DE102012215248B4

DE102012215248B4 - Turbinenläufer eines Abgasturboladers

Info

Publication number: DE102012215248B4
Application number: DE102012215248.2A
Authority: DE
Inventors: Klaus Daut
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2032-08-29
Also published as: DE102012215248A1; US20150204202A1; WO2014032825A1; CN104685156A; CN104685156B

Abstract

Turbinenläufer eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, der zumindest ein als Turbinenrad und/oder als Verdichterrad ausgebildetes Laufrad (2, 3) sowie eine Welle (4) umfasst, die aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind, wobei eine Nabe (7) des Laufrades (2, 3) dauerfest mit der Welle (4) verbunden ist, wobei die Welle (4) mit dem Laufrad (2, 3) mittels eines Schraubverbandes (5, 6) zusammengefügt ist und wobei ein Außengewinde (9) eines axial vorstehenden Nabenfortsatzes (8) des Laufrades (2, 3) zur Aufnahme einer mit der Welle (4) verbundenen Wellenmutter (10) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Endlage die Wellenmutter (10) an einem Konus (12) des Nabenfortsatzes (8) zentriert ist, wobei zur Sicherung des Schraubverbandes (5, 6) wenigstens ein partielles Verbördeln eines Bördelbundes (17) des Wellenwerkstoffs in eine dem Außengewinde (9) des Nabenfortsatzes (8) nachgeordnete Ringnut (11) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Turbinenläufer eines Turboladers einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 9.
Turbolader, insbesondere Abgasturbolader, sind durch die Nutzung der Abgasenergie zur Leistungssteigerung von Brennkraftmaschinen vorgesehen.
Abgasturbolader umfassen Laufräder, die über eine innerhalb eines Lagergehäuses des Abgasturboladers gelagerte Welle verbunden sind. Ein erstes Laufrad, das vom Abgasstrom der Brennkraftmaschine angetriebene Turbinenrad, ist über die Welle mit einem zweiten, dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zugeordneten Verdichterrad verbunden. Das Verdichterrad erhöht den Druck, wodurch mehr Sauerstoff ins Ansaugsystem gelangt und eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt werden kann, was zu einer Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine führt. Bei annähernd gleichen Abmessungen kann mit Hilfe des Abgasturboladers die Leistung und das maximale Drehmoment der Brennkraftmaschine deutlich gesteigert werden. Eine Welle verbindet das Turbinenrad mit dem Verdichterrad, die gemeinsam einen Turbinenläufer bilden. Im Betrieb können bei Abgasturboladern Drehzahlen von > 250.000 U/min auftreten. Bei diesen Drehzahlen werden das Verdichterrad und/oder das Turbinenrad aufgrund der Zentrifugalkräfte radial gedehnt und axial verkürzt, wobei sich eine geänderte Unwucht einstellen kann. Eine außerdem Pfeifgeräusche verursachende Unwuchtveränderung kann weiterhin zu einem völligen Ausfall des Turboladers führen sowie Folgeschäden an der Brennkraftmaschine verursachen. Aufgrund dieser Bauteilbeanspruchung ist eine sichere Verbindung aller Bauteile des Turbinenläufers notwendig, um einen störungsfreien Betrieb des Turboladers zu ermöglichen. Die Laufräderbefestigung auf der Welle des Turbinenläufers ist daher mitentscheidend für die Zuverlässigkeit des Abgasturboladers.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die einzelnen Bauteile des Turbinenläufers stoffschlüssig, beispielsweise durch Reibschweißen oder Laser, miteinander zu verbinden. Bei der anschließenden Abkühlung der Schweißverbindung kommt es zu unterschiedlichen Wärmeübergängen der aus verschiedenen Werkstoffen hergestellten Bauteile. Daher erfordern diese Verfahren eine kostspielige Wärmenachbehandlung und anschließende Rissprüfung.
Die EP 1 502 008 B1 offenbart einen Turbinenläufer eines Abgasturboladers, dessen Welle zwei Laufräder, ein Turbinen- und ein Verdichterrad, verbindet und die in Lagern des Abgasturboladergehäuses gelagert ist. Jedes Laufrad umfasst einen Nabenfortsatz mit einer zentrischen Ausnehmung, die zur Aufnahme der Welle und einer damit verbundenen Buchse vorgesehen sind. Die eine Dicht- und Haltefunktion ausübende Buchse ist außen von einer Presshülse umschlossen, die durch Aufpressen oder Aufschrumpfen kraftschlüssig mit dem Nabenfortsatz verbunden ist.
Die US 2006/0127243 A1 offenbart ein Verdichterrad mit einem konzentrisch abstehenden Zapfen. Auf dem Umfang des Zapfens befindet sich ein Außengewinde. Das Verdichterrad kann an einer Welle mittels einer Schraubverbindung befestigt werden; zu diesem Zweck weist die Welle ihrer dem Verdichterrad zugewandten Stirnseite eine konzentrische Axialbohrung auf, an deren Umfangswand sich ein korrespondierendes Innengewinde befindet.
Die US 2006/0034698 A1 zeigt eine Welle-Nabe-Verbindung für einen Lüfter, wobei eine Nabe des Lüfterrades dauerhaft mit der Welle verbunden ist. Die Welle ist mit dem Lüfterrad mittels eines Schraubverbandes zusammengefügt, wobei ein Innengewinde eines axial vorstehenden Nabenfortsatzes des Lüfterrades zur Aufnahme eines mit der Welle verbundenen Gewindefortsatzes bestimmt ist. In einer Endlage ist der Gewindefortsatz an einem Konus des Nabenfortsatzes zentriert.
Die DE 716 090 A offenbart ein Laufrad einer Kreiselmaschine, das auf einem konisch gestalteten Wellenteil sitzt. Das Laufrad hat eine konzentrische Durchgangsbohrung, mittels derer das Laufrad auf einem Zapfen der Welle befestigt werden kann. Die Befestigung erfolgt über ein Innengewinde an der Durchgangsbohrung des Laufrades und ein korrespondierendes Außengewinde am Zapfen der Welle. Der Innenumfang der Durchgangsbohrung des Laufrades zeigt ferner eine konisch gestaltete Fläche, die an einer korrespondierenden Fläche des Wellenzapfens zur Anlage kommt.
Die DE 10 2008 058 507 A1 zeigt einen Bördelbund zu der Sicherung des Verbundes zwischen der Welle und des Turbinenrades. Die Anbindung erfolgt über einen Wellenzapfen, der in eine in einem Fortsatz des Turbinenrades befindliche Aufnahme geschoben wird.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine sichere Verbindung zwischen den aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellten Bauteilen der Läuferwelle zu schaffen, die bei einfacher Montage und geringen Kosten dauerfest ausgelegt ist.
Die Lösung erfolgt erfindungsgemäß mit einem Turbinenläufer nach den Merkmalen von Anspruch 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 8. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
Gemäß Anspruch 1 sind die Welle und das Laufrad bzw. die Laufräder zur Realisierung einer dauerfesten Verbindung mittels eines Schraubverbandes zusammengefügt, wobei ein Außengewinde eines axial vorstehenden Nabenfortsatzes des Laufrades zur Aufnahme einer einstückig mit der Welle verbundenen Wellenmuffe oder Wellenmutter bestimmt ist. In einer Endlage, bei der die aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellten Bauteile fest verschraubt sind, ist die Wellenmutter an einem Konus des Nabenfortsatzes zentriert, wobei zur Sicherung des Schraubverbandes wenigstens ein partielles Verbördeln eines Bördelbundes des Wellenwerkstoffs in eine dem Außengewinde des Nabenfortsatzes nachgeordnete Ringnut vorgesehen ist. Der erfindungsgemäße Schraubverband für die aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellten Bauteile des Turbinenläufers ist einfach herstellbar, problemlos montierbar und kann folglich kostengünstig realisiert werden. Vorteilhaft werden durch den Fügeverband gemäß der Erfindung weiterhin die Laufräder gegenüber der Welle zentriert und fixiert. Die Zentrierung verbessert die Positionierung, insbesondere die Koaxialität sowie eine rechtwinkelige Ausrichtung der als Turbinenrad. und Verdichterrad ausgeführten Laufräder gegenüber der Welle, was sich vorteilhaft. auf die Lebensdauer auswirkt. Der erfindungsgemäße Schraubverband ist geeignet, um einer potentiell hohen Krafteinleitung bzw. Drehmomenteinleitung dauerhaft stand zu halten bzw. sie zu übertragen. Bei Bedarf ermöglicht der Fügeverband außerdem eine mechanische Endbearbeitung aller Bauteile des Turbinenläufers, beispielsweise eines RaAx-Turbinenrades (radial und axial angestrahltes Turbinenrad) sowie das Auswuchten des Turbinenläufers. Die aufgabengerechte erfindungsgemäße Schraubverbindung gewährleistet vorteilhaft weiterhin eine prozesssichere, form- und kraftschlüssige Verbindung selbst bei auftretenden Temperaturdifferenzen von ~400 K (~130°) zwischen den aus verschiedenen Materialien hergestellten Bauteilen des Turbinenläufers. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen außerdem wünschenswerte engere Fertigungs- und Lagetoleranzen, die sich günstig auf den Betrieb des Abgasturboladers auswirken, der für Drehzahlen von ~250.000 U/min. ausgelegt ist.
Für die aus unterschiedlichen Materialien hergestellten Bauteile des Turbinenläufers bietet es sich bevorzugt an, das Laufrad aus einem eisenfreien Werkstoff und die Welle aus Stahl herzustellen. Das Turbinen- und Verdichterrad des Turbinenläufers einschließlich des axial vorstehenden Nabenfortsatzes können vorzugsweise aus Inconel oder einem vergleichbar hochtemperaturbeständigen Werkstoff in einem Feingussverfahren hergestellt werden. Anschließend erfolgt eine Nacharbeit, bei der beispielsweise mit einer spangebenden Bearbeitung das Außengewinde, ein Konus sowie ein Einstich bzw. eine Ringnut an dem Nabenfortsatz hergestellt wird, bevor die Laufräder mit der Welle zu einer Einheit, dem Turbinenläufer verbunden werden. Daran schließt sich eine Endbearbeitung des Turbinenläufers an, bei der zumindest einzelne Bauteile veredelt werden, um eine optimale Laufqualität des Läufers zu erreichen.
Das Außengewinde für den Nabenfortsatz ist gemäß der Erfindung als ein flaches Trapezgewinde ausgeführt. Bevorzugt eignet sich dazu das flache amerikanische Trapezgewinde 5/16 14 STUB ACME, das für große Kraftübertragungen einsetzbar ist, die sich beispielsweise bei starken Beschleunigungen, einem schnellen Hochlauf des Abgasturboladers einstellen. Weiterhin verhindert dieses Außengewinde, das auf der gesamten Gewindelänge formschlüssig mit einem entsprechenden Innengewinde der Wellenmutter zusammenwirkt, schwingungs- bzw. vibrationsbedingte Lockerungserscheinungen, die von der Brennkraftmaschine übertragen werden oder üblicherweise im Abgasturbolader entstehen. Das ausgewählte Trapezgewinde ist ideal für die sich ergebenden Größenverhältnisse an dem Nabenfortsatz der Laufräder. Aufgrund der maßlichen Gegebenheit des Nabenfortsatzes kann der Schraubverband auf max. 2 Gewindegänge beschränkt werden, um so einen kompakten, bauraumoptimierten Fügeverband zu schaffen, der für eine dauerfeste Verbindung ausreichend dimensioniert ist. Bei Bedarf kann selbstverständlich ein Schraubverband eingesetzt werden, der mehr als 2 tragende Gewindegänge einschließt. Weiterhin ist die Erfindung nicht auf das zuvor genannte Gewinde beschränkt. Alternativ könnte beispielsweise ein flaches Trapezgewinde gemäß der DIN 380 eingesetzt werden. Außerdem können gemäß der Erfindung auch andere Gewindeformen wie beispielsweise ein metrisches ISO-Gewinde (DIN 13) oder ein Whitworth-Gewinde eingesetzt werden, die rechts- oder linkssteigend ausgeführt sind.
Erfindungsgemäß wird das flache Trapezgewinde mittels einer Zirkularfräsung in den Nabenfortsatz sowie in die Wellenmutter eingebracht. Das zirkulare Gewindefräsen wurde speziell für kurze Gewinde und bestimmte Werkstoffe für Bearbeitungszentren entwickelt. Die dabei eingesetzten Zirkulargewindefräser besitzen eine hohe Dauerhaltbarkeit, so dass flache Trapezgewinde in einer hohen Fertigungsqualität reproduzierbar herstellbar sind. Die Zirkularfräsung kann erfindungsgemäß durch eine herkömmliche Fräsung oder durch ein weiteres geeignetes spanabhebendes Verfahren ersetzt werden, mit dem die geforderte Verzahnungsqualität für den Schraubverband herstellbar ist.
Für die konstruktive Ausgestaltung von dem Nabenfortsatz der Laufräder eignen sich folgende Maße, für die Länge S ≤ 12 mm und für den Durchmesser D ≤ 10 mm. Als Optimierungsmaßnahme haben sich für die Länge S ≤ 9 mm und für den Durchmesser D ≤ 8 mm als besonders zweckmäßig erwiesen. Der Nabenfortsatz ist damit relativ klein dimensioniert, wodurch sich vorteilhaft der erforderliche Materialeinsatz des temperaturstabilen kostenintensiven Werkstoffs reduziert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor genannten Auslegungsmaße des Nabenfortsatzes beschränkt.
Für die ferner gemäß der Erfindung vorgesehene Zentrierung der Welle ist an dem Nabenfortsatz ein Konus vorgesehen, der vorzugsweise nach dem Zirkularfräsarbeitsgang für das äußere Trapezgewinde hergestellt wird. In vorteilhafter Weise schließt sich der Konus an das Außengewinde des Nabenfortsatzes an, wobei die Welle beispielsweise auch an einem stirnseitig des Nabenfortsatzes angeordneten Konus zentrierbar ist. Die konstruktive Konusauslegung sieht vor, dass der zur Nabe des Laufrades ansteigende Konus eine Länge von ≤ 1,5 mm und einen Winkel α von ≤ 35° aufweist. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Konus auf eine Länge von 1 mm beschränkt und bildet einen Winkel von ca. 25 Grad. Das durch eine Konusanlage an der Welle zentrierte Laufrad bewirkt eine gewünschte rechtwinkelige Ausrichtung und vereinfacht ein Auswuchten des Turbinenläufers.
Korrespondierend mit dem Außengewinde des Nabenfortsatzes ist in der sacklochartigen Bohrung der Wellenmutter der Welle, die eine Verbindung zwischen den Laufrädern des Turbinenläufers herstellt, ein Innengewinde eingebracht. Zudem weist die Wellenmutter eine stirnseitige Aufnahme auf, die komplementär zu dem Konus des Nabenfortsatzes ausgeführt ist.
Zur Sicherung des Schraubverbandes und der Zentrierung ist dem Konus nachgeordnet ein als Ringnut ausgeführter Einstich in den Nabenfortsatz eingebracht. Nach abgeschlossener Verschraubung des Nabenfortsatzes mit der Wellenmutter erfolgt wenigstens ein partielles Verbördeln eines Bördelbundes von dem Wellenwerkstoff in den Einstich. Zur wirksamen Sicherung des Schraubverbandes ist ein Verbördeln von ca. 0,4 mm am Umfang ausreichend.
Die eingangs genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Das Verfahren bezieht sich auf ein dauerfestes Zusammenfügen einer Welle mit zumindest einem Laufrad eines Turbinenläufers, der in einem Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist und das folgende Schritte umfasst. A) Bearbeitung des Laufrades: Zunächst wird auf dem axial vorstehenden Nabenfortsatz des Laufrades mittels eines zirkularen Gewindefräsverfahrens ein Außengewinde aufgebracht. Danach wird ein Konus sowie ein Einstich oder eine Ringnut hergestellt in einem dem Außengewinde nachgeordneten Abschnitt vom Nabenfortsatz des Laufrades. B) Bearbeitung der Welle: Zunächst wird mittels eines zirkularen Gewindefräsverfahrens eine Innenverzahnung in die Sacklochbohrung der Wellenmutter eingebracht sowie stirnseitig eine mit dem Konus des Nabenfortsatzes korrespondierende Aufnahme. C) Zusammenfügen von Laufrad und Welle mittels eines Schraubverbandes: Zur form- und kraftschlüssigen Verbindung wird die Wellenmutter auf das Außengewinde des Laufrades geschraubt. Synchron zum Festziehen des Schaubverbandes mit einem definierten Anziehmoment erfolgt ein Zentrieren der zusammengefügten Bauteile, indem der Konus des Nabenfortsatzes formschlüssig in die Aufnahme der Wellenmutter eingreift. Abschließend wird der Schraubverband durch ein Verbördeln gesichert, bei dem ein Bördelbund von dem Wellenwerkstoff in die Ringnut des Nabenfortsatzes verformt wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, wobei sich die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Dabei zeigt:
1 einen Turbinenläufer in einer Einzelteilzeichnung, bestehend aus einer Welle, der endseitig jeweils ein Laufrad zugeordnet ist;
2 ein Laufrad in einer Einzelteilzeichnung;
3 den Nabenfortsatz in einer Ansicht gemäß Einzelheit A der 2;
4 im vergrößerten Maßstab den Nabenfortsatz gemäß 3;
5 die Welle des Turbinenläufers im Längsschnitt;
6 die Einzelheit B gemäß 5 im vergrößerten Maßstab.
In 1 ist ein Turbinenläufer 1 dargestellt, bestehend aus zwei zueinander beabstandeten Laufrädern 2, 3, die als Turbinenrad bzw. als Verdichterrad ausgebildet und durch eine Welle 4 verbunden sind. Die beide Laufräder 2, 3 miteinander verbindende Welle 4 ist in einem nicht abgebildeten Gehäuse eines Abgastuboladers drehbar gelagert. Die Laufräder 2, 3 sind jeweils mittels eines Schraubverbandes 5, 6 mit der Welle 4 verbunden. Dazu bildet jedes Laufrad 2, 3 im Bereich einer Nabe 7 einen axial vorstehenden Nabenfortsatz 8 mit einem in den 3 und 4 gezeigten Außengewinde 9, auf dem eine Wellenmutter 10 der Welle 4 geschraubt ist. Zur Zentrierung schließt der Schraubverband 5, 6 einen formschlüssigen Konusverbund ein. Weiterhin ist zur Sicherung des Schraubverbandes 5, 6 ein Verbördeln von einem Bördelbund vorgesehen. Dabei wird lokal Material der Wellenmutter 10 in eine in 4 abgebildete Ringnut 11 umgeformt.
Die 2 bis 4 verdeutlichen den Aufbau und die Anordnung des Nabenfortsatzes 8, der von der Nabe 7 ausgehend sich über eine Länge S axial erstreckt und einen Durchmesser D aufweist. Wie in 3 gezeigt, ist das durch ein zirkulares Gewindefräsverfahren hergestellte Außengewinde 9 als flaches Trapezgewinde ausgeführt. Gemäß 4 schließt sich endseitig an das Außengewinde 9 ein in Richtung der Nabe 7 spreizender Konus 12 bzw. Kegel an. Der zur Zentrierung vorgesehene und mit der Wellenmutter 10 zusammenwirkende Konus 12 schließt einen Winkel α ein. Zwischen dem Konus 12 und der Nabe 7 schließt der Nabenfortsatz 8 die Ringnut 11 ein, in die beim Verbördeln ein in 5 gezeigter Bördelbund 17 formschlüssig eingreift und den Schraubverband 5, 6 gegen Lösen sichert.
In den 5 und 6 sind weitere Details der Welle 4 sowie der zugehörigen Wellenmutter 10 gezeigt. Die einstückig mit der Welle 4 verbundene Wellenmutter 10 schließt in einer sacklochähnlichen Bohrung 13 ein komplementär zu dem Außengewinde 9 des Nabenfortsatzes 8 ausgeführtes trapezartiges Innengewinde 14 ein. Eine Übergangszone zwischen der Bohrung 13 und einer Stirnseite 15 bildet eine konusartige Aufnahme 16, deren Auslegung korrespondiert mit dem Konus 12 des Nabenfortsatzes 8. Entsprechend besteht eine Übereinstimmung des Winkels β der Aufnahme 16 mit dem Winkel α vom Konus 12 des Nabenfortsatzes 8.
Bezugszeichenliste

1: Turbinenläufer
2: Laufrad
3: Laufrad
4: Welle
5: Schraubverband
6: Schraubverband
7: Nabe
8: Nabenfortsatz
9: Außengewinde
10: Wellenmutter
11: Ringnut
12: Konus
13: Bohrung
14: Innengewinde
15: Stirnseite
16: Aufnahme
17: Bördelbund
S: Länge, Nabenfortsatz
D: Durchmesser, Nabenfortsatz
α: Konuswinkel, Nabenfortsatz
β: Aufnahmewinkel, Welle

Claims

Turbinenläufer eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, der zumindest ein als Turbinenrad und/oder als Verdichterrad ausgebildetes Laufrad (2, 3) sowie eine Welle (4) umfasst, die aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind, wobei eine Nabe (7) des Laufrades (2, 3) dauerfest mit der Welle (4) verbunden ist, wobei die Welle (4) mit dem Laufrad (2, 3) mittels eines Schraubverbandes (5, 6) zusammengefügt ist und wobei ein Außengewinde (9) eines axial vorstehenden Nabenfortsatzes (8) des Laufrades (2, 3) zur Aufnahme einer mit der Welle (4) verbundenen Wellenmutter (10) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Endlage die Wellenmutter (10) an einem Konus (12) des Nabenfortsatzes (8) zentriert ist, wobei zur Sicherung des Schraubverbandes (5, 6) wenigstens ein partielles Verbördeln eines Bördelbundes (17) des Wellenwerkstoffs in eine dem Außengewinde (9) des Nabenfortsatzes (8) nachgeordnete Ringnut (11) vorgesehen ist.
Turbinenläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Stahlwerkstoff hergestellte Welle (4) mit einem Laufrad (2, 3) aus einem eisenfreien Werkstoff zusammengefügt ist.
Turbinenläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Außengewinde (9) ein flaches Trapezgewinde vorgesehen ist.
Turbinenläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (9) mittels einer zirkularen Gewindefräsung hergestellt wird.
Turbinenläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenfortsatz (8) des Laufrades (2, 3) eine Länge S ≤ 9 mm sowie einen Durchmesser D ≤ 8 mm aufweist.
Turbinenläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Zentrierung der Welle (4) vorgesehene Konus (12) an dem Nabenfortsatz (8) des Laufrades (2, 3) eine Länge von ≤ 1,2 mm und einen Winkel α von ≤ 30° aufweist.
Turbinenläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenmutter (10) ein mit dem Außengewinde (9) korrespondierendes Innengewinde (14) sowie eine stirnseitige Aufnahme (16) bildet, die komplementär zu dem Konus (12) des Nabenfortsatzes (8) ausgeführt ist.
Verfahren zum dauerfesten Zusammenfügen einer Welle (4) mit zumindest einem Laufrad (2, 3) eines Turbinenläufers (1), der in einem Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: a) Bearbeitung des Laufrades (2, 3): – Herstellen eines Außengewindes (9) auf einem axial vorstehenden Nabenfortsatz (8) des Laufrades (2, 3) mittels eines zirkularen Gewindefräsverfahrens; – Einbringen einer Ringnut (11) in einem dem Außengewinde (9) nachgeordneten Abschnitt vom Nabenfortsatz (8) des Laufrades (2, 3); – Gestalten eines Konus (12) an dem Nabenfortsatz (8) zwischen dem Außengewinde (9) und der Ringnut (11); b) Bearbeitung der Welle (4): – Einbringen einer Innenverzahnung in die Wellenmutter (10) mittels eines zirkularen Gewindefräsverfahrens; – Herstellen einer stirnseitigen Aufnahme (16), in der die Wellenmutter (10) mit dem Konus (12) des Nabenfortsatzes (8) korrespondiert; c) Zusammenfügen von Laufrad (2, 3) und Welle (4): – Verschrauben der Wellenmutter (10) auf dem Außengewinde (9) des Laufrades (2, 3); – Festziehen und Zentrieren des Schaubverbandes (5, 6) durch ein definiertes Anziehmoment, wobei der Konus (12) des Nabenfortsatzes (8) form- und kraftschlüssig in die Aufnahme (16) der Wellenmutter (10) eingreift; – Fixieren des Schraubverbandes (5, 6) durch ein Verbördeln, bei dem ein Bördelbund (17) der Wellenmutter (10) formschlüssig in die Ringnut (11) des Nabenfortsatzes (8) verformt wird.