EP2402612A2 - Sealing arrangement for the wrap tips of a scroll compressor - Google Patents

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EP2402612A2
EP2402612A2 EP11004304A EP11004304A EP2402612A2 EP 2402612 A2 EP2402612 A2 EP 2402612A2 EP 11004304 A EP11004304 A EP 11004304A EP 11004304 A EP11004304 A EP 11004304A EP 2402612 A2 EP2402612 A2 EP 2402612A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing
sealing strip
groove
housing
sealing surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11004304A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2402612A3 (en
Inventor
Hubert Hagel
Jürgen Licht
Stefan Cölsch
Joachim Nusser
Andreas Lechleiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Handtmann Systemtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Handtmann Systemtechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Handtmann Systemtechnik GmbH and Co KG filed Critical Handtmann Systemtechnik GmbH and Co KG
Publication of EP2402612A2 publication Critical patent/EP2402612A2/en
Publication of EP2402612A3 publication Critical patent/EP2402612A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • F04C18/0223—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving with symmetrical double wraps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/005—Axial sealings for working fluid

Definitions

  • the invention relates to a charging device for the compression of charge air for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • turbochargers which are driven by the exhaust gas flow of the engine.
  • charging devices that work on the displacement principle.
  • inter alia devices have become known, which work with a scroll compressor.
  • a displacer is moved along a helical housing.
  • the displacer is also helical and driven by an eccentric with a drive shaft.
  • Scroll compressors have been described, for example, in the references DE 10 2007 043 579 A1 .
  • the Verdrticianerspiralen in such charging devices are slidably disposed on a housing and provided for sealing the charge air volume between the end face of the VerdrDeutscherspirale and the housing with a sealing strip.
  • the housing is in this case formed by two housing shells, at the housing bottom of each of said seal is made. Sealing strips in charging devices according to the prior art in this case have a rectangular geometry and are inserted in grooves in the positive displacement spiral and a housing spiral.
  • the object of the invention is therefore to propose a charging device, are made possible at the higher speeds and / or larger strokes of the eccentric.
  • a loading device is characterized in that the sealing strip has a foot region dipping into the groove and a head region standing in front of the groove, wherein the head region is wider than the foot region.
  • the head region of the sealing strip according to the invention has a sealing surface, wherein an enlargement of the area available for the design of the sealing surface is accompanied by the enlargement of the head region according to the invention relative to the foot region.
  • the sealing surface also forms a sliding or running surface. The enlarged head area not only improves the sealing properties, but also the sliding properties associated with a reduction in wear. This in turn allows the desired speed increase or Huberhöhung the eccentric.
  • the width of the foot region of the sealing strip substantially corresponds to the groove width in which the sealing strip is received. This results in a good Guiding the sealing strip and a reduction of the gap between the sealing strip and groove gaps, which in turn increases the sealing ability.
  • a sealing strip according to the invention is used on the narrow side of a positive displacement spiral, so that it slidingly and the charge air volume compared to the static, the charge air volume limiting housing is sealingly guided with the movement of the displacement spiral.
  • the sealing surface is formed flat in the head area. This corresponds to a structure of a corresponding charging device, in which the housing regions, on which the sealing surface is guided in a sliding manner, are also flat.
  • wear-reducing elements are additionally arranged in the sealing surface of the head part.
  • Such wear-reducing elements can be tribological structures or material orders.
  • cavities in the sealing surface as a tribological structure on the sealing, sliding or running surface can reduce the overall friction.
  • a corresponding material order can be helpful, the friction and thus also reduces wear.
  • a corresponding material depot may also be provided in cavities in a particular embodiment.
  • the sealing strip is T-shaped. This is a structurally simple form to simultaneously form a foot area in conjunction with a head area according to the invention.
  • such a sealing strip can be made at least partially as a cast and / or pressed part. In principle, however, a machining production is possible, and this usually with greater effort connected is.
  • such a sealing strip can for example be cast as a blank and pressed into a final shape and / or machined.
  • a sealing strip according to the invention can also be made of different materials.
  • the focus is on the one hand on sealing properties and sliding properties on the other.
  • the structure of such material combinations can be different.
  • a combination of materials with a layer structure in question for example, the foot area and most of the head area can be made of an extremely dimensionally stable material, while the sealing surface is provided with a friction-reducing coating.
  • the sealing surface is provided with a friction-reducing coating.
  • even areas of particularly dimensionally stable material can be stored.
  • a composite material would be conceivable using particles in a matrix, wherein either the matrix or the particles each have a certain property.
  • a matrix of a material with good sealing properties would be conceivable, in which particles with friction-reducing properties are embedded to promote sliding behavior.
  • a matrix of particularly dimensionally stable material can also embed both sealing and friction-reducing particles.
  • the use of a matrix of friction-reducing material embedding sealing and / or shape-stabilizing particles would also be conceivable.
  • the groove base, in which the sealing strip is inserted provided with a connection to the high pressure side of the charging device.
  • the sealing strip is pressed by the pressure conditions on the sealing surface during operation, whereby the tightness is influenced pressure-dependent. This not only improves the tightness at high boost pressures, but also reduces wear, since the friction is reduced by a low contact pressure at lower boost pressures.
  • the charging device 1 comprises a housing 2 in which a supercharger shaft 3 is rotatably mounted externally driven via a pulley 4.
  • the loader shaft 3 comprises a crank-like eccentric drive 5 with the eccentricity E with respect to the axis of the loader shaft 3.
  • a positive displacement spiral 6 is driven in a periodic motion.
  • the movement of the displacer coil 6 is such that there are movable closed chambers that promote and compress charge air from an entrance to an exit.
  • the displacement spiral 6 is sealed off from the housing 2 formed by two housing shells 2 a / b by sealing strips 7, 8.
  • the sealing strips 8 in this case seal a central web 9 with respect to housing ribs 10, while the sealing strips 7 seal the displacement spiral 6 with respect to the bottom 11 of the housing shells 2 a / b.
  • the displacement spiral 6 is constructed substantially symmetrically on both sides of the central web 9 and is supported by this.
  • the sealing strips 8 are constructed according to the prior art and in FIG. 2 shown.
  • the magnification according to FIG. 2 shows the sealing strips 8 with rectangular cross-section, which are embedded in a corresponding groove 11.
  • This type of sealing strips can be used anywhere without problems where no greater speeds are to be expected during operation of the charging device. So far, such sealing strips 8 have been used for the entire sealing of the positive displacement spiral, resulting in areas in which, especially at high speeds or larger Exzenterh Wegney very high sliding speeds, disadvantages in terms of their wear resistance.
  • the sealing strip 7 has a foot region 13 and a head region 14 widened in relation to the foot region 13 on.
  • the head portion 14 has a sealing surface 16, which is significantly enlarged compared to conventional sealing strips, such as a sealing strip 8 and at the same time forms a sliding or running surface.
  • FIG. 4 a sealing strip 7 is shown in perspective in a VerdrDeutscherspirale 6, wherein in the sealing surface 6 recesses or cavities 18 are shown, which can serve as such tribological structures. Due to the large width of the head region 14 and the enlargement of the sealing surface associated therewith, a great constructive freedom is available for the arrangement of such tribological structures on the sealing surface 16, which at the same time forms the running surface.
  • such structures in the form of cavities can also be provided with further functional elements, for example, they can be completely or partially filled with friction-reducing and / or sealing material.

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Abstract

The device has a spiral compressor provided with a displacement spiral (6) that is arranged along a housing (2). Two sealing strips (7, 8) sealing a load air volume between the displacement spiral and the housing are inserted into a groove of the displacement spiral or the housing. The sealing strips comprise a base area immersed into the groove and a head area, where the head area is broader than the base area. The head area is provided with a sealing surface, and the sealing strips are made of different materials, where width of the base area corresponds to groove width.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zur Verdichtung von Ladeluft für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a charging device for the compression of charge air for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Für den Einsatz an Verbrennungsmotoren sind verschiedene Ladevorrichtungen bekannt geworden. So gibt es so genannte Turbolader, die über den Abgasstrom des Motors angetrieben werden. Darüber hinaus gibt es Ladevorrichtungen, die nach dem Verdrängerprinzip arbeiten. Unter den Verdrängermaschinen sind u. a. auch Vorrichtungen bekannt geworden, die mit einem Spiralverdichter arbeiten. In einem solchen Verdichter wird ein Verdrängerkörper entlang einem spiralförmigen Gehäuse bewegt. In der Regel ist der Verdrängerkörper ebenfalls spiralförmig und über einen Exzenter mit einer Antriebswelle angetrieben. Ladevorrichtungen mit Spiralverdichter wurden beispielsweise in den Druckschriften DE 10 2007 043 579 A1 , DE 10 2007 043 595 B4 , DE 26 034 62 oder EP 0 899 423 A1 beschrieben.For use with internal combustion engines, various charging devices have become known. So there are so-called turbochargers, which are driven by the exhaust gas flow of the engine. In addition, there are charging devices that work on the displacement principle. Among the displacement machines, inter alia devices have become known, which work with a scroll compressor. In such a compressor, a displacer is moved along a helical housing. In general, the displacer is also helical and driven by an eccentric with a drive shaft. Scroll compressors have been described, for example, in the references DE 10 2007 043 579 A1 . DE 10 2007 043 595 B4 . DE 26 034 62 or EP 0 899 423 A1 described.

Die Verdrängerspiralen bei derartigen Ladevorrichtungen sind an einem Gehäuse gleitend angeordnet und zur Abdichtung des Ladeluftvolumens zwischen der Stirnseite der Verdrängerspirale und dem Gehäuse mit einer Dichtleiste versehen. Das Gehäuse ist hierbei von zwei Gehäuseschalen gebildet, an deren Gehäuseboden jeweils die genannte Abdichtung vorgenommen wird. Dichtleisten bei Ladevorrichtungen nach dem Stand der Technik besitzen hierbei eine Rechteckgeometrie und sind in Nuten in der Verdrängerspirale und einer Gehäusespirale eingesetzt.The Verdrängerspiralen in such charging devices are slidably disposed on a housing and provided for sealing the charge air volume between the end face of the Verdrängerspirale and the housing with a sealing strip. The housing is in this case formed by two housing shells, at the housing bottom of each of said seal is made. Sealing strips in charging devices according to the prior art in this case have a rectangular geometry and are inserted in grooves in the positive displacement spiral and a housing spiral.

Bei hohen Gleitgeschwindigkeiten ergibt sich bei derartigen Dichtleisten ein großer Verschleiß. Hierdurch sind der Erhöhung der Drehzahl und/oder einer Huberhöhung des Exzenters Grenzen gesetzt, da sich dadurch in gewissen Bereichen der Dichtleisten solche hohe Gleitgeschwindigkeiten ergeben.At high sliding speeds results in such sealing strips a great deal of wear. As a result, the increase in speed and / or a Huberhöhung the eccentric limits, since this results in certain areas of the sealing strips such high sliding speeds.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Ladevorrichtung vorzuschlagen, bei der höhere Drehzahlen und/oder größere Hübe des Exzenters ermöglicht werden.The object of the invention is therefore to propose a charging device, are made possible at the higher speeds and / or larger strokes of the eccentric.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Ladevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This object is achieved on the basis of a loading device according to the preamble of claim 1 by its characterizing features.

Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.The measures mentioned in the dependent claims advantageous embodiments and developments of the invention are possible.

Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung dadurch aus, dass die Dichtleiste einen in die Nut eintauchenden Fußbereich und einen vor der Nut stehenden Kopfbereich aufweist, wobei der Kopfbereich breiter als der Fußbereich ist.Accordingly, a loading device according to the invention is characterized in that the sealing strip has a foot region dipping into the groove and a head region standing in front of the groove, wherein the head region is wider than the foot region.

Der Kopfbereich der erfindungsgemäßen Dichtleiste weist eine Dichtfläche auf, wobei durch die erfindungsgemäße Vergrößerung des Kopfbereichs gegenüber dem Fußbereich eine Vergrößerung der zur Gestaltung der Dichtfläche zur Verfügung stehenden Fläche einhergeht. Vorteilhafterweise bildet die Dichtfläche zugleich eine Gleit- oder Lauffläche. Durch den vergrößerten Kopfbereich ist nicht nur eine Verbesserung der Dichteigenschaften, sondern auch der Gleiteigenschaften verbunden mit einer Verschleißminderung möglich. Hierdurch wiederum wird die gewünschte Drehzahlerhöhung oder Huberhöhung des Exzenters ermöglicht.The head region of the sealing strip according to the invention has a sealing surface, wherein an enlargement of the area available for the design of the sealing surface is accompanied by the enlargement of the head region according to the invention relative to the foot region. Advantageously, the sealing surface also forms a sliding or running surface. The enlarged head area not only improves the sealing properties, but also the sliding properties associated with a reduction in wear. This in turn allows the desired speed increase or Huberhöhung the eccentric.

Bevorzugt entspricht die Breite des Fußbereichs der Dichtleiste im Wesentlichen der Nutbreite, in der die Dichtleiste aufgenommen ist. Hierdurch ergibt sich eine gute Führung der Dichtleiste sowie eine Verringerung der zwischen Dichtleiste und Nut auftretenden Spaltmaße, wodurch wiederum die Dichtfähigkeit erhöht wird.Preferably, the width of the foot region of the sealing strip substantially corresponds to the groove width in which the sealing strip is received. This results in a good Guiding the sealing strip and a reduction of the gap between the sealing strip and groove gaps, which in turn increases the sealing ability.

Bevorzugt wird eine erfindungsgemäße Dichtleiste an der Schmalseite einer Verdrängerspirale eingesetzt, so dass sie gleitend und das Ladeluftvolumen gegenüber dem statischen, das Ladeluftvolumen begrenzenden Gehäuse abdichtend mit der Bewegung der Verdrängerspirale geführt wird.Preferably, a sealing strip according to the invention is used on the narrow side of a positive displacement spiral, so that it slidingly and the charge air volume compared to the static, the charge air volume limiting housing is sealingly guided with the movement of the displacement spiral.

Bevorzugt wird die Dichtfläche im Kopfbereich eben ausgebildet. Dies korrespondiert zu einem Aufbau einer entsprechenden Ladevorrichtung, bei der die Gehäusebereiche, an denen die Dichtfläche gleitend geführt wird, ebenfalls eben ausgebildet sind.Preferably, the sealing surface is formed flat in the head area. This corresponds to a structure of a corresponding charging device, in which the housing regions, on which the sealing surface is guided in a sliding manner, are also flat.

In einer Weiterbildung der Erfindung werden in der Dichtfläche des Kopfteils zudem verschleißmindernde Elemente angeordnet. Derartige verschleißmindernde Elemente können tribologische Strukturen oder Materialaufträge sein. So können beispielsweise Kavitäten in der Dichtfläche als tribologische Struktur auf der Dicht-, Gleit- oder Lauffläche die Gesamtreibung mindern. Weiterhin kann ein entsprechender Materialauftrag hilfreich sein, der reibungs- und damit auch verschleißmindernd wirkt. Gegebenenfalls kann in einer besonderen Ausführungsform in Kavitäten auch ein entsprechendes Materialdepot vorgesehen werden.In a further development of the invention, wear-reducing elements are additionally arranged in the sealing surface of the head part. Such wear-reducing elements can be tribological structures or material orders. For example, cavities in the sealing surface as a tribological structure on the sealing, sliding or running surface can reduce the overall friction. Furthermore, a corresponding material order can be helpful, the friction and thus also reduces wear. Optionally, a corresponding material depot may also be provided in cavities in a particular embodiment.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Dichtleiste T-förmig ausgebildet. Dies ist eine konstruktiv einfache Form, um gleichzeitig einen Fußbereich in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Kopfbereich zu formen.In a particular embodiment of the invention, the sealing strip is T-shaped. This is a structurally simple form to simultaneously form a foot area in conjunction with a head area according to the invention.

Als Herstellungsverfahren für eine solche Dichtleiste kommen so genannte Urformverfahren oder auch Umformverfahren in Frage, das heißt eine solche Dichtleiste kann wenigstens teilweise als Guss- und/oder Pressteil gefertigt werden. Grundsätzlich ist jedoch auch eine spanabhebende Fertigung möglich, wobei dies in der Regel mit größerem Aufwand verbunden ist.As a manufacturing method for such a sealing strip are so-called primary molding or forming processes in question, that is, such a sealing strip can be made at least partially as a cast and / or pressed part. In principle, however, a machining production is possible, and this usually with greater effort connected is.

Es können darüber hinaus auch verschiedene Fertigungsverfahren kombiniert werden, das heißt eine solche Dichtleiste kann zum Beispiel als Rohling gegossen und in eine Endform gepresst und/oder spanend bearbeitet werden.It can also be combined with different manufacturing processes, that is, such a sealing strip can for example be cast as a blank and pressed into a final shape and / or machined.

Eine erfindungsgemäße Dichtleiste kann darüber hinaus auch aus verschiedenen Materialien gefertigt sein. So kommt beispielsweise ein Verbundwerkstoff in Frage, bei dem unterschiedliche Eigenschaften verschiedener Materialien kombiniert werden können. Im Vordergrund stehen hierbei einerseits Dichteigenschaften sowie Gleiteigenschaften andererseits.In addition, a sealing strip according to the invention can also be made of different materials. For example, a composite in which different properties of different materials can be combined. On the one hand, the focus is on the one hand on sealing properties and sliding properties on the other.

Der Aufbau solcher Materialkombinationen kann dabei unterschiedlich sein. Neben einer konstruktiven Anordnung von tribologischen Elementen mit verschiedenem Material kommt in einer anderen Ausführungsform beispielsweise auch eine Materialkombination mit einem Schichtaufbau in Frage. So kann beispielsweise der Fußbereich sowie der größte Teil des Kopfbereichs aus einem äußerst formstabilen Material gefertigt sein, während die Dichtfläche mit einem reibungsmindernden Belag versehen ist. Denkbar wäre jedoch auch ein Schichtaufbau quer zur Dichtfläche, so dass die Dichtfläche selbst jeweils abwechselnd Bereiche mit guten Gleiteigenschaften und guten Dichteigenschaften aufweist. Gegebenenfalls können auch noch Bereiche aus besonders formstabilem Material zwischengelagert werden.The structure of such material combinations can be different. In addition to a structural arrangement of tribological elements with different material comes in another embodiment, for example, a combination of materials with a layer structure in question. For example, the foot area and most of the head area can be made of an extremely dimensionally stable material, while the sealing surface is provided with a friction-reducing coating. However, it would also be conceivable to have a layer structure transverse to the sealing surface, so that the sealing surface itself alternately has regions with good sliding properties and good sealing properties. Optionally, even areas of particularly dimensionally stable material can be stored.

Eine andere Ausführungsform eines Verbundmaterials wäre unter Einsatz von Partikeln in einer Matrix denkbar, wobei entweder die Matrix oder die Partikel jeweils eine bestimmte Eigenschaft aufweisen. So wäre beispielsweise eine Matrix aus einem Material mit guten Dichteigenschaften denkbar, in die Partikel mit reibmindernden Eigenschaften zur Förderung des Gleitverhaltens eingebettet sind. In einer anderen Variante kann auch eine Matrix aus besonders formstabilem Material sowohl dichtende als auch reibmindernde Partikel einbetten. Auch die Verwendung einer Matrix aus reibungsminderndem Material unter Einbettung von dichtenden und/oder formstabilisierenden Partikeln wäre ohne Weiteres denkbar.Another embodiment of a composite material would be conceivable using particles in a matrix, wherein either the matrix or the particles each have a certain property. Thus, for example, a matrix of a material with good sealing properties would be conceivable, in which particles with friction-reducing properties are embedded to promote sliding behavior. In another variant, a matrix of particularly dimensionally stable material can also embed both sealing and friction-reducing particles. The use of a matrix of friction-reducing material embedding sealing and / or shape-stabilizing particles would also be conceivable.

Insbesondere sind bei derartigen Verbundwerkstoffen wiederum die Kombinationen unterschiedlicher Werkstoffe, zum Beispiel von metallischen Werkstoffen und/oder Kunststoffen und/oder Keramikwerkstoffen denkbar.In particular, the combinations of different materials, for example of metallic materials and / or plastics and / or ceramic materials are in turn conceivable in such composites.

In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung wird darüber hinaus der Nutgrund, in den die Dichtleiste eingesetzt ist, mit einer Verbindung zur Hochdruckseite der Ladevorrichtung versehen. Hierdurch wird im Betrieb die Dichtleiste durch die Druckverhältnisse an die Dichtfläche gedrückt, wodurch die Dichtigkeit druckabhängig beeinflusst wird. Hierdurch wird nicht nur die Dichtigkeit bei hohen Ladedrücken verbessert, sondern zugleich auch der Verschleiß vermindert, da die Reibung durch einen niedrigen Anpressdruck bei niedrigeren Ladedrücken reduziert wird.In a particular embodiment of the invention, moreover, the groove base, in which the sealing strip is inserted, provided with a connection to the high pressure side of the charging device. As a result, the sealing strip is pressed by the pressure conditions on the sealing surface during operation, whereby the tightness is influenced pressure-dependent. This not only improves the tightness at high boost pressures, but also reduces wear, since the friction is reduced by a low contact pressure at lower boost pressures.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargstellt und wird anhand der Figuren näher erläutert.An embodiment of the invention is in the drawing dargstellt and will be explained in more detail with reference to FIGS.

Im Einzelnen zeigen

Figur 1
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung,
Figur 2
eine Dichtleiste nach dem Stand der Technik,
Figur 3
eine erfindungsgemäße Dichtleiste und
Figur 4
eine perspektivische Teildarstellung einer Verdrängerspirale mit erfindungsgemäßer Dichtleiste.
Show in detail
FIG. 1
a cross section through a charging device according to the invention,
FIG. 2
a sealing strip according to the prior art,
FIG. 3
a sealing strip according to the invention and
FIG. 4
a partial perspective view of a positive displacement spiral with inventive sealing strip.

Die Ladevorrichtung 1 gemäß Figur 1 umfasst ein Gehäuse 2, in dem eine Laderwelle 3 über eine Riemenscheibe 4 extern antreibbar drehbar gelagert ist.The charging device 1 according to FIG. 1 comprises a housing 2 in which a supercharger shaft 3 is rotatably mounted externally driven via a pulley 4.

Die Laderwelle 3 umfasst einen kurbelartigen Exzentertrieb 5 mit der Exzentrizität E im Bezug zur Achse der Laderwelle 3. Über den Exzentertrieb 5 wird eine Verdrängerspirale 6 in einer periodischen Bewegung angetrieben. Die Bewegung der Verdrängerspirale 6 ist derart, dass sich bewegliche geschlossene Kammern ergeben, die Ladeluft von einem Eingang zu einem Ausgang fördern und verdichten.The loader shaft 3 comprises a crank-like eccentric drive 5 with the eccentricity E with respect to the axis of the loader shaft 3. About the eccentric 5, a positive displacement spiral 6 is driven in a periodic motion. The movement of the displacer coil 6 is such that there are movable closed chambers that promote and compress charge air from an entrance to an exit.

Die Verdrängerspirale 6 ist gegenüber dem aus zwei Gehäuseschalen 2 a/b gebildeten Gehäuse 2 durch Dichtleisten 7, 8 abgedichtet. Die Dichtleisten 8 dichten hierbei einen Mittelsteg 9 gegenüber Gehäuserippen 10 ab, während die Dichtleisten 7 die Verdrängerspirale 6 gegenüber dem Boden 11 der Gehäuseschalen 2 a/b abdichten.The displacement spiral 6 is sealed off from the housing 2 formed by two housing shells 2 a / b by sealing strips 7, 8. The sealing strips 8 in this case seal a central web 9 with respect to housing ribs 10, while the sealing strips 7 seal the displacement spiral 6 with respect to the bottom 11 of the housing shells 2 a / b.

Die Verdrängerspirale 6 ist beidseits des Mittelstegs 9 im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut und wird von diesem getragen.The displacement spiral 6 is constructed substantially symmetrically on both sides of the central web 9 and is supported by this.

Die Dichtleisten 8 sind gemäß dem bisherigen Stand der Technik aufgebaut und in Figur 2 dargestellt. Die Vergrößerung gemäß Figur 2 zeigt die Dichtleisten 8 mit rechteckigem Querschnitt, die in eine entsprechende Nut 11 eingelassen sind. Diese Art der Dichtleisten sind überall dort problemlos einsetzbar, wo keine größeren Geschwindigkeiten im Betrieb der Ladevorrichtung zu erwarten sind. Bislang wurden derartige Dichtleisten 8 zur gesamten Abdichtung der Verdrängerspirale verwendet, wobei sich in Bereichen, bei denen sich insbesondere bei hohen Drehzahlen oder größeren Exzenterhüben sehr hohe Gleitgeschwindigkeiten ergeben, Nachteile im Hinblick auf ihre Verschleißfestigkeit ergeben.The sealing strips 8 are constructed according to the prior art and in FIG. 2 shown. The magnification according to FIG. 2 shows the sealing strips 8 with rectangular cross-section, which are embedded in a corresponding groove 11. This type of sealing strips can be used anywhere without problems where no greater speeds are to be expected during operation of the charging device. So far, such sealing strips 8 have been used for the entire sealing of the positive displacement spiral, resulting in areas in which, especially at high speeds or larger Exzenterhüben very high sliding speeds, disadvantages in terms of their wear resistance.

Erfindungsgemäß werden nunmehr in derartigen Bereichen anderweitige Dichtleisten 7 verwendet.According to the invention, other sealing strips 7 are now used in such areas.

In Figur 3 sind diese neuartigen Dichtleisten 7 vergrößert dargestellt. Die Dichtleiste 7 weist einen Fußbereich 13 sowie einen gegenüber dem Fußbereich 13 verbreiterten Kopfbereich 14 auf. Mit dem Fußbereich 13 sitzt die Dichtleiste 7 in der Nut 15. Der Kopfbereich 14 weist eine Dichtfläche 16 auf, die gegenüber herkömmlichen Dichtleisten, wie beispielsweise einer Dichtleiste 8 deutlich vergrößert ist und zugleich eine Gleit-oder Lauffläche bildet.In FIG. 3 These new sealing strips 7 are shown enlarged. The sealing strip 7 has a foot region 13 and a head region 14 widened in relation to the foot region 13 on. The head portion 14 has a sealing surface 16, which is significantly enlarged compared to conventional sealing strips, such as a sealing strip 8 and at the same time forms a sliding or running surface.

Durch die vergrößerte Dichtfläche 16 ergeben sich bereits die erfindungsgemäß gewünschten Vorteile im Hinblick auf einen höheren Verschleiß bei höherer Drehzahl oder größeren Exzenterhüben.Due to the enlarged sealing surface 16, the advantages desired according to the invention already arise with regard to higher wear at higher rotational speeds or larger eccentric strokes.

Diese Eigenschaften lassen sich beispielsweise durch eine Verbindung des Nutgrunds 17 mit der Druckseite der Ladevorrichtung 1 weiter verbessern , so dass die Dichtleiste 7 der Dichtfläche 16 bei höherem Druck stärker an die Außenwand 11 gedrückt wird bzw. bei niedrigeren Drücken mit geringerem Andruck einer geringeren Reibung unterworfen ist.These properties can be further improved, for example, by connecting the groove bottom 17 to the pressure side of the loading device 1, so that the sealing strip 7 of the sealing surface 16 is pressed more strongly against the outer wall 11 at higher pressure or subjected to lower friction at lower pressures with less pressure is.

Weitere Verbesserungen ergeben sich dadurch, dass in der Dichtfläche 16 reibungsmindernde und verschleißfördernde Elemente oder tribologische Strukturen vorgesehen werden. In Figur 4 ist eine Dichtleiste 7 perspektivisch in einer Verdrängerspirale 6 dargestellt, wobei in der Dichtfläche 6 Vertiefungen oder Kavitäten 18 dargestellt sind, die als solche tribologische Strukturen dienen können. Durch die große Breite des Kopfbereichs 14 und die damit verbundene Vergrößerung der Dichtfläche steht eine große konstruktive Freiheit für die Anordnung derartiger tribologischer Strukturen auf der Dichtfläche 16 zur Verfügung, die zugleich die Lauffläche bildet.Further improvements result from the fact that 16 friction-reducing and wear-promoting elements or tribological structures are provided in the sealing surface. In FIG. 4 a sealing strip 7 is shown in perspective in a Verdrängerspirale 6, wherein in the sealing surface 6 recesses or cavities 18 are shown, which can serve as such tribological structures. Due to the large width of the head region 14 and the enlargement of the sealing surface associated therewith, a great constructive freedom is available for the arrangement of such tribological structures on the sealing surface 16, which at the same time forms the running surface.

Wie bereits oben angeführt, können derartige Strukturen in Form von Kavitäten auch mit weiteren Funktionselementen versehen sein, beispielsweise können sie ganz oder teilweise mit reibungsminderndem und/oder dichtendem Material verfüllt werden.As already stated above, such structures in the form of cavities can also be provided with further functional elements, for example, they can be completely or partially filled with friction-reducing and / or sealing material.

Neben den in den Figuren dargestellten Maßnahmen können auch insbesondere bei Verbundwerkstoffen durch eine entsprechende Materialauswahl weitere Maßnahmen wie Beschichtungen oder dergleichen zur Verbesserung der Erfindung herangezogen werden.In addition to the measures shown in the figures can also in particular in composite materials by a corresponding Material selection other measures such as coatings or the like can be used to improve the invention.

Wesentlich ist jedoch die anspruchsgemäße Ausgestaltung der Dichtleiste 7 mit Fußbereich und dem gegenüber verbreiterten Kopfbereich.However, what is essential is the claimed embodiment of the sealing strip 7 with foot area and the widened head area.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Ladevorrichtungloader
22
Gehäusecasing
33
Laderwellesupercharger shaft
44
Riemenscheibepulley
55
Exzentertriebeccentric
66
VerdrängerspiraleVerdrängerspirale
77
Dichtleistesealing strip
88th
Dichtleistesealing strip
99
Mittelstegcenter web
1010
Gehäuserippenhousing ribs
1111
Außenwandouter wall
1212
Nutgroove
1313
Fußbereichfooter
1414
Kopfbereichhead area
1515
Nutgroove
1616
Dichtflächesealing surface
1717
Nutgrundgroove base
1818
Vertiefungdeepening

Claims (13)

Ladevorrichtung zur Verdichtung von Ladeluft für einen Verbrennungsmotor mit einem Spiralverdichter mit Verdrängerspirale (6), die an einem Gehäuse (2) gleitend angeordnet ist, wobei zur Abdichtung des Ladeluftvolumens zwischen der Verdrängerspirale (6) und dem Gehäuse (2) wenigstens eine Dichtleiste (7) vorgesehen ist, die in eine Nut (15) der Verdrängerspirale (6) oder des Gehäuses (2) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste (7) einen in die Nut (15) eintauchenden Fußbereich (13) und einen vor der Nut stehenden, eine Dichtfläche (16) aufweisenden Kopfbereich (14) umfasst, wobei der Kopfbereich (14) breiter als der Fußbereich (13) ist.Charging device for the compression of charge air for an internal combustion engine with a scroll compressor with Verdrängerspirale (6), which is slidably mounted on a housing (2), wherein for sealing the charge air volume between the Verdrängerspirale (6) and the housing (2) at least one sealing strip (7 ) is provided, which is inserted into a groove (15) of the displacement spiral (6) or of the housing (2), characterized in that the sealing strip (7) into the groove (15) dipping foot region (13) and a front of the Groove standing, a sealing surface (16) having head portion (14), wherein the head portion (14) is wider than the foot portion (13). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Fußbereichs (13) im Wesentlichen der Nutbreite entspricht.Apparatus according to claim 1, characterized in that the width of the foot region (13) substantially corresponds to the groove width. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfbereich (14) ein im Wesentlichen ebene Dichtfläche (16) aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the head region (14) has a substantially flat sealing surface (16). Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der die Lauffläche bildenden Dichtfläche (16) verschleißmindernde Strukturen (18) angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that wear- reducing structures (18) are arranged in the sealing surface (16) forming the running surface. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste (7) T-förmig ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing strip (7) is T-shaped. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste (7) wenigstens teilweise als Guss- und/oder Pressteil gefertigt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing strip (7) is at least partially manufactured as a cast and / or pressed part. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste (7) aus verschiedenen Materialien gefertigt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing strip (7) is made of different materials. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste (7) mehrschichtig aufgebaut ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing strip (7) is constructed in multiple layers. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste (7) Partikel zur Verbesserung der Gleiteigenschaften aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing strip (7) has particles for improving the sliding properties. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste (7) Partikel zur Verbesserung der Dichteigenschaften aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing strip (7) has particles for improving the sealing properties. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste (7) eine Beschichtung zur Bildung der Dichtfläche aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing strip (7) has a coating for forming the sealing surface. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutgrund der Nut (15) in Verbindung zur Hochdruckseite der Ladevorrichtung (1) steht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the groove base of the groove (15) is in communication with the high pressure side of the loading device (1). Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ladevorrichtung nach deinem der vorgenannten Ansprüche vorgesehen ist.Internal combustion engine, characterized in that a charging device according to any of the preceding claims is provided.
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