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Hintergrund
der Offenbarung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rotationsgebläse und insbesondere
auf einen Torsionsdämpfungsmechanismus
("Isolator"), um hörbares Rauschen
vom Gebläse
und insbesondere von den Zeitsteuerrädern zu reduzieren.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise bei vielen Arten von
Gebläsen
verwendet werden kann, und zwar ungeachtet der Art des Eingangsantriebs
des Gebläses,
ist die vorliegende Erfindung insbesondere geeignet zur Verwendung
bei einem Roots-Rotationsgebläse,
welches durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, der auch
im Folgenden als "periodischer" Verbrennungsmotor
bezeichnet wird, weil bei dem typischen Verbrennungsmotor, der kommerziell
für Straßenfahrzeuge
verwendet wird, die Drehmomentausgabe des Motors nicht vollständig glatt
und konstant ist sondern statt dessen ansprechend auf eine Reihe
von einzelnen getrennten Verbrennungszyklen erzeugt wird.
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Es
sollte dem Fachmann verständlich
sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf ein Roots-Gebläse eingeschränkt ist
sondern genauso vorteilhafterweise in einer Schraubenkompressorvorrichtung
verwendet werden könnte.
Jedoch ist die Erfindung insbesondere vorteilhaft bei einem Roots-Gebläse und wird
in Verbindung damit beschrieben. Ein typisches Roots-Gebläse überträgt Luftvolumen
vom Einlassanschluss zum Auslassanschluss, während ein Schraubenkompressor
tatsächlich
eine innere Komprimierung der Luft erreicht, bevor sie zum Auslassanschluss
geliefert wird. Für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist jedoch das wichtigste,
dass das Gebläse
oder der Kompressor ein Paar von Rotoren aufweist, die mit Bezug
zueinander zeitgesteuert werden müssen und daher durch zusammenpassende
Zeitsteuerräder
angetrieben werden. Wie es nun dem Fachmann für die Technik von Gebläsen bekannt
ist, sind die Zeitsteuerräder möglicherweise
Bedingungen unterworfen, wie beispielsweise einem Rattern der Zahnräder und
Stößen.
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Rotationsgebläse der Bauart,
auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht (entweder Roots-Bauart
oder Schraubenkompressor-Bauart) werden auch als "Superlader" bezeichnet, weil
sie verwendet werden, um effektiv die Einlassseite des Motors super- bzw. überzuladen.
Typischerweise ist der Eingang eines Motorsuperladers eine durch
Scheibe und Riemen angetriebene Anordnung, die so konfiguriert und bemessen
ist, dass bei irgendeiner gegebenen Motordrehzahl die Luftmenge,
die in die Einlasssammelleitung übertragen
wird, größer als
die augenblickliche Verdrängung
des Motors ist, was somit den Luftdruck in der Einlasssammelleitung
steigert und die Leistungsdichte des Motors vergrößert.
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Rotationsgebläse entweder
von der Roots-Bauart oder der Schraubenkompressor-Bauart werden
durch die Möglichkeit
zur Erzeugung von Geräuschen
charakterisiert. Beispielsweise kann das Roots-Gebläsegeräusch als
eine von zwei Arten klassifiziert werden. Die erste ist das aus
dem Festkörper
herkommende Geräusch,
welches durch die Drehung der Zeitsteuerräder und der Rotorwellenlager
verursacht wird, die fluktuierenden Belastungen unterworfen sind
(den periodischen Zündungsimpulsen
des Motors). Die zweite Art von Geräusch ist ein durch Strömungsmittel
hervorgerufenes Geräusch, welches
durch die Strömungsmittelflusscharakteristiken
verursacht wird, wie beispielsweise schnelle Veränderungen der Geschwindigkeit
des Strömungsmittels
(d.h. die Luft, die durch den Superlader übertragen wird). Die vorliegende
Erfindung ist in erster Linie auf das aus dem Festkörper kommende
Geräusch gerichtet,
welches durch den Eingriff der Zeitsteuerräder verursacht wird. Insbesondere
ist die vorliegende Erfindung auf Torsionsdämpfungsmechanismen ("Isolatoren") der Bauart gerichtet,
die das "Springen" der Zeitsteuerräder während Zeiten
eines Betriebs mit relativ niedriger Drehzahl minimieren kann, wenn die
Gebläserotoren
nicht "unter Last" sind. Das Geräusch, welches
von den eingreifenden Zähnen
der Zeitsteuerräder
während
eines nicht belasteten (nicht zur Superladung dienenden) Betriebs
mit niedriger Drehzahl erzeugt werden kann, wird auch als "Zahnradrasseln" bezeichnet.
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Ein
Beispiel eines Torsionsdämpfungsmechanismus
des Standes der Technik für
einen Superlader wird veranschaulicht und beschrieben im US-Patent
6 253 747. Solche Torsionsdämpfungsmechanismen
werden auch als "Isolatoren" bezeichnet, weil
ein Teil ihrer Funktion ist, die Zeitsteuerräder von den Drehzahl- und Drehmomentfluktuationen des
Eingangs in dem Superlader zu isolieren. Während des Verlaufs der Entwicklung
eines Superladers, was den Torsionsdämpfungsmechanismus des oben
dargelegten Patentes mit einschließt, ist einer der primären Entwicklungsbetrachtungspunkte
die Haltbarkeit des Torsionsdämpfungsmechanismus gewesen,
und daher die letztendliche Service- oder Haltbarkeitslebensdauer
des Superladers bezüglich der
Anzahl von Betriebsstunden vor irgendeiner Art eines Versagens einer
Superladerkomponente.
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Der
Torsionsdämpfungsmechanismus
des oben erwähnten
Patentes weist ein Paar von Nabengliedern auf (wobei eines mit dem
Eingang verbunden ist und das andere mit einem der Zeitsteuerräder), wobei
die Nabenglieder eine zylindrische Oberfläche definieren. Eine einzelne
Torsionsfeder umgibt die zylindrische Oberfläche, die von den Nabengliedern
definiert wird, und ist eng davon beabstandet. Wie es dem Fachmann
in erster Linie basierend auf dem oben erwähnten Patent bekannt ist, wird
das radiale Spiel zwischen der zylindrischen Oberfläche der
Nabenglieder und dem Innendurchmesser der im Allgemeinen zylindrischen
Torsionsfeder so ausgewählt,
dass es einer vorbestimmten positiven Laufgrenze entspricht (d.h.
einer größeren Drehung
des Eingangs als des assoziierten Zeitsteuerrades).
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Wenn
der Torsionsdämpfungsmechanismus von
der Bauart, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, die
vorbestimmte positive Laufgrenze erreicht, gibt es einen tatsächlichen
Eingriff von Oberfläche
zu Oberfläche
zwischen der Innenfläche
der Windungen der Torsionsfeder und den benachbarten zylindrischen
Oberflächen
der Nabenglieder. In Verbindung mit der Entwicklung eines Superladers,
der die vorliegende Erfindung verkörpert, ist beobachtet worden,
dass es ein Abnutzungsmuster auf der Seitenfläche der Windungen der Torsionsfeder
gegeben hat, und dass Eisenoxyde auf der Abnutzungsfläche der
Feder vorhanden waren. Es ist daher bestimmt worden, dass der Grund
für das
Abnutzungsmuster auf der Innenseite der Torsionsfeder ein Phänomen ist,
das als "Reibungskorrosion" bekannt ist. Unglücklicherweise
ist die Konfiguration des Torsionsdämpfungsmechanismus derart,
dass die Torsionsfeder in dem Mechanismus "vergraben" ist, und dass irgendeine Art eines
Zugriffs auf die Feder während des
Betriebs sehr eingeschränkt
ist.
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Mit
Bezug auf die beobachtete Reibungskorrosion ist die Tatsache bekannt,
dass wenn die zylindrischen Oberflächen der Nabenglieder sich
abnutzen oder in dem Ausmaß korrodieren,
dass ihre Durchmesser verringert werden, wird der "Durchmesser" der Innenfläche der
Torsionsfeder geringer als beabsichtigt sein, und zwar in der positiven
Laufgrenze des Isolators. Eine solche Verringerung des Durchmessers
der Innenfläche
der Torsionsfeder wird Veränderungen
(eine Steigerung) im Spannungsniveau innerhalb der Feder zur Folge
haben, was somit typischerweise die Lebensdauer der Feder reduziert.
Ein damit in Beziehung stehendes Problem ist an dem Punkt beobachtet
worden, wo eine der Windungen über
den axialen Spalt zwischen den Nabengliedern läuft, wobei beobachtet wurde,
dass dies einen "Schlitz" in die Innenfläche der
Feder schneidet, wo sie die Nabe auf jeder Seite des axialen Spaltes
berührt.
Wie in der Technik wohl bekannt ist, wird eine Bildung eines solchen
Schlitzes einen Spannungsanstieg an dieser Stelle in der Feder zur
Folge haben, was weiter die Ermüdungslebensdauer
der Isolatorfeder begrenzt.
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Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
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Entsprechend
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Torsionsdämpfungsmechanismus
(Isolator) zur Anwendung bei einem Rotationsgebläse der oben beschriebenen Bauart vorzusehen,
wobei die Ermüdungslebensdauer
des Mechanismus wesentlich verlängert
werden kann.
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Es
ist insbesondere ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Torsionsdämpfungsmechanismus
vorzusehen, der das oben erwähnte Ziel
durch Verringerung der Abnutzung zwischen der Innenfläche der
Torsionsfeder und den benachbarten Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsnabenglieder
erreicht.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Torsionsdämpfungsmechanismus
vorzusehen, der die oben erwähnten
Ziele erreicht, ohne zusätzlich
irgendwelche komplexen oder teuren Strukturen oder Materialien hinzuzufügen.
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Die
obigen und andere Ziele der Erfindung werden durch Vorsehen eines
Rotationsgebläses
erreicht, welches ein Gehäuse
aufweist, erste und zweite ineinander greifende mit Ansätzen versehene Rotoren,
die drehbar in dem Gehäuse
angeordnet sind, um Einlassanschlussluft mit relativ niedrigem Druck
zu Auslassanschlussluft mit relativ hohem Druck umzuwandeln. Erste
und zweite ineinander greifende Zeitsteuerräder sind relativ zu den ersten bzw.
zweiten Rotoren befestigt, um einen Kontakt mit den ineinander greifenden
Ansätzen
zu verhindern. Ein Eingangsantrieb ist geeignet, um drehbar von
einem positiven Drehmoment angetrieben zu werden, und zwar um eine
Drehachse in einer Antriebsrichtung mit Drehzahlen proportional
zu den Drehzahlen eines periodischen Verbrennungsmotors. Ein Torsionsdämpfungsmechanismus
ist zur Übertragung vom
Motordrehmoment vom Eingangsantrieb zum ersten Zeitsteuerrad vorgesehen,
wobei der Torsionsdämpfungsmechanismus
ein erstes Glied aufweist, welches festgelegt ist, um sich mit dem
Eingangsanschluss zu drehen, ein zweites Glied welches festgelegt
ist, um sich mit dem ersten Zeitsteuerrad zu drehen, und eine schraubenförmige Torsionsfeder.
Die Torsionsfeder hat ein Eingangsende, welches festgelegt ist,
um sich mit dem Eingangsantrieb zu drehen, und ein Ausgangsende,
welches befestigt ist, um sich mit dem ersten Zeitsteuerrad zu drehen,
wobei die Torsionsfeder einen normalen Innendurchmesser definiert,
der eine äußere zylindrische
Oberfläche
umgibt und eng davon beabstandet ist, die von den ersten und zweiten
Gliedern definiert wird.
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Das
verbesserte Rotationsgebläse
wird gekennzeichnet durch das Gehäuse, welches die Kammer definiert,
die eine Strömungsmittelmenge
enthält,
wodurch die Drehung der ersten und zweiten Zeitsteuerräder die
Erzeugung eines Luft-Öl-Nebels innerhalb
der Kammer zur Folge hat. Die ersten und zweiten Glieder definieren
dazwischen einen axialen Spalt, der axial zwischen dem Eingangsende
und dem Ausgangsende der Torsionsfeder angeordnet ist. Eines der
ersten und zweiten Glieder definiert einen Winkeldurchlass mit einem
radial äußeren Ende in
Verbindung mit dem axialen Spalt, und mit einem radial inneren Ende
in Verbindung mit dem axial gegenüberliegenden Ende des Gliedes.
Als eine Folge erzeugt die Drehung der Glieder einen Fluss des Luft-Öl-Nebels
durch den Winkeldurchlass und den axialen Spalt und zwischen die äußere zylindrische Oberfläche der
Glieder und die Innenseite der Torsionsfeder.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Einlasssammelleitungsanordnung
mit einem Gebläse
oder Superlader mit positiver Verdrängung darin, um den Einlassdruck
für einen
Verbrennungsmotor aufzuladen.
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2 ist
ein vergrößerter bruchstückhafter axialer
Querschnitt des Eingangsabschnittes des in 1 schematisch
gezeigten Superladers.
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3 ist
ein weiter vergrößerter bruchstückhafter
axialer Querschnitt ähnlich
der 2, der den Betrieb der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht.
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4 ist
eine Perspektivansicht in einem etwas kleineren Maßstab als 2 des
Eingangsnabengliedes, die einen Aspekt der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht.
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Detaillierte Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Nun
mit Bezug auf die Zeichnungen, die nicht die Erfindung einschränken sollen,
ist 1 eine schematische Darstellung einer Einlasssammelleitungsanordnung,
die eine Roots-Gebläsebauart
eines Superladers der Bauart veranschaulicht, die nun dem Fachmann
wohl bekannt ist. Ein Motor, der im Allgemeinen mit 10 bezeichnet
wird, weist eine Vielzahl von Zylindern 12 auf, und ein
sich hin und her bewegender Kolben 14 ist in jedem Zylinder
angeordnet, wodurch eine ausdehnbare Brennkammer 16 definiert
wird. Der Motor 10 weist Einlass- und Auslasssammelleitungsanordnungen 18 bzw. 20 auf,
um Verbrennungsluft zu der Brennkammer 16 hin und weg von
dieser durch Einlass- bzw. Auslasssitzventile 22 und 24 zu
leiten.
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Die
Einlasssammelleitungsanordnung 18 weist ein Rotationsgebläse 26 mit
positiver Verdrängung
der Roots-Bauart ("Backflow-
bzw. Rückflussbauart") auf, wie in den
US-Patenten 5 078 583 und 5 893 355 veranschaulicht und beschrieben.
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Das
Gebläse 26 weist
ein Paar von Rotoren 28 und 29 auf, wobei jeder
davon eine Vielzahl von ineinander greifenden Ansätzen aufweist.
Die Rotoren 28 und 29 sind in einem Paar von parallelen,
sich quer überlappenden
zylindrischen Kammern 28c bzw. 29c angeordnet.
Die Rotoren können
mechanisch durch ein Motorkurbelwellendrehmoment angetrieben werden,
welches dorthin in bekannter Weise übertragen wird, wie beispielsweise
durch einen (hier nicht veranschaulichten) Antriebsriemen. Der mechanische
Antrieb dreht die Gebläserotoren 28 und 29 mit
einem festen Verhältnis
relativ zur Kurbelwellendrehzahl, so dass die Gebläseverdrängung größer als
die Motorverdrängung
ist, wodurch die Luft, die in die Brennkammern 16 fließt, in einer
in der Technik wohl bekannten Weise aufgeladen oder überladen
wird. Der Superlader oder das Gebläse 26 weist einen
Einlassanschluss 30 auf, der die Luft oder die Luft-Brennstoff-Mischung
von einer Einlassleitung oder einem Einlassdurchlass 32 aufnimmt und
weiter einen Entladungs- oder Auslassanschluss 34 aufweist,
der die Ladeluft zu den Einlassventilen 22 durch eine Auslassleitung 36 leitet.
Die Einlassleitung 32 und die Auslassleitung 36 sind
durch einen Überlaufdurchlass
bzw. Bypass-Durchlass verbun den, wie es nun dem Fachmann für die Technik
bekannt ist, die nicht insbesondere relevant für die vorliegende Erfindung
ist, und dies wird daher hier nicht weiter beschrieben.
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Nun
in erster Linie mit Bezug auf 2 ist dort
ein Eingangsabschnitt des Gebläses 26 veranschaulicht,
der im Allgemeinen mit 40 bezeichnet wird. Der Eingangsabschnitt 40 weist
ein Gehäuseglied 42 auf,
welches typischerweise mit dem Hauptgebläsegehäuse verschraubt wäre (siehe 1), d.h.
das Gehäuse,
welches die zylindrischen Kammern 28c und 29c definiert.
Das Gehäuseglied 42 definiert
darin eine Kammer 44, die typischerweise alle Mängel eines
Schmierströmungsmittels
enthalten würde,
wie genauer detailliert im folgenden beschrieben wird, wobei eine
Funktion des Schmierströmungsmittels
ist, die Zeitsteuerräder
zu schmieren.
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Um
das Gehäuseglied 42 herum
und nur bruchstückhaft
in 2 gezeigt, ist eine Eingangs- bzw. Antriebsscheibe 46,
durch die der Eingangsantrieb auf das Gebläse 26 durch eine Eingangswelle 48 übertragen
wird. Vorzugsweise wird die Eingangswelle 48 drehbar innerhalb
eines vorderen Endes des Gehäusegliedes 42 durch
einen geeigneten Lagersatz 50 getragen, der nur bruchstückhaft gezeigt
ist, und zwar in 2 von außen zu sehen. Um sich mit der
Eingangswelle 48 zu drehen, ist daran ein Eingangsnabenglied 52 angebracht.
Das Eingangsnabenglied 52 weist einen radial inneren, im
Allgemeinen zylindrischen Nabenteil 54 auf, und einen radial äußeren zylindrischen
Umschließungsteil 56,
wie genauer im folgenden beschrieben wird.
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Am
hinteren Ende (rechtes Ende in 2) der Eingangswelle 48 ist
ein Wellenteil 58 mit verringertem Durchmesser, und direkt
benachbart zum Wellenteil 58 ist das vordere Ende einer
Rotorwelle 60 angeordnet. Die Eingangswelle 48 und
die Rotorwelle 60 arbeiten zusammen, um eine Drehachse
A zu definieren, und der Rotor 28 dreht sich um diese Drehachse
A. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
jedoch nur beispielhaft, ist es die Rotorwelle 60, auf
der der Rotor 28 montiert ist. Auch auf der Rotorwelle 60 montiert
ist ein Zeitsteuerrad 62, welches, wie es dem Fachmann
wohl be kannt ist, in Zahneingriff mit dem zweiten Zeitsteuerrad 63 ist,
welches an einer zweiten (hier nicht gezeigten) Rotorwelle montiert
ist. Auch an der zweiten Rotorwelle wäre der Rotor 29 montiert,
der in 1 gezeigt ist.
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An
dem vorderen Ende (linkes Ende in 2) der Rotorwelle 60 ist
ein Ausgangsnabenglied 64 angeordnet, welches vorzugsweise
einen Führungsteil 66 mit
verringertem Durchmesser aufweist, der den Wellenteil 58 umgibt
und davon geführt
wird, was somit eine Ausrichtung und Konzentrizität der Nabenglieder 52 und 64 aufrecht
erhält.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
und nur beispielhaft ist ein Gleitlagerglied zwischen dem Wellenteil 58 und
dem Führungsteil 66 angeordnet.
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Immer
noch in erster Linie mit Bezug auf 2, nun jedoch
auch in Verbindung mit 3 ist zu sehen, dass der radial
innere Nabenteil 54 und das Ausgangsnabenglied 64 zusammenarbeiten,
um eine äußere zylindrische
Oberfläche 68 zu
definieren. Es sei bemerkt, dass eine einzige zylindrische Oberfläche (die
Oberfläche 68)
hier als durch den Nabenteil 54 und das Nabenglied 64 definiert
bezeichnet wird, weil vorzugsweise der Nabenteil 54 und
das Nabenglied 64 im Wesentlichen identische Außendurchmesser
definieren würden,
und zwar aus Gründen,
die beim Lesen und Verständnis
des US-Patentes 6 253 747 offensichtlich werden würden. Um
die zylindrische Oberfläche 68 herum
ist eine einzige schraubenförmige
Torsionsfeder 70 angeordnet, die vorzugsweise von der allgemeinen Bauart
ist, die genauer in dem oben dargelegten Patent veranschaulicht
und beschrieben wird. Die Torsionsfeder 70 weist vorzugsweise
ein Eingangsende auf (welches in 2 bei "72" gezeigt ist), welches typischerweise
einen axial orientierten (hier nicht gezeigten) Zapfen aufweisen
würde,
der festgelegt ist, um sich mit dem inneren Nabenglied 52 zu
drehen. In ähnlicher
Weise und wie sowohl in den 2 als auch 3 gezeigt,
weist die Torsionsfeder 70 ein Ausgangsende auf, welches
als ein radial orientierter Zapfen 74 veranschaulicht ist,
der relativ zum Ausgangsnabenglied 64 festgelegt ist. Der
Fachmann wird verstehen, dass alles, was für die Erfindung wichtig ist,
ist, dass das Eingangsende der Feder 70 festgelegt ist,
um sich mit dem Eingang zu drehen, und dass das Ausgangsende der
Feder festgelegt ist, und dass das Ausgangsende der Feder festgelegt
ist, um sich mit dem Ausgang zu drehen (mit dem Zeitsteuerrad 62).
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Nun
mit Bezug auf sowohl 2 als auch 3 weist
die schraubenförmige
Torsionsfeder 70 vorzugsweise einen Federdraht mit einem
im Allgemeinen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf,
wie in den Zeichnungen zu sehen ist, so dass die Windungen der Torsionsfeder 70 in
ihrem normalen entspannten Zustand, wie in den 2 und 3 gezeigt,
einen normalen Innendurchmesser definieren, der in 3 mit 76 bezeichnet
wird. Der Innendurchmesser 76 umgibt die zylindrische Außenfläche 68 und
ist eng davon beabstandet, wobei der radiale Spalt dazwischen mit "R1" in 3 bezeichnet
wird. Wie in dem oben erwähnten
Patent erklärt
wurde, ist der radiale Spalt R1 repräsentativ für eine "Laufgrenze" in der positiven Richtung der Drehung
der Eingangswelle 48.
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In ähnlicher
Weise definiert die Torsionsfeder 70 einen normalen Außendurchmesser 78,
und der äußere Umschließungsteil 56 definiert
eine zylindrische Innenfläche 80,
wobei der radiale Spalt zwischen dem Außendurchmesser 78 und
der zylindrischen Innenfläche 80 einen
radialen Spalt "R2" in 3 aufweist.
Wie auch in dem oben erwähnten Patent
beschrieben wird, ist der radiale Spalt R2 repräsentativ für eine Laufgrenze in negativer
Richtung der Drehung der Eingangswelle 48.
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Wie
im Hintergrund der Offenbarung erwähnt wurde, war eines der Probleme,
welches bei der Entwicklung der vorliegenden Erfindung angetroffen wurde,
der tatsächliche
Eingriff von Oberfläche
zu Oberfläche
zwischen der Innenfläche
(Innendurchmesser 76) der Torsionsfeder 70 und
der benachbarten äußeren zylindrischen
Fläche 68 des
Nabenteils 54 und des Nabengliedes 64. Typischerweise
tritt ein solcher Eingriff als eine Folge einer Fluktuation der Geschwindigkeit
und/oder des Drehmomentes auf, die auf das Zeitsteuerrad 62 durch
die Eingangsscheibe 64 übertragen
wird. Wenn solche Fluktuationen auftreten, wird die Innenfläche (Durchmesser 76) der
Torsionsfeder 70 eng um die zylindrische Außenfläche 68 des
Nabenteils 54 und das Nabenglied 64 gewickelt,
wenn das Eingangsnabenglied 52 das Ausgangsnabenglied 64 überholt". Ein solcher Eingriff
kann mit der Zeit zu einer Reibungskorrosion und Abnützung führen, wie
zuvor beschrieben.
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Nun
in erster Linie mit Bezug auf 3 wird die
vorliegende Erfindung beschrieben. Das Eingangsnabenglied 52 und
das Ausgangsnabenglied 64 sind konfiguriert, um dazwischen
einen axialen Spalt 82 zu definieren, der sich vorzugsweise
um den gesamten Umfang der Nabenglieder 52 und 64 erstreckt,
und zwar aus Gründen,
die im folgenden offensichtlich werden. Das Ausgangsnabenglied 64 definiert
eine ringförmige
Kammer 84, die angeordnet ist, um sich in den axialen Spalt 82 zu öffnen, obwohl bemerkt
sei, dass die ringförmige
Kammer 84 nicht wichtig für die vorliegende Erfindung
ist sondern im vorliegenden Ausführungsbeispiel
vorteilhaft ist (d.h. bei der speziellen in 3 gezeigten
Konstruktion). Schließlich
definiert das Ausgangsnabenglied 64 einen oder mehrere
Winkeldurchlässe 86.
Gemäß einem
wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat jeder Winkeldurchlass 86 eine
radial äußere Endöffnung in
die ringförmige
Kammer 84 und ist daher in offener Verbindung mit dem axialen
Spalt 82. Auch hat jeder der Winkeldurchlässe 86 seine
radial innere Endöffnung
an der Hinterseite des Ausgangsnabengliedes 64, und zwar
aus Gründen,
die im folgenden beschrieben werden.
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Wenn
das Gebläse 26 arbeitet
und die Zeitsteuerräder 62 und 63 sich
drehen, wird das Niveau des Schmieröls in der Kammer 44 gerade
hoch genug gehalten, so dass mindestens eines der Zeitsteuerräder (62 oder 63)
sich durch das Schmieröl
drehen wird. Wie es dem Fachmann wohl bekannt ist, drehen sich die
Zeitsteuerräder
an einem Superlader normalerweise mit mehreren tausend U/min., auch
im Leerlauf des Motors, und daher wird das Ergebnis dessen, dass
sich das Zeitsteuerrad durch das Schmieröl dreht, die Erzeugung eines
Luft-Öl-Spritzmusters oder
Luft-Öl-Nebels
sein, der sich innerhalb der Kammer 44 herum bewegt. Für eine einfache
Bezugnahme wird der Ausdruck "Nebel" im folgenden und
in den beigefügten
Ansprüchen
verwendet, welche Form auch immer (Spritzmuster, Dampf, Nebel usw.) zu bezeichnen
und einzuschließen,
die durch die Kombination der Luft und des Öls innerhalb der Kammer 42 gebildet
wird.
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Nun
mit Bezug auf 4 in Verbindung mit 3 kann
man sehen, dass der äußere Umschließungsteil 56 des
Eingangsnabengliedes 52 vorzugsweise eine Vielzahl von Öffnungen 88 definiert,
die, wie am besten in 4 zu sehen, an verschiedenen axialen
Stellen entlang der axialen Länge
des Umschließungsteils 56 angeordnet
sein können.
Wenn sich der gesamte Torsionsdämpfungsmechanismus (Isolator)
dreht, auch im Leerlauf des Motors, wird das Ergebnis die Erzeugung
eines Flusses des Luft-Öl-Nebels
sein, der dem Pfad folgt, der von den Pfeilen in 3 gezeigt
wird. Daher wird der Luft-Öl-Nebel
in das radial innere hintere Ende der Winkeldurchlässe 86 eintreten
und nach vorne und radial nach außen unter dem Einfluss der
Zentrifugalkraft fließen,
wird in die ringförmige
Kammer 84 und durch diese hindurch und in den axialen Spalt 82 fließen. Obwohl
in 2 und 3 die benachbarten Windungen
der Feder 70 so gezeigt sind, dass sie in Kontakt sind,
wird der Fachmann erkennen, dass es axiale Freiräume zwischen den benachbarten
Windungen gibt. Wenn sich der Isolatormechanismus dreht, gibt es
somit einen kontinuierlichen radial nach außen gerichteten Fluss unter
Einfluss der Zentrifugalkraft, die durch den Winkel der Durchlässe 86 verursacht
wird.
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Alles
was für
die vorliegende Erfindung wichtig ist, ist dass der axiale Spalt 82 irgendwo
zwischen dem Eingangsende 72 und dem Ausgangsende 74 der
Torsionsfeder 70 angeordnet ist. Wie in 3 gezeigt,
wird jedoch bevorzugt, dass der axiale Spalt 82 irgendwo
nahe der Mitte der Torsionsfeder 70 ist, weil der Luft-Öl-Nebel
nach vorne aus der ringförmigen Kammer 84 fließt, dann
radial nach außen
durch den axialen Spalt 82 und in den radialen Spalt R1
zwischen der zylindrischen Außenfläche 68 und
dem Innendurchmesser 76 der Torsionsfeder 70.
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Vorzugsweise
wird der Fluss des Luft-Öl-Nebels
danach den axialen Spalt 82 verlassen, wird sich in einen
Teil aufteilen, der nach hinten fließt, und in einen Teil, der
nach vorne fließt.
Das Ergebnis dieser Flüsse
ist, dass die Außenfläche 68 der
Nabenglieder und der Innendurchmesser 76 der Torsionsfeder 70 kontinuierlich
durch das Öl
geschmiert wird, das in dem Nebel mitgeführt wird. Somit kann man sehen, dass
der Zweck der Öffnungen 88 in
dem äußeren Umschließungsteil 56 ist,
dabei zu helfen, den radialen Fluss nach außen einzuleiten, jedoch ist
es zusätzlich,
dadurch dass man eine oder mehrere der Öffnungen 88 hat, die
zum vorderen Ende (dem rechten Ende in 2) des Umschließungsteils 56 angeordnet
sind, wahrscheinlicher, dass ein wesentlicher Teil des Luft-Öl-Nebels
so eingeleitet wird, dass er in der Richtung nach vorne fließt.
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Es
sollte dem Fachmann durch das Lesen und Verstehen dieser Beschreibung
offensichtlich werden, dass wenn man die Durchlässe 86 hat, die in einem
Winkel angeordnet sind und in einem Winkel nach außen in der
Richtung des Flusses angeordnet sind, dies ein wichtiges Merkmal
der Erfindung ist, Ohne den Winkel der Durchlässe 86 würde der
Nebel innerhalb der Kammer 44 nicht radial nach innen gezogen
werden (wie von dem Pfeil in 3 gezeigt) und
dann radial nach außen
in den Spalt zwischen der Außenfläche 68 und
der Innenfläche
(Durchmesser 76) der Torsionsfeder 70 gepumpt
werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
und nur beispielhaft gibt es vier abgewinkelte Durchlässe 86,
die gleichmäßig beabstandet
in Umfangsrichtung um das Ausgangsnabenglied 64 angeordnet
sind.
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Obwohl
es im vorliegenden Ausführungsbeispiel
das Ausgangsnabenglied 64 ist, welches die abgewinkelten
Durchlässe 86 definiert,
die den Luft-Öl-Nebel in den axialen
Spalt 82 speisen, wird der Fachmann verstehen, dass die
abgewinkelten Durchlässe
in dem Eingangsnabenglied 52 vorgesehen sein könnten.
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In
einem solchen Fall wäre
das radial innere Ende der abgewinkelten Durchlässe 86 am vorderen Ende
des Nabengliedes 52 angeordnet, während das radial äußere Ende
der abgewinkelten Durchlässe 86 in
Verbindung mit dem axialen Spalt 82 wäre. Es wird jedoch in Betracht
gezogen, dass es vorzu ziehen ist, dass das Ausgangsnabenglied 64 die
abgewinkelten Durchlässe 86 definiert,
weil in diesem Ausführungsbeispiel
das "stromaufwärts liegende" Ende (radial innere
Ende) der abgewinkelten Durchlässe 86 direkt benachbart
zum Zeitsteuerrad (62 oder 63) angeordnet ist,
welches den Luft-Öl-Nebel
erzeugt.
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Die
Erfindung ist genau in der vorangegangenen Beschreibung beschrieben
worden, und es wird angenommen, dass verschiedene Veränderungen
und Modifikationen der Erfindung dem Fachmann beim Lesen und Verstehen
der Erfindung offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass all
diese Veränderungen
und Modifikationen in der Erfindung mit eingeschlossen sind, insofern
als sie in den Umfang der beigefügten
Ansprüche
fallen.