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Patent Searching and Data


Title:
NOISE REFLECTOR FOR A COMPRESSOR OF A TURBOMACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/090486
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a noise reflector (10) for a compressor of a turbomachine, in particular a turbocharger, having at least one form-locking element (18) extending in a longitudinal direction, by means of which the noise reflector (10) can be fastened to a housing part of the compressor in such a way that a form-locking connection is produced, the longitudinal direction of the form-locking element (18) extending in an axial direction.

Inventors:
CHEBLI ELIAS (DE)
KLIEWER ANDREAS (DE)
HEITZ GUILLAUME (DE)
SAUTER SIMON (DE)
BURNY DEREK A (US)
LÖFFLER PAUL (DE)
TRAISER HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/002665
Publication Date:
June 25, 2015
Filing Date:
September 30, 2014
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER AG (DE)
International Classes:
F04D29/42; F04D29/66
Foreign References:
DE102011109704A12013-02-07
DE102009019754A12010-11-04
DE102010021929A12011-12-01
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Claims:
Patentansprüche

1. Geräuschreflektor (10) für einen Verdichter einer Strömungsmaschine,

insbesondere eines Abgasturboladers, mit wenigstens einem eine

Längserstreckungsrichtung aufweisenden Formschlusselement (18), mittels welchem der Geräuschreflektor (10) unter Ausbildung einer Formschlussverbindung an einem Gehäuseteil des Verdichters befestigbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Längserstreckungsrichtung des Formschlusselements (18) in axialer Richtung verläuft.

2. Geräuschreflektor (10) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Formschlusselement (18) konvex ausgebildet und unter Ausbildung der Formschlussverbindung in Zusammenwirken mit einer korrespondierenden, konkav ausgebildeten Ausnehmung des Gehäuseteils bringbar ist.

3. Geräuschreflektor (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Geräuschreflektor (10) wenigstens ein eine weitere Längserstreckungsrichtung aufweisendes, weiteres Formschlusselement (20) aufweist, mittels welchem der Geräuschreflektor (10) unter Ausbildung einer weiteren Formschlussverbindung an dem Gehäuseteil des Verdichters befestigbar ist, wobei die weitere

Längserstreckungsrichtung des weiteren Formschlusselements (20) in

Umfangsrichtung des Geräuschreflektors (10) verläuft.

4. Geräuschreflektor (10) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Formschlusselement (20) konvex ausgebildet und unter Ausbildung der weiteren Formschlussverbindung in Zusammenwirken mit einer

korrespondierenden, konkav ausgebildeten weiteren Ausnehmung des

Gehäuseteils bringbar ist.

5. Verdichter für eine Strömungsmaschine, insbesondere einen Abgasturbolader, mit einem Geräuschreflektor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Geräuschreflektor für einen Verdichter einer Strömungsmaschine

Die Erfindung betrifft einen Geräuschreflektor für einen Verdichter einer

Strömungsmaschine, insbesondere eines Abgasturboladers, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein solcher Geräuschreflektor für einen Verdichter einer Strömungsmaschine,

insbesondere eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine, ist der

DE 10 2011 109 704 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei dem Geräuschreflektor handelt es sich um ein Leitelement zur Reduzierung von Geräuschen des Verdichters. Das Leitelement beziehungsweise der Geräuschreflektor ist dabei beispielsweise als

Geräuschring ausgebildet und weist wenigstens einen sich zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden ersten Längenbereich und zumindest einen sich daran anschließenden und von dem ersten Längenbereich bezogen auf die radiale Richtung nach innen hin weg erstreckenden zweiten Längenbereich auf. Ferner weist der

Geräuschreflektor wenigstens ein Formschlusselement auf, mittels welchem der

Geräuschreflektor unter Ausbildung einer Formschlussverbindung an einem Gehäuse des Verdichters befestigbar ist. Das Formschlusselement ist dabei im ersten Längenbereich angeordnet. Die Formschlussverbindung ist eine mechanische Arretierung in Form einer Rastverbindung, mittels welcher der Geräuschreflektor am Gehäuseteil befestigt beziehungsweise befestigbar ist.

Die Geräuschreduktion erfolgt mittels des Geräuschreflektors insbesondere durch

Reflexion und Interferenz von Schallwellen, die durch ein Verdichterrad des Verdichters erzeugt werden. Durch die Reflexion und Interferenz können die Schallwellen nur teilweise in einem Verdichterradeintrittsbereich propagieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Geräuschreflektor der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders feste Halterung des separat vom Gehäuseteil ausgebildeten Geräuschreflektors am Gehäuseteil realisierbar ist. Diese Aufgabe wird durch einen Geräuschreflektor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Um einen Geräuschreflektor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders feste Halterung des

Geräuschreflektors am Gehäuseteil realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Längserstreckungsrichtung des Formschlusselements in axialer Richtung des Geräuschreflektors und somit des Verdichters verläuft. Durch diese Ausgestaltung des Formschlusselements kann eine besonders hohe axiale Auszugskraft sowie eine sehr hohe Verdrehungsresistenz realisiert werden, so dass der Geräuschreflektor besonders fest mit dem Gehäuseteil über die Formschlussverbindung verbunden und in der Folge besonders fest sowohl in axialer Richtung am Gehäuseteil gehaltert als auch gegen Drehungen relativ zum Gehäuseteil gesichert ist. Mit anderen Worten lässt sich durch das Formschlusselement eine besonders feste Lagesicherung des Geräuschreflektors relativ zum Gehäuseteil realisieren. Mittels des Formschlusselements lässt sich ein besonders stabiler Sitz des Geräuschreflektors am Gehäuseteil realisieren, bei gleichzeitiger

Realisierung nur geringer Produktions- und Montagekosten. Der Geräuschreflektor kann nämlich besonders einfach am Gehäuseteil montiert werden.

Hierzu wird das Formschlusselement in Zusammenwirken mit einem weiteren, am

Gehäuseteil vorgesehenen Formschlusselement gebracht, derart, dass eines der

Formschlusselemente in das andere Formschlusselement unter Ausbildung der

Formschlussverbindung zumindest teilweise eingreift.

Durch die Formschlussverbindung ist eine mechanische Arretierung insbesondere in Form einer Rastverbindung geschaffen, welche besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig herstellbar ist. Hierzu wird beispielsweise der Geräuschreflektor auf einfache Weise in axialer Richtung in das Gehäuseteil eingeschoben, bis die beiden Formschlusselemente in gegenseitige Wirkverbindung kommen, das heißt

zusammenwirken.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Formschlusselement des Geräuschreflektors konvex ausgebildet, das heißt nach außen gewölbt und unter Ausbildung der

Formschlussverbindung in Zusammenwirken mit einer korrespondierenden, konkav ausgebildeten Ausnehmung des Gehäuseteils bringbar ist. Mit anderen Worten ist das am Gehäuseteil vorgesehene, weitere Formschlusselement als konkav ausgebildete Ausnehmung ausgebildet, in welche das am Geräuschreflektor vorgesehene Formschlusselement zumindest teilweise eingreifen kann. Hierdurch kann auf einfache und zeit- und kostengünstige Weise eine mechanische Arretierung in Form einer

Rastverbindung dargestellt werden, mittels welcher der Geräuschreflektor besonders fest am Gehäuseteil gehalten werden kann.

Ferner kann hierdurch eine besonders hohe Radialspannung des Geräuschreflektors realisiert werden, so dass die Gefahr, dass sich der Geräuschreflektor vom Gehäuseteil infolge von Wärmeeinfluss und Vibrationen löst, besonders gering gehalten werden kann. Ferner ist es möglich, die Formschlussverbindung zumindest im Wesentlichen spielfrei auszugestalten, so dass Relativgeräusche des Geräuschreflektors zum Gehäuseteil und daraus resultierende Geräusche wie beispielsweise Klappergeräusche vermieden werden können.

Zur Erfindung gehört auch ein Verdichter einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem erfindungsgemäßen Geräuschreflektor. Mittels des Formschlusselements kann eine besonders feste

Formschlussverbindung zwischen dem Geräuschreflektor und dem Gehäuseteil des Verdichters geschaffen werden, so dass die Gefahr, dass sich der Geräuschreflektor vom Gehäuseteil löst und sich in einer Saugstrecke der Verbrennungskraftmaschine unkontrolliert bewegt, besonders gering gehalten werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und

Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische und perspektivische

Seitenansicht eines Geräuschreflektors für einen Verdichter einer Strömungsmaschine in Form eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einem eine Längserstreckungsrichtung aufweisenden Formschlusselement, mittels welchem der Geräuschreflektor unter Ausbildung einer Formschlussverbindung an einem Gehäuseteil des Verdichters befestigbar ist, wobei die Längserstreckungsrichtung des Formschlusselements in axialer Richtung des Geräuschreflektors und somit des

Verdichters verläuft.

Die Fig. zeigt in einer schematischen und perspektivischen Seitenansicht einen

Geräuschrefiektor in Form eines Geräuschrings 10 für einen Verdichter einer

Strömungsmaschine. Die Strömungsmaschine ist als Abgasturbolader einer

Verbrennungskraftmaschine ausgebildet. Die als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine dient dabei zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens.

Der in der Fig. nicht dargestellte Abgasturbolader umfasst eine Turbine, die in einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt angeordnet ist. Die Turbine umfasst als erstes Gehäuseteil ein Turbinengehäuse, in welchem ein

Turbinenrad angeordnet ist. Das Turbinenrad ist von dem Abgas der

Verbrennungskraftmaschine antreibbar und mit einer Welle des Abgasturboladers drehfest verbunden.

Der Verdichter umfasst als zweites Gehäuseteil ein Verdichtergehäuse, in dem ein Verdichterrad angeordnet ist. Das Verdichterrad dient zum Verdichten von Luft und ist ebenfalls mit der Welle drehfest verbunden. Dadurch kann das Verdichterrad über die Welle vom Turbinenrad angetrieben werden, so dass im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft verwendet werden kann. Die Luft wird in Brennräume insbesondere in Form von Zylindern der Verbrennungskraftmaschine eingeleitet, so dass ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine darstellbar ist. Um nun die während des Betriebs des Verdichters entstehenden Geräusche zu reduzieren beziehungsweise besonders gering zu halten, umfasst der Verdichter den Geräuschring 10, welcher in einem Verdichterradeintrittsbereich angeordnet ist. Der Geräuschring 10 stellt dabei ein Leitelement zum Leiten beziehungsweise Führen der zum Verdichterrad strömenden Luft dar, wobei mittels des Geräuschrings 10 ein definiertes und gezieltes Führen der Luft derart bewirkt wird, so dass Geräuschemissionen besonders gering gehalten werden.

Der Geräuschring 10 weist einen ersten Längenbereich 12 mit jeweiligen Laschen 14 auf. Im am Verdichtergehäuse befestigten Zustand des Geräuschrings 10 erstreckt sich der erste Längenbereich 12 zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung des Verdichters, wobei die axiale Richtung des Verdichters mit der axialen Richtung des Geräuschrings 10 zusammenfällt. Ferner umfasst der Geräuschring 10 zumindest einen sich an den ersten Längenbereich 12 anschließenden und sich bezogen auf die radiale Richtung von dem ersten Längenbereich 12 nach innen hinweg erstreckenden zweiten Längenbereich 16.

Die effiziente Geräuschreduktion, welche mittels des Geräuschrings 10 bewirkbar ist, erfolgt insbesondere durch Reflexion und Interferenz von vom Verdichterrad erzeugten Schallwellen, die dadurch zumindest nur teilweise im Verdichterradeintrittsbereich, insbesondere in einem von der Luft durchströmbaren Strömungskanal, propagieren können.

Der Geräuschring 10 umfasst wenigstens ein erstes Formschlusselemente, welches in der Fig. als ein mit 18 bezeichnetes, erstes Formschlusselement erkennbar ist. Das im Folgenden zum Formschlusselement 18 Geschilderte kann ohne weiteres auch auf die übrigen, ersten Formschlusselemente übertragen werden. Das Formschlusselement 18 weist eine Längserstreckungsrichtung auf, welche in axialer Richtung des Geräuschrings 10 und - bezogen auf den am Verdichtergehäuse befestigten Zustand des Geräuschrings 10 - in axialer Richtung des Verdichters verläuft. Das Formschlusselement 18 ist dabei konvex beziehungsweise als konvexe Wölbung ausgebildet und unter Ausbildung einer Formschlussverbindung im Zusammenwirken mit einer korrespondierenden, konkav ausgebildeten Ausnehmung des Verdichtergehäuses bringbar.

Die ersten Formschlusselemente sind in Umfangsrichtung des Geräuschrings 10 zumindest im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet. Da vorliegend drei erste Formschlusselemente vorgesehen sind, sind diese paarweise um 120 Grad voneinander beabstandet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Geräuschring 10 eine noch größere Anzahl an ersten Formschlusselementen aufweist, die vorzugsweise in

Umfangsrichtung des Geräuschrings 10 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Geräuschring 10 darüber hinaus eine Mehrzahl von weiteren Formschlusselementen 20 aufweist. Das jeweilige weitere Formschlusselement 20 weist eine weitere Längserstreckungsrichtung auf, wobei die weitere

Längserstreckungsrichtung in Umfangsrichtung des Geräuschrings 10 verläuft. Somit schließt die jeweilige weitere Längserstreckungsrichtung mit der jeweiligen ersten

Längserstreckungsrichtung des jeweiligen ersten Formschlusselements 18 einen Winkel von zumindest im Wesentlichen 90 Grad ein. Mit anderen Worten sind die ersten

Formschlusselemente um zumindest im Wesentlichen 90 Grad versetzt zu den weiteren Formschlusselementen angeordnet. Auch die weiteren Formschlusselemente 20 sind konvex beziehungsweise als konvexe Wölbungen ausgebildet und unter Ausbildung einer jeweiligen weiteren

Formschlussverbindung im Zusammenwirken mit einer jeweiligen korrespondierenden, konkav ausgebildeten weiteren Ausnehmung des Verdichtergehäuses bringbar.

Wie aus der Fig. erkennbar ist, ist sowohl die ersten Formschlusselemente 18 als auch die zweiten Formschlusselemente 20 an den jeweiligen Laschen 14 und somit im ersten Längenbereich 12 angeordnet.

Die jeweilige Formschlussverbindung ist als mechanische Arretierung in Form einer Rastverbindung ausgebildet, so dass der Geräuschring 10 auf besonders einfache, zeit- und kostengünstige Weise am Verdichtergehäuse montierbar ist. Hierzu wird der Geräuschring 10 beispielsweise in axialer Richtung in das Verdichtergehäuse

eingesteckt. Dabei wird der Geräuschring 10 so lange in das Verdichtergehäuse eingesteckt, bis die ersten Formschlusselemente 18 und die weiteren

Formschlusselemente 20 mit den jeweiligen, korrespondierenden Ausnehmungen derart zusammenwirken, dass die am Geräuschring 0 vorgesehenen Formschlusselemente zumindest teilweise in die korrespondierenden, am Verdichtergehäuse vorgesehenen Ausnehmungen eingreifen.

Mittels der Formschlusselemente lässt sich eine besonders feste Halterung des

Geräuschrings 10 am Verdichtergehäuse realisieren, so dass der Geräuschring 10 mit einem besonders stabilen Sitz am Verdichtergehäuse festgelegt ist. Die ersten

Formschlusselemente 18 sorgen dabei insbesondere für eine Begrenzung oder

Vermeidung einer Bewegung des Geräuschrings 10 relativ zum Verdichtergehäuse in Umfangsrichtung, wobei die weiteren Formschlusselemente 20 insbesondere eine Bewegung des Geräuschrings 10 relativ zum Verdichtergehäuse in axialer Richtung begrenzen oder vermeiden. Insbesondere kann mittels der Formschlusselemente 18, 20 eine zumindest im Wesentlichen spielfreie Verbindung zwischen dem Geräuschring 10 und dem Verdichtergehäuse realisiert werden, so dass Relativbewegungen und daraus resultierende Klappergeräusche vermieden werden können.

Ferner kann die Gefahr, dass sich der Geräuschring 10 vom Verdichtergehäuse löst und sich unkontrolliert in einem Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine umherbewegt, besonders gering gehalten werden. Insbesondere die zusätzlich zu den weiteren

Formschlusselementen 20 vorgesehenen, ersten Formschlusselemente 18 gewährleisten eine besonders hohe radiale Spannung und somit feste Halterung des Geräuschrings 10 am Abgasturbolader, so dass ein stabiler Sitz darstellbar ist. Somit kann der Geräuschring 10 mit einer besonders hohen mechanischen Festigkeit am

Verdichtergehäuse gehalten und gegen eine Relativbewegung sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung gesichert werden.

Daimler AG

10 Geräuschring

12 erster Längenbereich

14 Lasche

16 zweiter Längenbereich

18 erstes Formschlusselement 0 zweites Formschlusselement