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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Seitenkanalverdichter mit einem Hohlvolumen und Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem zur Förderung und/oder Verdichtung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff.
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Stand der Technik
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Im Fahrzeugbereich spielen neben flüssigen Kraftstoffen in Zukunft auch gasförmige Kraftstoffe eine zunehmende Rolle. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb müssen Wasserstoffgasströme gesteuert werden. Die Gasströme werden hierbei nicht mehr diskontinuierlich, wie bei der Einspritzung von flüssigem Kraftstoff gesteuert, sondern es wird das Gas aus mindestens einem Hochdrucktank entnommen und über eine Zuströmleitung eines Mitteldruckleitungssystems an eine Ejektoreinheit geleitet. Diese Ejektoreinheit führt das Gas über eine Verbindungsleitung eines Niederdruckleitungssystems zu einer Brennstoffzelle. Nachdem das Gas durch eine Brennstoffzelle geströmt ist wird es über eine Rückführleitung zurück zur Ejektoreinheit geführt. Dabei kann der Seitenkanalverdichter zwischengeschaltet werden, der die Gasrückführung strömungstechnisch und effizienztechnisch unterstützt. Zudem werden Seitenkanalverdichter zur Unterstützung des Strömungsaufbaus im Brennstoffzellenantrieb eingesetzt, insbesondere bei einem (Kalt)-Start des Fahrzeugs nach einer gewissen Standzeit. Das Antreiben dieser Seitenkanalverdichter erfolgt üblicherweise über Elektromotoren, die beim Betrieb in Fahrzeugen über die Fahrzeugbatterie mit Spannung versorgt werden.
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Aus der
DE 10 2018 204 713 A1 ist ein Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem bekannt, bei dem ein gasförmiges Medium, insbesondere Wasserstoff, gefördert und/oder verdichtet wird. Der Seitenkanalverdichter weist dabei Der aus der
DE 10 2018 204 713 A1 bekannte Seitenkanalverdichter kann gewisse Nachteile aufweisen.
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Der Seitenkanalverdichter weist dabei einen Antrieb mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, insbesondere einem elektrischen Passivteil und/oder einen Rotor, auf. Dabei kann das elektrische Passivteil und/oder der Rotor beispielsweise von einem Spalttopf zumindest nahezu vollständig umschlossen sein. Aufgrund der Bauweise des Seitenkanalverdichters mit dem Spalttopf weist das elektrische Passivteil dabei ein Hohlvolumen auf. In dieses Hohlvolumen kann sich eine kritische Gasmenge aufgrund von außen eindringendem Wasserstoff bilden, der sich mit der schon im Hohlvolumen vorhandenen Luft mischt, wobei ein entzündliches Wasserstoff-Sauerstoff Gemisch ausbilden kann. Dabei kann der Wasserstoff durch den Spalttopf und/oder teile eines Gehäuses in den Bereich des Hohlvolumens diffundieren. Dieses Wasserstoff-Sauerstoff kann sich aufgrund eines Funkenschlags aus den elektrischen oder elektronischen Bauteilen entzünden und den Seitenkanalverdichter beschädigen. Auch kann es zu einer Wasserstoffversprödung der an das Hohlvolumen angrenzenden Bauteile kommen, wie beispielsweise elektrischer Verkabelungen zum Passivteil. Dies kann dann wiederum zu einem Ausfall des Antriebs und/oder zu einem Ausfall des gesamten Seitenkanalverdichters führen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Seitenkanalverdichter mit einem Hohlvolumen funktionell und/oder im Hinblick auf deren Herstellung zu verbessern.
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Bezugnehmend auf Anspruch 1 ist die Aufgabe bei einem Verfahren zum Herstellen des Seitenkanalverdichters mit dem Hohlvolumen dadurch gelöst, dass das Hohlvolumen zumindest nahezu vollständig mit einer Vergussmasse gefüllt ist, wobei die Vergussmasse Kunststoff aufweist. Auf diese Weise kann zum einen eine das Hohlvolumen derart nahezu vollständig mit der Vergussmasse verfüllt werden, dass sich im Bereich des Hohlvolumens kein Sauerstoff und/oder Wasserstoff ansammeln kann. Dabei wird beispielsweise eine Reduzierung des Hohlvolumens auf eine unkritische Gasmenge bei einer Diffusion von Wasserstoff durch einen Spalttopf und/oder ein Gehäuse durch den Einsatz der Vergussmasse herbeigeführt. Zum anderen kann durch den Einsatz der Vergussmasse eine Kapselung der Bauteile eines Antriebs und/oder eines Passivteils erzielt werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlvolumen mit einer Vorvergussmasse ausgespritzt wird, bevor eine Nachvergussmasse in das Hohlvolumen vergossen wird. Auf diese Weise kann die Vergussmasse zum einen möglichst gut in alle Bereiche der innenliegenden Oberflächen des Hohlvolumens und/oder des Bereichs eines Antriebs-Gehäuses vordringen, der beispielsweise auch komplex und/oder verwinkelt ausgeprägt sein kann. Nach dem Aushärten der Vorvergussmasse kann die Nachvergussmasse in die schon im Hohlvolumen befindliche Vorvergussmasse vergossen werden. Dabei können die Vorvergussmasse und die Nachvergussmasse in das Hohlvolumen eingebracht werden, nachdem die Verkabelung des Passivteils zu einer Energiequelle außerhalb des Antriebs-Gehäuses angebracht ist. Somit kann eine verbesserte Kapselung der elektrischen Bauteile des Passivteils erzielt werden. Darüber hinaus können die Montagekosten reduziert werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse und/oder die Vorvergussmasse und/oder die Nachvergussmasse aus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit gebildet ist. Hohe thermische Leitfähigkeit bedeutet in diesem Zusammenhang, dass in die jeweilige Vergussmasse eingebrachte Wärmeenergie schnell von dieser aufgenommen und weitertransportiert wird. Dabei kann die, aufgrund von elektrischen und/oder elektronischen Verlusten des Passivteils und/oder aufgrund von Reibungsverlusten in den beweglichen Teilen des Seitenkanalverdichters, auftretende Wärmeenergie, insbesondere vom Passivteil und Rotor, über die jeweilige Vergussmasse in Richtung einer Drehachse von diese Bauteilen abgeführt werden und von der jeweiligen Vergussmasse auf das Antriebs-Gehäuse und von dort an die Umgebung abgeführt werden. Auf diese Weise kann einem Überhitzen des Antriebs, insbesondere des Passivteils und des Rotors, aber auch des gesamten Seitenkanalverdichters vorgebeugt werden und somit die Lebensdauer des Seitenkanalverdichters erhöht werden.
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Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse und/oder die Vorvergussmasse und/oder die Nachvergussmasse aus einem Material mit einem hohen elektrischen Widerstand gebildet ist. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse und/oder die Vorvergussmasse und/oder die Nachvergussmasse aus einem Material mit einem hohen elektrischen Widerstand gebildet ist. Hoher elektrischer Widerstand bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Material, aus dem die Vergussmasse und/oder die Vorvergussmasse und/oder die Nachvergussmasse gebildet ist, im Betrieb des Seitenkanalverdichters einen unerwünschten Kurzschluss oder elektrischen Überschlag verhindert. Zu diesem Zweck ist die jeweilige Vergussmasse zum Beispiel aus einem speziellen Epoxidharz, insbesondere einem gefüllten Epoxidharz, gebildet. Mittels der Verhinderung des Kurzschlusses oder des elektrischen Überschlags kann in vorteilhafter Weise ein Ausfall des Seitenkanalverdichters und/oder eines Gesamtsystems Brennstoffzelle verhindert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse und/oder die Vorvergussmasse und/oder die Nachvergussmasse aus einem Material aus einem Material mit einem hohen Festigkeitswert und/oder einer hohen Steifigkeit gebildet ist. Auf diese Weise kann eine höhere mechanische Belastbarkeit des Seitenkanalverdichters, des Passivteils, des Antriebs-Gehäuses und der jeweiligen Vergussmasse erzielt werden. Darüber hinaus kann die Bauteilfestigkeit des Passivteils, des Antriebs-Gehäuses und der jeweiligen Vergussmasse erzielt werden. Somit kann die Lebensdauer des Seitenkanalverdichters verbessert, sprich erhöht werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse und/oder die Vorvergussmasse und/oder die Nachvergussmasse aus einem geräuschdämmenden Material gebildet ist, wobei das Material eine höhere Schallabsorption bietet. Auf diese Weise können Vibrationen von Bauteilen innerhalb des Antriebs-Gehäuses und/oder innerhalb des Gehäuses gedämpft werden, aber auch Vibrationen des jeweiligen Gehäuses selbst. Somit werden Beschädigungen durch Vibration an den jeweiligen Bauteilen und dem jeweiligen Gehäuse reduziert wodurch die Ausfallwahrscheinlichkeit des Seitenkanalverdichters reduziert werden kann. Darüber hinaus kann der vorhandene Schallpegel des Antriebs und/oder des Seitenkanalverdichters im Betrieb, insbesondere bei hohen Drehzahlen oder im Eigenfrequenzbereich bestimmter Bauteile, erheblich reduziert werden. Dies wiederum führt zu einem besseren Geräuschverhalten des Gesamtfahrzeugs und ein angenehmeres Kundenerlebnis beim Fahren aufgrund des gesenkten Geräuschpegels.
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Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse und/oder die Vorvergussmasse und/oder die Nachvergussmasse zumindest nahezu undurchlässig für Wasserstoff ist. Auf diese Weise kann eine verbesserte Kapselung der Bereich des Antriebs durch die jeweilige Vergussmasse gegenüber eindringendem Wasserstoff, insbesondere von außen, erzielt werden. Damit wird verhindert, dass der Wasserstoff bis zu den metallischen, elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen des Antriebs, des Passivteils oder des Rotors vordringt und diese schädigt. Zudem kann die Kapselung des Antriebs und/oder des Passivteils und/oder des Rotors mittels der jeweiligen Vergussmasse in einer kompakten Bauweise umgesetzt werden, so dass keine oder nur minimale konstruktive Änderungen an dem Antrieb und/oder dem Seitenkanalverdichter vorgenommen werden müssen. Dabei kann die erfindungsgemäße und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung in einer kostengünstigen Weise umgesetzt werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren den Seitenkanalverdichter mit dem Hohlvolumen eines elektrischen Passivteils, wobei das Hohlvolumen zumindest nahezu vollständig mit der Vergussmasse gefüllt ist, wobei die Vergussmasse Kunststoff aufweist. Mittels dieses Seitenkanalverdichters können alle vorherig aufgeführten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des Seitenkanalverdichters realisiert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Seitenkanalverdichters ist das elektrische Passivteil in einem Antriebs-Gehäuse mit Kühlrippen angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich der Vorteil erzielen, dass Abwärme aus dem Antrieb und/oder dem Seitenkanalverdichter aufgrund der vergrößerten Oberfläche des Antriebs-Gehäuses schnell an die Umgebungsluft abgegeben werden kann und sich somit die Kühlleistung der Oberfläche des Antriebs-Gehäuses erhöhen lässt.
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Somit kann die Ausfallwahrscheinlichkeit des Antriebs und/oder des Seitenkanalverdichters reduziert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
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Figurenliste
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
- 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 3 einen in 1 mit IV bezeichneten Ausschnitt des Antriebs-Gehäuses mit einer in einem Hohlvolumen befindlichen Verdichtermasse,
- 4 eine vereinfachte Darstellung eines Ablaufplans zur Veranschaulichung des beanspruchten Verfahrens.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Seitenkanalverdichter 1 weist dabei ein Verdichterrad 2 auf, das insbesondere als geschlossenes scheibenartiges Verdichterrad 2 ausgebildet ist und um eine horizontal verlaufende Drehachse 4 drehbar in einem Gehäuse 3 gelagert ist. Dabei dient ein Antrieb 6, insbesondere ein elektrischer Antrieb 6, als Drehantrieb 6 des Verdichterrads 2. Dabei weist der Antrieb 6 ein elektrisches Passivteil 12 und einen Rotor 10 auf, die in diesem ersten Ausführungsbeispiels koaxial zueinander umlaufend um die Drehachse 4 verlaufen. Dabei kann das elektrische Passivteil 12 als ein Stator 12 mit einer Statorspule ausgebildet sein. Der Antrieb 6 kann dabei als ein radialer Innenläufer-Elektromotor 6 ausgeführt sein, wobei der Antrieb 6, insbesondere der Rotor 10, über eine Antriebswelle 21 mit dem Verdichterrad 2 verbunden ist, wobei die Antriebswelle 21, das Verdichterrad 2 und der Rotor 10 drehbar um die Drehachse 4 gelagert sind und wobei jeweils der Rotor 10 und das Verdichterrad 2 formschlüssig, stoffschlüssig oder kraftschlüssig mit der Antriebswelle 21 verbunden sind.
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Weiterhin kann der Antrieb 6 ein Antriebs-Gehäuse 24 aufweisen, wobei sich in dem Antriebs-Gehäuse 24 die Komponenten Rotor 10 und elektrisches Passivteil 12 befinden. Dabei weist das Antriebs-Gehäuse 24 mehrere Kühlrippen 33 aufweisen, insbesondere an seiner außenliegenden Oberfläche. Das Gehäuse 3 umfasst ein Gehäuse-Oberteil 7 und ein Gehäuse-Unterteil 8, die miteinander verbunden sind. Das Verdichterrad 2 ist dabei drehfest auf der Antriebswelle 21 angeordnet und wird vom Gehäuse-Oberteil 7 und dem Gehäuse-Unterteil 8 umschlossen.
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Das Verdichterrad 2 weist eine Aussparung auf, durch die die Antriebswelle 21 gesteckt ist und wobei das Verdichterrad 2 beispielsweise mittels eines Pressverbands mit der Antriebswelle 21 verbunden ist. Des Weiteren bildet das Verdichterrad 2 eine sich außenseitig an die Naben-Scheibe 13 anschließende mindestens eine Förderzelle 28 aus. Diese mindestens eine Förderzelle 28 des Verdichterrads 2 verläuft umlaufend um die Drehachse 4 in dem umlaufenden Verdichterraum 30 des Gehäuses 3. Weiterhin ist in 1 im Bereich der Förderzelle 28 die geschnittene Kontur eines Schaufelblattes 5 zu sehen. Dieses Schaufelblatt 5 kann eine V-förmige Kontur aufweisen. Des Weiteren wird die jeweilige Förderzelle 28 in Rotationsrichtung des Verdichterrads 2 von zwei Schaufelblättern 5 begrenzt, wobei eine Anzahl von Schaufelblättern 5 umlaufend um die Drehachse 4 am Verdichterrad 2 radial zur Drehachse 4 angeordnet sind.
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Das Gehäuse 3, insbesondere das Gehäuse-Oberteil 7 und/oder das Gehäuse-Unterteil 8, weist im Bereich des Verdichterraums 30 mindestens einen umlaufenden Seitenkanal 19 auf. Dabei verläuft der Seitenkanal 19 derart im Gehäuse 3 in Richtung der Drehachse 4, dass dieser axial zur Förderzelle 28 einseitig oder beidseitig verläuft. Der Seitenkanal 19 kann dabei zumindest in einem Teilbereich des Gehäuses 3 umlaufend um die Drehachse 4 verlaufen, wobei in dem Teilbereich, in dem der Seitenkanal 19 im Gehäuse 3 nicht ausgebildet ist, ein Unterbrecher-Bereich im Gehäuse 3 ausgebildet ist.
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Zudem ist die Antriebswelle 21 mittels mindestens eines Lagers 27, bei dem es sich jeweils um Wälzlager 27 handeln kann, insbesondere jeweils um ein Kugellager 27, im Gehäuse 3 gelagert. Der Antrieb 6 ist dabei mit dem Gehäuse 3, insbesondere dem Gehäuse-Oberteil 7, verbunden. Dabei ist der Antrieb 6 von dem Antriebs-Gehäuse 24 umgeben, wobei der Antrieb 6 mittels des Antriebs-Gehäuses 24 mit dem Gehäuse 3 verbunden sein, insbesondere mit dem Gehäuse-Oberteil 7, indem der Antrieb 6 mit mindestens einer Stirnfläche an einer Stirnfläche des Gehäuses 3 axial zur Drehachse 4 anliegt.
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Weiterhin bildet das Gehäuse 3, insbesondere das Gehäuse-Unterteil 8, eine Gas-Einlassöffnung 14 und eine Gas-Auslassöffnung 16 aus. Dabei sind die Gas-Einlassöffnung 14 und die Gas-Auslassöffnung 16, insbesondere über den mindestens einen Seitenkanal 19, fluidisch miteinander verbunden. Dabei erhöht sich mit fortschreitendem Umlauf von der Gas-Einlassöffnung 14 zur Gas-Auslassöffnung 16 in einer Drehrichtung des Verdichterrads 2 die Verdichtung und/oder der Druck und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Mediums in der Förderzelle 28, insbesondere in den Förderzellen 28 des Verdichterrads 2 und in den Seitenkanälen 19. Dabei wird das gasförmige Medium nach erfolgtem Durchlauf durch die Gas-Auslassöffnung 16 des Seitenkanalverdichters 1 abgeleitet und strömt in einer Ausströmrichtung, insbesondere in Richtung einer Strahlpumpe eines Brennstoffzellensystems, aus. Durch den Unterbrecher-Bereich wird eine Trennung einer Druckseite und einer Saugseite bewirkt, wobei sich die Saugseite im Bereich der Gas-Einlassöffnung 14 befindet und die Druckseite im Bereich der Gas-Auslassöffnung 16 befindet.
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Vom Antrieb 6 wird ein Drehmoment auf das Verdichterrad 2 übertragen. Dabei wird das Verdichterrad 2 in Rotationsbewegung versetzt und die Förderzelle 28 bewegt sich in einer Rotationsbewegung umlaufend um die Drehachse 4 durch den Verdichterraum 30 im Gehäuse 3 in Richtung der Drehrichtung. Dabei wird ein schon im Verdichterraum 30 befindliches gasförmiges Medium durch die Förderzelle 28 mitbewegt und dabei gefördert und/oder verdichtet. Zudem findet eine Bewegung des gasförmigen Mediums, insbesondere ein Strömungsaustausch, zwischen der Förderzelle 28 und dem mindestens einen Seitenkanal 19 statt. Des Weiteren ist der Seitenkanalverdichter 1 über die Gas-Einlassöffnung 14 und die Gas-Auslassöffnung 16 mit einem Brennstoffzellensystem verbunden, wobei das gasförmige Medium, bei dem es sich insbesondere um ein unverbrauchte Rezirkulationsmedium aus einer Brennstoffzelle handelt, über die Gas-Einlassöffnung 14 in den Verdichterraum 30 des Seitenkanalverdichters 1 ein und/oder wird dem Seitenkanalverdichter 1 zugeführt und/oder wird aus dem Bereich, der der Gas-Einlassöffnung 14 vorgelagert ist, angesaugt. Dabei wird das gasförmige Medium nach erfolgtem Durchlauf durch die Gas-Auslassöffnung 16 des Seitenkanalverdichters 1 abgeleitet.
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In 1 ist weiterhin gezeigt, dass das Passivteil 12 den Rotor 10 umgibt, wobei sich ein zumindest nahezu vollständig koaxial zum Stator 12 und Rotor 10 und rotationssymmetrisch um die Drehachse 4 verlaufendes Kapselungs-Element 18 zwischen dem Stator 12 und dem Rotor 10 befindet. Das Kapselungs-Element 18, das insbesondere als ein Spalttopf 18 ausgeführt ist, verläuft dabei hülsenförmig umlaufend um die Drehachse 4 und umschließt den Rotor 10 zumindest nahezu vollständig. Der Spalttopf 18 befindet sich dabei in dem zwischen dem Stator 12 und Rotor 10 verlaufenden elektromagnetischen Luftspalt des Antriebs 6, wobei der Spalttopf 18 an seinem dem Verdichterrad 2 zugewandten Ende geöffnet ist und an seinem Verdichterrad 2 abgewandten Ende geschlossen ist. Dabei ist der Rotor 10 relativ zum Spalttopf 18 drehbar um die Drehachse 4 im Spalttopf 18 angeordnet, wobei insbesondere der Rotor 10 keinen Kontakt, insbesondere mechanischen Kontakt mit dem Spalttopf 18 hat. Des Weiteren steht der Spalttopf 18 in Richtung der Drehachse 4 mit einer Stirnfläche des GehäuseOberteils 7 in Anlage, wobei das Gehäuse-Oberteil 7 ein rotationsymmetrisch um die Drehachse 4 verlaufendes zapfenförmiges Element ausbildet, auf das der Spalttopf 18 in Richtung der Drehachse 4 aufgeschoben ist, wobei insbesondere der Innendurchmesser des Spalttopfes 18 zum Außendurchmesser des zapfenförmigen Elements eine Übermaßpassung ausbildet.
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In 1 ist zudem gezeigt, dass aufgrund der Bauweise des Seitenkanalverdichters 1 mit dem Spalttopf 18 das elektrische Passivteil 12 und/oder der Antrieb 6 ein Hohlvolumen 9 aufweist, insbesondere im Antriebs-Gehäuse 24. In erfindungsgemäßer Weise ist dabei das Hohlvolumen 9 mit einer Vorvergussmasse 13 ausgespritzt, bevor eine Nachvergussmasse 17 in das Hohlvolumen 9 vergossen wird. Dabei können die Vergussmasse 11 und/oder die Vorvergussmasse 13 und/oder die Nachvergussmasse 17 aus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit ausgebildet sein. Die Vergussmasse 11 und/oder die Vorvergussmasse 13 und/oder die Nachvergussmasse 17 kann aus einem Material mit einem hohen elektrischen Widerstand gebildet ist. Weiterhin kann die Vergussmasse 11 und/oder die Vorvergussmasse 13 und/oder die Nachvergussmasse 17 aus einem Material mit einem hohen Festigkeitswert und/oder einer hohen Steifigkeit gebildet sein. Dabei kann die Vergussmasse 11 und/oder die Vorvergussmasse 13 und/oder die Nachvergussmasse 17 aus einem geräuschdämmenden Material gebildet ist, wobei das Material eine höhere Schallabsorption bietet. Dabei ist die Vergussmasse 11 und/oder die Vorvergussmasse 13 und/oder die Nachvergussmasse 17 zumindest nahezu undurchlässig für Wasserstoff sind.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dabei ist der Antrieb 6 als ein Axialfeld-Elektromotor 6 ausgeführt ist, der das Passivteils 12 und den Rotor 10 aufweist, wobei das Passivteil 12 und der Rotor 10 scheibenförmig umlaufend um die Drehachse 4 ausgebildet sind und wobei das Passivteil 12 in Richtung der Drehachse 4 neben dem Rotor 10 angeordnet ist. Weiterhin kann der Rotor 10 mindestens den Permanentmagneten aufweisen. Das Kapselungs-Element 18 umschließt das Passivteils 12 nahezu vollständig umschließt und somit zu einem außenliegenden Bereich kapselt. Das Kapselungs-Element 18 weist dabei einen mindestens zweischichtigen Aufbau auf, wobei die erste Schicht aus einem elastisch verformbaren Material, insbesondere einem Elastomer, ausgeführt ist und die zweite Schicht aus Edelstahl ausgeführt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Kapselungs-Element 18 aus mindestens einem Elastomer Dichtelement mit einer aufgepressten Edelstahlkappe besteht, wodurch eine vereinfachte Montage ermöglicht wird.
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Wie in 2 dargestellt kann das Antriebs-Gehäuse 24 zweiteilig ausgebildet sein, mit einem hülsenförmig um die Drehachse 4 verlaufenden Element, welches an das Gehäuse 3 des Seitenkanalverdichters 1 angeschraubt werden kann, welche in Richtung der Drehachse 4 mit einem Deckelelement verschlossen werden kann. Zwischen dem Deckelelement und dem Passivteil 12 befindet sich dabei das Hohlvolumen 9, welches mit einer Vergussmasse 11 und/oder der Vorvergussmasse 13 und/oder der Nachvergussmasse 17 verfüllt ist. Dabei können auch elektrische Leitungen mit der jeweiligen Vergussmasse 11, 13, 17 zumindest teilweise umschlossen. Das Antriebs-Gehäuse 24 kann dabei Kühlrippen 33 aufweisen.
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3 zeigt einen in 1 mit IV bezeichneten Ausschnitt des Antriebs-Gehäuses 24 mit einem im Hohlvolumen 9 befindlichen Verdichtermasse 11. Dabei weist die Vergussmasse 11 die Vorvergussmasse 13 und die Nachvergussmasse 17 auf. Das Antriebs-Gehäuse 24 weist dabei Kühlrippen 33 auf. Dabei kann die Vorvergussmasse 13 durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des Seitenkanalverdichters 1 in einem ersten Schritt in das Hohlvolumen 9 eingespritzt. In beispielshafterweise wird dabei das Hohlvolumen 9 derart mit der Vorvergussmasse 13 ausgespritzt, dass sich die Vorvergussmasse 13 an der Innenoberfläche des Antriebs-Gehäuses 24 anlagert und dabei ein blasenförmiges Volumen mit einem Hohlraum im Inneren ausbildet. Dabei kann die Vorvergussmasse 13 gut in die komplexen Hohlräume im Inneren des Antriebs-Gehäuses 24 vordringen, so dass die Vorvergussmasse 13 zumindest nahezu das gleiche Volumen wie das Hohlvolumen 9 aufweist. In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Nachvergussmasse 17 in die Vorvergussmasse 13 vergossen, so dass der Innenraum der Vorvergussmasse 13 zumindest nahezu vollständig mit der Nachvergussmasse 17 gefüllt ist. Eine mögliche Öffnung in der Vorvergussmasse 13, die durch beispielsweise eine Einfülllanze zum Einbringen der Nachvergussmasse 17 in das Volumen der Vorvergussmasse 13 vorhanden ist, wird dabei im Nachgang, beispielsweise in einem dritten Schritt verschlossen, so dass die Nachvergussmasse 17 zumindest nahezu vollständig von der Vorvergussmasse 13 umschlossen wird.
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In 4 ist durch Rechtecke 51 bis 53 und dazwischen angeordnete Pfeile stark vereinfacht dargestellt, wie das zweistufige Verfahren zum Herstellen Seitenkanalverdichters 1 ablaufen kann. In einem ersten Verfahrensschritt 51 wird das Hohlvolumen 9 im Inneren des Antriebs-Gehäuses 24 mit der Vorvergussmasse 13 ausgespritzt. Bei diesem Ausspritzen des Hohlvolumen 9 wird eine dünnwandige Schicht mit einer Schichtdicke von zum Beispiel einem Millimeter gebildet, die die innenliegende Oberfläche von Teilen des Antriebs-Gehäuses 24 zumindest nahezu vollständig auskleidet und/oder bedeckt, insbesondere im Bereich des Hohlvolumens 9. In einem zweiten Verfahrensschritt 52 wird der mit der Vorvergussmasse 13 ausgespritzte Bereich des Antriebs-Gehäuses 24 mit der Nachvergussmasse 17 ausgefüllt und/oder die Nachvergussmasse 17 wird in die Vorvergussmasse 13 vergossen. In einem dritten Verfahrensschritt 53 wird nach Abschluss des Eingießens der Nachvergussmasse 17 in die Vorvergussmasse 13 eine möglicherweise vorhandene Öffnung in der Vorvergussmasse 13 verschlossen, so dass die Vorvergussmasse 13 und die Nachvergussmasse 17 eine stabile Einheit innerhalb des Hohlvolumens 9 ausbilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018204713 A1 [0003]
