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Title:
GAS SUPPLY APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/164932
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gas supply apparatus (1) having a driven shaft (2), which is rotatably mounted in a housing (5) using a bearing arrangement (4) which comprises at least two bearings (6, 7). In order to improve the gas supply apparatus (1) in respect of production and/or functionality, the housing (5) of the gas supply apparatus (1) comprises a bearing cartridge (40) having at least two bearing positions (8-11), which are accessible at the bearing cartridge (40) for processing of the bearing positions (8-11).

Inventors:
STOTZ INGO (DE)
LANG THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/087967
Publication Date:
August 26, 2021
Filing Date:
December 29, 2020
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F16C33/08; F16C17/04; F16C17/10; F16C33/14; F16C35/02; F16C37/00
Domestic Patent References:
WO2019078802A12019-04-25
Foreign References:
EP3098452A12016-11-30
EP2740951A12014-06-11
KR101206287B12012-11-29
DE102011087601A12013-06-06
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Claims:
Ansprüche

1. Gaszuführvorrichtung (1;60) mit einer angetriebenen Welle (2), die in einem Gehäuse (5) mit Hilfe einer Lageranordnung (4) drehbar gelagert ist, die mindestens zwei Lager (6,7) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) der Gaszuführvorrichtung (1;60) eine Lagerkartusche (40;50) mit mindestens zwei Lagerstellen (8-11) umfasst, die an der Lagerkartusche (40;50) zur Bearbeitung der Lagerstellen (8-11) zugänglich sind.

2. Gaszuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche (40;50) mindestens zwei Radiallagerstellen (8,9) und mindestens eine Axiallagerstelle (10,11) umfasst.

3. Gaszuführvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche (40;50) zur Darstellung der Axiallagerstelle (10,11) mindestens eine axiale Planfläche (12,13) umfasst, die an der Lagerkartusche (40;50) zur Bearbeitung der Radiallagerstellen (8,9) und der axialen Planfläche (12,13) zugänglich ist.

4. Gaszuführvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche (40;50) der Gaszuführvorrichtung (1;60) einen hülsenartigen Grundkörper (20;43) umfasst.

5. Gaszuführvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige Grundkörper (20;43) mit mindestens zwei kreisringscheibenartigen Lagerkörpern (15,16;45,44) kombiniert ist, die zur Darstellung der Radiallagerstellen (8,9) dienen.

6. Gaszuführvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige Grundkörper (20) mehrteilig ausgeführt ist und zwei hülsenartige Teilkörper (21,22) mit einander zugewandten Flanschbereichen umfasst, die zur Darstellung von zwei Axiallagerstellen (10,11) dienen.

7. Gaszuführvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige Grundkörper (20; 43) mit einem dritten kreisringscheibenartigen Lagerkörper (23;46) kombiniert ist, der zur Darstellung der Axial lagerstelle (10) dient.

8. Gaszuführvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte kreisringscheibenartige Lagerkörper (23;46) durch einen Distanzring (25) von einem vierten kreisringscheibenartigen Lagerkörper (24;47) beabstandet ist, der zur Darstellung einer zweiten Axiallagerstelle (11) dient. 9. Gaszuführvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche (40;50) einen Statoraufnahmeraum (19) umfasst.

10. Gaszuführvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche (40;50) ein Kühlsystem (32) umfasst.

Description:
Beschreibung

Titel

Gaszuführvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Gaszuführvorrichtung mit einer angetriebenen Welle, die in einem Gehäuse mit Hilfe einer Lageranordnung drehbar gelagert ist, die mindestens zwei Lager umfasst.

Stand der Technik

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2011 087 601 Al offenbart einen Turboverdichter, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, mit einem Verdichterrad, das drehfest auf einer Welle angeordnet ist, wobei die Welle in einem Gehäuse mittels mindestens eines hydrodynamischen oder hydrostatischen Gleitlagers drehbar gelagert, wobei in dem Gleitlager als Flüssigkeit zur Reibwertminderung Wasser vorgesehen ist.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gaszuführvorrichtung mit einer angetriebenen Welle, die in einem Gehäuse mit Hilfe einer Lageranordnung drehbar gelagert ist, die mindestens zwei Lager umfasst, herstellungstechnisch und/oder funktionell zu verbessern.

Die Aufgabe ist bei einer Gaszuführvorrichtung mit einer angetriebenen Welle, die in einem Gehäuse mit Hilfe einer Lageranordnung drehbar gelagert ist, die mindestens zwei Lager umfasst, dadurch gelöst, dass das Gehäuse der Gaszuführvorrichtung eine Lagerkartusche mit mindestens zwei Lagerstellen umfasst, die an der Lagerkartusche zur Bearbeitung der Lagerstellen zugänglich sind. So können die Lagerstellen an der Lagerkartusche besonders vorteilhaft in einer Aufspannung bearbeitet werden, bevor Lager an den bearbeiteten Lagerstellen der bearbeiteten Lagerkartusche montiert werden. Die Lagerstellen können nicht nur zur Aufnahme von Lagern verwendet werden. Die Lagerstellen können auch zur Darstellung der Lager selbst genutzt werden. Die Lagerstellen haben zum Beispiel die Gestalt von geraden Kreiszylindermantelflächen. Bei der Gaszuführvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Luftzuführvorrichtung in einem Brennstoffzellensystem. Die Gaszuführvorrichtung kann aber auch zum Zuführen, insbesondere zum Verdichten, anderer Medien, wie Kältemitteln oder Prozessgasen für die chemische Industrie, dienen. Die Luftzuführvorrichtung wird insbesondere in einem Brennstoffzellensystem eingesetzt, um Luft, die einem Brennstoffzellenstack zugeführt wird, zu verdichten. Bei den verwendeten Lagern handelt es sich zum Beispiel um Gaslager, insbesondere um Luftlager. Derartige Lager eignen sich besonders vorteilhaft zur Lagerung von Wellen, die sich im Betrieb extrem schnell drehen. Solche Wellen werden beispielsweise in Turboverdichtern benötigt, wie sie insbesondere zur Verdichtung von Luft für aufgeladene Verbrennungsmotoren oder für Brennstoffzellen Anwendung finden. Dabei sind auf oder an der Welle meist weitere Bauteile montiert, beispielsweise Turbinenlaufräder oder Verdichterlaufräder, die verkürzt auch als Turbinenräder oder Verdichterräder bezeichnet werden. Darüber hinaus kann die Welle vorteilhaft mit einem Rotor einer elektrischen Maschine kombiniert sein, der innerhalb eines Stators in der Lagerkartusche drehbar ist. Durch die Bearbeitung der Lagerstellen an der Lagerkartusche vorzugsweise in nur einer Aufspannung können die später eingesetzten Lager mit deutlich größerer Genauigkeit koaxial in dem Gehäuse positioniert werden. So kann die Welle, insbesondere ein mit Welle kombinierter Rotor, genauer positioniert werden, was sich in einem verbesserten Gesamtwirkungsgrad der Gas-, insbesondere Luftzuführvorrichtung niederschlägt. Zudem ergeben sich Performancevorteile weiterer an der Welle angebrachter Komponenten. So können durch die Bearbeitung der Lagerstellen an der Lagerkartusche kleinere Laufspalttoleranzen für die Verdichterlaufräder oder Turbinenlaufräder realisiert werden, die an der Welle angebracht sind. Die Lagerkartusche kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. An der Lagerkartusche werden besonders vorteilhaft sowohl Radiallagerstellen als auch mindestens eine Axiallagerstelle vorgesehen. Insbesondere bei den im Fokus der beanspruchten Gas-, insbesondere Luftzuführvorrichtung stehenden Gaslagern, die zum Beispiel als Kippsegmentlager oder Folienlager ausgeführt sind, aber auch bei anderen Formen von Gleitlagern, wie Spiralrillenlagern, können speziell am Axiallager große Vorteile erzielt werden, da dessen Funktion maßgeblich durch die Parallelität mindestens einer rotierenden Fläche zu einer stehenden Fläche bestimmt wird. Am Axiallager ergeben sich unter anderem folgende Vorteile: Mehr Tragkraft, geringere Verluste beziehungsweise kleinere Lager, also eine geringere Rotormasse beziehungsweise ein geringeres Trägheitsmoment. So kann vorteilhaft besser beschleunigt und gebremst werden. Der Antrieb der Welle erfolgt vorzugsweise über eine in die Lagerkartusche integrierte elektrische Maschine. Alternativ oder zusätzlich kann die Welle aber auch über eine Turbine angetrieben werden. Darüber hinaus kann die Welle auch über Reibräder, Getriebe, Ketten oder Riementriebe angetrieben werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche mindestens zwei Radiallagerstellen und mindestens eine Axiallagerstelle umfasst. Zur Darstellung der Radiallagerstellen hat die Lagerkartusche in den entsprechenden Bereichen im Wesentlichen die Gestalt von geraden Kreiszylindermantelflächen. Mit den mindestens zwei Radiallagerstellen und der mindestens einen Axiallagerstelle kann die Welle stabil in der Lagerkartusche gelagert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche zur Darstellung der Axiallagerstelle mindestens eine axiale Planfläche umfasst, die an der Lagerkartusche zur Bearbeitung der Radiallagerstellen und der axialen Planfläche zugänglich ist. So kann eine gewünschte Rechtwinkligkeit der axialen Planfläche, die zur Darstellung einer Axiallagerfläche dient, zu einer gedachten Achse durch die Radiallager an den Radiallagerstellen viel genauer und mit relativ geringem Aufwand realisiert werden als bei herkömmlichen Luftzuführvorrichtungen. Durch die Zugänglichkeit sowohl der Radiallagerstellen als auch der axialen Planfläche an der Lagerkartusche kann die Bearbeitung in einer Aufspannung erfolgen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche der Gaszuführvorrichtung einen hülsenartigen Grundkörper umfasst. Der hülsenartige Grundkörper hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der hülsenartige Grundkörper als Rohrkörper ausgeführt und mit weiteren Komponenten kombiniert, um die Lagerstellen an der Lagerkartusche darzustellen. Die weiteren Komponenten, die vorzugsweise zur Darstellung der Lagerstellen dienen, können aber auch einstückig mit dem hülsenartigen Grundkörper verbunden sein.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige Grundkörper mit mindestens zwei kreisringscheibenartigen Lagerkörpern kombiniert ist, die zur Darstellung der Radiallagerstellen dienen. Radial außen sind die kreisringscheibenartigen Lagerkörper fest mit dem hülsenartigen Grundkörper verbunden. Die feste Verbindung zwischen den kreisringscheibenartigen Lagerkörpern und dem hülsenartigen Grundkörper kann stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig ausgeführt sein. Wie vorab beschrieben ist, können die kreisringscheibenartigen Lagerkörper aber auch einstückig mit dem hülsenartigen Grundkörper verbunden sein. Radial innen sind die Lagerstellen, insbesondere die Radiallagerstellen, an den kreisringscheibenartigen Lagerkörpern vorgesehen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige Grundkörper mehrteilig ausgeführt ist und zwei hülsenartige Teilkörper mit einander zugewandten Flanschbereichen umfasst, die zur Darstellung von zwei Axiallagerstellen dienen. Die beiden hülsenartigen Teilkörper haben im Wesentlichen die Gestalt von geraden Kreiszylindermänteln. An den einander zugewandten Flanschbereichen sind die hülsenartigen Teilkörper, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Distanzrings, fest miteinander verbunden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige Grundkörper mit einem dritten kreisringscheibenartigen Lagerkörper kombiniert ist, der zur Darstellung der Axiallagerstelle dient. Der dritte kreisringscheibenartige Lagerkörper kann radial genauso ausgerichtet sein wie die ersten beiden kreisringscheibenartigen Lagerkörper. Der dritte kreisringscheibenartige Lagerkörper kann aber auch anders ausgerichtet sein als die beiden anderen kreisringscheibenartigen Lagerkörper. Dabei ist der dritte kreisringscheibenartige Lagerkörper vorzugsweise radial nach außen gerichtet, wobei die ersten beiden kreisringscheibenartigen Lagerkörper radial nach innen gerichtet sind, jeweils bezogen auf den hülsenartigen Grundkörper.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der dritte kreisringscheibenartige Lagerkörper durch einen Distanzring von einem vierten kreisringscheibenartigen Lagerkörper beabstandet ist, der zur Darstellung einer zweiten Axiallagerstelle dient. Dadurch werden die Herstellung und die Montage der Gaszuführvorrichtung vereinfacht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche einen Statoraufnahmeraum umfasst. Der Statoraufnahmeraum dient zur Aufnahme eines Stators einer elektrischen Maschine, die dazu dient, die Welle anzutreiben. Der Stator umfasst zum Beispiel ein Blechpaket mit einer Drahtwicklung. Darüber hinaus kann der Stator eine isolierende Folie und eine Vergussmasse umfassen. Der Stator begrenzt radial innen einen Rotoraufnahmeraum für einen Rotor, der an der Welle angebracht ist. Stator und Rotor dienen zur Darstellung der elektrischen Maschine. Der Statoraufnahmeraum ist axial vorzugsweise zwischen den beiden Radiallagerstellen angeordnet. Der Statoraufnahmeraum umfasst mindestens ein Fenster, durch das der Stator in dem Statoraufnahmeraum montiert werden kann. Das Fenster erstreckt sich vorzugsweise in radialer Richtung in dem hülsenartigen Grundkörper der Lagerkartusche. Bei der elektrischen Maschine, welche die Welle antreibt, handelt es sich zum Beispiel um einen bürstenlosen Gleichstrommotor. Der vorzugsweise in die Welle integrierte Rotor umfasst mindestens einen Permanentmagneten. Der Permanentmagnet ist zum Beispiel in einer Hülse gehalten, die zwischen zwei Wellenstümpfen der Welle angeordnet ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche ein Kühlsystem umfasst. Das Kühlsystem umfasst zum Beispiel Kühlstrukturen, die radial außen an dem hülsenartigen Grundkörper vorgesehen ist. Die Kühlstrukturen umfassen zum Beispiel Kühlrippen, die radial außen von dem hülsenartigen Grundkörper der Lagerkartusche abstehen. Das Kühlsystem kann aber auch Kühlkanäle umfassen, die in der Lagerkartusche, zum Beispiel in dem hülsenartigen Grundkörper, angeordnet sind. Die Kühlkanäle können geschlossen oder offen ausgeführt sein. Je nach Ausführung, insbesondere bei einer offenen Ausführung der Kühlkanäle, ist der hülsenartige Grundkörper der Lagerkartusche vorteilhaft mit einer Hülse kombiniert, welche die Kühlkanäle begrenzt. Die Lagerkartusche mit dem hülsenartigen Grundkörper kann aber auch in einer entsprechenden Gehäuseausnehmung eines übergeordneten Gehäuses aufgenommen sein.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Brennstoffzellensystem mit einer vorab beschriebenen Gaszuführvorrichtung. Die insbesondere als Luftzuführvorrichtung ausgeführte Gaszuführvorrichtung dient in dem Brennstoffzellensystem zum Verdichten von Gas, insbesondere Luft, die einem Brennstoffzellenstack in dem Brennstoffzellensystem zugeführt wird. Das Abgas, das auch als Ablauft bezeichnet wird, das aus dem Brennstoffzellenstack austritt, kann vorteilhaft genutzt werden, um das Turbinenrad der Luftzuführvorrichtung anzutreiben. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Maschine verwendet werden, um das Verdichterrad der Gas-, insbesondere Luftzuführvorrichtung anzutreiben.

Bei einem Verfahren zum Bearbeiten einer vorab beschriebenen Gaszuführvorrichtung ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Lagerstellen der vormontierten Gehäusebaugruppe in einer Aufspannung bearbeitet werden. Dadurch wird die Positioniergenauigkeit der Welle, insbesondere eines Rotors an der Welle, deutlich verbessert. Nach der Bearbeitung der Lagerstellen kann die Endmontage erfolgen.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Lagerkartusche für eine vorab beschriebene Gaszuführvorrichtung. Die Lagerkartusche, bei einer mehrteiligen Ausführung der Lagerkartusche auch die einzelnen Komponenten der Lagerkartusche, ist beziehungsweise sind separat handelbar. 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.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer als Luftzuführvorrichtung ausgeführten Gaszuführvorrichtung mit einer angetriebenen Welle, die in einer Lagerkartusche drehbar gelagert ist, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Längsschnitt; die

Figuren 2 bis 5 ähnliche Darstellungen wie in Figur 1 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Luftzuführvorrichtung;

Figur 6 eine ähnliche Darstellung wie in Figur 1, wobei die Luftzuführvorrichtung eine elektrische Maschine zum Antreiben der Welle umfasst; und die

Figuren 7 bis 9 ähnliche Darstellungen wie in Figur 6 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Figuren 1 bis 9 sind verschiedene Ausführungsbeispiele einer Luftzuführvorrichtung 1; 60 schematisch im Längsschnitt dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden in den Figuren 1 bis 9 die gleichen Bezugszeichen verwendet. Zunächst wird auf die Gemeinsamkeiten in den verschiedenen Ausführungsbeispielen eingegangen. Danach werden die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen erläutert.

Die Luftzuführvorrichtung 1; 60 umfasst ein Antriebssystem mit einer angetriebenen Welle 2, die um eine Drehachse 3 drehbar ist. Die Luftzuführvorrichtung 1; 60 dient zum Beispiel in einem Brennstoffzellensystem zur Bereitstellung von verdichteter Luft für eine Brennstoffzelle. Ein Verdichterrad 41 ist in den Figuren links an einem Ende der Welle 2 befestigt. An einem in den Figuren rechten Ende der Welle 2 ist ein Turbinenrad 42 befestigt.

Die Welle 2 ist mit Hilfe einer Lageranordnung 4 in einem Gehäuse 5 der Luftzuführvorrichtung 1; 60 drehbar gelagert. Die Lageranordnung 4 umfasst zwei Lager 6, 7, die als Radiallager ausgeführt sind. Das Lager 6 ist an einer Lagerstelle 8, die als Radiallagerstelle ausgeführt ist, angeordnet. Das Lager 7 ist an einer Lagerstelle 9, die als Radiallagerstelle ausgeführt ist, angeordnet.

Die Luftzuführvorrichtung 1; 60 umfasst zusätzlich zu den als Radiallager ausgeführten Lagern 6, 7 zwei Axiallagerstellen 10, 11, die zur Darstellung von Axiallagern dienen. An den Axial lagerstellen 10, 11 ist zur Darstellung der Axiallager jeweils eine axiale Planfläche 12, 13 vorgesehen.

In den Figuren 1 bis 4 sind die Radiallagerstellen 8, 9 radial innen an Lagerkörpern 15, 16 ausgebildet. Die Lagerkörper 15, 16 haben im Wesentlichen die Gestalt von Kreisringscheiben, die einstückig mit einem hülsenartigen Grundkörper 20 verbunden sind.

An dem in den Figuren 1 bis 3 linken Ende des hülsenartigen Grundkörpers 20 ist ein dritter Lagerkörper 23 angeordnet. Der dritte Lagerkörper 23 hat ebenfalls die Gestalt einer Kreisringscheibe. Allerdings erstreckt sich der dritte kreisringscheibenartige Lagerkörper 23 radial nach außen und nicht, wie die Lagerkörper 15, 16 von dem hülsenartigen Grundkörper 20 radial nach innen.

Der kreisringscheibenartige Lagerkörper 23 ist ebenfalls einstückig mit dem hülsenartigen Grundkörper 20 verbunden.

Ein vierter kreisringscheibenartiger Lagerkörper 24 ist unter Zwischenschaltung eines Distanzrings 25 in axialer Richtung von dem dritten kreisringscheibenartigen Lagerkörper 23 beabstandet. Die Lagerkörper 23 und 24 sind zur Darstellung der axialen Lagerstelle 10, 11 mit jeweils einer axialen Planfläche 12, 13 ausgestattet. Der Distanzkörper 25 und der vierte Lagerkörper 24 können, anders als dargestellt, auch einstückig mit der Lagerkartusche 40 verbunden sein. Zur Abdichtung des Gehäuses 5, das mit der Lagerkartusche 40 dargestellt wird, dienen Dichtungen 26, 27, 28; 48, 49. Die Welle 2 mit den Rädern 41, 42 stellt einen Rotor 29 dar. Zur Darstellung der Axiallager ist der Rotor 29 mit einem Axialteller 30 kombiniert. Der Axialteller 30 ist, gegebenenfalls einstückig, mit der Welle 2 verbunden.

In Figur 2 ist die Lagerkartusche 40 im Unterschied zu Figur 1 noch mit einem Kühlsystem 32 kombiniert. Das Kühlsystem 32 umfasst Kühlkanäle 31, die mit Kühlrippen dargestellt sind. In Figur 2 sind die Kühlkanäle 31 radial außen offen. Die Kühlkanäle 31 können mit einer (in Figur 2 nicht dargestellten) Hülse geschlossen werden. Die Lagerkartusche 40 mit den radial nach außen offenen Kühlkanälen 31 kann aber auch in eine entsprechende Gehäusebohrung eingebaut werden.

In den Figuren 3 und 4 ist der hülsenartige Grundkörper 20 der Lagerkartusche 40 zweiteilig ausgeführt und umfasst zwei hülsenartige Teilkörper 21, 22. In Figur 3 sind die hülsenartigen Teilkörper 21, 22 an zwei aneinander liegenden Flanschbereichen 33, 34 miteinander verbunden.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Flanschbereiche 33, 34 der hülsenartigen Teilkörper 21, 22 der Lagerkartusche 40 in axialer Richtung durch den Distanzring 25 voneinander beabstandet. So können die Flanschbereiche 33, 34 vorteilhaft zur Darstellung der axialen Planflächen 12, 13 für die Axiallagerstellen 10, 11 genutzt werden.

Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Lagerkartusche 50, die nur im Halbschnitt dargestellt ist, einen hülsenartigen Grundkörper 43, der als Rohrkörper ausgeführt ist. Der hülsenartige oder rohrförmige Grundkörper 43 hat in Figur 5 einen konstanten Innendurchmesser, der genau gefertigt werden kann. Anders als dargestellt, kann der hülsenartige Grundkörper 43 auch einen in axialer Richtung variablen Innendurchmesser aufweisen. Der hülsenartige Grundkörper 43 ist mit vier kreisringscheibenartigen Lagerkörpern 44 bis 47 und den beiden Dichtungen 48, 49 kombiniert. Die Lagerkörper 44 und 45 dienen zur Darstellung der Radiallagerstellen 8, 9 für die Radiallager 6, 7. Die kreisringscheibenartigen Lagerkörper 46, 47 dienen zur Darstellung der axialen Planflächen 12, 13 für die Axiallager 10, 11.

In dem hülsenartigen Grundkörper 43 ist zwischen den Lagerkörpern 44, 45; 45, 46; 46, 47 jeweils ein Distanzring 51; 52; 53 angeordnet.

Die Lagerkörper 44 bis 47 können als eine Art planparallel geschliffenes Scheibenpaket hergestellt werden, die axial verspannt und/oder verschraubt sind. Hierbei können sehr geringe Toleranzen kostengünstig realisiert werden. Die Lagerkörper 44, 45, die auch als Lagerscheiben bezeichnet werden können, sollten eine hohe Genauigkeit im Durchmesser aufweisen, und zwar sowohl innen als auch außen. Die Lagerkörper 44 bis 47 sind zum Beispiel durch eine Presspassung mit dem hülsenartigen Grundkörper 43 verbunden, um die Lagerkartusche 40 darzustellen.

Die in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren 1 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen. Im Unterschied zu den Figuren 1 und 5 ist in den Figuren 6 und 7 eine elektrische Maschine in die Lagerkartusche 40; 50 integriert, die zur Darstellung des Gehäuses 5 dient. Die elektrische Maschine umfasst einen Stator 14 mit einem Blechpaket 17 und einer Statorwicklung 18. Der Stator 14 ist in einem Statoraufnahmeraum 19 der Lagerkartusche 40; 50 aufgenommen.

Der Statoraufnahmeraum 19 wird in Figur 6 radial außen von dem hülsenartigen Grundkörper 20 begrenzt. In axialer Richtung wird der Statoraufnahmeraum 19 von den beiden kreisringscheibenartigen Lagerkörpern 15, 16 begrenzt. In dem Stator 14 ist ein Permanentmagnet 35 drehbar angeordnet. Der Permanentmagnet 35 ist von einer Hülse 36 umgeben. Die Hülse 36 ist mit ihren einander abgewandten Enden an Wellenstümpfen 37, 38 befestigt, die zusammen mit dem Permanentmagneten 35 und der Hülse 36 die Welle 2 darstellen. Die Lagerkartusche 40; 50 der Luftzuführvorrichtung 60 umfasst in radialer Richtung mindestens ein Fenster, so dass der Stator 14 gefügt werden kann. Der Stator 14 kann dabei noch zusätzlich in einer Vergussmasse, die zur elektrischen Isolation dient, umgeben sein. Zum gleichen Zweck kann der Stator 14 mit Abschirmblechen umgeben sein.

Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel, das dem Ausführungsbeispiel in Figur 5 entspricht, wird der Statoraufnahmeraum 19 radial außen von dem Distanzring 51 begrenzt.

In Figur 8 ist die Luftzuführvorrichtung 60 im Unterschied zu Figur 6 ohne Turbinenlaufrad (42 in Figur 7) ausgeführt. Darüber hinaus sind an dem in Figur 8 linken Ende der Welle 2 zwei Verdichterräder 41, 54 befestigt. In Figur 9 ist an dem linken Ende der Welle 2 nur das Verdichterrad 41 angebracht. An dem in Figur 9 rechten Ende der Welle 2 ist das Turbinenrad 42 mit einem Verdichterrad 55 kombiniert.

Für die Lagerkartusche 40; 50 der Luftzuführvorrichtung 1; 60 ist irrelevant was die Laufräder an den Enden der Welle 2 machen. Das heißt, entweder kann man einen einstufigen Verdichter, einen zweiflutigen Verdichter oder einen Verdichter mit zusätzlicher Turbinenunterstützung haben. Auch turbinenseitig ist eine zweistufige oder zweiflutige Variante für bessere Turbinenunterstützung möglich. Dabei können die Laufräder auf einer Seite und/oder auf beiden Seiten angeordnet sein.