CN109424424A - 单元轮 - Google Patents

Abstract

例如压力波增压器的单元轮包括：外套筒；内套筒；轮轴，其中轮轴具有中心线，内套筒和外套筒在中心线周围同轴地布置；叶片，其中叶片在内套筒的外径周围延伸且布置在内套筒和外套筒之间；以及端盘，其中端盘布置在内套筒中的端部处且在周向方向上刚性地连接至轮轴，其中端盘设计为单独的部件且在周向方向上刚性地连接至内套筒，其中端盘和内套筒可相对于彼此在径向方向上移动。

Description

单元轮

技术领域

本发明涉及一种压力波增压器的单元轮，其包括：外套筒；内套筒；轮轴，其中轮轴具有中心线，内套筒和外套筒在中心线周围同轴地布置；叶片，其中叶片在内套筒的外径周围延伸且布置在内套筒和外套筒之间；以及端盘，其中端盘布置在内套筒的端部处且在周向方向上刚性地连接至轮轴。

背景技术

在发展中的新的车辆发动机中，现在重要的是减少燃料消耗和废气排放，但是不一定要接受功率损失。目的在于通过借助于压力波增压器使发动机增压来保持发动机的功率高，即使减少了扫过体积（swept volume）。

压力波增压器的转子设计为单元轮，其由壳体包围。

由于热废气气体和新鲜空气流入单元轮中的事实，单元轮在不同的位置处具有不同的温度，且在发动机启动时刻和操作状态之间单元轮在操作期间关于时间经历大的温度变化。

DE 1 503 616公开具有单元轮的压力交换器，其中单元轮以固定方式连接至两个支承轴颈。由于圈以固定的方式连接至支承轴颈，或内圈与外圈整体地形成，这带来当温度升高时内圈和外圈不可径向膨胀的缺点。在加热和冷却不均匀的情况下，这导致单元轮的应力和变形。

发明内容

本发明的目标在于提出一种单元轮，其中不会由于不规律的温度变化在单元轮中发生应力或变形。

根据本发明，此目标由于端盘设计为单独的部件且在周向方向上刚性连接至内套筒的事实而实现，其中端盘和内套筒可相对于彼此在径向方向上移动。

单元轮具有外套筒，其与内套筒且与轮轴和对应的中心线同轴地布置。端盘（优选地两个端盘）用于将内套筒紧固在轮轴上。这些盘布置在内套筒的内圆周上的端部处。端盘优选形状配合地(positively)布置在轮轴上，其中它们可轴向地移动，优选地靠着内套筒中的止挡部。布置在内套筒的外径和外套筒的内径之间的是叶片，其将单元轮分成单元。叶片优选地体现为单独的部件，其通过插入、焊接、粘结或以一些其他方式安装在套筒的两个直径之间。叶片优选地以不规律的间隔安装，但作为另一种可能性，在内套筒的外径或外套筒的内径周围以规律的间隔安装。叶片优选径向地延伸，其中它们可具有直的轮廓或者后掠（swept）或弯的轮廓。

端盘在周向方向上刚性地连接至轮轴，优选地借助于形状配合接合。

端盘设计为单独的部件且在周向方向上刚性地连接至内套筒，其中端盘和内套筒可相对于彼此在径向方向上移动。换句话说，如果存在非均匀加热（这正是单元轮的情况），则内套筒具有比端盘更大的径向膨胀的能力，或单元轮的内径可增加而不一定牵涉端盘的外径。因而，部件远离彼此移动且当部件冷却时再朝彼此移动。因而，部件可彼此独立地改变尺寸。当然，部件相对于彼此的一些其他移动也是可能的。

端盘的有利实施例在于将端盘在周向方向上形状配合地连接至内套筒，其在单元轮或轮轴的旋转运动期间确保从轮轴经由端盘到内套筒且因此也到叶片和外套筒的旋转运动的最佳或无摩擦传动，叶片和外套筒优选地同样在周向方向上刚性地连接至内套筒，其中如上文提到的那样，内套筒、叶片和外套筒之间的连接可用不同类型的连接构造，无论是通过焊接、插入、粘结或一些其他类型的连接，并且也可构思外套筒、内套筒和叶片的整体构造。

端盘和内套筒优选地具有彼此接合的齿状部。借助于此齿状部，轮轴的旋转运动到内套筒的带有最小或零游隙的传动是可能的。

如果端盘和内套筒的齿面径向地延伸或径向地对准，则是有利的。换句话说，齿面垂直于中心线对准，且端盘和内套筒的齿面的表面优选地以面-平行的方式靠在彼此上。

端盘和内套筒之间的相对运动优选地由齿面引导。换句话说，当存在内套筒的膨胀时，所述套筒相对于端盘径向地移动，因为此移动借助于齿面引导。

根据优选的实施例，端盘的顶圆直径小于内套筒的根圆直径，且端盘的根圆直径小于内套筒的顶圆直径，优选地小一定量使得在端盘的顶圆直径和内套筒的根圆直径之间以及在端盘的根圆直径和内套筒的顶圆直径之间存在显著的间隙，特别优选地0.5-10mm。这也允许在端盘不由内套筒阻碍的情况下与内套筒的膨胀相比端盘的更大膨胀。

如果端盘和内套筒具有至少两个齿以便传递旋转运动，则是有利的。

为了仍然获得端盘和内套筒的尽可能均匀的膨胀，如果内套筒包括与端盘相同的材料且因此具有相同的膨胀系数，则是有利的。也可构思具有比内套筒更低的热膨胀系数的端盘。

本发明的特征在于叶片在内套筒和外套筒之间径向地对准。当然，叶片不一定沿直线延伸，而是也可为弯的或弯曲的。此外，如果叶片设计为单独的部件且可安装或紧固在内套筒和外套筒之间，则是有利的。

在优选的实施例中，端盘借助于形状配合接合布置在轮轴上，优选地借助于平行键接，从而允许旋转运动的无摩擦传动以及仍然轴向可动性。

附图说明

参照附图描述了本发明的说明性实施例，但是本发明不限于说明性实施例。

图1示出穿过根据本发明的单元轮的纵截面，以及

图2示出根据本发明的单元轮的平面图。

参考标号列表

1 单元轮

2 外套筒

3 内套筒

4 轮轴

5 中心线

6 叶片

7 端盘

8 端盘的顶圆

9 内套筒的根圆

10 端盘的根圆

11 内套筒的顶圆

12 齿/齿状部

13 齿面。

具体实施方式

图1示出根据本发明的单元轮1的纵截面。外套筒2和内套筒3与轮轴4的中心线5同轴地延伸，单元轮1借助于轮轴4驱动（例如，在压力波增压器中）。叶片6在内套筒3和外套筒2之间在径向方向上延伸，将单元轮1分成单元，这容易从图2看到。在绘出的实施例中，叶片6示为在它们的端部处为弯的，但直的叶片当然也可使用。叶片也可具有弯的或弯曲的形状。叶片6是单独形成的部件，其布置在内套筒3的外径和外套筒2的内径之间。叶片6的固定必须适合于要求，即，叶片6可通过插入、焊接、粘结或以一些其他方式安装在套筒之间，但也可制造为与套筒一起的结合部件。

端盘7布置在内套筒3的端部处。端盘7优选形状配合地布置在轮轴4上，使得它们在周向方向上刚性地紧固在轮轴4上但可在轴向方向上移动。端盘7是单独形成的部件，其借助于形状配合接合连接至内套筒3，优选地使得形状配合接合达到在周向方向上承靠且在轮轴4驱动时内套筒3和单元轮1的其他部件无游隙地同步旋转。

端盘7和内套筒3布置成使得可相对于彼此在径向方向上移动。这给予部件由于关于空间和时间的不同温度（例如，在压力波增压器中是普遍的）在不由其他部件阻碍且因此不变形的情况下膨胀或收缩到不同程度的可能性。在示出的实施例中，这通过端盘7上和内套筒3中的齿12变成可能的。端盘7上的齿状部12接合在内套筒3上的齿状部12中。在绘出的实施例中，端盘7和内套筒具有六个齿12，但用于接合处的不同数量的齿当然也是可能的。端盘7上的齿状部12和内套筒3上的齿状部在齿面13处靠在彼此上，且在端盘8的顶圆和内套筒9的根圆之间以及在端盘10的根圆和内套筒11的顶圆之间存在间隙。此间隙确保部件具有从其他部件去耦的移动的可能性，即，它们可彼此独立地移动或膨胀和收缩。齿面13在尺寸的变化（由于发生的温度变化）期间起引导移动的作用。

Claims (12)

1.压力波增压器的单元轮（1），包括：外套筒（2）；内套筒（3）；轮轴（4），其中所述轮轴（4）具有中心线（5），所述内套筒和外套筒（2,3）在所述中心线周围同轴地布置；叶片（6），其中所述叶片（6）在所述内套筒（3）的外径周围延伸且布置在所述内套筒和外套筒（2,3）之间；以及端盘（7），其中所述端盘（7）布置在所述内套筒（3）中的端部处且在周向方向上刚性地连接至所述轮轴（4），其特征在于，所述端盘（7）设计为单独的部件且在所述周向方向上刚性地连接至所述内套筒（3），其中所述端盘（7）和所述内套筒（3）可相对于彼此在径向方向上移动。

2.根据权利要求1所述的单元轮（1），其特征在于，所述端盘（7）在所述周向方向上形状配合地连接至所述内套筒（3）。

3.根据权利要求1和权利要求2中任一项所述的单元轮（1），其特征在于，所述端盘（7）和所述内套筒（3）具有彼此接合的齿状部（12）。

4.根据权利要求1至权利要求3中的一项所述的单元轮（1），其特征在于，所述端盘（7）和所述内套筒（3）的齿面（13）径向地延伸或径向地对准。

5.根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的单元轮（1），其特征在于，所述端盘（7）和所述内套筒（3）之间的相对移动由所述齿面（13）引导。

6.根据权利要求1至权利要求5中的一项所述的单元轮（1），其特征在于，所述端盘的顶圆（8）直径小于所述内套筒的根圆（9）直径，且所述端盘的根圆（10）直径小于所述内套筒的顶圆（11）直径，优选地小一定量使得存在显著的间隙，特别优选地0.5-10mm。

7.根据权利要求1至权利要求6中的一项所述的单元轮（1），其特征在于，所述端盘（7）和所述内套筒（3）具有至少两个齿（12）。

8.根据权利要求1至权利要求7中的一项所述的单元轮（1），其特征在于，所述内套筒（3）包括与所述端盘（7）相同的材料。

9.根据权利要求1至权利要求8中的一项所述的单元轮（1），其特征在于，所述叶片（6）径向地对准。

10.根据权利要求1至权利要求9中的一项所述的单元轮（1），其特征在于，所述端盘（7）借助于形状配合接合布置在所述轮轴（4）上，优选地借助于平行键接。

11.根据权利要求1至权利要求10中的一项所述的单元轮（1），其特征在于，所述端盘（7）以可轴向移动的方式布置。

12.根据权利要求1至权利要求11中的一项所述的单元轮（1），其特征在于，所述叶片（6）设计为单独的部件。