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Dokumentenidentifikation DE4230037A1 11.03.1993
Titel Zentrifugal-Aufladegebläse
Anmelder Aisin Seiki K.K., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Kawakami, Toshiro, Obu, Aichi, JP
Vertreter Tiedtke, H., Dipl.-Ing.; Bühling, G., Dipl.-Chem.; Kinne, R., Dipl.-Ing.; Pellmann, H., Dipl.-Ing.; Grams, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 08.09.1992
DE-Aktenzeichen 4230037
Offenlegungstag 11.03.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.03.1993
IPC-Hauptklasse F02C 7/06
IPC-Nebenklasse F04D 29/04   
Zusammenfassung Ein Zentrifugal-Aufladegebläse (10) ist mit einer Abstützeinrichtung (12) zur Abstützung einer Welle (13) versehen. Die Abstützeinrichtung umfaßt mindestens ein äußeres Lager (26) sowie ein inneres Lager (31). Das äußere Lager (26) ist innerhalb des Gehäuses (11) derart gehalten, daß ein geringes Spiel zwischen seiner äußeren Umfangsoberfläche und dem Gehäuse ausgebildet ist. Das innere Lager (31) ist innerhalb des äußeren Lagers (26) derart gehalten, daß ein kleines Spiel zwischen seiner äußeren Umfangsfläche und der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Lagers (26) ausgebildet ist. In das innere Lager (31) greift die Welle derart ein, daß ein kleines Spiel zwischen ihrer äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Umfangsoberfläche des inneren Lagers (31) gebildet wird. Zumindest eine äußere Ölzuführungsöffnung und mindestens eine innere Ölzuführungsöffnung sind jeweils in dem inneren und dem äußeren Lager ausgebildet, und Öl wird von einem Ölzuführdurchlaß (29) jedem engen Spiel durch die Ölzuführöffnungen zugeleitet. Hierdurch wird in jedem geringen Spiel jeweils ein Ölfilm ausgebildet, so daß sich ein dreifacher Ölfilm ergibt zwischen der Welle und dem Gehäuse. Dementsprechend werden Radialvibrationen der Welle (13) hinreichend gedämpft durch den Quetschfilmeffekt des dreifachen Ölfilmes, und das Ausmaß der Radialvibrationen, die auf das Gehäuse übertragen werden, wird verringert. Hierdurch nimmt das Geräusch des Aufladegebläses (10) ab.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Zentrifugal-Aufladegebläse und im besonderen einen Lagermechanismus für ein Zentrifugal-Aufladegebläse.

Ein herkömmlicher Lagermechanismus für ein Zentrifugal-Aufladegebläse wird beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 56(1981)-1 38 423 beschrieben. Wie die Fig. 13 zeigt, umfaßt dieser herkömmliche Mechanismus zwei Radiallager 92, die eine Welle 93 auf einem Lagergehäuse 91 eines Zentrifugalaufladegebläses drehbar abstützen, wobei eine Zwischenhülse 94 zwischen den Radiallagern 92 angeordnet ist. In dem Lagergehäuse 91 ist eine Ölzufuhröffnung 95 ausgebildet, und Öl wird von einer Bevorratung (nicht dargestellt) den Radiallagern 92 durch den Ölzufuhrdurchlaß 95 zugeführt.

Da dementsprechend das Öl Kerben mit engem Spiel zugeführt wird, die zwischen den Radiallagern 92 ausgebildet sind, und sich die Welle mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, wird ein Ölfilm in dem jeweiligen Spiel ausgebildet, und die Welle 93 dreht sich unter der Bedingung, daß sie auf den Radiallagern 92 aufschwimmt. In dieser Situation werden die Radiallager 92 durch die Rotation der Welle 93 durch die Ölfilme geschleppt und dementsprechend mit einer Rotationsgeschwindigkeit gedreht, die 20 bis 30% der Rotationsgeschwindigkeit der Welle 93 ausmacht. Ein Ölfilm wird auch in einem Spiel zwischen dem Lagergehäuse 91 und jedem der Radiallager 92 ausgebildet.

Da hierdurch die relativen Geschwindigkeiten der Gleitflächen der Radiallager 92 und der Gleitfläche der Welle 93 abnehmen und darüber hinaus eine Radialvibration der Welle 93 verhindert wird durch den Dämpfungseffekt des Ölfilmes, führen die Radiallager 92 die Rotation der Welle 93 stabil, ohne eine Fixierung zu erzeugen, aufgrund der Reibungswärme, unter der Bedingung, daß die Welle 93 mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird.

Wie zuvor erwähnt wurde, wirkt bei dem obigen herkömmlichen Lagermechanismus der Ölfilm, der zwischen den inneren und äußeren Umfangsoberflächen der Radiallager 92 jeweils ausgebildet wird, als Dämpfer zum Dämpfen der Vibration der Welle 91. In der Praxis ist es jedoch nicht möglich, einen hinreichenden Dämpfungseffekt für die Vibration der Welle 93 durch diese Ölfilme zu erzielen. Dementsprechend wird die Rotationsvibration der Welle 93 auf das Lagergehäuse 91 durch die Radiallager 91 übertragen, oder die Rotationsvibration der Radiallager 92 wird auf das Lagergehäuse 91 übertragen. Hieraus ergibt sich, daß ein Geräusch erzeugt wird, wobei dieses Geräusch zu einem Problem führt bei einem Zentrifugal-Aufladegebläse für einen Personenwagen, in welchem Ruhe geboten ist.

Es liegt dementsprechend der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Zentrifugal-Aufladegebläse zur Verfügung zu stellen, das hinsichtlich dieser Nachteile Abhilfe schafft.

So soll gemäß der Erfindung ein verbessertes Zentrifugal-Aufladegebläse bereitgestellt werden, bei welchem die Geräuschentwicklung vermindert ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Aufladegebläses auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Gemäß der Erfindung ist ein Zentrifugal-Aufladegebläse vorgesehen mit einem Gehäuse, einer drehbar innerhalb des Gehäuses gehaltenen Welle, einer Druckbuchsenanordnung, die auf der Welle angeordnet ist und einen Aufnahmebereich bildet, einem Drucklager, das am Gehäuse befestigt und in dem Aufnahmebereich angeordnet ist, einem Öldurchlaß, der innerhalb des Gehäuses ausgebildet ist und der Ölzufuhr zu der Abstützung und dem Drucklager dient, einem Turbinenrotor sowie einem Kompressorrotor, die jeweils an einem der beiden Enden der Welle befestigt sind, wobei die Abstützeinrichtung mindestens ein äußeres Lager umfaßt, welches mit seiner äußeren Umfangsfläche an dem Gehäuse über einen Ölfilm gehalten wird und dessen Drehung relativ zum Gehäuse verhindert wird durch ein Rotationsverhinderungselement, in welchem mindestens eine äußere Ölzufuhröffnung ausgebildet ist, die dieses in Radialrichtung durchdringt und mindestens ein inneres Lager vorgesehen ist, dessen äußere und innere Umfangsflächen an einer inneren Umfangsfläche und der Welle jeweils über einen Ölfilm gehalten sind und in welchen mindestens eine innere Ölzufuhröffnung ausgebildet ist, die dieses in Radialrichtung durchdringt.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Aufladegebläses,

Fig. 2 eine vergrößerte Teildarstellung eines Schnittes durch die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Gebläses,

Fig. 3 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 2 und der Schnittlinie D-D der Fig. 9,

Fig. 4 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Schnittlinie B-B der Fig. 2 und entlang der Schnittlinie E-E der Fig. 9,

Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Aufladegebläses,

Fig. 6 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Schnittlinie C-C der Fig. 5,

Fig. 7 einen vergrößerten Teilschnitt einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Aufladegebläses,

Fig. 8 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Aufladegebläses,

Fig. 9 einen vergrößerten Teilschnitt durch die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Aufladegebläses,

Fig. 10 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufladegebläses,

Fig. 11 eine vergrößerte Teildarstellung der Dichtung der fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Aufladegebläses,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht der Dichtung der fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Aufladegebläses und

Fig. 13 einen Schnitt durch den Lagermechanismus eines herkömmlichen Zentrifugal-Aufladegebläses.

Das erfindungsgemäße Zentrifugal-Aufladegebläse soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Zentrifugal- Aufladegebläse 10 umfaßt ein Gehäuse 11, das zusammengesetzt ist aus einem Turbinengehäuse 11a, einem Lagergehäuse 11b sowie einem Kompressorgehäuse 11c. An dem Lagergehäuse 11b ist eine Welle 13 drehbar abgestützt durch eine Abstützeinrichtung 12. An einem Ende der Welle 13 ist ein Turbinenrotor 14 befestigt, durch Schweißen oder ähnliches und innerhalb des Turbinengehäuses 11a angeordnet. Andererseits ist am anderen Ende der Welle 13 ein Kompressorrotor 17 durch eine Mutter 18 gehalten, um Druckbuchsen 15 und 16 zwischen seinem rückwärtigen Bereich und einer umlaufenden Schulter der Welle 13 einzuspannen. Die Druckbuchsen 15 und 16 entsprechen der Druckbuchsenanordnung gemäß der Erfindung. Das Turbinengehäuse 11a und das Lagergehäuse 11b werden jeweils über eine Kopplung 19 und das Lagergehäuse 11b und das Kompressorgehäuse 11c durch einen Schraubbolzen 20 aneinander befestigt.

Ein Wärmeisolator 21 ist zwischen dem rückwärtigen Teil des Turbinenrotors 14 und dem Lagergehäuse 11b angeordnet, während ein Mechanismus 22 zur Verhinderung eines Ölaustritts in der Nähe des Befestigungsbereiches zwischen der Welle 13 und dem Turbinenrotor 14 ausgebildet ist. In der gleichen Weise ist ein Mechanismus 22 zur Verhinderung des Ölaustritts auf der Rückseite des Kompressorrotors 17 ausgebildet.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 ist ein Aufnahmebereich 24 wie eine umlaufende Nut zwischen den Druckbuchsen 15 und 16 ausgebildet. In dem Aufnahmebereich 24 ist ein innerer Umfangsbereich eines Drucklagers 25, dessen einer Teil an dem Lagergehäuse 11 befestigt ist, mit einem geringen Spiel in Axialrichtung angeordnet. Öl wird dem Drucklager 25 durch eine Ölzufuhröffnung 29a zugeleitet, die in dem Lagergehäuse 11b ausgebildet ist.

Die Abstützeinrichtung 12 wird durch ein zylindrisches äußeres Lager 26 sowie ein Paar zylindrischer innerer Lager 31 gebildet. Das äußere Lager 26 befindet sich in einer Bohrung 27, die in dem Lagergehäuse 11b ausgebildet ist, um so ein geringes Spiel zu bilden zwischen der äußeren umlaufenden Oberfläche und der inneren Wandungsoberfläche der Bohrung 27. Entsprechend der Darstellung in Fig. 3 ist das äußere Lager 26 mit einer Radialöffnung im mittleren Bereich versehen, wobei ein Ende eines eine Rotation verhindernden Elementes 28, das an dem Lagergehäuse 11b befestigt ist, in die Öffnung eingreift. Hierdurch wird durch das die Rotation verhindernde Element 28 vermieden, daß das äußere Lager 26 relativ gedreht wird, in bezug auf das Lagergehäuse 11b und daß eine Axialverschiebung eintritt. Nun ist es möglich, das die Rotation verhindernde Element in einer beliebigen Position in Axialrichtung des äußeren Lagers 26 anzuordnen. Auf der Oberseite der beiden Endbereiche der beiden äußeren Lager 26 in Fig. 2 ist eine äußere Ölzufuhröffnung 26a ausgebildet, die diese jeweils in Radialrichtung durchgreift. Ein Ende der äußeren Ölzufuhröffnung 26a steht mit dem Ölzufuhrdurchlaß 29a jeweils in Verbindung, und das andere Ende der äußeren Ölzufuhröffnung 26a öffnet in eine mondsichelförmige Nut 26c, die auf der Innenfläche des äußeren Lagers 26 jeweils ausgebildet ist. Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 erstreckt sich die mondsichelförmige Nut 26c jeweils in Umfangsrichtung. Andererseits ist eine Abzugsöffnung 26b auf der unteren Seite des mittleren Teils des äußeren Lagers 26 vorgesehen, die dieses in Radialrichtung durchgreift. Die Abzugsöffnung 26b steht mit einer Abzugsöffnung 30 in Verbindung, die in dem Lagergehäuse 11b ausgebildet ist.

In einer Bohrung des äußeren Lagers 26 ist ein Paar innerer Lager 31 derart eingepaßt, daß ein geringes Spiel besteht zwischen deren äußerer Umfangsfläche und der inneren Umfangsfläche des äußeren Lagers 26. Wie die Fig. 4 zeigt, ist eine Mehrzahl innerer Ölzufuhröffnungen 31a in den inneren Lagern 31 ausgebildet, die diese in Radialrichtung jeweils durchgreifen. Nun liegen die inneren Ölzufuhröffnungen 31a jeweils alle in einer Ebene, und diese Ebene liegt zwischen den Grenzen der axialen Länge der jeweiligen sichelförmigen Nut 26c. In den Bohrungen der inneren Lager 31 ist die Welle 13 hierin mit einem geringen Spiel zwischen ihrer äußeren umlaufenden Oberfläche und der inneren umlaufenden Oberfläche der inneren Lager 31 gehalten. Es wird nun die axiale Bewegung eines inneren Lagers 31 verhindert durch einen umlaufenden Schulterbereich der Welle 13 und einen Sprengring 32, während die Axialbewegung des anderen inneren Lagers 31 verhindert wird durch eine Druckbuchse 15 und einen Sprengring 32.

Die zuvor beschriebene erste Ausführungsform des Zentrifugal- Aufladegebläses arbeitet wir folgt. Wenn das Abgas eines (nicht dargestellten) Motors in die Innenseite des Turbinengehäuses 11a, das mit einem (nicht dargestellten) Abgasrohr des Motors verbunden ist, eingeführt wird, dreht sich die Motorturbine 14 durch die Energie des Abgases, und hierdurch wird der Kompressorrotor 17 angetrieben über die Welle 13. Dann wird die im Kompressor befindlich Luft 11c durch den Kompressorrotor 17 komprimiert und dem Motor zugeführt. Hierdurch wird der Motor aufgeladen.

Nach dem Anlauf des Motors wird Öl stets von einer (nicht dargestellten) Ölbevorratung in die Nachbarschaft der Drucklager 25 und der Abstützeinrichtung 12 über den Ölzufuhrdurchlaß 29 geleitet, wobei hierdurch ein Ölfilm ausgebildet und in jedem Spiel aufrechterhalten wird.

Im Bereich der Drucklager 25 wird ein Ölfilm ausgebildet und zwischen der rechten Seitenoberfläche der Druckbuchse 15 und der rechten Seitenoberfläche des Drucklagers 25 in Fig. 2 aufgebaut und aufrechterhalten. In einer ähnlichen Weise wird ein Ölfilm zwischen der rechten Seitenoberfläche der Druckbuchse 16 und der linken Seitenoberfläche des Drucklagers 25 in Fig. 4 aufgebaut und aufrechterhalten. Dementsprechend wird, auch wenn die Welle 13 in Axialrichtung vibriert, unter dem Zustand, bei welchem die Welle 13 mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, diese Axialvibration der Welle 13 gedämpft durch den Quetschfilmeffekt der obigen Ölfilme (der Dämpfungseffekt aufgrund des Öls), und das Ausmaß der Vibration, welches auf das Lagergehäuse 11 übertragen wird, wird auf einem sehr niedrigen Niveau gehalten.

Andererseits wird im Bereich der Abstützeinrichtung 12 ein dritter Ölfilm in dem Spiel zwischen dem Lagergehäuse 11 und dem äußeren Lager 26 aufgebaut, während ein zweiter Ölfilm aufgebaut wird im Spiel zwischen dem äußeren Lager 26 bzw. dem inneren Lager 31. Außerdem wird ein erster Ölfilm in dem Spiel zwischen dem inneren Lager 31 bzw. der Welle 13 aufgebaut. Dementsprechend wird die Radialvibration der Welle 13, die unter dem Zustand der Rotation mit hoher Geschwindigkeit erzeugt wird, in einem gewissen Ausmaß gedämpft durch den Quetschfilmeffekt des ersten Ölfilms. Weiterhin werden die Radialvibration der Welle 13, die durch die inneren Lager 31 übertragen wird, und die Radialvibration der inneren Lager 31, die durch die Rotation der Welle 13 mitgeschleppt werden und die gedreht werden, gedämpft durch den Quetschfilmeffekt des zweiten Ölfilms, während eine gleichzeitige Dämpfung durch den Quetschfilmeffekt des dritten Ölfilms eintritt. Hierdurch wird die Radialvibration der Welle 13 hinreichend gedämpft durch einen 3-fachen Ölfilm, und das Ausmaß der Vibration, die auf das Lagergehäuse 11b übertragen wird, läßt sich auf einem sehr niedrigen Niveau halten. Da nun die relative Rotation des äußeren Lagers 26 in bezug auf das Lagergehäuse 11b verhindert wird, wirkt das äußere Lager 26 nicht als Vibrationsquelle.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. In den Fig. 5 und 6 werden die gleichen Teile, verglichen mit den Fig. 1 und 4, mit den gleichen Bezugsziffern versehen, wie sie in den Fig. 1 bis 4 eingesetzt wurden. Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist ein Zentrifugal-Aufladegebläse 50 mit einer Abstützeinrichtung versehen, die ein Paar äußerer Lager 51 und 52 umfaßt, die in der Innenbohrung 27 des Lagergehäuses 11b gehalten sind und dabei ein geringes Spiel ausbilden zwischen ihrer äußeren Umfangsfläche und der inneren Wandungsoberfläche der inneren Bohrung 27 bzw. der inneren Lager 31. Wie die Fig. 6 zeigt, trägt jedes der äußeren Lager 26 eine Radialbohrung, in deren eines Ende ein die Rotation verhinderndes Element 28 eingreift, so daß die Relativrotation und die Axialbewegung des äußeren Lagers 26 in bezug auf das Lagergehäuse 11b verhindert werden. Da im übrigen der Aufbau und die Arbeitsweise die gleichen sind wie bei der ersten in den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsform, wird eine nähere Beschreibung weggelassen.

Die Fig. 7 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. In der Fig. 7 werden die gleichen Teile, verglichen mit den Fig. 1 bis 4, mit den gleichen Bezugsziffern versehen, wie sie in Fig. 1 bis Fig. 4 eingesetzt wurden. Bei der in Fig. 7 wiedergegebenen Ausführungsform ist das Zentrifugal-Aufladegebläse 60 mit einer Abstützeinrichtung versehen, die ein äußeres zylindrisches Lager 26 umfaßt und ein einziges zylindrisches inneres Lager 61, welches in einer Bohrung des äußeren Lagers 26 derart gehalten ist, daß ein geringes Spiel gebildet wird zwischen den beiden Endbereichen seiner äußeren Umfangsfläche und der inneren Umfangsfläche des äußeren Lagers 26. Da bei dieser Ausführungsform die Axialbewegung des inneren Lagers 61 verhindert wird durch die umlaufende Schulter der Welle 13 und die Druckbuchse 15, ist es möglich, den Sprengring, der bei der ersten Ausführungsform eingesetzt wurde, wegzulassen. Da im übrigen der Aufbau und die Betriebsweise die gleichen sind wie bei der ersten in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform, wird eine nähere Beschreibung weggelassen.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine vierte Ausführungsform der Erfindung. In den Fig. 8 und 9 werden die gleichen Teile, verglichen mit den Fig. 1 bis 4, mit den gleichen Bezugsziffern versehen, wie sie in Fig. 1 bis Fig. 4 eingesetzt wurden. Die in den Fig. 8 und 9 wiedergegebene Ausführungsform des Zentrifugal-Aufladegebläses 70 ist mit einer Abstützeinrichtung 71 versehen, die ein äußeres Lager 26, ein Paar zylindrischer innerer Lager 31 sowie vier O-Ringe 33 umfaßt, die zwischen der inneren Wandung der inneren Bohrung 27 des Lagergehäuses 11b und der äußeren Umfangsfläche des äußeren Lagers 26 angeordnet sind. Die O-Ringe 33, die eine Abdichtungseinrichtung gemäß der Erfindung darstellen, bestehen aus einem elastischen Material, wie etwa Gummi oder Kunstharz oder ähnlichem und sind flüssigkeitsdicht in Ringnuten eingepaßt, die jeweils an dem äußeren Lager 26 ausgebildet sind. Außerdem stehen die O-Ringe 33 in flüssigkeitsdichtem Kontakt mit der inneren Wandung der inneren Bohrung 27 des Lagergehäuses 11b, so daß hierdurch zwei abgedichtete Ringräume gebildet werden, die nur mit dem Öldurchlaß 29 in Verbindung stehen, und die äußeren Ölzufuhrdurchlässe 26a werden ausgebildet zwischen der äußeren umlaufenden Oberfläche des äußeren Lagers 26 und der inneren Wandungsoberfläche der inneren Bohrung 27 des Lagergehäuses 11b. Die Anzahl der O-Ringe 33 sollte jedoch nicht auf vier beschränkt sein, sondern es ist erforderlich, eine Mehrzahl von O-Ringen 33 einzusetzen. Im Fall von zwei O-Ringen 33 sollten die O-Ringe 33 an beiden Endbereichen des äußeren Lagers 26 angebracht sein, so daß die Ölzufuhröffnungen 26a sich zwischen den O-Ringen 33 befinden. Das äußere Lager 26 befindet sich nun auf einem konzentrischen Kreis zur inneren Bohrung 27 des Lagergehäuses 11b durch die O-Ringe 33.

Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, sicher den dritten Ölfilm aufrechtzuerhalten, der in dem Spiel zwischen dem äußeren Lager und dem Lagergehäuse 11b durch die O-Ringe 33 ausgebildet ist. Hierdurch wird die Radialvibration der Welle 13 hinreichend sicher gedämpft durch einen dreifachen Ölfilm, und das Ausmaß der Vibration, die auf das Lagergehäuse 11 übertragen wird, läßt sich sicher auf einem sehr niedrigen Niveau halten. Darüber hinaus ist es möglich, den Ölaustritt in Richtung auf den Ölabsperrmechanismus 22 zu verringern. Da nun im übrigen der Aufbau der gleiche ist wie bei der ersten in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform, wird eine nähere Beschreibung weggelassen.

Die Fig. 10 bis 12 zeigen eine fünfte Ausführungsform der Erfindung. In den Fig. 10 bis 12 sind gleiche Teile, verglichen mit den Fig. 1 bis 4, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie sie in den Fig. 1 bis 4 verwendet wurden. Bei der in den Fig. 10 bis 12 wiedergegebenen Ausführungsform ist ein Zentrifugal-Aufladegebläse 80 vorgesehen mit einer Stützeinrichtung, die ein zylindrisches äußeres Lager 26 umfaßt, sowie ein Paar zylindrischer innerer Lager 31 und vier metallische Ringe 81, die zwischen der inneren Wandung der inneren Bohrung 27 des Lagergehäuses 11b und der äußeren Umfangsfläche des äußeren Lagers 26 angeordnet sind. Die metallischen Ringe 81, die der Dichtungseinrichtung gemäß der Erfindung entsprechen, sind in ringförmigen Nuten angeordnet, die jeweils an den äußeren Lagern 26 ausgebildet sind. Es ist erstrebenswert, die metallischen Ringe 81 aus einem Metall zu fertigen, das ausgezeichnete wärmewiderstandsfähige Eigenschaften besitzt, so daß es nicht erforderlich ist, das Lagergehäuse 11b durch Wasserkühlung zu kühlen. Entsprechend der Darstellung in Fig. 12 ist der metallische Ring 81 mit abgeschnittenen Enden versehen und besitzt damit eine Elastizität in Radialrichtung. Hierdurch wird, entsprechend der Darstellung in Fig. 11, wenn das äußere Lager 26, an welchem die metallischen Ringe 81 befestigt sind, in die innere Bohrung des Lagergehäuses 11b eingebracht wird, die äußere Umfangsoberfläche des metallischen Ringes 81 flüssigkeitsdicht an die innere Wandung der inneren Bohrung 21 des Lagergehäuses 11b durch die elastische Kraft gedrückt. In dieser Situation sind die beiden Enden des metallischen Ringes 81 geschlossen, und darüber hinaus sind beide Oberflächen des metallischen Ringes 81 getrennt von den Oberflächen der Ringnut in Axialrichtung, entsprechend der Darstellung in Fig. 11. Wenn der Motor (nicht dargestellt) angelassen wird, wird jedoch der metallische Ring 81 axial durch den zugeführten Öldruck verschoben, so daß eine Oberfläche des metallischen Ringes 81 flüssigkeitsdicht auf eine Oberfläche der Ringnut des äußeren Lagers 26 gedrückt wird. Hierdurch werden zwei ringförmige Dichträume gebildet, die nur mit dem Ölzuführungsdurchlaß 29 und den Ölzufuhröffnungen 26a in Verbindung stehen, und zwar zwischen der äußeren Umfangsfläche des äußeren Lagers 26 und der inneren Wandoberfläche der inneren Bohrung 27 des Lagergehäuses 11b. Bei dieser Ausführungsform ist es nun möglich, die Anzahl der metallischen Ringe 81 auszuwählen in der gleichen Weise wie bei der zuvor beschriebenen vierten Ausführungsform. Da der verbleibende Aufbau der gleiche ist wie bei der ersten Ausführungsform, die in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, wie auch bei der vierten Ausführungsform, entsprechend den Fig. 8 und 9, wird eine weitere detaillierte Beschreibung weggelassen.

Bei der vierten und fünften Ausführungsform ist die Unterstützungseinrichtung mit einem Paar innerer Lager 31 versehen. Es ist jedoch auch möglich, ein einziges inneres Lager, entsprechend der Darstellung in Fig. 7, einzusetzen. Darüber hinaus ist es möglich, mehrere äußere Lager gemäß Fig. 5 zu verwenden.

Gemäß der Erfindung ist, wie oben ausgeführt, das Drucklager in einem Aufnahmebereich angeordnet, der durch die Druckbuchseneinrichtung gebildet wird, und Öl wird in das Spiel zwischen dem Drucklager und der Druckbuchseneinrichtung eingeführt. Hierdurch wird ein Ölfilm in dem Spiel ausgebildet, und die Axialvibration der Welle wird durch diesen Ölfilm gedämpft. Darüber hinaus wird die Welle durch die äußere Lagerung und die innere Lagerung abgestützt, die sich in Radialrichtung verdoppeln. Hierdurch wird ein dreifacher Ölfilm ausgebildet zwischen dem Gehäuse und der äußeren Lagerung, zwischen der äußeren Lagerung und der inneren Lagerung und zwischen der inneren Lagerung und der Welle, wobei die Radialvibration der Welle durch diesen dreifachen Ölfilm gedämpft wird. Da dementsprechend die Axial- und Radialvibrationen der Welle hinreichend gedämpft werden und dementsprechend das Ausmaß der Vibrationen, die auf das Gehäuse übertragen werden, bei einem sehr niedrigen Niveau gehalten wird, ist es möglich, das Geräusch des Zentrifugal-Aufladegebläses zu vermindern.

Da darüber hinaus in dem Fall, wenn das Zentrifugal-Aufladegebläse mit einer Dichtungseinrichtung versehen ist, die zwischen dem Gehäuse und der äußeren Lagerung angeordnet ist, der Ölfilm der zwischen dem Gehäuse und der äußeren Lagerung sicher durch die Dichtungseinrichtung aufrechterhalten werden kann, lassen sich die Radialvibrationen der Welle hinreichend sicher dämpfen, und dementsprechend ist das Ausmaß der Vibrationen, die auf das Gehäuse übertragen werden, bei einem sehr niedrigen Niveau zu halten. Darüber hinaus ist es möglich, einen Ölaustritt zu verhindern.

Zusammenfassend ist ein Zentrifugal-Aufladegebläse vorgesehen, mit einer Abstützeinrichtung zur Abstützung einer Welle 13. Die Abstützeinrichtung umfaßt mindestens ein äußeres Lager 26 sowie ein inneres Lager 31. Das äußere Lager 26 ist innerhalb des Gehäuses 11 derart gehalten, daß ein geringes Spiel zwischen seiner äußeren Umfangsoberfläche und dem Gehäuse ausgebildet ist. Das innere Lager 31 ist innerhalb des äußeren Lagers 26 derart gehalten, daß ein kleines Spiel zwischen seiner äußeren Umfangsfläche und der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Lagers 26 ausgebildet ist. In das innere Lager 31 greift die Welle derart ein, daß ein kleines Spiel zwischen ihrer äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Umfangsoberfläche des inneren Lagers 31 gebildet wird. Zumindest eine äußere Ölzuführungsöffnung und mindestens eine innere Ölzuführungsöffnung sind jeweils in dem inneren und dem äußeren Lager ausgebildet, und Öl wird von einem Ölzuführdurchlaß 29 jedem engen Spiel durch die Ölzuführöffnungen zugeleitet. Hierdurch wird in jedem geringen Spiel jeweils ein Ölfilm ausgebildet, so daß sich ein dreifacher Ölfilm ergibt zwischen der Welle und dem Gehäuse. Dementsprechend werden Radialvibrationen der Welle 13 hinreichend gedämpft durch den Quetschfilmeffekt des dreifachen Ölfilmes, und das Ausmaß der Radialvibrationen, die auf das Gehäuse übertragen werden, wird verringert. Hierdurch nimmt das Geräusch des Aufladegebläses 10 ab.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.


Anspruch[de]
  1. 1. Zentrifugal-Aufladegebläse, gekennzeichnet durch:

    ein Gehäuse (11),

    eine Welle (13), die drehbar an dem Gehäuse (11) über eine Abstützeinrichtung (12) gehalten ist,

    eine Druckbuchsenanordnung (15, 16), die auf der Welle (13) angeordnet ist und einen Aufnahmebereich (24) bildet,

    ein Drucklager (25), das an dem Gehäuse (11) befestigt ist und innerhalb des Aufnahmeraumes (24) angeordnet ist,

    einen Ölzufuhrdurchlaß (29), der innerhalb des Gehäuses (11) ausgebildet ist, zur Zuführung von Öl zu der Abstützeinrichtung (12) sowie dem Drucklager (25), und

    einen Turbinenrotor (14) sowie einen Kompressorrotor (17), die jeweils endseitig an den beiden Enden der Welle (13) gehalten sind, wobei

    die Abstützeinrichtung mindestens ein äußeres Lager (26) umfaßt, welches mit seiner äußeren Umfangsfläche über einen Ölfilm innerhalb des Gehäuses (11) gehalten ist und an seiner Drehung relativ zu dem Gehäuse (11) durch ein Rotationssperrelement (28) gehindert ist, während mindestens eine äußere Ölzuführöffnung (26a) das Lager (26) in Radialrichtung durchdringt und mindestens ein inneres Lager (31) vorgesehen ist, das mit seiner äußeren und seiner inneren Umfangsoberfläche an der inneren Oberfläche des Lagers (26) bzw. der äußeren Umfangsoberfläche der Welle (13) über einen Ölfilm gehalten ist, während mindestens eine innere Ölzufuhröffnung das innere Lager (31) in Radialrichtung durchgreift.
  2. 2. Zentrifugal-Aufladegebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung (12) mit einer Abdichtung versehen ist, die zwischen dem Gehäuse (11) und dem äußeren Lager (26) angeordnet ist, um den Ölfilm, der zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Lagers (26) und dem Gehäuse (11) ausgebildet ist, sicher aufrechterhaltbar ist.
  3. 3. Zentrifugal-Aufladegebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung eine Mehrzahl elastischer Ringe (33) umfaßt, die zwischen dem äußeren Lager (26) und dem Gehäuse (11) derart angeordnet sind, daß sie flüssigkeitsdicht an der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Lagers (26) bzw. am Gehäuse anliegen.
  4. 4. Zentrifugal-Aufladegebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung eine Mehrzahl metallischer Ringe (81) umfaßt, die zwischen dem äußeren Lager (26) und dem Gehäuse (11) derart angeordnet sind, daß sie flüssigkeitsdicht an der äußeren Oberfläche des äußeren Lagers (26) und dem Gehäuse (11) anliegen.






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