DE102018208531A1 - Turbine wheel, this having exhaust gas turbocharger and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

Es werden ein Turbinenrad, ein Abgasturbolader und ein Verfahren zur Herstellung eines Abgasturboladers beschrieben. Das Turbinenrad hat einen Nabenkörper, über dessen Umfang eine Vielzahl von gekrümmten Schaufeln angeordnet ist, eine sich axial von einer Seite des Nabenkörpers aus erstreckende Turbinenradnase und einen auf der gegenüberliegenden Seite des Nabenkörpers angeordneten Turbinenradrücken. Das Turbinenrad besitzt eine sich vom Ende der Turbinenradnase aus axial einwärts erstreckende Kavität, die von mindestens einer Spannfläche zum Aufspannen des Turbinenrades für die Rotorfertigung begrenzt ist.A turbine wheel, an exhaust gas turbocharger and a method for producing an exhaust gas turbocharger are described. The turbine wheel has a hub body with a plurality of curved vanes disposed about the circumference thereof, a turbine nose extending axially from one side of the hub body, and a turbine spine disposed on the opposite side of the hub body. The turbine wheel has a cavity extending axially inwardly from the end of the turbine nose, which cavity is bounded by at least one chuck face for clamping the turbine wheel for rotor manufacture.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Turbinenrad für eine Radialturbine mit einem Nabenkörper, über dessen Umfang eine Vielzahl von gekrümmten Schaufeln angeordnet ist, einer sich axial von einer Seite des Nabenkörpers aus erstreckenden Turbinenradnase und einem auf der gegenüberliegenden Seite des Nabenkörpers angeordneten Turbinenradrücken.The present invention relates to a turbine wheel for a radial turbine having a hub body over the circumference of which a plurality of curved vanes are arranged, a turbine nose extending axially from one side of the hub body, and a turbine wheel back disposed on the opposite side of the hub body.

In Abgasturboladern ist das Turbinenrad das maßgebliche Bauteil für die rotatorische Trägheit des Gesamtrotors. Dieses wiederum hat einen direkten Einfluss auf das dynamische Betriebsverhalten des Abgasturboladers und soll daher möglichst minimiert werden. Das Turbinenrad ist in der Regel aus thermomechanischen Gründen aus Nickelbasislegierungen hergestellt, die eine hohe Dichte aufweisen. Das übliche Herstellungsverfahren basiert auf einem Feinguss mit verlorenen Formen, wobei hier große Wandstärkensprünge ungünstig sind, da sie die Erstarrungszeiten und damit das Schrumpfungsverhalten beeinflussen. Der Nabenkörper ist jedoch ein massiver Körper, während die Schaufeln dünnwandige Körper sind. Daher erstarren die Schaufeln zuerst. Der später erstarrende Nabenkörper kann somit beim Schrumpfen einen zusätzlichen Verzug in die Schaufeln übertragen. Außerdem trägt der massive Nabenkörper signifikant zur Gesamtträgheit des Turbinenrades bei.In exhaust gas turbochargers, the turbine wheel is the decisive component for the rotational inertia of the entire rotor. This in turn has a direct influence on the dynamic operating behavior of the exhaust gas turbocharger and should therefore be minimized as far as possible. The turbine wheel is typically made of thermoset nickel base alloys which have a high density. The usual manufacturing method is based on a investment casting with lost molds, here large wall thickness jumps are unfavorable, since they affect the solidification times and thus the shrinkage behavior. However, the hub body is a solid body, while the vanes are thin-walled bodies. Therefore, the blades solidify first. The later solidifying hub body can thus transmit an additional delay in the blades during shrinking. In addition, the massive hub body contributes significantly to the overall inertia of the turbine wheel.

Durch die hohen Drehzahlen, die ein Turboladerrotor erfährt, entstehen gerade bei Nickelbasislegierungen hohe Fliehkräfte, die das Turbinenrad wiederholt ertragen muss. Diese wiederholte Beanspruchung führt zur Materialermüdung und muss bei der geometrischen Gestaltung berücksichtigt werden.Due to the high rotational speeds experienced by a turbocharger rotor, high centrifugal forces, which the turbine wheel has to endure repeatedly, arise, especially with nickel-based alloys. This repeated stress leads to material fatigue and must be considered in the geometric design.

Für die Fertigung eines Rotors eines Abgasturboladers bestehend aus einem Turbinenrad, einer Welle und einem Verdichterrad ist es erforderlich, erstens eine präzise Zentrierung am Turbinenrad und zweitens hohe übertragbare Drehmomente bereitzustellen. Die Zentrierung einerseits ist für eine präzise Verbindung von Turbinenrad und Welle nötig und unterliegt Genauigkeitsanforderungen im Mikrometerbereich, um die Wuchtbarkeit zu gewährleisten, während die Gussoberfläche im Wesentlich roh (unbearbeitet) bleibt und Genauigkeiten im Zehntelmillimeter-Bereich aufweist, um die Kosten gering zu halten. Daher sind große Hebellängen und Wirkbereiche der Zentrierung anzustreben. Das Drehmoment andererseits ist für die Verschraubung des Verdichterrades in der Montage nötig. Hierfür wird eine ausreichende und einfache Krafteinleitung benötigt, aber keine hohe Genauigkeit.For the manufacture of a rotor of an exhaust gas turbocharger consisting of a turbine wheel, a shaft and a compressor wheel, it is necessary firstly to provide a precise centering on the turbine wheel and secondly high transmittable torques. The centering on the one hand is required for a precise connection of the turbine wheel and shaft and is subject to accuracy requirements in the micrometer range to ensure balancing, while the casting surface remains substantially raw and has accuracies in the tenth of a millimeter range to keep costs low. Therefore, long lever lengths and effective ranges of centering are to be strived for. The torque on the other hand is necessary for the screwing of the compressor wheel in the assembly. This requires a sufficient and simple introduction of force, but no high accuracy.

Nach dem Stand der Technik wird die dünne Seite des Nabenkörpers auf der Austrittsseite der Turbine, im Folgenden als Turbinenradnase bezeichnet, als Spann- und Bezugsfläche verwendet. Dies bedingt eine unverhältnismäßig große Turbinenradnase, um die Genauigkeit und die übertragbaren Kräfte beim Spannen zu optimieren. Nach dem Stand der Technik wird an der Turbinenradnase ein Bereich für das form- oder kraftschlüssige Spannen vorgesehen, sowie ein meist separater Bereich für das Zentrieren. Dies bedingt entweder große Durchmesser oder große Längen der Turbinenradnase oder eine Kombination aus beiden Parametern, die entsprechend groß ist.In the prior art, the thin side of the hub body is used on the exit side of the turbine, hereinafter referred to as turbine nose, as a clamping and reference surface. This requires a disproportionately large turbine nose to optimize accuracy and transferable forces during clamping. According to the prior art, an area for positive or non-positive clamping is provided on the turbine nose, and a usually separate area for centering. This requires either large diameter or long lengths of the turbine nose or a combination of both parameters, which is correspondingly large.

Die Zentrierung wird nach dem Stand der Technik durch axiales Aufpressen auf einer Fase oder durch radiales Spannen auf Zylinderflächen an der Turbinenradnase hergestellt. Für die Übertragung der Torsionsmomente wird insbesondere die Variante des formschlüssigen Spannens verwendet, die vom Platzbedarf her vorteilhaft gegenüber dem kraftschlüssigen Spannen ist. Im Wesentlichen liegt hierbei eine Art Vielzahn vor, der starke Kerbwirkungen erzeugt. Diese sind zwar für eine ansonsten funktionslose Turbinenradnase bedeutungslos, verhindern aber die Integration dieser Funktion in andere Funktionsbereiche des Turbinenrades und somit den Entfall der Turbinenradnase. Außerdem ist durch die eingeschränkte Genauigkeit der Einspannung das benötigte Wuchtpotential an der Turbinenradnase hoch. Dies hat einen negativen Effekt zur Folge, der die benötigte Nasengröße weiter erhöht.The centering is made in the prior art by axially pressing on a chamfer or by radial clamping on cylindrical surfaces on the turbine nose. For the transmission of torsional moments in particular the variant of the positive clamping is used, which is advantageous in terms of space compared to the non-positive clamping. Essentially, this is a kind of multi-tooth, which produces strong notch effects. Although these are meaningless for an otherwise non-functioning turbine nose, but prevent the integration of this function in other functional areas of the turbine wheel and thus the elimination of the turbine nose. In addition, due to the limited accuracy of the clamping, the required balancing potential at the turbine nose is high. This has a negative effect, which further increases the required nose size.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Turbinenrad der eingangs beschriebenen Art vorzusehen, das sich bei guten Laufeigenschaften besonders einfach und genau zu einem Rotor zusammenbauen lässt.The present invention has for its object to provide a turbine wheel of the type described above, which can be particularly simple and accurate to assemble a rotor with good running characteristics.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Turbinenrad der angegebenen Art dadurch gelöst, dass das Turbinenrad eine sich vom Ende der Turbinenradnase aus axial einwärts erstreckende Kavität besitzt, die von mindestens einer Spannfläche zum Einspannen des Turbinenrades für die Rotorfertigung begrenzt ist.This object is achieved in a turbine wheel of the specified type in that the turbine has a from the end of the turbine nose from axially inwardly extending cavity which is bounded by at least one clamping surface for clamping the turbine wheel for rotor production.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Kavität wird statt einer äußeren Spannfläche auf der Turbinenradnase eine innere Spannfläche als Begrenzungsfläche der vorgesehenen Kavität vorgesehen, die zum Aufspannen des Turbinenrades bei der Rotorherstellung verwendet wird. Des Weiteren wird durch die Anordnung der Kavität eine Verringerung der rotatorischen Trägheit (Gewichtsersparnis) des Turbinenrades erreicht, so dass die eingangs beschriebenen Vorteile erzielt werden können. Des Weiteren erfolgt eine Angleichung der Wandstärken von Schaufeln und Nabenkörper zur Angleichung der Erstarrungszeiten beim Feinguss.By virtue of the cavity provided according to the invention, instead of an outer clamping surface on the turbine nose, an inner clamping surface is provided as the limiting surface of the intended cavity, which is used to clamp the turbine wheel during rotor production. Furthermore, a reduction of the rotational inertia (weight saving) of the turbine wheel is achieved by the arrangement of the cavity, so that the advantages described above can be achieved. Furthermore, an approximation of the wall thicknesses of blades and hub body to approximate the solidification times during investment casting.

Für die Herstellung des mit der Kavität versehenen Turbinenrades findet vorzugsweise ein Feingussverfahren Anwendung. Hier ist eine Kavität aber nur erreichbar, wenn die verwendete verlorene Form auch in der Kavität entfernbar ist. Dies ist mit Hilfe von chemisch oder mechanisch lösbaren Kernen möglich. Der Kern muss also eine Verbindung nach außen aufweisen. Zugleich dient diese Verbindung nach außen der Fixierung des Kerns in einer bestimmten Position. Alternativ kann eine Kavität erzielt werden, wenn die Entformbarkeit des Urformwerkzeugs (mit dem die verlorene Form hergestellt wird) gegeben ist. Dies bietet sich beim massiven Nabenkörper in den bereits vorhandenen Auszugsrichtungen der meist dreiteiligen Werkzeuge an: In negativer sowie positiver Richtung der Rotationsachse, also auf Nasen- oder Rückenseite des Turbinenrads (der dritte Werkzeugteil ist der radial zu entformende Schaufelbereich). For the production of the provided with the cavity turbine wheel is preferably a precision casting method application. Here, however, a cavity can only be reached if the lost form used can also be removed in the cavity. This is possible with the help of chemically or mechanically detachable cores. The core must therefore have a connection to the outside. At the same time, this connection is used externally to fix the core in a certain position. Alternatively, a cavity can be obtained when the demoldability of the master mold (with which the lost mold is made) is given. This offers itself in the massive hub body in the already existing extension directions of the usually three-part tools: In the negative and positive direction of the axis of rotation, ie on the nose or back side of the turbine wheel (the third tool part is the radially to be demoulded blade area).

Neben der Spann- kann die hergestellte Kavität auch eine Zentrierungsaufgabe übernehmen, so dass die hierfür beim Stand der Technik vorgesehene Turbinenradnase eingeschränkt werden bzw. nicht mehr erforderlich sein kann. Letztendlich muss lediglich ein Mindestteilvolumen vorgehalten werden, was der Wuchtung des Turbinenrades dient. Dieses Teilvolumen wird durch mehrere positiv wirkende Effekte ebenfalls verringert: Durch das Einbringen der Kavität verringert sich die Masse des Turbinenrades und durch die Reduzierung der Turbinenradnase verschiebt sich der Schwerpunkt näher zur Welle des Rotors. Außerdem wird das Verhältnis aus den Längs- und Querträgheitsmomenten verbessert (ein scheibenförmiges Turbinenrad ist vorteilhaft).In addition to the clamping, the cavity produced can also assume a centering task, so that the turbine nose provided for this purpose in the prior art can be restricted or no longer required. Ultimately, only a minimum part volume must be provided, which serves the balancing of the turbine wheel. This partial volume is also reduced by several positive effects: The introduction of the cavity reduces the mass of the turbine wheel and by reducing the turbine nose, the center of gravity shifts closer to the shaft of the rotor. In addition, the ratio of the longitudinal and transverse moments of inertia is improved (a disk-shaped turbine wheel is advantageous).

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird das Genauigkeitsproblem der Einspannung der Nasenseite des Turbinenrades optimiert, da die Spannfläche von außen nach innen verlegt wird. Die Turbinenradnase kann in Ihrer Länge stark reduziert werden. In der Kavität kann trotz dieser Mengenreduzierung eine große Spannlänge zur Verfügung stehen. Dies kann den Verlust an wirksamem Durchmesser überkompensieren, der zwangsläufig mit der Verlagerung der Funktion von Außenflächen zu Innenflächen einhergeht. Außerdem muss die erhöhte Länge den Verlust an Hebellänge der wirksamen Einspannbereiche gegenüber dem Bauteilschwerpunkt kompensieren.With the solution according to the invention the accuracy problem of clamping the nose side of the turbine wheel is optimized because the clamping surface is moved from outside to inside. The turbine nose can be greatly reduced in length. In spite of this reduction in volume, a large clamping length can be available in the cavity. This can overcompensate the loss of effective diameter, which is inevitably associated with the shift of the function from outer surfaces to inner surfaces. In addition, the increased length must compensate for the loss in lever length of the effective clamping areas relative to the component center of gravity.

Die Länge der Kavität ist durch Festigkeitsgesichtspunkte beschränkt, da sie eine Art Bohrung darstellt, vorzugsweise aber größer ist als die sonst erforderliche Länge der bekannten Turbinenradnase. In der Kavität ist ein kraftschlüssiges Spannen und ggf. Zentrieren ebenso möglich wie an der bekannten Turbinenradnase, nur invertiert.The length of the cavity is limited by strength considerations because it is a type of bore, but preferably larger than the otherwise required length of the known turbine nose. In the cavity frictional clamping and possibly centering is possible as well as on the known turbine nose, only inverted.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Kavität im Querschnitt etwa ein Polygon als Begrenzungsfläche auf. Eine solche polygonale Begrenzung ermöglicht einen Linienkontakt auf nahezu der vollen Länge der Kavität, eine hohe Drehmomentübertragung durch Formschluss sowie eine Selbstzentrierung bei der Verdrehung des Turbinenrades gegenüber dem Spannzeug. Vorzugsweise ist eine kontinuierliche und langsame Änderung der Krümmung über den Umfang des Polygons vorgesehen, so dass sich eine geringere Kerbwirkung als bei bekannten Vielzähnen ergibt. Es sind somit keine Stellen vorhanden, an denen sich Fliehkraftspannungen konzentrieren können.In a development of the invention, the cavity has approximately one polygon as a boundary surface in cross section. Such a polygonal limitation allows line contact to almost the full length of the cavity, a high torque transmission by positive engagement and a self-centering in the rotation of the turbine wheel relative to the gripping tool. Preferably, a continuous and slow change of the curvature is provided over the circumference of the polygon, so that results in a lower notch effect than in known multi-teeth. There are thus no places where centrifugal stresses can concentrate.

Ein solches Polygon kann auch im Urformwerkzeug präzise und einfach positioniert und gestaltet werden, da es hier als Positiv existiert. Auch im Spannmittel liegt es als Positiv vor.Such a polygon can also be precisely and easily positioned and designed in the master mold since it exists here as a positive. It is also positive in the clamping device.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Turbinenrades zeichnen sich dadurch aus, dass sich Querstege durch die Kavität erstrecken. Diese Querstege erstrecken sich vorzugsweise in Radialrichtung von der Mitte bis zum Rand der Kavität.Further advantageous embodiments of the turbine wheel are characterized in that transverse webs extend through the cavity. These transverse webs preferably extend in the radial direction from the center to the edge of the cavity.

Was die Position der Kavität anbetrifft, so kann diese allein in der Turbinenradnase ausgebildet sein. Auch kann sich die Kavität durch mehrere Abschnitte des Turbinenrades erstrecken, beispielsweise durch die Turbinenradnase und den Nabenkörper. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann das Turbinenrad mehrere Kavitäten aufweisen, beispielsweise in der Turbinenradnase und im Turbinenradrücken.As far as the position of the cavity is concerned, it may be formed solely in the turbine nose. The cavity may also extend through a plurality of sections of the turbine wheel, for example through the turbine nose and the hub body. In yet another embodiment, the turbine wheel may include a plurality of cavities, such as in the turbine nose and in the turbine rear.

Eine spezielle Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Turbinenrad zwei durch eine Lochscheibe voneinander getrennte Kavitäten besitzt. Ferner ist eine Ausführungsform vorgesehen, bei der die Kavität in der Turbinenradnase länger ausgebildet ist als die Turbinenradnase, sich daher in den Nabenkörper hinein erstreckt.A special embodiment is characterized in that the turbine wheel has two cavities separated from one another by a perforated disk. Furthermore, an embodiment is provided in which the cavity in the turbine nose is longer than the turbine nose, thus extending into the hub body.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Abgasturbolader, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er ein Turbinenrad der vorstehend beschriebenen Art aufweist.The present invention further relates to an exhaust gas turbocharger, which is characterized in that it comprises a turbine wheel of the type described above.

Auch bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Abgasturbolagers, bei dem zur Herstellung eines ein Turbinenrad, eine Welle und ein Verdichterrad aufweisenden Rotors das Turbinenrad mit Hilfe der die Kavität begrenzenden Spannfläche aufgespannt wird. Durch die Verwendung einer inneren Spannfläche anstelle einer äußeren Spannfläche wie beim Stand der Technik werden die vorstehend bereits eingehend erläuterten Vorteile erzielt.The invention also relates to a method for producing an exhaust gas turbocharger in which, for the production of a rotor having a turbine wheel, a shaft and a compressor wheel, the turbine wheel is clamped with the aid of the clamping surface delimiting the cavity. By using an inner clamping surface instead of an outer clamping surface as in the prior art, the advantages already explained in detail above are achieved.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine erste Ausführungsform eines Turbinenrades im Längsschnitt;
  • 2 eine zweite Ausführungsform eines Turbinenrades im Längsschnitt;
  • 3 eine dritte Ausführungsform eines Turbinenrades im Längsschnitt;
  • 4 eine vierte Ausführungsform eines Turbinenrades im Längsschnitt;
  • 5 eine fünfte Ausführungsform eines Turbinenrades im Längsschnitt;
  • 6 eine sechste Ausführungsform eines Turbinenrades im Längsschnitt; und
  • 7 einen Querschnitt durch eine beispielhafte Kavität.
The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments in conjunction with the drawing. Show it:
  • 1 a first embodiment of a turbine wheel in longitudinal section;
  • 2 a second embodiment of a turbine wheel in longitudinal section;
  • 3 a third embodiment of a turbine wheel in longitudinal section;
  • 4 a fourth embodiment of a turbine wheel in longitudinal section;
  • 5 a fifth embodiment of a turbine wheel in longitudinal section;
  • 6 a sixth embodiment of a turbine wheel in longitudinal section; and
  • 7 a cross section through an exemplary cavity.

Das in 1 dargestellte Turbinenrad eines Abgasturboladers besitzt einen Nabenkörper 1, über dessen Umfang eine Vielzahl von gekrümmten Schaufeln 3 angeordnet ist. Von der einen Seite des Nabenkörpers 1 aus erstreckt sich eine Turbinenradnase 4, während auf der gegenüberliegenden Seite des Nasenkörpers ein Turbinenradrücken 2 angeordnet ist.This in 1 shown turbine wheel of an exhaust gas turbocharger has a hub body 1 , over its circumference a large number of curved blades 3 is arranged. From one side of the hub body 1 out extends a turbine nose 4 while on the opposite side of the nose body there is a turbine wheel back 2 is arranged.

Das Turbinenrad besitzt eine sich vom Ende der Turbinenradnase 4 aus axial einwärts erstreckende Kavität 5, die von mindestens einer Spannfläche zum Einspannen des Turbinenrades für die Rotorfertigung begrenzt ist. Dabei ist die Umfangsfläche der Kavität 5 im Wesentlichen als etwa polygonale Fläche ausgebildet, wobei die entsprechenden Seitenflächen des Polygons allerdings gekrümmt sind mit einer kontinuierlichen und langsamen Änderung der Krümmung über den Umfang des Polygons. Die 7 zeigt dabei eine beispielhafte Querschnittsdarstellung einer derartigen polygonalen Kavität.The turbine wheel has one from the end of the turbine nose 4 from axially inwardly extending cavity 5 , which is limited by at least one clamping surface for clamping the turbine wheel for rotor production. Here is the peripheral surface of the cavity 5 formed substantially as an approximately polygonal surface, wherein the respective side surfaces of the polygon are curved, however, with a continuous and slow change in the curvature over the circumference of the polygon. The 7 shows an exemplary cross-sectional view of such a polygonal cavity.

1 zeigt somit eine Kavität 5 in der Turbinenradnase, die als entformbare Werkzeugprotrusion ausgebildet ist. 1 thus shows a cavity 5 in the turbine nose, which is designed as demolding tool protrusion.

2 zeigt eine Ausführungsform eines Turbinenrades, die im Wesentlichen der der 1 entspricht. Hierbei ist die Kavität 5 in der Turbinenradnase 4 durch einen nicht entformbaren Kern gebildet. In beiden Fällen tangiert die Kavität 5 den Bereich höchster Radialkräfte nicht. 2 shows an embodiment of a turbine wheel, which is substantially the 1 equivalent. Here is the cavity 5 in the turbine nose 4 formed by a non-demoulding core. In both cases, the cavity is affected 5 not the area of highest radial forces.

3 zeigt eine Ausführungsform eines Turbinenrades, bei der eine Kavität 5 in der Turbinenradnase 4 und eine Kavität 6 im Turbinenradrücken 2 ausgebildet sind. Auf der einen Seite ist die Kavität als entformbare Werkzeugprotrusion und auf der anderen Seite als entformbarer oder nicht entformbarer Kern ausgebildet. Zwischen den Kavitäten 5 und 6 verbleibt Material, das Radialkräfte aufnehmen kann. 3 shows an embodiment of a turbine wheel, wherein a cavity 5 in the turbine nose 4 and a cavity 6 in the turbine wheel back 2 are formed. On the one hand, the cavity is designed as a demolding tool protrusion and on the other side as a demoldable or non-demouldable core. Between the cavities 5 and 6 Remains material that can absorb radial forces.

Bei den Ausführungsformen der 4 und 5 sind Kavitäten 7 im massiven Nabenkörper 1 und Kavitäten 5 in der Turbinenradnase 4 ausgebildet, welche durch in Radialrichtung verlaufende Stege bzw. Streben 8 voneinander getrennt sind. Bei der Ausführungsform der 5 gehen diese Stege 8 von einer zentralen Nabe 9 aus, die sich durch die Kavität 7 im Nabenkörper 1 erstreckt.In the embodiments of the 4 and 5 are cavities 7 in the massive hub body 1 and cavities 5 in the turbine nose 4 formed, which by radially extending webs or struts 8th are separated from each other. In the embodiment of the 5 go these bridges 8th from a central hub 9 out, passing through the cavity 7 in the hub body 1 extends.

Die Ausführungsform der 6 besitzt eine Kavität 7 im massiven Nabenkörper 1, die als nicht entformbarer Kern ausgeführt ist. Diese Kavität 7 ist durch eine Scheibe 10 mit Löchern von einer Kavität 5 im Turbinenradnabenkörper 4 getrennt. Die Löcher in der Scheibe 10 dienen dazu, den Kern hinter der Scheibe herauslösen zu können (Telefonscheibendesign). Die Löcher befinden sich auf einem Radius > 0, damit Material in der Mitte verbleibt, das Radialkräfte aufnehmen kann.The embodiment of the 6 has a cavity 7 in the massive hub body 1 , which is designed as a non-demoulding core. This cavity 7 is through a disk 10 with holes from a cavity 5 in the turbine wheel hub body 4 separated. The holes in the disk 10 serve to be able to extract the core behind the disk (telephone disk design). The holes are located at a radius> 0, so that material remains in the middle, which can absorb radial forces.

7 zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Kavität, die hier als etwa dreieckförmiges Polygon mit gekrümmten Seiten ausgebildet ist. 7 shows a cross section through an exemplary cavity, which is here designed as an approximately triangular polygon with curved sides.

Wenn mit dem Turbinenrad ein aus einem Turbinenrad, einer Welle und einem Verdichterrad bestehender Rotor eines Abgasturboladers hergestellt werden soll, wird das Turbinenrad mit Hilfe der am Umfang der vorgesehenen Kavität angeordneten Spannfläche aufgespannt. Hierdurch können Spannflächen am Außenumfang einer Turbinenradnabe entfallen.If a rotor of an exhaust gas turbocharger consisting of a turbine wheel, a shaft and a compressor wheel is to be produced with the turbine wheel, the turbine wheel is clamped with the aid of the clamping surface arranged on the circumference of the intended cavity. As a result, clamping surfaces can be omitted on the outer circumference of a turbine hub.

Claims (13)

Turbinenrad für eine Radialturbine mit einem Nabenkörper, über dessen Umfang eine Vielzahl von gekrümmten Schaufeln angeordnet ist, einer sich axial von einer Seite des Nabenkörpers aus erstreckenden Turbinenradnase und einem auf der gegenüberliegenden Seite des Nabenkörpers angeordneten Turbinenradrücken, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad eine sich vom Ende der Turbinenradnase (4) aus axial einwärts erstreckende Kavität (5) besitzt, die von mindestens einer Spannfläche zum Einspannen des Turbinenrades für die Rotorfertigung begrenzt ist.Turbine wheel for a radial turbine having a hub body, on the circumference of which a plurality of curved blades is arranged, a turbine nose extending axially from one side of the hub body and a turbine wheel nose disposed on the opposite side of the hub body, characterized in that the turbine wheel extends from the turbine nose End of the turbine nose (4) from axially inwardly extending cavity (5) has, which is bounded by at least one clamping surface for clamping the turbine wheel for rotor production. Turbinenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavität (5) im Querschnitt ein Polygon, insbesondere mit gekrümmten Seiten, als Begrenzungsfläche aufweist.Turbine wheel after Claim 1 , characterized in that the cavity (5) in cross section has a polygon, in particular with curved sides, as a boundary surface. Turbinenrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich Querstege (8) durch die Kavität (5) erstrecken.Turbine wheel after Claim 1 or 2 , characterized in that transverse webs (8) extend through the cavity (5). Turbinenrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querstege (8) in Radialrichtung von der Mitte bis zum Rand der Kavität (5) erstrecken. Turbine wheel after Claim 3 , characterized in that the transverse webs (8) extend in the radial direction from the center to the edge of the cavity (5). Turbinenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavität (5) nur in der Turbinenradnase (4) ausgebildet ist.Turbine wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the cavity (5) is formed only in the turbine wheel nose (4). Turbinenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kavität (6) im Turbinenradrücken (2) ausgebildet ist.Turbine wheel according to one of the preceding claims, characterized in that a cavity (6) is formed in the turbine wheel back (2). Turbinenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kavität (7) im Nabenkörper (1) ausgebildet ist.Turbine wheel according to one of the preceding claims, characterized in that a cavity (7) in the hub body (1) is formed. Turbinenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine sich durch mehrere Abschnitte erstreckende Kavität (5,7) aufweist.Turbine wheel according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a cavity (5, 7) extending through a plurality of sections. Turbinenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Kavitäten (5,6,7) aufweist.Turbine wheel according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of cavities (5, 6, 7). Turbinenrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei durch eine Lochscheibe (10) voneinander getrennte Kavitäten (5,7) besitzt.Turbine wheel after Claim 9 , characterized in that it has two by a perforated disc (10) mutually separate cavities (5,7). Turbinenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavität (5) in der Turbinenradnase (4) länger ist als diese (4).Turbine wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the cavity (5) in the turbine wheel nose (4) is longer than this (4). Abgasturbolader, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Turbinenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.Exhaust gas turbocharger, characterized in that it comprises a turbine wheel according to one of the preceding claims. Verfahren zur Herstellung eines Abgasturboladers, bei dem zur Herstellung eines ein Turbinenrad, eine Welle und ein Verdichterrad aufweisenden Rotors das Turbinenrad mit Hilfe der die Kavität begrenzenden Spannfläche aufgespannt wird.Method for producing an exhaust-gas turbocharger, in which, for producing a rotor having a turbine wheel, a shaft and a compressor wheel, the turbine wheel is clamped with the aid of the clamping surface delimiting the cavity.
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