EP3249233A1 - Device for compressing or expanding a fluid and method for manufacturing a device for compressing or expanding a fluid - Google Patents

Device for compressing or expanding a fluid and method for manufacturing a device for compressing or expanding a fluid Download PDF

Info

Publication number
EP3249233A1
EP3249233A1 EP17169167.8A EP17169167A EP3249233A1 EP 3249233 A1 EP3249233 A1 EP 3249233A1 EP 17169167 A EP17169167 A EP 17169167A EP 3249233 A1 EP3249233 A1 EP 3249233A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow
spiral
guiding surface
fluid
shaped housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17169167.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Carsten Mueller
Tim Maier
Peter Philipp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3249233A1 publication Critical patent/EP3249233A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/026—Scrolls for radial machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/045—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector for radial flow machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/10—Manufacture by removing material
    • F05D2230/14—Micromachining
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/20—Three-dimensional
    • F05D2250/29—Three-dimensional machined; miscellaneous
    • F05D2250/294—Three-dimensional machined; miscellaneous grooved

Definitions

  • the invention relates to a device for compressing or expanding a fluid.
  • the invention further relates to a method for producing a device for compressing or expanding a fluid.
  • a medium is accelerated via a compressor impeller, delayed in a subsequent radial diffuser and collected and discharged via a volute casing.
  • the spiral housing for example in a turbocharger, made by sand casting. Through sand casting using an insert core, it is possible to image a complex, flow-optimal spiral geometry. However, sand casting can not achieve optimum surface smoothness in the flow-related, internal spiral geometry. The surface of the spiral housing thus has a process-related surface roughness. In order to reduce friction losses, however, a smoothest possible surface is sought.
  • Freeform surfaces such as the spiral geometry of the housing are processed in practice by means of ball end mills or full radius milling cutters. In order to get the best possible surface, it is necessary to rasterize the geometry, i. To machine the free-form surface at very small distances from mound track to muck track, so that nevertheless a surface is created by the radius at the milling tool. This takes a long time and is therefore associated with high costs. The larger the distance between the webs, the greater the waviness of the surface.
  • the DE 11 2014 000 401 T5 discloses an exhaust gas turbocharger and a method for producing a flow housing of an exhaust gas turbocharger.
  • the exhaust gas turbocharger has a turbine housing with a turbine spiral.
  • the exhaust gas turbocharger has a compressor housing with a compressor spiral.
  • the inner flow-guiding surface of the turbine spiral and the compressor spiral are processed material removal.
  • the method for producing a flow housing of an exhaust gas turbocharger comprises casting the flow housing and machining at least a portion of the inner flow-guiding spiral surface of the flow housing.
  • the present invention provides a device for compressing or expanding a fluid, with a shaft driven by a shaft, and having a spiral-shaped housing, wherein at least in a part of an inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing a plurality of grooves along a flow of a the fluid flow leading through the surface of the spiral-shaped housing can be guided by material-removing machining.
  • the present invention further provides a method of manufacturing a device for compressing or expanding a fluid.
  • the method includes providing an impeller driven by a shaft.
  • the method further comprises providing a spiral trained housing.
  • the method further includes introducing a plurality of grooves into at least a portion of an interior flow-guiding surface of the spirally-formed housing along a flow path of a fluid flow routable on the interior flow-guiding surface of the spirally-formed housing by abrasive machining.
  • One idea of the present invention is to machine the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing in such a way that a fluidic improvement of the surface of the spiral-shaped housing can be achieved.
  • the introduced into the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing plurality of grooves is produced by milling. Due to the milling of the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing along a flow path of the guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing fluid flow advantageously does not require a comprehensive machining finishing the surface to reduce the surface roughness.
  • a distance of a central longitudinal axis of a first groove to a central longitudinal axis of a second groove adjacent to the first groove is 0.2 to 1 times the diameter of the first groove or the second groove. Due to the inventive design or alignment of the grooves along the flow path of the guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing or guided fluid flow, the conventional Abzeilen the surface is not required. The distance between respective grooves can thus be increased in an advantageous manner. As a result, a milling process can advantageously be accelerated.
  • the grooves formed on the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing at an adjacent to the impeller portion of the surface of the spiral-shaped housing substantially formed on a flow-guiding surface of the impeller grooves, which along the flow of the Fluids are formed on the flow-guiding surface of the impeller, are aligned.
  • the device is designed as a compressor, wherein the fluid can flow or flow into the device in the axial direction of the impeller and can flow out of the device in the radial direction of the impeller.
  • the inventive advantageous embodiment of the spiral-shaped housing is advantageously applicable to a compressor.
  • the device is designed as a turbine, wherein the fluid can flow or flow into the device in the radial direction of the impeller and can flow out of the device in the axial direction of the impeller.
  • the inventive advantageous embodiment of the spiral-shaped housing is advantageously applicable to a turbine.
  • the flow profile of the fluid flow which can be guided or guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing is determined by means of a computer-aided flow simulation, wherein flow lines determined by the flow simulation are used as input data for a material removal tool Material removal process are provided.
  • the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing can be optimally processed along respective flow lines material removal.
  • the introduced into the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing plurality of grooves is produced by milling. Due to the milling of the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing along a flow path of the fluid flow which can be guided or guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing, advantageously no extensive machining of the surface to reduce the surface roughness is required.
  • the plurality of grooves introduced into the at least one part of the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing is produced by means of a ball cutter.
  • the device for compressing or expanding a fluid with the spiral-shaped housing can thus be produced efficiently and inexpensively while achieving fluidically optimum properties.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an apparatus for compressing or expanding a fluid according to a preferred embodiment of the invention.
  • the device 1 for compressing or expanding the fluid F has an impeller 12 drivable by a shaft 10. Furthermore, the device 1 has a spirally formed housing 14. An inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 is machined along a flow path of a fluid flow guided on the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14. In particular, in the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14, a plurality of grooves 16, 17 are introduced along the flow path of the fluid flow guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing by material-removing machining.
  • only a part of the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 along the flow path of the guided on the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 fluid flow be machined material removal.
  • a plurality of grooves 16, 17 are introduced along the flow path of the fluid flow guided on the inner flow-guiding surface 15 of the helically shaped housing 14 by material-removing machining.
  • the introduced into the flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 plurality of grooves 16, 17 is preferably produced by milling.
  • introduced plurality of grooves 16, 17 may be introduced, for example by means of another suitable material-removing method.
  • Grooves 16, 17 formed on the flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 are preferably connected to a flow-guiding surface 15 of the impeller 12 along a flow path of the fluid at a portion 15a of the surface 15 of the helically shaped housing 14 adjacent to the impeller 12 F aligned on the flow-guiding surface 15 of the impeller grooves 19, 20 of the impeller 12 is aligned.
  • the device 1 is preferably designed as a compressor, wherein the fluid F flows into the device in the axial direction R a of the impeller and flows out of the device 1 in the radial direction R r of the impeller 12.
  • the device 1 can be designed, for example, as a turbine, wherein the fluid F in this case flows into the device 1 in the radial direction R r of the impeller 12 and flows out of the device 1 in the axial direction R a of the impeller 12.
  • Fig. 2 shows a plan view of a helical housing of the device for compressing or expanding the fluid according to the preferred embodiment of the invention.
  • helically shaped housing 14 is shown without the impeller disposed therein.
  • the fluid flow guided along the flow path of the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 can flow efficiently through the helically shaped housing 14 due to the grooves 16, 17 formed along the flow path of the fluid flow.
  • FIG. 12 shows a cross-sectional view of an exemplary material removal at an inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing according to the preferred embodiment of the invention.
  • a distance A of a central longitudinal axis M1 of a first groove 16 to a central longitudinal axis M2 adjacent to the first groove 16 second groove 17 substantially corresponds to the diameter of the first groove 16 or the second groove 17, which have an identical diameter in the present embodiment.
  • the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 has a substantially waveform.
  • Fig. 3b shows a cross-sectional view of an exemplary material removal at an inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing according to another preferred embodiment of the invention.
  • the distance A of the central longitudinal axis M1 of the first groove 16 to the central longitudinal axis M2 of the second groove 17, which is adjacent to the first groove 16, preferably less than in the Fig. 3a shown embodiment.
  • the distance A is preferably in a range of 0.2 to 1 times the diameter of the respective groove 16, 17.
  • a material removal tool 18 is shown.
  • the material removal tool 18 is preferably formed by a ball cutter. Alternatively, the material removal tool may be formed by another suitable tool, for example.
  • FIG. 4 Figure 11 is a schematic representation of the flow of fluid in the helical housing of the device for compressing or expanding the fluid according to the preferred embodiment of the invention.
  • the flow of the at the (in Fig. 4 not shown) inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 guided fluid flow is preferably determined by means of a computer-aided flow simulation.
  • Flow lines L determined by the flow simulation are preferably assigned to the (in Fig. 4 not shown) material removal tool provided as input data for a material removal process.
  • FIG. 12 shows a flowchart of a method of manufacturing a device for compressing or expanding a fluid according to the preferred embodiment of the invention.
  • the method comprises providing S1 an impeller driven by a shaft.
  • the method further comprises providing S2 a helical housing.
  • the method further comprises introducing S3 of a plurality of grooves into at least a portion of an inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing along a flow path of a fluid flow guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing by material-removing machining.
  • the plurality of grooves introduced into the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing is preferably produced by milling.
  • the plurality of grooves formed in the at least part of the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing are preferably produced by means of a ball cutter.
  • a geometry of the spiral-shaped housing and an arrangement of the respective grooves in the housing can be adapted to corresponding structural requirements of the device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids (F), wobei zumindest in einen Teil einer inneren strömungsführenden Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) eine Mehrzahl von Nuten (16, 17) entlang einem Strömungsverlauf einer an der inneren strömungsführenden Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) führbaren Fluidströmung durch materialabtragendes Bearbeiten eingebracht sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (1) zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids (F).The invention relates to a device (1) for compressing or expanding a fluid (F), wherein a plurality of grooves (16, 17) along at least a part of an inner flow guiding surface (15) of the spirally formed housing (14) along a flow path of a on the inner flow-guiding surface (15) of the spiral-shaped housing (14) feasible fluid flow are introduced by material-removing machining. The invention further relates to a method for producing a device (1) for compressing or expanding a fluid (F).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids.The invention relates to a device for compressing or expanding a fluid. The invention further relates to a method for producing a device for compressing or expanding a fluid.

Stand der TechnikState of the art

In beispielsweise Radialverdichtern wird über ein Verdichterlaufrad ein Medium beschleunigt, in einem nachfolgenden Radialdiffusor verzögert und über ein Spiralgehäuse gesammelt und abgeleitet. Herkömmlicherweise wird das Spiralgehäuse, beispielsweise bei einem Turbolader, per Sandguss hergestellt. Durch Sandguss unter Verwendung eines Einlegekerns ist es möglich, eine komplexe, strömungsoptimale Spiralgeometrie abzubilden. Mittels Sandguss kann in der strömungsrelevanten, innenliegenden Spiralgeometrie jedoch keine optimale Oberflächenglattheit erreicht werden. Die Oberfläche des Spiralgehäuses weist somit eine prozessbedingte Oberflächenrauheit auf. Um Reibungsverluste zu reduzieren, wird strömungstechnisch jedoch eine möglichst glatte Oberfläche angestrebt.In, for example, radial compressors, a medium is accelerated via a compressor impeller, delayed in a subsequent radial diffuser and collected and discharged via a volute casing. Conventionally, the spiral housing, for example in a turbocharger, made by sand casting. Through sand casting using an insert core, it is possible to image a complex, flow-optimal spiral geometry. However, sand casting can not achieve optimum surface smoothness in the flow-related, internal spiral geometry. The surface of the spiral housing thus has a process-related surface roughness. In order to reduce friction losses, however, a smoothest possible surface is sought.

Sollte aufgrund der Anwendung eine geringere Oberflächenrauigkeit erforderlich sein, kann dies durch beispielsweise spanende Nachbearbeitung erfolgen. Dies erfordert jedoch eine Zugänglichkeit eines Bearbeitungswerkzeugs zu der Spiralgeometrie des Gehäuses.If, due to the application, a lower surface roughness is required, this can be done by, for example, machining. However, this requires accessibility of a machining tool to the spiral geometry of the housing.

Freiformflächen wie die Spiralgeometrie des Gehäuses werden in der Praxis mittels Kugelfräsern oder Vollradiusfräsern bearbeitet. Um eine möglichst gute Oberfläche zu erhalten, ist es notwendig, die Geometrie abzuzeilen, d.h. die Freiformfläche in sehr geringen Distanzen von Fräßbahn zu Fräßbahn zu bearbeiten, sodass durch den Radius am Fräswerkzeug dennoch eine Fläche entsteht. Dies dauert sehr lange und ist demzufolge mit hohen Kosten verbunden. Je größer der Abstand der Fräßbahnen, desto größer ist die Welligkeit der Oberfläche.Freeform surfaces such as the spiral geometry of the housing are processed in practice by means of ball end mills or full radius milling cutters. In order to get the best possible surface, it is necessary to rasterize the geometry, i. To machine the free-form surface at very small distances from mound track to muck track, so that nevertheless a surface is created by the radius at the milling tool. This takes a long time and is therefore associated with high costs. The larger the distance between the webs, the greater the waviness of the surface.

Die DE 11 2014 000 401 T5 offenbart einen Abgasturbolader sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgehäuses eines Abgasturboladers. Der Abgasturbolader weist ein Turbinengehäuse mit einer Turbinenspirale auf. Des Weiteren weist der Abgasturbolader ein Verdichtergehäuse mit einer Verdichterspirale auf. Die innere strömungsführende Oberfläche der Turbinenspirale und der Verdichterspirale sind materialabtragend bearbeitet. Das Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgehäuses eines Abgasturboladers umfasst ein Gießen des Strömungsgehäuses und ein materialabtragendes Bearbeiten zumindest eines Teils der inneren strömungsführenden spiralen Oberfläche des Strömungsgehäuses.The DE 11 2014 000 401 T5 discloses an exhaust gas turbocharger and a method for producing a flow housing of an exhaust gas turbocharger. The exhaust gas turbocharger has a turbine housing with a turbine spiral. Furthermore, the exhaust gas turbocharger has a compressor housing with a compressor spiral. The inner flow-guiding surface of the turbine spiral and the compressor spiral are processed material removal. The method for producing a flow housing of an exhaust gas turbocharger comprises casting the flow housing and machining at least a portion of the inner flow-guiding spiral surface of the flow housing.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids, mit einem von einer Welle antreibbaren Laufrad, und mit einem spiralförmig ausgebildeten Gehäuse, wobei zumindest in einen Teil einer inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses eine Mehrzahl von Nuten entlang einem Strömungsverlauf einer an der inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses führbaren bzw. geführten Fluidströmung durch materialabtragendes Bearbeiten eingebracht sind.The present invention provides a device for compressing or expanding a fluid, with a shaft driven by a shaft, and having a spiral-shaped housing, wherein at least in a part of an inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing a plurality of grooves along a flow of a the fluid flow leading through the surface of the spiral-shaped housing can be guided by material-removing machining.

Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines von einer Welle antreibbaren Laufrads. Das Verfahren umfasst überdies ein Bereitstellen eines spiralförmig ausgebildeten Gehäuses. Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein Einbringen einer Mehrzahl von Nuten in zumindest einen Teil einer inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses entlang eines Strömungsverlaufs einer an der inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses führbaren bzw. geführten Fluidströmung durch materialabtragendes Bearbeiten.The present invention further provides a method of manufacturing a device for compressing or expanding a fluid. The method includes providing an impeller driven by a shaft. The method further comprises providing a spiral trained housing. The method further includes introducing a plurality of grooves into at least a portion of an interior flow-guiding surface of the spirally-formed housing along a flow path of a fluid flow routable on the interior flow-guiding surface of the spirally-formed housing by abrasive machining.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, die strömungsführende Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses derart materialabtragend zu bearbeiten, dass eine strömungstechnische Verbesserung der Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses erreicht werden kann.One idea of the present invention is to machine the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing in such a way that a fluidic improvement of the surface of the spiral-shaped housing can be achieved.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in die strömungsführende Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses eingebrachte Mehrzahl von Nuten durch Fräsen erzeugt ist. Aufgrund des Fräsens der strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses entlang eines Strömungsverlaufs der an der inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses geführten Fluidströmung bedarf es in vorteilhafter Weise nicht einer umfassenden spanenden Nachbearbeitung der Oberfläche zur Reduzierung der Oberflächenrauigkeit.According to a preferred embodiment, it is provided that the introduced into the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing plurality of grooves is produced by milling. Due to the milling of the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing along a flow path of the guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing fluid flow advantageously does not require a comprehensive machining finishing the surface to reduce the surface roughness.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Abstand einer Mittellängsachse einer ersten Nut zu einer Mittellängsachse einer zur ersten Nut benachbart angeordneten zweiten Nut einen 0,2- bis 1-fachen Durchmesser der ersten Nut oder der zweiten Nut beträgt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung bzw. Ausrichtung der Nuten entlang des Strömungsverlaufs der an der inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses führbaren bzw. geführten Fluidströmung ist das herkömmliche Abzeilen der Oberfläche nicht erforderlich. Der Abstand zwischen jeweiligen Nuten kann somit in vorteilhafter Weise vergrößert werden. Dadurch kann ein Fräsprozess in vorteilhafter Weise beschleunigt werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die an der strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses ausgebildeten Nuten an einem zum Laufrad benachbart angeordneten Abschnitt der Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses im Wesentlichen zu an einer strömungsführenden Oberfläche des Laufrads ausgebildeten Nuten, welche entlang dem Strömungsverlauf des Fluids an der strömungsführenden Oberfläche des Laufrads ausgebildet sind, ausgerichtet sind. Somit kann in vorteilhafter Weise bei Vorsehen eines Laufrads, welches mit entlang eines Strömungsverlaufs des Fluids an der strömungsführenden Oberfläche des Laufrads ausgebildeten Nuten versehen ist, in Zusammenwirkung mit dem erfindungsgemäß gefrästen Gehäuse, ein optimaler Strömungsverlauf des Fluids erreicht werden.According to a further preferred embodiment, it is provided that a distance of a central longitudinal axis of a first groove to a central longitudinal axis of a second groove adjacent to the first groove is 0.2 to 1 times the diameter of the first groove or the second groove. Due to the inventive design or alignment of the grooves along the flow path of the guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing or guided fluid flow, the conventional Abzeilen the surface is not required. The distance between respective grooves can thus be increased in an advantageous manner. As a result, a milling process can advantageously be accelerated. According to a further preferred embodiment, it is provided that the grooves formed on the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing at an adjacent to the impeller portion of the surface of the spiral-shaped housing substantially formed on a flow-guiding surface of the impeller grooves, which along the flow of the Fluids are formed on the flow-guiding surface of the impeller, are aligned. Thus, advantageously, by providing an impeller provided with grooves formed along a flow path of the fluid on the flow-guiding surface of the impeller, an optimum flow pattern of the fluid can be achieved in cooperation with the case milled according to the present invention.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung als Verdichter ausgebildet ist, wobei das Fluid in Axialrichtung des Laufrads in die Vorrichtung einströmbar ist bzw. einströmt und in Radialrichtung des Laufrads aus der Vorrichtung ausströmbar ist bzw. ausströmt. Somit ist die erfindungsgemäße vorteilhafte Ausbildung des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses in vorteilhafter Weise auf einen Verdichter anwendbar.According to a further preferred development, it is provided that the device is designed as a compressor, wherein the fluid can flow or flow into the device in the axial direction of the impeller and can flow out of the device in the radial direction of the impeller. Thus, the inventive advantageous embodiment of the spiral-shaped housing is advantageously applicable to a compressor.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung als Turbine ausgebildet ist, wobei das Fluid in Radialrichtung des Laufrads in die Vorrichtung einströmbar ist bzw. einströmt und in Axialrichtung des Laufrads aus der Vorrichtung ausströmbar ist bzw. ausströmt. Somit ist die erfindungsgemäße vorteilhafte Ausbildung des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses in vorteilhafter Weise auf eine Turbine anwendbar.According to a further preferred development, it is provided that the device is designed as a turbine, wherein the fluid can flow or flow into the device in the radial direction of the impeller and can flow out of the device in the axial direction of the impeller. Thus, the inventive advantageous embodiment of the spiral-shaped housing is advantageously applicable to a turbine.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Strömungsverlauf der an der inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses führbaren bzw. geführten Fluidströmung mittels einer rechnergestützten Strömungssimulation ermittelt wird, wobei durch die Strömungssimulation ermittelte Strömungslinien einem Materialabtragungswerkzeug als Eingangsdaten für einen Materialabtragungsprozess bereitgestellt werden. Somit kann die strömungsführende Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses optimal entlang jeweiliger Strömungslinien materialabtragend bearbeitet werden.According to a further preferred refinement, it is provided that the flow profile of the fluid flow which can be guided or guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing is determined by means of a computer-aided flow simulation, wherein flow lines determined by the flow simulation are used as input data for a material removal tool Material removal process are provided. Thus, the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing can be optimally processed along respective flow lines material removal.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in die strömungsführende Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses eingebrachte Mehrzahl von Nuten durch Fräsen erzeugt wird. Aufgrund des Fräsens der strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses entlang eines Strömungsverlaufs der an der inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses führbaren bzw. geführten Fluidströmung bedarf es in vorteilhafter Weise nicht einer umfassenden spanenden Nachbearbeitung der Oberfläche zur Reduzierung der Oberflächenrauigkeit.According to a further preferred embodiment, it is provided that the introduced into the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing plurality of grooves is produced by milling. Due to the milling of the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing along a flow path of the fluid flow which can be guided or guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing, advantageously no extensive machining of the surface to reduce the surface roughness is required.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in den zumindest einen Teil der inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses eingebrachte Mehrzahl von Nuten mittels einem Kugelfräser erzeugt wird. Die Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids mit dem spiralförmig ausgebildeten Gehäuse kann somit effizient und kostengünstig unter Erreichung strömungstechnisch optimaler Eigenschaften hergestellt werden.According to a further preferred development, it is provided that the plurality of grooves introduced into the at least one part of the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing is produced by means of a ball cutter. The device for compressing or expanding a fluid with the spiral-shaped housing can thus be produced efficiently and inexpensively while achieving fluidically optimum properties.

Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.The described embodiments and developments can be combined with each other as desired.

Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying drawings are intended to provide further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate Embodiments and in conjunction with the description serve to explain principles and concepts of the invention.
Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the drawings. The illustrated elements of the drawings are not necessarily shown to scale to each other.

Es zeigen:

Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2
eine Draufsicht eines spiralförmig ausgebildeten Gehäuses der Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren des Fluids gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3a
eine Querschnittsdarstellung eines beispielhaften Materialabtrags an einer inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3b
eine Querschnittsdarstellung eines beispielhaften Materialabtrags an einer inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4
eine schematische Darstellung des Strömungsverlaufs des Fluids in dem spiralförmig ausgebildeten Gehäuse der Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren des Fluids gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 5
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Show it:
Fig. 1
a schematic representation of an apparatus for compressing or expanding a fluid according to a preferred embodiment of the invention;
Fig. 2
a plan view of a helical housing of the device for compressing or expanding the fluid according to the preferred embodiment of the invention;
Fig. 3a
a cross-sectional view of an exemplary material removal at an inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing according to the preferred embodiment of the invention;
Fig. 3b
a cross-sectional view of an exemplary material removal at an inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing according to another preferred embodiment of the invention;
Fig. 4
a schematic representation of the flow of the fluid in the helical housing of the device for compressing or expanding the fluid according to the preferred embodiment of the invention; and
Fig. 5
a flow diagram of a method for producing a device for compressing or expanding a fluid according to the preferred embodiment of the invention.

In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures of the drawings, like reference characters designate like or functionally identical elements, components or components unless otherwise indicated.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 1 shows a schematic representation of an apparatus for compressing or expanding a fluid according to a preferred embodiment of the invention.

Die Vorrichtung 1 zum Komprimieren oder Expandieren des Fluids F weist ein von einer Welle 10 antreibbares Laufrad 12 auf. Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 ein spiralförmig ausgebildetes Gehäuse 14 auf. Eine innere strömungsführende Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 ist entlang eines Strömungsverlaufs einer an der inneren strömungsführenden Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 geführten Fluidströmung materialabtragend bearbeitet. Insbesondere ist in der inneren strömungsführenden Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 eine Mehrzahl von Nuten 16, 17 entlang dem Strömungsverlauf der an der inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses geführten Fluidströmung durch materialabtragendes Bearbeiten eingebracht.The device 1 for compressing or expanding the fluid F has an impeller 12 drivable by a shaft 10. Furthermore, the device 1 has a spirally formed housing 14. An inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 is machined along a flow path of a fluid flow guided on the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14. In particular, in the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14, a plurality of grooves 16, 17 are introduced along the flow path of the fluid flow guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing by material-removing machining.

Alternativ kann beispielsweise nur ein Teil der inneren strömungsführenden Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 entlang des Strömungsverlaufs der an der inneren strömungsführenden Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 geführten Fluidströmung materialabtragend bearbeitet sein. Insbesondere ist in zumindest einen Teil der inneren strömungsführenden Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 eine Mehrzahl von Nuten 16, 17 entlang dem Strömungsverlauf der an der inneren strömungsführenden Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 geführten Fluidströmung durch materialabtragendes Bearbeiten eingebracht.Alternatively, for example, only a part of the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 along the flow path of the guided on the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 fluid flow be machined material removal. In particular, in at least part of the inner flow-guiding surface 15 of the helically shaped housing 14, a plurality of grooves 16, 17 are introduced along the flow path of the fluid flow guided on the inner flow-guiding surface 15 of the helically shaped housing 14 by material-removing machining.

Die in die strömungsführende Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 eingebrachte Mehrzahl von Nuten 16, 17 ist vorzugsweise durch Fräsen erzeugt. Alternativ kann die in die strömungsführende Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 eingebrachte Mehrzahl von Nuten 16, 17 beispielsweise mittels eines anderen geeigneten materialabtragenden Verfahrens eingebracht sein.The introduced into the flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 plurality of grooves 16, 17 is preferably produced by milling. Alternatively, in the flow-guiding surface 15 of the Spirally formed housing 14 introduced plurality of grooves 16, 17 may be introduced, for example by means of another suitable material-removing method.

An der strömungsführenden Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 ausgebildete Nuten 16, 17 sind vorzugsweise an einem zum Laufrad 12 benachbart angeordneten Abschnitt 15a der Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 im Wesentlichen zu an einer strömungsführenden Oberfläche 15 des Laufrads 12 entlang eines Strömungsverlaufs des Fluids F an der strömungsführenden Oberfläche 15 des Laufrads ausgebildeten Nuten 19, 20 des Laufrads 12 ausgerichtet.Grooves 16, 17 formed on the flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 are preferably connected to a flow-guiding surface 15 of the impeller 12 along a flow path of the fluid at a portion 15a of the surface 15 of the helically shaped housing 14 adjacent to the impeller 12 F aligned on the flow-guiding surface 15 of the impeller grooves 19, 20 of the impeller 12 is aligned.

Die Vorrichtung 1 ist vorzugsweise als Verdichter ausgebildet, wobei das Fluid F in Axialrichtung Ra des Laufrads in die Vorrichtung einströmt und in Radialrichtung Rr des Laufrads 12 aus der Vorrichtung 1 ausströmt. Alternativ kann die Vorrichtung 1 beispielsweise als Turbine ausgebildet sein, wobei das Fluid F in diesem Fall in Radialrichtung Rr des Laufrads 12 in die Vorrichtung 1 einströmt und in Axialrichtung Ra des Laufrads 12 aus der Vorrichtung 1 ausströmt.The device 1 is preferably designed as a compressor, wherein the fluid F flows into the device in the axial direction R a of the impeller and flows out of the device 1 in the radial direction R r of the impeller 12. Alternatively, the device 1 can be designed, for example, as a turbine, wherein the fluid F in this case flows into the device 1 in the radial direction R r of the impeller 12 and flows out of the device 1 in the axial direction R a of the impeller 12.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht eines spiralförmig ausgebildeten Gehäuses der Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren des Fluids gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 shows a plan view of a helical housing of the device for compressing or expanding the fluid according to the preferred embodiment of the invention.

In Fig. 2 ist das spiralförmig ausgebildete Gehäuse 14 ohne das darin angeordnete Laufrad dargestellt. Die entlang des Strömungsverlaufs der an der inneren strömungsführenden Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 geführte Fluidströmung kann aufgrund der entlang des Strömungsverlaufs der Fluidströmung ausgebildeten Nuten 16, 17 effizient durch das spiralförmig ausgebildete Gehäuse 14 strömen.In Fig. 2 the helically shaped housing 14 is shown without the impeller disposed therein. The fluid flow guided along the flow path of the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 can flow efficiently through the helically shaped housing 14 due to the grooves 16, 17 formed along the flow path of the fluid flow.

Fig. 3a zeigt eine Querschnittsdarstellung eines beispielhaften Materialabtrags an einer inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 3a FIG. 12 shows a cross-sectional view of an exemplary material removal at an inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing according to the preferred embodiment of the invention. FIG.

Ein Abstand A einer Mittellängsachse M1 einer ersten Nut 16 zu einer Mittellängsachse M2 einer zur ersten Nut 16 benachbart angeordneten zweiten Nut 17 entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser der ersten Nut 16 oder der zweiten Nut 17, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen identischen Durchmesser aufweisen. Somit weist die innere strömungsführende Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 im Wesentlichen eine Wellenform auf.A distance A of a central longitudinal axis M1 of a first groove 16 to a central longitudinal axis M2 adjacent to the first groove 16 second groove 17 substantially corresponds to the diameter of the first groove 16 or the second groove 17, which have an identical diameter in the present embodiment. Thus, the inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 has a substantially waveform.

Fig. 3b zeigt eine Querschnittsdarstellung eines beispielhaften Materialabtrags an einer inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 3b shows a cross-sectional view of an exemplary material removal at an inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing according to another preferred embodiment of the invention.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abstand A der Mittellängsachse M1 der ersten Nut 16 zu der Mittellängsachse M2 der zweiten Nut 17, welche benachbart zur ersten Nut 16 angeordnet ist, vorzugsweise geringer als in dem in Fig. 3a gezeigten Ausführungsbeispiel. Der Abstand A liegt vorzugsweise in einem Bereich von einem 0,2- bis 1-fachen Durchmesser der jeweiligen Nut 16, 17. Des Weiteren ist ein Materialabtragungswerkzeug 18 gezeigt. Das Materialabtragungswerkzeug 18 ist vorzugsweise durch einen Kugelfräser ausgebildet. Alternativ kann das Materialabtragungswerkzeug beispielsweise durch ein anderes geeignetes Werkzeug ausgebildet sein.In the present embodiment, the distance A of the central longitudinal axis M1 of the first groove 16 to the central longitudinal axis M2 of the second groove 17, which is adjacent to the first groove 16, preferably less than in the Fig. 3a shown embodiment. The distance A is preferably in a range of 0.2 to 1 times the diameter of the respective groove 16, 17. Further, a material removal tool 18 is shown. The material removal tool 18 is preferably formed by a ball cutter. Alternatively, the material removal tool may be formed by another suitable tool, for example.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Strömungsverlaufs des Fluids in dem spiralförmig ausgebildeten Gehäuse der Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren des Fluids gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 4 Figure 11 is a schematic representation of the flow of fluid in the helical housing of the device for compressing or expanding the fluid according to the preferred embodiment of the invention.

Der Strömungsverlauf der an der (in Fig. 4 nicht gezeigten) inneren strömungsführenden Oberfläche 15 des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses 14 geführten Fluidströmung wird vorzugsweise mittels einer rechnergestützten Strömungssimulation ermittelt. Durch die Strömungssimulation ermittelte Strömungslinien L werden vorzugsweise dem (in Fig. 4 nicht gezeigten) Materialabtragungswerkzeug als Eingangsdaten für einen Materialabtragungsprozess bereitgestellt.The flow of the at the (in Fig. 4 not shown) inner flow-guiding surface 15 of the spiral-shaped housing 14 guided fluid flow is preferably determined by means of a computer-aided flow simulation. Flow lines L determined by the flow simulation are preferably assigned to the (in Fig. 4 not shown) material removal tool provided as input data for a material removal process.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 FIG. 12 shows a flowchart of a method of manufacturing a device for compressing or expanding a fluid according to the preferred embodiment of the invention.

Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen S1 eines von einer Welle antreibbaren Laufrads. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Bereitstellen S2 eines spiralförmig ausgebildeten Gehäuses. Das Verfahren umfasst überdies ein Einbringen S3 einer Mehrzahl von Nuten in zumindest einen Teil einer inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses entlang eines Strömungsverlaufs einer an der inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses geführten Fluidströmung durch materialabtragendes Bearbeiten.The method comprises providing S1 an impeller driven by a shaft. The method further comprises providing S2 a helical housing. The method further comprises introducing S3 of a plurality of grooves into at least a portion of an inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing along a flow path of a fluid flow guided on the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing by material-removing machining.

Die in die strömungsführende Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses eingebrachte Mehrzahl von Nuten wird vorzugsweise durch Fräsen erzeugt. Die in den zumindest einen Teil der inneren strömungsführenden Oberfläche des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses eingebrachte Mehrzahl von Nuten wird vorzugsweise mittels eines Kugelfräsers erzeugt.The plurality of grooves introduced into the flow-guiding surface of the spiral-shaped housing is preferably produced by milling. The plurality of grooves formed in the at least part of the inner flow-guiding surface of the spiral-shaped housing are preferably produced by means of a ball cutter.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto but is modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.

Beispielsweise sind eine Geometrie des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses sowie eine Anordnung der jeweiligen Nuten im Gehäuse an entsprechende bauliche Anforderungen der Vorrichtung anpassbar.For example, a geometry of the spiral-shaped housing and an arrangement of the respective grooves in the housing can be adapted to corresponding structural requirements of the device.

Claims (10)

Vorrichtung (1) zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids (F),
mit einem von einer Welle (10) antreibbaren Laufrad (12); und
mit einem spiralförmig ausgebildeten Gehäuse (14), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einen Teil einer inneren strömungsführenden Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) eine Mehrzahl von Nuten (16, 17) entlang einem Strömungsverlauf einer an der inneren strömungsführenden Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) führbaren Fluidströmung durch materialabtragendes Bearbeiten eingebracht sind.Device (1) for compressing or expanding a fluid (F),
with an impeller (12) which can be driven by a shaft (10); and
with a spiral-shaped housing (14), characterized in that at least in a part of an inner flow-guiding surface (15) of the spiral-shaped housing (14) has a plurality of grooves (16, 17) along a flow path of an inner flow-guiding surface (15). 15) of the spiral-shaped housing (14) are introduced feasible fluid flow through material-removing machining. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in die strömungsführende Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) eingebrachte Mehrzahl von Nuten (16, 17) durch Fräsen erzeugt ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that in the flow-guiding surface (15) of the spiral-shaped housing (14) introduced plurality of grooves (16, 17) is produced by milling. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (A) einer Mittellängsachse (M1) einer ersten Nut (16) zu einer Mittellängsachse (M2) einer zur ersten Nut (16) benachbart angeordneten zweiten Nut (17) einen 0,2 bis 1-fachen Durchmesser der ersten Nut (16) oder der zweiten Nut (17) beträgt.Apparatus according to claim 2, characterized in that a distance (A) of a central longitudinal axis (M1) of a first groove (16) to a central longitudinal axis (M2) adjacent to the first groove (16) arranged second groove (17) has a 0.2 to 1-times the diameter of the first groove (16) or the second groove (17). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an der strömungsführenden Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) ausgebildeten Nuten (16, 17) an einem zum Laufrad (12) benachbart angeordneten Abschnitt (15a) der Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) im Wesentlichen zu an einer strömungsführenden Oberfläche (15) des Laufrads (12) ausgebildeten Nuten (19, 20), welche entlang dem Strömungsverlauf des Fluids (F) an der strömungsführenden Oberfläche (15) des Laufrads ausgebildet sind, ausgerichtet sind.Device according to claim 3, characterized in that the grooves (16, 17) formed on the flow-guiding surface (15) of the helically shaped housing (14) are arranged on a portion (15a) of the surface (15) of the wheel (12) adjacent the surface (15) helical housing (14) substantially to a flow-guiding surface (15) of the impeller (12) formed grooves (19, 20) formed along the flow path of the fluid (F) on the flow-guiding surface (15) of the impeller, are aligned. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) als Verdichter ausgebildet ist, wobei das Fluid (F) in Axialrichtung (Ra) des Laufrads (12) in die Vorrichtung (1) einströmbar und in Radialrichtung (Rr) des Laufrads (12) aus der Vorrichtung (1) ausströmbar.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device (1) is designed as a compressor, wherein the fluid (F) in the axial direction (R a ) of the impeller (12) in the device (1) can be flowed in and in the radial direction (R r ) of the impeller (12) from the device (1) can be flowed out. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) als Turbine ausgebildet ist, wobei das Fluid (F) in Radialrichtung (Rr) des Laufrads (12) in die Vorrichtung (1) einströmbar und in Axialrichtung (Ra) des Laufrads (12) aus der Vorrichtung (1) ausströmbar.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device (1) is designed as a turbine, wherein the fluid (F) in the radial direction (R r ) of the impeller (12) in the device (1) can be flowed in and in the axial direction (R a ) of the impeller (12) from the device (1) can be flowed out. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (1) zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids (F) mit den Schritten: Bereitstellen (S1) eines von einer Welle (10) antreibbaren Laufrads (12); Bereitstellen (S2) eines spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14); gekennzeichnet, durch Einbringen (S3) einer Mehrzahl von Nuten (16, 17) in zumindest einen Teil einer inneren strömungsführenden Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) entlang eines Strömungsverlaufs einer an der inneren strömungsführenden Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) führbaren Fluidströmung durch materialabtragendes Bearbeiten. Method for producing a device (1) for compressing or expanding a fluid (F), comprising the steps: Providing (S1) an impeller (12) drivable by a shaft (10); Providing (S2) a helical housing (14); marked by Inserting (S3) a plurality of grooves (16, 17) into at least a part of an inner flow-guiding surface (15) of the spiral-shaped housing (14) along a flow path of an inner flow-guiding surface (15) of the spiral-shaped housing (14) feasible fluid flow through material-removing machining. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsverlauf der an der inneren strömungsführenden Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) führbaren Fluidströmung mittels einer rechnergestützten Strömungssimulation ermittelt wird, wobei durch die Strömungssimulation ermittelte Strömungslinien (L) einem Materialabtragungswerkzeug (18) als Eingangsdaten für einen Materialabtragungsprozess bereitgestellt werden.Method according to claim 7, characterized in that the flow pattern of the fluid flow which can be guided on the inner flow-guiding surface (15) of the spiral-shaped housing (14) is determined by means of a computer-aided flow simulation, wherein flow lines (L) determined by the flow simulation are located in a material removal tool (18). be provided as input data for a material removal process. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in die strömungsführende Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) eingebrachte Mehrzahl von Nuten (16, 17) durch Fräsen erzeugt wird.A method according to claim 7 or 8, characterized in that in the flow-guiding surface (15) of the spiral-shaped housing (14) introduced plurality of grooves (16, 17) is produced by milling. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in den zumindest einen Teil der inneren strömungsführenden Oberfläche (15) des spiralförmig ausgebildeten Gehäuses (14) eingebrachte Mehrzahl von Nuten (16, 17) mittels eines Kugelfräsers erzeugt wird.Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that in the at least a part of the inner flow-guiding surface (15) of the spiral-shaped housing (14) introduced plurality of grooves (16, 17) is produced by means of a ball milling cutter.
EP17169167.8A 2016-05-27 2017-05-03 Device for compressing or expanding a fluid and method for manufacturing a device for compressing or expanding a fluid Withdrawn EP3249233A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016209256.1A DE102016209256A1 (en) 2016-05-27 2016-05-27 Device for compressing or expanding a fluid and method for producing a device for compressing or expanding a fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3249233A1 true EP3249233A1 (en) 2017-11-29

Family

ID=58672390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17169167.8A Withdrawn EP3249233A1 (en) 2016-05-27 2017-05-03 Device for compressing or expanding a fluid and method for manufacturing a device for compressing or expanding a fluid

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3249233A1 (en)
DE (1) DE102016209256A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114321016B (en) * 2021-12-28 2024-01-09 上海智能网联汽车技术中心有限公司 Two-dimensional serrated groove device similar to shark skin

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0629779A1 (en) * 1993-06-15 1994-12-21 KSB Aktiengesellschaft Structured surfaces for component parts of turbomachines
DE112014000401T5 (en) 2013-02-08 2015-10-01 Borgwarner Inc. Exhaust gas turbocharger and method for producing a flow housing of an exhaust gas turbocharger
EP2949945A1 (en) * 2013-01-23 2015-12-02 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Impeller for turbocharger, method for manufacturing same, turbocharger, and turbo unit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0629779A1 (en) * 1993-06-15 1994-12-21 KSB Aktiengesellschaft Structured surfaces for component parts of turbomachines
EP2949945A1 (en) * 2013-01-23 2015-12-02 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Impeller for turbocharger, method for manufacturing same, turbocharger, and turbo unit
DE112014000401T5 (en) 2013-02-08 2015-10-01 Borgwarner Inc. Exhaust gas turbocharger and method for producing a flow housing of an exhaust gas turbocharger

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016209256A1 (en) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1216785B1 (en) Process for the rapid production of hollow components of flow machines for manufacturing development
DE102014009735B4 (en) Impeller of a turbomachine
DE102008025249A1 (en) Collecting room and process for production
DE102010006797A1 (en) drilling
DE102014012480A1 (en) Blading of a turbomachine, manufacturing method and impeller of a turbomachine
EP2514558A1 (en) Method and device for fixing and/or smoothing the surface of an integrally bladed rotor area of a jet engine
EP2183487B1 (en) Turbo engine and method for producing such a turbo engine
EP2796726B1 (en) Stator element for a Holweck pump stage, vacuum pump with a Holweck pump stage and method of manufacturing a stator element for a Holweck pump stage
EP2982470A1 (en) Method for producing a rotor of a charging apparatus
DE102017106066A1 (en) Crankcase and cylinder head for a reciprocating engine
EP3249233A1 (en) Device for compressing or expanding a fluid and method for manufacturing a device for compressing or expanding a fluid
EP3281728A1 (en) Method for producing a component of a rotary machine and component produced according to such a method
DE1403853A1 (en) Rotating device for moving a liquid or gaseous medium
DE102017208783A1 (en) Method for reworking a channel in a workpiece
DE102017104087A1 (en) Method for producing a housing of a screw compressor
DE102014222877A1 (en) Impeller of a radial turbofan energy machine, stage
WO2009127204A1 (en) Stator and/or rotor stage of an axial compressor of a turbo machine having flow guide elements for increasing efficiency
WO2020094462A1 (en) Barrel casing pump
EP3473861A1 (en) Castor wheel and method for manufacturing the same
DE102015218679B4 (en) Screw Pump
EP2871418A1 (en) Gas turbine combustion chamber and method for its manufacture
DE102015208784B3 (en) Manufacture of blade passages of turbomachinery rotors
EP3581760B1 (en) Blade for a turbomachine
DE19908143C2 (en) Forged centrifugal pump housing
DE102012101993A1 (en) Milling tool of cutting machine, has end main cutting edge that is limited in their longitudinal extension in direction of tool longitudinal axis by cutting confinement, so that outer radius is defined around the tool longitudinal axis

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20180529

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ROBERT BOSCH GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20210503

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20210701