Antriebswelle

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Antriebswelle mit einem daran befestigten Mitnehmer für eine Riemenscheibe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Antriebswellen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Entscheidend für den sicheren Betrieb ist die Befestigung des Mitnehmers für eine Riemenscheibe an der Antriebswelle und deren axiale Sicherung. Durch Vibrationen, die unter anderem auf der Drehmomenteinleitung in die Riemenscheibe und durch den an der Antriebswelle angebrachten Verbraucher, insbesondere einer Pumpe eines Kraftfahrzeugs, beruhen, lockert sich häufig die Verbindung zwischen Antriebswelle und Mitnehmer. Dadurch stellt sich ein axiales Spiel zwischen Antriebswelle und Mitnehmer ein, das aufgrund der Vibrationen schließlich zu einer Beschädigung oder zu einem Ausfall der Antriebswellen-Mitnehmer-Verbindung führt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine sichere Verbindung zwischen Antriebswelle und einem Mitnehmer für eine Riemenscheibe zu schaffen, die auch bei starken Vibrationen einen sicheren Betrieb gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Antriebswelle vorgeschlagen, welche die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. An der Antriebswelle ist ein Mitnehmer für eine Riemenscheibe befestigt, über die ein Drehmoment in die Antriebswelle eingeleitet wird. Diese ist beispielsweise mit einer Pumpe, insbesondere einem Kompressor, eines Kraftfahrzeugs koppelbar. Die Antriebswelle zeichnet sich dadurch aus, dass der Mitnehmer mittels einer Klemmscheibe an der Antriebswelle derart befestigbar ist, dass er bündig an einer Schulter

der Antriebswelle anliegt. Die Antriebswelle durchgreift also den Mitnehmer mit einem Wellenstummel, auf den von seinem freien Ende her eine Klemmscheibe aufgeschoben und angedrückt wird. Dadurch legt sich der Mitnehmer an eine Schulter der Antriebswelle an, wobei allenfalls ein minimales, axiales Spiel zwischen dem Mitnehmer und der Schulter gegeben ist. Gerade die Reduzierung eines Anfangsspiels nach der Anbringung des Mitnehmers an der Antriebswelle auf ein Minimum ist von entscheidender Bedeutung: Vibrationen können praktisch keine axiale Bewegung zwischen dem Mitnehmer für die Riemenscheibe und der Antriebswelle bewirken, sodass keine axialen Schläge auf die Befestigung des Mitnehmers an der Antriebswelle wirken. Im Betrieb der Antriebswelle werden damit Belastungen der Befestigung des Mitnehmers auf ein Minimum reduziert.

Eine bevorzugte Antriebswelle zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Mitnehmer und der Klemmscheibe eine Befestigungsscheibe angeordnet wird. Deren Material kann auf die unmittelbare Kopplung zwischen Antriebswelle und Mitnehmer angepasst werden, sodass sie eine besonders sichere Verbindung ergibt.

Eine weitere bevorzugte Antriebswelle zeichnet sich dadurch aus, dass an dem Mitnehmer elastische Dämpfungselemente vorgesehen sind, die Drehmomentschwankungen, die insbesondere durch auf die Riemenscheibe wirkende Kräfte, aber auch durch den an der Antriebswelle angebrachten Verbraucher entstehen können, auf ein Minimum reduzieren. Dies führt zu einer weiteren Entlastung der Verbindung zwischen Antriebswelle und Mitnehmer und damit zu einer erhöhten Funktionssicherheit.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer Verbindungsstelle zwischen Antriebswelle und Mitnehmer für eine Rie- menscheibe;

Figur 2 eine Antriebswelle mit einem daran befestigten Mitnehmer und

Figur 3 einen Teillängsschnitt durch den Befestigungsbereich zwischen Antriebswelle und Mitnehmer.

Figur 1 zeigt eine Antriebswelle 1 , einen Mitnehmer 3 für eine hier nicht dargestellte Riemenscheibe, eine Befestigungsscheibe 5 sowie eine Klemmscheibe 7.

Die Ausgestaltung der Antriebswelle 1 ist einerseits an die in diese eingeleiteten Antriebskräfte und andererseits daran anpassbar, wel- che Verbraucher an dieser eingebracht werden. Insbesondere dient die Antriebswelle 1 dazu, ein Drehmoment in eine hier nicht dargestellte Pumpe, insbesondere einen Cθ2-Kompressor eines Kraftfahrzeugs einzuleiten.

Die Antriebswelle 1 weist an ihrem ersten Ende 9 einen Wellen- stummel 11 auf, dessen Außendurchmesser kleiner ist als ein sich daran anschließender Bereich 13 der Antriebswelle 1. Dadurch wird ein hier als Schulter 15 ausgebildetes Widerlager geschaffen, an der im montierten Zustand die Befestigungsscheibe 5 anliegt. Anstelle der Schulter 15 könnte als Widerlager auch ein die Antriebswelle 1 quer durchdringender Stift vorgesehen werden.

Das dem Wellenstummel 11 gegenüberliegende zweite Ende 17 ist so ausgebildet, dass hier ein in. die Antriebswelle 1 eingeleitetes Drehmoment an einen Verbraucher, beispielsweise den oben genannten Kompressor, abgegeben werden kann.

An dem Mitnehmer 3 ist auf geeignete Weise die Befestigungsscheibe 5 angebracht, beispielsweise mit Hilfe von drei Befestigungselementen 19, 21 und 23, die in entsprechende Ausnehmungen 25, 27, 29 im Mitnehmer 3 eingreifen. Als Befestigungselemente können Schrauben, vorzugsweise aber auch Nieten, verwendet werden, die sich bei Vibrationen nicht so leicht lösen.

Die Befestigungsscheibe 5 weist einen zentralen Durchbruch 31 auf, dessen Innendurchmesser so gewählt ist, dass der Wellenstummel 11 möglichst spielfrei hier hindurchtreten kann.

Die Klemmscheibe 7 ist wie üblich ausgestaltet. Sie weist einen Grundkörper 33 mit einer zentralen öffnung 35 auf, von der aus eine Anzahl radialer Schlitze ausgehen, die nicht bis zur Umfangslinie der Klemmscheibe 7 verlaufen. Dadurch wird eine Anzahl von Federzungen 39 gebildet, die gegenüber einer gedachten Ebene, in der die Umfangslinie des Klemmkörpers 7 liegt, einen stumpfen Winkel einschließen. Der Grundkörper 33 der Klemmscheibe 7 ist aus einem federelastischen Material, vorzugsweise Federstahl hergestellt.

Der Innendurchmesser der öffnung 35 ist kleiner als der Außendurchmesser des Wellenstummels 11. Wird also die Klemmscheibe 7 auf den Wellenstummel 11 aufgeschoben, so werden die Feder- zungen 39 zum freien Ende 41 des Wellenstummels 11 hochgebogen und liegen unter Vorspannung an der Umfangsfläche des Wellenstummels 11 an. Im übrigen verkrallen sie sich mit ihren Enden in dessen Umfangsfläche.

Figur 2 zeigt die Antriebswelle 1 mit dem darin angebrachten Mitnehmer 3, der mit der Befestigungsscheibe 5 verbunden ist. Durch die Klemmscheibe 7 wird der Mitnehmer 3 am Wellenstummel 11 so gehalten, dass die Befestigungsscheibe 5 mit minimalem, axialen Spiel an der Schulter 15 anliegt. Optimal ist es, wenn ein axiales Spiel ganz vermieden wird. Ein Spiel von 0,1 mm bis 0,2 mm ist aber hinnehmbar. Entscheidend ist, dass axiale Schläge auf die Befestigung des Mitnehmers 3 vermieden werden.

Der Mitnehmer 3 weist einen scheibenförmigen Grundkörper 43 auf, der mit radial zum Wellenstummel 11 verlaufenden Rippen 45 versehen ist, zwischen denen ein Freiraum 47 gebildet wird. In diesen kann ein hier nicht dargestelltes elastisches Element eingebracht werden, über das ein Drehmoment über eine hier nicht dargestellte Riemenscheibe in den Mitnehmer 3 eingeleitet wird. Der Mitnehmer 3 kann aus Kunststoff hergestellt werden, vorzugsweise aber aus tiefziehfähigem Metallblech.

Figur 3 zeigt den Befestigungsbereich zwischen Antriebswelle 1 und Mitnehmer 3 im Längsschnitt. Deutlich erkennbar ist die hier abgeschnitten dargestellte Antriebswelle, die mit ihrem Wellenstummel 11 die Befestigungsscheibe 5 durchdringt. Diese ist mittels der Befestigungselemente, von denen hier beispielsweise die Befestigungselemente 19 und 21 ersichtlich sind, an dem Mitnehmer 3 angebracht. Zur Fixierung des Mitnehmers 3 an der Antriebswelle 1 wird der Mitnehmer 3 auf das erste Ende 9 der Antriebswelle 1 aufgesetzt, so- dass das freie Ende 11 den Durchbruch 31 der Befestigungsscheibe 5 durchdringt. Anschließend wird die Klemmscheibe 7 auf das freie Ende 41 des Wellenstummels 11 aufgesetzt. Ihr Grundkörper 33 wird mit einer axialen Kraft beaufschlagt, sodass sich dieser fest auf die Oberfläche 49 der Befestigungsscheibe 5 auflegt. Durch die in

den Grundkörper 33 eingeleiteten Kräfte wird dabei die Befestigungsscheibe 5 an die Schulter 15 praktisch spielfrei, das heißt vorzugsweise ohne axiales Spiel, angepresst. Beim Aufschieben der Klemmscheibe 7 werden deren Federzungen 39 in Richtung auf das freie Ende 41 des Wellenstummels 11 hochgebogen und verkrallen sich an dessen Umfangsfläche, die zusätzlich noch mit quer zur Mittelachse 51 der Antriebswelle 1 verlaufenden Rillen oder Schultern versehen sein kann, damit sich die Federzungen 39 sicher an der Umfangsfläche des Wellenstummels 11 verkrallen.

Insgesamt wird deutlich, dass hier auf einfache Weise eine Antriebswelle 1 mit einem Mitnehmer 3 für eine Riemenscheibe verbunden werden kann, wobei nach der Montage des Mitnehmers 3 an der Antriebswelle 1 allenfalls ein minimales axiales Anfangsspiel gegeben ist. Vibrationen können also nicht zu axialen Schlägen zwi- sehen Mitnehmer 3 und Antriebswelle 1 führen, die schließlich Beschädigungen herbeiführen könnten. Schläge werden schon deshalb vermieden, weil die Klemmscheibe 7 die Befestigungsscheibe 5 federnd gegen die Schulter 15 andrückt. Sollten axiale Bewegungen auftreten, werden diese federnd von der Klemmscheibe 7 abgefan- gen, sodass Schläge vermieden werden.

Aus den Erläuterungen wird deutlich, dass der Wellenstummel 11 auch unmittelbar an dem Mitnehmer 3 befestigt werden könnte, wenn dieser mit einer geeigneten öffnung versehen werden würde. In diesem Fall kann dann auf die Befestigungsscheibe 5 verzichtet werden.

Bezuαszeichenliste

Antriebswelle

Mitnehmer

Befestigungsscheibe

Klemmscheibe erstes Ende

Wellenstummel

Bereich

Schulter / Befestigungsscheibe zweites Ende

Befestigungselement

Befestigungselement

Befestigungselement

Ausnehmung

Ausnehmung

Ausnehmung zentraler Durchbruch

Grundkörper zentrale öffnung

Federzungen freies Ende scheibenförmiger Grundkörper

Rippen

Freiraum

Oberfläche

Mittelachse