DE102018106944A1 - Turboverdichter - Google Patents

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Abstract

Turboverdichter, mit einer in einem Gehäuse (11) gelagerten Welle (10), um einen Verdichterrotor anzutreiben; mit einem Elektromotor, der die Welle (10) antreibt. Lager (12), über welche die Welle (10) in dem Gehäuse (11) gelagert ist, sind als Gleitlager ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Turboverdichter.
  • Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung sind dem hier angesprochenen Fachmann geläufig. Bei solchen Brennkraftmaschinen ist es bekannt, Abgas, welches die Brennkraftmaschine verlässt, einem Abgaszweig der Brennkraftmaschinen zu entnehmen und über ein sogenanntes Abgasrückführ-Gebläse der Abgasrückführung, welches auch als EGR-Blower bezeichnet wird, in Richtung auf einen Ladelufttrakt der Brennkraftmaschine zu führen und dann das Abgas mit der den Zylindern der Brennkraftmaschine zuzuführenden Ladeluft zu mischen.
  • Abgasrückführ-Gebläse bzw. EGR-Blower sind typischerweise als Turboverdichter ausgeführt, die das Abgas auf einen definierten Druck verdichten. Hierzu umfasst ein Turboverdichter einer Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine mindestens eine Verdichterstufe, wobei die oder jede Verdichterstufe, nämlich ein Rotor derselben, über eine in einem Gehäuse des Turboverdichters gelagerte Welle angetrieben werden kann. Dabei übernimmt ein Elektromotor das Antreiben der Welle und über die Welle das Antreiben des oder jedes Verdichterrotors der oder jeder Verdichterstufe.
  • Aus der Praxis bekannte Turboverdichter einer Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine nutzen Wälzlager, um die Welle, die vom Elektromotor aus angetrieben wird und die dem Antreiben des oder jedes Verdichterrotors dient, im Gehäuse zu lagern. Derartige Wälzlager verfügen über einen inneren Lagerring, einen äußeren Lagerring sowie über zwischen dem inneren Lagerring und dem äu-ßeren Lagerring positionierte Wälzkörper.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Turboverdichter zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch einen Turboverdichter nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind Lager, über welche die Welle in dem Gehäuse gelagert ist, als Gleitlager ausgebildet. Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, die Welle eines Turboverdichters über Gleitlager im Gehäuse zu lagern. Dadurch kann eine kompaktere Bauform gewährleistet werden. Weiterhin kann für die Welle ein vorteilhafter Dämpfungseffekt bereitgestellt werden. Ferner ist es möglich, den Turboverdichter im Bereich seiner Eigenfrequenz zu betreiben.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen einem Lagerring des Gleitlagers und dem Gehäuse ein radial äußerer Dämpfungsölfilm ausgebildet. Zwischen dem Lagerring des Gleitlagers und der Welle ist ferner ein radial innerer Lastübertragungs- und Dämpfungsölfilm ausgebildet. Hierdurch werden eine optimale Dämpfung und eine optimale Lastübertragung ermöglicht.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Lagerring des Gleitlagers in einer Ausnehmung im Gehäuse angeordnet ist, wobei der Lagerring des Gleitlagers sich ausschließlich an einem axialen Ende am Gehäuse abstützt. Auch dies dient der Bereitstellung einer optimalen Dämpfung und Lastübertragung.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung treibt der Elektromotor die Welle mit einer Drehzahl zwischen 10000 Umdrehungen pro Minute und 50000 Umdrehungen pro Minute an. Bei derart schnelllaufenden Wellen von Turboverdichtern einer Abgasrückführung kann die Erfindung besonders vorteilhaft zum Einsatz kommen.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 einen Axialschnitt durch ein Detail eines Turboverdichters.
  • Die Erfindung betrifft einen Turboverdichter. Ein Turboverdichter wird auch als Turbokompressor bezeichnet.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung einen Turboverdichter einer Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine. Ein derartiger Turboverdichter dient der Förderung sowie der Verdichtung von Abgas, welches aus einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine entnommen und mithilfe des Turboverdichters in Richtung auf einen Ladelufttrakt der Brennkraftmaschine gefördert wird.
  • Ein Turboverdichter verfügt über ein Gehäuse 11 mit einer in einem Gehäuse 11 gelagerten Welle 10. Die Welle 10 ist von einem Elektromotor aus antreibbar. Die Welle 10 dient dem Antreiben mindestens eines Verdichterrotors mindestens einer Verdichterstufe des Turboverdichters. Der Turboverdichter kann mehrere Verdichterstufen mit jeweils einem Verdichterrotor aufweisen, wobei dann die Welle 10 sämtliche Verdichterrotoren antreibt.
  • 1 zeigt einen Ausschnitt aus der Welle 10 zusammen mit einem Abschnitt des Gehäuses 11 des Turboverdichters.
  • Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Welle 10 im Gehäuse 11 über als Gleitlager 12 ausgebildete Lager gelagert ist.
  • Ein derartiges Gleitlager 12 weist einen einzigen Lagerring 13 auf. Zwischen dem Lagerring 13 und der Welle 10 ist ein radial innerer Spalt 14 ausgebildet, in welchem sich ein innerer Lastübertragungs- und Dämpfungsölfilm 15 ausbilden kann.
  • Zwischen dem Lagerring 13 des Gleitlagers 12 und dem Gehäuse 11 ist ein radial äußerer Spalt 16 ausgebildet, indem sich ein radial äußerer Dämpfungsölfilm 17 ausbilden kann.
  • Der radial äußere Dämpfungsölfilm 17 im Spalt 16 zwischen dem Lagerring 13 des Gleitlagers 12 und dem Gehäuse 11 dient ausschließlich der Bereitstellung eines Dämpfungseffekts über einen entsprechenden Quetschölfilm 17.
  • Der Lastübertragungs- und Dämpfungsölfilm 15 zwischen dem Lagerring 13 des Gleitlagers 12 und der Welle 10 dient zusätzlich zur Bereitstellung einer Dämpfungswirkung der Lastübertragung.
  • Der Lagerring 13 des Gleitlagers 12 ist in einer Ausnehmung 18 des Gehäuses 11 positioniert. 1 kann entnommen werden, dass sich der Lagerring 12 ausschließlich an einem axialen Ende 19 am Gehäuse 11 des Turboverdichters abstützt.
  • Die Welle 10 des Turboverdichters der Abgasrückführung wird vom Elektromotor vorzugsweise mit einer Drehzahl zwischen 10000 Umdrehungen pro Minute (U/min bzw. rpm) und 50000 Umdrehungen pro Minute (U/min bzw. rpm) angetrieben. Bei derart schnelllaufenden Wellen 10 kommt die erfindungsgemäße Gleitlagerung des Turboverdichters besonders vorteilhaft zum Einsatz.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Welle
    11
    Gehäuse
    12
    Gleitlager
    13
    Lagerring
    14
    Spalt
    15
    Lastübertragungs- und Dämpfungsölfilm
    16
    Spalt
    17
    Dämpfungsölfilm
    18
    Ausnehmung
    19
    axiales Ende

Claims (6)

  1. Turboverdichter, mit einer in einem Gehäuse (11) gelagerten Welle (10), um einen Verdichterrotor anzutreiben; mit einem Elektromotor, der die Welle (10) antreibt; dadurch gekennzeichnet, dass Lager (12), über welche die Welle (10) in dem Gehäuse (11) gelagert ist, als Gleitlager ausgebildet sind.
  2. Turboverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Lagerring (13) des Gleitlagers (12) und dem Gehäuse (11) ein radial äußerer Dämpfungsölfilm (17) ausgebildet ist.
  3. Turboverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Lagerring (13) des Gleitlagers (12) und der Welle (10) ein radial innerer Lastübertragungs- und Dämpfungsölfilm (15) ausgebildet ist.
  4. Turboverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagerring (13) des Gleitlagers (12) in einer Ausnehmung (18) im Gehäuse (11) angeordnet ist, wobei der Lagerring (13) des Gleitlagers (12) sich ausschließlich an einem axialen Ende (19) am Gehäuse (11) abstützt.
  5. Turboverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor die Welle (10) mit einer Drehzahl zwischen 10000 und 50000 Umdrehungen pro Minute antreibt.
  6. Turboverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass derselbe als Turboverdichter einer Abgasrückführung ausgebildet ist.
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