DE3512672A1

DE3512672A1 - Ladegeraet fuer kraftfahrzeug-antriebsmaschine

Info

Publication number: DE3512672A1
Application number: DE19853512672
Authority: DE
Inventors: Lauro Livorno Mariani
Original assignee: Gilardini SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1984-04-16
Filing date: 1985-04-06
Publication date: 1985-10-24
Also published as: JPS6181595A; IT1179910B; ES8604814A1; ES542233A0; IT8467382A1; GB8508545D0; FR2567971A1; IT8467382A0; GB2157769A

Description

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Ladegerät für Fahrzeug-Antriebsmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ladegerät für die Speisung von Wärmekraftmaschinen von Fahrzeugen, insbesondere für die Speisung der Zylinder von kerzengezündeten Brennkraftmaschinen oder Dieselmotoren von Motorfahrzeugen.

Bekannte Ladegeräte für diesen Zweck umfassen einen

Hauptkörper mit einer Arbeitskammer, in welcher zwei mit Flügeln versehene Umlaufkörper rotieren, die ständig eine Abdichtung gegeneinander längs einer Mantellinie parallel zur Achse des Hauptkörpers bilden; darüberhinaus steht diese Arbeitskammer in Kommunikation mit Einlaß- und Auslaßleitungen, die radial in diesem Hauptkörper angeordnet sind. Diese bekannte Konfiguration weist jedoch verschiedene Nachteile auf, wie relativ hohe Querschnittsabmessung dieses Hauptkörpers, die Notwendigkeit, verschiedene Arbeitsgänge an dem Hauptkörper auszuführen, sowie ein relativ großes Gewicht des Ladegeräts.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ladegerät für die Speisung von Brennkraftmaschinen von Motorfahrzeugen zu schaffen, bei dem die oben genannten Nachteile vermieden sind, das sehr wirtschaftlich zu fertigen ist und ein erheblich verringertes Gewicht aufweist, kombiniert mit vereinfachten Arbeitsstufen für die Herstellung und einer einfachen Anpaßbarkeit an unterschiedliche technische Leistungen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Inhalt des Patentanspruchs 1, während die Unteransprüche zweckmäßige oder bevorzugte Weiterbildungen definieren.

Demgemäß umfaßt das Ladegerät gemäß der Erfindung einen Hauptkörper mit einer Arbeitskammer, in der mindestens zwei

ständig gegeneinander längs einer Mantellinie parallel der Achse des Hauptkörpers abdichtende Umlaufkörper rotieren, wobei diese Kammer mit Einlaß- und Auslaßleitungen kommuniziert und wobei erfindungsgemäß diese Leitungen in dem Hauptkörper ausgebildet sind und sich in Richtungen parallel zu seiner Achse erstrecken.

Verschiedene Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend im einzelnen erläutert.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Ladegeräts gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie III-III gemäß Fig. 2,

Fig. 4 bzw. 4' sind Seitenansichten des linken bzw. rechten Endes des Ladegeräts nach Fig. 1,

Fig. 5 bzw. 6 sind teilgeschnittene Seitenansichten nach Linien V-V bzw. VI-VI in Fig. 8 einer Kompressoreinheit, bei der ein Paar von Ladegeräten gemäß der Erfindung eingesetzt ist,

Fig. 7 ist eine Seitenansicht des rechten Teils des Ladegeräts nach Fig. 5 und 6,

Fig. 8 und 9 sind Schnittdarstellungen nach Linien VIII-VIII bzw. IX-IX der Ladegeräteinheit nach Fig. 5,

Fig. 1o ist eine Teilendansicht eines inneren Umlaufkörpers des Ladegeräts nach Fig. 1,

Fig. 11 bzw. 12 sind teilgeschnitten Seiten- bzw. Draufsichten des Umlaufkörpers nach Fig. 1o, wobei eine gestrichelte Linie eine unterschiedliche während des Betriebes angenommene Konfiguration andeutet,

Fig. 13 ist ein Querschnitt einer abweichenden Ausführungsform eines Umlaufkörpers in der Arbeitskammer des
Ladegeräts nach Fig. 1,

Fig. 14 ist eine geschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Ladegeräts gemäß der Erfindung,

Fig. 15 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Umlaufkörpers des Ladegeräts nach Fig. 14,

Fig. 16 ist eine Teilfrontansicht einer Endkappe des Ladegeräts nach Fig. 14,

Fig. 17, 18 bzw. 19 sind Schnitte nach Linien XVII-XVII, XVIII-XVIII bzw. XIX-XIX durch die Endkapppe nach Fig. 16 in vollständiger Darstellung.

In Fig. 1 bis 5 ist das Ladegerät oder der Kompressor gemäß der Erfindung mit 1 bezeichnet. Es umfaßt einen Hauptkörper 2, der eine Arbeitskammer 3 begrenzt, in welcher zwei Umlaufkörper 4 und 4¹ rotieren, welche ständig längs einer Mantellinie parallel zur Längsachse des Hauptkörpers 2 abdichten. Diese Arbeitskammer 3 ist an ihren Enden durch zwei Endkappen 5 und 6 verschlossen, die abdichtend auf dem Hauptkörper 2 mittels sechs Bolzen 7 befestigt sind, die sich durch den Hauptkörper 2 parallel zu seiner Achse erstrecken und mit Gewindeenden versehen sind. Ein Gewindeende ist in ein entsprechendem Lochgewinde versehenes Loch 8 in Endkappe 6 geschraubt, während das andere sich über die Endkappe 5 hinaus erstreckt und eine Mutter 9 mit zwischengelegter Unterlegscheibe 1o trägt. Die genaue Positionierung zwischen Hauptkörper 2 und Endkappen 5 bzw. 6 wird durch Positionierstifte 12 festgelegt (Fig. 2).

Der Hauptkörper 2 hat demgemäß eine Längsentwicklung entsprechend der Achse der Arbeitskammer 3 und wird zweckmäßigerweise durch Extrudieren aus einer Aluminiumlegierung gefertigt, wobei gewichtsparende Ausnehmungen 13 vorgesehen werden. In Kommunikation mit der Arbeitskammer 3 sind in dem Hauptkörper 2 einander gegenüber

^ου eine Einlaßleitung 14 und eine Auslaßleitung 15 vorgesehen, die sich generell parallel zur Achse des Hauptkörpers 2 über dessen gesamte Länge erstrecken. Diese Leitungen 14, 15 sind in Kommunikation mit der Endkappe 6, in welcher entsprechende Durchgänge 16 bzw. 17 angeordnet sind, welche sich ebenfalls in

einer Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse des Ladegeräts 1 erstrecken.

Die beiden Umlaufkörper 4 und 4', wie am besten in Fig. 3 erkennbar, besitzen eine etwa flügeiförmige Gestalt mit konjugierenden Umfangsprofilen zur Ausbildung gegenseitigen Abdichtkontakts längs einer im wesentlichen kontinuierlichen Linie während des Umlaufs der Umlaufkörper selbst; diese haben eine Länge im wesentlichen gleich der der Arbeitskammer 3 und können zweckmäßigerweise durch Extrusion aus Aluminiumlegierung gefertigt werden. Auch sie weisen Ausnehmungen 19 auf, die sich über ihre gesamte Länge in diesen Teilen größeren Querschnitts erstrecken. Diese Umlaufkörper 4 und 4¹ sind beispielsweise durch Verkleben auf entsprechenden Wellen 21 bzw. 22, zweckmäßigerweise aus Stahl, befestigt, die parallel zur Achse des Hauptkörpers angeordnet sind und mit ihren Enden in Kugellagern 23 gelagert sind, welche in den Endkappen 5 bzw. 6 untergebracht sind. Diese verschließen die Enden der Arbeitskammer 4 vollständig mit Ausnahme der Durchgänge 16 bzw. 17 für die Endkappe 6 und weisen nur Durchtritte auf für die Enden dieser Wellen 21 bzw. 22 mit Gehäusen für runde Dichtringe 25, während Lippendichtungen 26 in Kontakt mit den Enden der Wellen 21 und 22 zwischen den Dichtringen 25 und den Kugellagern 23 angeordnet sind. Die beiden Kugellager 23 in der Endkappe 5 werden axialpositioniert durch eine äußere Metallplatte 28, die mit Schrauben 29 auf der Außenfläche der Endkappe 5 befestigt ist, während die beiden Kugellager 23 in der Endkappe 6 in einer Weise positioniert werden, die eine automatische Justage des Axialspiels mittels Buchsen 31 ermöglicht, welche auf die äußeren Frontflächen der Lager 23 einwirken, wobei diese axial in deⁿ in der Endkappe 6 ausgebildeten Sitzen gleiten können. Diese Buchsen 31 haben eine äußere Umfangskante, auf der ein Ende einer entsprechenden Feder 32 aufruht, auf deren anderes Ende ein Topf 33 einwirkt, der mit Schrauben 34 auf der Außenseite der Endkappe 6 befestigt ist. Die Welle 21 erstreckt sich auf der linken Seite von der Platte 28 durch ein Loch, in dem eine Ringdichtung 35 eingesetzt ist, und auf ihrem Ende ist eine Antriebsscheibe 37 drehfest mittels eines Keils 36 befestigt, wobei die Axialpositoinierung mittels einer Mutter 38 erfolgt, die auf

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das Gewindeende der Welle 21 aufgeschraubt ist. Am anderen Ende erstreckt sich die Welle 21 und das entsprechende Ende der Welle 22 durch die entsprechenden Buchsen 31 unter Zwischenschaltung einer Ringlippendichtung 39, und die Wellen sind mit kegelstumpfförmigen Endabschnitten versehen, auf denen entsprechend Zahn räder 41 bzw. 41' sitzen, welche außerhalb
des Topfes 33 miteinander kämmen. Diese Zahnräder 41, 41' sind axial festgelegt mittels Muttern 42, aufgeschraubt auf die mit Gewinde versehenen Enden der Wellen 21 und 22. Der die Zahnräder 41 und 41' enthaltende Raum wird durch ein Gehäuse 43 verschlossen, das auf der Endkappe 6 mittels Bolzen 44 (Fig. 4) befestigt ist. Der von dem Gehäuse 43 eingeschlossene Raum ist in geeigneter Weise mit Schmiermittel für die Zahnräder 41 und 41 ' gefüllt, zweckmäßigerweise mit Schmierfett. Oberhalb des Gehäuses 43 ist ein weiteres Gehäuse mittels Schrauben 45 befestigt, wobei dieses Gehäuse 46 Einlaß- bzw. Auslaßleitungen 47 bzw. 48 für ein Kühlfluid enthält.

Zwecks Verbesserung der Abdichtung in der Arbeitskammer für das Fluid, das zwischen der Einlaßleitung 14 und der Auslaßleitung 15 strömt, ist jeweils eine Labyrinthdichtung vorgesehen, sowohl zwischen den einander zugekehrten Oberflächen der beiden Umlaufkörper 4 und 4' als auch zwischen den Oberflächen dieser Umlaufkörper 4 und 4' und den Innenflächen der Arbeitskammer 3 und ebenso zwischen den Endflächen dieser Umlaufkörper 4 und 4¹ und den Endkappen 5 bzw. 6. Solche Labyrinthdichtungen werden hier gebildet durch eine Vielzahl von Oberflächen zugekehrten Rippen 5o, gebildet auf der Oberfläche der Umlaufkörper 4 und 4' längs Mantellinien parallel zur Achse, wie dies in Fig. 1o erkennbar ist, mittels einer Vielzahl von Oberflächen zugewandten Rippen 51, gebildet auf der Innenfläche der Arbeitskammer 3 des Hauptkörpers 2 in Richtung parallel zu ihrer Längsachse, die in Einzelheit A von Fig. 3 erkennbar ist, sowie mittels Stopfen 53, eingefügt in die Ausnehmungen 19 der Umlaufkörper 4 und 4', wobei solche Stopfen 53 mit parallelen Oberflächenrippen 54 versehen sind (Fig. 1o). Wie in Fig. 11 und 12 erkennbar, haben die Umlaufkörper 4 und 4¹ eine Endfläche 55, die schräg verläuft,

ORIGINAL INSPECTED

so, daß sie zunehmenden Abstand von den zugekehrten Oberflächen der Endkappen 5 und 6 annehmen, mit einem zunehmenden Abstand von den Wellen 21 bzw. 22. Auf diese Weise wird während des Betriebes des Ladegerätes 1, da eine thermische Expansion der Umlaufkörper 4 und 4¹ erfolgt, die größer ist als die der Wellen 21 und 22, die Expansion dieser Umlaufkörper 4 und 4' erheblich in Bereichen verringert nahe den Wellen 21 und 22, an welchen sie befestigt sind, während sie progressiv zunimmt mit zunehmendem Abstand von diesen Wellen, so daß eine Endkonfiguration der Form erreicht wird, wie sie in Fig. 11 und 12 mit gestrichelten Umrissen angedeutet ist, mit dem Ergebnis, daß die Konturen im wesentlichen parallel den Frontflächen der Kappen 5 bzw. 6 diesen gegenüber verlaufen.

Zwecksmäßigerweise können die Stopfen 53 aus abrasivem Material gefertigt werden, so daß sie sich in ihren Abmessungen selbst durch Abtrag an den zugewandten Flächen der Kappen .5 und 6 anpassen. Solche Stopfen 53 können zweckmäßigerweise aus einem gegen öle und hohe Temperaturen resistenten Material gefertigt werden, beispielsweise einem Kunststoffmaterial, wie Polytetrafluoräthylen. Die Umlaufkörper 4 und 4' können eine Beschichtung mit einer Dicke von einigen Zehntel Millimetern aufweisen, beispielsweise ebenfalls aus Polytetrafluoräthylen, und die Spitzen der Rippen 5o, 51 und 54 können in der Größenordnung von o,15 mm liegen.

Wie in Fig. 13 erkennbar, können die Umlaufkörper 4 und 4', hier generell mit 4¹¹¹ bezeichnet, konjugierendes Umfangsprofi1 aufweisen mit gegenseitigem Abdichtkontakt längs einer diskontinuierlichen anstatt einer kontinuierlichen Linie, gebildet durch die Räume 56, mit einer geringeren Höhe und ohne Notwendigkeit hoher Genauigkeit der Oberflächenbearbeitung, so daß kein gegenseitiger Kontakt zwischen den beiden Umlaufkörpern besteht, während der Kontakt direkt erfolgt zwischen den Mantellinien 57 und 58 an den beiden Seiten jedes betreffenden Zwischenraumes 56.

In FIg. 5 und 6 ist eine Kompressoreinheit 61 dargestellt, die zwei Ladegeräte des unter Bezugnahme auf fiq. 1 beschriebenen Ladegerätes koaxial zueinander montiert umfaßt. Im einzelnen hat diese Einheit 61 zwei Hauptkörper 2¹ und 2'¹, die durch eine Zwischenplatte 62 getrennt sind und begrenzt werden durch zwei Endkappen 5¹ bzw. 6¹ ähnlich den Endkappen 5 bzw. 6 der Fig. 2. Auf den Außenseiten der Endkappe 6¹ ist mittels Bolzen 13o, die in entsprechende Löcher 131 der Kappe 6¹ eingeschraubt sind, ein Gehäuse 143 befestigt, das einen Innenraum 144 begrenzt, abgedichtet gegen die Seite der Kappe 6¹, und in welchem sich Zahnräder ähnlich den kämmenden Zahnrädern 41 und 41' befinden, getragen von entsprechenden Wellen 21 bzw. 22, auf welchen für die Drehung zwei Paare von Umlauf körpern 4 und 4¹ innerhalb der Hauptkörper 2' und 2¹¹ angeordnet sind. In die Endkappen 5' und 6' sind ähnlich wie bei den Endkappen 5 und 6 Gehäuse für Kugellager 23 eingearbeitet für die Lagerung der beiden Wellen 21 und 22 sowie für Dichtringe 25, die Lippendichtung 26 und die Buchsen 31. Eine Antriebsscheibe 37' außerhalb der Endkappe 5' (und mit den anderen Komponenten an den beiden Enden der Wellen 21 und 22 ähnlich jenen in Fig. 2, versehen mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch jeweils mit einem Indexstrich) bewirkt die Drehung der ersten Welle 21, welche die beiden ersten koaxialen Umlaufkörper 4¹ trägt, und auf dieser Welle 21 ist drehfest das Zahnrad 41 befestigt, das mit dem zweiten Zahnrad 41' kämmt, getragen von der zweiten Welle 22 für den Drehantrieb der beiden anderen koaxialen Umlaufkörper 4. Die Baugruppe mit den Hauptkörpern 2' und 2¹¹, den Endkappen 5' und 6' sowie der Zwischenplatte 62 ist axial als Packung mittels

einer Mehrzahl von Stangen 7' zusammengespannt, deren erstes mit Gewinde versehenes Ende in Gewindelöcher 134 der Endkappe 6¹ eingeschraubt sind, während die anderen mit Gewinde versehenen Enden über die Endkappe 5' hinausragen und durch Muttern 9' gesichert sind. In den Zwischenraum zwischen den verschiedenen Körpern sind rings um diese Stange 7' Positionierbuchsen 136 angeordnet. Einzelne Positionierstife 12' ähnlich den Stiften 12 aus Fig. 3 sind ebenfalls

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vorgesehen. Wie am besten in Fig. 5 erkennbar, hat der Hauptkörper 2'eine Arbeitskammer 3', in der Umlaufkörper 4 und 4' drehbar sind, und diese Kammer kommuniziert mit diagonal angeordneten Axial leitungen 14' und 15' für Einlaß bzw. Auslaß von Fluid. In diesem Hauptkörper 2¹ sind ferner zwei anderen Leitungen 69 und 7o (Fig. 6) vorgesehen, die parallel zur Achse des Hauptkörpers 2 für Einlaß bzw. Auslaß von Fluid liegen und in einer Position diagonal gegenüber den Leitungen 14' bzw. 15' angeordnet sind. Diese beiden Leitungen 69 und 7o durchsetzen die Zwischenplatte 62 und erstrecken sich in den Hauptkörper 2¹¹, in welchem sie mit der entsprechenden Arbeitskammer 3' kommunizieren, in welcher sich das andere Paar von Umlaufkörpern koaxial mit den Umlaufkörpern 4 bzw. 4¹ im Hauptkörper 2¹ befinden, wobei die Umlaufkörper sich auf denselben Wellen 21 bzw. 22 befinden. Aus diesem Grunde hat die Zwischenplatte 62 auch abgedichtete öffnungen für den Durchtritt der Wellen 21 und 22, wie auch die Durchlässe, gebildet von den Leitungen 69 und 7o. Die Endkappe 5¹ andererseits hat nur abgedichtete öffnungen für den Durchtritt der Wellen 21 und 22, während die Endkappe 6¹, erkennbar in Fig. 9, neben den Durchtritten 71 und 72 für den fluiddichten Durchtritt der Wellen 21 und 22 Durchlässe 69', 14", 7ο¹ und 15" aufweist für Kommunikation mit den entsprechenden Leitungen 69, 14', 7o und 15¹ des Hauptkörpers 2¹. In dem Gehäuse 143 (Fig. 5 und 6) sind deshalb Durchlässe 69', 14'", 7o" und 15'" vorgesehen in Kommunikation mit den öffnungen 69', 14", 7o' bzw. 15" der Endkappe 6¹. Die Durchlässe 69" und 15'" sind demgemäß in Kommunikation mit äußeren Stutzen 76 bzw. 77 für Einlaß bzw. Auslaß, während ein Durchlaß 78 die Leitungen 4o' " und 7o " miteinander verbindet.

Die Ausführungsform von Fig. 14 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 hauptsächlich durch die abweichende Ausbildung der Umlaufkörper 4 und 4¹ sowie der Endkappen 5 und 6. Diese Komponenten sind nämlich mit einer relativ starren Tragstruktur, zweckmäßigerweise aus Metall, ausgebildet und haben eine Außenform, hergestellt durch Gießen, zweckmäßigerweise

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Spritzgießen, von Kunststoffmaterial auf die Tragstruktur, im einzelnen haben die beiden Umlaufkörper 4'¹ wie im einzelnen in Fig. 15 erkennbar, eine Tragstruktur 80 aus Blech, deren Länge beinahe gleich der Länge des Umlaufkörpers 4¹¹ ist und mit einer Form ähnlich der der Außenform des Umlaufkörpers 4'¹; hier ist diese Tragstruktur 80 aus zwei Blechen 81 und 82 gefertigt, deren Enden 83 zweckmäßigerweise durch Verschweißen auf entsprechenden Wellen 21 oder 22 befestigt werden, so daß sie diametral entgegengesetzte Abschnitte 84 aufweisen, die dann nach außen divergieren und wiederum an'den Wellen 21 bzw. 22 mit Zwischenabschnitten 85 befestigt sind. Diese Bleche 81 und 82 haben eine Mehrzahl von Löchern 87, die nicht nur den Durchtritt von Schweißelektroden für die Befestigung der Enden 83 und der Abschnitte 85 an den Wellen 21 und 22 ermöglichen, sondern auch den Durchtritt von Material 88, das an die Tragstruktur 80 angeformt wird in der gewünschten Außenform für den Umlaufkörper 4¹¹, der, wie in Fig. 15 erkennbar, eine konjugierende Umfangsform mit gegenseitigem Abdichtkontakt längs einer im wesentlichen kontinuierlichen Linie mit einem zusammenwirkenden Umlaufkörper besitzt, was in der Konfiguration der Umlaufkörper 4 und 4', beispielsweise in Fig. 3 illustriert ist, oder man kann auch hier eine konjugierende Umfangsform vorsehen mit gegenseitigem Abdichtkontakt längs einer diskontinuierlichen Linie, wie beispielsweise die Konfiguration gemäß Fig. 13 für den Umlaufkörper 4¹¹¹.

Die Endkappen 5¹¹ und 6¹¹ nach Fig. 16 haben eine Tragstruktur 9o, zweckmäßigerweise aus Blech, in entsprechender Form und Lochung, so daß sich die verschiedenen Löcher ergeben für Aufnahme und Verbindung der verschiedenen Komponenten. Auf die Tragstruktur 9o ist dann, zweckmäßigerweise durch Spritzguß, Kunststoffmaterial 91 aufgebracht, wobei sich ein Körper mit einer Außenform ergibt, ähnlich der Außenform der Endkappen 5 und 6 des Ladegeräts nach Fig. 1. Im einzelnen sind in die Tragstruktur 9o zwei Löcher 92 eingebracht zur Aufnahme von Kugellagern 23 zwecks Abstützung der beiden Wellen 21 und 22, und in das Material 91 sind koaxial mit diesen Löchern 92

Gehäuse 93 (Fig. 17, 18 und 19) für Dichtringe 25, Lippendichtungen 26 und Buchsen 31 eingeformt. In diese Tragstruktur 9o sind ferner zwei Paare von Löchern 95 eingebracht, in welche die mit Gewinde versehenen Enden der entsprechenden Stangen 7 für Axialmontage des Ladegeräts 1 eingeführt werden und auf diese mit Gewinde versehenen Enden sind in einem Raum 96 des Materials 91 Muttern 97 (Fig. 18) aufgeschraubt; die anderen mit Gewinde versehenen Enden der Stangen 7 erstrecken sich von der Endkappe 5'¹, und auf diese sind Muttern 9 aufgesetzt. In Richtung des Zentralbereichs dieser Tragstruktur 9o sind in diagonal einander gegenüberliegenden Positionen zwei Löcher 98 eingebracht, in die sich die mit Gewinde versehenen Enden zweier anderer Stangen 7 erstrecken, auf die Muttern 99 aufgeschraubt sind, aufgenommen in zugeordneten Ausnehmungen 1oo mit entsprechendem Querschnitt, ausgebildet im Material 91 der Endkappe 6¹¹; das freie Ende dieser Stangen 7 erstreckt sich dann von der Endkappe 6¹¹ und darauf sind Muttern 1o1 aufgeschraubt, welche das Gehäuse 43 auf der Endkappe 6¹¹ festhalten. Dieses Gehäuse 43 ist ferner an den beiden anderen Enden mittels zweier Schrauben 1o3 befestigt, die sich durch Löcher 1o4 in der Struktur 9o (Fig. 16 und 17) erstrecken. In diese Tragstruktur 9o sind demgemäß vier Löcher 1o6 eingebracht, in welche die Schrauben 34 eingeschraubt sind, die den Topf gegen die Endkappe 6¹¹ spannen. Diese Tragstruktur 9o hat ferner vier Löcher 1o9 in den vier Ecken, in welche Elemente (nicht dargestellt) eingesetzt werden können zur Befestigung an einem entsprechenden Träger; ferner sind weitere Löcher 11 ο vorgesehen, welche die Verteilung des Materials 91 erleichtern.

Das Ladegerät 1 gemäß der Erfindung hat demgemäß zahlreiche Vorteile, wie erhebliche Vereinfachung der Bearbeitung und demgemäß sehr ökonomische Fertigung zusammen mit relativ niedrigem Gewicht und leichte Anpassung an unterschiedliche Leistungen durch einfaches Verändern der Länge des Hauptkörpers 2. Diese verschiedenen Vorteile werden

hauptsächlich erzielt durch die Herstellung des Hauptkörpers 2 mittels Extrusion mit dem Merkmal, daß die Einlaßleitung 14 und die Auslaßleitung 15 sich in einer Richtung parallel zur Längsachse des Hauptkörpers 2 erstrecken. Dieser Hauptkörper 2 kann deshalb aus Aluminium oder einer anderen leichten Legierung bestehen, hat eine relativ geringe Querabmessung, in dem die Einlaß- und Auslaßöffnungen für Fluid an den Endflächen der Endkappen 5 oder 6 vorgesehen werden können. Dieser Hauptkörper 2 erfordert keine teuren Bearbeitungsschritte, weil nur die Innenfläche der Arbeitskammer 3 und die Endflächen in Kontakt mit dem Endkappen 5 und 6 eine Präzisionsbearbeitung erfordern, und darüberhinaus ist es extrem einfach und leicht, Ladegeräte koaxial zueinander anzuordnen, um so die zusammengesetzte Einheit nach Fig. 6 zu erhalten.

In der zusammengesetzten Einheit 61 tritt das Fluid durch das Mundstück 76 (Fig. 6) ein, strömt durch die Leitungen 69'', 69' und durch die Leitung 69 im Hauptkörper 2¹¹ des ersten Ladegeräts und gelangt in die Arbeitskammer 3¹¹ des linken Ladegerätes und strömt dann durch die Leitung 7o, welche sich durch den Haupptkörper 2¹¹ des rechten Ladegerätes erstreckt und von dort durch Leitung 7ο¹ und 7ο¹¹ gelangt das Fluid in die Leitung 78, welche es zur Leitung 14' " (Fig. 5) führt und dann zu den Einlassen 14"' und 14', die zur Arbeitskammer 3' des Hauptkörpers 2¹ des rechten Ladegerätes führt, von wo das Fluid ausströmt durch Auslaßleitungen 15¹ und danach 15'' und 15¹¹¹ zwecks Austritt durch die Auslaßleitung 77. Mit dem Ladegerät gemäß der Erfindung kann man deshalb vorteilhaft zwei Kompressoren koaxial anordnen, wobei sie mit den Umlauf körpern 4 und 4¹¹ auf denselben Wellen 21 und 22 arbeiten, ohne Vergrößerung der äußeren Querabmessung eines einzigen Kompressors, weil der Querschnitt des Hauptkörpers eines der beiden Kompressoren sowohl Einlaß- und Auslaßleitungen (14¹ und 15') für einen ersten Kompressor aufweist und auch die Einlaß- und Auslaßleitungen 69 und 7o, welche zum zweiten koaxialen Kompressor gehören, welche alle in

in Richtungen parallel zur Achse dieses Kompressors selbst liegen. Auf diese Weise wird durch Verwendung von zwei Kompressoren die Arbeit, welche für dieselbe Endleistung benötigt wird, gegenüber einem einzigen Ladegerät verringert.

Darüberhinaus können die jeweiligen technischen Kennwerte verändert werden in Abhängigkeit von der Länge der beiden Hauptkörper 2¹ und 2¹¹. Eine Verringerung der geforderten Kompressionsarbeit kann darüberhinaus erzielt werden, indem man flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel rings um Leitung 78 zirkulieren läßt, welche das Fluid führt, das aus dem ersten Kompressor austritt und zum Einlaß des zweiten Kompressors fließt.

Die Fluidabdichtung in der Arbeitskammer 3 wird darüberhinaus in extrem befriedigender Weise garantiert mittels der Rippen 5o auf den Oberflächen der Umlaufkörper 4 und 4¹, mittels der Rippen 51 auf den Innenflächen der Arbeitskammer 3 und durch die Rippen 54 auf den Außenflächen der Stopfen 53. Solche Rippen können darüberhinaus auch nur teilweise auf einigen Komponenten entsprechen der gewünschten Charakteristik des Ladegerätes ausgebildet werden. Mit diesen Rippen, wie auch mit der oben beschriebenen Abdichtung, erhält man den Vorteil, daß man das weiteste Spiel zwischen den Umlaufkörpern 4 und 4' vorsehen kann sowie zwischen den Umlaufkörpern 4 und 4¹ und den festen Körpern 2, 5, 6; mit den dadurch gegebenen viel höheren Fertigungstoleranzen ergibt sich eine größere Wirtschaftlichkeit der Herstellung. Für die Bildung der Fluidabdichtung in der Arbeitskammer 3 ist außerdem die Bildung der Axialspielkomponsation der Kugellager 23 mittels der Buchsen 31 vorteilhaft, auf die die am Kopf 33 abgestützten Federn 32 wirken.

Auch die Konstruktion der Umlaufkörper 4¹¹¹ mit der in Fig. 13 dargestellten Form, also mit gegenseitigem Abdichtkontakt längs einer diskontinuierlichen Linie,ermöglicht eine Wirtschaftlichkeit der Herstellung, derart, daß die Arbeitsgenauigkeit, die für die Zwischenräume 56 erforderlich i^r.t. vprrinqprt wird.

Die Herstellung der Umlaufkörper 4und 4¹ entweder durch Extrusion mit sich hindurcherstreckenden Hohlräumen oder mittels einer Tragstruktur 80, bedeckt mit gegossenem Material 88 der gewünschten Form, ermöglicht, daß diese Umlaufkörper relativ leicht sein können mit einem niedrigen Trägheitsmoment, so daß höhere Drehzahlen mit verbessertem Wirkungsgrad möglich sind. Es ist auch vorteilhaft, die Endkappen 5¹¹ und 6' 'mit einer Tragstruktur 9o zu fertigen, was die erforderliche Festigkeit garantiert, und auf die das Material 91 in der Außenform mit den gewünschten Innenräumen aufgeformt wird, so daß man eine Wirtschaftlichkeit der Herstellung im Leichtbau erzielt, zusammen mit hinreichender Festigkeit. Darüberhinaus macht es diese Fertigungstechnik möglich, daß die thermische Expansion prinzipiell abhängt von der der Tragstrukturen 80 und 9o, die,wenn sie aus dem gleichen Material, zweckmäßigerweise Stahl, bestehen, es ermöglichen, daß die thermischen Expansionen einander ähnlich sind und kontrollierbar.

Die Zirkulation eines KühIf Iuids, beispielsweise des Kühlfluids der Maschine, von Einlaßleitung 47 zu Auslaßleitung 48 des Gehäuses 46, das in thermischem Kontakt mit dem Gehäuse 43, jedoch ■ diesem gegenüber abgedichtet ist, steht, ermöglicht,d aß die zwischen den Zahnrädern 4o und 41' erzeugte Wärme abgeführt wird.

Schließlich ist klar, daß die beschriebenen Ausführungsformen des Ladegeräts gemäß der Erfindung modifiziert oder verändert werden können, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. So ist es u.a. möglich, die beschriebenen Merkmale der zahlreichen Details, wie jene der Umlaufkörper 4 und 4', 4'¹ und 4¹¹¹ der Endkappen 5 und 6, 5¹¹ und 6¹¹ der verschiedenen Rippen 5o, 51 und 54 sowie des Gehäuses 46 für den Durchtritt von Küh !fluid, das auch weggelassen werden kann, in abweichender Weise gegenüber der beschriebenen Weise zu kombinieren. Darüberhinaus kann die Tragstruktur 9o für die Endkappen 5 und 6 eine von der beschriebenen abweichende Konfiguration haben und z.B. anstelle oder zusätzlich zu den Befestigungslöchern 1o9 Ohren an den

vier Ecken aufweisen, die beispielsweise um 9o° abgewinkelt sind mit entsprechenden Löchern für die Befestigung an einem Träger.

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Claims

Guardini S.p.A., Corso Galileo Ferraris, 24/A, Turin/Italien

Patentansprü ehe

(i7) Ladegerät (1) für eine Brennkraftmaschine eines Motorfahrzeugs mit einem Hauptkörper (2, 2¹, 2¹¹), der eine Arbeitskammer (3, 3¹, 3¹¹) begrenzt, in welcher mindestens zwei Umlaufkörper (4, 4¹, 4¹¹, 4¹¹¹) in ständigem Dichtkontakt längs mindestens einer parallel zur Achse des Hauptkörpers (2, 2¹, 2¹¹) verlaufenden Mantellinie rotieren, welche Kammer (3, 3', 3'¹) mit Einlaßleitungen (4, 14', 69) und Auslaßleitungen (15, 15', 7o) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Leitungen (14, 14', 69; 15, 15', 17) in dem Hauptkörper (2, 2', 2¹¹) in Richtungen parallel zu dessen Achse ausgebildet sind.

2. Ladegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Hauptkörper (2, 2¹, 2¹¹) durch Extrusion gefertigt ist.

3. Ladegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (2, 2', 2¹¹) zwischen zwei Endkappen (5, 6; 5¹, 6', 62; 5 ■ '., 6¹¹) eingeschlossen ist, die in Axialrichtung die Arbeitskammer (3, 3', 3¹¹) begrenzen, wobei in einer der beiden Endkappen (6, 6¹, 6¹¹) im wesentlichen axial Kommunikationsöffnungen (16, 17; 14'', 15'', 69', 7o') ausgebildet sind für die Kommunikation mit den genannten Einlaßleitungen (14, 14', 69) und Auslaßleitungen (15, 15', 7o).

4. Ladegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Mehrzahl von Verbindungselementen (7; 7¹) umfaßt, die parallel zur Achse des Hauptkörpers (2; 2', 2¹¹) angeordnet sind, und die Endkappen (5, 6; 5¹, 6¹; 5¹¹, 6¹¹) abdichtend auf dem Hauptkörper (2, 2'; 2'¹) befestigt sind.

5. Ladegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es fluiddichte Abdichtmittel (5o, 51, 54) aufweist für die Abdichtung zwischen den beiden Umlaufkörpern (4, 4', 4¹¹, 4¹¹¹) und/oder zwischen den

Umlaufkörpern (4, 4¹, 4¹¹, 4¹¹¹) und dem Hauptkörper (2, 2¹, 2¹¹) und/oder zwischen den Endabschnitten der beiden Umlaufkörper (4, 4', 4¹¹, 4¹¹¹) und den Endkappen (5, 6; 5', 6' ; 5¹ ■ , 6").

6. Ladegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel eine Mehrzahl von Rippen (5o, 51, 54) umfassen, die auf mindestens einer der abzudichtenden Flächen eines Paares ausgebildet sind zwecks Ausbildung einer Labyrinthdichtung.

7. Ladegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Rippen (5o, 51, 54) aus einem Material bestehen, das sich selbst durch Abrasion anpaßt.

8. Ladegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umlaufkörper (4, 4', 4¹¹) eine konjugierende Umfangsform mit gegenseitigem Abdichtkontakt längs einer im wesentlichen kontinuierlichen Linie aufweisen.

9. Ladegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umlaufkörper (4, 4',4'') eine konjugierende Umfangsform aufweisen mit gegenseitigem Abdichtkontakt längs einer diskontinuierlichen Linie.

10. Ladegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umlaufkörper (4, 4', 4¹¹) durch Extrusion gefertigt sind.

11. Ladegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gkennzeichnet, daß die beiden Umlaufkörper (4, 4', 4¹¹) von einer entsprechenden axialen Wellen (21, 22) getragen sind und hohle Längsabschnitte (19) aufweisen, in denen entsprechende Endstopfen (53) angeordnet sind, und daß die Endstopfen (53) und die Umlaufkörper (4, 4¹, 4¹¹) eine schräge Endform (53) derart aufweisen, daß sie von der gegenüberliegenden Oberfläche der Endkappe (5, 6; 5¹, 6'; 5¹¹, 6¹¹) einen zunehmend größer werdenden Abstand aufweisen mit zunehmendem Abstand von der genannten Welle (21, 22).

12. Ladegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (2, 2'; 2¹¹) und/oder die beiden Umlaufkörper (4, 4¹, 4¹¹) aus Aluminium *■ bestehen.

13. Ladegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenzeichnet, daß die beiden Umlaufkörper (4¹¹) eine relativ starre Tragstruktur (8o) umfassen, an einer zugeordneten Welle (21, 22.J befestigt, sowie eine Außenform, die durch Anformen auf die Tragstruktur (8o) ausgebildet ist.

14. Ladegerät nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4 bis 13, wenn von Anspruch3abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß jede Endkappe (5¹¹, 6¹¹) eine relativ starre Tragstruktur (9o) sowie eine Außenform aufweist, die durch Spritzguß auf der Tragstruktur (9o) ausgebildet ist.

15. Ladegerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstruktur (9o) Öffnungen (92, 95, 98, 1o4, 1o6) und Sitze (93, 96, 1oo) aufweist für Aufn hme und/oder Befestigung

von Komponenten (23, 25, 26, 7, 43, 46, 33) des Ladegeräts (1).

16. Ladegerät nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufkörper (4¹¹) und/oder die Endkappen (5 ' ' ,6'*) durch Spritzguß von Kunststoffmaterial auf die genannte, aus Metall bestehende Tragstruktur (8o, 9o) gebildet sind.

17. Ladegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Drehantrieb von außen auf einen der beiden Umlaufkörper (4, 4¹, 4¹¹, 4¹¹¹) übertragen wird, welcher den anderen der Umlaufkörper (4, 4¹¹, 4¹¹¹) in Rotation mittels einer kämmenden Kupplung (41, 41') versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die kämmende Kupplung (41, 41') außerhalb des Hauptkörpers (2, 2', 2¹¹) innerhalb eines Raumes (43) angeordnet ist, der mit Schmierfett gefüllt ist, und daß ein zweiter Raum (46) in thermischem Kontakt mit diesem Raum (43), jedoch abgedichtet diesem gegenüber, vorgesehen ist, durch welchen ein Kühlfluid zirkuliert.

18. Ladegerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Raum von einem Gehäuse (46) mit Einlaßleitung (47) und Auslaßleitung (48) begrenzt ist, und durch das Kühlfluid von dem Kühlkreislauf der Maschine zirkuliert.

19. Ladegeräteinheit, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ladegeräte (1) nach einem der vorangehenen Ansprüche in zueinander koaxialer Anordnung umfaßt.

2o. Ladegeräteinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (14¹) und Auslaßleitung (15¹) in dem Hauptkörper (2¹) eines ersten der beiden Ladegeräte (1) ausgebildet sind, zusammen mit parallelen Leitungen (69, 7o) für Kommunikation mit den Einlaß- bzw. Auslaßleitungen des zweiten (2¹¹) der beiden Ladegeräte (1),

-· D —

daß eine Endkappe (6¹) an einem Ende des ersten Ladegeräts angeordnet ist mit einem Paar von Öffnungen (14¹¹, 15'', 69'', 7ο¹¹) für Einlaß und Auslaß der Ladegeräte, während entsprechende Einlaß- und Auslaßöffnungen (76, 76) der Ladegeräteinheit in Kommunikation stehen mit den genannten Öffnungen und eine äußere Leitung (78) für die Kommunikation zwischen den Auslaßöffnungen (7ο¹) des einen Ladegeräts und der Einlaßöffnung (14' ') des anderen vorgesehen ist.

21. Ladegeräteinheit nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlfluid in thermischem Kontakt mit der äußeren Leitung (78), jedoch abgedichtet dieser gegenüber strömt.

22. Ladegeräteinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein einziges Paar von Wellen (21, 22) umfaßt, welches koaxiale Paare der Umlauf körper (4, 4', 4¹¹, 4¹¹¹) der beiden Ladegeräte (1) tragen.