DE102020128922A1

DE102020128922A1 - Verstellmechanismus mit lärmreduzierenden merkmalen

Info

Publication number: DE102020128922A1
Application number: DE102020128922.7A
Authority: DE
Inventors: Jason Walkingshaw; Sascha Karstadt; Ahmet COKSEN
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2022-05-05
Also published as: US20220136403A1; US11959385B2; CN215256984U

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verstellmechanismus (200) zum variablen Verstellen eines Einlassquerschnitts (321) eines Verdichtereinlasses (322). Der Verstellmechanismus umfasst eine Mehrzahl an drehbar gelagerten Blendenelementen (210), die in einer Umfangsrichtung (26) angeordnet und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verstellbar sind. Zumindest ein Blendenelement (210) der Mehrzahl an Blendenelementen (210) weist ein wirbelreduzierendes Merkmal (220) auf.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verstellmechanismus zum variablen Verstellen eines Einlassquerschnitts eines Verdichtereinlasses, sowie einen Verdichter und eine Aufladevorrichtung mit einem derartigen Verstellmechanismus.
Hintergrund
Immer mehr Fahrzeuge der neueren Generation werden mit Aufladevorrichtungen ausgestattet, um die Anforderungsziele und gesetzlichen Auflagen zu erreichen. Bei der Entwicklung von Aufladevorrichtungen gilt es sowohl die einzelnen Komponenten als auch das System als Ganzes bezüglich ihrer Zuverlässigkeit und Effizienz zu optimieren.
Bekannte Aufladevorrichtungen weisen meist zumindest einen Verdichter mit einem Verdichterrad auf, das mit einer Antriebseinheit über eine gemeinsame Welle verbunden ist. Der Verdichter verdichtet die für den Verbrennungsmotor oder für die Brennstoffzelle angesaugte Frischluft. Dadurch wird die Luft- bzw. Sauerstoffmenge, die der Motor zur Verbrennung bzw. die Brennstoffzelle zur Reaktion zur Verfügung hat, erhöht. Dies führt wiederum zu einer Leistungssteigerung des Verbrennungsmotors bzw. der Brennstoffzelle. Aufladevorrichtungen können mit unterschiedlichen Antriebseinheiten ausgestattet sein. Im Stand der Technik sind insbesondere E-Lader, bei denen der Verdichter über einen Elektromotor angetrieben wird und Abgasturbolader, bei denen der Verdichter über eine Abgasturbine angetrieben wird, bekannt. Auch Kombinationen beider Systeme werden im Stand der Technik beschrieben.
Jeder Verdichter weist ein verdichterspezifisches Verdichterkennfeld auf, wobei der Betrieb des Verdichters auf den Bereich des Verdichterkennfelds zwischen der Pumpgrenze und der Stopfgrenze beschränkt ist. Je nach Größe und Ausgestaltung des Verdichters kann der Betrieb bei geringen Volumentrömen durch den Verdichter ineffizient oder nicht mehr möglich sein, da die Pumpgrenze erreicht wird.
Im Stand der Technik sind insbesondere Verdichter mit Verstellmechanismen bekannt, die im Einlassbereich des Verdichters in Strömungsrichtung vor dem Verdichterrad angeordnet sind. Durch die Verstellmechanismen kann der Strömungsquerschnitt im Verdichtereinlass variiert werden, wodurch beispielsweise die Anströmungsgeschwindigkeit und der Volumenstrom auf das Verdichterrad eingestellt werden kann. Dies wirkt als kennfeldstabilisierende Maßnahme, wodurch wiederum ein Pumpen des Verdichters reduziert bzw. vermieden werden kann.
Bei bekannten Systemen kann es bei einer Verengung des Querschnitts des Verdichtereinlasses durch den Verstellmechanismus zu einer Interaktion der Strömung zwischen dem Verdichterrad und dem Verstellmechanismus kommen. Aufgrund der glatten Innenfläche des Verdichtereinlasses und der Komponenten des Verstellmechanismus, die mit der Strömung in Kontakt sind, kann sich eine Rezirkulationsströmung (und/oder Wirbel) zwischen Verdichterrad und den Komponenten des Verdichterrads ausbilden. Diese Wirbel können nicht nur zwischen dem Verdichterrad und dem Verstellmechanismus auftreten, sondern auch in Umfangsrichtung des Verdichtereinlasses. Durch die Hauptströmung und/oder die Rezirkulationsströmung können sich Wirbelfäden an Komponenten des Verstellmechanismus bilden, die auf das Verdichterrad auftreffen. Dies kann zu unerwünschtem Lärm, sowie zu Vibrationen führen, die eine schnellere strukturelle Ermüdung des Verdichterrads und weiterer Komponenten hervorrufen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Verstellmechanismus für einen Verdichter bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verstellmechanismus zum variablen Verstellen eines Einlassquerschnitts eines Verdichtereinlasses nach Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Verdichter nach Anspruch 11 und eine Aufladevorrichtung für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle nach Anspruch 15 mit einem derartigen Verstellmechanismus.
Der Verstellmechanismus zum variablen Verstellen eines Einlassquerschnitts eines Verdichtereinlasses umfasst eine Mehrzahl an drehbar gelagerten Blendenelementen, die in einer Umfangsrichtung angeordnet und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verstellbar sind. Zumindest ein Blendenelement der Mehrzahl an Blendenelementen weist ein wirbelreduzierendes Merkmal auf. Wenn der Verstellmechanismus in einem mit einem Verdichter montierten Zustand in Strömungsrichtung vor einem Verdichterrad angeordnet ist, dann kann es bei einer Verengung des Querschnitts des Verdichtereinlasses durch den Verstellmechanismus zu einer Interaktion der Strömung zwischen Verdichterrad und der Mehrzahl an Blendenelementen kommen. Aufgrund einer glatten Innenfläche des Verdichtereinlasses und der Mehrzahl an Blendenelementen kann sich eine Rezirkulationsströmung (bzw. Wirbel) zwischen Verdichterrad und der Mehrzahl an Blendenelementen ausbilden. Durch die Hauptströmung und/oder die Rezirkulationsströmung können sich Wirbelfäden an der der Mehrzahl an Blendenelementen bilden, die auf das Verdichterrad auftreffen. Diese Wirbel können sowohl durch die Drehung des Verdichterrads in Umfangsrichtung vorliegen, als auch zirkulierend in axialer und radialer Richtung. Dies führt zu unerwünschtem Lärm. Anhand des wirbelreduzierenden Merkmals an zumindest einem Blendenelement der Mehrzahl an Blendenelementen kann eine Wirbelbildung in Umfangsrichtung, sowie auch in axialer und radialer Richtung, zwischen der Mehrzahl an Blendenelementen und Verdichterrad reduziert oder beseitigt werden, was eine Lärmreduktion zur Folge hat. Außerdem können Vibrationen reduziert werden, wodurch eine strukturelle Ermüdung des Verdichterrads reduziert und die Lebensdauer des Verdichterrads und weiterer Komponenten des Verdichters erhöht werden können.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus kann jedes Blendenelement der Mehrzahl an Blendenelementen ein wirbelreduzierendes Merkmal aufweisen. Wird das wirbelreduzierende Merkmal an jedem Blendenelement der Mehrzahl an Blendenelementen vorgesehen, so kann eine Montage des Verstellmechanismus erleichtert werden, da die Anordnung der Blendenelemente bei der Montage nicht berücksichtigt werden muss. Zudem können baugleiche Blendenelemente gefertigt werden, was Fertigungskosten reduzieren kann.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann jedes Blendenelement der Mehrzahl an Blendenelementen, das ein wirbelreduzierendes Merkmal umfasst, genau ein wirbelreduzierendes Merkmal aufweisen. Dadurch können Fertigungszeiten der wirbelreduzierenden Merkmale verringert werden und die Form des genau einen wirbelreduzierenden Merkmals kann derart gestaltet werden, dass eine Wirbelbildung bestmöglich reduziert wird.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann jedes Blendenelement der Mehrzahl an Blendenelementen einen Plattenkörper mit einer ersten Seitenfläche aufweisen, wobei das wirbelreduzierende Merkmal auf der ersten Seitenfläche angeordnet sein kann.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann jedes Blendenelement eine radiale Richtung, eine Umfangsrichtung, die senkrecht zur radialen Richtung liegt, und eine axiale Richtung, die senkrecht zur radialen Richtung und zur Umfangsrichtung liegt, umfassen.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann das wirbelreduzierende Merkmal eine Aussparung umfassen, die in dem Blendenelement ausgebildet ist.
Die Aussparung kann in der Umfangsrichtung länger ausgestaltet sein als in der radialen Richtung, insbesondere um mindestens 30%, vorzugsweise um mindestens 50%.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die Aussparung in der r-u-Ebene rechteckig ausgestaltet sein. Alternativ kann die Aussparung in der r-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet sein.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die Aussparung einen Aussparungsgrund, eine erste Seitenwand, eine zweite Seitenwand, eine erste Querwand und eine zweite Querwand umfassen. Die Aussparung kann durch die Wände und den Aussparungsgrund begrenzt werden.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit der vorangehenden Ausgestaltung kombinierbar sind, kann die Aussparung eine Tiefe von mindestens 30 %, vorzugsweise von mindestens 60%, der Dicke des Plattenkörpers aufweisen, wobei die Tiefe zwischen der ersten Seitenfläche und dem Aussparungsgrund parallel zur axialen Richtung gemessen wird.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die Aussparung in der r-x-Ebene einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und/oder kann die Aussparung in der x-u-Ebene einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann jedes Blendenelement, insbesondere der Plattenkörper, eine Innenkante, eine erste Seitenkante und eine zweite Seitenkante aufweisen. Die erste Seitenwand kann parallel zur zweiten Seitenwand verlaufen und/oder die zweite Seitenwand kann parallel zur Innenkante verlaufen und/oder die erste Seitenwand kann parallel zur Innenkante verlaufen. Die erste Querwand kann parallel zur zweiten Querwand verlaufen und/oder die erste Querwand kann parallel zur ersten Seitenkante verlaufen und/oder die zweite Querwand kann parallel zur zweiten Seitenkante verlaufen.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Aussparungsgrund flächig ausgebildet sein und parallel zur r-u-Ebene verlaufen.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die Aussparung in der r-x-Ebene einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Insbesondere kann die erste Seitenwand in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund und Seitenfläche unter einem Winkel α verlaufen und/oder kann die zweite Seitenwand in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund und Seitenfläche unter einem Winkel β verlaufen. Alternativ kann die Aussparung in der r-x-Ebene einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. Insbesondere kann die erste Seitenwand in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund und Seitenfläche unter einem Winkel α verlaufen und/oder kann die zweite Seitenwand in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund und Seitenfläche unter einem Winkel β verlaufen.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Aussparungsgrund in der x-u-Ebene einen bogenförmigen Querschnitt aufweisen. Alternativ kann die Aussparung in der x-u-Ebene einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. Insbesondere kann die erste Querwand in der x-u-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund und Seitenfläche unter einem Winkel σ verlaufen und/oder kann die zweite Querwand in der x-u-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund und Seitenfläche unter einem Winkel φ verlaufen.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Aussparungsgrund in der r-x-Ebene linear unter einem Winkel θ zur Seitenfläche verlaufen.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die zweite Querwand ausgehend von der Seitenfläche einen ersten Querwandabschnitt und einen zweiten Querwandabschnitt umfassen. Insbesondere kann der erste Querwandabschnitt in der x-u-Ebene linear ausgestaltet sein und der zweite Querwandabschnitt kann in der x-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet sein.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die Aussparung in der r-u-Ebene langlochförmig oder kreisförmig ausgestaltet sein.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit der vorangehenden Ausgestaltung kombinierbar sind, kann die Aussparung in der r-x-Ebene und/oder in der x-u-Ebene einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. Alternativ kann die Aussparung in der r-u-Ebene dreieckig ausgestaltet sein, in der r-x-Ebene einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen und in der x-u-Ebene einen rechteckigen Querschnitt ausweisen.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann in der r-x-Ebene der Aussparungsgrund unter einem Winkel θ < 0° verlaufen und die erste Seitenwand unter einem Winkel α = 90° verlaufen und die zweite Seitenwand unter einem Winkel β > 90° verlaufen.
Alternativ zur Aussparung kann das wirbelreduzierende Merkmal als Abschrägung auf dem Blendenelement ausgebildet sein. Insbesondere kann die Abschrägung in der x-u-Ebene linear zwischen der ersten Seitenkante und der zweiten Seitenkante unter einem Winkel λ verlaufen.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Verstellmechanismus weiterhin einen Verstellring umfassen, wobei die Mehrzahl an Blendenelementen operativ mit dem Verstellring gekoppelt sein kann. Insbesondere kann der Verstellring mehrere in Umfangsrichtung verteilte Koppelaussparungen zur Kopplung mit den Blendenelementen umfassen. Der Verstellring kann ein wirbelreduzierendes Merkmal umfassen. Das wirbelreduzierende Merkmal kann zumindest eine Aussparung umfassen, die sich von einer Innenkante des Verstellrings in radialer Richtung in den Verstellring erstreckt. Alternativ kann das wirbelreduzierende Merkmal zumindest einen Vorsprung umfassen, der sich von einer Innenkante des Verstellrings in die radiale Richtung zur Achse hin erstreckt.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Verstellmechanismus weiterhin eine Betätigungseinrichtung umfassen. Die Betätigungseinrichtung kann ein Gehäuseteil und eine Hebelgruppe mit einem Lagerabschnitt, einem Antriebsabschnitt und einem Abtriebsabschnitt aufweisen. Der Abtriebsabschnitt kann ausgelegt sein, um auf einer ersten Seite des Gehäuseteils mit dem Verstellring des Verstellmechanismus gekoppelt zu werden. Der Antriebsabschnitt kann auf einer zweiten Seite des Gehäuseteils mit einer Aktuatorstange koppelbar sein. Die Hebelgruppe kann über den Lagerabschnitt in dem Gehäuseteil drehbar gelagert sein. Der Verstellring kann zumindest eine Blendenaussparung und bevorzugt genau eine Blendenaussparung zum Koppeln mit der Hebelgruppe umfassen.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Verstellmechanismus weiterhin einen Lagerring umfassen, in dem die Blendenelemente drehbar gelagert sind. Alternativ können die Blendenelemente in einem Verdichtergehäuse drehbar gelagert sein. Falls ein Lagerring vorgesehen ist, kann der Lagerring ein wirbelreduzierendes Merkmal aufweisen. Das wirbelreduzierende Merkmal kann zumindest eine Aussparung umfassen, die sich von einer Innenkante des Lagerrings in radialer Richtung in den Lagerring erstreckt. Alternativ kann das wirbelreduzierende Merkmal zumindest einen Vorsprung umfassen, der sich von einer Innenkante des Lagerrings in die radiale Richtung zur Achse hin erstreckt.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, können die Mehrzahl an Blendenelementen jeweils einen Lagerzapfen umfassen, über den sie zwischen der ersten Position und der zweiten Position verstellbar sind.
In Ausgestaltungen des Verstellmechanismus, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, können die Mehrzahl an Blendenelementen jeweils ein Koppelelement umfassen, über das sie mit Koppelaussparungen im Verstellring operativ gekoppelt sind.
Die vorliegende Offenbarung betrifft weiterhin einen Verdichter, der ein Verdichtergehäuse und ein darin angeordnetes Verdichterrad umfasst. Das Verdichtergehäuse umfasst einen Verdichtereinlass mit einem Einlassquerschnitt und einen Verdichterauslass mit einer Verdichtervolute. Der Verdichter umfasst einen Verstellmechanismus nach irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen, wobei durch den Verstellmechanismus der Einlassquerschnitt des Verdichtereinlasses variabel verstellbar ist.
In Ausgestaltungen des Verdichters, die mit der vorangehenden Ausgestaltung kombinierbar sind, kann das wirbelreduzierende Merkmal in axialer Richtung auf einer dem Verdichterrad zugewandten Seite der Mehrzahl an Blendenelementen angeordnet sein, insbesondere wobei die Seitenfläche dem Verdichterrad zugewandt ist.
In Ausgestaltungen des Verdichters, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Verdichtereinlass eine Innenumfangsfläche umfassen, wobei die Innenumfangsfläche ein wirbelreduzierendes Merkmal aufweisen kann. Insbesondere kann in der axialen Richtung das wirbelreduzierende Merkmal zwischen dem Verdichterrad und dem Verstellmechanismus angeordnet sein. Das wirbelreduzierende Merkmal kann zumindest eine Aussparung umfassen, die sich von der Innenumfangsfläche in der radialen Richtung in das Verdichtergehäuse erstreckt.
In Ausgestaltungen des Verdichters, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Verstellmechanismus den Einlassquerschnitt in der ersten Position der Blendenelemente freigeben und in der zweiten Position der Blendenelemente verringern.
In Ausgestaltungen des Verdichters, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann das Gehäuseteil als Einlassstutzen des Verdichtergehäuses dienen und verdichtereinlassseitig an einer Anflanschfläche des Verdichtergehäuses angebracht sein.
In Ausgestaltungen des Verdichters, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann das Verdichtergehäuse eine den Verdichtereinlass koaxial umgebende Vertiefung zur Aufnahme der Blendenelemente, des Verstellrings und optional des Lagerrings aufweisen.
In Ausgestaltungen des Verdichters, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Verdichter weiterhin einen Aktuator mit einer Aktuatorstange umfassen, über die der Aktuator mit der Hebelgruppe gekoppelt ist.
Die vorliegende Offenbarung betrifft weiterhin eine Aufladevorrichtung für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle, die eine Antriebseinheit und eine Welle umfasst. Die Aufladevorrichtung umfasst einen Verdichter nach irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen, wobei das Verdichterrad des Verdichters über die Welle mit der Antriebseinheit gekoppelt ist. Die Antriebseinheit kann eine Turbine und/oder einen Elektromotor umfassen.
Figurenliste

1 zeigt eine Seitenschnittansicht einer Aufladevorrichtung mit einem schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Verstellmechanismus;
2 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Verdichters mit dem erfindungsgemäßen Verstellmechanismus und einer Betätigungseinrichtung schräg von unten;
3 zeigt einen Verdichter mit dem erfindungsgemäßen Verstellmechanismus in einer Seitenschnittansicht;
FIGS. zeigen verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten und Ansichten eines 4A-16F Blendenelements des Verstellmechanismus.

Ausführliche Beschreibung
Im Kontext dieser Anmeldung beziehen sich die Ausdrücke axial und axiale Richtung auf eine Rotationsachse des Verstellrings/Lagerrings/Verdichters/Verdichtereinlasses (alle vier haben die identische Achse). Mit Bezug zu den Figuren (siehe bspw. 1 bis 3 und 4A) wird die axiale Richtung des Verstellrings/Lagerrings/Verdichters/Verdichtereinlasses mit dem Bezugszeichen 22 dargestellt. Eine radiale Richtung 24 bezieht sich dabei auf die Achse 22 des Verstellrings/Lagerrings/Verdichters/Verdichtereinlasses. Ebenso bezieht sich ein Umfang bzw. eine Umfangsrichtung 26 dabei auf die Achse 22 des Verstellrings/Lagerrings/Verdichters/Verdichtereinlasses. Die Achsen 22, 24, 26 verlaufen jeweils orthogonal zueinander. Zudem weist jedes Blendenelement der Mehrzahl an Blendenelementen eine axiale Richtung x, eine radiale Richtung r und eine Umfangsrichtung u auf. Diese Richtungen werden jeweils bzgl. der Richtungen bzw. Achsen 22, 24, 26 definiert und liegen jeweils parallel zu den Achsen 22, 24, 26. Wie in der 4A dargestellt, verläuft die axiale Richtung x eines Blendenelements parallel zur axialen Richtung 22 des Verdichters. Die radiale Richtung r eines Blendenelements verläuft in dieselbe Richtung, bzw. parallel, zur radialen Richtung 24 des Verdichters. Die Umfangsrichtung u eines Blendenelements verläuft in dieselbe Richtung, bzw. parallel, zur Umfangsrichtung 26. Auch die Richtungen x, r, u eines Blendenelements verlaufen jeweils orthogonal zueinander.
1 zeigt eine Aufladevorrichtung 400 mit einer Antriebseinheit 410 und einer Welle 420, sowie einem Verdichter 300. Die Aufladevorrichtung 400 kann für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle verwendet werden. Der Verdichter 300 umfasst ein Verdichtergehäuse 320 in dem ein Verdichterrad 310 angeordnet ist. Das Verdichterrad 310 ist über die Welle 420 mit der Antriebseinheit 410 gekoppelt. Die Antriebseinheit 410 ist hier ausschließlich als Turbine ausgebildet. Zusätzlich könnte die Antriebseinheit 410 einen Elektromotor umfassen. Alternativ könnte die Antriebseinheit 410 auch ausschließlich einen Elektromotor ohne Turbine umfassen. Wie in der 1 schemenhaft dargestellt ist, umfasst der Verdichter 300 einen erfindungsgemäßen Verstellmechanismus 200. Zusätzlich kann der Verdichter 300 eine Betätigungseinrichtung 10 umfassen, die allerdings in der 1 lediglich schematisch dargestellt ist. Der erfindungsgemäße Verstellmechanismus 200 und die Betätigungseinrichtung werden im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren genauer erläutert.
Die 2 und 3 zeigen eine Explosionsdarstellung und eine Seitenschnittansicht des Verdichters 300 mit dem erfindungsgemäßen Verstellmechanismus 200 zum variablen Verstellen eines Einlassquerschnitts 321 eines Verdichtereinlasses 322. Der Verdichter 300 umfasst ein Verdichtergehäuse 320 und ein darin angeordnetes Verdichterrad 310 (Verdichterrad 310 nur in 1 dargestellt). Das Verdichtergehäuse 320 definiert den Verdichtereinlass 322 mit einem Einlassquerschnitt 321 und einen Verdichterauslass 324 mit einer Verdichtervolute 326 (siehe 3). Der Verdichtereinlass 322 umfasst eine Innenumfangsfläche 323. Durch den Verstellmechanismus 200 ist der Einlassquerschnitt 321 des Verdichtereinlasses 322 variabel verstellbar. Das Verdichtergehäuse 320 umfasst eine Anflanschfläche 327 zum Anbringen eines Einlassstutzens 150, welcher als Gehäuseteil ausgeführt ist. Weiterhin umfasst das Verdichtergehäuse 320 eine den Verdichtereinlass 322 koaxial umgebende Vertiefung 328. Die Vertiefung 328 ist dabei radial innerhalb der Anflanschfläche 327 angeordnet. Mit anderen Worten heißt das, dass die Anflanschfläche 327 die Vertiefung 328 des Verdichtergehäuses 320 im Wesentlichen koaxial oder in radialer Richtung 24 nach außen umgibt. Dabei ist die Anflanschfläche 327 relativ zur Vertiefung 328 in axialer Richtung 22 erhöht. Der Verdichter kann weiterhin einen Aktuator mit einer Aktuatorstange umfassen (beides hier nicht dargestellt). Über die Aktuatorstange kann der Aktuator mit einer Hebelgruppe gekoppelt werden.
Wie der Explosionsdarstellung der 2 gut zu entnehmen ist, umfasst der Verstellmechanismus 200, der zum variablen Verstellen des Einlassquerschnitts 321 des Verdichtereinlasses 322 ausgelegt ist, eine Betätigungseinrichtung 10, eine Mehrzahl an Blendenelementen 210, einen Verstellring 270 und einen Lagerring 260. Die Mehrzahl an Blendenelementen 210 sind drehbar gelagert, in der Umfangsrichtung 26 angeordnet und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verstellbar. Der Verstellmechanismus 200 gibt den Einlassquerschnitt 321 in der ersten Position der Blendenelemente 210 frei und verringert den Einlassquerschnitt 321 in der zweiten Position der Blendenelemente 210. Wie aus den 2 und 3 zu entnehmen ist, so sind die Blendenelemente 210 in dem Lagerring 260 drehbar gelagert. Dazu umfasst jedes Blendenelement 210 der Mehrzahl an Blendenelementen 210 einen Lagerzapfen 261, der mit dem Lagerring 260 drehbar gekoppelt werden kann und über den die Blendenelemente 210 zwischen der ersten Position und der zweiten Position verstellbar sind. Der Verstellmechanismus 200 umfasst weiterhin einen Verstellring 270, wobei die Mehrzahl an Blendenelementen 210 operativ mit dem Verstellring 270 gekoppelt sind. Der Verstellring 270 ist ausgelegt, an dem Verdichtergehäuse 320 angeordnet zu werden. Insbesondere ist der Verstellring 270 ausgelegt, in der koaxialen Vertiefung 328 des Verdichtergehäuses 320 angeordnet bzw. eingesetzt zu werden. Ebenso ist die koaxiale Vertiefung 328 ausgelegt (bspw. dimensioniert), optional den Lagerring 260 aufzunehmen. Anders ausgedrückt heißt das, dass der Lagerring 260, die Blendenelemente 210 und der Verstellring 270 in der koaxialen Vertiefung 328 gelagert sind. Wie in der 3 dargestellt, ist in einem mit dem Verdichter 300 montierten Zustand der Verstellmechanismus 200 in axialer Richtung 22 der Lagerring 260 zwischen der Mehrzahl an Blendenelementen 210 und dem Verdichterrad 310 angeordnet.
In alternativen Ausführungen kann der Verstellmechanismus 200 aber auch keinen Lagerring 260 umfassen. In solch einer Ausführung können die Blendenelemente 210 direkt in dem Verdichtergehäuse 320 (bzw. in der koaxialen Vertiefung 328) drehbar gelagert sein. Das Verdichtergehäuse 320 bzw. die koaxiale Vertiefung 328 können in einer derartigen Ausführung ausgelegt sein, nur die Blendenelemente 210 und den Verstellring 270 aufzunehmen. Dabei kann das Verdichtergehäuse 320 im Bereich der koaxialen Vertiefung 328 beispielsweise Bohrungen zur drehbaren Lagerung der Blendenelemente 210 aufweisen. Im montierten Zustand des Verstellmechanismus 200 stromaufwärts des Verdichterrads 310 kann dabei in axialer Richtung 22 der Verstellring 270 zwischen der Mehrzahl an Blendenelementen 210 und dem Verdichterrad 310 angeordnet sein. In dieser Ausführung kann ein Blendenelement 210 der Mehrzahl an Blendenelementen über eine Welle mit einem Aktuator operativ gekoppelt sein. Dabei kann der Aktuator eine Drehbewegung auf das eine Blendenelement 210 ausüben. Über den Verstellring 270 kann das eine mit dem Aktuator gekoppelte Blendenelement 210 mit allen weiteren der Blendenelemente gekoppelt werden.
Der Verstellring 270 kann eine Bewegung des mit dem Aktuator gekoppelten Blendenelements 210 auf alle weiteren der Mehrzahl an Blendenelementen 210 übertragen. Inbesondere kann der Verstellring 270 dazu als Übertragungsring ausgebildet sein.
Wie in der 2 dargestellt, umfasst der Verstellring 270 mehrere in Umfangsrichtung 26 verteilte Koppelaussparungen 271 zur Kopplung mit den Blendenelementen 210. Die Koppelaussparungen 271 sind dabei nutförmig ausgebildet und verlaufen im Wesentlichen in radialer Richtung 24. Jedes der Mehrzahl an Blendenelementen 210 umfasst ein Koppelelement 262, das ausgelegt ist, in die jeweilige Koppelaussparung 271 einzugreifen, sodass die Blendenelemente 210 operativ mit dem Verstellring 270 gekoppelt sind. Dabei ist eine jeweilige Länge der Koppelaussparungen 271 in radialer Richtung 24 nach innen begrenzt und nach außen unbegrenzt. Alternativ kann die Länge der Koppelaussparungen 271 auch in radialer Richtung 24 nach außen begrenzt und nach innen unbegrenzt sein, oder in radialer Richtung 24 sowohl nach innen als auch nach außen begrenzt sein. Weiterhin umfasst der Verstellring 270 zumindest eine Blendenaussparung 272 und bevorzugt genau eine Blendenaussparung 272 zum operativen Koppeln mit der Hebelgruppe 100.
2 und 3 zeigen den erfindungsgemäßen Verstellmechanismus 200 und die Betätigungseinrichtung 10. Die Betätigungseinrichtung 10 umfasst ein Gehäuseteil 150 und eine Hebelgruppe 100. Die Hebelgruppe 100 umfasst einen Lagerabschnitt 120, einen Antriebsabschnitt 110 und einen Abtriebsabschnitt 130. Der Lagerabschnitt 120 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Der Abtriebsabschnitt 130 ist ausgelegt, auf einer ersten Seite 157 des Gehäuseteils 150 mit dem Verstellring 210 des Verstellmechanismus 200 gekoppelt zu werden. Auf einer zweiten Seite 159 des Gehäuseteils 150 ist der Antriebsabschnitt 110 mit einer Aktuatorstange (nicht abgebildet) koppelbar. Wie insbesondere auch in 3 zu erkennen ist, ist die Hebelgruppe 100 dabei über den Lagerabschnitt 120 verdichtereinlassseitig in dem Gehäuseteil 150 drehbar gelagert. Weiterhin ist zu erkennen, dass die erste Seite 157 im Einbauzustand des Gehäuseteils 150 einer Seite innerhalb des Verdichters 300 entspricht. Die zweite Seite 159 entspricht dabei im Einbauzustand des Gehäuseteils 150 einer Seite außerhalb des Verdichters 300. Unter verdichtereinlassseitig ist hier eine Seite zu verstehen, die einem Lagergehäuse der Aufladevorrichtung 400 oder der Antriebseinheit 410 der Aufladevorrichtung 400 vom Verdichterrad 310 ausgehend abgewandt ist. Noch genauer ausgedrückt ist hiermit eine Seite relativ zum Verstellring 270 gemeint, die der Antriebseinheit 410 der Aufladevorrichtung 400 abgewandt ist. Durch die drehbare Lagerung der Hebelgruppe 100 in dem Gehäuseteil 150 kann eine kompakte Betätigungseinrichtung 10 bereitgestellt werden. Die Möglichkeit zur individuellen Koppelung des Abtriebsabschnitts 130 mit dem Verstellring 270 und des Antriebsabschnitts 110 mit der Aktuatorstange wirkt sich vereinfachend auf den Montagvorgang aus und verschafft eine erhöhte Flexibilität.
Das Gehäuseteil 150 umfasst einen zylinderförmigen Abschnitt 152 und einen Flanschabschnitt (auch Flansch) 154. Der Flanschabschnitt 154 umfasst eine Bohrung in der der Lagerabschnitt 120 angeordnet ist. Die Betätigungseinrichtung 10 umfasst weiterhin eine Lagerhülse, die in der Bohrung des Gehäuseteils 150 angeordnet ist (siehe insbesondere 3). In der Lagerhülse wiederum ist der Lagerabschnitt 120 drehbar gelagert. Alternativ kann die Betätigungseinrichtung 10 auch keine Lagerhülse umfassen. In einer derartigen Ausführung ist der Lagerabschnitt 120 direkt in der Bohrung drehbar gelagert. Wie insbesondere aus der 3 ersichtlich ist, dient das Gehäuseteil 150 als Einlassstutzen für das Verdichtergehäuses 320 (deswegen kann das Gehäuseteil 150 analog auch als Einlassstutzen 150 bezeichnet werden). Dabei kann das Gehäuseteil 150 integral mit dem Verdichtergehäuse 320 oder als separates Bauteil geformt sein. Dabei ist das Gehäuseteil 150 verdichtereinlassseitig an der Anflanschfläche 327 des Verdichtergehäuses 320 angebracht. Genauer gesagt, ist das Gehäuseteil 150 über den Flanschabschnitt 154 an der Anflanschfläche 327 des Verdichtergehäuses 320 angebracht. Dadurch wird auf eine einfache Weise eine Integration eines Verstellmechanismuses 200 in ein Verdichtergehäuse 320 bzw. eine Integration einer Betätigungseinrichtung 10 in einen Einlassstutzen (Gehäuseteil 150) ermöglicht.
Wie in den 2 bis 16F dargestellt, weist zumindest ein Blendenelement 210 der Mehrzahl an Blendenelementen 210 des erfindungsgemäßen Verstellmechanismus 200 ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 auf. Der Verstellmechanismus 200 ist im eingebauten/montierten Zustand stromaufwärts des Verdichterrads 310 angeordnet. Beim Verengen des Querschnitts des Verdichtereinlasses 322, insbesondere beim Verstellen der Mehrzahl an Blendenelementen 210, kann es zu einer Interaktion der Strömung zwischen Verdichterrad 310 und Blendenelementen 210 kommen. Aufgrund einer glatten Innenumfangsfläche 323 des Verdichtereinlasses 322 und der Mehrzahl an Blendenelementen 210 kann sich eine Rezirkulationsströmung (bzw. Wirbel) zwischen Verdichterrad 310 und der Mehrzahl an Blendenelementen 210 ausbilden. Durch die Hauptströmung und/oder die Rezirkulationsströmung können sich Wirbelfäden an der Mehrzahl an Blendenelementen 210 bilden, die auf das Verdichterrad 310 auftreffen. Diese Wirbel können sowohl durch die Drehung des Verdichterrads in Umfangsrichtung 26 entstehen bzw. vorliegen, als auch zirkulierend in axialer Richtung 22 und radialer Richtung 24. Die Interaktion der Wirbel mit dem Verdichterrad 310, insbesondere den Schaufeln des Verdichterrads 310, kann zu unerwünschtem Lärm und Vibrationen führen. Anhand des wirbelreduzierenden Merkmals 220 an zumindest einem Blendenelement 210 der Mehrzahl an Blendenelementen 210 kann eine Wirbelbildung in Umfangsrichtung 26, sowie auch in axialer Richtung 22 und radialer Richtung 24, zwischen der Mehrzahl an Blendenelementen 210 und Verdichterrad 310 reduziert oder beseitigt werden. Dies kann zu einer Lärmreduktion führen. Außerdem können Vibrationen reduziert werden, wodurch eine strukturelle Ermüdung des Verdichterrads 310 reduziert, und die Lebensdauer des Verdichterrads 310 und weiterer Komponenten des Verdichters 300 erhöht werden kann.
Wie in der 2 zu sehen ist, weist jedes Blendenelement 210 der Mehrzahl an Blendenelementen 210 ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 auf. Wird das wirbelreduzierende Merkmal 220 an jedem Blendenelement 210 der Mehrzahl an Blendenelementen 210 vorgesehen, so kann eine Montage des Verstellmechanismus 200 erleichtert werden, da die Anordnung der Blendenelemente 210 bei der Montage nicht berücksichtigt werden muss. Zudem können baugleiche Blendenelemente 210 gefertigt werden, was Fertigungskosten reduzieren kann. Alternativ können mehrere Blendenelemente 210 der Mehrzahl an Blendenelementen 210 ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 aufweisen. Insbesondere kann jedes zweite, jedes dritte oder jedes vierte Blendenelement 210 der Mehrzahl an Blendenelementen 210 ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass weniger Blendenelemente 210 spanend bearbeitet werden müssen, was die Herstellungskosten senken kann. Das wirbelreduzierende Merkmal 220 kann sich aus mehreren geometrischen Formen zusammensetzen, die räumlich voneinander getrennt sein können. Wie jedoch in der 2 gezeigt, so weist jedes Blendenelement 210 der Mehrzahl an Blendenelementen 210 genau ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 auf. Genau ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 auf einem Blendenelement 210 bedeutet, dass das wirbelreduzierende Merkmal 220 nicht mehrere geometrische Formen aufweisen kann, die zum Beispiel geometrisch voneinander getrennt sind. Genau ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 bedeutet also, dass genau eine geometrische Form auf einem Blendenelement 210 vorgesehen ist, zum Beispiel genau eine Aussparung. Falls nicht jedes der Blendenelemente 210 ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 aufweist, also zum Beispiel nur jedes zweite, jedes dritte oder jedes vierte Blendenelement 210 ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 aufweist, so können entsprechend nur die Blendenelemente 210 mit wirbelreduzierendem Merkmal 220 genau ein solches wirbelreduzierendes Merkmal 220 aufweisen.
Wie in den 2 bis 16F zu sehen ist, weist jedes Blendenelement 210 der Mehrzahl an Blendenelementen 210 einen Plattenkörper 230 mit einer Dicke D und mit einer ersten Seitenfläche 240 auf. Der Plattenkörper 230 eines jeden Blendenelements 210 umfasst eine Innenkante 231 auf, die radial innenliegend bezüglich der axialen Richtung 22 des Verdichters 300 liegt. Zudem weist der Plattenkörper 230 eine erste Seitenkante 232 und eine zweite Seitenkante 233 auf, die jeweils an eine entsprechende erste oder zweite Seitenkante 232, 233 des jeweils nächsten Blendenelements 210 in Umfangsrichtung 26 angrenzen. Das wirbelreduzierende Merkmal 220 ist jeweils auf der ersten Seitenfläche 240 angeordnet ist. In einem montierten/eingebauten Zustand des Verstellmechanismus 200 stromaufwärts des Verdichterrads 310, sind die Mehrzahl an Blendenelementen 210 derart angeordnet, dass die erste(n) Seitenfläche(n) (240) dem Verdichterrad 310 zugewandt ist/sind. In anderen Worten ist das wirbelreduzierende Merkmal 220 in axialer Richtung 22 stromaufwärts des Verdichterrads 310 auf einer dem Verdichterrad 310 zugewandten Seite der Blendenelemente 210 angeordnet.
Die 4A bis 16F zeigen verschiedene Ausgestaltungen des wirbelreduzierenden Merkmals 220 auf dem zumindest einen Blendenelement 210. Das wirbelreduzierende Merkmal 220 umfasst eine Aussparung 221, die in dem Blendenelement 210, insbesondere auf der ersten Seitenfläche 240, ausgebildet ist. Wie oben beschrieben, so kann in Ausgestaltungen das wirbelreduzierende Merkmal 220 auch mehrere Aussparungen 221 umfassen, die in einem Blendenelement 210, jeweils räumlich voneinander separiert, ausgebildet sein. In anderen Worten sind die Aussparungen 221 dabei auf dem Blendenelement 210 zueinander beabstandet und durch eine Wand voneinander getrennt, angeordnet. Weist das Blendenelement 210 dagegen nur genau ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 auf, so ist auch nur genau eine Aussparung 221 auf dem Blendenelement 210 ausgebildet.
Jedes Blendenelement 210 weist eine radiale Richtung r, eine axiale Richtung x und eine Umfangsrichtung r auf. Die Richtung sind jeweils orthogonal zueinander angeordnet. Eine r-u-Ebene ist dabei durch die radiale Richtung r und die Umfangsrichtung u definiert. Die r-u-Ebene ist auf der ersten Seitenfläche 240 angeordnet. Die Achsen der radialen Richtung r und der Umfangsrichtung u können sich in einem geometrischen Mittelpunkt des wirbelreduzierenden Merkmals 220 schneiden. Eine r-x-Ebene ist durch die radiale Richtung r und die axiale Richtung x definiert. Die r-x-Ebene verläuft orthogonal zur r-u-Ebene und stellt einen Querschnitt A-A des Blendenelements 210 dar. Eine x-u-Ebene ist durch die axiale Richtung x und die radiale Richtung u definiert. Die x-u-Ebene verläuft orthogonal zur r-u-Ebene und zur r-x-Ebene und stellt einen Querschnitt B-B des Blendenelements 210 dar.
In den 4A-4F ist eine erste Ausführung der Aussparung 221 dargestellt. Die Aussparung 221 umfasst einen Aussparungsgrund 222, eine erste Seitenwand 223, eine zweite Seitenwand 224, eine erste Querwand 225 und eine zweite Querwand 226. Die Aussparung wird durch die Wände 223, 224, 225, 226 und den Aussparungsgrund 222 begrenzt. Die Seitenwände 223, 224 verlaufen im Wesentlichen in Umfangsrichtung u und die Querwände 225, 226 verlaufen im Wesentlichen in radiale Richtung r. Die Aussparung 221 ist in der Umfangsrichtung u länger ausgestaltet als in der radialen Richtung r, insbesondere um mindestens 30%, vorzugsweise um mindestens 50%. Dabei weisen die Seitenwände 223, 224 eine größere Länge auf als die Querwände 225, 226. Alternativ kann die Aussparung 221 in der radialen Richtung r länger ausgestaltet sein als in der Umfangsrichtung u (nicht in den FIGS. gezeigt). In dieser Ausgestaltung weisen die Querwände 225, 226 eine größere Länge aufweisen als die Seitenwände 223, 224. Die Aussparung 221 ist in der r-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet. Die Bogenform der Aussparung 221 ist dabei ausgehend von dem Schnittpunkt der r-u-Achsen mit einer Krümmung in radialer Richtung r, insbesondere konvex, vorgesehen. Alternativ kann die Bogenform mit einer Krümmung entgegen der radialen Richtung r, insbesondere konkav, vorgesehen sein. Die Aussparung 221 kann auch eine Bogenform, insbesondere konvex oder konkav, in Umfangsrichtung u aufweisen. Insbesondere können die Seitenwände 223, 224 und die Querwände 225, 226 derart angeordnet sein, dass sich eine bestmögliche Wirbelreduzierung im eingebauten/montierten Zustand des Verstellmechanismus 200 einstellt. Die erste Seitenwand 223, die zweite Seitenwand 224, die erste Querwand 225 und die zweite Querwand 226 sind in der r-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet. Dabei verläuft die erste Seitenwand 223 parallel zur zweiten Seitenwand 224 und/oder zur Innenkante 231. Zudem verläuft die erste Querwand 225 parallel zur ersten Seitenkante 232 und die zweite Querwand 226 verläuft parallel zur zweiten Seitenkante 233. In Ausgestaltungen kann jedoch auch die erste Seitenwand 223 parallel zur zweiten Seitenwand 224 verlaufen und/oder die zweite Seitenwand 224 parallel zur Innenkante 231 verlaufen und/oder die erste Seitenwand 223 parallel zur Innenkante 231 verlaufen. Die erste Querwand 225 kann parallel zur zweiten Querwand 226 verlaufen und/oder die erste Querwand 225 kann parallel zur ersten Seitenkante 232 verlaufen und/oder die zweite Querwand 226 parallel zur zweiten Seitenkante 233 verlaufen. Wie in den 4B und 4C gezeigt, so weist die Aussparung 221 in der r-x-Ebene und in der x-u-Ebene einen rechteckigen Querschnitt auf. In Ausgestaltungen kann die Aussparung 221 in der r-x-Ebene oder in der x-u-Ebene einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Aussparung 221 erstreckt sich ausgehend von der radialen Richtung r in der r-u-Ebene beidseitig der radialen Richtung r bis zu einem Winkel γ, wobei der Winkel γ zwischen der radialen Richtung r und der ersten und/oder zweiten Querwand 225, 226 gemessen wird. In Ausgestaltungen kann sich die Aussparung 221 bezüglich der radialen Richtung r auf einer Seite bis zum Winkel γ erstrecken und auf der anderen Seite bis zu Winkel, der größer oder kleiner als der Winkel γ ist. Der Aussparungsgrund 222 ist flächig ausgebildet und verläuft parallel zur r-u-Ebene, bzw. zur Seitenfläche 240. Je nach Ausgestaltung der Seitenwände 223, 224 und der Querwände 225, 226 kann die Aussparung 221 jedoch auch parallel zur r-u-Ebene rechteckig, bogenförmig, mehreckig oder dreieckig ausgestaltet sein. Sind die jeweiligen Wände orthogonal zur r-u-Ebene (oder parallel zur axialen Richtung x) ausgebildet, so kann sich die Aussparung 221 von der Seitenfläche 240 bis zum Aussparungsgrund in der axialen Richtung x mit derselben Form wie in der r-u-Ebene erstrecken. Der Aussparungsgrund 222 verläuft dann parallel zur r-u-Ebene und ist flächig ausgebildet. Je nach Ausgestaltung der Seitenwände 223, 224 und/oder der Querwände 225, 225 kann der Aussparungsgrund 222 jedoch auch nur eine Linienform aufweisen, insbesondere wobei der Aussparungsgrund 222 nicht flächig ausgebildet ist. In Ausgestaltungen der Seiten- und Querwände 223, 224, 225, 226 kann der Aussparungsgrund 222 auch lediglich eine Punktform aufweisen. Beispielsweise ergibt sich diese Ausgestaltung, wenn alle Seiten- und Querwände 223, 224, 225, 226 unter einem Winkel zur r-u-Ebene verlaufen und die Aussparung 221 pyramidenförmig zum Aussparungsgrund 222 verläuft.
In einer weiteren Ausgestaltung (in den FIGS. nicht gezeigt) kann die Aussparung 221 in der r-u-Ebene rechteckig ausgestaltet sein. Dabei kann die Aussparung 221 unter einem beliebigen Winkel in der r-u-Ebene um die x-Achse gedreht auf dem Blendenelement 210 ausgebildet sein. Die erste Seitenwand 223 und/oder die zweite Seitenwand 224 und/oder die erste Querwand 225 und/oder die zweite Querwand 226 kann in der r-u-Ebene linear ausgestaltet sein, abhängig von der jeweiligen Ausgestaltung der Aussparung 221 in der r-u-Ebene. In wieder anderen Ausgestaltungen können auch die erste Querwand 225 und/oder die zweite Querwand 226 linear ausgestaltet und die erste Seitenwand 223 und/oder die zweite Seitenwand 224 in der r-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet sein. Wenn die Querwände 225, 226 linear ausgestaltet sind, so können die erste Querwand 225 und/oder die zweite Querwand 226 unter dem Winkel γ zur radialen Richtung r angeordnet sein. In allen Ausgestaltungen können die jeweiligen Kanten zwischen den Wänden 223, 224, 225, 226 und dem Aussparungsgrund 222 teilweise oder jeweils gerundet ausgebildet sein.
Wie zum Beispiel in der 5B dargestellt, weist die Aussparung 221 eine Tiefe T auf, welche zwischen der ersten Seitenfläche 240 und dem Aussparungsgrund 222 parallel zur axialen Richtung x gemessen wird. Die Aussparung 221 weist eine Tiefe T von mindestens 30 %, vorzugsweise von mindestens 60 %, der Dicke D des Plattenkörpers 230 auf. Die Tiefe T der Aussparung 221 beträgt maximal 90% der Dicke D des Plattenkörpers 230. Alternativ kann die Tiefe T maximal 70% der Dicke D des Plattenkörpers 230 betragen. Die Aussparung erstreckt sich nicht durch die gesamte Dicke D des Plattenkörpers 230 hindurch. In anderen Worten kann die Tiefe T zwischen mindestens 30% und maximal 95% der Dicke D des Plattenkörpers 230 betragen, vorzugsweise zwischen mindestens 60% und maximal 90% der Dicke D des Plattenkörpers 230.
In den 5A bis 5F ist eine zweite Ausführung der Aussparung 221 dargestellt. In der zweiten Ausführung weist die Aussparung 221 in der r-x-Ebene einen trapezförmigen Querschnitt auf. Außerdem ist die Aussparung 221 in der r-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet und weist in der x-u-Ebene einen rechteckigen Querschnitt auf. Dabei verläuft die erste Seitenwand 223 in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240, parallel zur axialen Richtung x. Die zweite Seitenwand 224 verläuft in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 unter einem Winkel β. In Ausgestaltungen kann die erste Seitenwand 223 in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 unter einem Winkel α verlaufen und/oder die zweite Seitenwand 224 kann in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 unter einem Winkel β verlaufen. In dieser Ausführung ist der Aussparungsgrund 222 flächig ausgebildet und verläuft parallel zur r-u-Ebene. Die Winkel α und β werden dabei zwischen der jeweiligen Seitenwand 223, 224 und der r-u-Ebene oder der Seitenfläche 240 gemessen. Für den Fall, dass beide Seitenwände 223, 224 unter einem Winkel α und β zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 verlaufen, so können diese Winkel auch verschiedene Werte annehmen. Der Winkel α kann insbesondere Werte zwischen 20° < α < 160° annehmen. Vorzugsweise kann der Winkel α Werte von α ≤ 90° annehmen. Der Winkel β kann insbesondere Werte zwischen 20° < β < 160° annehmen. Vorzugsweise kann der Winkel β Werte von β ≥ 90° annehmen. In Ausgestaltungen kann die Aussparung 221 auch in der r-u-Ebene und/oder in der x-u-Ebene einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.
In den 6A bis 7F ist eine dritte Ausführung der Aussparung 221 dargestellt. In der dritten Ausführung weist die Aussparung 221 in der r-x-Ebene einen dreieckigen Querschnitt auf. Außerdem ist die Aussparung in der r-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet. Die erste Seitenwand 223 verläuft in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 unter einem Winkel α oder parallel zur axialen Richtung x. Die zweite Seitenwand 224 verläuft in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 parallel zur axialen Richtung x, oder unter einem Winkel β. In Ausgestaltungen kann die erste Seitenwand 223 in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 unter einem Winkel α verlaufen und/oder die zweite Seitenwand 224 kann in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 unter einem Winkel β verlaufen. In dieser Ausführung ist der Aussparungsgrund 222 linear ausgebildet. Die Winkel α und β werden dabei zwischen der jeweiligen Seitenwand 223, 224 und der r-u-Ebene oder der Seitenfläche 240 gemessen. Für den Fall, dass beide Seitenwände 223, 224 unter einem Winkel α und β zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 verlaufen, können diese Winkel auch verschiedene Werte annehmen. Der Winkel α kann insbesondere Werte zwischen 20° < α < 160° annehmen. Vorzugsweise kann der Winkel α Werte von α ≤ 90° annehmen. Der Winkel β kann insbesondere Werte zwischen 20° < β < 160° annehmen. Vorzugsweise kann der Winkel β Werte von β ≥ 90° annehmen. In Ausgestaltungen kann die Aussparung 221 auch in der r-u-Ebene dreieckig ausgestaltet sein und/oder in der x-u-Ebene einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. Wie in den 6C und 7C zu sehen ist, ist die Seitenwand 223 in der x-u-Ebene zwischen erster und zweiter Querwand 225, 226 bogenförmig ausgebildet, insbesondere mit einer Krümmung in Richtung der axialen Richtung x (konvex), oder mit einer Krümmung entgegen der axialen Richtung x (konkav). Auch der linienförmige Aussparungsgrund 222 kann in der x-u-Ebene und/oder in der r-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet sein.
In den 8A bis 8F ist eine vierte Ausführung der Aussparung 221 dargestellt. In der vierten Ausführung weist die Aussparung 221 in der x-u-Ebene einen dreieckigen Querschnitt auf und ist in der r-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet. In der r-x-Ebene weist die Aussparung 221 einen rechteckigen Querschnitt auf. Die erste Querwand 225 verläuft in der x-u-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 unter einem Winkel σ. Die zweite Querwand 226 verläuft in der x-u-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 parallel zur axialen Richtung x. In Ausgestaltungen kann die erste Querwand 225 in der x-u-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 unter einem Winkel σ verlaufen und/oder die zweite Querwand 226 kann in der x-u-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 unter einem Winkel φ verlaufen. Der Aussparungsgrund 222 ist dabei linienförmig ausgestaltet. Die Winkel σ und φ werden dabei zwischen der jeweiligen Querwand 225, 226 und der r-u-Ebene gemessen. Für den Fall, dass beide Querwände 225, 226 unter einem Winkel σ und φ zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240 verlaufen, so können diese Winkel auch verschiedene Werte annehmen. Der Winkel σ kann insbesondere Werte zwischen 20° < σ < 160° annehmen. Vorzugsweise kann der Winkel σ Werte von σ ≤ 90° annehmen. Der Winkel φ kann insbesondere Werte zwischen 20° < φ < 160° annehmen. Vorzugsweise kann der Winkel φ Werte von φ ≥ 90° annehmen. In Ausgestaltungen kann die Aussparung 222 auch in der r-u-Ebene dreieckig ausgestaltet sein und/oder in der x-r-Ebene einen dreieckigen Querschnitt aufweisen.
In den 9A bis 9F ist eine fünfte Ausführung der Aussparung 221 dargestellt. In der fünften Ausführung ist die Aussparung 221 in der r-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet. In der r-x-Ebene verläuft der Aussparungsgrund 222 linear unter einem Winkel θ zur Seitenfläche 240. Der Winkel θ wird dabei zwischen der r-u-Ebene und dem Aussparungsgrund 222 gemessen. Der Winkel θ kann insbesondere Werte zwischen -90° < θ < 90° annehmen. Vorzugsweise kann der Winkel θ Werte von -60° < θ < 60° annehmen. In dieser Ausführung weist die Aussparung 221 in der r-x-Ebene einen trapezförmigen Querschnitt auf. Der Aussparungsgrund 222 kann auch in der x-u-Ebene linear unter einem Winkel zur r-u-Ebene verlaufen. Wie in 9C dargestellt, umfasst die zweite Querwand 226 ausgehend von der Seitenfläche 240 einen ersten Querwandabschnitt 227 und einen zweiten Querwandabschnitt 228. Der erste Querwandabschnitt 227 ist in der x-u-Ebene linear ausgestaltet und der zweite Querwandabschnitt 228 ist in der x-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet. Der zweite Querwandabschnitt 228 ist zwischen dem Aussparungsgrund 222 und dem ersten Querwandabschnitt 227 ausgebildet. Die zweite Querwand 226 kann auch in der r-u-Ebene und/oder in der r-x-Ebene derart ausgestaltet sein. In Ausführungen können auch die erste Querwand 225, die erste Seitenwand 223 und/oder die zweite Seitenwand 223 entsprechend ausgebildet sein.
In den 10A bis 10F ist eine sechste Ausführung der Aussparung 221 dargestellt. In der sechsten Ausführung ist die Aussparung 221 in der r-u-Ebene langlochförmig ausgestaltet. In der r-x-Ebene und in der x-u-Ebene weist die Aussparung 221 einen rechteckigen Querschnitt auf. Die erste Querwand 225 und die zweite Querwand 226 sind in der r-u-Ebene halbkreisförmig ausgestaltet und erstrecken sich zwischen der ersten Seitenwand 223 und der zweiten Seitenwand 224. Die beiden Seitenwände 223, 224 sind parallel zueinander ausgebildet. Die Aussparung 221 ist zudem in der r-u-Ebene bogenförmig ausgebildet sein, wobei die Seitenwände 223, 224 bogenförmig verlaufen. Wie in den 12A bis 12F dargestellt, kann die langlochförmige Aussparung 221 jedoch auch linear in der r-u-Ebene ausgestaltet sein, insbesondere wobei die beiden Seitenwände 223, 224 parallel zueinander und linear verlaufen.
In den 11A bis 11F ist eine siebte Ausführung der Aussparung 221 dargestellt. In der siebten Ausführung ist die Aussparung 221 in der r-u-Ebene kreisförmig ausgestaltet und weist in der r-x-Ebene und/oder der x-u-Ebene einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Aussparung verläuft dabei in einer Zylinderform von der Seitenfläche 240 bis zum Aussparungsgrund 222 parallel zur axialen Richtung x. In den 13A bis 13F ist die Aussparung 221 in der r-u-Ebene kreisförmig ausgestaltet, und weist in der r-x-Ebene und der x-u-Ebene einen halbkreisförmigen Querschnitt auf.
In den 14A bis 14F ist eine achte Ausführung der Aussparung 221 dargestellt. In der achten Ausführung ist die Aussparung 221 in der r-u-Ebene dreieckig ausgestaltet, weist in der r-x-Ebene einen trapezförmigen Querschnitt auf, und weist in der x-u-Ebene einen rechteckigen Querschnitt. Dabei laufen die erste Querwand 225 und/oder die zweite Querwand 226 unter einem Winkel δ, welcher zwischen der ersten Querwand 225 und/oder der zweiten Querwand 226 und der radialen Richtung r gemessen wird, zusammen. Der Winkel δ kann insbesondere Werte zwischen 0° < δ < 90° annehmen. Vorzugsweise kann der Winkel δ Werte von 10° < δ < 45° annehmen. Der Winkel kann dabei zwischen erster Querwand 225 und radialer Richtung r, und/oder zwischen zweiter Querwand 226 und radialer Richtung r, unterschiedlich oder gleich ausgebildet sein. Dabei entfällt die erste Seitenwand 223, diese kann lediglich in Linien- oder Punktform dargestellt werden (siehe 14F). Die in der r-u-Ebene dreieckig ausgestaltete Aussparung 221 kann jedoch auch beliebig um die axiale Richtung x gedreht vorgesehen sein. Die erste Querwand 225 und die zweite Querwand 225 verlaufen jeweils parallel zur axialen Richtung x zwischen Aussparungsgrund 222 und Seitenfläche 240. Die zweite Seitenwand 224 verläuft zwischen Seitenfläche 240 und Aussparungsgrund 222 unter einem Winkel β > 90°. In den 15A bis 15F ist die Aussparung 221 in der r-u-Ebene ebenfalls dreieckig ausgestaltet, ist zudem in der r-x-Ebene mehreckig ausgestaltet und in der x-u-Ebene rechteckig ausgestaltet. In der r-x-Ebene verläuft der Aussparungsgrund 222 unter einem Winkel θ < 0° und die erste Seitenwand 223 unter einem Winkel α = 90°. Dabei ist die erste Seitenwand 223 linienförmig ausgestaltet. Die zweite Seitenwand 224 verläuft unter einem Winkel β > 90°.
Die 16A bis 16F zeigen eine weitere Ausgestaltung des wirbelreduzierenden Merkmals 220. Das wirbelreduzierende Merkmal 220 ist als Abschrägung 250 auf dem Blendenelement 210 ausgebildet. Die Abschrägung 250 verläuft in der x-u-Ebene linear zwischen der ersten Seitenkante 232 und der zweiten Seitenkante 233 unter einem Winkel λ. Wenn die Mehrzahl an Blendenelementen 210 in Umfangsrichtung 26 angeordnet sind, dann kann aufgrund der Abschrägung 250 zwischen jeweils benachbarten Blendenelementen 210 die Seitenkante 232 in axialer Richtung 22 über die Abschrägung 250 hinausragen und somit eine Kante bilden, die im Wesentlichen parallel oder unter einem Winkel zur r-x-Ebene verläuft. Diese Kante zwischen den Blendenelementen 210 kann eine Wirbelbildung reduzieren. Der Winkel λ wird zwischen der Abschrägung 250 und der r-u-Ebene gemessen. Die Abschrägung 250 weist dabei an der zweiten Seitenkante 233 eine Dicke D1 auf, gemessen parallel zur axialen Richtung x, und an der ersten Seitenkante die Dicke D2 auf. Die Abschrägung 250 kann jedoch auch an der ersten Seitenkante 232 die Dicke D aufweisen, wobei gilt D > D2 > D1. In der r-x-Ebene weist die Abschrägung 250 einen linearen Querschnitt auf, wobei die Abschrägung 250 parallel zur r-u-Ebene verläuft. In Ausgestaltungen kann die Abschrägung 250 in der r-x-Ebene unter einem Winkel zur r-u-Ebene verlaufen. Wie zum Beispiel in den 16A und 16F dargestellt ist, weist die Abschrägung 250 eine Seitenwand 251 auf, die sich zwischen erster Seitenkante 232 und zweiter Seitenkante 233 erstreckt. Zudem erstreckt sich die Seitenwand 251 zwischen der Seitenfläche 240 und der Abschrägung 250 parallel zur axialen Richtung x. Die Seitenwand 251 ist in der r-u-Ebene bogenförmig ausgebildet und weist eine Krümmung in radiale Richtung r auf. Die Abschrägung 250 wird durch die erste Seitenkante 232, die zweite Seitenkante 232, die Innenkante 231 und die Seitenwand 251 begrenzt. Die Seitenwand kann in der r-u-Ebene im Wesentlichen parallel zur Innenkante 231 verlaufen. In Ausgestaltungen kann die Seitenwand 251 in der r-u-Ebene auch linear verlaufen. Die Seitenwand kann ebenfalls zu einer Reduktion der Wirbelbildung beitragen.
Auch wenn in den 4A bis 16F verschiedene Ausgestaltungen und Ausführungen des wirbelreduzierenden Merkmals 220 dargestellt sind und oben beschrieben wurden, so können auch mehrere der Ausgestaltungen und/oder Ausführungen auf einem Blendenelement 210 angeordnet sein. Beispielsweise kann auf einem Blendenelement 210 eine erste Aussparung mit einer bogenförmigen Form in der r-u-Ebene und eine zweite Aussparung mit einer kreisförmigen Form ausgebildet sein. In Ausgestaltungen können auch mehrere Aussparungen, zum Beispiel zwei, drei, vier, fünf oder mehrere, der gleichen Ausführung und/oder in unterschiedlicher Ausführung auf einem Blendenelement 210 angeordnet sein. Sind mehrere Aussparungen vorgesehen, so können diese getrennt voneinander angeordnet sein. In anderen Worten sind diese Aussparungen dann durch eine Wand voneinander separiert. Natürlich kann auch auf einem Blendenelement 210 eine oder mehrere Aussparungen 221, sowie eine oder mehrere Abschrägungen 250 vorgesehen sein. Ist jedoch auf den Blendenelementen 210 genau ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 angeordnet, so kann auch lediglich eine Aussparung 221 oder eine Abschrägung 250 auf einem Blendenelement 210 angeordnet sein.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, so weist der Verstellmechanismus 200 den Lagerring 260 auf, in dem die Blendenelemente 210 drehbar gelagert sind. Im eingebauten/montierten Zustand des Verstellmechanismus 200 im Verdichter 300, insbesondere stromaufwärts des Verdichterrads 310, ist der Lagerring 260 in der axialen Richtung 22 zwischen der Mehrzahl an Blendenelementen 210 und dem Verdichterrad 310 angeordnet. Dabei ist der Lagerring 260 in Kontakt mit der Strömung. Wie in der 3 gezeigt ist, weist der Lagerring 260 ein wirbelreduzierendes Merkmal 280 auf. Anhand des wirbelreduzierenden Merkmals 280 im Lagerring 260 kann eine Wirbelbildung zwischen Blendenelementen und Verdichterrad reduziert oder beseitigt werden, was eine Lärmreduktion zur Folge hat. Außerdem kann eine strukturelle Ermüdung des Verdichterrads 310 reduziert werden, da weniger Vibrationen auftreten. In Ausgestaltungen (wie in den 2 und 3 gezeigt) kann das wirbelreduzierende Merkmal 280 im Lagerring 260 und das wirbelreduzierende Merkmal 220 in den Blendenelementen 210 vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, dass nur das wirbelreduzierende Merkmal 280 im Lagerring 260 oder nur das wirbelreduzierende Merkmal 220 in den Blendenelementen 210 vorgesehen ist. Das wirbelreduzierende Merkmal 280 umfasst zumindest eine Aussparung 281, die sich von einer Innenkante 263 des Lagerrings 260 in radialer Richtung 24 in den Lagerring 260 erstreckt. Dabei können mehrere Aussparungen 281 vorgesehen sein, die voneinander beabstandet an der Innenkante 263 angeordnet sind. Die Aussparungen 281 können dabei gleichmäßig in der Umfangsrichtung 26 angeordnet, und/oder in Gruppen angeordnet und/oder mit unterschiedlichen Abständen angeordnet sein. Die zumindest eine Aussparung 281 kann gemäß einer oder mehrerer der Ausführungen/Ausgestaltungen der Aussparung 221 ausgebildet sein. Dabei ist sinngemäß zu beachten, dass sich die zumindest eine Aussparung 281 nicht in die axiale Richtung x, sondern in die radiale Richtung 24 von der Innenkante 263 in den Lagerring 260 erstreckt. Zudem weisen die Seitenwände der Aussparung 280, die an der Innenkante 263 angrenzen, eine dem Verlauf der Innenkante 263 entsprechende Krümmung auf.
Anstatt Aussparungen 281 an der Innenkante 263 des Lagerrings 260 vorzusehen, kann in einer anderen Ausgestaltung das wirbelreduzierende Merkmal 280 zumindest einen Vorsprung umfassen, der sich von der Innenkante 263 des Lagerrings 260 in die radiale Richtung 24 zur Achse 22 hin erstreckt (in den FIGS. nicht gezeigt). Das wirbelreduzierende Merkmal 280 kann auch mehrere Vorsprünge, zum Beispiel zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr, umfassen, die in Umfangsrichtung 26 an der Innenkante 263 des Lagerrings 260 angeordnet und voneinander beabstandet sind. Die Vorsprünge können dabei mit verschiedenen Formen ausgeführt sein, zum Beispiel einem Kubus, Quader, Pyramide, Pyramidenstumpf, Konus, Zylinder, Parallelepiped, oder mehreckigen Prismen. In dieser Ausgestaltung ist der Lagerring 260 bzgl. des Verdichtereinlasses 322 in radialer Richtung 24 zurückgesetzt angeordnet. In anderen Worten weist in dieser Ausgestaltung der Lagerring 260 einen Innendurchmesser auf, der größer ist als ein Innendurchmesser des Verdichtereinlasses 322. Der zumindest eine Vorsprung kann sich ausgehend von der Innenkante 263 des Lagerrings 260 in der radialen Richtung 24 bis zum Innendurchmesser des Verdichtereinlasses 322 erstrecken. Durch die zumindest eine Aussparung 281 oder den zumindest einen Vorsprung an der Innenkante 263 des Lagerrings 260 kann eine Wirbelbildung reduziert oder verhindert werden.
Wie oben beschrieben, so kann in einer alternativen Ausführung des Verstellmechanismus 200 der Lagerring 260 entfallen (nicht in den FIGS. gezeigt). In solch einer Ausführung können die Blendenelemente 210 direkt in dem Verdichtergehäuse 320 (bzw. in der koaxialen Vertiefung 328) drehbar gelagert sein. Insbesondere können die Blendenelemente 210 dabei im Gehäuseteil 150 gelagert sein. Im eingebauten/montierten Zustand des Verstellmechanismus 200 im Verdichter 300 ist der Verstellring 270 in der axialen Richtung 22 zwischen der Mehrzahl an Blendenelementen 210 und dem Verdichterrad 310 angeordnet und kann mit der Strömung in Kontakt sein. Dabei kann der Verstellring 270 als Übertragungsring zwischen den Blendenelementen 210 ausgebildet sein. In dieser Ausführung kann der Verstellring 270 ein wirbelreduzierendes Merkmal umfassen. Das wirbelreduzierende Merkmal kann zumindest eine Aussparung umfassen, die sich von einer Innenkante des Verstellrings 270 in radialer Richtung 24 in den Verstellring 270 erstreckt. An der Innenkante des Verstellrings 270 können auch mehrere Aussparungen vorgesehen sein, die in Umfangsrichtung 26 voneinander beabstandet sind. Die Aussparungen können dabei gleichmäßig über den Umfang der Innenkante verteilt sein. Alternativ oder zusätzlich können die Aussparungen in Gruppen über den Umfang der Innenkante des Verstellrings 270 angeordnet sein. Die Aussparungen können dabei gemäß den Ausführungen der Aussparung 221 ausgebildet sein, wobei sich jedoch die Aussparungen nicht in die axiale Richtung, sondern in die radiale Richtung 24 erstrecken. Zudem weisen die Seitenwände der Aussparung, die an der Innenkante des Verstellrings 270 angrenzen, eine dem Verlauf der Innenkante entsprechende Krümmung auf.
Anstatt Aussparungen an der Innenkante des Verstellrings 270 vorzusehen, kann in einer anderen Ausgestaltung das wirbelreduzierende Merkmal zumindest einen Vorsprung umfassen, der sich von einer Innenkante des Verstellrings 270 in die radiale Richtung 24 zur Achse 22 hin erstreckt. Das wirbelreduzierende Merkmal kann auch mehrere Vorsprünge, zum Beispiel zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr, umfassen, die in Umfangsrichtung 26 an der Innenkante des Verstellrings 270 angeordnet und voneinander beabstandet sind. Die Vorsprünge können dabei mit verschiedenen Formen ausgeführt sein, zum Beispiel einem Kubus, Quader, Pyramide, Pyramidenstumpf, Konus, Zylinder, Parallelepiped, oder mehreckigen Prismen. In dieser Ausgestaltung ist der Verstellring 270 bzgl. des Verdichtereinlasses 322 in radialer Richtung zurückgesetzt angeordnet. In anderen Worten weist in dieser Ausgestaltung der Verstellring 270 einen Innendurchmesser auf, der größer ist als ein Innendurchmesser des Verdichtereinlasses 322. Der zumindest eine Vorsprung kann sich ausgehend von der Innenkante des Verstellrings 270 in der radialen Richtung 24 bis zum Innendurchmesser des Verdichtereinlasses 322 erstrecken. Durch die zumindest eine Aussparung oder den zumindest einen Vorsprung an der Innenkante des Verstellrings 270 kann eine Wirbelbildung reduziert oder verhindert werden.
Wie in der 3 dargestellt, umfasst der Verdichtereinlass 322 die Innenumfangsfläche 323. Dabei kann die Innenumfangsfläche 323 ein wirbelreduzierendes Merkmal 330 aufweisen. Im eingebauten/montierten Zustand des Verstellmechanismus 200 ist in der axialen Richtung 22 ist das wirbelreduzierende Merkmal 330 zwischen dem Verdichterrad 310 und dem Verstellmechanismus 200 angeordnet. Durch das wirbelreduzierende Merkmal 330 kann eine Wirbelbildung reduziert oder verhindert werden, was eine Lärmreduktion zur Folge hat. Außerdem kann eine strukturelle Ermüdung des Verdichterrads 310 reduziert werden, da weniger Vibrationen auftreten. Das wirbelreduzierende Merkmal 330 umfasst zumindest eine Aussparung 331, die sich von der Innenumfangsfläche 323 in der radialen Richtung 24 in das Verdichtergehäuse 320 erstreckt. An der Innenumfangsfläche 323 des Verdichtereinlasses 322 können auch mehrere Aussparungen 331 vorgesehen sein, die in Umfangsrichtung 26 voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Aussparungen 331 können dabei gleichmäßig in der Umfangsrichtung 26 angeordnet, und/oder in Gruppen angeordnet und/oder mit unterschiedlichen Abständen angeordnet sein. Die zumindest eine Aussparung 331 kann gemäß einer oder mehrerer der Ausgestaltungen der Aussparung 221 ausgebildet sein. Dabei ist sinngemäß zu beachten, dass sich die zumindest eine Aussparung 331 nicht in die axiale Richtung x, sondern in die radiale Richtung 24 von der Innenumfangsfläche 323 des Verdichtereinlasses 322 in das Verdichtergehäuse 320 erstreckt. Zudem weisen die Seitenwände der Aussparung 331, die an der Innenumfangsfläche 323 angrenzen, eine dem Verlauf der Innenumfangsfläche 323 entsprechende Krümmung auf.
Obwohl in dieser Offenbarung ein wirbelreduzierendes Merkmal 220 in einem oder mehreren oder allen der Blendenelemente 210, ein wirbelreduzierendes Merkmal im Verstellring 270, ein wirbelreduzierendes Merkmal 280 im Lagerring 260 und/oder ein wirbelreduzierendes Merkmal 330 im Verdichtergehäuse 320 (insbesondere in der Innenumfangsfläche 323 des Verdichtergehäuses 320) beschrieben wurde, so kann in Ausgestaltungen lediglich nur eines dieser wirbelreduzierenden Merkmale vorhanden sein, oder alle dieser wirbelreduzierenden Merkmale vorhanden sein, oder diese wirbelreduzierenden Merkmale in beliebiger Kombination vorhanden sein. In anderen Worten kann in Ausgestaltungen das wirbelreduzierende Merkmal 330 in der Innenumfangsfläche 323 und/oder das wirbelreduzierende Merkmal 280 im Lagerring 260 und/oder das wirbelreduzierende Merkmal im Verstellring 270 und/oder das wirbelreduzierende Merkmal 220 in den Blendenelementen vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, dass nur das wirbelreduzierende Merkmal 330 in der Innenumfangsfläche 323 oder nur das wirbelreduzierende Merkmal 280 im Lagerring 260 oder nur das wirbelreduzierende Merkmal im Verstellring 270 oder nur das wirbelreduzierende Merkmal 220 in den Blendenelementen vorgesehen ist. In anderen Worten können die jeweiligen Ausgestaltungen unabhängig voneinander vorgesehen sein, wobei sie jeweils eine Wirbelbildung reduzieren oder beseitigen, und somit Lärm bzw. Vibrationen reduzieren können. Für den Fall, dass kein Lagerring 260 vorgesehen ist und die Blendenelemente im Verdichtergehäuse 300 oder im Gehäuseteil 150 gelagert sind, so kann auch kein wirbelreduzierendes Merkmal 280 vorgesehen sein. Ist der Lagerring 260 vorgesehen, und der Verstellring 270 nicht mit der Strömung in Kontakt und auch nicht zwischen den Blendenelementen 210 und dem Verdichterrad 310 angeordnet (wie in den 2 und 3 gezeigt), dann ist auch kein wirbelreduzierendes Merkmal im Verstellring 270 vorgesehen.
Obwohl die vorliegende Erfindung oben beschrieben wurde und in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, sollte verstanden werden, dass die Erfindung alternativ auch entsprechend der folgenden Ausführungsformen definiert werden kann:

1. Verstellmechanismus (200) zum variablen Verstellen eines Einlassquerschnitts (321) eines Verdichtereinlasses (322), umfassend:
- eine Mehrzahl an drehbar gelagerten Blendenelementen (210), die in einer Umfangsrichtung (26) angeordnet und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verstellbar sind,
- dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Blendenelement (210) der Mehrzahl an Blendenelementen (210) ein wirbelreduzierendes Merkmal (220) aufweist.
2. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Blendenelement (210) der Mehrzahl an Blendenelementen (210) ein wirbelreduzierendes Merkmal (220) aufweist.
3. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Blendenelement (210) der Mehrzahl an Blendenelementen (210), das ein wirbelreduzierendes Merkmal (220) umfasst, genau ein wirbelreduzierendes Merkmal (220) aufweist.
4. Verstellmechanismus nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Blendenelement (210) der Mehrzahl an Blendenelementen (210) einen Plattenkörper (230) mit einer ersten Seitenfläche (240) aufweist, wobei das wirbelreduzierende Merkmal (220) auf der ersten Seitenfläche (240) angeordnet ist.
5. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal (220) eine Aussparung (221) umfasst, die in dem Blendenelement (210) ausgebildet ist.
6. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Blendenelement (210) eine radiale Richtung (r), eine Umfangsrichtung (u), die senkrecht zur radialen Richtung (r) liegt, und eine axiale Richtung (x), die senkrecht zur radialen Richtung (r) und zur Umfangsrichtung (u) liegt, umfasst.
7. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) in der Umfangsrichtung (u) länger ausgestaltet ist als in der radialen Richtung (r), insbesondere um mindestens 30%, vorzugsweise um mindestens 50%.
8. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 6 oder Ausführungsform 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) in der r-u-Ebene rechteckig ausgestaltet ist.
9. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 6 oder Ausführungsform 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) in der r-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet ist.
10. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) einen Aussparungsgrund (222), eine erste Seitenwand (223), eine zweite Seitenwand (224), eine erste Querwand (225) und eine zweite Querwand (226) umfasst, wobei die Aussparung durch die Wände (223, 224, 225, 226) und den Aussparungsgrund (222) begrenzt wird.
11. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) eine Tiefe (T) von mindestens 30 %, vorzugsweise von mindestens 60%, der Dicke (D) des Plattenkörpers (230) aufweist, wobei die Tiefe (T) zwischen der ersten Seitenfläche (240) und dem Aussparungsgrund (222) parallel zur axialen Richtung (x) gemessen wird.
12. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) in der r-x-Ebene einen rechteckigen Querschnitt aufweist und/oder dass die Aussparung (221) in der x-u-Ebene einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
13. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Blendenelement (210), insbesondere der Plattenkörper (230), eine Innenkante (231), eine erste Seitenkante (232) und eine zweite Seitenkante (233) aufweist.
14. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seitenwand (223) parallel zur zweiten Seitenwand (224) verläuft und/oder die zweite Seitenwand (224) parallel zur Innenkante (231) verläuft und/oder die erste Seitenwand (223) parallel zur Innenkante (231) verläuft.
15. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 13 oder Ausführungsform 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Querwand (225) parallel zur zweiten Querwand (226) verläuft und/oder die erste Querwand (225) parallel zur ersten Seitenkante (232) verläuft und/oder die zweite Querwand (226) parallel zur zweiten Seitenkante (233) verläuft.
16. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussparungsgrund (222) flächig ausgebildet ist und parallel zur r-u-Ebene verläuft.
17. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) in der r-x-Ebene einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, insbesondere wobei die erste Seitenwand (223) in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund (222) und Seitenfläche (240) unter einem Winkel α verläuft und/oder wobei die zweite Seitenwand (224) in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund (222) und Seitenfläche (240) unter einem Winkel β verläuft.
18. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) in der r-x-Ebene einen dreieckigen Querschnitt aufweist, insbesondere wobei die erste Seitenwand (223) in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund (222) und Seitenfläche (240) unter einem Winkel α verläuft und/oder wobei die zweite Seitenwand (224) in der r-x-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund (222) und Seitenfläche (240) unter einem Winkel β verläuft.
19. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussparungsgrund (222) in der x-u-Ebene einen bogenförmigen Querschnitt aufweist.
20. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) in der x-u-Ebene einen dreieckigen Querschnitt aufweist, insbesondere wobei die erste Querwand (225) in der x-u-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund (222) und Seitenfläche (240) unter einem Winkel σ verläuft und/oder wobei die zweite Querwand (226) in der x-u-Ebene linear zwischen Aussparungsgrund (222) und Seitenfläche (240) unter einem Winkel φ verläuft.
21. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussparungsgrund (222) in der r-x-Ebene linear unter einem Winkel θ zur Seitenfläche (240) verläuft.
22. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Querwand (226) ausgehend von der Seitenfläche (240) einen ersten Querwandabschnitt (227) und einen zweiten Querwandabschnitt (228) umfasst, insbesondere wobei der erste Querwandabschnitt in der x-u-Ebene linear ausgestaltet ist und wobei der zweite Querwandabschnitt (228) in der x-u-Ebene bogenförmig ausgestaltet ist.
23. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 5 bis 7 und 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) in der r-u-Ebene langlochförmig ausgestaltet ist.
24. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 5 bis 7 und 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung in der r-u-Ebene kreisförmig ausgestaltet ist.
25. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung in der r-x-Ebene und/oder in der x-u-Ebene einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
26. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung in der r-u-Ebene dreieckig ausgestaltet ist, und in der r-x-Ebene einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, und in der x-u-Ebene einen rechteckigen Querschnitt ausweist.
27. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass in der r-x-Ebene der Aussparungsgrund (222) unter einem Winkel θ < 0° verläuft und die erste Seitenwand (223) unter einem Winkel α = 90° verläuft und die zweite Seitenwand (224) unter einem Winkel β > 90° verläuft.
28. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal (220) als Abschrägung (250) auf dem Blendenelement (210) ausgebildet ist, insbesondere wobei die Abschrägung (250) in der x-u-Ebene linear zwischen der ersten Seitenkante (232) und der zweiten Seitenkante (233) unter einem Winkel λ verläuft.
29. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, weiterhin umfassend einen Verstellring (270), wobei die Mehrzahl an Blendenelementen (210) operativ mit dem Verstellring (270) gekoppelt sind, insbesondere wobei der Verstellring (270) mehrere in Umfangsrichtung (26) verteilte Koppelaussparungen (271) zur Kopplung mit den Blendenelementen (210) umfasst.
30. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring (270) ein wirbelreduzierendes Merkmal umfasst.
31. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 30, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal zumindest eine Aussparung umfasst, die sich von einer Innenkante des Verstellrings (270) in radialer Richtung (24) in den Verstellring (270) erstreckt.
32. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 30, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal zumindest einen Vorsprung umfasst, der sich von einer Innenkante des Verstellrings (270) in die radiale Richtung (24) zur Achse (22) hin erstreckt.
33. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der Ausführungsformen 29 bis 32, weiterhin umfassend eine Betätigungseinrichtung (10) mit einem Gehäuseteil (150) und einer Hebelgruppe mit einem Lagerabschnitt (120), einem Antriebsabschnitt (110) und einem Abtriebsabschnitt (130), wobei der Abtriebsabschnitt (130) ausgelegt ist auf einer ersten Seite (157) des Gehäuseteils (150) mit dem Verstellring (270) des Verstellmechanismus (200) gekoppelt zu werden, und wobei der Antriebsabschnitt (110) auf einer zweiten Seite (159) des Gehäuseteils (150) mit einer Aktuatorstange koppelbar ist, wobei die Hebelgruppe (100) über den Lagerabschnitt (120) in dem Gehäuseteil (150) drehbar gelagert ist.
34. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring (270) zumindest eine Blendenaussparung (272) und bevorzugt genau eine Blendenaussparung (272) zum Koppeln mit der Hebelgruppe (100) umfasst.
35. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, weiterhin umfassend einen Lagerring (260), in dem die Blendenelemente (210) drehbar gelagert sind, oder, wobei die Blendenelemente (210) in einem Verdichtergehäuse (320) drehbar gelagert sind.
36. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (260) ein wirbelreduzierendes Merkmal (280) aufweist.
37. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 36, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal (280) zumindest eine Aussparung (281) umfasst, die sich von einer Innenkante (263) des Lagerrings (260) in radialer Richtung (24) in den Lagerring (260) erstreckt.
38. Verstellmechanismus (200) nach Ausführungsform 36, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal (280) zumindest einen Vorsprung umfasst, der sich von einer Innenkante (263) des Lagerrings (260) in die radiale Richtung (24) zur Achse (22) hin erstreckt.
39. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, wobei die Mehrzahl an Blendenelementen (210) jeweils einen Lagerzapfen (261) umfassen, über den sie zwischen der ersten Position und der zweiten Position verstellbar sind.
40. Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, wobei die Mehrzahl an Blendenelementen (210) jeweils ein Koppelelement (262) umfassen, über die sie mit Koppelaussparungen (271) im Verstellring (270) operativ gekoppelt sind.
41. Verdichter (300) umfassend:
- ein Verdichtergehäuse (320) und ein darin angeordnetes Verdichterrad (310), wobei das Verdichtergehäuse (320) einen Verdichtereinlass (322) mit einem Einlassquerschnitt (321) und einen Verdichterauslass (324) mit einer Verdichtervolute (326) umfasst,
- gekennzeichnet durch einen Verstellmechanismus (200) nach irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, wobei durch den Verstellmechanismus (200) der Einlassquerschnitt (321) des Verdichtereinlasses (322) variabel verstellbar ist.
42. Verdichter (300) nach Ausführungsform 41, wobei das wirbelreduzierende Merkmal (220) in axialer Richtung (22) auf einer dem Verdichterrad (310) zugewandten Seite der Mehrzahl an Blendenelementen (210) angeordnet ist, insbesondere wobei die Seitenfläche (240) dem Verdichterrad (310) zugewandt ist.
43. Verdichter (300) nach Ausführungsform 41 oder Ausführungsform 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichtereinlass (322) eine Innenumfangsfläche (323) umfasst, wobei die Innenumfangsfläche (323) ein wirbelreduzierendes Merkmal (330) aufweist, insbesondere wobei in der axialen Richtung (22) das wirbelreduzierende Merkmal zwischen dem Verdichterrad (310) und dem Verstellmechanismus (200) angeordnet ist.
44. Verdichter (300) nach Ausführungsform 43, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal (330) zumindest eine Aussparung (331) umfasst, die sich von der Innenumfangsfläche (323) in der radialen Richtung (24) in das Verdichtergehäuse (320) erstreckt.
45. Verdichter (300) nach irgendeiner der Ausführungsformen 41 bis 44, wobei der Verstellmechanismus (200) den Einlassquerschnitt (321) in der ersten Position der Blendenelemente (210) freigibt und in der zweiten Position der Blendenelemente (210) verringert.
46. Verdichter (300) nach irgendeiner der Ausführungsformen 41 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (150) als Einlassstutzen des Verdichtergehäuses (320) dient und verdichtereinlassseitig an einer Anflanschfläche (327) des Verdichtergehäuses (320) angebracht ist.
47. Verdichter (300) nach irgendeiner der Ausführungsformen 41 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtergehäuse (320) eine den Verdichtereinlass (322) koaxial umgebende Vertiefung (328) zur Aufnahme der Blendenelemente (210), des Verstellrings (270) und optional des Lagerrings (260) aufweist.
48. Verdichter (300) nach irgendeiner der Ausführungsformen 41 bis 47, weiterhin umfassend einen Aktuator mit einer Aktuatorstange, über die der Aktuator mit der Hebelgruppe (100) gekoppelt ist.
49. Aufladevorrichtung (400) für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle, umfassend:
- eine Antriebseinheit (410) und eine Welle (420),
- gekennzeichnet durch einen Verdichter (300) nach irgendeiner der Ausführungsformen 41 bis 48, wobei das Verdichterrad (310) des Verdichters (300) über die Welle (420) mit der Antriebseinheit (410) gekoppelt ist.
50. Aufladevorrichtung (400) nach Ausführungsform 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (410) eine Turbine und/oder einen Elektromotor umfasst.

Claims

Verstellmechanismus (200) zum variablen Verstellen eines Einlassquerschnitts (321) eines Verdichtereinlasses (322), umfassend: eine Mehrzahl an drehbar gelagerten Blendenelementen (210), die in einer Umfangsrichtung (26) angeordnet und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Blendenelement (210) der Mehrzahl an Blendenelementen (210) ein wirbelreduzierendes Merkmal (220) aufweist.
Verstellmechanismus (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Blendenelement (210) der Mehrzahl an Blendenelementen (210) ein wirbelreduzierendes Merkmal (220) aufweist, insbesondere wobei jedes Blendenelement (210) der Mehrzahl an Blendenelementen (210) genau ein wirbelreduzierendes Merkmal (220) aufweist.
Verstellmechanismus nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Blendenelement (210) der Mehrzahl an Blendenelementen (210) einen Plattenkörper (230) mit einer ersten Seitenfläche (240) aufweist, wobei das wirbelreduzierende Merkmal (220) auf der ersten Seitenfläche (240) angeordnet ist, insbesondere wobei jedes Blendenelement (210) eine radiale Richtung (r), eine Umfangsrichtung (u), die senkrecht zur radialen Richtung (r) liegt, und eine axiale Richtung (x), die senkrecht zur radialen Richtung (r) und zur Umfangsrichtung (u) liegt, umfasst.
Verstellmechanismus (200) nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal (220) eine Aussparung (221) umfasst, die in dem Blendenelement (210) ausgebildet ist.
Verstellmechanismus (200) nach Anspruch 3 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (221) in der Umfangsrichtung (u) länger ausgestaltet ist als in der radialen Richtung (r), insbesondere um mindestens 30%, vorzugsweise um mindestens 50%, und/oder wobei die Aussparung (221) eine Tiefe (T) von mindestens 30 %, vorzugsweise von mindestens 60%, der Dicke (D) des Plattenkörpers (230) aufweist.
Verstellmechanismus (200) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal (220) als Abschrägung (250) auf dem Blendenelement (210) ausgebildet ist, insbesondere wobei die Abschrägung (250) in der x-u-Ebene linear zwischen einer ersten Seitenkante (232) und einer zweiten Seitenkante (233) des Blendenelements (210) unter einem Winkel λ verläuft.
Verstellmechanismus (200) nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend einen Verstellring (270), wobei die Mehrzahl an Blendenelementen (210) operativ mit dem Verstellring (270) gekoppelt sind.
Verstellmechanismus (200) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring (270) ein wirbelreduzierendes Merkmal umfasst, insbesondere wobei das wirbelreduzierende Merkmal zumindest eine Aussparung umfasst, die sich von einer Innenkante des Verstellrings (270) in radialer Richtung (24) in den Verstellring (270) erstreckt, oder, dass das wirbelreduzierende Merkmal zumindest einen Vorsprung umfasst, der sich von einer Innenkante des Verstellrings (270) in die radiale Richtung (24) zur Achse (22) hin erstreckt.
Verstellmechanismus (200) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin umfassend einen Lagerring (260), in dem die Blendenelemente (210) drehbar gelagert sind, wobei der Lagerring (260) ein wirbelreduzierendes Merkmal aufweist, oder, wobei die Blendenelemente (210) in einem Verdichtergehäuse (320) drehbar gelagert sind.
Verstellmechanismus (200) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal (280) zumindest eine Aussparung (281) umfasst, die sich von einer Innenkante (263) des Lagerrings (260) in radialer Richtung (24) in den Lagerring (260) erstreckt, oder, dass das wirbelreduzierende Merkmal (280) zumindest einen Vorsprung umfasst, der sich von einer Innenkante (263) des Lagerrings (260) in die radiale Richtung (24) zur Achse (22) hin erstreckt.
Verdichter (300) umfassend: ein Verdichtergehäuse (320) und ein darin angeordnetes Verdichterrad (310), wobei das Verdichtergehäuse (320) einen Verdichtereinlass (322) mit einem Einlassquerschnitt (321) und einen Verdichterauslass (324) mit einer Verdichtervolute (326) umfasst, gekennzeichnet durch einen Verstellmechanismus (200) nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei durch den Verstellmechanismus (200) der Einlassquerschnitt (321) des Verdichtereinlasses (322) variabel verstellbar ist.
Verdichter (300) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal (210) in axialer Richtung (22) auf einer dem Verdichterrad (310) zugewandten Seite der Mehrzahl an Blendenelementen (210) angeordnet ist, insbesondere wobei die Seitenfläche (240) dem Verdichterrad (310) zugewandt ist.
Verdichter (300) nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichtereinlass (322) eine Innenumfangsfläche (323) umfasst, wobei die Innenumfangsfläche (323) ein wirbelreduzierendes Merkmal (330) aufweist, insbesondere wobei in der axialen Richtung (22) das wirbelreduzierende Merkmal (330) zwischen dem Verdichterrad (310) und dem Verstellmechanismus (200) angeordnet ist.
Verdichter (300) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wirbelreduzierende Merkmal (330) zumindest eine Aussparung (331) umfasst, die sich von der Innenumfangsfläche (323) in der radialen Richtung (24) in das Verdichtergehäuse (320) erstreckt.
Aufladevorrichtung (400) für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle, umfassend: eine Antriebseinheit (410) und eine Welle (420), gekennzeichnet durch einen Verdichter (300) nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Verdichterrad (310) des Verdichters (300) über die Welle (420) mit der Antriebseinheit (410) gekoppelt ist.
Aufladevorrichtung (400) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (410) eine Turbine und/oder einen Elektromotor umfasst.