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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verdichtergehäuse, insbesondere
Radialverdichtergehäuse, vorzugsweise für einen
Turbolader, zur Aufnahme zumindest eines Verdichterrades, wobei
auf einer dem Verdichterrad zugewandten ersten Oberfläche
des Verdichtergehäuses zumindest eine Radialspaltverringerungseinrichtung
vorgesehen ist, wobei die Radialspaltverringerungseinrichtung zumindest
bereichsweise in einer in der ersten Oberfläche ausgebildeten
Vertiefung angeordnet ist, sowie einen Verdichter umfassend ein
erfindungsgemäßes Verdichtergehäuse und
ein Verfahren zur Herstellung eines, insbesondere erfindungsgemäßen,
Verdichtergehäuses.
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Bei
Verdichtern, insbesondere Radialverdichtern, wie einem Turbolader,
wird ein Fluid über einen Fluidansaugstutzen angesaugt,
mittels eines in dem Verdichtergehäuse rotierenden Verdichterrades verdichtet
und über einen Fluidaustrittsstutzen aus dem Verdichtergehäuse
abgeführt. Der Wirkungsgrad des Verdichters hängt
sehr stark von der Größe eines Spaltes zwischen
den radialen Enden des Verdichterrads und dem Gehäuse ab.
So führt ein derartiger, auch als Radialspalt bezeichneter,
Spalt dazu, dass es zu unerwünschten sogenannten Sekundärströmungen
kommen kann, das bedeutet, dass verdichtetes Fluid aufgrund des
Druckgefälles, anstatt über den Fluidaustrittsstutzen
aus dem Verdichtergehäuse auszutreten, in den Fluidansaugstutzen
zurückfließt. Es ist daher wünschenswert,
eine derartige Sekundärströmung durch Ausbildung
einer Rückstromsperre zu unterbinden, insbesondere indem
ein bestehender Spalt zwischen dem Verdichtergehäuse und
dem Verdichterrad durch eine Radialspaltverringerungseinrichtung
minimiert wird, beispielsweise der Radialspalt auf zwei bis drei
Zehntel-Millimeter reduziert wird.
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So
schlägt die
DE
197 50 516 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Verdichtergehäuses
vor, bei der ein Verdichtergehäuse eines Turboladers auf einer
mit einem Verdichterrad zusammenwirkenden Innenwand mit einer Abriebsbeschichtung
versehen ist. Dabei wird die Abriebsbeschichtung mittels Plasmaspritzen
erzeugt. Anschließend wird das Verdichterrad im Verdichtergehäuse
angeordnet und bei einem Anlaufen des Verdichterrades schleifen
die Spitzen des Verdichterrades über die Abriebsbeschichtung,
so dass diese ”eingelaufen” wird und so bei einer
weiteren Rotation des Verdichterrades der Radialspalt minimiert
wird.
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Auf ähnliche
Weise wird ein Radialspalt im Offenbarungsgehalt der
DE 34 24 661 A1 reduziert. Es
wird vorgeschlagen, dass ein Einlaufbelag an einer Strömungsmaschine
bereitgestellt wird, indem mehrere Schichten von Teilchen, die aus
einem nicht metallischen Kern und einer metallischen dünnen Hülle
bestehen, durch chemisches oder physikalisches Abscheiden aus einer
Gasphase auf einer Oberfläche der Strömungsmaschine
angelagert werden.
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Ein
Abriebsbelag wird auch in der
DE 10 2005 055 200 A1 , die ein Verfahren
zum Herstellen eines Einlaufbelages offenbart, beschrieben. Zur
Bereitstellung eines Einlaufbelags wird eine Mischung aus einem
Lösungsmittel, im Lösungsmittel unlöslichen
Partikeln eines metallischen Grundwerkstoffs für den Einlaufbelag
und einem Füllstoff, wobei der Füllstoff mindestens
einen in dem Lösungsmittel löslichen Bestandteil
aufweist, bereitgestellt. Diese Mischung wird auf eine Oberfläche
eines statorseitigen Bauteils einer Turbomaschine angeordnet und
durch Auflösung des Lösungsmittels der Einlaufbelag
bereitgestellt.
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Die
zuvor beschriebenen Einlaufbeläge weisen jedoch den Nachteil
auf, dass die Ausbildung eines derartigen Einlaufbelages auf einer
Kunststoffoberfläche eines Verdichtergehäuses,
wobei das Verdichtergehäuse vorzugsweise nur aus Kunststoffmaterialien
besteht, nicht möglich ist, insbesondere eine verlässliche
Haftung des Einlaufbelages auf der Kunststoffoberfläche
nicht sichergestellt werden kann bzw. durch die verwendeten Verfahren,
beispielsweise eine Beflammung einer Oberfläche, die Strukturintegrität
des Verdichtergehäuses durch Angriff an die Kunststoffoberflächen
angegriffen werden kann.
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Darüber
hinaus beschreibt die
DE
197 50 516 A1 eine abreibbare Dichtung. Es wird vorgeschlagen,
dass in eine Vertiefung eines Gehäuses einer Strömungsmaschine,
das ein gattungsgemäßes Verdichtergehäuse
darstellt, eine abreibbare Dichtung aus einem filzähnlichen
Material, bestehend aus zusammengepressten und gesinterten intermetallischen
Fasern, angeordnet wird. Bei einem Anlaufen der Strömungsmaschine
laufen sich Spitzen von Laufschaufeln in das Dichtungselement ein,
um so einen Radialspalt zwischen dem Gehäuse und den Schaufeln
zu minimieren.
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Nachteilig
bei dieser Dichtung ist jedoch, dass die Laufschaufeln in die Vertiefung
eingreifen müssen und darüber hinaus bei allen
zuvor beschriebenen Abriebsbeschichtungen bzw. Abriebsdichtungen
eine unzureichende Verringerung des Radialspalts in dem Fall erreicht
wird, in dem ein Verdichterrad eine Unwucht aufweist, insbesondere
nicht radialsymmetrisch ausgeführt ist. So wird die Abriebsbeschichtung
bzw. die Abriebsdichtung bei einem Anlauf des Verdichterrades in
einem solchen Fall durch Abrasion soweit abgetragen, dass der Abstand
einer Drehachse des Verdichterrades von der Oberfläche der
endgültigen Abriebsschicht nach einem Einlaufen, gerade
der maximalen radialen Ausdehnung des Verdichterrades entspricht.
Die Schaufeln des Verdichterrades, die jedoch eine geringere radiale
Ausdehnungen aufweisen, weisen dann einen vergleichsweise großen
Radialspalt zu der Gehäusewandung auf, wodurch es gerade
zu der ungewünschten Sekundärströmung
kommt.
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Darüber
hinaus ist der Einsatz von Abrasionsbeschichtungen, insbesondere
in Radialverdichtern bzw. Turboladern eines Kraftfahrzeugs, nachteilig.
So führt die Abrasion bzw. das Abtragen der Einlaufschicht
bzw. Einlaufdichtung dazu, dass es während der Einlaufphase
aber auch zu einem späteren Zeitpunkt, wenn es beispielsweise
aufgrund thermischer Ausdehnungen des Gehäuses des Verdichterrades
zur Ablösung von Partikeln der Abriebsbeschichtung kommt,
zu Verunreinigungen des mittels des Verdichters verdichteten Fluids,
wie gefilterter Verbrennungsluft in einem Kraftfahrzeug, kommen kann.
Diese Partikel können zu Motorschäden bei dem
Kraftfahrzeug führen.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung das gattungsgemäße
Verdichtergehäuse derart weiterzuentwickeln, dass die Nachteile
des Stands der Technik überwunden werden, insbesondere
ein Radialspalt in einem Kunststoffverdichtergehäuse reduziert
werden kann, auch bei einem unwuchtigen bzw. asymmetrischen Verdichterrad
ein minimaler Radialspalt ein stellbar ist und/oder eine Verunreinigung
eines durch den Verdichter verdichteten Fluids vermieden wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Radialspaltverringerungseinrichtung bereichsweise aus der
Vertiefung in Richtung des Verdichterrades hinausragt und bei einem Kontakt
mit dem Verdichterrad elastisch und/oder plastisch verformbar ist.
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Dabei
kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Verdichtergehäuse,
insbesondere im Bereich der Vertiefung, zumindest einen, insbesondere faserverstärkten,
Kunststoff, vorzugsweise einen Duroplastwerkstoff und/oder einen
Thermoplastwerkstoff, umfasst, insbesondere das Verdichtergehäuse zumindest
einen, vorzugsweise dem Verdichterrad zugewandten, Duroplastkörper
umfasst, der, vorzugsweise auf der dem Verdichterrad abgewandten Seite
haubenartig von zumindest einem Thermoplastkörper überdeckt
wird.
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Besonders
bevorzugt ist, dass das Verdichtergehäuse zumindest ein
Metall, wie Aluminium, Stahl und/oder Eisen, umfasst.
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Mit
der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass die Vertiefung in
Form einer Nut ausgebildet ist, insbesondere eine, vorzugsweise
einen Fluidansaugstutzen des Verdichtergehäuses umlaufende, Ringnut
umfasst und/oder die Vertiefung zumindest bereichsweise einen im
wesentlichen quadratischen, rechteckigen, dreieckigen, kegelstumpfförmigen und/oder
elliptischen Querschnitt aufweist.
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Ein
erfindungsgemäßes Verdichtergehäuse kann
dadurch gekennzeichnet sein, dass zumindest eine Wandung der Vertiefung
zumindest eine zweite Oberfläche bildet und die zweite
Oberfläche zumindest ein erstes Verankerungselement umfasst,
insbesondere umfassend zumindest einen Bereich erhöhter
Oberflächenrauhigkeit, zumindest einen Hinterschnitt, zumindest
ei nen Durchbruch, zumindest eine Rast- und/oder Clipseinrichtung,
zumindest eine Klemmeinrichtung und/oder zumindest eine Erhebung.
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Dabei
ist besonders bevorzugt, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung
zumindest ein, insbesondere mit dem ersten Verankerungselement wechselwirkendes,
vorzugsweise auf einer eine dritte Oberfläche bildenden
Oberfläche der Radialspaltverringerungseinrichtung ausgebildetes,
zweites Verankerungselement umfasst, insbesondere umfassend zumindest
einen Bereich erhöhter Oberflächenrauhigkeit,
zumindest einen Hinterschnitt, zumindest einen Durchbruch, zumindest
eine Rast- und/oder Clipseinrichtung, zumindest eine Klemmeinrichtung und/oder
zumindest eine Erhebung.
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Auch
wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung
in Form zumindest eines in die Vertiefung zumindest bereichsweise
einsteckbaren Körpers, vorzugsweise in Form eines Ringes,
ausgebildet ist, wobei der Körper vorzugsweise eine zu
der Querschnittsform der Vertiefung im Wesentlichen komplementäre
Querschnittsform aufweist.
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Bei
der vorgenannten Ausführungsform ist besonders bevorzugt,
dass die Radialspaltverringerungseinrichtung mittels Verrasten,
Verclipsen, Verkleben, Verschweißen und/oder Verklemmen
in der Vertiefung zumindest bereichsweise fixierbar ist.
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Weiterhin
schlägt die Erfindung vor, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung,
insbesondere mittels Spritzgießens, auf der ersten Oberfläche und/oder
in der Vertiefung ausbildbar ist.
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Auch
wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung
zumindest ein elastisch und/oder plastisch verformbares Material,
wie zumindest einen thermoplastischen Kunststoff, umfasst und/oder
die Radialspaltverringerungseinrichtung durch eine zumindest bereichsweise
Stauchung plastisch verformbar ist.
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Besonders
bevorzugt ist, dass ein Verdichtergehäuse gemäß der
Erfindung gekennzeichnet ist durch zumindest eine Federeinrichtung
mittels der eine Kraft auf zumindest einen Bereich der Radialspaltverringerungseinrichtung
in Richtung des Verdichterrades aufbaubar ist.
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Bei
der vorgenannten Ausführungsform ist bevorzugt, dass die
Federeinrichtung auf einer dem Verdichterrad abgewandten Seite der
Radialspaltverringerungseinrichtung, vorzugsweise in der Vertiefung,
angeordnet ist, die Federeinrichtung zumindest bereichsweise von
der Radialspaltverringerungseinrichtung umfasst ist, insbesondere
als integrales Teil des in die Vertiefung einsteckbaren Körpers
ausgebildet ist, und/oder die Federeinrichtung zumindest eine Blattfeder,
zumindest eine Spiralfeder, zumindest einen elastischen Körper,
vorzugsweise einen Elastomerkörper und/oder in Form zumindest
eines Elastomerringes, und/oder zumindest einen porösen Körper
umfasst.
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Weiterhin
kann ein erfindungsgemäßes Verdichtergehäuse
insbesondere umfassen zumindest zwei, vorzugsweise eine Vielzahl
von Vertiefungen, wobei zumindest eine Radialspaltverringerungseinrichtung
zumindest bereichsweise in zumindest zwei Vertiefungen angeordnet
ist, vorzugsweise die Radialspaltverringerungseinrichtung einen
Bereich der ersten Oberfläche zwischen zwei Vertiefungen
zumindest bereichsweise überdeckt.
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Schließlich
wird für das erfindungsgemäße Verdichtergehäuse
vorgeschlagen, dass das Verdichtergehäuse zumindest einen
Fluidansaugstutzen, zumindest einen Fluidaustrittsstutzen, zumindest
einen Anschlussstutzen zum Anschluss einer Unterdruckversorgung,
zumindest einen Anschluss für ein Schubumluftventil und/oder
zumindest einen, insbesondere zumindest bereichsweise einen schneckenförmigen
Querschnittsverlauf aufweisenden, Verdichterkanal umfasst.
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Darüber
hinaus liefert die Erfindung einen Verdichter, insbesondere Radialverdichter
und/oder Turbolader, der zumindest ein Verdichterrad und zumindest
ein erfindungsgemäßes Verdichtergehäuse umfasst.
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Für
den Verdichter wird ferner vorgeschlagen, dass das Verdichterrad
zumindest einen Kunststoff und/oder ein Metall umfasst und/oder
das Verdichterrad, insbesondere in einem Kontaktbereich mit der
Radialspaltverringerungseinrichtung, einen höheren Härtegrad
als die Radialspaltverringerungseinrichtung aufweist.
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Darüber
hinaus liefert die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines,
insbesondere erfindungsgemäßen, Verdichtergehäuses,
das aufweist Bereitstellen eines Verdichtergehäuses mit
einer auf einer einem Verdichterrad zugewandten ersten Oberfläche
des Verdichtergehäuses ausgebildeten Vertiefung und Anordnen
zumindest eines Bereichs einer Radialspaltverringerungseinrichtung
in der Vertiefung derart, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung
bereichsweise aus der Vertiefung in Richtung des Verdichterrades
hinausragt und bei einem Kontakt mit dem Verdichterrad elastisch
und/oder plastisch verformt wird.
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Für
das Verfahren wird ferner vorgeschlagen, dass die Bereitstellung
des Verdichtergehäuses die Ausbildung der Vertiefung während
der Herstellung eines Grundkörpers des Verdichtergehäuses, insbesondere
durch eine Spritzgießverfahren, umfasst oder die Bereitstellung
des Verdichtergehäuses die Ausbildung der Vertiefung im
Anschluss an die Herstellung des Grundkörpers des Verdichtergehäuses,
insbesondere mittels Bohren, Fräsen, Schneiden und/oder
Drehen, umfasst.
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Insbesondere
wird bevorzugt, dass das Anordnen der Radialspaltverringerungseinrichtung
in der Vertiefung das Anspritzen der Radialspaltverringerungseinrichtung
an die erste Oberfläche und/oder in die erste Vertiefung
umfasst oder das Anordnen der Radialspaltverringerungseinrichtung
in der Vertiefung das Herstellen eines die Radialspaltverringerungseinrich tung
bildenden separaten Körpers und das Positionieren des Körpers
in der Vertiefung umfasst.
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Schließlich
wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung
in der Vertiefung mittels erster und/oder zweiter Verankerungselemente
fixiert wird, insbesondere beim Anspritzen zumindest ein Hinterschnitt und/oder
zumindest ein Durchbruch umspritzt wird und/oder der Körper
in der Vertiefung mittels Verkleben, Verrasten, Verclipsen, Verschweißen
und/oder Verklemmen fixiert wird.
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Der
Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde,
dass eine unerwünschte Sekundärströmung
in einem Verdichter, auch wenn der Verdichter ein Kunststoffverdichtergehäuse
aufweist, effektiv dadurch eliminiert werden kann, dass ein Radialspaltverringerungseinrichtung
derartig in einer Vertiefung des Verdichtergehäuses angeordnet
wird, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung zumindest bereichsweise
aus der Vertiefung hervorsteht und derartige Materialeigenschaften
aufweist, dass sie bei einer Berührung mit einem Verdichterrad
lediglich elastisch und/oder plastisch verformt wird, insbesondere
keine Abrasion bzw. kein Abrieb der Radialspaltverringerungseinrichtung
auftritt.
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Bei
der Radialspaltverringerungseinrichtung kann es sich insbesondere
um einen einen Kunststoff umfassenden Ring handeln, der in einer
auf einer Innenseite des Verdichtergehäuses, insbesondere
im Bereich eines Turboladers, in dem das Verdichterrad positioniert
ist, in einer Ringnut angeordnet wird. Dabei ist der Kunststoffring
vorzugsweise derart dimensioniert, dass das Verdichterrad und der
Ring sich leicht berühren können.
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Die
Materialeigenschaften der Radialspaltverringerungseinrichtung sind
ferner derart gewählt, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung
einen vergleichsweise zähen Kunststoff umfasst, der neben einer
hohen Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit entsprechende
tribologische Eigenschaften aufweist, die ein Verschleißen
eines Verdichterrades in einer Einlaufphase verhindern, insbesondere
die Radialspaltverringerungseinrichtung einen geringeren Härtegrad
als des Verdichterrad aufweist.
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Darüber
hinaus kommt es bei einem Kontakt zwischen dem Verdichterrad und
der Radialspaltverringerungseinrichtung, insbesondere dem Kunststoffring,
zu einer elastischen und/oder plastischen Verformung der Radialspaltverringerungseinrichtung, insbesondere
wird keine Abrasion hervorgerufen. Die plastische Verformung der
Radialspaltverringerungseinrichtung führt dazu, dass bei
einem Einlaufen des Verdichterrades eine Materialstauchung bzw.
eine Verformung durch Verfließen des Materials der Radialspaltverringerungseinrichtung
hervorgerufen wird, insbesondere der Bereich der Radialspaltverringerungseinrichtung,
der aus der Vertiefung herausragt, in eine radiale Richtung einer
Drehachse des Verdichterrades gestaucht wird.
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Die
elastischen Eigenschaften der Radialspaltverringerungseinrichtung
werden insbesondere dann ausgenutzt, wenn das Verdichterrad eine
asymmetrische Geometrie und/oder eine Unwucht aufweist. So kommt
es bei einer Berührung der Radialspaltverringerungseinrichtung
mit einem Teil des Verdichterrades, der im Vergleich zu dem restlichen
Umfang des Verdichterrades einen größeren radialen Abstand
zu einer Drehachse aufweist dazu, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung
lediglich elastisch verformt wird, so dass die Radialspaltverringerungseinrichtung
sich nach einem Kontakt mit diesem Bereich des Verdichterrades wieder
elastisch zurückverformt und so auch für die restlichen
Bereiche des Verdichterrades eine größtmögliche
Verringerung des Radialspaltes hervorgerufen wird.
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Bei
der Radialspaltverringerungseinrichtung kann es sich insbesondere
um einen Formkörper handeln, der nach einer Herstellung
des Kunststoffverdichtergehäuses in die Vertiefung des
Kunststoffverdichtergehäuses eingesetzt wird. Dabei kann
eine Fixierung des Körpers durch ein Verclipsen, Verrasten,
Verschweißen und/oder Verkleben erfolgen.
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In
alternativen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein,
dass die Radialspaltverringerungseinrichtung bei einer Herstellung
des Verdichtergehäuses, insbesondere wenn es sich um ein Kunststoffverdichtergehäuse
handelt, direkt angespritzt wird. Hierbei kann eine Fixierung der
Radialspaltverringerungseinrichtung insbesondere dadurch erzielt
werden, dass Verankerungselemente auf den Oberflächen des
Kunststoffverdichtergehäuses, insbesondere im Bereich der
Vertiefung, ausgebildet werden, wie ein Bereich hoher Oberflächenrauhigkeit,
Hinterschnitte und/oder Durchbrechungen, die von dem umspritzten
Werkstoff umspritzt werden.
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Um
in dem Fall, in dem die Radialspaltverringerungseinrichtung nachträglich
montiert wird, eine Montagefreundlichkeit zu erhöhen und
einen ausreichenden Toleranzausgleich zwischen dem Verdichterrad
und dem Gehäuse zu ermöglichen, kann darüber
hinaus vorgesehen sein, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung
mit einem Federelement zusammenwirkt und/oder ein entsprechendes
Federelement umfasst. Dieses Federelement bewirkt insbesondere,
dass die Radialspaltverringerungseinrichtung in Richtung des Verdichterrades
vorgespannt wird, wobei die Federeinrichtung beispielsweise durch
einen im Bezug auf das Verdichterrad hinter der Radialspaltverringerungseinrichtung
angeordneten Elastomerring ausgebildet sein kann oder das Federelement
auch als Integralteil der Radialspaltverringerungseinrichtung ausgebildet
sein kann, insbesondere die Radialspaltverringerungseinrichtung mehrteilig
ausgebildet ist und durch das Federelement nur ein Teil der Radialspaltverringerungseinrichtung
in Richtung des Verdichterrades gezwungen wird.
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Darüber
hinaus bietet die Erfindung den Vorteil, dass auch bestehende Verdichtergehäuse
erfindungsgemäß nachgerüstet werden können
und eine Überholung von bereits bestehenden Verdichtergehäusen
ermöglicht wird. Eine Nachrüstung bestehender
Verdichtergehäuse kann beispielsweise dadurch erfolgen,
dass in dem Verdichtergehäuse eine Vertiefung, beispielsweise
eine Ringnut, die insbesondere einen Fluidansaugstutzen radial umgibt,
ausgebildet wird und in diese eine Radialspaltverringerungseinrichtung
im Sinne der Erfindung eingesetzt wird. Insbesondere derartige Verdichtergehäuse
können auch nachfolgend, in dem Fall, in dem es zu einem Verschleißen
der Radialspaltverringerungseinrichtung kommt, dadurch ü berholt
werden, dass die Radialspaltverringerungseinrichtung aus der Vertiefung
entnommen und durch eine neue Radialspaltverringerungseinrichtung
ersetzt wird.
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Insgesamt
führt die Erfindung also dazu, dass der Wirkungsgrad eines
Verdichters, insbesondere Radialverdichters und/oder Turboladers,
erhöht werden kann, insbesondere auch im Vergleich zu dem
auf den Stand der Technik bekannten Abriebsbeschichtungen, da auch
im Vergleich zu diesen Beschichtungen ein Radialspalt bei einem
asymmetrischen Verdichterrad weitestgehend reduziert wird und so
Sekundärströmungen, die unerwünscht sind, vermieden
werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen erläutert
ist. Dabei zeigt:
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1 eine
perspektivische Aufsicht auf ein Verdichtergehäuse gemäß der
Erfindung; und
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2 Querschnittsansichten
der einzelnen Elemente des Verdichtergehäuses der 1.
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In
1 ist
eine Aufsicht auf ein Verdichtergehäuse gemäß der
Erfindung dargestellt. Bei dem Verdichtergehäuse
1 handelt
es sich insbesondere um ein Kunststoffverdichtergehäuse,
wie es in der
DE
10 2007 027 282 B3 der Anmelderin beschrieben ist.
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Das
Kunststoffverdichtergehäuse 1 weist einen Fluidansaugstutzen 3 und
ein Fluidaustrittsstutzen 5 auf. Darüber hinaus
ist in dem Verdichtergehäuse 1 ein Verdichterkanal 7 ausgebildet.
Das Verdichtergehäuse 1 weist bezüglich
des Fluidansaugstutztens 3 eine Symmetrieachse D auf. Um
diese Symmetrieachse D dreht sich bei einem Betrieb des Verdichters ein
nicht dargestelltes Verdichterrad in dem Verdichtergehäuse 1,
wobei das Verdichterrad vorzugsweise zumindest bereichsweise in
den Fluidansaugstutzen 3 hineinragt.
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Im
Bereich des Fluidansaugstutzens 3 ist eine Vertiefung in
Form einer Ringnut 9 ausgebildet. In diese Ringnut 9 kann
eine Radialspaltverringerungseinrichtung in Form eines Einlaufrings 11 angeordnet
werden. Der Einlaufring 11 besteht insbesondere aus einem
zähen Kunststoffmaterial, welches sich im Wesentlichen
ausschließlich elastisch und/oder plastisch verformen lässt,
insbesondere ist der Härtegrad und die Elastizität
des Einlaufrings 11 so gewählt, dass eine Beschädigung
eines Verdichterrads nicht auftritt und gleichzeitig ein Ablösen
von Partikeln des Einlaufrings von demselben bei einem Kontakt mit
den Verdichterrad beispielsweise durch Abrasion ausgeschlossen ist.
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Nach
einem Zusammenbau und einer Inbetriebnahme des Verdichters bewirkt
der Einlaufring 11, dass bei einem Anlaufen des Verdichterrads
dieses den Einlaufring 11 derartig plastisch verformt, dass
ein Radialspalt zwischen einem Radialumfang des Verdichterrads und
dem Verdichtergehäuse geringstmöglich gehalten
wird. Bei einem weiteren Betrieb des Verdichters verformt sich der
Einlaufring 11 insbesondere darüber hinaus auch
elastisch, um unterschiedliche Temperaturexpansionen als auch eine Unwucht
oder Asymmetrie des Verdichterrads ohne eine Vergrößerung
des Radialpalts ausgleichen zu können.
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In 2 ist
eine Querschnittsansicht des Verdichtergehäuses 1 als
auch des Einlaufrings 11 dargestellt. Wie der 2 zu
entnehmen ist, weist die Ringnut 11 einen wesentlichen
rechteckförmige Querschnittsform auf, während
der Einlaufring 11 eine davon abweichende Konturierung
aufweist. In der Ringnut 9 sind nicht dargestellte erste
Verankerungselemente in Form einer erhöhten Oberflächenrauigkeit
vorhanden, während der Einlaufring 11 zweite Verankerungselement
in Form einer Verdickung 13 aufweist. Diese Verdickung 13 bewirkt, dass
bei einem Einführen des Einlaufrings 11 in die Ringnut 9 der
Einlaufring 11 in der Ringnut 9 verklemmt wird
und so eine Fixierung desselben erreicht wird. Darüber
hinaus kann der Einlaufring 11 auch mittels Verkleben und/oder
Verschweißen in dem Verdichtergehäuse 1 befestigt
werden.
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In
einer weiteren, nicht dargestellten, Ausführungsform ist
insbesondere vorgesehen, dass der Einlaufring 11 mittels
eines nicht dargestellten Federelements in Richtung des Verdichterrads,
also in 2 nach unten, gezwungen wird.
Dies ermöglicht es, dass trotz einer nachträglichen
Montage des Einlaufrings 11 Fertigungstoleranzen des Gehäuses
als auch des Einlaufrings 11 ausgeglichen werden und gleichzeitig
eine maximale Verringerung eines Radialspalts erreicht werden kann.
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Weiterhin
können auch mehrere Vertiefungen in dem Gehäuse
vorgesehen sein. So können Sekundärströmungen
noch wirksamer unterdrückt werden, indem mehrere Radialspaltverringerungseinrichtungen
vorgesehen sind, jeweils zumindest eine in jeder Vertiefung, und
so mehrere Barrieren für die Sekundärströmung
aufgebaut werden, oder eine Radialspaltverringerungseinrichtung
einen größeren Oberflächenbereich des
Verdichtergehäuses überspannen und so einem größeren
Bereich mit minimalem Radialspalt bereitstellen.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie
in den Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln
als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
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- 1
- Verdichtergehäuse
- 3
- Fluidansaugstutzen
- 5
- Fluidaustrittsstutzen
- 7
- Verdichterkanal
- 9
- Ringnut
- 11
- Einlaufring
- 13
- Verdickung
- D
- Symmetrieachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19750516
A1 [0003, 0007]
- - DE 3424661 A1 [0004]
- - DE 102005055200 A1 [0005]
- - DE 102007027282 B3 [0044]