(57)【要約】【課題】排気駆動式過給機の軸受ハウジングを、導入された潤滑材に対し軸方向に密封する、停止中潤滑されるロータ軸の軸受における密封装置の密封性を改善する。【解決手段】ロータ軸（１）に隙間、ラビリンス又はピストンリング等の第１シール（１１）と、狭い隙間（３３）やラビリンス等の第２シール（１２）を設け、第１、第２シール（１１、１２）間に、ロータ軸（１）の周りに延びる油排出路（１３、１４）を封じ込み形成し、ハウジング側油排出溝（１３）と、同軸位置に配置した軸側油排出溝（１４）で該排出路（１３、１４）を形成し、該油排出路（１３、１４）内のロータ軸（１）の半径方向自由端に、環状油排出路（１３、１４）内に突出する環状シール舌片（１５）を設け、該舌片（１５）を油排出路に侵入する潤滑材に対し軸方向に作用するバリアとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入された潤滑材に対し軸受ハウジンクを軸方向に密封する軸受の密封装置において、
ロータ軸（１）に、隙間、ラビリンス又はピストンリングの形態の第１シール（１１）と、狭い隙間（３３）やラビリンスの形をした第２シール（１２）が設けられ、該第１、第２シール（１１、１２）間に、ロータ軸（１）の周りに延びる油排出路（１３、１４）が封じ込められ、該油排出路（１３、１４）が、ハウジング側油排出溝（１３）と同軸位置に配置された軸側油排出溝（１４）として構成され、前記油排出路（１３、１４）内に、ロータ軸（Ｔ）の半径方向にその自由端が環状油排出路（１３、１４）の中に突出する環状シール舌片（１５）が設けられ、このシール舌片（１５）が油排出路に侵入する潤滑材に対して軸方向に作用するバリアを形成することを特徴とする密封装置。
【請求項２】
ロータ軸（ｌ）がタービンハウジング（２）内でハウジング孔（３）を経て案内される片側端にタービンランナ（４）を支持し、圧縮機ハウジング（５）内でハウジング孔を経て案内される反対側端に圧縮機インペラ（７）を支持する排気駆動式過給機に利用され、タービンハウジング（２）および／又は圧縮機ハウジング（５）を、タービンハウジング（２）と圧縮機ハウジング（５）の間の中央軸受ハウジング（１０）から出て、タービンハウジング側軸受装置および／又は圧縮機ハウジング側軸受装置に導かれる潤滑材に対し密封すべく、ロータ軸（１）のタービンハウジング側軸受装置および／又は圧縮機ハウジング側軸受装置内に密封装置が設けられたことを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【請求項３】
ロータ軸（１）の軸側油排出溝（１４）内にシール舌片（１５）が形成され、該舌片の半径方向外側自由端迄の高さが、最大で特にタービンハウジング（２）および／又は圧縮機ハウジング（５）のハウジング孔（３、６）の内周面と一致し、或いはそれより短く形
成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の密封装置。
【請求項４】
ハウジング側油排出溝（１３）内にシール舌片（１５）が形成され、該シール舌片の半径方向内側端迄の高さが、最大で特にタービンハウジング（２）および／又は圧縮機ハウジング（５）のハウジング孔（３、６）の内周面と一致し、或いはそれより短く形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の密封装置。
【請求項５】
第２シール（１２）が、軸側油排出溝（１４）を境界づけ、半径方向外側に向き、ハウジング孔（３および／又は６）の内周面に対し短い壁（３１）と、それと同軸位置に存在してハウジング側油排出溝（１３）を境界づけ半径方向内側に向き、ハウジング孔（３および／又は６）の内周面に対し長い壁（３２）とで形成され、該両壁（３１、３２）が隙間（３３）を封じ込め、シール舌片（１５）の自由端が隙間（３３）と半径方向において重畳していることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の密封装置。
【請求項６】
第１シール（１１）がラビリンスパッキンとして形成されたことを特徴とする請求項１から５の１つに記載の密封装置。
【請求項７】
第１シール（１１）がハウジング孔（３および／又は）内周面に接するピストンリングの形に形成されたことを特徴とする請求項１から５の１つに記載の密封装置。
【請求項８】
ピストンリング（１１）が、ロータ軸（１）或いはこのロータ軸（１）に結合された回転部品の溝（１８）にはめ込まれたことを特徴とする請求項７記載の密封装置。
【請求項９】
シール舌片（１５）の自由端が、対応するハウジング孔（３、６）の内周面に対し傾斜していることを特徴とする請求項１から８の１つに記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導入された潤滑材に対し軸受ハウジングを軸方向に密封する、特に停止中潤滑されるロータ軸の軸受の密封装置に関する。この装置は、特にロータ軸がタービンハウジング内においてハウジング孔を経て案内される片側端でタービンランナを支持し、圧縮機ハウジング内のハウジング孔を経て案内される反対側端で圧縮機インペラを支持する排気駆動式過給機において、ローラ軸のタービンハウジング側軸受装置および／又は圧縮機ハウジング側軸受装置の内部で利用され、タービンハウジングと圧縮機ハウジングの間の中央軸受ハウジングから出て、タービンハウジング側軸受装置および／又は圧縮機ハウジング側軸受装置に導かれる潤滑材に対し、タービンハウジングおよび／又は圧縮機ハウジングを密封する。
【背景技術】
【０００２】
この形式の密封装置、即ち軸封装置は既に古くから知られている。例えば、殊にタービンハウジングからの排気ガスが、不可避の漏れ個所から軸受隙間、即ち軸受ハウジングや軸受体と軸との間の狭い隙間を経て軸受ハウジング内に流入しおよび／又は高速回転時および吸い込まれた空気の高い給気圧時、或いはガソリンエンジンにおいて、圧縮機ハウジングからの燃科ガス・空気混合気が、圧縮機側密封装置を経て軸受ハウジング内に流入するのを防止せねばならない。また、公知のように、低い給気圧での高速回転時に、各軸受ハウジングからの油含有空気・排気ガス混合気が、タービンハウジングおよび／又は圧縮機ハウジングの方向に流れ、内燃機関に流入することも防止せねばならない。
【０００３】
該密封装置はラビリンスパッキン又は密封用のピストンリングである。即ち、例えば特許文献１に、排気駆動式過給機の軸封装置ハウジングにおける軸封装置が記載され、該ハウジングは、高圧用タービンハウジング部分と低圧用タービンハウジング部分との間に配置され、作動媒体漏れ流（流体）が軸方向に貫流する。
【０００４】
軸封装置は、流体の流れ方向に連続して配置され、流体を繰り返して転向させる絞りを備えたラビリンスを形成している。ラビリンスは、公知の如く軸受ハウジングや軸受体に設けられ、例えばロータ軸の溝にはめ込まれたピストンリングによっても実現できる。
【０００５】
従来のこの種密封装置は、追加潤滑過程中や予備潤滑過程中に、タービン流れ室および圧縮機流れ室における吸込み（負圧）と関連して、潤滑油を中央軸受ハウジングから吸い出す欠点がある。これは、排気駆動式過給機の全損に至る迄の重大な損傷を生じさせる。
【特許文献１】独国特許第２５１３５８２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、特に上述の如きロータ軸付き排気駆動式過給機に利用される冒頭に述べた形式の密封装置の密封性を、特にロータ軸の停止状態において改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に基づき、この課題は、密封装置を形成すべくロータ軸に、隙間、ラビリンス又はピストンリングの形態の第１シールと、狭い隙間やラビリンスの形態の第２シールが設けられ、この第１、第２シール間に、ロータ軸の周りを延びる油排出路が封じ込まれ、該油排出路が、ハウジング側油排出溝と、同軸位置に配置された軸側油排出溝とで構成され、この排出路内に、ロータ軸の半径方向に自由端が環状油排出路内に突出する環状シール舌片が設けられ、該シール舌片が油排出路に侵入する潤滑材に対し軸方向に作用するバリアを形成することで解決される。
【発明の効果】
【０００８】
この結果、追加又は予備潤滑過程中に、特に吸込み（負圧）に関連し、潤滑油が軸受ハウジングから第２シール、そして流れ油排出路を経て第１シールに達するのを防ぐ。この結果、停止状態での油密性を高め、予測される運転条件下での漏れを防止できる。
【０００９】
ロータ軸の軸側油排出溝内にシール舌片を形成し、該舌片の半径方向外側自由端迄の高さが最大で特にタービンハウジングおよび／又は圧縮機ハウジングのハウジング孔の内周面と一致し、或いはそれより短いと好ましい。しかし、ハウジング側油排出溝内にシール舌片を形成し、その半径方向内側端迄の高さを、最大でハウジング孔の内周面と一致し、又はそれより短くなるよう形成してもよい。
【００１０】
また第２シールを、軸側油排出溝を境界づけ、半径方向外側に向けられハウジング孔の内周面に対して短くされた壁と、それと同軸位置に存在してハウジング側油排出溝を境界づけ半径方向内側に向けられハウジング孔の内周面に対して長くされた壁とで形成し、もつてその両壁で隙間を覆うとよい。即ち、ハウジング孔が、第２シールの軸方向位置で、成形されたシール舌片を有するロータ軸に達する直径より小さな直径を持つとよい。
【００１１】
なお、シール舌片と壁が、別個の部品であるか否か、或いはハウジング又はロータ軸に旋盤加工部分或いはフライス加工部分として形成されたか否かは重要ではない。
【００１２】
排気駆動式過給機に利用する場合、潤滑材、即ち油が環状の油排出溝の円周を還流し、下部開口を介して流出するのを保証すべく、第２シールを軸方向において中央軸受ハウジングとタービンハウジング側軸受装置の第１シールとの間および／又は中央軸受ハウジングと圧縮機側軸受装置の第１シールとの間に配置するとよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図を参照し、排気駆動式過給機の用途での本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１に示す如く、排気駆動式過給機は普通の如くタービンハウジング２と、該ハウジング２に結合された圧縮機ハウジング５を有し、両ハウジング２、３内にロータ軸１を備えている。内燃機関からの排気ガスをタービンランナ４に導入すべく、タービンハウジング２は略環状の排気ガス供給路２８を備える。かくして、ロータ軸１の他端に置かれた圧縮機インペラ７がロータ軸１を介して駆動される。この圧縮機インペラ７はそれを取り囲む供給路２９を介して空気を吸い込み、その空気を圧縮して吹き出す。
【００１５】
ロータ軸１はタービンハウジング２内にハウジング孔３を通して案内され、そこでロー
タ軸端に、タービンランナ４が固定されている。通常、タービンハウジング２と圧縮機ハウジング５との間の中央軸受ハウジング１０内に、ロータ軸１の軸受１９、２０が存在する。該軸受１９、２０の潤滑材は、垂直の油供給ノズル２６およびそこから出ている油供給孔２７を介して加圧状態で供給される。
【００１６】
潤滑材が中央軸受ハウジング１０から、例えば軸受体１９と軸受ブッシュ２０とロータ軸１との間の軸受隙間を経てタービンハウジング２に到達するのを防止すべく、以下図２を参照して説明する密封装置を設けている。
【００１７】
好適には、タービンハウジング側軸受装置の内部の密封装置は、第１シール１１と第２シール１２を持つ（圧縮機ハウジング側軸受装置の密封装置も同様に形成されている）。これら第１、第２両シール１１、１２は、タービンハウジング２のハウジング壁と、ロータ軸１のラジアル軸受１９、２０の間に配置されている。該軸受は、公知の如く中央軸受ハウジング１０の軸受体１９を有し、該軸受体１９は軸受ブッシュ２０によってロータ軸１に結合している。軸受体１９とタービンハウジング２との間に、ロータ軸１の軸方向に延びる内部空間２１が存在し、該空間２１に、タービンハウジング２に向いて第２シール１２、次いでハウジンク側油排出溝１３が続いている。これは軸側油排出溝１４と共にロータ軸１の周りを延びる環状油排出路を形成している。この油排出路内にシール舌片１５が配置され、該舌片１５の自由端はロータ軸１の半径方向に環状油排出路１３、１４の中に突出している。このシール舌片１５に、軸方向に間隔を隔てて、タービンハウジング孔１の内周壁に接するピストンリングの形態の第１シール１１が続いている。
【００１８】
ピストンリング１１は、場合により侵入する流体を漏れ止めすべく、ロータ軸１又はこれに結合された回転部品の溝１８にはめ込まれている。シール舌片１５はロータ軸１の軸側油排出溝１４内に形成され、舌片１５の半怪方向外側端迄の高さは、最大でタービンハウジング２のハウシング孔３の内周面と−致するか、図示の如く幾分短くされている。
【００１９】
しかし、シール舌片１５をハウジング側油排出溝１３内に配置し、その半径方向内側端迄の高さを、最大でタービンハウジング２のハウジング孔３の内周面と一致するか、或いはそれより幾分短く形成してもよい。この関係で、ハウジング側油排出溝と軸側油排出溝に、各々半径方向において重なり相互作用するシール舌片を設けてもよい。
【００２０】
第２シール１２を形成すべく、軸側油排出溝１４が、タービンランナ４とは反対側に位置し、半径方向外側に向いて延びかつタービンハウジング孔３の内周面より短くされた壁３１で形成され、更にハウジング側油排出溝１３が、タービンランナ４とは反対側に位置し、半径方向内側に向いて延び、かつタービンハウジング孔３の内周面より長い壁３２で形成されている。両壁３１、３２は隙間３３を封じ込め、潤滑材が隙間３３を通り、油排出路１３、１４を越えて第１シール１１迄継続して流出するのを防止すべくシール舌片１５の自由端は半径方向において前記隙間３３と重なり合っている。
【００２１】
第２シール１２の隙間３３を通り、例えばシール舌片１５に付着した潤滑材の液滴が、吸込みによって更に第１シール１１のピストンリング迄達するのを防止すべく、シール舌片１５の自由端を対応したハウジング孔３或いはハウジング孔６の内周面に対し、例えば４５゜の角度を成して形成している。
【００２２】
上述した実施例は所定の組立様式に適合される。即ち、ロータ軸１をまずタービンハウジング２を通して差込み、次いで中央軸受ハウジング１０に差込み、圧縮機ハウジング５内で圧縮機インペラ７をロータ軸先端部上にはめ込むようにできる。
【００２３】
これが可能な理由は、図示の実施例において、シール舌片１５の高さ（矢印ａ）がハウジング孔の内周面（矢印ｂ）から突出する必要がなく、短い壁３１（矢印ｃ）と長い壁３２（矢印ｄ）が隙間３３を境界づけ、タービンハウジング２内でのロータ軸１の直径が、第２シール１２の範囲でのロータ軸１の直径より大きく、かつ第２シール１２の範囲でのロータ軸１の直径が、この実施例における中央軸受ハウジング１０のロータ軸の直径より大きくなっていることにある。即ちシール舌片１５は、隙間３３を軸方向に覆って油排出路１３、１４に潤滑油が侵入しないようにすべく、ロータ軸１の半径方向にできるだけ大きな高さで形成せねばならないが、タービン側ハウジング孔３の内周面を越える必要はなく、従ってロータ軸１は組立可能である
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】排気駆動式過給機の主要部の軸断面図。
【図２】タービンハウジング側軸受装置の内部におけるロータ軸の本発明に基づく密封装置の図１におけるＸ部の拡大詳細図。
【符号の説明】
【００２５】
１  ロータ軸、２  タービンハウジング、３  ハウジング孔、４  タービンランナ、５  圧縮機ハウジング、７  圧縮機インペラ、１１、１２  シール、１３  ハウジング側油排出溝、１４  軸側油排出溝、１５  シール舌片、３１、３２  壁、３３  隙間
【図１】
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【図２】
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