DE3710465A1

DE3710465A1 - Roots-geblaese

Info

Publication number: DE3710465A1
Application number: DE19873710465
Authority: DE
Inventors: Toshiro Kawakami
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1987-03-30
Publication date: 1987-10-15
Also published as: DE3710465C2; JPS62228693A; US4813857A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Roots-Gebläse, das als Aufladegebläse bei einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine zur Anwendung kommt.

Zum Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, wird auf die beigefügten Fig. 1-3 Bezug genommen. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein bekanntes Roots-Gebläse;

Fig. 2 den Querschnitt nach der Linie B-B in der Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt eines wesentlichen Teils des in Fig. 1 dargestellten Gebläses.

Das in den Fig. 1-3 dargestellte Roots-Gebläse nach dem Stand der Technik umfaßt ein Gehäuse 1, innerhalb des Gehäu ses drehbare Drehkolben 2 und 3 sowie diesen Drehkolben zuge ordnete, mit diesen drehende Wellen 4 und 5. Die beiden Wellen 4, 5 werden jeweils von einem Paar von Kugellagern 6, 7 bzw. 8, 9 abgestützt.

Von diesen Kugellagern werden die den Steuerungszahnrädern 10 und 11 benachbarten Kugellager 7 und 9 jeweils durch ein Schmiermittel geschmiert, wobei ein Durchsickern des Schmier mittels zur Drehkolbenseite hin durch je eine Öldichtung 12 bzw. 13 verhindert werden kann. Andererseits werden die Kugellager 6 und 8 durch einen Kugelraum c füllendes Schmier mittel geschmiert, wobei, um ein Durchsickern oder Austreten des Schmiermittels zu verhindern, zwei Abschlußwände 14 und 15 den Raum c bzw. das darin enthaltene Schmiermittel ab schließen.

Da jedoch bei dem bekannten Roots-Gebläse das im Raum c be findliche Schmiermittel durch Spalte e ₁ und e ₂ während eines Aufladens durchtritt, was auf einen Druckunterschied zwischen den Räumen a ₁ sowie a ₂ und den Räumen b ₁ sowie b ₂, der durch Druckänderungen oder -schwankungen in den vom Gehäuse 1 sowie den Drehkolben 2 und 3 abgegrenzten Räumen a ₁ und a ₂ hervor gerufen wird, beruht, erheben sich Probleme insofern, als die Lager wegen eines Schmiermittelmangels nicht ausreichend geschmiert werden, weshalb sie einem Abrieb oder Freßerschei nungen unterworfen sind, womit die Lebensdauer oder Stand zeit der Lager verringert wird.

Im Hinblick auf diese Probleme ist es die primäre Aufgabe der Erfindung, ein Roots-Gebläse zu schaffen, bei dem die oben genannten Probleme, die durch einen Druckunterschied zwischen zwei zu beiden Seiten des Lagers gebildeten Räumen hervorge rufen werden, beseitigt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Roots- Gebläse, bei dem ein Schmiermittel enthaltende Lagereinheiten zur Anwendung kommen, vor, daß für das jeweilige Lager eine Umgehungsnut geschaffen wird, die eine Verbindung zwischen einem ersten, von einem Gehäuse sowie Drehkolben abgegrenzten Raum und einem zweiten, vom Gehäuse sowie der Lagereinheit auf der zum ersten Raum entgegengesetzten Seite abgegrenzten Raum herstellt, und daß eine Lippendichtung von U- oder L-för migem Querschnitt auf jeder Seite der Lagereinheit angeord net ist.

Da bei einem Roots-Gebläse in einer Ausgestaltung gemäß der Erfindung die Drücke in zwei auf entgegengesetzten Seiten des Lagers gebildeten Räumen gut miteinander ausgeglichen sind, wird unter normalen Bedingungen im Lager oder der La gereinheit enthaltenes Schmiermittel nicht austreten. Ferner wird, wenn kurzzeitig zwischen den beiden Räumen ein Druckun terschied hervorgerufen wird, weil auf der Seite des höheren Drucks eine Lippendichtung mit der einen Seitenfläche der Lagereinheit in Anlage gebracht wird, ein hoher Druck nicht in das Lager eingeführt, so daß ein Durchtritt von innerhalb einer Lagereinheit enthaltenem Schmiermittel zum Raum mit niedrigem Druck hin verhindert wird.

Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Roots-Gebläse wird, selbst wenn der Druck in den beiden Räumen auf den beiden Seiten der Lagereinheiten schwankt, das in diesen Lagern be findliche Schmiermittel nicht zur einen oder anderen Lager seite hin austreten. Wenn der Druck relativ stabil oder unver änderlich ist, so kann der Druck auf den beiden Seiten der Lager wegen der vorhandenen Umgehungsnut zufriedenstellend und ausreichend ausgeglichen werden. Falls der Druck jedoch relativ heftig oder stark schwankt, so kann der Druck nicht zufriedenstellend ausgeglichen werden, was auf einer Druckan sprechverzögerung durch die Umgehungsnut oder -kehle beruht, so daß eine Schwierigkeit in der perfekten Verhinderung eines Schmiermitteldurchsickerns auftritt.

Um ein Durchtreten von Schmiermittel bei heftigen, starken Druckschwankungen zu unterbinden, werden Lippendichtungen vorgesehen. Wenn jedoch eine ebene oder flache Lippendich tung zur Anwendung gelangt, so erheben sich, weil die eine Endfläche der Lippendichtung mit der einen Seitenfläche des Teils des Lagers, der mit Bezug zur Lippendichtung dreht, in Anlage ist, Probleme insofern, als die Haltbarkeit der Lippendichtung vermindert und deren Kontakt- oder Anlagewi derstand erhöht wird, womit der mechanische Wirkungsgrad des Roots-Gebläses herabgesetzt wird. Da gemäß der Erfindung die End- oder Stirnfläche der Lippendichtung in einer L- oder U-Form ausgestaltet ist, ist es möglich, den zwischen dem drehenden Teil (innerer Laufring) des Lagers und der Endflä che der Lippendichtung hervorgerufenen Gleitwiderstand zu vermindern. Weil die Dauer, während welcher der drehende Teil des Lagers mit der Lippendichtung in Anlage ist, auf Grund des Drucks in der Umgehungsnut verkürzt werden kann, wird darüber hinaus die Standzeit der U- oder L-förmigen Lippen dichtung nicht herabgesetzt.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung, aus der die Aufga be und deren Lösung, weitere Ziele sowie die Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes deutlich werden, erläu tert. Es zeigen:

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Roots-Gebläse in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 5 den Querschnitt nach der Linie A-A in der Fig. 4;

Fig. 6 einen vergrößerten Schnitt eines wesentlichen Teils des in Fig. 4 dargestellten Gebläses;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschi ne mit eingegliedertem Roots-Gebläse.

In den Fig. 4-6 bezeichnen zu den Fig. 1-3 gleiche Bezugs zeichen dieselben oder gleichartige Teile.

Das Roots-Gebläse hat ein Gehäuse 1, in dem zusammen mit Wel len 4 und 5 zwei Drehkolben 2 und 3 drehbar untergebracht sind. Die Wellen 4 und 5 sind jeweils in Lagereinheiten 6, 7 bzw. 8,9 drehbar aufgenommen, wobei diese Lagereinheiten im gezeigten Beispiel mit Kugeln 6′, 7′, 8′ und 9′ ausgestat tet sind.

Durch das Gebläse 1 und die Drehkolben 2, 3 werden zwei Räume a ₁ bzw. a ₂ gebildet, die mit den an den entegengesetz ten oder außenliegenden Seiten der Lager 8 und 9 gebildeten beiden Räumen b ₁ und b ₂ durch je eine Umgehungsnut oder -kehle d ₁ bzw. d ₂ in Verbindung stehen.

Wie die Fig. 6 zeigt, sind an den beiden Seitenflächen eines jeden Kugellagers 6 bzw. 8 zwei Lippendichtungen 14 a und 15 a von U-förmigem Querschnitt derart angeordnet, daß die eine Endfläche oder -kante 22 der Lippendichtung am ortsfesten Lagerteil (äußerer Laufring) 21 fest ist, während die andere Endfläche oder -kante 23 frei ist und zum drehbaren Lagerteil (innerer Laufring) 24 einen gewissen Abstand hat. Deshalb werden, wenn der Außendruck ansteigt, die Lippendichtungen 14 a und 15 a mit dem drehenden Lagerteil 24 in Anlage gebracht, um einen Druckanstieg innerhalb des Kugelraumes C des Kugella gers zu verhindern. Damit wird ein Durchtreten von den Kugel raum C anfüllendem Schmiermittel zu den Räumen a ₁ und a ₂ verhindert. Anstelle der Lippendichtungen mit U-förmigem Querschnitt können vorzugsweise auch solche mit L-förmigem Querschnitt zur Anwendung kommen.

Die Fig. 7 zeigt schematisch eine Anordnung, wonach ein Roots-Gebläse 17 als ein Aufladegebläse in eine Kraftfahr zeug-Brennkraftmaschine eingegliedert ist. In diesem Beispiel befindet sich das Roots-Gebläse stromab von einem Vergaser 18. Wenn eine Drosselklappe 16 geschlossen ist, so wird ein hoher Unterdruck in den Räumen a ₁ und a ₂ des Gebläses 17 er zeugt, während bei geöffneter Drosselklappe 16 in diesen Räumen a ₁, a ₂ ein Überdruck erzeugt wird.

Das bedeutet, daß der Druck, der auf die Lippendichtung 15 a auf der rotorseitigen Fläche der Lager 6 oder 8 aufgebracht wird, nicht konstant ist. Da jedoch gemäß der Erfindung der gleiche Druck auch in den Räumen b ₁ und b ₂ durch die Umge hungsnuten d ₁ und d ₂ jeweils ansteht, ist der Druck an der Lippendichtung ausgeglichen. Deshalb empfängt im Kugelraum C befindliches Schmiermittel von beiden Seiten her denselben Druck, so daß es ohne ein Austreten stehenbleibt.

Falls sich jedoch der Druck in den Räumen a _1, a ₂ heftig än dert, so können die Umgehungsnuten d ₁ und d ₂ die auf den Raum C von beiden Seiten her einwirkenden beiden Drücke nicht per fekt ausgleichen, d.h., der Druck in den Räumen b ₁, b ₂ kann mit dem Druck im Raum a ₁ oder a ₂ auf Grund einer Druckan sprechverzögerung durch die Umgehungsnut nicht übereinstim men. In diesem Fall wird die eine der beiden Lippendichtun gen 14 a, 15 a mit dem drehenden Teil 24 des Lagers 6 oder 8 in Anlage gebracht, womit der Druckunterschied im Kugelraum C vermindert wird, so daß es möglich ist, ein Durchtreten von Schmiermittel an der anderen der Lippendichtungen zu ver hindern. Wenn beispielsweise der Druck im Raum a ₁ höher ist als derjenige im Raum b ₁, so wird das Schmiermittel durch die Lippendichtung 15 a abgesperrt. Ist der Druck im Raum a ₁ niedriger als im Raum b ₁, so sorgt die Lippendichtung 14 a für eine Absperrung des Schmiermittels. Insofern wird in keinem Betriebszustand des Vergasers 18 Schmiermittel aus dem Kugelraum C austreten.

Die Lagereinheit kann Kugel-, Nadel-, Kegelrollenlager oder sonstige bekannte Lager umfassen.

Es ist klar, daß dem Fachmann bei Kenntnis der mit der Erfin dung vermittelten Lehre Abwandlungen verschiedener Art, wie Zufügungen, Auslassungen usw., an die Hand gegeben sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Claims

1. Roots-Gebläse mit einem Gehäuse, mit zwei in dem Gehäuse drehbar aufgenommenen Drehkolben und mit wenigstens zwei Schmiermittel aufnehmenden Lagereinheiten, die die Dreh kolben drehbar lagern, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der Lagereinheiten (6, 7, 8, 9) eine eine Verbindung zwischen einem ersten Raum (a ₁, a ₂), der vom Gehäuse (1) und den Drehkolben (2, 3) auf der einen Seite der Lager einheiten begrenzt ist, und einem zweiten Raum (b ₁, b ₂), der vom Gehäuse und den Lagereinheiten auf deren anderer Seite begrenzt ist, herstellende Umgehungsnut (d ₁, d ₂) ausgebildet ist und daß an beiden Seiten der Lagerein heit ein Paar von Lippendichtungen (14 a, 15 a) derart ange ordnet ist, daß ein erster Randabschnitt (22) der Lippen dichtung an einem ortsfesten Teil (21) der Lagereinheiten fest ist sowie ein zweiter Randabschnitt (23) der Lippen dichtungen frei bewegbar ist, so daß der frei bewegbare Randabschnitt entsprechend einem Druckunterschied zwischen den beiden Räumen nach Erfordernis mit einem drehbaren Teil (24) der Lagereinheiten zur Unterbindung eines Durchtritts von Schmiermittel in sowie außer Anlage kommen kann.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippendichtung (14 a, 15 a) im Querschnitt U-förmig ausge bildet ist.

3. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippendichtung im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist.

4. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Lippendichtungen derart ange ordnet ist, daß sie bei Auftreten eines Druckunterschieds an der einen Seite der Lagereinheit zur Anlage kommt.