DE3829700A1 - Mechanically driven supercharger for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen mechanisch angetriebenen Lader für eine Brennkraftmaschine mit einer von der Brennkraftmaschine über eine Eingangswelle und ein als Planetengetriebe ausgebildetes Übersetzungsgetriebe antreibbaren Rotorwelle, die koaxial zur Eingangswelle verläuft und ein Sonnenrad des Planetengetriebes aufnimmt.The invention relates to a mechanical driven loader for an internal combustion engine with one of the internal combustion engine via an input shaft and an as Planetary gear transmission gear driven Rotor shaft, which runs coaxially to the input shaft and a Sun gear of the planetary gear.
Ein Antrieb eines Laders über ein als Planetengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe der vorgenannten Gattung ist aus der OE-PS 5 82 797 bekannt. Bei entsprechender Anordnung der Aufladeeinrichtung an der Stirnseite der Brennkraftmaschine sind in einem ersten Gehäuse eine schaltbare Reibungskupplung und das Untersetzungsgetriebe angeordnet, während von dort aus die mit hoher Übersetzung ins Schnelle angetriebene Rotorwelle zu dem in einem separaten Gehäuse angeordneten Rotor führt. Die gesamte Anordnung des Laders hat baulich große Abmessungen und eignet sich auf keinen Fall für die Anwendung an einer in einem Kraftfahrzeug betriebenen Brennkraftmaschine. Außerdem ist nicht angegeben, in welcher Weise die mit sehr hoher Drehzahl angetriebene Rotorwelle gelagert sein soll.A loader is driven by a planetary gear trained reduction gear of the aforementioned type is known from OE-PS 5 82 797. With appropriate arrangement the charging device on the front side of the internal combustion engine are a switchable friction clutch in a first housing and the reduction gear arranged while from there the high-speed rotor shaft driven with high gear ratio leads to the rotor arranged in a separate housing. The entire arrangement of the loader has large structural dimensions and is in no way suitable for use on an in an automotive engine. Furthermore it is not specified in what way the very high Speed driven rotor shaft should be stored.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen kompakten mechanischen Antrieb eines Laders zu schaffen, dessen Lagerung der Rotorwelle trotz hoher Wellendrehzahlen eine größtmögliche Lebensdauer erreichen soll.The present invention is therefore the object based on a compact mechanical drive of a loader to create whose bearing the rotor shaft despite high Shaft speeds should achieve the greatest possible service life.
Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Lagerung der Rotorwelle gegenüber ihrer Aufnahme in einem gehäusefesten Abschnitt des Laders radiales und axiales Spiel aufweist. Das radiale Spiel der Lagerung führt zu einer deutlichen Verringerung der aus der Restunwucht der Rotorwelle und des Sonnenrades resultierenden Lagerbelastung. Aufgrund des radialen Spiels wird nämlich der Freiheitsgrad der Rotorwellen-Lagerung derart vergrößert, daß eine Rotation der Rotorwelle um ihre Schwerachse ermöglicht ist. Die aufgrund der Massenkräfte auftretenden Lagerkräfte können somit erheblich reduziert werden. Das axiale Spiel ermöglicht die freie Bewegung der Lagerung innerhalb des Radialspiels.This task is performed according to the distinctive part of the Claim 1 solved in that a storage the rotor shaft relative to its inclusion in a housing-fixed Section of the loader has radial and axial play. The radial play of the bearing leads to a clear Reduction of the residual unbalance of the rotor shaft and the Sun gear resulting bearing load. Because of the radial play is namely the degree of freedom of Rotor shaft bearing enlarged so that rotation of the Rotor shaft around its axis of gravity is enabled. The due the bearing forces occurring can therefore be significantly reduced. The axial play enables free movement of the bearing within the radial play.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 14 beschrieben. Danach soll das radiale Spiel bis zu 0,1 mm, vorzugsweise 0,05 mm betragen. Ein Radialspiel in dieser Größenordnung ermöglicht die Einstellung der Rotationsachse der Lagerung auf die Schwerachse der Rotorwelle. Außerdem soll in dem durch das radiale Spiel geschaffenen Ringspalt ein Dämpfungsmittel angebracht sein, so daß sich die Lagerung schwimmend in dem gehäusefesten Abschnitt abstützt. Für eine weitere Reduzierung der Lagerbelastung ist es von Vorteil, die Rotorwelle in der erfindungsgemäßen Weise zwischen dem Rotor und dem Übersetzungsgetriebe zu lagern. Die Lageranordnung zwischen Rotor und Übersetzungsgetriebe führt einerseits zu einer sehr kompakten Bauweise des Antriebes und verhindert die Schwingungsanregung der Rotorwelle durch die Eingangswelle.Further embodiments of the invention are in the Subclaims 2 to 14 described. Then the radial Play up to 0.1 mm, preferably 0.05 mm. A Radial play of this magnitude enables adjustment the axis of rotation of the bearing on the axis of gravity of the Rotor shaft. In addition, in the radial play created a damping means attached to the annular gap, so that the storage floating in the housing Section supports. For a further reduction in Bearing load, it is advantageous to keep the rotor shaft in the inventive manner between the rotor and the To store transmission gears. The bearing arrangement between On the one hand, rotor and transmission gear lead to a very compact design of the drive and prevents that Vibration excitation of the rotor shaft by the input shaft.
Die Lagerung kann zwei Schrägschulterlager aufweisen, die derart angeordnet sind, daß sie auf der Rotorwelle einen großen Stützabstand einschließen. Die Schrägkugellager sind dazu in der Lage, hohe radiale und axiale Kräfte aufzunehmen. Diese Schrägkugellager können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in einer zylindrischen Führungshülse angeordnet sein, wobei das radiale und axiale Spiel der Lagerung zwischen dem Außenmantel der Führungshülse und der Aufnahmebohrung des gehäusefesten Abschnitts vorgesehen ist. Als Dämpfungsmittel eignen sich wahlweise oder kombiniert das der Lagerung zugeführte Schmieröl oder im Ringspalt angeordnete Ringe, wobei diese Ringe als Dichtungselemente gleichzeitig für einen sicheren Übertritt des Schmieröls zur Lagerung sorgen und das Planetengetriebe gegenüber dem Ladegebläse abdichten.The bearing can have two inclined shoulder bearings, the are arranged so that they have a large on the rotor shaft Include support spacing. The angular contact ball bearings are in able to absorb high radial and axial forces. These Angular contact ball bearings can be used in a further embodiment of the invention be arranged in a cylindrical guide sleeve, the radial and axial play of the bearing between the outer jacket the guide sleeve and the mounting hole of the housing-fixed Section is provided. Are suitable as damping agents either or combine the lubricating oil supplied to the bearing or arranged in the annular gap, these rings as Sealing elements at the same time for a safe passage of the Provide lubricating oil for storage and the planetary gear seal against the charging fan.
Eine günstige axiale Fixierung der Führungshülse ergibt sich daraus, daß sich die Führungshülse einerseits mit einem radialen Bund an dem gehäusefesten Abschnitt abstützt, während andererseits an ihr ein Ring durch Anschrauben oder durch Klemmwirkung befestigt wird. Dadurch läßt sich, wie in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen wird, auch die gesamte aus Rotor, Rotorwelle, Schrägkugellager, Führungshülse sowie Sonnenrad bestehende Einheit vormontieren und auswuchten. Ein erneutes Zerlegen der vormontierten Einheit vor der Montage im Lader mit der Gefahr, daß erneut Wuchtungsfehler auftreten können, entfällt somit. Zur Erhöhung der Lebensdauer der Lagerung wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Schrägkugellager mit geschlossenen, bordgeführten Käfigen versehen sind, d. h., die Käfige sind am Innen- und/oder Außenring des Schrägkugellagers geführt, wodurch der zentrische Lauf des Wälzlagers verbessert wird.A favorable axial fixation of the guide sleeve results from the fact that the guide sleeve on the one hand with a supports radial collar on the housing-fixed portion, while on the other hand a ring by screwing or by Clamping effect is attached. This allows, as in others Embodiment of the invention is proposed, including the whole from rotor, rotor shaft, angular contact ball bearing, guide sleeve and Pre-assemble and balance the existing sun gear unit. A disassembly of the pre-assembled unit before assembly in Loader with the risk that balancing errors occur again can therefore be dispensed with. To increase the life of the Storage is also proposed that the angular contact ball bearings are provided with closed, on-board cages, d. H., the cages are on the inner and / or outer ring of the Angular contact ball bearings, which ensures the central running of the Rolling bearing is improved.
Zur Verbesserung der Schmierölversorgung der Schrägkugellager werden zwei alternative Möglichkeiten vorgeschlagen. Zum einen soll bei einer Schmierölzuführung zwischen den beiden Schrägkugellagern die Lagerung zum Rotor hin über einen Wellendichtring abgedichtet sein, so daß die vom Rotor verdichtete Luft nicht das Schmieröl aus den Lagern herausblasen kann. Zum anderen kann aber bei Zuleitung des Schmieröls im Bereich zwischen dem Rotor und dem ihm benachbarten Schrägkugellager ein Wellendichtring zwischen der Rotorwelle und der Führungshülse vorgesehen sein, der aufgrund der Ausbildung seiner Dichtlippe einen bestimmten Ladeluftstrom zur Schmierölzufuhr gelangen läßt, so daß das Schmieröl unter Ladedruck in die beiden Schrägkugellager gefördert wird. Bei fehlendem Ladedruck bzw. Saugbetrieb der Brennkraftmaschine sperrt die Dichtlippe den schmiermittelführenden Bereich gegenüber dem Rotor ab. Schließlich kann die Führungshülse an ihrem Umfang auf einem Sehnenverlauf hergestellte Ausnehmungen aufweisen, die jeweils für sich getrennt zur Schmiermittelzufuhr und -ableitung der Lagerung dienen.To improve the supply of lubricating oil Angular contact ball bearings are two alternative options suggested. On the one hand, with a lubricating oil supply between the two angular contact ball bearings the bearing to the rotor be sealed over a shaft seal so that the Air compressed by the rotor does not compress the lubricating oil from the bearings can blow out. On the other hand, if the Lubricating oil in the area between the rotor and it adjacent angular contact ball bearing a shaft seal between the Rotor shaft and the guide sleeve may be provided due to the formation of its sealing lip a certain charge air flow can get to the lubricating oil supply, so that the lubricating oil under Boost pressure is conveyed into the two angular contact ball bearings. At Missing boost pressure or suction operation of the internal combustion engine the sealing lip blocks the lubricant-carrying area towards the rotor. Finally, the guide sleeve can their circumference on a chord course have, each separately for the supply of lubricant serve and derivation of storage.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.The invention is not based on the combination of features Claims limited. There are more for the person skilled in the art reasonable combinations of claims and individual claim characteristics from the task.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel im Längsschnitt dargestellt ist. In der einzigen Figur ist mit 1 ein mechanisch angetriebener Lader bezeichnet, der zur Aufladung einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine dient und von dieser aus mechanisch über eine Eingangswelle 2 antreibbar ist. Die Laderbaueinheit 1 besteht aus einem Verdichtergehäuse 3 mit einem axialen Luftansaugstutzen 4 und einem tangential verlaufenden Ladeluststutzen 5. Im Verdichtergehäuse 3 ist weiterhin ein Rotor 6 angeordnet, der über eine Rotorwelle 7 mit hoher Drehzahl angetrieben wird. Der Antrieb der Rotorwelle 7 erfolgt von der Eingangswelle 2 her über einen Planetensatz 8 auf dessen drehfest auf der Rotorwelle 7 angeordnetes Sonnenrad 9. Die Rotorwelle 7 ist in einem Getriebegehäuseteil 10 gelagert.To further explain the invention, reference is made to the drawing, in which an embodiment is shown in longitudinal section. In the single figure, 1 denotes a mechanically driven supercharger which serves to charge an internal combustion engine (not shown) and from which it can be driven mechanically via an input shaft 2 . The charger unit 1 consists of a compressor housing 3 with an axial air intake 4 and a tangential charge-loss connector 5 . A rotor 6 is furthermore arranged in the compressor housing 3 and is driven at high speed via a rotor shaft 7 . The rotor shaft 7 is driven from the input shaft 2 via a planetary gear set 8 on its sun gear 9 arranged on the rotor shaft 7 in a manner fixed against relative rotation. The rotor shaft 7 is mounted in a gear housing part 10 .
Dabei besteht die Lagerung der Rotorwelle 7 aus zwei Schrägkugellagern 11 und 12, die zwischen dem Planetensatz 8 und dem Rotor 6 angeordnet sind. Dabei umgibt die beiden Schrägkugellager 11 und 12 eine Führungshülse 13, die einen radialen Bund 14 sowie einen Ring 15 zur axialen Lagefixierung an Anlageflächen 16 des Getriebegehäuseteils 10 dienen. Dabei ist die Führungshülse 13 mit einem radialen Spiel 17 in eine Aufnahmebohrung 18 des Getriebegehäuseteils 10 eingesetzt. Die axialen Fixierungen der Führungshülse in Form des radialen Bundes 14 und des Ringes 15 weisen gegenüber den Anlageflächen 16 des Getriebegehäuses 10 ein axiales Spiel 19 auf.The bearing of the rotor shaft 7 consists of two angular contact ball bearings 11 and 12 which are arranged between the planetary gear set 8 and the rotor 6 . In this case, the two angular contact ball bearings 11 and 12 surround a guide sleeve 13 , which serve a radial collar 14 and a ring 15 for axially fixing the position on contact surfaces 16 of the transmission housing part 10 . The guide sleeve 13 is inserted with a radial play 17 in a receiving bore 18 of the gear housing part 10 . The axial fixings of the guide sleeve in the form of the radial collar 14 and the ring 15 have an axial play 19 with respect to the contact surfaces 16 of the gear housing 10 .
Zwischen der Führungshülse 13 und der Aufnahmebohrung 18 ist ein elastischer Ring 20 angeordnet, der zum einen innerhalb des radialen Spiels 17 als Dämpfungsmittel wirkt und zum anderen den durch das radiale Spiel 17 gebildeten Ringspalt gegenüber dem im Verdichtergehäuse 3 anstehenden Ladedruck abdichtet. Der Lader 1 ist über eine Schmierölleitung 21 an die Schmiermittelversorgung der Brennkraftmaschine angeschlossen, wobei innerhalb dieser Schmierölleitung 21 ein Stromregelventil 22 angeordnet ist, das die dem Lader 1 zugeführte Schmierölmenge unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine konstant hält. Die Schmierölleitung 21 ist an eine im Getriebegehäuse 10 angeordnete Schmiermittelbohrung 23 angeschlossen, die in einen Schmiermittel- Sammelraum 24 einmündet. Zur Herstellung dieses Schmiermittel- Sammelraumes 24 ist am Umfang die Führungshülse durch eine Ausnehmung, die sehnenartig verläuft, hergestellt. Von diesem Schmiermittel-Sammelraum 24 gelangt das Schmieröl über zumindest eine Zulaufbohrung 25 in einen Bereich zwischen dem Rotor 6 und dem ihm benachbarten Schrägkugellager 11. Dieser Eintrittsbereich des Schmieröls ist gegenüber dem Inneren des Verdichtergehäuses 3 durch einen Wellendichtring 26 abgedichtet. Dieser Wellendichtring 26 hat zur Rotorwelle hin eine Dichtlippe, die im Querschnitt gesehen eine zu den Schrägkugellagern 11 und 12 hin gebogenen Verlauf hat, so daß sie sich unter dem Druck des Schmieröls an die Rotorwelle 7 legt, bei Auftreten eines Ladedrucks im Verdichtergehäuse hingegen etwas von der Rotorwelle 7 abhebt und einen Teilstrom der Ladeluft eintreten läßt, der das über die Zulaufbohrungen 25 zufließende Schmieröl in die Schrägkugellager 11 und 12 fördert. Aus dem Inneren der Lagerung der Rotorwelle 7 führen Ablaufbohrungen 28 zu einem weiteren Schmiermittel-Sammelraum 29, von dem aus das Schmieröl über eine Schmiermittelbohrung 30 und eine nicht dargestellte Leitung in den Ölsumpf der Brennkraftmaschine abgeleitet wird.Between the guide sleeve 13 and the receiving bore 18 , an elastic ring 20 is arranged, which on the one hand acts as a damping means within the radial play 17 and on the other hand seals the annular gap formed by the radial play 17 with respect to the charge pressure in the compressor housing 3 . The charger 1 is connected to the lubricant supply of the internal combustion engine via a lubricating oil path 21, wherein within said lubricating oil passage 21, a flow control valve 22 is arranged, which holds the the loader 1 supplied amount of lubricating oil independently of the speed of the engine constant. The lubricating oil line 21 is connected to a lubricant bore 23 arranged in the transmission housing 10 , which opens into a lubricant collecting chamber 24 . To produce this lubricant collecting space 24 , the guide sleeve is produced on the circumference through a recess which runs like a chord. From this lubricant collecting space 24 , the lubricating oil passes through at least one inlet bore 25 into an area between the rotor 6 and the angular contact ball bearing 11 adjacent to it. This inlet area of the lubricating oil is sealed off from the interior of the compressor housing 3 by a shaft sealing ring 26 . This shaft sealing ring 26 has a sealing lip towards the rotor shaft, which, seen in cross section, has a curve curved toward the angular contact ball bearings 11 and 12 , so that it lies against the rotor shaft 7 under the pressure of the lubricating oil, but somewhat of when a boost pressure occurs in the compressor housing the rotor shaft 7 lifts off and allows a partial flow of the charge air to enter which conveys the lubricating oil flowing in via the inlet bores 25 into the angular contact ball bearings 11 and 12 . Drain bores 28 lead from the inside of the bearing of the rotor shaft 7 to a further lubricant collecting space 29 , from which the lubricating oil is drained into the oil sump of the internal combustion engine via a lubricant bore 30 and a line (not shown).
Der Darstellung ist zu entnehmen, daß das Schmieröl aus dem Schmiermittel-Sammelraum 24 in den durch radiales Spiel 17 hergestellten Ringspalt an der Führungshülse eindringt und auf diese Weise für eine Dämpfung der Bewegungen der Führungshülse 13 gegenüber dem Gehäuseteil 10 sorgt. The illustration shows that the lubricating oil from the lubricant collecting space 24 penetrates into the annular gap produced by radial play 17 on the guide sleeve and in this way provides damping of the movements of the guide sleeve 13 relative to the housing part 10 .
Bezugszeichen:Reference number:
1 Lader
2 Antriebswelle
3 Verdichtergehäuse
4 Luftansaugstutzen
5 Ladeluftstutzen
6 Rotor
7 Rotorwelle
8 Planetensatz
9 Sonnenrad
10 Getriebegehäuseteil
11 Schrägkugellager
12 Schrägkugellager
13 Führungshülse
14 Radialer Bund
15 Ring
16 Anlageflächen
17 Radiales Spiel
18 Aufnahmebohrung
19 Axiales Spiel
20 Elastischer Ring
21 Schmierölleitung
22 Stromregelventil
23 Schmiermittelbohrung
24 Schmiermittel-Sammelraum
25 Zulaufbohrung
26 Wellendichtring
27 Dichtlippe
28 Ablaufbohrungen
29 Schmiermittel-Sammelraum
30 Schmiermittelbohrung 1 loader
2 drive shaft
3 compressor housings
4 air intake ports
5 charge air nozzles
6 rotor
7 rotor shaft
8 planetary gear set
9 sun gear
10 gear housing part
11 angular contact ball bearings
12 angular contact ball bearings
13 guide sleeve
14 Radial collar
15 ring
16 contact surfaces
17 Radial play
18 location hole
19 Axial play
20 Elastic ring
21 Lube oil line
22 flow control valve
23 lubricant hole
24 Lubricant collection room
25 inlet bore
26 shaft seal
27 sealing lip
28 drain holes
29 Lubricant collection room
30 lubricant hole
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3829700A DE3829700A1 (en) | 1987-09-05 | 1988-09-01 | Mechanically driven supercharger for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3729888 | 1987-09-05 | ||
DE3829700A DE3829700A1 (en) | 1987-09-05 | 1988-09-01 | Mechanically driven supercharger for an internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3829700A1 true DE3829700A1 (en) | 1989-03-23 |
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ID=25859491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3829700A Withdrawn DE3829700A1 (en) | 1987-09-05 | 1988-09-01 | Mechanically driven supercharger for an internal combustion engine |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1988
- 1988-09-01 DE DE3829700A patent/DE3829700A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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