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Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik, insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau, ist ein solcher Abgasturbolader für einen Kraftwagen bereits bekannt. Der Abgasturbolader umfasst ein Verdichterrad zum Verdichten von Luft und eine einen Stator und einen Rotor aufweisende elektrische Maschine, mittels welcher das Verdichterrad antreibbar ist.
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So offenbart beispielsweise das Dokument
DE 10 2014 210 451 A1 einen Turbolader, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verdichter, der ein auf einer drehbar gelagerten Welle angeordnetes Verdichterrad aufweist, wobei in einem Rohrabschnitt eines axialen Verdichtereinlasses eine elektrische Maschine angeordnet ist, die einen auf der Welle angeordneten Rotor und einen an dem Rohrabschnitt angeordneten Stator aufweist, wobei der Stator mehrere über den Umfang verteilt angeordnete und sich zumindest im Wesentlichen axial erstreckende, nach innen vorstehende Stege aufweist, die zur Bildung von sich zumindest im Wesentlichen axial erstreckenden Strömungskanälen beabstandet zueinander angeordnet sind.
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Bei solchen oder ähnlich aufgebauten Abgasturboladern, welche elektrisch antreibbar sind, ist der Rotor üblicherweise vor einem Schaufelbereich des Verdichterrads in einem verdichterseitigen Kanal angeordnet. Hierdurch ist bei gegebener Lagergeometrie und/oder -lage ein gemeinsamer Schwerpunkt der rotierenden Komponenten des Abgasturboladers besonders nachteilig angeordnet, sodass die Masse des Rotors ein Biegemoment, insbesondere auf eine das Verdichterrad und ein Turbinenrad verbindende Welle aufbringt. In Verbindung mit besonders hohen Drehzahlen des Abgasturboladers bei einem Betrieb desselben, ist diese Welle in besonders hohem Maße belastet. Dies führt zu einer besonders geringen Lebensdauer eines solchen herkömmlichen Abgasturboladers. Ferner ist eine Herstellung eines solchen Abgasturboladers besonders aufwändig, da sichergestellt sein muss, dass der vor dem Verdichterrad angeordnete Rotor keine Unwucht aufweist. Sollte der Rotor, beispielsweise durch einen Produktionsfehler, eine solche Unwucht aufweisen, bestünde die Gefahr, dass der Rotor beim Betrieb des Abgasturboladers unter Einfluss der besonders hohen Drehzahl abreißt oder abbricht, wodurch der Abgasturbolader nicht länger bestimmungsgemäß funktionieren würde und/oder beschädigt werden würde. Außerdem erfordert der vor dem Verdichterrad angeordnete Rotor einen eigenen Bauraum, sodass der herkömmliche Abgasturbolader besonders bauraumintensiv auszubilden ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Abgasturbolader der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass dieser besonders wenig Bauraum einnimmt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Abgasturbolader für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um nun den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Abgasturbolader für einen Kraftwagen derart weiterzuentwickeln, dass dieser besonders wenig Bauraum einnimmt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens ein Permanentmagnet des Rotors zumindest teilweise in dem Verdichterrad aufgenommen ist.
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Das bedeutet, dass der Rotor der elektrischen Maschine, mittels welcher das Verdichterrad antreibbar ist, zumindest teilweise in diesem aufgenommen ist. Hierbei ist der Rotor drehfest mit dem Verdichterrad verbunden. Mit anderen Worten umgreift das Verdichterrad den wenigstens einen Permanentmagneten des Rotors zumindest bereichsweise. Hierdurch ist es insbesondere möglich, eine Gesamtlänge der rotierenden beziehungsweise rotierbaren Teile des Abgasturboladers besonders gering auszubilden, da der Rotor sich nicht ausgehend von dem Verdichterrad in den verdichterseitigen Kanal hineinerstreckt. Mit wieder anderen Worten erstreckt sich lediglich das Verdichterrad in den verdichterseitigen Kanal hinein. Indem also die rotierenden beziehungsweise rotierbaren Komponenten des Abgasturboladers zusammen eine besonders geringe Gesamtlänge einnehmen, kann der erfindungsgemäße Abgasturbolader besonders bauraumeffizient ausgebildet werden. Hierdurch kann der bauraumeffiziente, zum Beispiel besonders kurze, Abgasturbolader auf besonders vorteilhafte Art und Weise in eine Motorumgebung des Kraftwagens integriert werden.
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Ferner ist bei gegebener Lagergeometrie und/oder -position ein gemeinsamer Schwerpunkt der rotierenden beziehungsweise rotierbaren Teile des Abgasturboladers besonders vorteilhaft, das heißt beispielsweise genau mittig zwischen zwei Lagern angeordnet. Daher ist die Welle einem besonders geringen Biegemoment unterworfen, wodurch die Welle und somit der Abgasturbolader eine besonders lange Lebensdauer aufweisen kann.
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Dadurch, dass infolgedessen der Abgasturbolader beziehungsweise die rotierenden/rotierbaren Anteile des Abgasturboladers besonders leicht ausgebildet werden können, kann das Verdichterrad des Abgasturboladers besonders dynamisch mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden. Hierdurch können die thermodynamischen Verhältnisse im Inneren des Abgasturboladers dynamischer abstimmbar sein als bei herkömmlichen Abgasturboladern, wodurch ein Dynamik-, Leistungs-, Verbrauchs- und/oder Abgaspotential eines mit einem solchen Abgasturbolader ausgerüsteten Kraftwagens besonders effizient ausgenutzt werden kann/können.
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Bevorzugt ist der Permanentmagnet in axialer Richtung des Verdichterrads zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, in dem Verdichterrad aufgenommen. Hierdurch ist eine Längserstreckung von verdichterseitig rotierenden Bauteilen des Abgasturboladers besonders gering auszubilden, wodurch die oben genannten Vorteile noch verstärkt werden.
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Der wenigstens eine Permanentmagnet kann in radialer Richtung des Verdichterrads nach außen zumindest teilweise durch wenigstens eine Verdichterschaufel des Verdichterrads überdeckt sein. Das bedeutet, dass eine Außengeometrie eines herkömmlichen Verdichterrads zumindest im Wesentlichen einer Außengeometrie des erfindungsgemäßen Verdichterrads entspricht. Infolgedessen kann einem Gedanken an eine Gleichteilstrategie in besonderem Maße Rechnung getragen werden, da mittels einer Vielzahl von gleichen Teilen der elektrisch antreibbare Abgasturbolader und ein elektrisch nicht antreibbarer Abgasturbolader herstellbar sind, wobei lediglich ein jeweils unterschiedliches Verdichterrad zum Einsatz kommt.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Permanentmagnet mit dem Verdichterrad mittels wenigstens einer Schraubverbindung verbunden ist. Hierdurch ist der Abgasturbolader besonders einfach herstellbar.
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Ferner kann das Verdichterrad auf einer Welle des Abgasturboladers angeordnet, drehfest mit der Welle verbunden und in axialer Richtung der Welle relativ zu dieser mittels des Rotors gesichert sein. Mit anderen Worten kann ein separat von dem Permanentmagneten beziehungsweise dem Rotor ausgebildetes Bauteil entfallen, mittels welchem das Verdichterrad ansonsten auf der Welle des Abgasturboladers zu sichern wäre.
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Außerdem kann der Rotor auf die Welle aufgeschraubt sein, wodurch das Verdichterrad in axialer Richtung der Welle relativ zu dieser mittels des Rotors gesichert ist. Unter einer Vermittlung einer Schraubverbindung zwischen dem Rotor und der Welle ist das Verdichterrad besonders zuverlässig mit der Welle zu verbinden.
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Der Abgasturbolader kann wenigstens ein einstückiges Verdichtergehäuseelement mit wenigstens einem von der verdichteten Luft durchströmbaren Kanal umfassen, wobei wenigstens eine Wicklung des Stators direkt an dem Verdichtergehäuseelement gehalten ist. Mit anderen Worten erstreckt sich der Stator nicht in den von der verdichteten Luft durchströmbaren Kanal hinein, sodass bei gegebener Geometrie des Kanals ein besonders hoher durchströmbarer Querschnitt des Kanalelements zu realisieren ist, wodurch das Verdichterrad des Abgasturboladers besonders effizient zu betreiben ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels 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.
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Dabei zeigt
- 1 eine Schnittansicht eines elektrisch antreibbaren Abgasturboladers; und
- 2 eine isolierte Ansicht eines Verdichterrads.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer Schnittansicht einen Abgasturbolader 1. Der Abgasturbolader 1 kann in einem Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, eingesetzt sein, welcher von einer Verbrennungskraftmaschine antreibbar sein kann. Während eines gefeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine werden einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine Luft und Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine zugeführt. Dadurch bildet sich im Brennraum ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches verbrannt wird, wodurch Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst weiter einen Ansaugtrakt, der von der Luft durchströmbar ist beziehungsweise durchströmt wird. Durch den Ansaugtrakt wird die Luft zu dem und insbesondere in den Brennraum geführt. Die Verbrennungskraftmaschine weist außerdem einen von Abgas durchströmbaren Abgastrakt auf, durch welchen das Abgas aus dem Brennraum abgeführt wird. Der Abgasturbolader 1 weist seinerseits ein in dem Ansaugtrakt angeordnetes Verdichterrad 2 und ein in dem Abgastrakt angeordnetes Turbinenrad 3 auf. Das Turbinenrad 3 wird durch Abgas der Verbrennungskraftmaschine angetrieben und treibt ihrerseits das Verdichterrad 2 an, welches die Luft ansaugt, verdichtet und dem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zuführt. Hierdurch ist eine besonders dichte Füllung des Brennraums der Verbrennungskraftmaschine mit Luft gewährleistet.
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Der Abgasturbolader 1 weist außerdem eine elektrische Maschine 4 auf, mittels welcher eine Drehzahl des Turbinenrads 3 und/oder des Verdichterrads 2 beeinflusst wird. Insbesondere kann die elektrische Maschine 4 bei einer plötzlichen Leistungsanforderung eines Fahrers des Kraftwagens eine gemeinsame Welle 5 des Verdichterrads 2 und des Turbinenrads 3 rotatorisch beschleunigen, wodurch eine Drehzahl der Welle 5 und damit eine Drehzahl der jeweiligen Räder 2, 3 des Abgasturboladers 1 besonders schnell gesteigert werden. Bei einem derartigen Einsatz einer elektrischen Maschine 5 lassen sich bekannte Unzulänglichkeiten des Abgasturboladers 1 zumindest im Wesentlichen beheben, zum Beispiel eine unzureichende Verdichtung bei einem besonders niedrigen Motordrehzahl („Turboloch“).
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Die elektrische Maschine 4 weist prinzipbedingt einen Stator 6 auf, welcher derart, insbesondere periodisch, ein Magnetfeld erzeugt, das ein in dem Magnetfeld angeordneter Rotor 7 der elektrischen Maschine 4 antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Der Rotor 7 weist wenigstens einen Permanentmagneten 8 auf, dessen Pole in radialer Richtung jeweils zu dem Stator 6 hinweisen, da der Stator 6 eine Vielzahl von Spulen aufweist, welche entlang eines Kreises um den Rotor 7 angeordnet sind.
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Damit mittels der elektrischen Maschine 4 das Verdichterrad 2 antreibbar ist, ist dementsprechend der Rotor 7 mit dem Verdichterrad 2 oder zumindest mit der Welle 5 drehfest verbunden oder zumindest verbindbar. Bei herkömmlichen Abgasturboladern, insbesondere bei herkömmlichen elektrisch antreibbaren Abgasturboladern, kann der Rotor 7 beispielsweise so mit dem Verdichterrad 2 beziehungsweise mit der Welle 5 verbunden sein, dass sich der Rotor 7 ausgehend von dem Verdichterrad 2 von diesem wegerstreckt. Anders ausgedrückt bedeutet das, dass eine gemeinsame Längserstreckung des Verdichterrads 2 und des Rotors 7 besonders weit in den Ansaugtrakt hineinragt. Infolgedessen ist besonders viel Bauraum vorzusehen, um den Rotor 7 zusammen mit dem Verdichterrad 2 in dem Abgasturbolader 1 beziehungsweise in dessen Gehäuse 9 unterzubringen. Hieraus folgt, dass der herkömmliche Abgasturbolader besonders bauraumintensiv herzustellen ist, was einer heutigen Entwicklung einer besonders vorteilhaften, zum Beispiel kompakten, Bauteilbeziehungsweise Komponentenanordnung bei modernen Kraftwagen („Packaging“) entgegengesetzt ist.
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Um also einen herkömmlichen Abgasturbolader derart weiterzuentwickeln, dass dieser besonders wenig Bauraum einnimmt, ist vorgesehen, dass der Rotor 7 zumindest teilweise in dem Verdichterrad 2 aufgenommen ist. Dies ist besonders einfach aus 1 zu entnehmen, wo dargestellt ist, dass ein Grundkörper 10 des Verdichterrads den Rotor 7 umgreift. Beispielsweise kann der Grundkörper 10 des Verdichterrads 2 ein Sackloch 11 aufweisen, welches eine Innenkontur aufweist, die mit einer Außenkontur des Rotors 7 korrespondiert, sodass der Rotor 7 in das Sackloch 11 einsetzbar beziehungsweise eingesetzt ist. Vom Grundkörper 10 erstreckt sich zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung eine Vielzahl von Verdichterradschaufeln 12, welche von Luft umströmbar sind und bei einem Betrieb des Abgasturboladers 1, das heißt während einer Rotation des Verdichterrads 2 die Luft verdichten.
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Das bedeutet, dass der Grundkörper 10, die Verdichterradschaufeln 12 und der wenigstens eine Permanentmagnet 8 oder die Vielzahl von Permanentmagneten 8 zusammen den Rotor 7 bilden können. In diesem Fall hat der Rotor 7 dann eine Doppelfunktionalität inne, nämlich dient der Rotor 7 dann als antreibbares Element der elektrischen Maschine 4 und gleichzeitig als Verdichterrad 2. Bei einer alternativen Betrachtungsweise hat das Verdichterrad 2 eine Doppelfunktionalität inne: Es dient nämlich bekanntermaßen dem Verdichten der Luft im verdichterseitigen Kanals des Abgasturboladers 1 und gleichzeitig als antreibbares oder angetriebenes Element der elektrischen Maschine 4. In beiden Fällen ist jedenfalls der Rotor 7 - und somit der wenigsten eine Permanentmagnet 8 oder die Vielzahl der Permanentmagneten 8 - drehfest direkt oder indirekt mit dem Grundkörper 10 und/oder der Welle 5 verbunden.
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Besonders bevorzugt ist der Permanentmagnet 8 beziehungsweise der Rotor 7 bezogen auf eine axiale Richtung des Verdichterrads 2 zumindest überwiegend in dem Verdichterrad 2 beziehungsweise in dem Sackloch 11 aufgenommen. Der Permanentmagnet 8 beziehungsweise der Rotor 7 kann vollständig in dem Verdichterrad 2 aufgenommen sein, sodass der Rotor 7 und das Verdichterrad 2 an einem gemeinsamen verdichterseitigen Ende 13 miteinander bündig abschließen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass sich das Verdichterrad 2 und ein herkömmliches Verdichterrad hinsichtlich ihrer jeweiligen Größe beziehungsweise Abmessungen nicht oder kaum unterscheiden. Das bedeutet, dass sich das Verdichterrad 2 genauso weit wie ein herkömmliches Verdichterrad oder nur geringfügig weiter als das herkömmliche Verdichterrad in den verdichterseitigen Kanal hineinerstreckt. Dementsprechend ist der Permanentmagnet 8 beziehungsweise der Rotor 7 in radialer Richtung des Verdichterrads 2 nach außen zumindest teilweise durch wenigstens eine Verdichterschaufel 12 des Verdichterrads 2 überdeckt.
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Der Stator 6, welcher wenigstens einen Permanentmagnet 8 oder mehrere Permanentmagneten 8 aufweisen kann, ist vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung mit dem Verdichterrad 2 verbunden. Das bedeutet, dass der Rotor 7 beziehungsweise der wenigstens eine Permanentmagnet 8 oder die mehreren Permanentmagneten 8 jeweils ein Außengewinde aufweisen kann/können, welches mit einem Innengewinde des Verdichterrads 2 korrespondiert. Das Innengewinde des Verdichterrads 2 kann insbesondere in dem Sackloch 11 ausgebildet sein, sodass der Rotor 7 beziehungsweise der Permanentmagnet 8 oder die Permanentmagneten 8 in das Sackloch 11 beziehungsweise in das Verdichterrad 2 einschraubbar beziehungsweise eingeschraubt ist/sind.
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Es ist denkbar, dass das Verdichterrad 2 ein weiteres Innengewinde aufweist, welches von dem Innengewinde des Sacklochs 11 abgewandt ist und dazu eingerichtet ist, ein korrespondierendes Außengewinde der Welle 5 aufzunehmen, sodass das Verdichterrad 2 auf die Welle 5 aufschraubbar beziehungsweise aufgeschraubt ist oder sodass die Welle 5 in das Verdichterrad 2 einschraubbar beziehungsweise eingeschraubt ist. Es ist aber genauso gut denkbar, dass die Welle 5 beispielsweise als eine Keilwelle ausgebildet ist, und das Verdichterrad 2 eine damit korrespondierende Keilnabe aufweist, sodass das Verdichterrad 2 drehfest auf der Welle 5 angeordnet ist. Um zu vermeiden, dass das Verdichterrad 2 entlang der axialen Richtung der Welle 5 auf der Welle bewegbar ist, kann das Verdichterrad in axialer Richtung relativ zu dieser mittels des Rotors 7 beziehungsweise mittels des wenigstens einen Permanentmagneten 8 gesichert sein. Hierzu ist es denkbar, dass sich die Welle 5 in axialer Richtung durch das Verdichterrad 2 hindurch und in das Sackloch 11 hineinerstreckt. Es kann dann an dem sich in das Sackloch 11 hineinerstreckenden Anteil der Welle 5 ein Außengewinde vorgesehen sein, welches mit dem Innengewinde des Rotors 7 beziehungsweise des wenigstens einen Permanentmagneten 8 korrespondiert, sodass mittels eines Einschraubens des Rotors 7 in das Sackloch 11 beziehungsweise in das Verdichterrad 2 dieses in axialer Richtung auf der Welle 5 festgelegt wird. Anders ausgedrückt übernimmt der Rotor 7 beziehungsweise der wenigstens eine Permanentmagnet 8 die Funktionalität einer Mutter, welche bei einem herkömmlichen Abgasturbolader zum Einsatz kommt, um ein herkömmliches Verdichterrad an einer herkömmlichen Welle zu halten. Das bedeutet, dass beim vorliegenden Abgasturbolader 1 eine solche Mutter entfallen kann, wodurch der Abgasturbolader 1 besonders masseeffizient herstellbar ist. Hieraus resultiert ein besonders masseeffizient hergestellter Kraftwagen, welcher dann besonders emissionsarm und/oder kraftstoff- beziehungsweise energieeffizient betreibbar ist.
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Es ist genauso gut denkbar, dass der Rotor 7 beziehungsweise der wenigstens eine Permanentmagnet 8 und das Verdichterrad 2 auf andere Weise kraft-, form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Es ist beispielsweise bei einem Herstellen des Verdichterrads 2 denkbar, dieses insoweit zu erwärmen, dass sich ein Innendurchmesser des Sacklochs 11 aufweitet, sodass der Rotor 7 beziehungsweise der wenigstens eine Permanentmagnet 8 in das Sackloch 11 gewindelos einsetzbar ist, wo dieser dann nach einem Abkühlen des Verdichterrads 2 beziehungsweise des Grundkörpers 10 des Verdichterrads 2 kraft-, insbesondere reibschlüssig gehalten ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Rotor 7 im Sackloch 11 des Verdichterrads 2 damit verklebt sein. Es ist des Weiteren vorstellbar, dass der Rotor 7 beziehungsweise der wenigstens eine Permanentmagnet 8 mit dem Grundkörper 10 des Verdichterrads 2 verschweißt ist.
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In 1 ist des Weiteren der Stator 6 dargestellt, welcher, wie bereits beschrieben, eine Vielzahl von Spulen umfasst, wobei die einzelnen Spulen den Rotor 7 umgreifend, entlang eines gedachten Kreises angeordnet sind. Die einzelnen Spulen sind aus Übersichtsgründen in 1 nicht dargestellt. Die einzelnen Windungen einer jeweiligen Spule sind parallel zu der Welle 5 ausgerichtet, das heißt senkrecht zu einer radialen Richtung des Verdichterrads 2 beziehungsweise des Stators 7. Die Funktionsweise einer solchen elektrischen Maschine 4, die den Stator 6 und den Rotor 7 umfasst, ist aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt und wird hierin nicht weiter erläutert. Es ist aber festzuhalten, dass der Stator mit einer elektrischen Energiequelle, insbesondere einem Akkumulator des Kraftwagens (welche Kraftwagenbatterie genannt werden kann) bei einem Betrieb der elektrischen Maschine 4 elektrisch verbunden ist, während der Stator 6, wenn das Verdichterrad 2 nicht mittels der elektrischen Maschine 4 angetrieben ist, von dieser Kraftwagenbatterie elektrisch getrennt ist. Es ist nun von besonderem Vorteil, wenn wenigstens eine Wicklung des Stators 6 direkt an dem Gehäuse 9 des Abgasturboladers 1 gehalten ist. Da wünschenswerterweise ein radialer Abstand zwischen dem Rotor 7 und dem Stator 6 besonders gering auszubilden ist, um die elektrische Maschine 4 besonders effizient betreiben zu können, ist im vorliegenden Beispiel vorgesehen, dass das Gehäuse 9 ein einstückiges Verdichtergehäuseelement 14 aufweist, welches den verdichterseitigen Kanal bildet und an welchem die Wicklung des Stators 6 direkt gehalten ist beziehungsweise an welchem die Spulen des Stators 6 direkt gehalten sind. Es ist beispielsweise möglich, dass der Stator zumindest bereichsweise zwischen dem verdichterseitigen Kanal und einer Verdichtervolute 15 angeordnet ist. Hieraus ergibt sich erneut der Vorteil, dass keine separaten Bauteile vorzusehen sind, welche in den verdichterseitigen Kanal hineinragen, um den Stator 6 an einer günstigen Lage zu positionieren. Insbesondere ist ein besonders großer von Luft durchströmbarer Querschnitt gegeben, sodass der Abgasturbolader 1 besonders effizient betreibbar ist. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Stator 6 in dem Verdichtergehäuseelement 14 integriert ist, sodass eine Innenumfangskontur des verdichterseitigen Kanals von dem Stator 6 unbeeinflusst ist. Beispielsweise kann das Verdichtergehäuseelement 14 einen ringförmigen Hohlraum 16 aufweisen, in welchem der Stator 6 angeordnet ist.
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2 zeigt in einer isolierten Ansicht das Verdichterrad 2. Wie bereits beschrieben, umfasst das Verdichterrad 2 einen Grundkörper 10, von welchem sich in radialer Richtung und in axialer Richtung eine Vielzahl von Verdichterradschaufeln 12 erstrecken. An ein und demselben Verdichterrad 2 können verschiedene Verdichterradschaufeln 12 vorhanden sein, das heißt, die einzelnen Verdichterradschaufeln 12 können zueinander geometrisch unterschiedlich ausgebildet sein.
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In 2 ist ferner der Rotor 7 dargestellt, welcher wenigstens einen Permanentmagnet 8 oder mehrere Permanentmagneten 8 umfasst. Es ist besonders deutlich zu erkennen, dass der Rotor 7 beziehungsweise der wenigstens eine Permanentmagnet 8 zumindest teilweise in dem Verdichterrad 2 aufgenommen ist. Vorliegend ist der Rotor 7 beziehungsweise der wenigstens eine Permanentmagnet größtenteils in dem Verdichterrad 2 aufgenommen. Darüber hinaus ist der Rotor 7 beziehungsweise der wenigstens eine Permanentmagnet 8 in radialer Richtung des Verdichterrads 2 nach außen durch wenigstens eine Verdichterschaufel 12 des Verdichterrads 2 überdeckt. Im vorliegenden Beispiel überdeckt eine Vielzahl von Verdichterradschaufeln 12 in radialer Richtung den Rotor 7.
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Der wenigstens eine Permanentmagnet 8 ist in den vorliegenden Figuren nicht explizit dargestellt, es ist jedoch zu verstehen, dass der Rotor 7 wenigstens einen solchen Permanentmagneten 8 aufweist. Beispielsweise kann ein Passkörper 17 vorgesehen sein, in welchem der wenigstens eine Permanentmagnet 8 beziehungsweise mehrere Permanentmagneten 8 integriert ist/sind. Hierbei kann der Passkörper 17 zum Beispiel als eine Art Adapter dienen, sodass der wenigstens eine Permanentmagnet 8, dessen Außenkontur nicht zwangsläufig mit einer Innenkontur des Sacklochs 11 korrespondieren muss, dennoch passend in das Sackloch 11 eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann der wenigstens eine Permanentmagnet 8 beziehungsweise können mehrere Permanentmagneten 8 von einem Material umgossen sein, wobei das die Permanentmagneten 8 umgebende Material den Passkörper 17 bildet.
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Insgesamt zeigt die Erfindung, dass der Abgasturbolader 1 besonders bauraumeffizient auszubilden ist. Hierdurch kann der Abgasturbolader 1 besonders vorteilhaft in einer Motorumgebung, zum Beispiel in einem Motorraum, des Kraftwagens integriert werden. Ferner ergibt sich aufgrund eines besonders kurzen Hebelarms zwischen dem verdichterseitigen Ende 13 und einer Wellenlagerung 18 (vergleiche 1) ein besonders geringes Biegemoment, welches auf die Welle 5 einwirkt. Hierdurch ist die Welle 5 besonders schonend betreibbar, was dazu führt, dass der Abgasturbolader 1 eine besonders lange Lebensdauer innehat. Außerdem ist der Abgasturbolader 1 besonders einfach beziehungsweise aufwandsarm zu fertigen. Denn ein Auswuchten des Verdichterrads 2, in welchem der Rotor 7 aufgenommen ist, ist einfacher, als ein Auswuchten eines Verdichterrads zusammen mit einem sich daran anschließenden und weiter in den verdichterseitigen Kanal hineinerstreckenden Rotors. Überdies kann einem Gedanken an eine Gleichteilstrategie mittels des Abgasturboladers 1 in besonderem Maße Rechnung getragen werden. Es ist beispielsweise denkbar, dass ein Hersteller herkömmliche, elektrisch nicht antreibbare Abgasturbolader sowie elektrisch antreibbare Abgasturbolader fertigt. Hierbei kann beispielsweise das vorliegende Gehäuse 9 für beide Arten von Abgasturboladern verwendet werden, da eine innere Geometrie des verdichterseitigen Kanals bei beiden Arten von Abgasturboladern gleich sein kann. Des Weiteren kann ein Montageschritt entfallen, nämlich das axiale Festlegen des Verdichterrads 2 an der Welle 5 mittels eines von dem Rotor 7 unterschiedlichen Schraubelements, sodass eine Prozessdauer eines Zusammensetzens des Abgasturboladers 1 besonders gering sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abgasturbolader
- 2
- Verdichterrad
- 3
- Turbinenrad
- 4
- elektrische Maschine
- 5
- Welle
- 6
- Stator
- 7
- Rotor
- 8
- Permanentmagnet
- 9
- Gehäuse
- 10
- Grundkörper
- 11
- Sackloch
- 12
- Verdichterradschaufel
- 13
- Ende
- 14
- Verdichtergehäuseelement
- 15
- Verdichtervolute
- 16
- Hohlraum
- 17
- Passkörper
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014210451 A1 [0003]
