EP3450770A1 - Cellular wheel - Google Patents

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EP3450770A1
EP3450770A1 EP17189222.7A EP17189222A EP3450770A1 EP 3450770 A1 EP3450770 A1 EP 3450770A1 EP 17189222 A EP17189222 A EP 17189222A EP 3450770 A1 EP3450770 A1 EP 3450770A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inner sleeve
end plates
cell wheel
axis
sleeve
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Withdrawn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
EP17189222.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Herr Dirk Weid
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.)
GF Casting Solutions AG
Original Assignee
GF Casting Solutions AG
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Filing date
Publication date
Application filed by GF Casting Solutions AG filed Critical GF Casting Solutions AG
Priority to EP17189222.7A priority Critical patent/EP3450770A1/en
Priority to KR1020180103777A priority patent/KR20190026605A/en
Priority to US16/120,325 priority patent/US20190072027A1/en
Priority to JP2018164425A priority patent/JP2019044771A/en
Priority to CN201811027267.4A priority patent/CN109424424A/en
Publication of EP3450770A1 publication Critical patent/EP3450770A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/42—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with driven apparatus for immediate conversion of combustion gas pressure into pressure of fresh charge, e.g. with cell-type pressure exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10373—Sensors for intake systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F13/00—Pressure exchangers

Definitions

  • the invention relates to a cellular wheel of a pressure wave loader comprising an outer sleeve, an inner sleeve, an axle, wherein the axle has a central axis around which the inner and outer sleeves are arranged coaxially, lamellae, wherein the lamellae extend around the outer diameter of the inner sleeve and between the inner and outer sleeve are arranged and end plates, wherein the end plates are arranged at the ends of the inner sleeve and are rigidly connected in the circumferential direction with the axis.
  • the rotor of a pressure wave loader is designed as a cellular wheel, which is enclosed by a housing. Due to the inflow of hot exhaust gases and fresh air into the star feeder, the feeder has locally different temperatures, as well as during operation between the time of engine start up to the operating condition of the bucket is subject to strong, temporal temperature changes.
  • the DE 1 503 616 discloses a pressure exchanger with a cellular wheel, wherein the cellular wheel is fixedly connected to two journals. This has the disadvantage that it is not possible for the inner ring and the outer ring when heated to expand radially because the rings are firmly connected to the bearing pin and the inner ring is formed integrally with the outer ring. This leads to tensions and deformations of the cell wheel in uneven warming and cooling.
  • end disks are formed as separate parts and are rigidly connected in the circumferential direction with the inner sleeve, wherein in the radial direction, the end plates and the inner sleeve are movable relative to each other.
  • the cellular wheel has an outer sleeve which is arranged coaxially to the inner sleeve as well as to the axis and the corresponding central axis.
  • end plates preferably two. These are arranged at the ends on the inner circumference of the inner sleeve.
  • the end plates are preferably arranged in a form-fitting manner on the axis, wherein they are axially displaceable, preferably against stops in the inner sleeve.
  • the fins are preferably designed as separate parts which are inserted by welding, gluing, gluing or otherwise of a kind between the two diameters of the sleeves.
  • the fins are preferably at irregular intervals, but possibly also at regular intervals around along the outside diameter of the inner sleeve attached or the inner diameter of the outer sleeve.
  • the lamellae preferably extend radially, wherein they may have a straight course as well as a curved or curved course.
  • the end plates are connected in the circumferential direction rigidly connected to the axis, preferably by means of a positive connection.
  • the end plates are formed as separate parts and are rigidly connected to the inner sleeve in the circumferential direction, wherein in the radial direction, the end plates and the inner sleeve are movable relative to each other.
  • the parts move away from each other and back to each other when the parts cool down. The parts can thereby change their dimension independently of each other.
  • An advantageous embodiment of the end plates is to connect end plates in the circumferential direction positively with the inner sleeve, this granted during the rotational movements of the feeder or the axis optimum or frictionless transmission of rotational movement from the axis via the end plates on the inner sleeve and thus on the fins and outer sleeve, which are preferably also connected in the circumferential direction rigidly with the inner sleeve, wherein, as previously mentioned, the connection between the inner sleeve, the fins and the outer sleeve can be configured by different types of connection, whether by welding, plugging, gluing or otherwise a connection, as well as a one-piece design of outer sleeve, inner sleeve and slats is conceivable.
  • the end plates and the inner sleeve have a toothing, which engage with each other.
  • this gearing is a (transfer with minimal or zero clearance) of the rotational movement of the axle on the inner sleeve possible.
  • tooth flanks of the end disks and the inner sleeve extend radially or are aligned radially. This means that the tooth flanks are directed perpendicular to the central axis, preferably, the surfaces of the tooth flanks of the end plates and the inner sleeve are plane-parallel to each other.
  • the relative movement between the end plates and the inner sleeve is guided by the tooth flanks. That is, with an expansion of the inner sleeve, this shifts radially relative to the end plates because this movement is guided over the tooth flanks.
  • the tip diameter of the end disks is smaller than the root diameter of the inner sleeve and the root diameter of the end disk is smaller than the tip diameter of the inner sleeve, preferably smaller such that there is a substantial distance, a particularly preferred distance of 0.5-10 mm between the tip diameter End discs and the root circle diameter inner sleeve as well as between the root circle diameter end disc and the tip circle diameter inner sleeve. This also allows a greater expansion of the end plates in comparison to the expansion of the inner sleeve without the end plates are hindered by the inner sleeve.
  • end disks and the inner sleeve have at least two teeth in order to transmit the rotational movement.
  • the inner sleeve has the same material as the end plates and thus has the same coefficient of expansion. Also end plates are conceivable, which have a lower coefficient of thermal expansion than the inner sleeve.
  • the invention is characterized in that the lamellae are aligned radially between the inner sleeve and the outer sleeve.
  • the fins do not have to be straight but can also be curved or curved.
  • the lamellae are designed as separate parts and can be mounted or fastened between the inner sleeve and the outer sleeve.
  • the end plates are arranged by means of positive locking on the axis, preferably by means of feather key connection, this allows a friction-free transmission of the rotational movement and yet an axial mobility.
  • Fig. 1 shows the longitudinal section of an inventive cell wheel 1.
  • the outer sleeve 2 and the inner sleeve 3 extend coaxially to the central axis 5 of the axis 4 by means of which the cell wheel 1 is driven for example in a pressure wave supercharger.
  • fins 6 run in radial Direction of the cell wheel 1 divided into cells, which looks good Fig. 2 is recognizable.
  • the slats 6 are shown bent in the illustrated embodiment at their ends, of course, even running slats could be used.
  • the fins could also have a curved shape.
  • the fins 6 are separately formed parts which are arranged between the outer diameter of the inner sleeve 3 and the inner diameter of the outer sleeve 2.
  • the attachment of the slats 6 is to adapt to the requirements, that is, the slats 6 may be by plugging, welding, gluing or otherwise attached a kind between the sleeves, but also be made together with the sleeves as a coherent part.
  • end plates 7 are arranged at the ends of the inner sleeve 3 at the ends of the inner sleeve 3 at the ends of the inner sleeve 3 .
  • the end plates 7 are preferably arranged positively on the axis 4, so that they are fixed in the circumferential direction rigidly on the axis 4, but can be moved in the axial direction.
  • the end plates 7 are separately formed parts which are connected by means of a positive connection with the inner sleeve 3, preferably so that the positive connection in the circumferential direction comes to fruition and co-rotate the inner sleeve 3 and the other parts of the cellular wheel 1 when driving the axle 4.
  • the end plates 7 and the inner sleeve 3 are arranged movable relative to each other in the radial direction.

Abstract

Zellenrad beispielsweise eines Druckwellenladers beinhaltend eine Aussenhülse, eine Innenhülse, eine Achse, wobei die Achse eine Mittelachse aufweist um welche die Innen- und Aussenhülse koaxial angeordnet sind, Lamellen, wobei die Lamellen ringsum des Aussendurchmessers der Innenhülse verlaufen und zwischen der Innen- und Aussenhülse angeordnet sind und Endscheiben, wobei die Endscheiben an den Enden in der Innenhülse angeordnet sind und in Umfangsrichtung starr mit der Achse verbunden sind, wobei die Endscheiben als separate Teile ausgebildet und in Umfangsrichtung starr mit der Innenhülse verbunden sind, wobei in radialer Richtung die Endscheiben und die Innenhülse relativ zueinander bewegbar sind.

Figure imgaf001
Cell wheel, for example, a pressure wave loader comprising an outer sleeve, an inner sleeve, an axis, wherein the axis has a central axis about which the inner and outer sleeves are coaxially arranged, fins, wherein the fins run around the outer diameter of the inner sleeve and disposed between the inner and outer sleeve are and end plates, wherein the end plates are arranged at the ends in the inner sleeve and are rigidly connected in the circumferential direction with the axis, wherein the end plates are formed as separate parts and are rigidly connected in the circumferential direction with the inner sleeve, wherein in the radial direction, the end plates and the Inner sleeve are movable relative to each other.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft ein Zellenrad eines Druckwellenladers beinhaltend eine Aussenhülse, eine Innenhülse, eine Achse, wobei die Achse eine Mittelachse aufweist um welche die Innen- und Aussenhülse koaxial angeordnet sind, Lamellen, wobei die Lamellen ringsum des Aussendurchmessers der Innenhülse verlaufen und zwischen der Innen- und Aussenhülse angeordnet sind und Endscheiben, wobei die Endscheiben an den Enden der Innenhülse angeordnet sind und in Umfangsrichtung starr mit der Achse verbunden sind.The invention relates to a cellular wheel of a pressure wave loader comprising an outer sleeve, an inner sleeve, an axle, wherein the axle has a central axis around which the inner and outer sleeves are arranged coaxially, lamellae, wherein the lamellae extend around the outer diameter of the inner sleeve and between the inner and outer sleeve are arranged and end plates, wherein the end plates are arranged at the ends of the inner sleeve and are rigidly connected in the circumferential direction with the axis.

Bei der Entwicklung von neuen Fahrzeugmotoren ist es heutzutage wichtig den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren sowie die Abgasemissionen, ohne jedoch eine Leistungseinbusse in Kauf nehmen zu müssen. Die Leistung des Motors soll trotz verkleinertem Hubraum hoch gehalten werden indem der Motor mittels eines Druckwellenladers aufgeladen wird.In the development of new vehicle engines, it is important today to reduce fuel consumption and exhaust emissions, but without having to accept a performance penalty. The power of the engine should be kept high despite reduced displacement by the engine is charged by means of a pressure wave supercharger.

Der Rotor eines Druckwellenladers ist als Zellenrad ausgebildet, welches von einem Gehäuse umschlossen wird.
Durch das Einströmen von heissen Abgasen und Frischluft in das Zellenrad weist das Zellenrad örtlich verteilt unterschiedliche Temperaturen auf, sowie auch während des Betriebs zwischen dem Zeitpunkt des Motorstarts bis hin zum Betriebszustand unterliegt das Zellenrad starken, zeitlichen Temperaturänderungen.The rotor of a pressure wave loader is designed as a cellular wheel, which is enclosed by a housing.
Due to the inflow of hot exhaust gases and fresh air into the star feeder, the feeder has locally different temperatures, as well as during operation between the time of engine start up to the operating condition of the bucket is subject to strong, temporal temperature changes.

Die DE 1 503 616 offenbart einen Druckaustauscher mit einem Zellenrad, wobei das Zellenrad fest mit zwei Lagerzapfen verbunden ist. Dies bringt den Nachteil mit sich, dass es dem Innenring sowie dem Aussenring bei einer Erwärmung nicht möglich ist sich radial auszudehnen da die Ringe fest mit den Lagerzapfen verbunden sind bzw. der innere Ring einteilig mit dem äusseren Ring ausgebildet ist. Dies führt zu Verspannungen und Deformationen des Zellenrads bei ungleichen Erwärmungen und Abkühlungen.The DE 1 503 616 discloses a pressure exchanger with a cellular wheel, wherein the cellular wheel is fixedly connected to two journals. This has the disadvantage that it is not possible for the inner ring and the outer ring when heated to expand radially because the rings are firmly connected to the bearing pin and the inner ring is formed integrally with the outer ring. This leads to tensions and deformations of the cell wheel in uneven warming and cooling.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Zellenrad vorzuschlagen, bei welchem durch die unregelmässige Temperaturveränderung keine Verspannungen oder Deformationen im Zellenrad auftreten.It is an object of the invention to provide a cellular wheel, in which no tensions or deformations occur in the feeder due to the irregular temperature change.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Endscheiben als separate Teile ausgebildet und in Umfangsrichtung starr mit der Innenhülse verbunden sind, wobei in radialer Richtung die Endscheiben und die Innenhülse relativ zueinander bewegbar sind.This object is achieved according to the invention in that the end disks are formed as separate parts and are rigidly connected in the circumferential direction with the inner sleeve, wherein in the radial direction, the end plates and the inner sleeve are movable relative to each other.

Das Zellenrad weist eine Aussenhülse auf die koaxial zur Innenhülse wie auch zur Achse und der entsprechenden Mittelachse angeordnet ist. Zur Befestigung der Innenhülse auf der Achse dienen Endscheiben, vorzugsweise zwei. Diese sind an den Enden am Innenumfang der Innenhülse angeordnet. Die Endscheiben sind vorzugsweise formschlüssig auf der Achse angeordnet, wobei sie axial verschiebbar, vorzugsweise gegen Anschläge in der Innenhülse, sind. Zwischen dem Aussendurchmesser der Innenhülse und dem Innendurchmesser der Aussenhülse sind Lamellen angeordnet, die das Zellenrad in Zellen unterteilen. Die Lamellen sind vorzugsweise als separate Teile ausgeführt, die durch einstecken, anschweissen, ankleben oder sonst eine Art, zwischen den beiden Durchmessern der Hülsen angebracht werden. Die Lamellen sind vorzugsweise in unregelmässigen Abständen, möglicherweise aber auch in regelmässigen Abständen ringsum entlang des Aussendurchmessers der Innenhülse angebracht bzw. des Innendurchmessers der Aussenhülse. Die Lamellen erstrecken sich vorzugsweise radial, wobei sie einen geraden Verlauf wie auch einen geschwungenen oder gebogenen Verlauf aufweisen können.The cellular wheel has an outer sleeve which is arranged coaxially to the inner sleeve as well as to the axis and the corresponding central axis. For attachment of the inner sleeve on the axis serve end plates, preferably two. These are arranged at the ends on the inner circumference of the inner sleeve. The end plates are preferably arranged in a form-fitting manner on the axis, wherein they are axially displaceable, preferably against stops in the inner sleeve. Between the outer diameter of the inner sleeve and the inner diameter of the outer sleeve slats are arranged, which divide the cell wheel into cells. The fins are preferably designed as separate parts which are inserted by welding, gluing, gluing or otherwise of a kind between the two diameters of the sleeves. The fins are preferably at irregular intervals, but possibly also at regular intervals around along the outside diameter of the inner sleeve attached or the inner diameter of the outer sleeve. The lamellae preferably extend radially, wherein they may have a straight course as well as a curved or curved course.

Die Endscheiben sind in Umfangsrichtung starr mit der Achse verbunden vorzugsweise mittels eines Formschlusses.
Die Endscheiben sind als separate Teile ausgebildet und sind mit der Innenhülse in Umfangsrichtung starr verbunden, wobei in radialer Richtung die Endscheiben und die Innenhülse relativ zueinander bewegbar sind. Das heisst, dass bei einer ungleichen Erwärmung, die bei einem Zellenrad durchaus der Fall ist, die Innenhülse die Möglichkeit hat sich radial mehr auszudehnen als die Endscheiben bzw. der Innendurchmesser des Zellenrads grösser werden kann ohne den Aussendurchmesser der Endscheiben mitziehen zu müssen. Dadurch bewegen sich die Teile voneinander weg und bei einer Abkühlung der Teile wieder aufeinander zu. Die Teile können dadurch ihre Dimension unabhängig voneinander verändern.The end plates are connected in the circumferential direction rigidly connected to the axis, preferably by means of a positive connection.
The end plates are formed as separate parts and are rigidly connected to the inner sleeve in the circumferential direction, wherein in the radial direction, the end plates and the inner sleeve are movable relative to each other. This means that with an uneven heating, which is quite the case with a cellular wheel, the inner sleeve has the opportunity to expand radially more than the end plates or the inner diameter of the cell wheel can be larger without having to pull the outer diameter of the end plates. As a result, the parts move away from each other and back to each other when the parts cool down. The parts can thereby change their dimension independently of each other.

Selbstverständlich ist auch eine andere Relativbewegung der Teile zueinander denkbar.Of course, another relative movement of the parts to each other is conceivable.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Endscheiben besteht darin, Endscheiben in Umfangsrichtung formschlüssig mit der Innenhülse zu verbinden, dies gewährt bei den Drehbewegungen des Zellenrads bzw. der Achse eine optimale bzw. reibungsfreie Übertragung der Drehbewegung von der Achse über die Endscheiben auf die Innenhülse und somit auch auf die Lamellen und Aussenhülse, die vorzugsweise ebenfalls in Umfangsrichtung starr mit der Innenhülse verbunden sind, wobei wie zuvor erwähnt, kann die Verbindung zwischen der Innenhülse, den Lamellen und der Aussenhülse durch unterschiedliche Verbindungsarten ausgestaltet sein, sei es durch Schweissen, Stecken, Kleben oder sonst einer Verbindungsart, wie auch eine einteilige Ausgestaltung von Aussenhülse, Innenhülse und Lamellen denkbar ist.An advantageous embodiment of the end plates is to connect end plates in the circumferential direction positively with the inner sleeve, this granted during the rotational movements of the feeder or the axis optimum or frictionless transmission of rotational movement from the axis via the end plates on the inner sleeve and thus on the fins and outer sleeve, which are preferably also connected in the circumferential direction rigidly with the inner sleeve, wherein, as previously mentioned, the connection between the inner sleeve, the fins and the outer sleeve can be configured by different types of connection, whether by welding, plugging, gluing or otherwise a connection, as well as a one-piece design of outer sleeve, inner sleeve and slats is conceivable.

Vorzugsweise weisen die Endscheiben und die Innenhülse eine Verzahnung auf, die ineinander greifen. Mittels dieser Verzahnung ist eine (Übertragung mit minimalem oder Nullspiel) der Drehbewegung der Achse auf die Innenhülse möglich.Preferably, the end plates and the inner sleeve have a toothing, which engage with each other. By means of this gearing is a (transfer with minimal or zero clearance) of the rotational movement of the axle on the inner sleeve possible.

Vorteilhaft ist es, wenn die Zahnflanken der Endscheiben und der Innenhülse radial verlaufen bzw. radial ausgerichtet sind. Das heisst, dass die Zahnflanken senkrecht auf die Mittelachse gerichtet sind, vorzugsweise liegen die Flächen der Zahnflanken der Endscheiben und der Innenhülse planparallel aufeinander auf.It is advantageous if the tooth flanks of the end disks and the inner sleeve extend radially or are aligned radially. This means that the tooth flanks are directed perpendicular to the central axis, preferably, the surfaces of the tooth flanks of the end plates and the inner sleeve are plane-parallel to each other.

Bevorzugterweise ist die Relativbewegung zwischen den Endscheiben und der Innenhülse durch die Zahnflanken geführt. Das heisst, bei einer Ausdehnung der Innenhülse verschiebt sich diese radial relativ zu den Endscheiben da diese Bewegung über die Zahnflanken geführt ist.Preferably, the relative movement between the end plates and the inner sleeve is guided by the tooth flanks. That is, with an expansion of the inner sleeve, this shifts radially relative to the end plates because this movement is guided over the tooth flanks.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kopfkreisdurchmesser der Endscheiben kleiner als der Fusskreisdurchmesser der Innenhülse und der Fusskreisdurchmesser der Endscheibe ist kleiner als der Kopfkreisdurchmesser der Innenhülse, vorzugsweise derart kleiner, dass ein wesentlicher Abstand vorliegt, ein speziell bevorzugter Abstand von 0.5 - 10 mm zwischen dem Kopfkreisdurchmesser Endscheiben und dem Fusskreisdurchmesser Innenhülse wie auch zwischen dem Fusskreisdurchmesser Endscheibe und dem Kopfkreisdurchmesser Innenhülse. Dies ermöglicht auch eine grössere Ausdehnung der Endscheiben im Vergleich zur Ausdehnung der Innenhülse ohne dass die Endscheiben von der Innenhülse behindert werden.According to a preferred embodiment, the tip diameter of the end disks is smaller than the root diameter of the inner sleeve and the root diameter of the end disk is smaller than the tip diameter of the inner sleeve, preferably smaller such that there is a substantial distance, a particularly preferred distance of 0.5-10 mm between the tip diameter End discs and the root circle diameter inner sleeve as well as between the root circle diameter end disc and the tip circle diameter inner sleeve. This also allows a greater expansion of the end plates in comparison to the expansion of the inner sleeve without the end plates are hindered by the inner sleeve.

Vorteilhaft ist es, wenn die Endscheiben und die Innenhülse mindestens zwei Zähne aufweisen um die Drehbewegung zu übertragen.It is advantageous if the end disks and the inner sleeve have at least two teeth in order to transmit the rotational movement.

Um dennoch eine möglichst gleichmässige Ausdehnung der Endscheiben und der Innenhülse zu erhalten ist es von Vorteil wenn die Innenhülse denselben Werkstoff wie die Endscheiben aufweist und somit denselben Ausdehnungskoeffizienten hat. Auch sind Endscheiben denkbar, die einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als die Innenhülse haben.In order nevertheless to obtain the most uniform possible extension of the end plates and the inner sleeve, it is advantageous if the inner sleeve has the same material as the end plates and thus has the same coefficient of expansion. Also end plates are conceivable, which have a lower coefficient of thermal expansion than the inner sleeve.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lamellen radial zwischen der Innenhülse und der Aussenhülse ausgerichtet sind. Selbstverständlich müssen die Lamellen nicht gerade verlaufen sondern können auch gebogen oder gekrümmt sein. Zudem ist es vorteilhaft wenn die Lamellen als separate Teile ausgebildet sind und zwischen der Innenhülse und der Aussenhülse montierbar bzw. befestigbar sind.The invention is characterized in that the lamellae are aligned radially between the inner sleeve and the outer sleeve. Of course, the fins do not have to be straight but can also be curved or curved. In addition, it is advantageous if the lamellae are designed as separate parts and can be mounted or fastened between the inner sleeve and the outer sleeve.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Endscheiben mittels Formschluss an der Achse angeordnet, vorzugsweise mittels Passfederverbindung, dies ermöglicht eine reibfreie Übertragung der Drehbewegung und dennoch eine axiale Beweglichkeit.In a preferred embodiment, the end plates are arranged by means of positive locking on the axis, preferably by means of feather key connection, this allows a friction-free transmission of the rotational movement and yet an axial mobility.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben, wobei sich die Erfindung nicht nur auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigen:

  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Zellenrad und
  • Fig. 2 eine Draufsicht eines erfindungsgemässen Zellenrad.
An embodiment of the invention will be described with reference to the figures, wherein the invention is not limited to the embodiment. Show it:
  • Fig. 1 a longitudinal section through an inventive cell wheel and
  • Fig. 2 a plan view of an inventive cell wheel.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines erfindungsgemässen Zellenrads 1. Die Aussenhülse 2 sowie die Innenhülse 3 verlaufen koaxial zur Mittelachse 5 der Achse 4 mittels der das Zellenrad 1 z.B. in einem Druckwellenlader angetrieben wird. Zwischen der Innenhülse 3 und der Aussenhülse 2 verlaufen Lamellen 6 in radialer Richtung die das Zellenrad 1 in Zellen unterteilt, was gut aus Fig. 2 erkennbar ist. Die Lamellen 6 sind in der abgebildeten Ausführung an ihren Enden gebogen dargestellt, selbstverständlich könnten auch gerade verlaufende Lamellen eingesetzt werden. Die Lamellen könnten auch eine gebogene bzw. gekrümmte Form aufweisen. Die Lamellen 6 sind separat ausgebildete Teile, die zwischen dem Aussendurchmesser der Innenhülse 3 und dem Innendurchmesser der Aussenhülse 2 angeordnet sind. Die Befestigung der Lamellen 6 ist den Anforderungen anzupassen, das heisst, die Lamellen 6 können durch einstecken, schweissen, kleben oder sonst eine Art zwischen den Hülsen angebracht sein, aber auch gemeinsam mit den Hülsen als ein zusammenhängendes Teil hergestellt sein. Fig. 1 shows the longitudinal section of an inventive cell wheel 1. The outer sleeve 2 and the inner sleeve 3 extend coaxially to the central axis 5 of the axis 4 by means of which the cell wheel 1 is driven for example in a pressure wave supercharger. Between the inner sleeve 3 and the outer sleeve 2 fins 6 run in radial Direction of the cell wheel 1 divided into cells, which looks good Fig. 2 is recognizable. The slats 6 are shown bent in the illustrated embodiment at their ends, of course, even running slats could be used. The fins could also have a curved shape. The fins 6 are separately formed parts which are arranged between the outer diameter of the inner sleeve 3 and the inner diameter of the outer sleeve 2. The attachment of the slats 6 is to adapt to the requirements, that is, the slats 6 may be by plugging, welding, gluing or otherwise attached a kind between the sleeves, but also be made together with the sleeves as a coherent part.

An den Enden der Innenhülse 3 sind Endscheiben 7 angeordnet. Die Endscheiben 7 sind vorzugsweise formschlüssig auf der Achse 4 angeordnet, so dass sie in Umfangsrichtung starr auf der Achse 4 befestigt sind, jedoch sich in axialer Richtung verschieben lassen. Die Endscheiben 7 sind separat ausgebildete Teile die mittels eines Formschlusses mit der Innenhülse 3 verbunden sind, vorzugsweise so, dass der Formschluss in Umfangsrichtung zum Tragen kommt und beim Antreiben der Achse 4 die Innenhülse 3 sowie die anderen Teile des Zellenrads 1 spielfrei mitrotieren.
Die Endscheiben 7 und die Innenhülse 3 sind in radialer Richtung relativ zueinander bewegbar angeordnet. Dies gibt den Teilen die Möglichkeit sich aufgrund der räumlichen und zeitlichen unterschiedlichen Temperaturen, die z.B. in einem Druckwellenlader herrschen unterschiedlich auszudehnen oder zusammenzuziehen ohne von anderen Teilen behindert zu werden und demzufolge ohne sich zu deformieren. Dies wird in der dargestellten Ausführungsform durch Zähne 12 an den Endscheiben 7 und in der Innenhülse 3 ermöglicht. Die Verzahnungen 12 der Endscheiben 7 greifen in die Verzahnung 12 der Innenhülse 3. In der abgebildeten Ausführungsform weisen die Endscheiben 7 wie auch die Innenhülse sechs Zähne 12 auf, selbstverständlich ist auch eine andere Anzahl von Zähnen für die Verbindung möglich. Die Verzahnung 12 der Endscheiben 7 und der Innenhülse 3 liegt an den Zahnflanken 13 aneinander an und weist Spiel zwischen dem Kopfkreis Endscheibe 8 und dem Fusskreis Innenhülse 9 sowie dem Fusskreis Endscheibe 10 und dem Kopfkreis Innenhülse 11 auf. Durch dieses Spiel wird den Teilen eine von den anderen Teilen entkoppelte Bewegungsmöglichkeit zugesichert, das heisst, sie können sich unabhängig voneinander bewegen bzw. ausdehnen und zusammenziehen. Die Zahnflanken 13 dienen einer geführten Bewegung bei einer Dimensionsveränderung aufgrund der auftretenden Temperaturänderungen.At the ends of the inner sleeve 3 end plates 7 are arranged. The end plates 7 are preferably arranged positively on the axis 4, so that they are fixed in the circumferential direction rigidly on the axis 4, but can be moved in the axial direction. The end plates 7 are separately formed parts which are connected by means of a positive connection with the inner sleeve 3, preferably so that the positive connection in the circumferential direction comes to fruition and co-rotate the inner sleeve 3 and the other parts of the cellular wheel 1 when driving the axle 4.
The end plates 7 and the inner sleeve 3 are arranged movable relative to each other in the radial direction. This gives the parts the opportunity to expand or contract differently due to the different spatial and temporal temperatures that prevail in a pressure wave supercharger, for example, without being obstructed by other parts and consequently without deforming themselves. This is made possible in the illustrated embodiment by teeth 12 on the end plates 7 and in the inner sleeve 3. In the illustrated embodiment, the end plates 7 as well as the inner sleeve six teeth 12, of course, a different number of teeth for the connection is possible. The toothing 12 of the end plates 7 and the inner sleeve 3 abuts one another on the tooth flanks 13 and has clearance between the tip circle end disk 8 and the root inner sleeve 9 and the root circle end disk 10 and the tip circle inner sleeve 11. Through this game the parts are guaranteed a decoupled from the other parts movement possibility, that is, they can move independently or expand and contract. The tooth flanks 13 serve a guided movement with a dimensional change due to the occurring temperature changes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zellenradfeeder
22
Aussenhülseouter sleeve
33
Innenhülseinner sleeve
44
Achseaxis
55
Mittelachsecentral axis
66
Lamellenslats
77
Endscheibeend disk
88th
Kopfkreis EndscheibeTip circle end disc
99
Fusskreis InnenhülseBase circle inner sleeve
1010
Fusskreis EndscheibeFoot circle end disc
1111
Kopfkreis InnenhülseHead circle inner sleeve
1212
Zahn / VerzahnungTooth / toothing
1313
Zahnflankentooth flanks

Claims (12)

Zellenrad (1) eines Druckwellenladers beinhaltend eine Aussenhülse (2), eine Innenhülse (3), eine Achse (4), wobei die Achse (4) eine Mittelachse (5) aufweist um welche die Innen- und Aussenhülse (2, 3) koaxial angeordnet sind, Lamellen (6), wobei die Lamellen (6) ringsum des Aussendurchmessers der Innenhülse (3) verlaufen und zwischen der Innen- und Aussenhülse (2, 3) angeordnet sind und Endscheiben (7), wobei die Endscheiben (7) an den Enden in der Innenhülse (3) angeordnet sind und in Umfangsrichtung starr mit der Achse (4) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheiben (7) als separate Teile ausgebildet und in Umfangsrichtung starr mit der Innenhülse (3) verbunden sind, wobei in radialer Richtung die Endscheiben (7) und die Innenhülse (3) relativ zueinander bewegbar sind.Cell wheel (1) of a pressure wave loader comprising an outer sleeve (2), an inner sleeve (3), an axis (4), wherein the axis (4) has a central axis (5) around which the inner and outer sleeves (2, 3) coaxial are arranged, lamellae (6), wherein the lamellae (6) extend around the outer diameter of the inner sleeve (3) and between the inner and outer sleeve (2, 3) are arranged and end plates (7), wherein the end plates (7) the ends in the inner sleeve (3) are arranged and in the circumferential direction are rigidly connected to the axis (4), characterized in that the end plates (7) formed as separate parts and in the circumferential direction are rigidly connected to the inner sleeve (3) in the radial direction, the end plates (7) and the inner sleeve (3) are movable relative to each other. Zellenrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheiben (7) in Umfangsrichtung formschlüssig mit der Innenhülse (3) verbunden sind.Cell wheel (1) according to claim 1, characterized in that the end discs (7) in the circumferential direction are positively connected to the inner sleeve (3). Zellenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheiben (7) und die Innenhülse (3) eine Verzahnung (12) aufweisen die ineinander greifen.Cell wheel (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the end discs (7) and the inner sleeve (3) have a toothing (12) which engage in one another. Zellenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken (13) der Endscheiben (7) und Innenhülse (3) radial verlaufen bzw. radial ausgerichtet sind.Cell wheel (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tooth flanks (13) of the end discs (7) and inner sleeve (3) extend radially or are radially aligned. Zellenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung zwischen den Endscheiben (7) und der Innenhülse (3) durch die Zahnflanken (13) geführt ist.Cell wheel (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the relative movement between the end discs (7) and the inner sleeve (3) through the tooth flanks (13) is guided. Zellenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfkreisdurchmesser Endscheiben (8) kleiner ist als der Fusskreisdurchmesser Innenhülse (9) und der Fusskreisdurchmesser Endscheibe (10) kleiner ist als der Kopfkreisdurchmesser Innenhülse (11), vorzugsweise derart kleiner, dass ein wesentlicher Abstand vorliegt, speziell bevorzugt zwischen 0.5 - 10 mm.Cell wheel (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tip circle diameter end discs (8) is smaller than the Fußkreisdurchmesser inner sleeve (9) and the Fußkreisdurchmesser end plate (10) is smaller than the tip circle diameter inner sleeve (11), preferably such smaller, that there is a substantial distance, especially preferably between 0.5 and 10 mm. Zellenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheiben (7) und die Innenhülse (3) mindestens zwei Zähne (12) aufweisen.Cell wheel (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the end discs (7) and the inner sleeve (3) have at least two teeth (12). Zellenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (3) denselben Werkstoff wie die Endscheiben (7) aufweist.Cell wheel (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inner sleeve (3) has the same material as the end plates (7). Zellenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (6) radial ausgerichtet sind.Cell wheel (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lamellae (6) are radially aligned. Zellenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheiben (7) mittels Formschluss an der Achse (4) angeordnet sind, vorzugsweise mittels Passfederverbindung.Cell wheel (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the end plates (7) are arranged by means of positive engagement on the axis (4), preferably by means of feather key connection. Zellenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheiben (7) axial verschiebbar angeordnet sind.Cell wheel (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the end plates (7) are arranged axially displaceable. Zellenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (6) als separate Teile ausgebildet sind.Cell wheel (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the lamellae (6) are formed as separate parts.
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