DE102013019020A1 - Turbomachine, especially for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine (10), mit einem Gehäuse (12), mit einem um eine Drehachse (16) relativ zu dem Gehäuse (12) drehbar an diesem gelagerten Rotor (14), welcher eine Welle (18) und wenigstens ein mit der Welle (18) drehfest verbundenes Laufrad (20) umfasst, und mit wenigstens einem Axiallager (22), mittels welchem der Rotor (14) in axialer Richtung an dem Gehäuse (12) gelagert ist, wobei das Axiallager (22) wenigstens einen am Rotor (14) gehaltenen, ersten Permanentmagneten (24) und wenigstens einen gehäusefesten zweiten Permanentmagneten (26) umfasst, wobei der erste Permanentmagnet (24) in radialer Richtung nach außen zumindest teilweise vom zweiten Permanentmagneten (26) überdeckt ist, wobei die Permanentmagnete (24, 26) jeweils ein magnetisches Feld mit einem in axialer Richtung verlaufenden magnetischen Fluss erzeugen.The invention relates to a turbomachine (10), comprising a housing (12) with a rotatably mounted on this rotor (14) about a rotation axis (16) relative to the housing (12), which has a shaft (18) and at least one the shaft (18) rotatably connected impeller (20), and with at least one thrust bearing (22) by means of which the rotor (14) in the axial direction on the housing (12) is mounted, wherein the thrust bearing (22) at least one on Rotor (14) held first permanent magnet (24) and at least one housing-fixed second permanent magnet (26), wherein the first permanent magnet (24) in the radial outward direction at least partially covered by the second permanent magnet (26), wherein the permanent magnets (24 , 26) each generate a magnetic field with a magnetic flux extending in the axial direction.
Description
Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a turbomachine, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
Eine solche Strömungsmaschine ist der
Die Strömungsmaschine umfasst ferner wenigstens ein Axiallager, mittels welchem der Rotor in axialer Richtung an dem Gehäuse gelagert ist. Das Axiallager umfasst dabei wenigstens einen am Rotor gehaltenen, ersten Permanentmagneten und wenigstens einen gehäusefesten zweiten Permanentmagneten. Mit anderen Worten ist der zweite Permanentmagnet zumindest mittelbar am Gehäuse angeordnet.The turbomachine further comprises at least one thrust bearing, by means of which the rotor is mounted in the axial direction on the housing. The thrust bearing comprises at least one first permanent magnet held on the rotor and at least one second permanent magnet fixed to the housing. In other words, the second permanent magnet is arranged at least indirectly on the housing.
Dieses Axiallager ist Teil einer Hilfslagerungseinrichtung, welche zusätzlich zu einer Hauptlagerungseinrichtung vorgesehen ist. Die Hauptlagerungseinrichtung umfasst dabei hydrodynamische Luftlager, mittels welchen der Rotor in axialer Richtung und radialer Richtung in seinem normalen Betriebszustand, das heißt bei hohen Drehzahlen des Rotors, gelagert wird. Die Hilfslagerungseinrichtung dient zum axialen und radialen Lagern des Rotors im Stillstand und bei sehr geringen Drehzahlen, beispielsweise dann, wenn der Rotor aus dem Stillstand beschleunigt und dadurch in seinen normalen Betriebszustand gebracht wird. Aufgrund des Einsatzes sowohl der Hauptlagerungseinrichtung als auch der Hilfslagerungseinrichtung kommt es zu einem hohen Bauraumbedarf der Lagerung des Rotors sowie zu einer hohen Komplexität und einer hohen Teileanzahl der Strömungsmaschine.This thrust bearing is part of an auxiliary storage device, which is provided in addition to a main storage device. The main bearing device comprises hydrodynamic air bearings, by means of which the rotor in the axial direction and radial direction in its normal operating state, that is at high rotational speeds of the rotor, is stored. The auxiliary bearing device is used for axial and radial bearings of the rotor at a standstill and at very low speeds, for example, when the rotor is accelerated from standstill and thereby brought into its normal operating condition. Due to the use of both the main storage device and the auxiliary storage device, there is a high space requirement of the bearing of the rotor and a high complexity and a high number of parts of the turbomachine.
Die
Schließlich offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Strömungsmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine besonders einfache, bauraum- und kostengünstige Lagerung des Rotors realisierbar ist.Object of the present invention is therefore to provide a turbomachine, especially for a motor vehicle of the type mentioned, in which a particularly simple, space-saving and cost-effective storage of the rotor can be realized.
Diese Aufgabe wird durch eine Strömungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a turbomachine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um eine Strömungsmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders einfache, bauraum- und kostengünstige Lagerung des Rotors realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Permanentmagnet in radialer Richtung nach außen zumindest teilweise vom zweiten Permanentmagneten überdeckt ist, wobei die Permanentmagnete jeweils ein magnetisches Feld mit einem in axialer Richtung verlaufenden magnetischen Fluss erzeugen. Somit lässt sich mittels der Permanentmagnete eine besonders einfache, jedoch gleichzeitig hinreichend stabile Lagerung des Rotors in axialer Richtung schaffen, wobei diese axiale Lagerung nicht nur zum Lagern des Rotors im Stillstand des Rotors und bei nur sehr geringen Drehzahlen, sondern auch zum Lagern des Rotors in seinem normalen Betriebszustand bei sehr hohen Drehzahlen verwendet werden kann. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Permanentmagnete zum axialen Lagern des Rotors in allen Betriebszuständen des Rotors vorgesehen sind. Mit anderen Worten ist die durch die Permanentmagnete realisierbare, axiale Lagerung des Rotors ausreichend, um den Rotor in allen Betriebszuständen zu lagern. Somit kann auf die Verwendung sowohl einer Hauptlagerungseinrichtung als auch einer Hilfslagerungseinrichtung verzichtet werden. Mittels der Permanentmagnete ist es nämlich möglich, den Rotor im Stillstand, bei geringen Drehzahlen sowie bei demgegenüber höheren Drehzahlen sicher in axialer Richtung zu lagern. Somit ist eine axiale, passiv-magnetische Lagerung des hochdrehenden Rotors geschaffen, die mit einer nur sehr geringen Teileanzahl und somit besonders kosten- und bauraumgünstig darstellbar ist.In order to further develop a turbomachine, in particular for a motor vehicle, the type specified in the preamble of claim 1 such that a particularly simple, space-saving and cost-effective mounting of the rotor can be realized, it is inventively provided that the first permanent magnet in the radial direction to the outside is at least partially covered by the second permanent magnet, wherein the permanent magnets each generate a magnetic field with a magnetic flux extending in the axial direction. Thus, by means of the permanent magnets, a particularly simple, but at the same time sufficiently stable mounting of the rotor in the axial direction, wherein this axial bearing not only for supporting the rotor at a standstill of the rotor and at very low speeds, but also for supporting the rotor in its normal operating state at very high speeds can be used. In other words, it is preferably provided that the permanent magnets are provided for axially supporting the rotor in all operating states of the rotor. In other words, the realizable by the permanent magnets, axial bearing of the rotor is sufficient to support the rotor in all operating conditions. Thus, the use of both a main storage device and an auxiliary storage device can be dispensed with. By means of the permanent magnets, it is namely possible to safely store the rotor in the axial direction at standstill, at low speeds and at the same time higher rotational speeds. Thus, an axial, passive magnetic bearing of the high-speed rotor is created, which can be displayed with a very small number of parts and thus particularly cost and space.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Der Rotor
Die verdichtete Luft wird beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftwagens zugeführt. Alternativ oder zusätzlich kann der Kraftwagen wenigstens eine Brennstoffzelle umfassen, welche mit der verdichteten Luft versorgt werden kann. Durch das Versorgen der Verbrennungskraftmaschine und/oder der Brennstoffzelle mit der verdichteten Luft kann ein besonders effizienter Betrieb dieser realisiert werden.The compressed air is supplied to, for example, an internal combustion engine for driving the motor vehicle. Alternatively or additionally, the motor vehicle may comprise at least one fuel cell, which can be supplied with the compressed air. By supplying the internal combustion engine and / or the fuel cell with the compressed air, a particularly efficient operation of these can be realized.
Der Rotor
Darüber hinaus ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Strömungsmaschine
Die Strömungsmaschine
Wie aus
Auf der Ordinate
Anhand von Richtungspfeilen
Aus
Der erste Permanentmagnet
Ferner ist es vorgesehen, dass der Permanentmagnet
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Strömungsmaschineflow machine
- 1212
- Gehäusecasing
- 1414
- Rotorrotor
- 1616
- Drehachseaxis of rotation
- 1818
- Wellewave
- 2020
- LaufradWheel
- 2222
- Axiallagerthrust
- 2424
- erster Permanentmagnetfirst permanent magnet
- 2626
- zweiter Permanentmagnetsecond permanent magnet
- 2828
- Richtungspfeilarrow
- 3030
- Richtungspfeilarrow
- 3232
- Abszisseabscissa
- 3434
- Ordinateordinate
- 3636
- Kraft-Weg-KurveForce-displacement curve
- 3838
- zweites Axiallagersecond thrust bearing
- 4040
- erster Permanentmagnetfirst permanent magnet
- 4242
- zweiter Permanentmagnetsecond permanent magnet
- 4444
- Richtungspfeilarrow
- 4646
- Richtungspfeilarrow
- 4848
- Turbinenradturbine
- 5050
- Turbinengehäuseturbine housing
- 5252
- Ausnehmungrecess
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 2007/0069597 A1 [0002] US 2007/0069597 A1 [0002]
- DE 10216447 C1 [0005] DE 10216447 C1 [0005]
- WO 2009/115149 A1 [0006] WO 2009/115149 A1 [0006]
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013019020.7A DE102013019020A1 (en) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Turbomachine, especially for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013019020.7A DE102013019020A1 (en) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Turbomachine, especially for a motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013019020A1 true DE102013019020A1 (en) | 2015-05-21 |
Family
ID=53184000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013019020.7A Pending DE102013019020A1 (en) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Turbomachine, especially for a motor vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102013019020A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3633159A1 (en) * | 2018-10-02 | 2020-04-08 | Robert Bosch GmbH | Electric drive machine for a compressor and/or a turbine, turbocharger and/or turbine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10216447C1 (en) | 2002-04-12 | 2003-09-18 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Turbocharger includes radial, permanent-magnet bearings producing axial flux |
US20070069597A1 (en) | 2005-09-29 | 2007-03-29 | Jtekt Corporation | Fuel-cell compressed-air supplying device |
WO2009115149A1 (en) | 2008-03-18 | 2009-09-24 | Continental Automotive Gmbh | Turbocharger comprising a bearing arrangement for mounting a shaft of the turbocharger |
-
2013
- 2013-11-14 DE DE102013019020.7A patent/DE102013019020A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10216447C1 (en) | 2002-04-12 | 2003-09-18 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Turbocharger includes radial, permanent-magnet bearings producing axial flux |
US20070069597A1 (en) | 2005-09-29 | 2007-03-29 | Jtekt Corporation | Fuel-cell compressed-air supplying device |
WO2009115149A1 (en) | 2008-03-18 | 2009-09-24 | Continental Automotive Gmbh | Turbocharger comprising a bearing arrangement for mounting a shaft of the turbocharger |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3633159A1 (en) * | 2018-10-02 | 2020-04-08 | Robert Bosch GmbH | Electric drive machine for a compressor and/or a turbine, turbocharger and/or turbine |
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Legal Events
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|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CELLCENTRIC GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: WALLINGER RICKER SCHLOTTER TOSTMANN PATENT- UN, DE |
|
R016 | Response to examination communication |