DE102017208036A1 - stator - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Stator (12) für eine Medienspaltmaschine (10), insbesondere für einen Verdichter (2) oder eine Turbine (3), mit einem ringförmigen Statorjoch (14) und mit mehreren sich von dem Statorjoch (14) radial nach innen - in Richtung einer Längsmittelachse der Medienspaltmaschine (10) - erstreckenden Statorzähnen (15). Es ist vorgesehen, dass zumindest einer der Statorzähne (15) zumindest abschnittsweise aus einem pulvermetallurgischen Eisen-, Cobalt- und/oder Nickel-basierten Material gefertigt ist.The invention relates to a stator (12) for a media splitting machine (10), in particular for a compressor (2) or a turbine (3), with an annular stator yoke (14) and with a plurality of radially inwardly from the stator yoke (14). in the direction of a longitudinal center axis of the media splitting machine (10) - extending stator teeth (15). It is provided that at least one of the stator teeth (15) is at least partially made of a powder metallurgical iron, cobalt and / or nickel-based material.
Description
Die Erfindung betrifft einen Stator für eine Medienspaltmaschine, insbesondere für einen Verdichter oder eine Turbine, mit einem ringförmigen Statorjoch und mit mehreren sich von dem Statorjoch radial nach innen - in Richtung einer Längsmittelachse der Medienspaltmaschine - erstreckenden Statorzähnen.The invention relates to a stator for a media splitting machine, in particular for a compressor or a turbine, with an annular stator yoke and with a plurality of stator yokes extending radially inward - in the direction of a longitudinal central axis of the media splitting machine.
Ferner betrifft die Erfindung eine Medienspaltmaschine, insbesondere für einen Verdichter und/oder eine Turbine, mit einem Stator und einem auf einer um eine Längsmittelachse drehbaren Welle gelagerten Rotor.The invention further relates to a media splitting machine, in particular for a compressor and / or a turbine, with a stator and a rotor mounted on a shaft rotatable about a longitudinal central axis.
Außerdem betrifft die Erfindung einen Verdichter oder eine Turbine, mit einem Gehäuse, in welchem ein Laufrad auf einer drehbar gelagerten Welle angeordnet ist, und mit einer mit der Welle wirkverbundenen Medienspaltmaschine.Moreover, the invention relates to a compressor or a turbine, with a housing in which an impeller is arranged on a rotatably mounted shaft, and with a media splitting machine operatively connected to the shaft.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Abgasturbolader mit einem Verdichter und einer Turbine.Furthermore, the invention relates to an exhaust gas turbocharger with a compressor and a turbine.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Stators für eine Medienspaltmaschine mit einem ringförmigen Statorjoch und mit mehreren sich von dem Statorjoch radial nach innen - in Richtung einer Längsmittelachse der Medienspaltmaschine - erstreckenden Statorzähnen.Finally, the invention relates to a method for producing a stator for a media splitting machine having an annular stator yoke and having a plurality of stator teeth extending radially inwardly from the stator yoke - in the direction of a longitudinal center axis of the media splitter.
Stand der TechnikState of the art
Statoren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift
Aus dem Stand dem Stand der Technik sind außerdem Medienspaltmaschinen der eingangs genannten Art bekannt. So offenbart die Patentanmeldung
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäße Stator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat dagegen den Vorteil, dass ein zu führendes Medium zwischen den Statorzähnen und/oder zwischen dem Stator und einem darin anordenbaren Rotor im Wesentlichen ohne Effizienzverluste geführt werden kann. Weiterhin hat ein derartiger Stator den Vorteil, dass ein zwischen Stator und Rotor wirkendes Magnetfeld aufgrund der guten magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Eigenschaften der Statorzähnen besonders stark ist. Weiterhin hat ein solcher Stator den Vorteil, dass der Strömungswiderstand für ein in dem Stator zuführendes Medium gering ist und dass zumindest die Statorzähne sehr hart, fest, korrosionsbeständig und gleichzeitig eine gute Elastizität aufweisen. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass zumindest einer der Statorzähne zumindest abschnittsweise aus einem pulvermetallurgischen Eisen-, Cobalt- und/oder Nickel-basierten Material gefertigt ist. Im Gegensatz zu klassischen Statorzähnen, welche üblicherweise aus Elektroblech gefertigt sind, sind mittels der Fertigung aus einem pulvermetallurgischen Eisen-, Cobalt- und/oder Nickel-basierten Material, insbesondere aus einem Granulat beliebige Formen der Statorzähne realisierbar. Auch sind die Statorzähne in einem pulvermetallurgischen Verfahren, insbesondere einem themoplastischen Formgebungsverfahren, insbesondere einem Spritzgussverfahren formbar und vorzugsweise in einem dieser Verfahren gefertigt.The stator according to the invention with the features of
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das pulvermetallurgische Eisen-, Cobalt- und/oder Nickel-basierte Material des Stators ein metallisches Glas, insbesondere ein massives metallisches Glas ist. Metallische Gläser sind besonders stabil und korrosionsbeständig und somit besonders gut für den Einsatz in einem Stator geeignet. Außerdem hat ein metallisches Glas sehr gute magnetische Eigenschaften, insbesondere eine gute Sättigungspolarisation und herausragende Permeabilität. Gleichzeitig weist es einen hohen elektrischen Widerstand auf, sodass Wirbelstromverluste im Stator gering sind.Furthermore, it is preferably provided that the powder metallurgical iron, cobalt and / or nickel-based material of the stator is a metallic glass, in particular a solid metallic glass. Metallic glasses are particularly stable and corrosion resistant and thus particularly well suited for use in a stator. In addition, a metallic glass has very good magnetic properties, in particular a good saturation polarization and outstanding permeability. At the same time it has a high electrical resistance, so that eddy current losses in the stator are low.
Das hier vorgesehene metallische Glas ist insbesondere dünn ausgestaltet, vorzugsweise bedeckt es die einzelnen Statorzähne oder zumindest einen der Statorzähne zumindest abschnittsweise. Alternativ ist jedoch ein größerer Abschnitt und/oder zumindest einer der Statorzähne komplett aus massivem metallischem Glas. Unter einem massiven metallischen Glas ist hier also insbesondere ein metallisches Glas zu verstehen, welches zumindest abschnittsweise eine besonders hohe Dicke aufweist. Eine bloße Beschichtung mit einem metallischen Glas ist demnach nicht als massives metallisches Glas zu verstehen. Massive metallische Gläser haben insbesondere eine Dicke von >1mm. Ganz besonders für den Fall, dass zumindest einer der Statorzähne komplett aus metallischem Glas gefertigt ist, ist dies als massives metallisches Glas zu verstehen.The metallic glass provided here is designed to be particularly thin, it preferably covers the individual stator teeth or at least one of the stator teeth at least in sections. Alternatively, however, a larger portion and / or at least one of the stator teeth is completely off solid metallic glass. In this case, a solid metallic glass is to be understood as meaning, in particular, a metallic glass which, at least in sections, has a particularly high thickness. A mere coating with a metallic glass is therefore not to be understood as a solid metallic glass. In particular, solid metallic glasses have a thickness of> 1 mm. Especially in the case that at least one of the stator teeth is made entirely of metallic glass, this is to be understood as a solid metallic glass.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest einer der Statorzähne aus einem pulvermetallurgischen Eisen-, Cobalt- und/oder Nickel-basierten Material besteht. Ein derartiger Stator hat den Vorteil, dass der zumindest eine Statorzahn besonders stabil und der Wirkungsgrad in einer Medienspaltmaschine mit einem derartigen Stator erhöht ist.According to one embodiment of the invention, it is provided that at least one of the stator teeth consists of a powder metallurgical iron, cobalt and / or nickel-based material. Such a stator has the advantage that the at least one stator tooth is particularly stable and the efficiency is increased in a media splitting machine with such a stator.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass mehrere Statorzähne, insbesondere alle Statorzähne aus einem pulvermetallurgischem Eisen-, Cobalt- und/oder Nickel-basierten Material gefertigt sind. Die Stabilität eines solchen Stators ist vorteilhafterweise weiter erhöht. Auch die Korrosionsbeständigkeit und die Verschleißeigenschaften sind verbessert.Furthermore, it is preferably provided that a plurality of stator teeth, in particular all stator teeth are made of a powder metallurgical iron, cobalt and / or nickel-based material. The stability of such a stator is advantageously further increased. Also, the corrosion resistance and the wear properties are improved.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Statorjoch aus dem pulvermetallurgischem Eisen-, Cobalt- und/oder Nickel-basierten Material gefertigt ist. Somit sind vorteilhafterweise besonders gute magnetische Eigenschaften, insbesondere eine hohe magnetische Leitfähigkeit geschaffen.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the stator yoke is made of the powder metallurgical iron, cobalt and / or nickel-based material. Thus, advantageously, particularly good magnetic properties, in particular a high magnetic conductivity are created.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Statorzähne einstückig mit der Statorjoch ausgebildet sind. Dadurch ist die Stabilität des Stators weiter erhöht.According to one embodiment of the invention, it is provided that the stator teeth are formed integrally with the stator yoke. As a result, the stability of the stator is further increased.
Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass der jeweilige Statorzahn als Leitapparat für eine Medienspaltmaschine strömungsoptimiert ausgebildet ist. Derartige Statorzähne haben den Vorteil, dass der Strömungswiderstand niedrig ist und damit der Wirkungsgrad einer Medienspaltmaschine mit derartigen Statorzähnen besonders hoch ist. Insbesondere ist der Statorzahn in einer axialen Richtung - entlang einer Längsmittelachse der Medienspaltmaschine - strömungsoptimiert ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch vorgesehen, dass der Statorzahn in eine radiale Richtung eine strömungsoptimierte Form aufweist.Additionally or alternatively, it is preferably provided that the respective stator tooth is designed to be flow-optimized as a distributor for a media splitting machine. Such stator teeth have the advantage that the flow resistance is low and thus the efficiency of a media splitting machine with such stator teeth is particularly high. In particular, the stator tooth is designed to be optimized for flow in an axial direction along a longitudinal central axis of the media splitting machine. Alternatively or additionally, however, it is also provided that the stator tooth has a flow-optimized shape in a radial direction.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der jeweilige Statorzahn eine ovoide, insbesondere eine ellipsoide Form aufweist. Damit sind besonders vorteilhafte Strömungseigenschaften geschaffen und der Wirkungsgrad der Medienspaltmaschine mit einem derartigen Statorzahn ist weiter erhöht.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the respective stator tooth has an ovoid, in particular an ellipsoidal shape. Thus, particularly advantageous flow properties are created and the efficiency of the media splitting machine with such a stator tooth is further increased.
Eine ovoide, insbesondere eine ellipsoide Form des jeweiligen Statorzahns ist vorzugsweise in radialer Richtung zu einer Längsmittelachse der Medienspaltmaschine und/oder in einer axialen Richtung entlang der Längsmittelachse ausgebildet.An ovoid, in particular an ellipsoidal shape of the respective stator tooth is preferably formed in the radial direction to a longitudinal central axis of the media splitting machine and / or in an axial direction along the longitudinal central axis.
Die erfindungsgemäße Medienspaltmaschine, insbesondere für einen Verdichter und/oder eine Turbine mit einem Stator und einem auf eine um eine Längsmittelachse drehbaren Welle gelagerten Rotor, zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Stator aus. Entsprechend ergeben sich die bereits zuvor genannten Vorteile.The media splitting machine according to the invention, in particular for a compressor and / or a turbine with a stator and a rotor mounted on a shaft rotatable about a longitudinal center axis, is characterized by the inventive design of the stator. Accordingly, the advantages already mentioned above arise.
Der erfindungsgemäße Verdichter oder die Turbine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Medienspaltmaschine aus. Es ergeben sich auch hier die bereits genannten Vorteile.The compressor according to the invention or the turbine with the features of
Der erfindungsgemäße Abgasturbolader mit den Merkmalen des Anspruchs 11 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Verdichters und/oder der Turbine aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.The exhaust gas turbocharger according to the invention with the features of
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Stators mit den Merkmalen des Anspruchs 12 zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest einer der Statorzähne zumindest abschnittsweise aus einem pulvermetallurgischen Eisen-, Cobalt- und/oder Nickel-basierten Material gefertigt wird.The inventive method for producing a stator having the features of
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines Abgasturboladers mit einem Verdichter, einer Turbine, einer Medienspaltmaschine mit einem Stator und einem Rotor in einer verinfachten Längsschnittdarstellung -
2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Medienspaltmaschine mit einem Stator und einem Rotor in einer Querschnittsdarstellung
-
1 An embodiment of an exhaust gas turbocharger with a compressor, a turbine, a media splitting machine with a stator and a rotor in a simplified version of the longitudinal section -
2 An embodiment of a media splitting machine according to the invention with a stator and a rotor in a cross-sectional view
Die drehbare Lagerung der Welle
Alternativ und gemäß dem in
Damit insbesondere der Verdichter
Die Statorzähne
Außerdem sind die Statorzähne
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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