DE3710465C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Roots-Gebläse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein bekanntes Roots-Gebläse dieser Gattung ist in den Fig. 1-3 dargestellt. Es zeigt

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 dargestellten Roots-Gebläse umfaßt ein Gehäuse 1, innerhalb des Gehäuses drehbare Drehkolben 2 und 3 sowie diesen Drehkolben zugeordnete, 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 Schmiermittels zur Drehkolbenseite hin durch je eine Öldichtung 12 bzw. 13 verhindert werden kann. Andererseits werden die selbstschmierenden Kugellager 6 und 8 durch einen Kugelraum c füllendes Schmiermittel geschmiert, wobei, um ein Durchsickern oder Austreten des Schmiermittelvorrats zu verhindern, zwei Abschlußwände 14 und 15 den Raum c bzw. das darin enthaltene Schmiermittel abschließen.

Da jedoch bei dem bekannten Roots-Gebläse das im Raum c befindliche Schmiermittel durch Spalte e₁ und e₂ während eines Aufladens durchtritt, was auf einen Druckunterschied zwischen den Räumen a₁ sowie a₂ und den Räumen b₁ sowie b₂, der durch Druckänderungen oder -schwankungen in den vom Gehäuse 1 sowie den Drehkolben 2 und 3 abgegrenzten Räumen a₁ und a₂ hervorgerufen wird, beruht, entstehen Probleme insofern, als die Lager wegen eines Schmiermittelmangels nicht ausreichend geschmiert werden, weshalb sie einem Abrieb oder Freßerscheinungen unterworfen sind, womit die Lebensdauer oder Standzeit der Lager verringert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Roots-Gebläse zu schaffen, bei dem Schmiermittel aus seinen selbstschmierenden Lagern nicht austritt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Gemäß diesen Merkmalen ist nahe einem jeden der selbstschmierenden und mit Dichtungen versehenen Lager ein Umgehungskanal ausgebildet, der einen vom Gehäuse und den Drehkolben auf der Seite der Lager gebildeten Arbeitsraum mit einem vom Gehäuse auf der anderen Seite der Lager begrenzten Außenraum verbindet, so daß die Entstehung von Druckunterschieden in beiden Räumen und somit der Austritt von Schmiermittel aus den selbstschmierenden Lagern verhindert wird. Außerdem weisen die Dichtungen des Lagers eine Dichtlippe auf, die je nach Druckbeaufschlagung der Dichtung in und außer Anlageberührung mit dem inneren drehbaren Lagerring des Lagers bringbar ist, so daß auch bei schlagartig eintretenden Druckunterschieden der Austritt von Schmiermittel verhindert wird.

Aus der DE-OS 27 25 299 ist ein Roots-Gebläse bekannt, bei dem ein Umgehungskanal zwischen dem Arbeitsraum und einem äußeren Getrieberaum vorgesehen ist. Mit dieser Maßnahme ist ein Druckausgleich zur Vermeidung des Ölübertritts aus dem Getrieberaum und den ölgeschmierten Lagern in den Arbeitsraum gewährleistet. Aus Gründen der Verschleißfreiheit erfolgt die Abdichtung der Lager gegenüber dem Arbeitsraum durch Labyrinthdichtungen.

Aus der FAG: "Wälzlager auf den Wegen des technischen Fortschritts", Verlag R. Oldenbourg, München, 1984, S. 69, Bild 60 sind selbstschmierende Lager bekannt, die mit flexiblen Dichtscheiben mit am drehbaren Lagerring anliegenden Dichtlippen als Berührungsdichtungen vorgesehen sind. Bei diesen Dichtscheiben sind Reibung und Verschleiß nicht auszuschließen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

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 Lagerring) des Lagers und der Endfläche der Lippendichtung hervorgerufen Gleitwiderstand zu vermindern. Weil die Dauer, während welcher der drehende Teil des Lagers mit der Lippendichtung in Anlage ist, dank des Druckausgleichs durch die Umgehungsnut verkürzt werden kann, wird darüber hinaus die Standzeit der U- oder L-förmigen Lippendichtung nicht herabgesetzt.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Roots-Gebläse 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 Brennkraftmaschine mit eingegliedertem Roots-Gebläse.

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

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

Durch das Gehäuse 1 und die Drehkolben 2, 3 werden zwei Arbeitsräume a₁ bzw. a₂ gebildet, die mit den an den entgegengesetzten oder außenliegenden Seiten der Lager 8 und 9 gebildeten beiden Außenräumen b₁ und b₂ durch je einen Umgebungskanal oder eine Umgehungsnut d₁ bzw. d₂ in Verbindung stehen.

Wie die Fig. 6 zeigt, sind an den beiden Seitenflächen eines jeden Kugellagers 6 bzw. 8 zwei Dichtungen (im Folgenden als Lippendichtungen bezeichnet) 14a und 15a von U-förmigem Querschnitt derart angeordnet, daß ein äußerer Rand (Endfläche oder -kante) 22 der Lippendichtung am gehäusefesten Lagerring (äußerer Lagerring) 21 fest ist, während ein anderer innerer Rand (Endfläche oder -kante) 23 frei ist und zum drehbaren Lagerring (innerer Lagerring) 24 einen gewissen Abstand hat. Deshalb werden, wenn der Außendruck ansteigt, die Lippendichtungen 14a und 15a mit dem drehenden Lagerring 24 in Anlage gebracht, um einen Druckanstieg innerhalb des Kugelraumes C des Kugellagers zu verhindern. Damit wird ein Druchtreten von den Kugelraum C anfüllendem Schmiermittel zu den Räumen a₁ und a₂ 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 Kraftfahrzeug-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 Arbeitsräumen a₁ und a₂ des Gebläses 17 erzeugt, während bei geöffneter Drosselklappe 16 in diesen Arbeitsräumen a₁, a₂ ein Überdruck erzeugt wird.

Das bedeutet, daß der Druck, der auf die Lippendichtung 15a 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 Außenräumen b₁ und b₂ durch die Umgehungsnuten d₁ und d₂ jeweils ansteht, ist der Druck an der Lippendichtung ausgeglichen. Deshalb empfängt das im Kugelraum C befindliche Schmiermittel von beiden Seiten her denselben Druck, so daß es ohne ein Austreten stehenbleibt.

Falls sich jedoch der Druck in den Arbeitsräumen a₁, a₂ heftig ändert, so können die Umgehungsnuten d₁ und d₂ die auf den Raum C von beiden Seiten her einwirkenden beiden Drücke nicht perfekt ausgleichen, d. h., der Druck in den Außenräumen b₁, b₂ kann mit dem Druck im Arbeitsraum a₁ oder a₂ auf Grund einer Druckansprechverzögerung durch die Umgehungsnut nicht übereinstimmen. In diesem Fall wird die eine der beiden Lippendichtungen 14a, 15a mit dem drehenden Lagerring 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 verhindern. Wenn beispielsweise der Druck im Arbeitsraum a₁ höher ist als derjenige im Außenraum b₁, so wird das Schmiermittel durch die Lippendichtung 15a abgesperrt. Ist der Druck im Arbeitsraum a₁ niedriger als im Außenraum b₁, so sorgt die Lippendichtung 14a 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.

Claims (3)

1. Roots-Gebläse mit zwei in einem Gehäuse (1) miteinander kämmenden Drehkolben (2, 3), welche auf in dem Gehäuse (1) in Lagern (6, 7, 8, 9) drehbar gelagerten Wellen (4, 5) angeordnet sind, wobei zumindest zwei der Lager (6, 8) Schmiermittel enthalten und jeweils einen gehäusefesten äußeren Lagerring (21) und einen drehbaren inneren Lagerring (24) sowie auf jeder Stirnseite eine an dem gehäuseseitigen äußeren Lagerring (21) mit einem äußeren Rand (22) befestigte und mit einem inneren Rand (23) gegenüber dem inneren drehbaren Lagerring (24) mit Abstand angeordnete Dichtung (14a, 15a) aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß nahe bei jedem der abgedichteten Lager (6, 8) ein Umgehungskanal (d₁, d₂) ausgebildet ist, der einen vom Gehäuse (1) und den Drehkolben (2, 3) auf der einen Seite der Lager (6, 8) gebildeten Arbeitsraum (a₁, a₂) mit einem vom Gehäuse (1) auf der anderen Seite der Lager (6, 8) begrenzten Außenraum (b₁, b₂) verbindet,
daß die Dichtung (14a, 15a) am inneren Rand (23) eine Dichtlippe aufweist und daß die Dichtlippe je nach Druckbeaufschlagung der Dichtung (14a, 15a) aus dem Arbeitsraum (a₁, a₂) und dem Außenraum (b₁, b₂) in und außer Anlageberührung mit dem inneren drehbaren Lagerring (24) der Lager (6, 8) bringbar ist.

2. Roots-Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (14a, 15a) im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist.

3. Roots-Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (14a, 15a) im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist.