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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ölabdichtstruktur, die mit einem Dämpfer zum Verringern einer Schwingung einer Welle versehen ist, und auf einen Turbolader.
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Hintergrund des Standes der Technik
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Aus dem Stand der Technik ist ein Turbolader bekannt, bei dem eine Welle, die mit einem Turbinenrad an einem Ende und einem Kompressorrad an dem anderen Ende versehen ist, in einem Lagergehäuse drehbar gestützt ist. Der vorstehend beschriebene Turbolader ist mit einem Verbrennungsmotor so verbunden, dass das Turbinenrad durch vom Verbrennungsmotor abgegebenes Abgas gedreht wird, um zu bewirken, dass das Kompressorrad sich durch die Drehung des Turbinenrades über die Welle dreht. In dieser Weise komprimiert der Turbolader Luft durch die Drehung des Kompressorrades, und liefert die Luft zu dem Verbrennungsmotor.
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Patentdokument 1 offenbart einen Turbolader, der ein Rollenlager verwendet. Der Turbolader hat ein Lagergehäuse, das mit einem Gehäuseloch versehen ist. In dem Gehäuseloch ist ein zylindrisches Dämpferelement untergebracht, und das Rollenlager ist im Inneren des Dämpferelementes vorgesehen. Das Rollenlager stützt drehbar eine Welle, die ein Turbinenrad und ein Kompressorrad miteinander kuppelt. Zwischen dem Gehäuseloch und dem Kompressorrad ist eine Ölabdichtungseinheit vorgesehen. Die Ölabdichtungseinheit trennt axial von dem Gehäuseloch. Zwischen der Ölabdichteinheit und dem Gehäuseloch (Rollenlager) ist eine Trennwand vorgesehen. Es ist hierbei zu beachten, dass die Welle sich durch die Ölabdichteinheit und die Trennwand erstreckt. Die Trennwand teilt einen Raum zwischen der Ölabdichteinheit und dem Gehäuseloch (Rollenlager) in zwei Räume, die in der axialen Richtung ausgerichtet sind. Ein von dem Gehäuseloch herausströmendes Schmiermittel fließt in die beiden Räume, die durch die Trennwand geteilt sind, und wird dann vertikal nach unten von jedem der Räume abgegeben. Als ein Ergebnis wird verhindert, dass das Schmiermittel zu der Kompressorradseite von der Ölabdichteinheit austritt.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: offengelegtes japanisches Patent JP 2012-036855 A
- Patentdokument 2: JP 2010-096119 A
- Patentdokument 3: US 2007/0059188 A1
- Patentdokument 4: US 8 474 433 B2
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Die
JP 2010-096119 A offenbart eine Lagervorrichtung für einen Turbolader. Die Lagervorrichtung hat ein Paar an Wälzlagern, die drehbar eine rotierende Welle tragen, deren beide Enden mit einem turbinenseitigen Laufrad bzw. einem kompressorseitigen Laufrad versehen sind; ein Gehäuse, das die Wälzlager hält und einen ersten Ölversorgungskanal aufweist, der Motoröl zu den Wälzlagern führt; und eine Dichtung, die ein radiales Spiel zwischen der Nähe des turbinenseitigen Endes des Gehäuses und der rotierenden Welle abdichtet. Das Gehäuse ist mit einem zweiten Ölversorgungskanal ausgebildet, der vom ersten Ölversorgungskanal abzweigt und das Motoröl zur Dichtung führt.
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Die
US 2007/0059188 A1 offenbart eine Turboladereinheit mit einer aerodynamisch verbesserten Tasche. Die Turboladereinheit hat eine Turbine mit einem Turbinengehäuse und einem mit einer Welle verbundenen Turbinenrad und außerdem einen Kompressor mit einem Kompressorgehäuse und einem auf derselben Welle montierten Kompressorrad. Zwischen dem Turbinengehäuse und dem Kompressorgehäuse ist ein Zwischengehäuse angeordnet, das die Welle umgibt und eine Kompressorradtasche aufweist. Im Zwischengehäuse befindet sich eine Reihe von Lagern zur Stützung der Welle. Mehrere Fluidkanäle sind im Zwischengehäuse vorgesehen, die Fluid zum Schmieren der Lager bereitstellen. Eine Dichtung verhindert, dass Öl in die Verdichterradtasche gelangt.
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Die
US 8 474 433 B2 offenbart ein Bremssystem und ein Bremsverfahren eines Verbrennungsmotors. Während der Motorbremsung eines turbogeladenen Verbrennungsmotors steigt der Abgasdruck an. Dies wird genutzt, um Dichtungen zwischen der Turboladerwelle und dem Lagergehäuse unter Druck zu setzen, um so ein Austreten von Öl in das Kompressorgehäuse zu verhindern. Unmittelbar nach dem Bremsen des Motors wird der gespeicherte Abgasdruck verwendet, um die Dichtungen am Turbinenende unter Druck zu setzen, um ein Austreten von Öl in das Turbinengehäuse zu verhindern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei dem Aufbau vom Patentdokument 1 wird das Schmiermittel vertikal nach unten von den beiden Räumen abgegeben, die durch die Trennwand geteilt sind, und es wird in einem Raum wiedervereinigt, der vertikal unterhalb der Trennwand ist. Der Raum (der als ein erster Raum bezeichnet wird) zwischen dem Gehäuseloch und der Trennwand ist näher zu dem Gehäuseloch als der Raum (der als ein zweiter Raum bezeichnet wird) zwischen der Trennwand und der Ölabdichteinheit. Somit kann, wenn das von sowohl dem Dämpferelement als auch dem Rollenlager abgegebene Schmiermittel sich in dem ersten Abschnitt vereinigt, eine Strömung des Schmiermittels in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen stagnieren. Diese stagnierende Strömung wird zu einer Ursache eines Verhinderns einer Verbesserung bei der Ölablaufeigenschaft, sodass eine Entwicklung einer Technik erforderlich ist, die die Ölablaufeigenschaft noch weiter verbessert.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ölabdichtstruktur und einen Turbolader zu schaffen, die die Ölablaufeigenschaft verbessern können.
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Lösung des Problems
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Im Hinblick auf die Ölabdichtstruktur ist diese Aufgabe durch eine Ölabdichtstruktur mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Ölabdichtstruktur kann des Weiteren ein Schwingungsabsorbierelement aufweisen, das einen in dem Gehäuseloch unterzubringenden Körper aufweist und den Dämpfer hat, der an der Außenumfangsfläche des Körpers ausgebildet ist. Der Körper des Schwingungsabsorbierelementes kann mit einem Vorsprungsabschnitt versehen sein, der der Trennwand in der axialen Richtung der Welle zugewandt ist und von dem Gehäuseloch vorragt. Der Führungsabschnitt kann sich zu einer Position erstrecken, die dem Vorsprungsabschnitt an der Außenseite in der radialen Richtung der Welle zugewandt ist.
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Der Dämpfer kann einen ringartigen Vorsprung haben, der von dem Körper des Schwingungsabsorbierelementes radial nach außen vorragt. In dem Gehäuse kann ein Ölablaufloch ausgebildet sein, das von der Seite der Ölablauföffnung zu dem Gehäuseloch hindurchdringt. Eine Öffnung des Ölablaufloches an der Seite des Gehäuseloches kann dem Dämpfer zugewandt sein.
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Der zumindest eine Dämpfer kann eine Vielzahl an ringartigen Vorsprüngen haben, die getrennt voneinander in der axialen Richtung der Welle sind. Das Ölablaufloch kann die Öffnung aufweisen, die zwischen der Vielzahl an ringartigen Vorsprüngen positioniert ist, und sich von der Öffnung zu der Ölablauföffnung erstreckt.
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Ein Ausschnitt kann an einem Abschnitt, der den Führungsabschnitt in der axialen Richtung der Welle zugewandt ist, an einer Endfläche des Gehäuses ausgebildet sein, an der das Gehäuseloch offen ist, wobei der Ausschnitt einen Kanalquerschnitt von dem ersten Ölablaufraum erweitert.
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Eine Plattennut, die in der axialen Richtung der Welle vertieft ist, kann an einer Innenwandfläche ausgebildet sein, die dem zweiten Ölablaufraum in dem Abdichtkörperabschnitt zugewandt ist.
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Ein Turbolader, der die Ölabdichtstruktur aufweist, ist in Anspruch 7 aufgezeigt.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Ölablaufeigenschaft verbessert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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- 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turboladers.
- 2 zeigt eine Ansicht eines Ausschnittes, der durch eine Strichpunktlinie in 1 umgeben ist.
- Die 3(a) bis 3(c) zeigen Ansichten zum Beschreiben einer Abdichtplatteneinheit.
- 4 zeigt eine Ansicht eines Ausschnittes, der durch die Strichpunktlinie mit zwei Punkten in 2 umgeben ist.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ist nachstehend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben. Die Maße, das Material oder andere spezifische numerische Werte und dergleichen, die im Ausführungsbeispiel dargelegt sind, bilden lediglich eine beispielhafte Veranschaulichung zum Erleichtern des Verständnisses der vorliegenden Erfindung und bilden somit keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung. Es ist hierbei zu beachten, dass in der vorliegenden Beschreibung und in den Zeichnungen ein Element mit im Wesentlichen identischer Funktion und identischem Aufbau mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet ist, um eine wiederholte Beschreibung zu vermeiden.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turboladers C. In der nachfolgenden Beschreibung ist eine durch einen Pfeil L in 1 gezeigte Richtung die linke Seite des Turboladers C, und eine durch einen Pfeil R gezeigte Richtung ist die rechte Seite des Turboladers C. Wie dies in 1 gezeigt ist, hat der Turbolader C einen Turboladerkörper 1. Der Turboladerkörper 1 hat ein Lagergehäuse 2 (Gehäuse), ein Turbinengehäuse (4), das mit der linken Seite des Lagergehäuses 2 durch einen Befestigungsmechanismus 3 gekuppelt ist, und ein Kompressorgehäuse 7, das mit der rechten Seite des Lagergehäuses 2 durch eine Befestigungsschraube 6 gekuppelt ist. Diese Gehäuse sind integriert (einstückig). Es ist hierbei zu beachten, dass der Turbolader C einen Elektromotor 5 aufweist, der zwischen dem Lagergehäuse 2 und dem Kompressorgehäuse 7 vorgesehen ist. Der Elektromotor 5 hat solche Komponenten wie beispielsweise einen Motorrotor, eine Statorspule und ein Gehäuse. 1 zeigt den Innenaufbau des Elektromotors 5, wobei der Aufbau vereinfacht dargestellt ist.
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Das Lagergehäuse 2 hat eine Außenumfangsfläche in der Nähe des Turbinengehäuses 4. Die Außenumfangsfläche ist mit einem Vorsprung 2a versehen. Der Vorsprung 2a ragt in einer radialen Richtung des Lagergehäuses 2 vor. Das Turbinengehäuse 4 hat eine Außenumfangsfläche in der Nähe des Lagergehäuses 2. Die Außenumfangsfläche ist mit einem Vorsprung 4a versehen. Der Vorsprung 4a ragt in einer radialen Richtung des Turbinengehäuses 4 vor. Das Lagergehäuse 2 und das Turbinengehäuse 4 sind aneinander fixiert durch Befestigen der Vorsprünge 2a und 4a mit dem Befestigungsmechanismus 3. Beispielsweise ist der Befestigungsmechanismus 3 durch eine G-Kupplung gebildet, die die Vorsprünge 2a und 4a hält.
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Ein Gehäuseloch 2b ist in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet. Das Gehäuseloch 2b durchdringt das Lagergehäuse 2 in einer nach links und nach rechts weisenden Richtung des Turboladers C. In dem Gehäuseloch 2b ist ein Rollenlager (Lagereinheit) 8 vorgesehen. Das Rollenlager (Kugellager) 8 stützt drehbar eine Welle 9. Die Welle 9 hat ein linkes Ende, das mit einem Turbinenrad 10 fixiert ist. Das Turbinenrad 10 ist in dem Turbinengehäuse 4 drehbar untergebracht. Des Weiteren hat die Welle 9 ein rechtes Ende, das mit einem Kompressorrad 11 fixiert ist. Das Kompressorrad 11 ist in dem Kompressorgehäuse 7 drehbar untergebracht.
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Eine Einlassöffnung 12 ist in dem Kompressorgehäuse 7 ausgebildet. Die Einlassöffnung 12 ist an der rechten Seite des Turboladers C offen, um mit einer (nicht gezeigten) Luftreinigungseinrichtung verbunden zu werden. Des Weiteren bilden in einem Zustand, bei dem der Elektromotor 5 und das Kompressorgehäuse 7 miteinander durch die Befestigungsschraube 6 gekuppelt sind, einander gegenüberliegende Flächen des Elektromotors 5 und des Kompressorgehäuses 7 einen Diffusorkanal 13, der den Luftdruck erhöht. Der Diffusorkanal 13 ist ringartig von innen nach außen in der radialen Richtung der Welle 9 ausgebildet. Darüber hinaus steht der Diffusorkanal 13 mit der Einlassöffnung 12 durch das Innere des Kompressorrades 11 in der radialen Richtung in Kommunikation.
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Das Kompressorgehäuse 7 ist mit einem Kompressorspiralkanal 14 versehen. Der Kompressorspiralkanal 14 ist ringartig ausgebildet und ist an der Außenseite in der radialen Richtung in der Welle 9 von dem Diffusorkanal 13 positioniert. Der Kompressorspiralkanal 14 steht nicht nur mit einer (nicht gezeigten) Einlassöffnung des Verbrennungsmotors sondern auch mit dem Diffusorkanal 13 in Kommunikation. Somit wird, wenn das Kompressorrad 11 sich dreht, Luft in das Kompressorgehäuse 7 durch die Einlassöffnung 12 angesaugt. Die angesaugte Luft wird durch die Wirkung einer Zentrifugalkraft bei einem Zirkulationsprozess zwischen Flügeln des Kompressorrades 11 beschleunigt, und ihr Druck wird durch den Diffusorkanal 13 und dem Kompressorspiralkanal 14 erhöht, wobei sie in die Einlassöffnung des Verbrennungsmotors geführt wird.
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Eine Abgabeöffnung 15 ist in dem Turbinengehäuse 4 ausgebildet. Die Abgabeöffnung 15 ist an der linken Seite des Turboladers C offen und ist mit einer (nicht gezeigten) Abgasreinigungsvorrichtung verbunden. Des Weiteren hat das Turbinengehäuse 4 einen Kanal 16, und einen ringartigen Turbinenspiralkanal 17, der an der Außenseite in der radialen Richtung des Turbinenrades 10 von dem Kanal 16 positioniert ist. Der Turbinenspiralkanal 17 steht nicht nur mit einer (nicht gezeigten) Gaseinströmöffnung, durch die Abgase von einem (nicht gezeigten) Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors geleitet wird, sondern auch mit dem Kanal 16 in Kommunikation. Somit wird das Abgas in den Turbinenspiralkanal 17 durch die (nicht gezeigte) Gaseinströmöffnung geleitet und dann in die Abgabeöffnung durch den Kanal 16 und das Turbinenrad 10 geleitet. Das Abgas dreht das Turbinenrad 10 in diesem Zirkulationsprozess.
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Eine Drehkraft des Turbinenrades 10 wird zu dem Kompressorrad 11 durch die Welle 9 übertragen. Die Drehkraft des Kompressorrades 11 erhöht den Luftdruck, wie dies vorstehend beschrieben ist, und leitet die Luft in die Einlassöffnung des Verbrennungsmotors. Es ist hierbei zu beachten, dass der Elektromotor 5 sekundär die Welle 9 dreht, wenn die Drehkraft des Turbinenrades 10 unzureichend ist, und Energie zusammen mit der Drehung der Welle 9 erzeugt, wenn die Drehkraft durch das Turbinenrad 10 in ausreichender Weise geliefert wird.
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2 zeigt eine Ansicht eines Ausschnittes, der durch eine Strichpunktlinie in 1 umgeben ist. Wie dies in 2 gezeigt ist, hat der Turbolader C eine Ölabdichtstruktur O. Das Lagergehäuse 2 ist mit einem Lieferkanal 2c versehen. Der Lieferkanal 2c liefert Schmieröl in das Gehäuseloch 2b von der Außenseite des Lagergehäuses 2. In dem Gehäuseloch 2b ist ein Schwingungsabsorbierelement 20 untergebracht. Das Schwingungsabsorbierelement 20 hat einen zylindrischen Körper 20a. Zumindest ein Dämpfer 21 ist an einer Außenumfangsfläche 21b des Körpers 20a ausgebildet. Der Dämpfer 21 ist an der Außenseite des Rollenlagers 8 in der radialen Richtung der Welle 9 positioniert und hält ein Schmiermittel zwischen einer Innenwand 2d des Gehäuselochs 2b und dem Dämpfer 21, um eine Schwingung der Welle 9 zu absorbieren.
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Des Weiteren hat der Dämpfer 21 ringartige Vorsprünge 21a bis 21d, die zu der Außenseite in der radialen Richtung des Körpers 20a vorragen. Die insgesamt vier Ringartigen Vorsprünge 21a bis 21d sind jeweils zu zweit an jeder der beiden Endseiten des Körpers 20a in der axialen Richtung der Welle 9 vorgesehen (nachstehend ist diese einfach als die axiale Richtung bezeichnet).
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Darüber hinaus entspricht in 2 die obere Seite grob der vertikal oberen Seite, und die untere Seite entspricht grob der vertikal unteren Seite. Eine Ölablauföffnung 2e ist an einem Abschnitt ausgebildet, der vertikal unterhalb des Gehäuselochs 2b in dem Lagergehäuse 2 positioniert ist. Die Ölablauföffnung 2e gibt Schmiermittel von der Innenseite des Lagergehäuses 2 zu der Außenseite des Lagergehäuses 2 ab. Wie dies vorstehend beschrieben ist, steht die Ölablauföffnung 2e mit der Außenseite des Gehäuses 2 von einem ersten Ölablaufraum Sa und einem zweiten Ölablaufraum Sb in Kommunikation, siehe 4.
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Ein Ölablaufloch 2f ist in dem Lagergehäuse 2 vorgesehen. Das Ölablaufloch 2f durchdringt von der Seite der Ölablauföffnung 2e zu dem Gehäuseloch 2b. Das Ölablaufloch 2f gibt Schmiermittel von dem Gehäuseloch 2b ab, um dieses in die Ölablauföffnung 2e zu leiten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ölablaufloch 2f an jeder von beiden Endseiten des Gehäuselochs 2b ausgebildet. Eine Öffnung 2g des Ölablauflochs 2f ist an der Seite des Gehäuselochs 2b positioniert und ist dem Dämpfer 21 zugewandt.
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Eines der beiden Ölablauflöcher 2f ist zwischen den ringartigen Vorsprüngen 21a und 21b positioniert. Das andere der beiden Ölablauflöcher 2f ist zwischen den ringartigen Vorsprüngen 21c und 21d positioniert. Jedes der beiden Ölablauflöcher 2f erstreckt sich von der Öffnung 2g zu der Ölablauföffnung 2e.
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Der Lieferkanal 2c verzweigt in dem Lagergehäuse 2. Einer der abzweigenden Lieferkanäle 2c ist zwischen dem ringartigen Vorsprung 21a und dem ringartigen Vorsprung 21b in der Innenwand 2d des Gehäuselochs 2b offen. Der andere der abzweigenden Lieferkanäle 2c ist zwischen dem ringartigen Vorsprung 21c und dem ringartigen Vorsprung 21d in der Innenwand 2d offen. Der Körper 20a hat zwei Ölführungskanäle 22, die an seiner Innenseite ausgebildet sind. Einer der Ölführungskanäle 22 ist zwischen dem ringartigen Vorsprung 21a und dem ringartigen Vorsprung 21b an der Außenumfangsfläche 20b des Körpers 20a offen. Der andere der Ölführungskanäle 22 ist zwischen dem ringartigen Vorsprung 21c und dem ringartigen Vorsprung 21d an der Außenumfangsfläche 20b offen. Jeder der Ölführungskanäle 22 steht mit einem Raum in dem Körper 20a in Kommunikation, um Schmiermittel in das Rollenlager 8 zu leiten, das in dem Körper 20a untergebracht ist.
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Jeweils ein Rollenlager (Kugellager) 8 ist an jeder von beiden Endseiten in der axialen Richtung der Welle 9 im Inneren des Körpers 20a untergebracht. Die beiden Rollenlager 8 sind axial separat voneinander angeordnet. Jedes der Rollenlager 8 hat einen Außenring 8a und einen Innenring 8b, der einen kleineren Durchmesser als der Außenring 8a hat. Außerdem hat jedes der Rollenlager 8 eine Vielzahl an Kugeln 8c, die zwischen dem Außenring 8a und dem Innenring 8b vorgesehen sind, und in der Umfangsrichtung des Außenrings 8a (Innenrings 8b) ausgerichtet sind. Die Vielzahl an Kugeln 8c wird durch einen Käfig 8d gehalten.
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Der Außenring 8a wird durch das Schwingungsabsorbierelement 20 gehalten, und der Innenring 8b dreht sich einstückig mit der Welle 9. Zu diesem Zeitpunkt rollen die Kugeln 8c und verringern dadurch einen Reibungswiderstand mit dem Außenring 8a und dem Innenring 8b, womit eine Relativdrehung des Außenrings 8a und des Innenrings 8b ermöglicht wird. In dieser Weise nimmt das Rollenlager 8 eine radiale Last der Welle 9 auf.
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Ein Begrenzungsteil 23 ist zwischen den beiden Innenringen 8b im Inneren des Schwingungsabsorbierelementes 20 vorgesehen. Das Begrenzungsteil 23 ist ein zylindrisches (ringartiges) Element. Die Welle 9 ist in das Begrenzungsteil 23 eingeführt. Außerdem stehen beide Enden des Begrenzungsteils 23 in der axialen Richtung der Welle 9 mit jeweiligen Innenringen 8b in Kontakt. Das Begrenzungsteil 23 begrenzt, dass die beiden Innenringe 8b sich einander nähern, während es einstückig mit den Innenringen 8b dreht.
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Zwei ringartige Führungsabschnitte 20d sind an einer Innenumfangsfläche 20c des Schwingungsabsorbierelementes 20 ausgebildet. Jeder der ringartigen Führungsabschnitte 20d ist ringartig ausgebildet und ragt in der radialen Richtung des Schwingungsabsorbierelementes 20 nach innen vor. Die beiden Rollenlager 8 sind in den Körper 20a von den jeweiligen beiden Endseiten des Körpers 20a eingesetzt, bis sie mit den jeweiligen ringartigen Führungsabschnitten 20d in Kontakt gelangen. Des Weiteren erstreckt sich jeder der Ölführungskanäle 22 durch den entsprechenden ringartigen Führungsabschnitt 20d so, dass er zu dem Rollenlager 8 hin offen ist.
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Ein Abgabeloch 20e ist zwischen den beiden ringartigen Führungsabschnitten 20d in dem Körper 20a vorgesehen. Ein Teil des Schmiermittels wird zu dem Rollenlager 8 durch den Ölführungskanal 22 zugeführt, schlägt an der Kugel 8c und dergleichen auf und prallt zurück, um von der Innenseite des Körpers 20a in das Gehäuseloch 2b durch das Abgabeloch 20e abgegeben zu werden. Ein gegenüberliegendes Loch 2h ist in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet. Das gegenüberliegende Loch 2h ist an einer Position ausgebildet, die dem Abgabeloch 2e zugewandt ist. Das gegenüberliegende Loch 2h durchdringt von dem Lagergehäuse 2d zu der Seite der Ölablauföffnung 2e und leitet dem Gehäuseloch 2b befindliches Schmiermittel in die Ölablauföffnung 2e.
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An der rechten Seite (an der Seite des Elektromotors 5 und an der Seite des Kompressorrades 11) in 2 in Bezug auf das Gehäuseloch 2b ist eine Abdichtplatteneinheit 24 vorgesehen.
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3 zeigt eine Ansicht zur Beschreibung der Abdichtplatteneinheit 24. 3(a) zeigt eine perspektivische Ansicht der Abdichtplatteneinheit 24. 3(b) zeigt eine gegenüberliegende Seite 24a in einer Vorderansicht, wobei diese dem Gehäuseloch 2b in der Abdichtplatteneinheit 24 zugewandt ist. 3(c) zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie III(c) - III(c) aus 3(b).
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Wie dies in den 3(a) bis 3(c) gezeigt ist, hat die Abdichtplatteneinheit 24 einen Abdichtkörperabschnitt 25 und eine Trennwand 26. Die Trennwand 26 weist einen Plattenabschnitt 26a auf. Der Abdichtkörperabschnitt 25 ist mit einem Einpassloch 25a versehen, das in einer Größe ausgebildet ist, dass der Plattenabschnitt 26a eingesetzt werden kann. Der Plattenabschnitt 26a ist beispielsweise ringartig ausgebildet und wird in das Einpassloch 25a beispielsweise zu der rechten Seite in 3(c) gepresst.
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Wie dies in 3(c) gezeigt ist, ist ein Einführloch 27a, durch das die Welle 9 eingeführt wird, in dem Abdichtkörperabschnitt 25 ausgebildet. Wie bei dem Abdichtkörperabschnitt 25 ist ein Einführloch 27b, durch das die Welle 9 eingeführt wird, ebenfalls in dem Plattenabschnitt 26a ausgebildet. Wenn der Plattenabschnitt 26a in den Abdichtkörperabschnitt 25 gepresst ist, sind das Einführloch 27a des Abdichtkörperabschnittes 25 und das Einführloch 27b des Plattenabschnittes 26a so, dass sie einander zugewandt sind.
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Wie dies in 3(c) gezeigt ist, ist ein Innenraum 24b im Inneren der Abdichtplatteneinheit 24 ausgebildet. Der Abdichtkörperabschnitt 25 und der Plattenabschnitt 26a sind voneinander in einer Durchdringungsrichtung der Einführlöcher 27a und 27b im Inneren der Abdichtplatteneinheit 24 separiert (beabstandet). Diese Beabstandung von ihnen bildet den Innenraum 24b. Der Innenraum 24b erstreckt sich von den Einführlöchern 27a und 27b radial nach außen.
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Wie dies in den 3(b) und 3(c) gezeigt ist, ist eine Abgabeöffnung 24c an einem unteren Abschnitt der Abdichtplatteneinheit 24 offen. Der Innenraum 24b steht mit der Abgabeöffnung 24c in Kommunikation. Ein Abschnitt an der Innenwand, der die Abgabeöffnung 24c an der Seite der Trennwand 26 bildet, bildet einen Führungsabschnitt 26b. Der Führungsabschnitt 26b erstreckt sich von einem Abschnitt unterhalb des Einführloches 27b in dem Plattenabschnitt 26a in 3(c) als ein Ausgangspunkt zu der unteren linken Seite in 3(c).
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4 zeigt eine Ansicht eines Ausschnittes, der durch eine Strichpunktlinie mit zwei Punkten in 2 umgeben ist. Wie dies in 4 gezeigt ist, ist der Abdichtkörperabschnitt 25 dem Dämpfer 21 über einen Zwischenraum in der axialen Richtung der Welle 9 zugewandt. Des Weiteren ist der Plattenabschnitt 26a zwischen dem Dämpfer 21 und dem Abdichtkörperabschnitt 25 positioniert.
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Die Welle 9 ist in die Einführlöcher 27a und 27b der Abdichtplatteneinheit 24 eingeführt. Zwischen der Welle 9 und den Einführlöchern 27a und 27b ist ein Zwischenanordnungsteil 28 vorgesehen. Das Zwischenanordnungsteil 28 ist in einer zylindrischen (ringartigen) Form ausgebildet und ist an der Welle 9 fixiert, um sich einstückig mit der Welle 9 zu drehen. Das Zwischenanordnungsteil 28 hat drei ringartige Nuten 28a bis 28c, die an ihm ausgebildet sind. Die ringartige Nut 28a ist dem Einführloch 27b des Plattenabschnittes 26a radial zugewandt.
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Die ringartigen Nuten 28b und 28c sind dem Einführloch 27a des Abdichtkörperabschnittes 25 radial zugewandt. Zwei Abdichtringe 29a und 29b sind in einer Innenumfangsfläche des Einführloches 27a gepresst. Eine Außenumfangsfläche von jedem der Abdichtringe 29a und 29b steht mit der Innenumfangsfläche des Einführloches 27a in Kontakt, und ein Teil eines radial nach innen gerichteten Abschnittes von jedem der Abdichtringe 29a und 29b ist in die entsprechende der ringartigen Nuten 28b und 28c eingeführt.
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Die Trennwand 26 teilt einen Zwischenraum (Raum), der zwischen dem Dämpfer 21 (Gehäuseloch 2b) und dem Abdichtkörperabschnitt 25 ausgebildet ist, in den ersten Ölablaufraum Sa, der an der Seite des Dämpfers 21 positioniert ist, und den zweiten Ölablaufraum Sb, der an der Seite des Abdichtkörperabschnittes 25 positioniert ist. Das heißt, der erste Ölablaufraum Sa ist durch einen Zwischenraum ausgebildet, der durch das Schwingungsabsorbierelement 20, das Rollenlager 8 und die Trennwand 26 definiert ist, und der zweite Ölablaufraum Sb ist durch den Innenraum 24b der Abdichtplatteneinheit 24 ausgebildet.
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Ein Teil des Schmiermittels zirkuliert durch den Dämpfer 21 und das Rollenlager 8 und fließt dann von beiden Enden des Gehäuselochs 2b in der axialen Richtung hinaus. Das Schmiermittel, das zu der Seite des Kompressorrades 11 fließt, fließt in den ersten Ölablaufraum Sa hinaus. Wie dies in 4 gezeigt ist, ist eine obere Seite des ersten Ölablaufraums Sa durch eine Innenwand geschlossen, die den ersten Ölablaufraum Sa ausbildet. Außerdem ist eine untere Seite des ersten Ölablaufraumes Sa offen. Somit wird das Schmiermittel, das in den ersten Ölablaufraum Sa geleitet wird, von der unteren Seite des ersten Ölablaufraums Sa abgegeben, während es durch eine Zentrifugalkraft radial nach außen spritzt.
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Außerdem fließt ein Teil des Schmiermittels in den zweiten Ölablaufraum Sb durch einen Zwischenraum zwischen dem Einführloch 27b und dem Zwischenanordnungsteil 28 in der radialen Richtung hinaus. Die ringartige Nut 28a ändert eine axiale Richtung der Strömung des Schmiermittels zu der radialen Richtung. Dies bewirkt, dass das Schmiermittel zu einer Innenwand des zweiten Ölablaufraums Sb spritzt. Das gespritzte Schmiermittel fließt entlang der Innenwand in seiner Umfangsrichtung so, dass es zu einer unteren Seite des zweiten Ölablaufraumes Sb fließt. Wie bei dem ersten Ölablaufraum Sa ist eine obere Seite des zweiten Ölablaufraumes Sb durch eine Innenwand geschlossen, die den zweiten Ölablaufraum Sb ausbildet. Außerdem ist eine untere Seite des zweiten Ölablaufraumes Sb offen. Somit wird das Schmiermittel, das in den zweiten Ölablaufraum Sb hinausströmt, von der unteren Seite des zweiten Ölablaufraumes Sb abgegeben. Die Ölablauföffnung 2e führt das Schmiermittel, das von dem ersten Ölablaufraum Sa und dem zweiten Ölablaufraum Sb geleitet wird, zu der Außenseite des Lagergehäuses 2.
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Das in den zweiten Ölablaufraum Sb hinausfließende Schmiermittel fließt entlang der Innenwand des zweiten Ölablaufraumes Sb so, dass es zu der Ölablauföffnung 2e fließt. Jedoch kann ein Teil des Schmiermittels das Einführloch 27a des Abdichtkörpers 25 erreichen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verhindern die beiden Abdichtringe 29a und 29b, dass das Schmiermittel von dem Einführloch 27a zu der Seite des Kompressorrades 11 austritt.
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Im Übrigen ist der erste Ölablaufraum Sa näher zu dem Gehäuseloch 2b als der zweite Ölablaufraum Sb und neigt dazu, dass er mit Leichtigkeit beeinflusst wird durch ein Zusammentreffen der Schmiermittel, die von sowohl dem Dämpfer 21 als auch dem Rollenlager 8 abgegeben werden. Wenn eine Strömung des Schmiermittels aufgrund des Zusammentreffens der Strömungen stagniert, kann ein stagnierender Bereich sich so erweitern, dass er nach dem Zusammentreffen von dem ersten Ölablaufraum Sa und dem zweiten Ölablaufraum Sb einen Ölkanal (die Abgabeöffnung 24c an der Seite des zweiten Ölablaufraumes Sb) einnimmt. In diesem Fall kann die Ölablaufeigenschaft (das Ölablaufvermögen) des Schmiermittels in sowohl dem ersten Ölablaufraum Sa als auch dem zweiten Ölablaufraum Sb sich verschlechtern.
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Somit ist der Führungsabschnitt 26b in der Trennwand 26 vorgesehen. Wenn die Abdichtplatteneinheit 24 in das Lagergehäuse 2 eingebaut ist, ist der Führungsabschnitt 26b näher zu der Seite der Ölablauföffnung 2e (die untere Seite in 4) als die Welle 9 in der Trennwand 26 positioniert. Der Führungsabschnitt 26b hat seine Innenseite in der radialen Richtung der Welle 9, die an der Seite des ersten Ölablaufraumes Sa positioniert ist, und seine Außenseite in der radialen Richtung der Welle 9, die an der Seite des zweiten Ölablaufraumes Sb positioniert ist.
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Das heißt, der Führungsabschnitt 26b erstreckt sich von dem unteren Führungsende des Plattenabschnittes 26a zu der unteren linken Seite in 4. Das heißt, der Führungsabschnitt 26b erstreckt sich in der radialen Richtung der Welle 9 nach außen und erstreckt sich zu der Seite der Ölablauföffnung 2e in der axialen Richtung der Welle 9. Somit ist ein Führungsende 26d des Führungsabschnittes 26b von einem Basisende 26c des Führungsabschnittes 26b nach außen positioniert, an der Seite des Plattenabschnittes 26a der radialen Richtung der Welle 9 positioniert, und an der Seite der Ölablauföffnung 2e an der axialen Richtung der Welle 9 positioniert.
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Dies bewirkt, dass von dem ersten Ölablaufraum Sa abgegebenes Schmiermittel weniger wahrscheinlich mit dem Schmiermittel in Beeinträchtigung gelangt, das von der Abgabeöffnung 24c in den zweiten Ölablaufraum Sb abgegeben wird. Als ein Ergebnis wird das Ölablaufvermögen (die Ölablaufeigenschaft) von Schmiermittel von sowohl dem ersten Ölablaufraum Sa als auch dem zweiten Ölablaufraum Sb verbessert, sodass das Abdichtvermögen bei jedem der Abdichtringe 29a und 29b verbessert werden kann.
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Des Weiteren erstreckt im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Führungsabschnitt 26b sich vertikal nach unten erstreckt, der Führungsabschnitt 26b sich zu einer Seite, die näher zu einer Seite der Ölablauföffnung 2e ist. Somit kann das Schmiermittel, das von sowohl dem ersten Ölablaufraum Sa als auch dem zweiten Ölablaufraum Sb abgegeben wird, mit Leichtigkeit in die Ölablauföffnung 2e geleitet werden, sodass die Ölablaufeigenschaft verbessert ist.
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Darüber hinaus ist der Körper 20a des Schwingungsabsorbierelementes 20 mit einem Vorsprungabschnitt 20f versehen, der von dem Gehäuseloch 2b vorragt. Der Vorsprungabschnitt 20f ist der Trennwand 26 in der axialen Richtung der Welle 9 zugewandt. Dann erstreckt sich der Führungsabschnitt 26b zu einer Position, die dem Vorsprungabschnitt 20f an der Außenseite in der radialen Richtung der Welle 9 zugewandt ist.
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Ein Teil des Schmiermittels, das entlang des Dämpfers 21 in der axialen Richtung der Welle 9 strömt, ist von dem Gehäuseloch 2b entlang des Vorsprungabschnittes 20f freigelegt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Schmiermittel, das von dem Vorsprungabschnitt 20f radial nach außen ausgespritzt wird, in die Ölablauföffnung 2e durch den Führungsabschnitt 26b geleitet, sodass das Ölablaufvermögen noch weiter verbessert werden kann.
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Des Weiteren ist ein Ausschnitt 30 an einer Endfläche des Lagergehäuses 2 ausgebildet, an der das Gehäuseloch 2b offen ist. Der Ausschnitt 30 ist unterhalb des Vorsprungabschnittes 20f in 4 ausgebildet und erstreckt sich in der Umfangsrichtung der Welle 9. Dann ist der Ausschnitt 30 dem Führungsabschnitt 26b in der axialen Richtung der Welle 9 zugewandt, wobei sich ein Strömungskanalabschnitt aus dem ersten Ölablaufraum Sa erweitert, der zwischen dem Führungsabschnitt 26b und dem Ausschnitt 30 ausgebildet ist.
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Wenn der Ausschnitt 30 vorgesehen ist, kann Schmiermittel mit Leichtigkeit in den ersten Ölablaufraum Sa strömen, womit sich die Ölablaufeigenschaft in dem ersten Ölablaufraum Sa verbessert. Dies kann die Menge an Schmiermittel senken, die in den zweiten Ölablaufraum Sb hinausströmt.
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Darüber hinaus ist ein vergrößerter Abschnitt 25b in dem Abdichtkörperabschnitt 25 ausgebildet. Der vergrößerte Abschnitt 25b ist an einer Position vorgesehen, die dem Führungsabschnitt 26b in der axialen Richtung der Welle 9 in dem Abdichtkörperabschnitt 25 zugewandt ist. Der vergrößerte Abschnitt 25b ist in einer Richtung geneigt, in der ein Strömungskanalabschnitt des zweiten Ölablaufraumes Sb sich zu der Seite der Ölablauföffnung 2e (stromabwärtige Seite) erweitert. Hierbei neigt sich der vergrößerte Abschnitt 25b in eine Richtung, die näher zu der vertikalen Richtung ist als zu einer Innenwandfläche 25c an der stromaufwärtigen Seite.
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Wenn der vergrößerte Abschnitt 25b vorgesehen ist, nimmt der Strömungskanalquerschnitt des zweiten Ölablaufraumes Sb zu der Seite der Ölablauföffnung 2e zu, was ermöglicht, dass Schmiermittel mit Leichtigkeit in den zweiten Ölablaufraum Sb strömt, und somit kann die Ölablaufeigenschaft weiter verbessert werden.
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Des Weiteren ist eine Plattennut 25d, die in der axialen Richtung der Welle 9 vertieft ist, an der Innenwandfläche 25c so ausgebildet, dass sie dem zweiten Ölablaufraum Sb in dem Abdichtkörperabschnitt 25 zugewandt ist. Das heißt, die Plattennut 25d ist in einer Richtung vertieft, die von der Trennwand 26 entfernt (weg gerichtet) ist.
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Wenn die Plattennut 25d vorgesehen ist, kann ein großes Volumen des zweiten Ölablaufraumes Sb an der Seite der Ölablauföffnung 2e sichergestellt werden, und somit kann die Ölablaufeigenschaft weiter verbessert werden wie in dem Fall des Vorsehens des vorstehend beschriebenen vergrößerten Abschnittes 25b.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Rollenlager 8 als eine Lagereinheit vorgesehen. Jedoch kann ein anderes Lager als das Rollenlager 8 als die Lagereinheit angewendet werden. Beispielsweise entspricht, wenn ein halbschwimmendes Lager, bei dem eine Bewegung in einer Drehrichtung eingeschränkt ist, vorgesehen wird, eine Lagerfläche, die an einer Innenumfangsfläche des halbschwimmenden Lagers ausgebildet ist, einer Lagereinheit, die eine radiale Last aufnimmt, und somit kann der Dämpfer 21 an einer Außenumfangsfläche des halbschwimmenden Lagers ausgebildet sein. Darüber hinaus entspricht in diesem Fall das halbschwimmende Lager dem Schwingungsabsorbierelement 20. Das heißt, während ein Fall beschrieben ist, bei dem die Lagereinheit (Rollenlager 8) und das Schwingungsabsorbierelement 20 separat voneinander in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet sind, kann die Lagereinheit (Rollenlager 8) und das Schwingungsabsorbierelement 20 einstückig miteinander ausgebildet sein.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Turbolader C den Elektromotor 5. Jedoch kann der Elektromotor 5 in Abhängigkeit von den Spezifikationen eines Turboladers weggelassen werden. Wenn jedoch der Elektromotor 5 vorgesehen ist, neigt der Turbolader C dazu, dass seine Größe in der axialen Richtung der Welle 9 zunimmt. Um eine weitere Zunahme der Größe zu verhindern, ermöglicht eine Verbesserung der Ölablaufeigenschaft, wie sie vorstehend beschrieben ist, eine ausreichende Abdichtfähigkeit, die sogar dann sichergestellt ist, wenn ein Raum zum Sicherstellen des ersten Ölablaufraumes Sa und des zweiten Ölablaufraumes Sb begrenzt ist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ölabdichtstruktur O an einer Position an der Seite des Kompressorrades 11 von dem Gehäuseloch 2b in dem Turbolader C vorgesehen. Jedoch kann die Ölabdichtstruktur O an einer Position an der Seite des Turbinenrades 10 von dem Gehäuseloch 2b vorgesehen sein. Außerdem ist eine mit der Ölabdichtstruktur O versehene Vorrichtung nicht auf den Turbolader C beschränkt und kann eine beliebige andere Drehmaschine sein, die mit dem Dämpfer 21 versehen ist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der vorragende Abschnitt 20f in dem Körper 20a des Schwingungsabsorbierelementes 20 vorgesehen, und der Führungsabschnitt 26b erstreckt sich zu einer Position, die dem Vorsprungsabschnitt 20f zugewandt ist, an der Außenseite in der radialen Richtung der Welle 9. Jedoch kann der Vorsprungsabschnitt 20f weggelassen werden, und der Führungsabschnitt 26b muss sich nicht zur Außenseite in der radialen Richtung des Vorsprungsabschnittes 20f erstrecken.
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In vorliegendem Ausführungsbeispiel hat der Dämpfer 21 die ringartigen Vorsprünge 21a bis 21d, von denen jeder radial nach außen von dem Körper 20a des Schwingungsabsorbierelementes 20 vorragt, und die Öffnung 2g des Ölablauflochs 2f an der Seite des Gehäuselochs 2b ist dem Dämpfer 21 zugewandt. Jedoch muss der Dämpfer 21 nicht die ringartigen Vorsprünge 21a bis 21d haben, von denen jeder radial nach außen von dem Körper 20a des Schwingungselementes 20 vorragt. Die Öffnung 2g des Ölablaufloches 2f an der Seite des Gehäuseloches 2b muss nicht dem Dämpfer 21 zugewandt sein. Wenn jedoch der Dämpfer 21 die ringartigen Vorsprünge 21a bis 21d aufweist, von denen jeder radial nach außen von dem Körper 20a des Schwingungsabsorbierelementes 20 vorragt, und die Öffnung 2g des Ölablaufloches 2f an der Seite des Gehäuselochs 2b dem Dämpfer 21 zugewandt ist, kann das in dem Dämpfer 21 angewandte Schmiermittel in effizienter Weise von dem Ölablaufloch 2f abgegeben werden, womit eine Verringerung der Menge an Schmiermittel ermöglicht wird, die zu der Seite der Abdichtplatteneinheit 24 fließt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Dämpfer 21 die Vielzahl an ringartigen Vorsprüngen 21a bis 21d, die voneinander in der axialen Richtung der Welle 9 getrennt sind (beabstandet sind), wobei die Öffnung 2g des Ölablaufloches 2f an einem beliebigen Raum von Räumen zwischen der Vielzahl an ringartigen Vorsprüngen 21a bis 21d positioniert ist, und das Ölablaufloch 2f sich von seiner Öffnung 2g zu der Ölablauföffnung 2e erstreckt. Jedoch muss der Dämpfer 21 nicht die Vielzahl an ringartigen Vorsprüngen 21a bis 21d, die voneinander in der axialen Richtung der Welle 9 getrennt (beabstandet) sind, haben. Außerdem muss die Öffnung 2g des Ölablaufloches 2f nicht an einem beliebigen Raum von Räumen zwischen der Vielzahl an ringartigen Vorsprüngen 21a bis 21d positioniert sein. Des Weiteren muss das Ölablaufloch 2f sich nicht von seiner Öffnung 2g zu der Ölablauföffnung 2e erstrecken. Jedoch ist durch den Aufbau, bei dem der Dämpfer 21 die Vielzahl an ringartigen Vorsprüngen 21a bis 21d hat, die voneinander in der axialen Richtung der Welle 9 beabstandet sind, die Öffnung 2g des Ölablaufloches 2f an einem beliebigen Raum von Räumen zwischen der Vielzahl an ringartigen Vorsprüngen 21a bis 21d positioniert ist, und das Ölablaufloch 2f sich von seiner Öffnung 2g zu der Ölablauföffnung 2e erstreckt, es möglich, in effizienter Weise Schmiermittel zu der Ölablauföffnung 2e zu leiten, während ein Vermeiden einer Schwingung durch den Dämpfer 21 beibehalten bleibt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Innenraum 24b der Abdichtplatteneinheit 24 durch eine Kombination aus dem Abdichtkörperabschnitt 25 und der Trennwand 26 ausgebildet, die ein von dem Abdichtkörperabschnitt 25 unterschiedliches Element ist. Jedoch kann der Innenraum 24b durch ein Element ausgebildet sein, das erlangt wird, indem der Abdichtkörperabschnitt 25 und die Trennwand 26 einstückig geformt sind.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der vergrößerte Abschnitt 25b in dem Abdichtkörperabschnitt 25 ausgebildet. Jedoch kann der vergrößerte Abschnitt 25b weggelassen werden.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Ausschnitt 30 an der Endfläche des Lagergehäuses 2 ausgebildet. Jedoch kann der Ausschnitt 30 weggelassen werden.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Plattennut 25d in dem Abdichtkörperabschnitt 25 ausgebildet. Jedoch kann die Plattennut 25d weggelassen werden
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Fachleute können verschiedene Variationen oder Abwandlungen in dem Umfang der Ansprüche vornehmen. Diese fallen natürlich in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung.
