielen Jahren kommerziell in Automobilen eingesetzt. Eine typische elektromagnetische Kupplung enthält einen Rotor, der im allgemeinen einen inneren ringförmigen Lagerbereich, einen Kupplungsbereich, welcher sich von einem Ende des inneren Bereichs im wesentlichen radial nach außen erstreckt, und einen äußeren ringförmigen Bereich aufweist, der von dem Kupplungsbereich ausgeht und den inneren Bereich in Abstand überdeckt. Der Raum zwischen dem inneren und dem äußeren ringförmigen Bereich nimmt die feststehende elektromagnetische Spule darin auf, die mit Strom versorgt wird, um das Flußfeld in dem Rotor zu erzeugen. Der Kupplungsbereich enthält eine Folge von gekrümmten Schlitzen, die häufig als Bananenschlitze bezeichnet werden, und wirkt mit einer Läuferplatte zusammen, die selbst zusammenwirkende gekrümmte Schlitze aufweist. Der Zweck der gekrümmten Schlitze besteht darin, die Flußfeldlinien hin und her zwischen Läuferplatte und Kupplungsbereich des Rotors zu führen, was wiederum ein Maß für die Wirksamkeit der magnetischen Anziehung zwischen der Läuferplatte und dem Rotor ist. Beispiele der bekannten elektromagnetischen Kupplungen sind in JP-A-58 128 537 (Kabayashi), US-A-3 082 933 (Bernard) und US-A-2 919 777 (Walter) beschrieben.
Bislang wurden die inneren und äußeren Folgen von gekrümmten Schlitzen in dem Rotor geradlinig durch den Kupplungsbereich gebildet. Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Prinzip, daß die Drehmomentübertragungsfähigkeit eines Rotors durch Modifizieren der Gestaltung der inneren und, vorzugsweise, der äußeren Folge von gekrümmten Schlitzen von einem Ende zum anderen, damit der magnetische Flußpfad zwischen dem Rotor und der Läuferplatte über eine größere innere Ausdehnung entlang der inneren Bereiche des Kreuzungswegs und über eine größere äußere Ausdehnung entlang des äußeren Kreuzungswegs verlaufen kann, gesteigert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektromagnetische Kupplung geschaffen, mit: einem Rotor, der um eine Drehachse drehbar ist, einem Läufer, welcher dazu betreibbar ist, magnetisch mit dem Rotor zur Drehung damit gekoppelt zu werden, und einer feststehenden ringförmigen Magnetspule, welche mit Strom versorgbar ist, um den Rotor und den Läufer magnetisch zu koppeln, wobei der Rotor einen inneren ringförmigen Bereich, einen ringförmigen Kupplungsbereich, welcher sich von einem Ende des inneren ringförmigen Bereichs nach außen erstreckt, und einen äußeren ringförmigen Bereich aufweist, der sich von einem äußeren Ende des Rupplungsbereichs aus erstreckt, wobei der ringförmige Kupplungsbereich Rotorkopplungsoberflächenmittel und eine Folge von gekrümmten Schlitzen aufweist, die von den Kopplungsoberflächenmitteln durch den ringförmigen Kupplungsbereich verlaufen, wobei der Läufer eine Läuferplatte aufweist, welche Läuferkopplungsoberflächenmittel zum Eingriff mit den Rotorkopplungsoberflächenmitteln und eine Folge von gekrümmten Schlitzen hat, die in zusammenwirkender Beziehung in bezug auf die Folge von gekrümmten Schlitzen des Rotorkupplungsbereichs angeordnet sind, um einen Weg für magnetischen Fluß zu schaffen, der vielfach hin und her zwischen dem Rotorkupplungsbereich und der Läuferplatte verläuft, wobei die inneren und äußeren ringförmigen Bereiche gegenüber und mit Abstand zueinander liegende ringförmige Oberflächenmittel zur Aufnahme der ringförmigen Magnetspule dazwischen aufweisen, so daß, wenn die Magnetspule mit Strom versorgt wird, ein Feld von magnetischem Fluß in den Magnetflußwegen in den inneren und äußeren ringförmigen Rotorbereichen gebildet wird, das mit dem Magnetflußweg zwischen dem Kupplungsbereich und der Läuferplatte verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von gekrümmten Schlitzen eine Mehrzahl von radial inneren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitzen aufweist, die durch den ringförmigen Kupplungsbereich verlaufen von einer ersten Position an der Seite der Kopplungsoberflächenmittel zu einer zweiten Position an einer gegenüberliegenden Seite, wobei die zweite Position radial außerhalb der ersten Position liegt, wobei die radial am weitesten außenliegende Ausdehnung der inneren gekrümmten Schlitze an der ersten Position radial beabstandet ist von den gegenüberliegenden ringförmigen Oberflächenmitteln des inneren ringförmigen Bereichs um einen kleineren radialen Abstand als der radiale Abstand zwischen der radial am weitesten außen liegenden Ausdehnung und der radial am weitesten innenliegenden Ausdehnung der inneren gekriimmten Schlitze an der ersten Position.
In einigen Ausführungsformen kann die Mehrzahl der radial inneren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitze sich von der Seite des Kopplungsoberflächenmittel des ringförmigen Kupplungsbereichs in der ersten Position aus allgemein in einer Richtung parallel zur Drehachse erstrecken und dann zu der gegenüberliegenden Seite des ringförmigen Kupplungsbereichs bei der zweiten Position in einer Richtung mit einer Komponente, welche parallel zu der Drehachse ist, und mit einer radial nach außen gerichteten Komponente verlaufen.
Es kann ferner vorgesehen werden, daß die Folge von gekrümmten Schlitzen eine Mehrzahl von radial äußeren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitzen aufweist, die von der Seite der Kopplungsoberflächenmittel des ringförmigen Kupplungsbereichs von einer ersten Position aus verlaufen und sich zu einer gegenüberliegenden Seite des ringförmigen Kupplungsbereichs zu einer zweiten Position erstrecken, die in radialem Abstand innerhalb der ersten Position liegt, wobei die radial am weitesten innenliegende Ausdehnung der äußeren gekrümmten Schlitze an der ersten Position radial außerhalb der gegenüberliegenden, ringförmigen Oberflächenmittel des äußeren ringförmigen Bereichs liegt.
Es kann ferner vorgesehen werden, daß der äußere ringförmige Bereich sich von dem äußeren Ende des Kupplungsbereichs axial nach außen und radial nach innen erstreckt in gleichausgedehnter Beziehung damit über eine kurze Strecke und dann axial in paralleler Beziehung mit dem inneren ringförmigen Bereich verläuft.
Der Rotor kann ein einstückiges Gußteil aus Gußeisen sein, und daß Gußeisen kann ferritisches Kugelgraphitgußeisen sein.
In einigen Ausführungsformen kann eine elektromagnetische Kupplungsanordnung bereitgestellt werden, mit: einer elektromagnetischen Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einer feststehenden Struktur eines Kraft fahrzeug-Klimaanlagen-Kompressors, einer Welle, die von dort ausgeht und um eine Achse drehbar ist, Lagermitteln, die von der feststehenden Struktur getragen werden und an einer inneren zylindrischen Oberfläche des ringförmigen Bereichs zum Tragen des Rotors zur Drehung um eine mit der Achse der Kompressorwelle zusammenfallenden Achse anliegen, wobei der äußere ringförmige Bereich eine äußere ringförmige Antriebsoberflächengestaltung aufweist, um antriebsmäßig mit einem Antriebselement zusammenzuwirken, um die Rotation des Rotors zu bewirken, wobei der antriebsmäßig mit der Kompressorwelle verbundene Läufer dazu betreibbar ist, um magnetisch mit dem Rotor zur Drehung damit gekoppelt zu werden, um die Kompressorwelle anzutreiben, wobei die feststehende ringförmige Magnetspule mit der feststehenden Struktur des Kompressors verbunden ist und mit Strom versorgbar ist, um den Rotor und den Läufer magnetisch zu koppeln.
Die äußere ringförmige Antriebsoberflächengestaltung kann eine Keilrippengestaltung sein, die auf einem ringförmigen Abschnitt fest an dem Beginn des äußeren ringförmigen Bereichs gebildet ist und sich axial in im wesentlichen paralleler Beziehung zur axialen Ausdehnung des äußeren ringförmigen Bereichs erstreckt. Alternativ kann die äußere, ringförmige Antriebsoberflächengestaltung eine Folge von Zähnen sein.
Der Rotor kann einen einstückig angeformten Schmiermittelschutzbereich aufweisen, der innerhalb der Verbindung zwischen dem inneren ringförmigen Bereich und dem Kupplungsbereich gebildet ist und sich von da aus axial erstreckt.
Die Folge von gekrümmten Schlitzen kann eine Mehrzahl von radial äußeren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitzen aufweisen, die sich in einer Richtung nach innen von der Kopplungsoberflächenseite des ringförmigen Kupplungsbereichs von einer ersten Position aus erstrecken und sich nach außen zu einer gegenüberliegenden Seite des ringförmigen Kupplungsbereichs in einer unterschiedlichen Richtung zu einer zweiten Position erstrecken, die radial in Abstand innerhalb der ersten Position liegt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Figur 1 eine vertikale Schnittansicht einer gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten elektromagnetischen Kupplung ist;
Figur 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 aus Figur 1 ist;
Figur 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 aus Figur 1 ist;
Figur 4 eine vertikale Schnittansicht der oberen Hälfte einer abgewandelten Ausführungsform eines gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten Rotors ist;
Figur 5 eine teilweise Draufsicht von rechts auf den in Figur 4 gezeigten Rotor ist;
Figur 6 eine ähnliche Ansicht wie Figur 4 ist, die eine weitere Gestaltung eines gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten Rotors zeigt;
Figur 7 eine ähnliche Ansicht wie Figur 4 ist, die eine weitere Gestaltung des gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten Rotors zeigt;
Figur 8 eine ähnliche Ansicht wie Figur 4 ist, die eine weitere Gestaltung des gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten Rotors zeigt; und
Figur 9 eine ähnliche Ansicht wie Figur 4 ist, die eine andere Gestaltung des Rotors zeigt, die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, aber Merkmale illustriert, die in einer elektromagnetischen Kupplung verwendet werden können.
Unter Bezugnahme insbesondere auf Figur 1 der Zeichnungen ist darin eine elektromagnetische Kupplung gezeigt, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpert. Insbesondere werden die Prinzipien der vorliegenden Erfindung in der Gestaltung eines Rotors, der allgemein mit 12 bezeichnet ist, und seine Zusammenwirkung mit den anderen Teilen der Kupplung 10 verkörpert. Es ist bevorzugt, daß der Rotor 12 in einem Stück aus ferritischem Gußeisen gemäß dem Verfahren hergestellt wird, das in der anhängigen Anmeldung EP- A-0 526 505 (EP 91908029.1), welche gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht worden ist, beschrieben ist, da die hier beschriebene Konstruktion auf diese Weise leicht erhältlich ist. Demgemäß wird die Offenbarung der vorgenannten Anmeldung hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung auf genommen. Gleichwohl beinhaltet die vorliegende Erfindung in ihrem breitesten Aspekt, daß die Herstellung durch andere Verfahren unter Verwendung anderer Materialien, beispielsweise durch zweistückigen, geschweißten Stahl oder dergleichen, erfolgen kann.
Wie in Figur 1 gezeigt, enthält der Rotor 12 einen inneren ringförmigen Bereich 14, einen ringförmigen Kupplungsbereich 16, der sich nach außen von einem Ende des inneren ringförmigen Bereichs 14 erstreckt und eine Folge von inneren, mittleren und äußeren hindurchgehenden, gekrümmten Schlitzen 18, 20 und 22 aufweist, und einen äußeren ringförmigen Bereich 24, der sich von einem äußeren Ende des ringförmigen Kupplungsbereichs 16 aus erstreckt. Der Kupplungsbereich 16 hat eine Kopplungsoberfläche 26, die im Betrieb eine Kopplungsfunktion der Kupplung ausführt. Die inneren und äußeren ringförmigen Bereiche 14 und 24 haben gegenüberliegende, ringförmige Oberflächen 28 und 30, die eine Aufnahmefunktion für das Feld des magnetisches Flusses haben.
Zusätzlich zu den Oberflächen, die für die Flußübertragungs- und Kupplungsfunktionen erforderlich sind, muß der Rotor 12 auch an andere Strukturen angeschlossen sein, die seine drehbare Lagerung und seine Antriebsverbindung bewirken. In ihrer einfachsten Form kann dieser Anschluß einfach eine feste Verbindung mit einer angetriebenen oder antreibenden Welle sein. Der in Figur 1 gezeigte Rotor 12 ist insbesondere ausgestaltet zur Verwendung in einer elektromagnetischen Kupplung 19, die zum Antrieb durch einen Keilrippenriemen 32 eines Automobilkeilriemenantriebs angeschlossen ist, um so selektiv eine Kompressorwelle 34 anzutreiben, die drehbar innerhalb eines Kompressorgehäuses 36 der Kompressoranordnung des Zusatzantriebs gelagert ist und daraus nach außen herausragt.
Es ist zu bemerken, daß zu diesem Zweck der innere Bereich 14 des Gußeisenrotors 12 eine innere, ringförmige Oberfläche 38 hat, die so bearbeitet ist, um an einen äußeren Laufring einer Kugellageranordnung 40 zu liegen, deren innerer Laufring an der feststehenden Halterung angebracht ist, die durch das Kompressorgehäuse 36 gebildet wird. Der äußere ringförmige Bereich 24 des Rotors 12 hat eine äußere Keilrippenoberflächengestaltung 42, um so antriebsmäßig in Eingriff mit dem Keilrippenriemen 32 zu treten. Wie dargestellt, hat die Keilrippenoberflächengestaltung 42 eine äußere Durchmesserabmessung, die kleiner ist als die äußere Durchmesserabmessung des Kupplungsbereichs 16. Um diese Durchmesserunterschiede auszugleichen, ist der äußere ringförmige Bereich 24 im Querschnitt mit einer stumpfwinkligen Gestaltung versehen, so daß er axial nach außen und radial nach innen vom äußeren Ende des Kupplungsbereichs 16 in gleich ausgedehnter Beziehung damit für eine kurze Strecke verläuft und dann axial nach außen in im wesentlichen paralleler Beziehung mit dem inneren Bereich 14 verläuft.
Als ein zusätzliches Merkmal geeignet für die bestimmte Anwendung enthält der Rotor 12 einen ringförmigen Schmiermittelschutzbereich 44, der innerhalb des Übergangs zwischen dem inneren ringförmigen Bereich 14 und dem Kupplungsbereich 16 angeordnet ist und dazu axial verläuft.
Wie dargestellt, enthält die Kupplung 10 auch eine ringförmige elektromagnetische Spule 46, die an der durch das Kompressorgehäuse 36 gebildeten Halterung durch irgendein geeignetes Mittel, wie etwa eine Klammer 48, befestigt ist. Die magnetische Spule 46 wird in feststehender Beziehung in dem Zwischenraum zwischen den bearbeiteten Oberflächen 28 und 30 des Rotors 12 gehalten. Die elektromagnetische Kupplung 10 enthält auch eine Läuferanordnung, die allgemein mit 50 bezeichnet ist und ein ringförmiges Halteteil 52 aufweist, das an einem Ende der Kompressorwelle 34 verkeilt und daran beispielsweise durch einen Bolzen 54 befestigt ist. Die Läuferanordnung 50 enthält auch eine Läuferplatte 56, die mit dem Läuferhalteteil 52 verbunden ist, um sich damit zu drehen und um eine begrenzte axiale Bewegungsfreiheit in bezug darauf zu haben. Diese funktionelle Anbringung der Läuferplatte 56 an dem Läuferhalteteil 52 wird in der üblichen Weise durch drei nachgiebige Laschenteile 58 mit gegenüberliegenden Enden erreicht, die in geeigneter Weise an dem Läuferhalteteil 52 und der Läuferplatte 56 angelenkt sind.
In Übereinstimmung mit der üblichen Praxis enthält die Läuferplatte 56 eine Kopplungsoberfläche 60 und eine Folge von inneren und äußeren gekrümmten Schlitzen 62 und 64, die in zusammenwirkender Beziehung in bezug auf die Folgen von gekrümmten Schlitzen 18, 20 und 22 in dem Rotorkupplungsbereich 16 angeordnet sind, so daß der durch die magnetische Spule 46 erzeugte magnetische Fluß veranlaßt wird, in einem Flußweg zu fließen, der eine Vielzahl von Malen zwischen dem Kupplungsbereich 16 und der Läuferplatte 56 verläuft.
Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird die End-Zu- End-Anordnung der inneren und äußeren Folgen von gekrümmten Schlitzen 18 und 22 in einer Weise abgewandelt, die es dem magnetischen Flußweg ermöglicht, zwischen dem Rotor 12 und der Läuferplatte 56 über eine größere innere Ausdehnung entlang des inneren Übergangswegs und über eine größere äußere Ausdehnung entlang des äußeren Übergangswegs zu verlaufen, was eine höhere Drehmomentübertragungsfähigkeit sicherstellt. Zu diesem Zweck verläuft die Mehrzahl der radial inneren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitze 18 durch den ringförmigen Kupplungsbereich 16 von einer ersten Position an der Seite der Kopplungsoberfläche zu einer zweiten Position an der gegenüberliegenden Seite, wobei die zweite Position radial außerhalb der ersten Position liegt. Ferner verläuft die Mehrzahl von radial äußeren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitzen 22 nach innen von der Seite der Kopplungsoberfläche des ringförmigen Kupplungsbereichs 16 in einer Richtung an einer ersten Position und verlaufen nach außen zu einer gegenüberliegenden Seite des ringförmigen Kupplungsbereichs 16 in einer anderen Richtung zu einer zweiten Position, die radial innerhalb der ersten Position liegt.
Wenn die elektromagnetische Spule 46 mit Strom versorgt wird, wird ein Magnetfeld aufgebaut, das einen Fließweg von magnetischem Fluß von der magnetischen Spule 46 durch den äußeren ringförmigen Bereich 24 des Rotors 12, vorbei an den äußeren gekrümmten Schlitzen 22 und dann auf die Läuferplatte 56 erzeugt. Wegen der äußeren Schlitze 64 der Läuf erplatte 56 fließt der magnetische Fluß auf einem Weg zurück zu dem Kupplungsbereich 16, der innerhalb der äußeren gekrümmten Schlitze 22 liegt. Der magnetische Flußweg setzt sich fort, bis er die mittleren gekrümmten Schlitze 20 erreicht, an welchem Punkt er zu der Läuferplatte 56 innerhalb der darin befindlichen äußeren Schlitze 64 hinüberläuft. Die inneren Schlitze 62 der Läuferplatte 56 bewirken, daß der magnetische Flußweg wieder zu dem Kupplungsbereich 16 innerhalb der mittleren Schlitze 20 umkehrt. Wiederum bewirken die inneren gekrümmten Schlitze 18, daß der magnetische Flußweg zu der Läuferplatte 56 unterhalb der inneren Schlitze 62 umkehrt. Von dem inneren Bereich der Läuferplatte 56 wird der magnetische Flußweg zu der magnetischen Spule durch den Kupplungsbereich 16 und den inneren Bereich 14 zurückgeführt. Die Art und Weise, in der der Flußweg zwischen dem Rotor 12 und der Läuferplatte 56 aufgebaut wird, dient dazu, die Läuferplatten axial zu bewegen, um so die Läuferkopplungsoberfläche 60 an die Rotorkopplungsoberfläche 26 in Anlage zu bringen. Auf diese Weise wird die durch den Keilrippenriemen 32 auf den Rotor 12 übertragene Drehbewegung auf die Kompressorwelle 34 übertragen.
Die Gestaltung des äußeren ringförmigen Bereichs 24 kann abhängig von dem Typ des daran angeschlossenen Antriebsmechanismus variiert werden. Beispielsweise ist in den Figuren 4 und 5 ein modifizierter Rotor 112 gezeigt, der gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Aufbau des Rotors 112 enthält Teile, die denjenigen des zuvor beschriebenen Rotors 12 entsprechen und es wurden entsprechende Bezugszeichen durch Hinzufügen des Präfix "1" zu den Bezugszeichen verwendet, wo die Gestaltung nicht abweicht. In Figur 4 tritt die einzige Änderung in der Gestaltung am äußeren Umfang der axialen Ausdehnung des äußeren ringförmigen Bereichs 124 auf. Anstelle der zuvor vorgesehenen Keilrippenoberfläche 42 weist der äußere Umfang des Endbereichs eine Folge von Zähnen 166 auf. Es ist selbstverständlich, daß die Zähne 166 auf einem separaten ringförmigen Teil gebildet werden könnten, das anschließend an dem Rest des Rotors befestigt wird.
Figur 6 illustriert eine weitere Ausführungsform eines Rotors 212, bei dem Bezugszeichen entsprechend denen des Rotors 12 aus den Figuren 1 bis 3 mit dem Präfix "2" verwendet sind. Wiederum liegt hier der Hauptunterschied in dem Aufbau des Rotors 212 in dem äußeren ringförmigen Bereich 224, obwohl zu bemerken ist, daß die oberere Folge von gekrümmten Schlitzen 222 gerade hindurch verläuft. Um diesen geraden Verlauf zu bewerkstelligen, ist der anfängliche gleich ausgedehnte Verlauf des äußeren ringförmigen Bereichs 224 in einem größeren Abstand von dem Kupplungsbereich 216 angeordnet. In der Ausführungsform von Figur 6 enthält der äußere ringförmige Bereich 224 einen zusätzlichen äußeren Antriebsabschnitt 268, der gleich ausgedehnt ist mit der axialen Ausdehnung des äußeren ringförmigen Bereichs 224. Wie dargestellt, ist der Antriebsabschnitt 268 an seinem äußeren Umfang mit Keilrippenoberflächen 270 zum Zusammenwirken mit einem Keilrippenriemen ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Antriebsteil von größerem Durchmesser als das in dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 verwendete vorgesehen. Das Ausführungsbeispiel von Figur 6 zeigt die optionale Natur des einstückigen Schmiermittelschutzbereichs, der in diesem Ausführungsbeispiel fortgelassen ist.
Figur 7 zeigt eine weitere Variation in dem äußeren ringförmigen Bereich, die der Abwandlung von Figur 6 ähnlich ist. In diesem Ausführungsbeispiel, in dem entsprechenden Bezugszeichen das Präfix "3" gegeben wurde, ist der äußere ringförmige Bereich 324 mit einem zusätzlichen Antriebsabschnitt 368 versehen, der eine kürzere axiale Ausdehnung als der hinzugefügte Antriebsabschnitt 368 hat. Um diese geringere axiale Ausdehnung zu bewerkstelligen, erstrecken sich die Keilrippenoberflächen 370 bis zur Verbindung mit dem Kupplungsbereich 316. Es ist selbstverständlich, daß es innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegt, einen hinzugefügten Abschnitt an der gegenüberliegenden Seite des hinzugefügten Antriebsabschnitts 368 vorzusehen, um so eine zusätzliche axiale Ausdehnung am äußeren Umfang vorzusehen, in der Antriebsoberflächen gebildet werden können.
Figur 8 zeigt einen Rotor 412, bei dem entsprechende Bezugszeichen das Präfix "4" enthalten. In diesem Ausführungsbeispiel hat der Kupplungsbereich 416 eine geringere axiale Ausdehnung als es bis hierher der Fall war und die gekrümmten Schlitze sind vom Vierpol-Typ mit zwei Feldern, um so nur eine Mehrzahl von inneren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitzen 418 und eine Mehrzahl von äußeren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitzen 422 aufzuweisen. In dem in Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der äußere ringförmige Bereich 424 abgewandelt, um mit einem Keilriemen zusammenzuwirken. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Gestaltung des äußeren ringförmigen Bereichs 424 dergestalt, daß er zunächst axial nach außen und radial nach innen von dem Kupplungsbereich 416 in gleich ausgedehnter Beziehung damit über eine kurze Distanz verläuft, dann axial nach außen über eine kurze Distanz verläuft, dann axial nach außen und radial nach außen zu einer größeren Durchmesserausdehnung verläuft, wonach er axial nach außen in paralleler Beziehung mit dem inneren ringförmigen Bereich 424 verläuft. Im Ergebnis wird durch diese Gestaltung eine Keilnut 472 geschaffen, um einen Keilriemen antriebsmäßig aufzunehmen.
Figur 9 stellt eine weitere Variation dar, bei der entsprechenden Bezugszeichen das Präfix "5" gegeben wurde. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kupplungsbereich 560 vom Vierpol-Typ ähnlich dem Kupplungsbereich 460 aus Figur 8. Figur 9 zeigt einen äußeren ringförmigen Bereich 524, der von dem Kupplungsbereich 516 axial nach außen, in paralleler Beziehung zu dem inneren ringförmigen Bereich 514 über seine gesamte Ausdehnung verläuft. Dennoch haben die äußeren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitze 52 die zuvor beschriebene abgewinkelte End- zu-End-Beziehung. Das Ausführungsbeispiel von Figur 9 zeigt auch, daß die inneren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitze 518 gerade hindurchverlaufen können. In dem in Figur 9 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die äußere Oberfläche des äußeren ringförmigen Bereichs 524 eine einfache zylindrische Oberfläche 574, die dazu geeignet ist, an der gegenüberliegenden Flachseite eines Keilrippenriemens anzuliegen. Klarerweise könnte die in Figur 9 gezeigte äußere Umfangsgestaltung modifiziert werden, um Zähne, wie in den Figuren 4 bis 5 gezeigt, einen oder mehrere Keilriemen, wie in Figur 8 gezeigt, oder Keilrippen, wie in den Figuren 1, 6 und 7 gezeigt, an der Oberfläche bereitszustellen.

Claims

1. Elektromagnetische Kupplung mit:

einem Rotor (12), der um eine Drehachse drehbar ist, einem Läufer (50), welcher dazu betreibbar ist, magnetisch mit dem Rotor zur Drehung damit gekoppelt zu werden, und einer feststehenden ringförmigen Magnetspule (46), welche mit Strom versorgbar ist, um den Rotor (12) und den Läufer magnetisch zu koppeln,

wobei der Rotor (12) einen inneren ringförmigen Bereich (14), einen ringförmigen Kupplungsbereich (14), welcher sich von einem Ende des inneren ringförmigen Bereichs (14) nach außen erstreckt, und einen äußeren ringförmigen Bereich (24) aufweist, der sich von einem äußeren Ende des Kupplungsbereichs aus erstreckt,

wobei der ringförmige Kupplungsbereich (16) Rotorkopplungsoberflächenmittel (26) und eine Folge von gekrümmten Schlitzen (18, 20, 22) aufweist, die von den Kopplungsoberflächenmitteln (26) durch den ringförmigen Kupplungsbereich (16) verlaufen,

wobei der Läufer (60) eine Läuferplatte (56) aufweist, welche Läuferkopplungsoberflächenmittel (60) zum Eingriff mit den Rotorkopplungsoberflächenmitteln (26) und eine Folge von gekrümmten Schlitzen (62, 64) hat, die in zusammenwirkender Beziehung in bezug auf die Folge von gekrümmten Schlitzen (18, 20, 22) des Rotorkupplungsbereichs (16) angeordnet sind, um einen Weg für magnetischen Fluß zu schaffen, der vielfach hin und her zwischen dem Rotorkupplungsbereich und der Läuferplatte verläuft,

wobei die inneren und äußeren ringförmigen Bereiche (14, 24) gegenüber und mit Abstand zueinander liegende ringförmige Oberflächenmittel (28, 30) zur Aufnahme der ringförmigen Magnetspule (46) dazwischen aufweisen, so daß, wenn die Magnetspule mit Strom versorgt wird, ein Feld von magnetischem Fluß in den Magnetflußwegen in den inneren und äußeren ringförmigen Rotorbereichen (14, 24) gebildet wird, das mit dem Magnetflußweg zwischen dem Kupplungsbereich (16) und der Läuferplatte (56) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von gekrümmten Schlitzen (18, 20, 22) eine Mehrzahl von radial inneren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitzen (18) aufweist, die durch den ringförmigen Kupplungsbereich (16) verlaufen von einer ersten Position (16A) an der Seite der Kopplungsoberflächenmittel (26) zu einer zweiten Position (16b) an einer gegenüberliegenden Seite, wobei die zweite Position (16b) radial außerhalb der ersten Position (16a) liegt,

wobei die radial am weitesten außenliegende Ausdehnung (18a) der inneren gekrümmten Schlitze (18) an der ersten Position (16A) radial beabstandet ist von den gegenüberliegenden ringförmigen Oberflächenmitteln (28) des inneren ringförmigen Bereichs (14) um einen kleineren radialen Abstand als der radiale Abstand zwischen der radial am weitesten außenliegenden Ausdehnung (18A) und der radial am weitesten innenliegenden Ausdehnung (18B) der inneren gekrümmten Schlitze (18) an der ersten Position (16A).

2. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl der radial inneren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitze (18) von der Seite der Kopplungsoberflächenmittel (26) des ringförmigen Kupplungsbereichs (15) an der ersten Position aus allgemein in einer Richtung parallel zur Drehachse verlaufen und dann zu der gegenüberliegenden Seite des ringförmigen Kupplungsbereichs (16) bei der zweiten Position in einer Richtung mit einer Komponente, welche parallel zu der Drehachse ist, und mit einer radial nach außen gerichteten Komponente verlaufen.

3. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Folge von gekrümmten Schlitzen eine Mehrzahl von radial äußeren, ringförmig beabstandeten, gekrümmten Schlitzen (64) aufweist, die von der Seite der Kopplungsoberflächenmittel des ringförmigen Kupplungsbereichs (14) von einer ersten Position aus verlaufen und sich zu einer gegenüberliegenden Seite des ringförmigen Kupplungsbereichs (14) zu einer zweiten Position erstrecken, die in radialem Abstand innerhalb der ersten Position liegt, wobei die radial am weitesten innenliegende Ausdehnung der äußeren gekrümmten Schlitze (64) an der ersten Position radial außerhalb der gegenüberliegenden, ringförmigen Oberflächenmittel (30) des äußeren ringförmigen Bereichs (24) liegt.

4. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der äußere ringförmige Bereich sich von dem äußeren Ende des Kupplungsbereichs axial nach außen und radial nach innen gerichtet erstreckt in gleich ausgedehnter Beziehung damit über eine kurze Strecke und dann axial in paralleler Beziehung mit dem inneren ringförmigen Bereich verläuft.

5. Elektromagnetische Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotor ein einstückiges Gußteil aus Gußeisen ist.

6. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 5, wobei das Gußeisen ferritisches Kugelgraphitgußeisen ist.

7. Elektromagnetische Kupplungsanordnung mit:

einer elektromagnetischen Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

einer feststehenden Struktur (36) eines Kraftfahrzeug-Klimaanlagen-Kompressors, einer Welle (34), die von dort ausgeht und um eine Achse drehbar ist,

Lagermitteln (40), die von der feststehenden Struktur (36) getragen werden und an einer inneren zylindrischen Oberfläche (38) des ringförmigen Bereichs (14) zum Tragen des Rotors (12) zur Drehung um eine mit der Achse der Kompressorwelle (34) zusammenfallenden Achse anliegen,

wobei der äußere ringförmige Bereich (24) eine äußere ringförmige Antriebsoberflächengestaltung (42) aufweist, um antriebsmäßig mit einem Antriebselement (32) zusammenzuwirken, um die Rotation des Rotors (12) zu bewirken,

wobei der antriebsmäßig mit der Kompressorwelle (34) verbundene Läufer dazu betreibbar ist, um magnetisch mit dem Rotor (12) zur Drehung damit gekoppelt zu werden, um die Kompressorwelle (34) anzutreiben,

wobei die feststehende ringförmige Magnetspule (46) mit der feststehenden Struktur (36) des Kompressors verbunden ist und mit Strom versorgbar ist, um den Rotor und den Läufer magnetisch zu koppeln.

8. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 7, wobei die äußere ringförmige Antriebsoberflächengestaltung eine Keilrippengestaltung ist.

9. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 8, wobei die Keilrippengestaltung auf einem ringförmigen Abschnitt fest an dem Beginn des äußeren ringförmigen Bereichs gebildet ist und sich axial in im wesentlichen paralleler Beziehung zur axialen Ausdehnung des äußeren ringförmigen Bereichs erstreckt.

10. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 7, wobei die äußere, ringförmige Antriebsoberflächengestaltung eine Folge von Zähnen ist.

11. Elektromagnetische Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotor (12) einen einstückig angeformten Schmiermittelschutzbereich (44) aufweist, der innerhalb der Verbindung zwischen dem inneren ringförmigen Bereich und dem Kupplungsbereich gebildet ist und sich von da aus axial erstreckt.