EP3879120A1 - Verstellvorrichtung und verdichter - Google Patents

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EP3879120A1
EP3879120A1 EP20162094.5A EP20162094A EP3879120A1 EP 3879120 A1 EP3879120 A1 EP 3879120A1 EP 20162094 A EP20162094 A EP 20162094A EP 3879120 A1 EP3879120 A1 EP 3879120A1
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EP
European Patent Office
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ring
adjusting
adjusting device
bearing ring
compressor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20162094.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Simon Henzler
Simon NIEBLER
Hartmut Weiss
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.)
BMTS Technology GmbH and Co KG
Original Assignee
BMTS Technology GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by BMTS Technology GmbH and Co KG filed Critical BMTS Technology GmbH and Co KG
Priority to EP20162094.5A priority Critical patent/EP3879120A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/464—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps adjusting flow cross-section, otherwise than by using adjustable stator blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
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    • F04D27/0253—Surge control by throttling
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    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/38—Retaining components in desired mutual position by a spring, i.e. spring loaded or biased towards a certain position

Definitions

  • the invention relates to an adjusting device for varying the geometry of an inlet area of a compressor according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a compressor with the adjusting device.
  • the geometry of an inlet area of a compressor determines the characteristic diagrams and thus the surge and stuffing limit of the compressor.
  • the geometry of the inlet area - for example a cross-section of the inlet area through which a flow can flow - can be varied by means of an adjusting device. This allows the characteristics of the compressor to be adapted to the desired operating point.
  • the pump and stuffing limits of the compressor can be extended or shifted. In particular, a shift in the surge limit to lower mass flows can have a positive effect on the LET behavior of the motor (LET: Low End Torque).
  • LET Low End Torque
  • DE 10 2018 202 066 A1 discloses an adjusting device with iris-like adjustable diaphragm elements, by means of which the effective cross-section of the inlet area of the compressor through which the flow can flow can be reduced. As a result, the surge limit can be shifted to smaller mass flows.
  • DE 10 2018 217 510.1 discloses a method for assembling an adjusting device which can be assembled as an assembly unit with a linear actuator in the housing of the compressor.
  • US 2017/292616 A1 discloses an adjusting device with a plurality of adjustable screen elements and with an adjusting ring.
  • US 10 502 126 B2 discloses a further adjustment device with a plurality of adjustable screen elements and with an adjustment ring, which are arranged between two outer rings connected to one another.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved or at least alternative embodiment for an adjusting device of the generic type, in which the disadvantages described are overcome.
  • the adjustment device should be easy to assemble and compact. It is also an object of the invention to provide a compressor with the improved adjusting device.
  • An adjustment device for varying the geometry of an inlet region of a compressor.
  • the inlet area of the compressor is an area of a compressor housing of the compressor and is delimited to the outside in some areas by a wall of the compressor housing.
  • the adjusting device comprises a bearing ring and an adjusting ring which are parallel to one another and axially spaced apart and coaxially aligned relative to a central longitudinal axis of the adjusting device.
  • the adjusting device also comprises a plurality of diaphragm elements which are arranged axially between the bearing ring and the adjusting ring and are mounted on the bearing ring and / or on the adjusting ring.
  • the bearing ring and the adjusting ring can be rotated relative to one another about the longitudinal center axis, whereby the diaphragm elements can be displaced and / or rotated transversely to the longitudinal center axis by rotating the bearing ring and the adjusting ring with respect to one another.
  • the adjusting ring and the bearing ring are radially and axially positively connected to one another and thereby form an assembly unit having the adjusting ring and the bearing ring and the diaphragm elements for assembly in the inlet area of the compressor.
  • the assembly unit thus only comprises the adjusting ring and the bearing ring and the diaphragm elements and is therefore made inexpensive and axially compact. As a result, the space required for the assembly unit in the compressor is significantly reduced. Furthermore, the assembly unit is designed to be coherent and ready for assembly, so that the assembly of the adjustment device in the inlet area of the compressor is simplified. It goes without saying that the adjusting ring and the bearing ring can be rotated with respect to one another in the assembly unit.
  • the diaphragm elements can be mounted between the bearing ring and the adjusting ring by means of several axial guide formations - for example by means of pins or ribs.
  • the guide formations are appropriately fixed in the diaphragm elements and axially engage in guide recesses in the bearing ring and / or the adjusting ring.
  • the guide formations are arranged displaceably and / or rotatably in the guide recesses of the bearing ring and / or the adjusting ring, so that when the adjusting ring and the bearing ring are rotated relative to one another, the diaphragm elements are adjusted radially inward or radially outward and change the cross section of the adjusting device through which a flow can flow.
  • the diaphragm elements can be adjustable between an open position and a closed position. The open position corresponds to a maximum cross section of the adjusting device that can be flown through and the closed position corresponds to a minimal cross-section of the adjusting device that can be flown through.
  • alternative embodiments and actuation mechanisms of the panel elements are also conceivable.
  • the guide formations are arranged in the bearing ring and in the adjusting ring and the corresponding guide recesses are formed in the respective panel elements. It is also conceivable that the screen elements are rotatably mounted in the bearing ring. When the bearing ring and the adjusting ring are rotated relative to one another, the respective diaphragm elements are then rotated and thereby adjusted between the open position and the closed position.
  • the bearing ring has an axially aligned side wall that encircles the longitudinal center axis and is therefore pot-shaped.
  • the diaphragm elements and the adjusting ring are received in the cup-shaped bearing ring in one assembly direction.
  • the adjusting ring is fixed radially in the cup-shaped bearing ring.
  • the assembly direction is axially aligned and directed from the adjusting ring to the bearing ring.
  • the side wall and the adjusting ring are in engagement by means of an elastically actuatable clip unit. As a result, the adjusting ring is axially positively fixed on the bearing ring.
  • the term “elastically actuatable” means that the clip unit can be actuated or the bearing ring and the adjusting ring can be brought into engagement due to the material elasticity of the adjusting ring and / or the bearing ring. It goes without saying that the elastically actuatable clip unit can also deform slightly plastically. Alternatively, the clip unit can also be actuated plastically.
  • the term “plastically actuatable” means that the clip unit can be actuated or the bearing ring and the adjusting ring can be brought into engagement due to the material plasticity of the adjusting ring and / or the bearing ring.
  • At least one elastically actuatable clip of the clip unit with a radially inwardly oriented clip head is formed on an upper edge of the side wall.
  • the clip head of the clip is axially engaged with an outer edge of the adjusting ring and in a dismantling direction opposite to the assembly direction.
  • the side wall is oriented axially from the bearing ring in the assembly direction and the adjusting ring is received in the bearing ring in the assembly direction.
  • the clip head of the clip unit is in engagement with the outer edge of the adjusting ring and prevents the adjusting ring from loosening in the dismantling direction.
  • the assembly direction and the disassembly direction are axially aligned and opposed to each other.
  • the dismantling direction is directed axially from the bearing ring to the adjusting ring.
  • the diaphragm elements and then the adjusting ring can accordingly be inserted into the cup-shaped bearing ring in the assembly direction.
  • the adjusting ring is fixed radially in the cup-shaped bearing ring by the circumferential side wall.
  • the adjusting ring is advantageously also centered on the bearing ring when it is inserted into the bearing ring by the circumferential side wall.
  • the adjusting ring is held in an axially form-fitting manner in the bearing ring by the at least one clip.
  • the adjusting ring and the bearing ring remain rotatable with respect to one another.
  • the at least one clip can be elastically actuated or can be clipped to the adjusting ring due to the elasticity of its material or the material of the bearing ring.
  • the adjustment device or the assembly unit are designed in a technically simple manner and can be assembled quickly.
  • the adjusting ring rests on an axial stop projection of the bearing ring in the assembly direction.
  • the stop projection can advantageously be formed on the side wall of the bearing ring be. In this advantageous way, the adjusting ring is held axially between the clip head of the at least one clip and the stop projection. This can ensure that the adjusting ring is at a defined distance from the bearing ring.
  • the axial height of the stop projection can advantageously be greater than an axial height of the diaphragm elements. As a result, the diaphragm elements are mounted with axial play between the bearing ring and the adjusting ring.
  • the axial distance between the stop projection and the at least one clip can advantageously be greater than an axial height of the adjusting ring in this area.
  • the adjusting ring is mounted with axial play between the axial stop projection and the at least one clip, so that pinching of the adjusting ring is advantageously prevented.
  • a circumferential groove for the clip head of the respective clip is formed on an outer edge of the adjusting ring.
  • the clip head of the respective clip is then in engagement with the adjusting ring within the groove.
  • the clip head of the clip and the adjusting ring overlap axially outside the clip head or outside the circumferential groove, and the axial height of the adjusting device can be reduced.
  • the adjusting device or the assembly unit can be made axially compact and the axial height of the adjusting device is not negatively influenced by the respective clip.
  • the clip unit with the at least one clip on the side wall of the bearing ring is due to a simpler Execution preferred.
  • an alternative embodiment of the clip unit is also conceivable in which at least one radially outwardly oriented and elastically actuatable clip of the clip unit is formed on the adjusting ring. The clip of the clip unit then engages a circumferential groove in the side wall radially and axially in a disassembly direction opposite to the assembly direction.
  • the adjusting device has a rotary stop.
  • the rotary stop prevents the bearing ring and the adjusting ring from over-rotating with respect to one another about the longitudinal center axis.
  • the rotary stop is formed by a recess in an outer edge of the adjusting ring and by a radial nose on the side wall of the bearing ring.
  • the nose and the recess engage one another radially. In one stop position of the adjusting ring, the nose rests on a stop wall of the recess and in another stop position the nose rests on another stop wall of the recess.
  • the adjusting ring can then be adjusted between the two stop positions.
  • One stop position corresponds appropriately to an open position of the diaphragm elements, in which the diaphragm elements are adjusted radially outward into an end position and the cross section of the adjusting device through which a flow can flow is at a maximum.
  • the other stop position corresponds appropriately to a closed position of the diaphragm elements, in which the diaphragm elements are adjusted radially inward into an end position and the cross-section of the adjusting device through which a flow can flow is minimal. If the adjusting ring is arranged between the two stop positions, the diaphragm elements are arranged in a position between the open position and the closed position. The cross-section of the adjusting device through which a flow can then lie between the maximum and the minimum value.
  • the side wall of the bearing ring protrudes axially in the dismantling direction with respect to the adjusting ring.
  • the adjusting ring has an axial play in relation to the wall of a compressor housing of the compressor. This advantageously prevents the adjusting ring from getting jammed between the wall of the compressor housing and the diaphragm elements.
  • At least one fixing clip is formed on the side wall.
  • the fixing clip is directed radially outward and is provided for axially and positively locking the adjustment device in the inlet area of the compressor.
  • a groove for the respective fastening clip can be formed in the inlet area on a wall of a compressor housing of the compressor. The respective fastening clip then engages radially in the groove, so that the adjusting device or the assembly unit in the inlet area is secured against falling out during assembly. Then, depending on the design of the compressor, the adjusting device or the assembly unit can be clamped or clamped in the inlet area by means of further elements of the compressor.
  • the adjusting device can be fixed in a rotationally fixed manner in the inlet area of the compressor by means of a rotation lock.
  • the anti-rotation device then has a securing projection and a securing recess.
  • the securing projection can be formed on the adjusting device and the securing recess can be formed in the inlet area of the compressor or vice versa.
  • the securing projection and the securing recess are radially interlocked in a form-fitting manner, so that rotation of the adjustment device or the assembly unit in the inlet area of the compressor relative to the latter is prevented is.
  • the anti-rotation device can advantageously take on a poka-yoke function at the same time, so that the adjusting device or the assembly unit can be inserted in only one installation position in the inlet area of the compressor. In this way it can be ensured that an actuating unit mounted on the housing can be brought into engagement with the adjusting ring for actuating the adjusting device.
  • a further alignment of the adjustment device or the assembly unit in the inlet area of the compressor relative to the latter can thereby be dispensed with.
  • the diaphragm elements can be mounted between the bearing ring and the adjusting ring by means of several axial guide formations - for example by means of pins or ribs.
  • the guide formations engage axially in guide recesses of the bearing ring and / or of the adjusting ring and are arranged in these so as to be displaceable and / or rotatable.
  • the guide formations can be made of metal and the panel elements can be made of plastic.
  • the guide formations can then be embedded in the respective panel elements, preferably pressed in or overmolded.
  • the diaphragm elements with the guide formations can be produced in a particularly simple manner.
  • the bearing ring and / or the adjusting ring can be molded from plastic.
  • the respective clip or the respective fixing clip can be designed to be elastically actuatable in a simple manner.
  • the adjusting device or the assembly unit can be constructed and manufactured simply from plastic.
  • the invention also relates to a compressor for a motor vehicle.
  • the compressor has a through-flow compressor housing with an inlet connection and with a receiving housing for a compressor wheel. In the inlet connector or in the receiving housing or between the inlet connector and the receiving housing an inlet area is formed.
  • the compressor has an adjustment device for varying the geometry, which is defined in the inlet region of the compressor. According to the invention, the adjusting device is designed as described above. In order to avoid repetition, reference is made at this point to the statements above.
  • the adjustment device is designed as a fully assembled assembly unit that can be fixed directly in the inlet area. During assembly, the fully assembled adjusting device or the fully assembled assembly unit is assembled or positioned in the inlet area in a first step and then clamped or clamped in the compressor housing in a second step.
  • the adjustment device can have at least one fixing clip.
  • the securing clip is directed radially outward and is axially positively engaged with an associated radially outwardly directed securing groove in the inlet region of the compressor.
  • the fully assembled adjusting device or the fully assembled assembly unit can be clipped into the compressor housing during assembly or positioning and thus secured against falling out.
  • the further assembly of the adjusting device or the assembly unit can be significantly simplified.
  • the compressor can advantageously have at least one anti-rotation lock with a locking projection and with a locking recess.
  • the securing projection is on the adjusting device and the securing recess is formed in the inlet area of the compressor or vice versa.
  • the securing projection and the securing recess are in radially form-fitting engagement.
  • the anti-rotation device can advantageously take on a poka-yoke function, so that the fully assembled adjusting device or the fully assembled assembly unit is mounted or positioned in a defined installation position in the inlet area of the compressor. It can thereby be ensured that an actuating unit mounted on the housing side for actuating the adjusting device is brought into engagement with the adjusting ring.
  • Fig. 1 shows an exploded view
  • Fig. 2 shows a view of an adjusting device 1 according to the invention, which forms a fully assembled assembly unit 12.
  • the adjusting device 1 or the fully assembled assembly unit 12 comprises a cup-shaped bearing ring 2, several diaphragm elements 3 and an adjusting ring 4.
  • the cup-shaped bearing ring 2 has an annular, flat ring section which is oriented transversely to a longitudinal central axis 5 of the adjusting device 1 and around the longitudinal central axis 5 is arranged concentrically.
  • the adjusting ring 4 is annular and flat and is aligned coaxially with the bearing ring 2 or with the ring section of the bearing ring 2.
  • the bearing ring 2 also has an axially aligned side wall 8 that encircles the longitudinal center axis 5.
  • the side wall 8 serves as a radial centering of the adjusting ring 4 arranged in the cup-shaped bearing ring 2.
  • the diaphragm elements 3 and the adjusting ring 4 are received in the cup-shaped bearing ring 2 in an assembly direction MR.
  • the adjusting ring 4 is also fixed radially by the side wall 8 in the bearing ring 2.
  • the assembly direction MR is aligned axially or parallel to the longitudinal center axis 5 and from the adjusting ring 4 to the bearing ring 2.
  • guide recesses 7a are formed, which are designed as grooves or slots.
  • the number of guide recesses 7a corresponds to the number of diaphragm elements 3 in the adjusting device 1.
  • Guide formations 6a - for example pins or ribs - are fixed or formed on the respective diaphragm elements 3 facing the bearing ring 2.
  • the respective screen element 3 engages in the guide recess 7a of the bearing ring 2 by means of at least one pin or a rib and is displaceable along the guide recess 7a.
  • the screen element 3 has, on a side opposite the guide formations 6a, a further guide formation 6b - here a pin - which engages in a guide recess 7b of the adjusting ring 4.
  • the guide recesses 7b are designed as grooves or slots.
  • the axial movement of the diaphragm elements 3 is limited by the bearing ring 2 and the adjusting ring 4.
  • the positive engagement between the guide recesses 7a and 7b and the guide formations 6a and 6b also limits the movement of the diaphragm elements 3 transversely to the longitudinal center axis 5.
  • the bearing ring 2, the adjusting ring 4 and the diaphragm elements 3 can be molded from plastic.
  • the guide formations 6a and 6b can be formed from metal and the respective screen elements 3 can be embedded.
  • the bearing ring 2 and the adjusting ring 4 are aligned parallel to one another and axially spaced apart from a longitudinal center axis 5 of the adjusting device 1.
  • the diaphragm elements 3 are arranged displaceably between the bearing ring 2 and the adjusting ring 4. If the adjusting ring 4 is rotated relative to the bearing ring 2, the guide formations 6a and 6b of the panel elements 3 are guided along the corresponding guide recesses 7a and 7b and the panel elements 3 are moved along the guide recesses 7a of the bearing ring 2. This changes a cross section A of the adjusting device 1 through which a flow can flow.
  • the diaphragm elements 3 can be adjustable between an open position and a closed position. The open position corresponds to a maximum cross-section A of the adjusting device 1 and 2 through which a flow can flow the closed position corresponds to a minimum cross section A of the adjusting device 1 that can be flowed through.
  • the side wall 8 protrudes axially with respect to the adjustment ring 4 in a disassembly direction DR opposite to the assembly direction MR.
  • the dismantling direction DR is aligned axially or parallel to the longitudinal center axis 5 and from the bearing ring 2 to the adjusting ring 4.
  • the side wall 8 and the adjusting ring 4 are in engagement by means of a clip unit 9, and the adjusting ring 4 is thereby axially positively fixed on the bearing ring 2.
  • the clip unit 9 comprises four elastically actuatable clips 10 which are distributed around the longitudinal center axis 5 and which are formed on an upper edge 11 of the side wall 8.
  • the respective clip 10 is designed as an axially oriented tab in the side wall 8 and has a clip head 26 oriented radially inward.
  • the respective clip 10 is elastically deformable due to its shape, so that the adjusting ring 4 can be clipped into the bearing ring 2 through the clips 10.
  • the clip heads 26 of the clips 10 of the clip unit 9 are then in engagement with the adjusting ring 4 or with an outer edge 14 of the adjusting ring 4 axially and in the dismantling direction DR.
  • a circumferential axial stop projection 13 is also formed, on which the adjusting ring 4 rests axially.
  • the axial height of the stop projection 13 is greater than an axial height of the diaphragm elements 3, so that the diaphragm elements 3 are mounted with axial play between the bearing ring 2 and the adjusting ring 4. This can advantageously prevent the panel elements 3 from getting jammed.
  • the axial distance between the stop projection 13 and the respective clip heads 26 of the clips 10 is also greater than an axial height of the adjusting ring 4 in this area.
  • the adjusting ring 4 is mounted with an axial play between the axial stop projection 13 and the respective clips 10. This advantageously prevents the adjusting ring 4 from becoming trapped.
  • a circumferential groove 15 for the respective clip head 26 of the clip 10 is formed on the outer edge 14 of the adjusting ring 4.
  • the clip head 26 of the respective clip 10 is in engagement with the adjusting ring 4 within the groove 15.
  • the adjusting ring 4 and the clip head 26 overlap axially outside the groove 15, so that the axial height of the adjusting device 1 is reduced.
  • the adjusting device 1 also has a rotary stop 16.
  • the rotary stop 16 comprises a recess 17 in the outer edge 14 of the adjusting ring 4 and a radial nose 18 on the side wall 8 of the bearing ring 2.
  • the nose 18 engages radially in the recess 17 so that the adjusting ring 4 can only be adjusted between two stop positions.
  • the rotary stop 16 thereby prevents the bearing ring 2 and the adjusting ring 4 from over-rotating with respect to one another about the longitudinal center axis 5.
  • the bearing ring 2, the adjustment ring 4 and the diaphragm elements 3 arranged between them form the fully assembled assembly unit 12.
  • the assembly unit 12 comprises only the bearing ring 2, the adjustment ring 4 and the diaphragm elements 3 and is therefore inexpensive and axially compact.
  • the screen elements 3 and then the adjusting ring 4 are inserted into the cup-shaped bearing ring 2 in the assembly direction MR.
  • the adjusting ring 4 is inserted into the bearing ring 2, the adjusting ring 4 is immediately centered and the clip unit 9 is actuated elastically.
  • the fully assembled adjusting device 1 or the fully assembled assembly unit 12 is technically simple and can be set up quickly.
  • the assembly unit 12 is provided for assembly in a compressor, as shown in FIG Fig. 3 and Fig.
  • Fig. 3 shows a sectional view
  • Fig. 4 shows an enlarged sectional view of a compressor 20 according to the invention with the adjusting device 1 according to the invention.
  • the compressor 20 has a through-flow compressor housing 21 with an inlet connector 22 and with a receiving housing 23 for a compressor wheel.
  • An inlet area 24, in which the adjusting device 1 is clamped, is arranged between the inlet connection 22 and the receiving housing 23.
  • the inlet region 24 of the compressor 20 is therefore a region of the compressor housing 21 which, in this exemplary embodiment, is arranged between the inlet connector 22 and the receiving housing 23.
  • the adjusting ring 4 clipped into the bearing ring 2 is at an axial distance from the inlet connector 24 and the adjusting ring 4 is prevented from jamming.
  • the axial distance is due to the fact that the side wall 8 of the bearing ring 2 protrudes axially from the adjusting ring 4.
  • the side wall 8 outside the clips 10 also projects beyond the clips 10 in the dismantling direction DR as a result, elastic deformation of the clips 10 and undesired loosening of the adjusting ring 4 from the bearing ring 2 can be prevented.
  • the adjusting device 1 is designed as the fully assembled assembly unit 12. During assembly, the fully assembled adjusting device 1 or the fully assembled assembly unit 12 is fastened in the inlet area 24, for which purpose the fixing clips 19 are clipped into fixing grooves 25 in the inlet area 24. As a result, the fully assembled adjusting device 1 or the fully assembled assembly unit 12 can be secured against falling out during assembly. The adjusting device 1 or the assembly unit 12 can then then be clamped between the inlet connector 22 and the receiving housing 23 in the inlet region 24.
  • Fig. 5 now shows a partial view of the compressor 20 according to the invention in the inlet region 24 in the assembly direction MR.
  • the fully assembled adjusting device 1 or the fully assembled assembly unit 12 is arranged in the inlet region 24 of the compressor 20 in a rotationally secure manner by means of an anti-twist device 27.
  • the anti-rotation device 27 comprises a radially outwardly directed securing projection 27a which is formed on the outside of the bearing ring 2.
  • the anti-rotation device 27 comprises a radially outwardly directed securing recess 27b which is formed in the inlet region 24 of the compressor.
  • the securing projection 27a and the securing recess 27b are radially engaged with one another and prevent undesired rotation of the fully assembled adjusting device 1 or the fully assembled assembly unit 12 in the inlet region 24.
  • the bearing ring 2 on the adjusting ring 4 or the adjusting ring 4 on the bearing ring 2 can be rotated in the adjusting device 1. If the adjustment device 1 is mounted in the compressor 20, the bearing ring 2 is rotatably received in the compressor housing 21. To vary the geometry of the inlet region 24 of the compressor 20, only the adjusting ring 4 is rotated relative to the permanently installed bearing ring 2.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung (1) zum Variieren der Geometrie eines Einlassbereichs (24) eines Verdichters (20). Die Verstellvorrichtung (1) umfasst einen Lagerring (2) und einen Verstellring (4), die zueinander parallel und relativ zu einer Längsmittelachse (5) der Verstellvorrichtung (1) axial beabstandet und koaxial ausgerichtet sind. Die Verstellvorrichtung (1) umfasst mehrere Blendenelemente (3), die axial zwischen dem Lagerring (2) und dem Verstellring (4) angeordnet und an dem Lagerring (2) und/oder an dem Verstellring (4) gelagert sind. Der Lagerring (2) und der Verstellring (4) sind um die Längsmittelachse (5) zueinander verdrehbar, wobei beim Verdrehen des Lagerrings (2) und des Verstellrings (4) zueinander die Blendenelemente (3) quer zur Längsmittelachse (5) verschiebbar und/oder verdrehbar sind.Erfindungsgemäß sind der Lagerring (2) und der Verstellring (4) radial und axial formschlüssig miteinander verbunden und bilden dadurch eine den Lagerring (2) und den Verstellring (4) und die Blendenelemente (3) aufweisende Montageeinheit (12) zur Montage in dem Einlassbereich (24) des Verdichters (20).Die Erfindung betrifft auch den Verdichter (20) mit der Verstellvorrichtung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung zum Variieren der Geometrie eines Einlassbereichs eines Verdichters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch einen Verdichter mit der Verstellvorrichtung.
  • Durch die Geometrie eines Einlassbereichs eines Verdichters werden Kennfelder und damit die Pump- und Stopfgrenze des Verdichters bestimmt. Durch eine Verstellvorrichtung kann die Geometrie des Einlassbereichs - beispielweise ein durchströmbarer Querschnitt des Einlassbereichs - variiert werden. Dadurch kann die Charakteristik des Verdichters entsprechend des gewünschten Betriebspunktes angepasst werden. Mit einer variablen Geometrie lassen sich die Pump- und Stopfgrenzen des Verdichters erweitern bzw. verschieben. Insbesondere kann sich eine Verschiebung der Pumpgrenze zu kleineren Massenströmen positiv auf das LET-Verhalten des Motors (LET: Low End Torque) auswirken. Vorteilhafterweise können dadurch sowohl das Ansprechverhalten des Motors verbessert als auch der Kraftstoffverbrauch reduziert werden.
  • Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verstellvorrichtungen zum Variieren der Geometrie in dem Verdichter bereits bekannt. DE 10 2018 202 066 A1 offenbart eine Verstellvorrichtung mit irisartig verstellbaren Blendenelementen, durch die der wirksame durchströmbare Querschnitt des Einlassbereichs des Verdichters reduzierbar ist. Dadurch kann die Pumpgrenze zu kleineren Massenströmen verschoben werden. DE 10 2018 217 510.1 offenbart ein Verfahren zur Montage einer Verstellvorrichtung, die als eine Montageeinheit mit einem Linearsteller in das Gehäuse des Verdichters montierbar ist. US 2017/292616 A1 offenbart eine Verstellvorrichtung mit mehreren verstellbaren Blendenelementen und mit einem Verstellring. Die Blendenelemente und der Verstellring sind zwischen einer Bodenplatte und einer Deckplatte angeordnet, die miteinander verschraubt sind. US 10 502 126 B2 offenbart eine weitere Verstellvorrichtung mit mehreren verstellbaren Blendenelementen und mit einem Verstellring, die zwischen zwei miteinander verbundenen Außenringen angeordnet sind.
  • Nachteiligerweise sind die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen aufwändig in der Montage. Ferner weisen sie auch eine große axiale Höhe und dadurch einen hohen Bauraumbedarf auf.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Verstellvorrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Insbesondere sollte die Verstellvorrichtung einfach montierbar und kompakt sein. Eine Aufgabe der Erfindung ist es auch, einen Verdichter mit der verbesserten Verstellvorrichtung bereitzustellen.
  • Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Eine Verstellvorrichtung ist zum Variieren der Geometrie eines Einlassbereichs eines Verdichters vorgesehen. Der Einlassbereich des Verdichters ist dabei ein Bereich eines Verdichtergehäuses des Verdichters und ist nach außen bereichsweise durch eine Wandung des Verdichtergehäuses begrenzt. Die Verstellvorrichtung umfasst einen Lagerring und einen Verstellring, die zueinander parallel und relativ zu einer Längsmittelachse der Verstellvorrichtung axial beabstandet und koaxial ausgerichtet sind. Die Verstellvorrichtung umfasst auch mehrere Blendenelemente, die axial zwischen dem Lagerring und dem Verstellring angeordnet und an dem Lagerring und/oder an dem Verstellring gelagert sind. Der Lagerring und der Verstellring sind um die Längsmittelachse zueinander verdrehbar, wobei durch Verdrehen des Lagerrings und des Verstellrings zueinander die Blendenelemente quer zur Längsmittelachse verschiebbar und/oder verdrehbar sind. Der Verstellring und der Lagerring sind erfindungsgemäß radial und axial formschlüssig miteinander verbunden und bilden dadurch eine den Verstellring und den Lagerring und die Blendenelemente aufweisende Montageeinheit zur Montage in dem Einlassbereich des Verdichters. Die Begriffe "axial" und "radial" sind hier und weiter stets auf die Längsmittelachse der Verstellvorrichtung bezogen. Die Montageeinheit umfasst somit nur den Verstellring und den Lagerring und die Blendenelemente und ist dadurch kostengünstig und axial kompakt ausgeführt. Dadurch ist der Bauraumbedarf für die Montageeinheit in dem Verdichter deutlich reduziert. Ferner ist die Montageeinheit zusammenhängend und montagefertig ausgeführt, so dass die Montage der Verstellvorrichtung in dem Einlassbereich des Verdichters vereinfacht ist. Es versteht sich, dass in der Montageeinheit der Verstellring und der Lagerring zueinander verdrehbar sind.
  • Die Verstellung der Blendenelemente beim Verdrehen des Verstellrings und des Lagerrings zueinander kann dabei auf herkömmlich bekannte Weise erfolgen. So können die Blendenelemente zwischen dem Lagerring und dem Verstellring mittels mehrerer axialer Führungsausformungen - beispielwiese mittels Pins oder Rippen - gelagert sein. Die Führungsausformungen sind zweckgemäß in den Blendenelementen festgelegt und greifen in Führungsausnehmungen des Lagerrings und/oder des Verstellrings axial ein. Die Führungsausformungen sind in den Führungsausnehmungen des Lagerrings und/oder des Verstellrings verschiebbar und/oder verdrehbar angeordnet, so dass beim Verdrehen des Verstellrings und des Lagerrings zueinander die Blendenelemente radial nach innen oder radial nach außen verstellt werden und den durchströmbaren Querschnitt der Verstellvorrichtung ändern. Dabei können die Blendenelemente zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar sein. Die Offenstellung korrespondiert dabei mit einem maximalen durchströmbaren Querschnitt der Verstellvorrichtung und die Schließstellung korrespondiert mit einem minimalen durchströmbaren Querschnitt der Verstellvorrichtung. Denkbar sind jedoch auch alternative Ausführungsformen und Betätigungsmechanismen der Blendenelemente. Denkbar ist beispielweise, dass die Führungsausformungen in dem Lagerring und in dem Verstellring angeordnet sind und die korrespondierenden Führungsausnehmungen in den jeweiligen Blendenelementen geformt sind. Denkbar ist auch, dass die Blendenelemente drehbar in dem Lagerring gelagert sind. Beim Verdrehen des Lagerrings und des Verstellrings zueinander werden dann die jeweiligen Blendenelemente verdreht und dadurch zwischen der Offenstellung und der Schließstellung verstellt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Verstellvorrichtung ist vorgesehen, dass der Lagerring eine axial ausgerichtete und die Längsmittelachse umlaufende Seitenwand aufweist und dadurch topfförmig ist. Die Blendenelemente und der Verstellring sind dabei in dem topfförmigen Lagerring in einer Montagerichtung aufgenommen. Der Verstellring ist dabei radial in dem topfförmigen Lagerring festgelegt. Die Montagerichtung ist dabei axial ausgerichtet und von dem Verstellring zu dem Lagerring gerichtet. Die Seitenwand und der Verstellring stehen dabei mittels einer elastisch betätigbaren Klipseinheit im Eingriff. Dadurch ist der Verstellring axial formschlüssig an dem Lagerring festgelegt. Der Begriff "elastisch betätigbar" bedeutet, dass die Klipseinheit aufgrund der Materialelastizität des Verstellrings und/oder des Lagerrings betätigbar ist bzw. der Lagerring und der Verstellring in Eingriff bringbar sind. Es versteht sich, dass die elastisch betätigbare Klipseinheit sich auch geringfügig plastisch verformen kann. Alternativ kann die Klipseinheit auch plastisch betätigbar sein. Der Begriff "plastisch betätigbar" bedeutet, dass die Klipseinheit aufgrund der Materialplastizität des Verstellrings und/oder des Lagerrings betätigbar ist bzw. der Lagerring und der Verstellring in Eingriff bringbar sind.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Klipseinheit ist vorgesehen, dass an einem oberen Rand der Seitenwand wenigstens ein elastisch betätigbarer Klips der Klipseinheit mit einem radial nach innen ausgerichteten Klipskopf ausgebildet ist. Der Klipskopf des Klipses steht mit einem Außenrand des Verstellrings axial und in einer der Montagerichtung entgegengesetzten Demontagerichtung im Eingriff. Die Seitenwand ist von dem Lagerring axial in die Montagerichtung orientiert und der Verstellring ist in dem Lagerring in der Montagerichtung aufgenommen. Der Klipskopf der Klipseinheit steht mit dem Außenrand des Verstellrings im Eingriff und verhindert ein Lösen des Verstellrings in der Demontagerichtung. Die Montagerichtung und die Demontagerichtung sind dabei axial ausgerichtet und einander entgegengesetzt. Die Demontagerichtung ist dabei axial von dem Lagerring zu dem Verstellring gerichtet.
  • Bei der Montage der Montageeinheit können demnach die Blendenelemente und anschließend der Verstellring in Montagerichtung in den topfförmigen Lagerring eingelegt werden. Dadurch wird der Verstellring durch die umlaufende Seitenwand radial in dem topfförmigen Lagerring festgelegt. Vorteilhafterweise wird der Verstellring durch die umlaufende Seitenwand beim Einlegen in den Lagerring an diesem auch zentriert. Durch den wenigstens einen Klips wird der Verstellring axial formschlüssig in dem Lagerring gehalten. Dabei bleiben der Verstellring und der Lagerring weiterhin zueinander verdrehbar. Der wenigstens eine Klips ist dabei elastisch betätigbar bzw. kann durch die Elastizität seines Materials bzw. des Materials des Lagerrings mit dem Verstellring verklipst werden. Die Verstellvorrichtung bzw. die Montageeinheit sind auf diese Weise technisch einfach ausgeführt und schnell montierbar.
  • Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der Verstellring in Montagerichtung auf einem axialen Anschlagvorsprung des Lagerrings aufliegt. Vorteilhafterweise kann der Anschlagvorsprung an der Seitenwand des Lagerrings ausgeformt sein. Auf diese vorteilhafte Weise ist der Verstellring axial zwischen dem Klipskopf des wenigstens einen Klips und dem Anschlagvorsprung gehalten. Dadurch kann sichergestellt sein, dass der Verstellring einen definierten Abstand zum Lagerring aufweist. Vorteilhafterweise kann die axiale Höhe des Anschlagvorsprungs größer als eine axiale Höhe der Blendenelemente sein. Dadurch sind die Blendenelemente zwischen dem Lagerring und dem Verstellring mit einem axialen Spiel gelagert. Dadurch kann ein Einklemmen der Blendenelemente zwischen dem Lagerring und dem Verstellring verhindert werden und die Blendenelemente bleiben in der Verstellvorrichtung leicht verschiebbar und/oder verdrehbar bzw. verstellbar. Vorteilhafterweise kann der axiale Abstand zwischen dem Anschlagvorsprung und dem wenigstens einen Klips größer als eine axiale Höhe des Verstellrings in diesem Bereich sein. Dadurch ist der Verstellring zwischen dem axialen Anschlagvorsprung und dem wenigstens einen Klips mit einem axialen Spiel gelagert, so dass ein Einklemmen des Verstellrings vorteilhaft verhindert ist. Zudem bleiben dadurch der Verstellring und der Lagerring zueinander leicht verdrehbar.
  • Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass an einem Außenrand des Verstellrings eine umlaufende Nut für den Klipskopf des jeweiligen Klipses ausgebildet ist. Der Klipskopf des jeweiligen Klipses steht dann innerhalb der Nut mit dem Verstellring im Eingriff. Dadurch überschneiden sich axial der Klipskopf des Klipses und der Verstellring außerhalb des Klipskopfs bzw. außerhalb der umlaufenden Nut bereichsweise und die axiale Höhe der Verstellvorrichtung kann reduziert werden. Dadurch kann die Verstellvorrichtung bzw. die Montageeinheit axial kompakt ausgeführt sein und die axiale Höhe der Verstellvorrichtung wird durch den jeweiligen Klips nicht negativ beeinflusst.
  • Die oben beschriebene Ausführungsform der Klipseinheit mit dem wenigstens einen Klips an der Seitenwand des Lagerrings wird aufgrund einer einfacheren Ausführung bevorzugt. Es ist jedoch auch eine alternative Ausführungsform der Klipseinheit denkbar, bei der wenigstens ein radial nach außen ausgerichteter und elastisch betätigbarer Klips der Klipseinheit an dem Verstellring ausgebildet ist. Der Klips der Klipseinheit steht dann mit einer umlaufenden Nut in der Seitenwand radial und axial in einer der Montagerichtung entgegengesetzten Demontagerichtung im Eingriff.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist vorgesehen, dass die Verstellvorrichtung einen Drehanschlag aufweist. Der Drehanschlag verhindert ein Überdrehen des Lagerrings und des Verstellrings zueinander um die Längsmittelachse. Der Drehanschlag ist dabei durch eine Ausnehmung in einem Außenrand des Verstellrings und durch eine radiale Nase an der Seitenwand des Lagerrings ausgebildet. Die Nase und die Ausnehmung greifen dabei radial ineinander ein. In einer Anschlagposition des Verstellrings liegt die Nase auf einer Anschlagwand der Ausnehmung an und in einer anderen Anschlagposition liegt die Nase auf einer anderen Anschlagwand der Ausnehmung an. Der Verstellring kann dann zwischen den beiden Anschlagpositionen verstellt werden. Die eine Anschlagposition korrespondiert zweckgemäß mit einer Offenstellung der Blendenelemente, bei der die Blendenelemente radial nach außen in eine Endstellung verstellt sind und der durchströmbare Querschnitt der Verstellvorrichtung maximal ist. Die andere Anschlagposition korrespondiert zweckgemäß mit einer Schließstellung der Blendenelemente, bei der die Blendenelemente radial nach innen in eine Endstellung verstellt sind und der durchströmbare Querschnitt der Verstellvorrichtung minimal ist. Ist der Verstellring zwischen den beiden Anschlagpositionen angeordnet, so sind die Blendenelemente in einer Position zwischen der Offenstellung und der Schließstellung angeordnet. Der durchströmbare Querschnitt der Verstellvorrichtung liegt dann zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert.
  • Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Seitenwand des Lagerrings in Demontagerichtung gegenüber dem Verstellring axial übersteht. Dadurch weist der Verstellring nach der Montage der Verstellvorrichtung bzw. der Montageeinheit in dem Einlassbereich des Verdichters ein axiales Spiel zur Wandung eines Verdichtergehäuses des Verdichters auf. Vorteilhafterweise kann dadurch ein Einklemmen des Verstellrings zwischen der Wandung des Verdichtergehäuses und den Blendenelementen verhindert werden.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist vorgesehen, dass an der Seitenwand wenigstens ein Festlegklips ausgebildet ist. Der Festlegklips ist radial nach außen gerichtet und ist zum axialen und formschlüssigen Festlegen der Verstellvorrichtung in dem Einlassbereich des Verdichters vorgesehen. Zweckgemäß kann in dem Einlassbereich an einer Wandung eines Verdichtergehäuses des Verdichters eine Nut für den jeweiligen Festlegklips ausgebildet sein. Der jeweilige Festlegklips greift dann in die Nut radial ein, so dass die Verstellvorrichtung bzw. die Montageeinheit in dem Einlassbereich gegen ein Herausfallen bei der Montage gesichert ist. Anschließend kann je nach Ausführung des Verdichters die Verstellvorrichtung bzw. die Montageeinheit mittels weiterer Elemente des Verdichters in dem Einlassbereich eingespannt bzw. eingeklemmt werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist vorgesehen, dass die Verstellvorrichtung in dem Einlassbereich des Verdichters mittels einer Verdrehsicherung drehfest festlegbar ist. Die Verdrehsicherung weist dann einen Sicherungsvorsprung und eine Sicherungsausnehmung auf. Der Sicherungsvorsprung kann an der Verstellvorrichtung und die Sicherungsausnehmung kann in dem Einlassbereich des Verdichters oder umgekehrt ausgeformt sein. Der Sicherungsvorsprung und die Sicherungsausnehmung stehen dabei radial formschlüssig im Eingriff, so dass ein Verdrehen der Verstellvorrichtung bzw. der Montageeinheit in dem Einlassbereichs des Verdichters relativ zu diesem verhindert ist. Vorteilhafterweise kann die Verdrehsicherung gleichzeitig eine Poka-Yoke-Funktion übernehmen, so dass die Verstellvorrichtung bzw. die Montageeinheit in nur einer Einbaulage in dem Einlassbereich des Verdichters einlegbar ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine gehäuseseitig montierte Stelleinheit zum Betätigen der Verstellvorrichtung mit dem Verstellring in Eingriff gebracht werden kann. Vorteilhafterweise kann dadurch eine weitere Ausrichtung der Verstellvorrichtung bzw. der Montageeinheit in dem Einlassbereich des Verdichters relativ zu diesem entfallen.
  • Die Blendenelemente können zwischen dem Lagerring und dem Verstellring mittels mehrerer axialer Führungsausformungen - beispielwiese mittels Pins oder Rippen - gelagert sein. Dabei greifen die Führungsausformungen in Führungsausnehmungen des Lagerrings und/oder des Verstellrings axial ein und sind in diesen verschiebbar und/oder verdrehbar angeordnet. Die Führungsausformungen können dabei aus Metall und die Blendenelemente können aus Kunststoff geformt sein. Die Führungsausformungen können dann in die jeweiligen Blendenelemente eingebettet, vorzugsweise eingepresst oder umspritzt, sein. Dadurch können die Blendenelemente mit den Führungsausformungen besonders einfach hergestellt sein. Alternativ oder zusätzlich können der Lagerring und/oder der Verstellring aus Kunststoff geformt sein. Insbesondere kann bei dem Lagerring aus Kunststoff der jeweilige Klips oder der jeweilige Festlegklips auf einfache Weise elastisch betätigbar ausgeführt werden. Insgesamt kann die Verstellvorrichtung bzw. die Montageeinheit aus Kunststoff einfach aufgebaut und hergestellt sein.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Verdichter für ein Kraftfahrzeug. Der Verdichter weist ein durchströmbares Verdichtergehäuse mit einem Einlassstutzen und mit einem Aufnahmegehäuse für einen Verdichterrad auf. In dem Einlassstutzen oder in dem Aufnahmegehäuse oder zwischen dem Einlassstutzen und dem Aufnahmegehäuse ist ein Einlassbereich ausgebildet. Der Verdichter weist eine Verstellvorrichtung zum Variieren der Geometrie auf, die in dem Einlassbereich des Verdichters festgelegt ist. Erfindungsgemäß ist die Verstellvorrichtung wie oben beschrieben ausgebildet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird an dieser Stelle auf die obigen Ausführungen verwiesen.
  • Die Verstellvorrichtung ist dabei als eine fertigmontierte Montageeinheit ausgebildet, die unmittelbar in dem Einlassbereich festlegbar ist. Bei der Montage wird die fertigmontierte Verstellvorrichtung bzw. die fertigmontierte Montageeinheit in einem ersten Schritt in dem Einlassbereich montiert bzw. positioniert und anschließend in einem zweiten Schritt in dem Verdichtergehäuse eingeklemmt bzw. eingespannt.
  • Um die Montage bzw. die Positionierung der fertigmontierten Montageeinheit in dem Einlassbereich zu vereinfachen, kann die Verstellvorrichtung wenigstens einen Festlegklips aufweisen. Der Festlegklips ist radial nach außen gerichtet und steht mit einer zugeordneten radial nach außen gerichteten Festlegnut in dem Einlassbereich des Verdichters axial formschlüssig im Eingriff. Dadurch kann die fertigmontierte Verstellvorrichtung bzw. die fertigmontierte Montageeinheit bei der Montage bzw. der Positionierung in das Verdichtergehäuse eingeklipst werden und so gegen ein Herausfallen gesichert werden. Dadurch kann die weitere Montage der Verstellvorrichtung bzw. der Montageeinheit deutlich vereinfacht werden.
  • Vorteilhafterweise kann der Verdichter wenigstens eine Verdrehsicherung mit einem Sicherungsvorsprung und mit einer Sicherungsausnehmung aufweisen. Der Sicherungsvorsprung ist an der Verstellvorrichtung und die Sicherungsausnehmung ist in dem Einlassbereich des Verdichters oder umgekehrt ausgeformt. Der Sicherungsvorsprung und die Sicherungsausnehmung stehen dabei radial formschlüssig im Eingriff. Bei der Montage bzw. Positionierung der fertigmontierten Verstellvorrichtung bzw. der fertigmontierten Montageeinheit werden der Sicherungsvorsprung und die Sicherungsausnehmung in Eingriff miteinander gebracht. Dadurch wird ein Verdrehen der fertigmontierten Verstellvorrichtung bzw. der fertigmontierten Montageeinheit in dem Einlassbereichs des Verdichters verhindert. Vorteilhafterweise kann die Verdrehsicherung eine Poka-Yoke-Funktion übernehmen, so dass die fertigmontierte Verstellvorrichtung bzw. die fertigmontierte Montageeinheit in einer definierten Einbaulage in dem Einlassbereich des Verdichters montiert bzw. positioniert wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine gehäuseseitig montierte Stelleinheit zum Betätigen der Verstellvorrichtung mit dem Verstellring in Eingriff gebracht wird.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch
    • Fig. 1 und 2
    eine Explosionsansicht und eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung;
    Fig. 3 und 4
    eine Schnittansicht und eine vergrößerte Schnittansicht eines erfin-dungsgemäßen Verdichters mit der erfindungsgemäßen Verstellvor-richtung;
    Fig. 5
    eine teilweise Ansicht des erfindungsgemäßen Verdichters mit der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung.
  • Fig. 1 zeigt eine Explosionsansicht und Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 1, die eine fertigmontierte Montageeinheit 12 bildet. Die Verstellvorrichtung 1 bzw. die fertigmontierte Montageeinheit 12 umfasst dabei einen topfförmigen Lagerring 2, mehrere Blendenelemente 3 und einen Verstellring 4. Der topfförmige Lagerring 2 weist dabei einen ringförmigen ebenen Ringabschnitt auf, der quer zu einer Längsmittelachse 5 der Verstellvorrichtung 1 ausgerichtet und um die Längsmittelachse 5 konzentrisch angeordnet ist. Der Verstellring 4 ist ringförmig und eben ausgebildet und koaxial zu dem Lagerring 2 bzw. zu dem Ringabschnitt des Lagerrings 2 ausgerichtet. Der Lagerring 2 weist zudem eine axial ausgerichtete und die Längsmittelachse 5 umlaufende Seitenwand 8 auf. Die Seitenwand 8 dient dabei als radiale Zentrierung des in dem topfförmigen Lagerring 2 angeordneten Verstellrings 4. Bezugnehmend auf Fig. 2, sind die Blendenelemente 3 und der Verstellring 4 in dem topfförmigen Lagerring 2 in einer Montagerichtung MR aufgenommen. Der Verstellring 4 ist durch die Seitenwand 8 in dem Lagerring 2 zudem radial festgelegt. Die Montagerichtung MR ist axial bzw. parallel zur Längsmittelachse 5 und von dem Verstellring 4 zu dem Lagerring 2 ausgerichtet.
  • In dem Lagerring 2 sind mehrere Führungsausnehmungen 7a geformt, die als Nuten oder Schlitzen ausgebildet sind. Die Anzahl der Führungsausnehmungen 7a korrespondiert dabei mit der Anzahl der Blendenelemente 3 in der Verstellvorrichtung 1. An den jeweiligen Blendenelementen 3 sind zu dem Lagerring 2 zugewandt Führungsausformungen 6a - beispielweise Pins oder Rippen - festgelegt oder ausgebildet. Das jeweilige Blendenelement 3 greift dabei mittels wenigstens eines Pins oder einer Rippe in die Führungsausnehmung 7a des Lagerrings 2 ein und ist entlang der Führungsausnehmung 7a verschiebbar. Das Blendenelement 3 weist auf einer der Führungsausformungen 6a gegenüberliegenden Seite eine weitere Führungsausformung 6b - hier ein Pin - auf, die in eine Führungsausnehmung 7b des Verstellrings 4 eingreift. Die Führungsausnehmungen 7b sind als Nuten oder Schlitze ausgebildet. Die axiale Bewegung der Blendenelemente 3 ist dabei durch den Lagerring 2 und den Verstellring 4 begrenzt. Der formschlüssige Eingriff zwischen den Führungsausnehmungen 7a und 7b und den Führungsausformungen 6a und 6b begrenzt ferner die Bewegung der Blendenelemente 3 quer zur Längsmittelachse 5. Der Lagerring 2, der Verstellring 4 und die Blendenelemente 3 können aus Kunststoff geformt sein. Die Führungsausformungen 6a und 6b können aus Metall geformt sein und die jeweiligen Blendenelemente 3 eingebettet sein. Der Lagerring 2 und der Verstellring 4 sind parallel zueinander und relativ zu einer Längsmittelachse 5 der Verstellvorrichtung 1 axial beabstandet ausgerichtet.
  • Die Blendenelemente 3 sind zwischen dem Lagerring 2 und dem Verstellring 4 verschiebbar angeordnet. Wird der Verstellring 4 relativ zu dem Lagerring 2 verdreht, so werden die Führungsausformungen 6a und 6b der Blendenelemente 3 entlang der korrespondierenden Führungsausnehmungen 7a und 7b geführt und die Blendenelemente 3 entlang der Führungsausnehmungen 7a des Lagerrings 2 verfahren. Dadurch ändert sich ein durchströmbarer Querschnitt A der Verstellvorrichtung 1. Die Blendenelemente 3 können zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar sein. Die Offenstellung korrespondiert dabei mit einem maximalen durchströmbaren Querschnitt A der Verstellvorrichtung 1 und die Schließstellung korrespondiert mit einem minimalen durchströmbaren Querschnitt A der Verstellvorrichtung 1.
  • Wie in Fig. 2 erkennbar ist, steht in der fertigmontierten Verstellvorrichtung bzw. der fertigmontierten Montageeinheit 12 die Seitenwand 8 in einer der Montagerichtung MR entgegengesetzten Demontagerichtung DR gegenüber dem Verstellring 4 axial über. Die Demontagerichtung DR ist axial bzw. parallel zur Längsmittelachse 5 und von dem Lagerring 2 zu dem Verstellring 4 ausgerichtet. Dadurch verbleibt nach der Montage der Verstellvorrichtung 1 in einem Verdichter ein axiales Spiel für den Verstellring 4, wie im Folgenden anhand Fig. 3 und Fig. 4 näher erläutert wird. Die Seitenwand 8 und der Verstellring 4 stehen dabei mittels einer Klipseinheit 9 im Eingriff und dadurch ist der Verstellring 4 axial formschlüssig an dem Lagerring 2 festgelegt. Die Klipseinheit 9 umfasst vier um die Längsmittelachse 5 verteilte elastisch betätigbare Klipse 10, die an einem oberen Rand 11 der Seitenwand 8 ausgebildet sind. Der jeweilige Klips 10 ist als eine axial ausgerichtete Lasche in der Seitenwand 8 ausgebildet und weist einen radial nach innen ausgerichteten Klipskopf 26 auf. Der jeweilige Klips 10 ist aufgrund seiner Form elastisch verformbar, so dass der Verstellring 4 durch die Klipse 10 in dem Lagerring 2 eingeklipst werden kann. Die Klipsköpfe 26 der Klipse 10 der Klipseinheit 9 stehen dann mit dem Verstellring 4 bzw. mit einem Außenrand 14 des Verstellrings 4 axial und in der Demontagerichtung DR im Eingriff.
  • Auf der Seitenwand 8 des Lagerrings 2 ist zudem innenliegend ein umlaufender axialer Anschlagvorsprung 13 ausgebildet, an dem der Verstellring 4 axial aufliegt. Zweckgemäß ist die axiale Höhe des Anschlagvorsprungs 13 größer als eine axiale Höhe der Blendenelemente 3, so dass die Blendenelemente 3 zwischen dem Lagerring 2 und dem Verstellring 4 mit einem axialen Spiel gelagert sind. Vorteilhafterweise kann dadurch ein Einklemmen der Blendenelemente 3 verhindert werden. Der axiale Abstand zwischen dem Anschlagvorsprung 13 und den jeweiligen Klipsköpfen 26 der Klipse 10 ist ferner größer als eine axiale Höhe des Verstellrings 4 in diesem Bereich. Dadurch ist der Verstellring 4 zwischen dem axialen Anschlagvorsprung 13 und den jeweiligen Klipsen 10 mit einem axialen Spiel gelagert. Vorteilhafterweise kann dadurch ein Einklemmen des Verstellrings 4 verhindert werden.
  • Um die axiale Höhe der Verstellvorrichtung 1 weiter zu reduzieren, ist an dem Außenrand 14 des Verstellrings 4 eine umlaufende Nut 15 für den jeweiligen Klipskopf 26 des Klips 10 ausgebildet. Der Klipskopf 26 des jeweiligen Klipses 10 steht innerhalb der Nut 15 mit dem Verstellring 4 im Eingriff. Der Verstellring 4 und der Klipskopf 26 überschneiden sich axial außerhalb der Nut 15, so dass die axiale Höhe der Verstellvorrichtung 1 reduziert ist.
  • Ferner weist die Verstellvorrichtung 1 einen Drehanschlag 16 auf. Der Drehanschlag 16 umfasst eine Ausnehmung 17 in dem Außenrand 14 des Verstellrings 4 und eine radiale Nase 18 an der Seitenwand 8 des Lagerrings 2. Die Nase 18 greift radial in die Ausnehmung 17 ein, so dass der Verstellring 4 nur zwischen zwei Anschlagpositionen verstellbar ist. Der Drehanschlag 16 verhindert dadurch ein Überdrehen des Lagerrings 2 und des Verstellrings 4 zueinander um die Längsmittelachse 5. Die Anschlagpositionen des Verstellrings 4 korrespondieren zweckgemäß jeweils mit der Offenstellung und mit der Schließstellung der Blendenelemente 3.
  • Der Lagerring 2, der Verstellring 4 und die dazwischen angeordneten Blendenelemente 3 bilden die fertigmontierte Montageeinheit 12. Die Montageeinheit 12 umfasst dabei nur den Lagerring 2, den Verstellring 4 und die Blendenelemente 3 und ist dadurch kostengünstig und axial kompakt ausgeführt. Bei dem Aufbauen der Montageeinheit 12 werden dabei die Blendenelemente 3 und anschließend der Verstellring 4 in Montagerichtung MR in den topfförmigen Lagerring 2 eingelegt. Beim Einlegen des Verstellrings 4 in den Lagerring 2 wird der Verstellring 4 gleich zentriert und die Klipseinheit 9 elastisch betätigt. Die fertigmontierte Verstellvorrichtung 1 bzw. die fertigmontierte Montageeinheit 12 ist technisch einfach ausgeführt und schnell aufbaubar. Die Montageeinheit 12 ist zur Montage in einem Verdichter vorgesehen, wie anhand Fig. 3 und Fig. 4 näher erläutert wird. Um die Montage der Verstellvorrichtung in dem Verdichter zu vereinfachen, sind an der Seitenwand 8 vier Festlegklipse 19 ausgebildet. Der jeweilige Festlegklips 19 ist radial nach außen gerichtet und ist zum axialen und formschlüssigen Festlegen der fertigmontierte Verstellvorrichtung 1 bzw. der fertigmontierten Montageeinheit 12 in dem Verdichter vorgesehen, wie im Folgenden anhand Fig. 3 und Fig. 4 näher erläutert wird.
  • Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht und Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Verdichters 20 mit der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 1. Der Verdichter 20 weist ein durchströmbares Verdichtergehäuse 21 mit einem Einlassstutzen 22 und mit einem Aufnahmegehäuse 23 für einen Verdichterrad auf. Zwischen dem Einlassstutzen 22 und dem Aufnahmegehäuse 23 ist ein Einlassbereich 24 angeordnet, in dem die Verstellvorrichtung 1 eingeklemmt ist. Der Einlassbereich 24 des Verdichters 20 ist also ein Bereich des Verdichtergehäuses 21, der in diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Einlassstutzen 22 und dem Aufnahmegehäuse 23 angeordnet ist. Wie insbesondere in Fig. 4 erkennbar ist, weist der in dem Lagerring 2 eingeklipste Verstellring 4 einen axialen Abstand zu dem Einlassstutzen 24 auf und ein Verklemmen des Verstellrings 4 ist verhindert. Der axiale Abstand ist dabei dadurch bedingt, dass die Seitenwand 8 des Lagerrings 2 axial an dem Verstellring 4 übersteht. Die Seitenwand 8 außerhalb der Klipse 10 überragt zudem die Klipse 10 in Demontagerichtung DR. Nach dem Einklemmen der Verstellvorrichtung 1 bzw. der Montageeinheit 12 zwischen dem Einlassstutzen 22 und dem Aufnahmegehäuse 23 können dadurch eine elastische Verformung der Klipse 10 und ein unerwünschtes Lösen des Verstellrings 4 aus dem Lagerring 2 verhindert werden.
  • Die Verstellvorrichtung 1 ist dabei als die fertigmontierte Montageeinheit 12 ausgebildet. Bei der Montage wird die fertigmontierte Verstellvorrichtung 1 bzw. die fertigmontierte Montageeinheit 12 in dem Einlassbereich 24 befestigt, wozu die Festlegklipse 19 in Festlegnuten 25 in dem Einlassbereich 24 eingeklipst werden. Dadurch kann die fertigmontierte Verstellvorrichtung 1 bzw. die fertigmontierte Montageeinheit 12 bei der Montage gegen ein Herausfallen gesichert werden. Anschließend kann dann die Verstellvorrichtung 1 bzw. die Montageeinheit 12 zwischen dem Einlassstutzen 22 und dem Aufnahmegehäuse 23 in dem Einlassbereich 24 eingeklemmt werden.
  • Fig. 5 zeigt nun eine teilweise Ansicht des erfindungsgemäßen Verdichters 20 in dem Einlassbereich 24 in Montagerichtung MR. Die fertigmontierte Verstellvorrichtung 1 bzw. die fertigmontierte Montageeinheit 12 ist dabei mittels einer Verdrehsicherung 27 drehsicher in dem Einlassbereich 24 des Verdichters 20 angeordnet. Die Verdrehsicherung 27 umfasst dabei einen radial nach außen gerichteten Sicherungsvorsprung 27a, der an dem Lagerring 2 außenliegend geformt ist. Ferner umfasst die Verdrehsicherung 27 eine radial nach außen gerichtete Sicherungsausnehmung 27b, die in dem Einlassbereich 24 des Verdichters geformt ist. Der Sicherungsvorsprung 27a und die Sicherungsausnehmung 27b stehen radial miteinander im Eingriff und verhindern ein unerwünschtes Verdrehen der fertigmontierten Verstellvorrichtung 1 bzw. der fertigmontierte Montageeinheit 12 in dem Einlassbereich 24.
  • Es versteht sich, dass in der Verstellvorrichtung 1 der Lagerring 2 an dem Verstellring 4 oder der Verstellring 4 an dem Lagerring 2 verdreht werden können. Ist die Verstellvorrichtung 1 in dem Verdichter 20 montiert, so ist der Lagerring 2 drehfest in dem Verdichtergehäuse 21 aufgenommen. Zum Variieren der Geometrie des Einlassbereichs 24 des Verdichters 20 wird nur der Verstellring 4 relativ zu dem fest verbauten Lagerring 2 verdreht.

Claims (14)

  1. Verstellvorrichtung (1) zum Variieren der Geometrie eines Einlassbereichs (24) eines Verdichters (20),
    - wobei die Verstellvorrichtung (1) einen Lagerring (2) und einen Verstellring (4) umfasst, die zueinander parallel und relativ zu einer Längsmittelachse (5) der Verstellvorrichtung (1) axial beabstandet und koaxial ausgerichtet sind,
    - wobei die Verstellvorrichtung (1) mehrere Blendenelemente (3) umfasst, die axial zwischen dem Lagerring (2) und dem Verstellring (4) angeordnet und an dem Lagerring (2) und/oder an dem Verstellring (4) gelagert sind,
    - wobei der Lagerring (2) und der Verstellring (4) um die Längsmittelachse (5) zueinander verdrehbar sind, wobei beim Verdrehen des Lagerrings (2) und des Verstellrings (4) zueinander die Blendenelemente (3) quer zur Längsmittelachse (5) verschiebbar und/oder verdrehbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lagerring (2) und der Verstellring (4) radial und axial formschlüssig miteinander verbunden sind und dadurch eine den Lagerring (2) und den Verstellring (4) und die Blendenelemente (3) aufweisende Montageeinheit (12) zur Montage in dem Einlassbereich (24) des Verdichters (20) bilden.
  2. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Lagerring (2) eine axial ausgerichtete und die Längsmittelachse (5) umlaufende Seitenwand (8) aufweist und dadurch topfförmig ist,
    - dass die Blendenelemente (3) und der Verstellring (4) in dem topfförmigen Lagerring (2) in einer Montagerichtung (MR) aufgenommen sind und der Verstellring (4) radial in dem topfförmigen Lagerring (2) festgelegt ist, und
    - dass die Seitenwand (8) und der Verstellring (4) mittels einer elastisch betätigbaren Klipseinheit (9) im Eingriff stehen und dadurch der Verstellring (4) axial formschlüssig an dem Lagerring (2) festgelegt ist.
  3. Verstellvorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem Verstellring (4) wenigstens ein radial nach außen ausgerichteter und elastisch betätigbarer Klips (10) der Klipseinheit (9) ausgebildet ist, der mit einer umlaufenden Nut in der Seitenwand (8) radial und in einer der Montagerichtung (MR) entgegengesetzten Demontagerichtung (DR) im Eingriff steht.
  4. Verstellvorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an einem oberen Rand (11) der Seitenwand (8) wenigstens ein elastisch betätigbarer Klips (10) der Klipseinheit (9) mit einem radial nach innen ausgerichteten Klipskopf (26) ausgebildet ist, wobei der Klipskopf (26) mit einem Außenrand (14) des Verstellrings (4) axial und in einer der Montagerichtung (MR) entgegengesetzten Demontagerichtung (DR) im Eingriff steht.
  5. Verstellvorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Verstellring (4) in der Montagerichtung (MR) auf einem axialen Anschlagvorsprung (13) der Seitenwand (8) des Lagerrings (2) aufliegt.
  6. Verstellvorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der axiale Abstand (2) zwischen dem Anschlagvorsprung (13) und dem jeweiligen Klips (10) größer als eine axiale Höhe des Verstellrings (4) ist, und/oder
    - dass die axiale Höhe des Anschlagvorsprungs (13) größer als eine axiale Höhe der Blendenelemente (3) ist.
  7. Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem Außenrand (14) des Verstellrings (4) eine umlaufende Nut (15) für den Klipskopf (26) des jeweiligen Klipses (10) ausgebildet ist.
  8. Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Verstellvorrichtung (1) einen Drehanschlag (16) aufweist, der ein Überdrehen des Lagerrings (2) und des Verstellrings (4) zueinander um die Längsmittelachse (5) verhindert, und
    - dass der Drehanschlag (16) eine Ausnehmung (17) in einem Außenrand (14) des Verstellrings (4) und eine radiale Nase (18) an der Seitenwand (8) des Lagerrings (2) umfasst, die radial ineinander eingreifen.
  9. Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Seitenwand (8) des Lagerrings (2) in Demontagerichtung (DR) gegenüber dem Verstellring (4) axial übersteht.
  10. Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an der Seitenwand (8) wenigstens ein Festlegklips (19) ausgebildet ist, der radial nach außen gerichtet ist und zum axialen und formschlüssigen Festlegen der Verstellvorrichtung (1) bei der Montage in dem Einlassbereich (24) des Verdichters (20) vorgesehen ist.
  11. Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Blendenelemente (3) zwischen dem Lagerring (2) und dem Verstellring (4) mittels mehrerer axialer Führungsausformungen (6a, 6b) gelagert sind, wobei die Führungsausformungen (6a, 6b) in Führungsausnehmungen (7a, 7b) des Lagerrings (2) und/oder des Verstellrings (4) axial eingreifen und in diesen verschiebbar und/oder verdrehbar angeordnet sind, und
    - dass die Blendenelemente (3) aus Kunststoff und die Führungsausformungen (6a, 6b) aus Metall geformt sind, wobei die Führungsausformungen (6a, 6b) in die jeweiligen Blendenelemente (3) eingebettet, vorzugsweise eingepresst oder umspritzt, sind.
  12. Verdichter (20) für ein Kraftfahrzeug,
    - wobei der Verdichter (20) ein durchströmbares Verdichtergehäuse (21) mit einem Einlassstutzen (22) und mit einem Aufnahmegehäuse (23) für ein Verdichterrad aufweist,
    - wobei in dem Einlassstutzen (22) oder in dem Aufnahmegehäuse (23) oder zwischen dem Einlassstutzen (22) und dem Aufnahmegehäuse (23) ein Einlassbereich (24) ausgebildet ist, und
    - wobei der Verdichter (20) eine Verstellvorrichtung (1) zum Variieren der Geometrie aufweist, die in dem Einlassbereich (24) festgelegt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstellvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  13. Verdichter nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstellvorrichtung (1) wenigstens einen Festlegklips (19) aufweist, der radial nach außen gerichtet ist und mit einer zugeordneten radialen Festlegnut (25) in dem Einlassbereich (24) des Verdichters (20) radial und axial formschlüssig im Eingriff steht.
  14. Verdichter nach Anspruch 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Verdichter (20) wenigstens eine Verdrehsicherung (27) mit einem Sicherungsvorsprung (27a) und mit einer Sicherungsausnehmung (27b) aufweist, und
    - dass der Sicherungsvorsprung (27a) an der Verstellvorrichtung (1) und die Sicherungsausnehmung (27b) in dem Einlassbereich (24) des Verdichters (20) oder umgekehrt ausgeformt sind und radial formschlüssig im Eingriff stehen.
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