WO2017050931A1 - Turbine having a ceramic turbine rotor - Google Patents

Turbine having a ceramic turbine rotor Download PDF

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WO2017050931A1
WO2017050931A1 PCT/EP2016/072601 EP2016072601W WO2017050931A1 WO 2017050931 A1 WO2017050931 A1 WO 2017050931A1 EP 2016072601 W EP2016072601 W EP 2016072601W WO 2017050931 A1 WO2017050931 A1 WO 2017050931A1
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turbine
rotor
shaft
diameter
section
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PCT/EP2016/072601
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Maximilian Wutzow
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Mp-Engineering Gmbh
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Publication date
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    • F05D2220/40Application in turbochargers
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    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/30Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/37Retaining components in desired mutual position by a press fit connection

Definitions

  • the invention relates to a rotor for a turbine, in particular for a turbocharger, according to the preamble of claim 1 and a turbine with such a rotor and method for producing such a rotor and such a turbine.
  • the invention relates to a rotor which is suitable for use in a turbine.
  • the runner is thus to
  • the rotor comprises a turbine wheel and a shaft fixed against rotation on the turbine wheel.
  • a working element is pushed onto the shaft of the rotor and fixed thereto.
  • the basic principle of each turbine consists in that it has the turbine wheel on its turbine side and the working element on its working side, wherein the turbine wheel and the working element are connected to one another in a rotationally fixed manner via the shaft.
  • the turbine is arranged as intended to a gas flow, that the
  • Gas flow is passed over the turbine wheel.
  • the turbine wheel is designed to be rotated by the gas flow and the working element via the shaft
  • Turbine wheel is to be supplied in the radial direction and exits the turbine wheel in the axial direction for driving the turbine.
  • axial turbines are known in which the turbine wheel is designed so that the gas flow is to be directed in the axial direction of the turbine wheel for driving the turbine wheel.
  • radial-axial turbines are known in which the turbine wheel is designed so that for driving the turbine, the gas flow is to be directed in the radial direction of the turbine wheel and exits the turbine wheel with a significant axial component, wherein the turbine wheel by both the radial gas flow as well as by the axial component of the outflowing gas flow is driven.
  • the axial direction refers to the axis about which the turbine wheel is rotatably mounted.
  • the working element is often designed as a compressor wheel, can be compressed by the air, for example
  • Power generator may be formed.
  • the turbine can be considered a turbocharger
  • turbochargers are as a radial turbine
  • Exhaust gases are directed from the engine to the turbine wheel and drive the turbine wheel to a rotation. Accordingly, the compressor wheel connected to the turbine wheel rotates, thereby compressing the intake air supplied to the engine.
  • the turbocharger thus uses the energy contained in the engine exhaust gases by being converted by the turbine wheel into rotational energy, with which the compressor then improves the air supply to the engine and thus the efficiency / performance of the engine.
  • Generic turbines have a body group comprising a housing and a rotatably mounted to the housing running gear.
  • the running gear includes the runner and the
  • the runner includes shaft and turbine wheel.
  • Generic turbochargers have such a body group, a turbine housing and a compressor housing.
  • the turbine housing is on the turbine side of the
  • Hull group arranged and adapted to direct the exhaust gases flowing from the engine to the turbine wheel to ensure the most efficient drive of the
  • the compressor housing is on the working side, also called the compressor side, the
  • Turbochargers or other turbines high speeds, for example, at large diameters, z. B. of about 80 mm, speeds of over 50,000 revolutions per minute,
  • runners must be designed so that the extremely high gas temperatures, often well over 800 ° C, which rest against the turbine wheel, cause no damage to the turbine wheel.
  • turbines are known, for example, whose rotor is a shaft made of steel and a turbine wheel of a
  • high temperature resistant metal alloy such as
  • Inconel alloy eg Inconel 713C
  • MAR alloy an alloy known as MAR alloy
  • Tool z is rotatably mounted around housing, lubricated and thereby cooled.
  • housing lubricated and thereby cooled.
  • tool z usually is a separate
  • Water cooling provided for cooling the turbocharger. When switching off the engine cooling ends by the engine oil but abruptly. Therefore are appropriate
  • Cooling measures for example, a corresponding
  • the present invention has for its object to provide a rotor for a turbine, the
  • the present invention has for its object to provide a turbine, the at least one of at least partially corrects the above problems. Furthermore, the present invention is based on the object, a method for producing such a rotor and a method for producing such a turbine
  • the invention proposes a runner with the features of claim 1.
  • Runner is suitable for use in a turbine, in particular in a turbocharger.
  • the rotor comprises a turbine rotor made of ceramic and a shaft made of metal.
  • a silicon nitride ceramics Si 3 N 4
  • Si 3 N 4 silicon nitride ceramics
  • SN-Pu material designation
  • other suitable silicon nitride ceramics are known from other manufacturers with similar material properties.
  • the shaft can be made from metal used in conventional turbochargers for the shaft be made,
  • the shaft has a hollow cylinder section.
  • the turbine rotor has a turbine wheel and a cylinder section. The turbine wheel is arranged axially relative to the axis of the cylinder section adjacent to the cylinder section.
  • Cylinder portion of the turbine rotor is in the
  • Hollow cylinder section of the shaft arranged and fixed to this.
  • the axes of the cylinder portion and the hollow cylinder portion coincide.
  • the fixation between the cylinder portion and hollow cylinder portion is preferably formed so that cylinder portion and
  • Hollow cylinder section are fixed positionally fixed to each other, so that they can perform relative to each other in the intended use of the rotor no relative movement.
  • Cylinder section can, for example, by soldering
  • the rotor extends in an axial direction, which preferably coincides with the axes of the cylinder portion and the hollow cylinder portion, from its turbine side formed by the turbine rotor to its working side formed by the shaft.
  • the runner thus has one
  • Turbine side is formed by the turbine rotor, the axial end of the rotor at the working side by the shaft.
  • the runner has, from the working side, an external thread for screwing on a nut and a fixing device accessible from the working side, which is integrated in the shaft and for fixing the runner in a rotationally fixed manner from the working side during the operation
  • Screwing the nut is formed. Depending on
  • the external thread may be formed as a left or right-hand thread.
  • the fixing device has a length in the axial direction, which corresponds at least to the diameter of the external thread of the shaft, wherein here
  • the fixing device is in particular integrally manufactured in one piece with the shaft.
  • the axial fixing device is integrally manufactured in one piece with the shaft.
  • Extent of the external thread is limited to an area outside the fixing device.
  • the fixing device thus has in particular no external thread.
  • the external thread through the fixing of the Working side of the rotor axially spaced.
  • the fixing device rests on the working side and the external thread on the fixing device.
  • the maximum diameter perpendicular to the axial direction of the fixing device is smaller than the outer diameter of the
  • the fixing device may for example be designed as a pin, which is encompassed by the shaft and is arranged to the working side next to the external thread. At such a pin can then a corresponding
  • trained fixing tool can be attached, with which the shaft is held against rotation, while a nut is screwed onto the external thread.
  • a pin has a cross-section perpendicular to the axial
  • a polygonal shape a shape with regular polygon, in particular octagonal, hexagon or square, having, as a fixing tool, a tool with a recess with a corresponding cross section
  • the pin may also have a circular cross-section and by special fixing tools, such as
  • the fixing device can also be realized by a slot or Phillips on the working side of the shaft into which a corresponding screwdriver can engage.
  • the fixing device by a radially within the shaft and axially over a certain
  • Cross section for example, oval, polygonal, regular polygon, in particular octagonal, hexagonal or square cross-section, be realized, in which then a fixing tool with a corresponding cross-section can be introduced for rotationally fixed fixing the shaft from the working side, while the mother on the
  • Fixing device is provided on the working side of the shaft and is accessible from the working side, while the nut is screwed onto the external thread, so that the shaft and thus the rotor from the working side
  • rotationally fixed by a fixing tool can be fixed while the nut is screwed onto the external thread.
  • the inventor has realized that the provision of a ceramic turbine rotor has significant advantages.
  • ceramics have a much lower density than conventionally used high temperature resistant
  • Metal alloys in one embodiment, only about 60% of the density of a conventional inconel alloy, whereby the moment of inertia of the rotor is reduced and thus the response of a turbine with a rotor according to the invention can be significantly improved compared to the response of conventional turbines.
  • Turbine used metal alloys such as
  • Inconel or MAR have a temperature resistance up to a temperature of about 980 ° C (Inconel) or about 1050 ° C (MAR), ceramics have a significantly improved temperature resistance, in particular a temperature resistance up to temperatures of 1200 ° C.
  • Inventive runners can thus be exposed to much higher temperatures on their turbine side without the turbine wheel being damaged. This can For example, be particularly advantageous for the use of inventive rotor in turbochargers, since exhaust gas streams with significantly higher exhaust gas temperatures of up to 1200 ° C can be passed to the turbine wheel, whereby the
  • the invention thus relates both to a turbine rotor made of a highly thermally conductive ceramic as well as to a turbine rotor with a poor thermal conductivity ceramic, the latter brings the advantage of a lower heat input into the housing with it.
  • the invention is further based on the finding that it is particularly advantageous if such a fixation of the working element on the rotor is ensured that regardless of a temperature-dependent expansion behavior of the working element this working element is always fixed with a constant bias as possible on the rotor.
  • the inventor has recognized that for this purpose the provision of a shaft made of steel is particularly advantageous, since the temperature-dependent expansion behavior of the shaft made of steel, a temperature-dependent expansion behavior of the
  • Working elements such as a compressor wheel made of aluminum, can be compensated so that at least over a temperature range that is relevant for the intended use of a runner realized for this purpose, as constant as possible bias on the working element for fixing the working element to the rotor
  • the invention is thus further the special finding that the combination of a turbine rotor made of ceramic with a shaft made of steel brings particular advantages. Furthermore, lies the
  • the invention is based on the recognition that s s s for the mounting of a working element on the rotor of a turbine for
  • Fixation of the rotor takes place while the nut is screwed onto the external thread to the working element
  • the inventor has recognized that the rotationally fixed fixation of the rotor via the fixing device permits a substantially precise tightening of the nut for predefined fixing of a working element to the rotor, than with a fixing via a ceramic turbine rotor or
  • the turbine rotor has one between the turbine wheel and the cylinder portion
  • Turbine rotor increases to a maximum, then over a certain axial range, the value of the maximum retains and then decreases.
  • the axial region with the value of the maximum for the diameter preferably has an axial length of not more than 2 mm, in particular 1 mm.
  • Centrifugal force undergoes and because the edge forms a trailing edge, from which via the centrifugal force
  • Turbine rotor should flow towards the turbine wheel, can not get to the turbine side of the turbine wheel. As a result, contamination of the turbine wheel driving gases can be prevented by engine oil as best as possible. In addition, this can reduce oil consumption be minimized.
  • This contact point is usually formed by the sealing rings or the sealing ring, which are arranged in the receiving groove and abut the rotor and on the housing.
  • Turbine arranged sealing rings (or sealing ring), the heat input from the exhaust gases is kept as low as possible in the housing.
  • the described embodiment of a rotor according to the invention can contribute in particular to the fact that a turbine can be realized in which no separate water cooling in addition to cooling by the engine oil is provided, since the heat input into the housing of the turbine can be kept so low that even without the Provide a separate water cooling a Overheating of the bearing between rotor and housing, which is closest to the turbine side, can be prevented.
  • due to the good sliding properties of ceramic surfaces by providing the receiving groove in the turbine rotor made of ceramic, the friction between a fixed to the housing sealing ring and an inner wall of the
  • Receiving groove on which it rests for sealing be reduced. It should be noted that friction is generated by sealing rings, which are arranged in the receiving groove. These seals are mostly fixed in position in the
  • Housing held and lie with an axial end face on an inner wall of ahmenut on. Upon rotation of the tool relative to the housing thus turns the
  • Seal rings remain fixed to the housing. It thus creates friction on the contact surfaces between sealing rings and receiving groove.
  • Ceramic turbine rotor may be due to the good
  • the turbine rotor of the relatively light ceramic extends over a wide area in which it is forced to have a large diameter in the housing. This allows the turbine rotor
  • the diameter of the first lens is in one embodiment, the diameter of the first lens
  • Turbine rotor in a axially between the cylinder portion and the centrifuge section and axially adjacent to the centrifuge section portion in the axial direction to the turbine side down. This can be made possible that in the manufacturing process of the rotor, the rotor in an area which is axially adjacent to the working side
  • Centrifuge section is arranged, can be ground to adjust as exact as possible fit this area without this, the centrifuge section is damaged, which could lead to an impairment of the function of the centrifuge section.
  • the turbine rotor axially between the cylinder portion and the centrifuge portion on a bearing portion which is formed in the manner of a cylinder and having a diameter which is greater than the diameter of the cylinder portion and smaller than the diameter at the maximum.
  • a bearing portion which is formed in the manner of a cylinder and having a diameter which is greater than the diameter of the cylinder portion and smaller than the diameter at the maximum.
  • Embodiment allows the turbine rotor with its bearing portion in a conventional radial bearing, which may be formed, for example, as a bronze bearing, in particular as a bronze ring, inserted, so that with this embodiment of the rotor according to the invention, a turbine can be realized in which the bearing portion via a radial bearing directly to the housing of the
  • Turbocharger communicates.
  • the radial bearing can then be separated only by an oil film of the bearing portion and the housing, so that the housing and the
  • Turbine rotor over a wide axial range has a large diameter, whereby a fracture of the turbine rotor can be prevented as well as possible. In addition, this allows the moment of inertia be kept even lower, whereby the response of a turbine with such a rotor can be further improved.
  • Turbine rotor on the shaft can be made via the cylinder portion and a discharge of the oil running in the bearing can be carried out through the centrifuge section, so that leakage of oil into the gases on the turbine side of the
  • Oil consumption can be minimized and pollution of the gases be largely prevented by oil.
  • Cylinder section can also be ensured that the hollow cylinder portion of the shaft on the
  • Cylinder portion can be applied without the outer diameter of the hollow cylinder needs to be provided larger than the diameter of the bearing portion. In one embodiment, the diameter of the
  • Hollow cylinder section of the shaft This may be the special one
  • Hollow cylinder portion of the shaft can be arranged, wherein both radial bearings can be formed identically and thus can be arranged in a tube designed as a tube with a constant diameter tube portion of the housing.
  • Turbine rotor decreases starting from the bearing portion in the axial direction to the turbine side, which is then arranged in the axial direction of the centrifuge section in which the diameter increases toward the turbine side, brings with it a further particular advantage.
  • the rotor may be allowed to abut on the bearing portion and the rotor
  • Hollow cylinder section can be ground simultaneously, so that the realization of an identical diameter of bearing section and hollow cylinder section can be carried out particularly precisely and easily.
  • the diameter of the first lens is in one embodiment, the diameter of the first lens
  • Turbine rotor starting from the turned to the turbine side End of the hollow cylindrical portion such a course in the axial direction that the diameter first decreases in the axial direction toward the turbine side and then increases until it is greater than that of the
  • the end of the hollow cylinder section of the shaft facing the turbine side is therefore preferably axially of the shaft
  • the diameter of the turbine rotor starting from the end of the hollow cylinder section facing the turbine side, initially decreases in the axial direction toward the turbine side, in particular steadily until it reaches a minimum, whereafter it steadily increases until the formation of the turbine
  • the diameter thus reaches after its increase its maximum when reaching the diameter of the bearing portion and retains this maximum on the axial
  • Turbine rotor can be particularly effectively ensured that the wave with its turbine facing end of its hollow cylinder portion does not exert such a notch effect on the turbine rotor, which poses a risk of breakage of the turbine rotor in the manufacture and in particular in the use of the turbine rotor in a rotor or a turbine ,
  • the inventor has recognized that it is particularly advantageous for this purpose that in the ceramic of the
  • Diameter is provided so that the outer contour of the turbine rotor from the radial center to the Turbine side facing end of the hollow cylinder portion can extend.
  • Particularly preferred is thus the tangent of the course of the diameter of the shaft, d. H. the course of the outside of the shaft, at the transition between shaft and turbine rotor identical to the tangent of the course of the diameter, d. H. the course of the outside, the turbine rotor at this transition.
  • the transition refers to the point along the axial direction, on the outside of the rotor, the shaft and the turbine rotor adjacent to each other. Due to the configuration of the described embodiment, cracking in the ceramic of the turbine rotor due to an action of the shaft is particularly effectively prevented.
  • Centrifuge section is defined, is formed rotationally symmetrical about the axial direction.
  • the inventor has further recognized that it is particularly advantageous for the production of a rotor according to the invention that in one
  • Step of the hollow cylinder portion of the shaft is pushed onto the cylinder portion of the turbine rotor for connecting shaft and turbine rotor to each other until the hollow cylinder section with its facing the turbine side axial end against the turbine rotor, in particular against the bearing portion of the turbine rotor, presses, after the fixation of the turbine rotor and Shaft to each other by means of a grinding process, such an outer contour of the rotor is generated, that the diameter of the turbine rotor starting from the turbine side facing the end of the hollow cylinder portion has such a profile in the axial direction, that the
  • Turbine side decreases and then increases until it is greater than at the end facing the turbine side of the hollow cylindrical portion, in particular the profile of the diameter of the turbine rotor between the
  • Turbine side facing end of the hollow cylindrical portion and the bearing portion has a radius of curvature which is at least a quarter of the diameter of the turbine rotor in the bearing portion.
  • the hollow cylinder portion of the shaft with its facing the turbine side axial end axially on the bearing portion of the turbine rotor directly or indirectly.
  • the turbine rotor can, for example, during the first working step, a step between
  • Turbine rotor is applied, the axial position of the shaft and turbine rotor to each other can be determined very precisely.
  • the turbine rotor and just the
  • Hollow cylinder section during the first step a sufficient material thickness and thus strength, which is particularly advantageous for the precise determination of the axial position of the shaft and turbine rotor.
  • the hollow cylinder portion of the shaft has a very small cylinder wall thickness, in particular a cylinder wall thickness between 0.4 mm and 1 mm, so that it is of considerable importance that this
  • Cylinder section of the turbine rotor needs to be matched, since the achievable axial positioning of the shaft relative to the turbine rotor not by a stop the cylinder portion at the end of the hollow cylinder portion, but by a stop of the end face of
  • Hollow cylinder section is realized on the shaft.
  • the hollow cylinder portion or the hollow of the shaft for generating the hollow cylinder portion can thus be achieved in a simple manner by rubbing or honing, as at the end of the hollow cylinder portion, d. H. at the bottom of the
  • the hollow cylinder portion of the shaft is at least 0.5 times its clear
  • the hollow cylinder portion of the shaft in its portion with which it protrudes on the working side over the cylinder portion, a through its
  • two such grooves are provided, which are provided on opposite sides, so that no imbalance arises during a rotation of the rotor.
  • two vent holes be provided, which on opposite sides and thus mirror-symmetrical to the axial direction about the axis
  • Vent holes provided, wherein the grooves and / or the vent holes are arranged in pairs symmetrically about the axis.
  • the axially extending channel or the axially extending channels can be realized by suitable measures in the rotor.
  • an axially extending channel is realized in that the cylinder section does not have a circular cross-section but one on one side
  • An axially extending groove may also be formed, for example, as a groove spiral on the outside of the cylinder portion of the turbine rotor, d. H. as a groove, which runs spirally along the outside and thus extends axially.
  • Cylinder section in the hollow cylinder section to be particularly simplified, as a result of compression of air in the hollow cylinder portion in the insertion of the
  • Cylinder section can be prevented.
  • it is essential that the clear cross-section of the at least one vent hole provided or the at least one channel provided is so large that the air from the hollow cylinder section can escape sufficiently quickly when the cylinder section in the
  • Hollow cylinder section is introduced. This is especially in the high-precision production of a rotor according to the invention of particular advantage, since in the postponement of the Hollow cylinder section on the cylinder section of
  • Hollow cylinder section can escape. It goes without saying that this is of particular advantage in a particularly advantageous embodiment of the rotor according to the invention, in which the allowance during the sliding of the hollow cylinder portion on the cylinder portion is very small, whereby a corresponding precision in the manufacture of the rotor is accompanied.
  • To be particularly advantageous has been found to provide a clear cross-section of the at least one vent hole or the at least one channel, the at least one-seventh of the clear
  • Cross-section of the interior of the hollow cylinder portion is, in particular between a fifth and a
  • Hollow cylinder portion and the greatest possible stability of the hollow cylinder portion and the cylinder portion in the hollow cylinder portion allows.
  • a plurality of vent holes and / or a plurality of grooves corresponding to the common clear cross-section of all vent holes and / or grooves at least one-seventh of the clear cross-section of the interior of the
  • Hollow cylinder portion in particular between one fifth and one seventh of the clear cross section of the interior of the hollow cylinder portion.
  • the hollow cylinder portion surrounds the shaft the cylinder section of the turbine rotor
  • Section of the hollow cylinder can cover in particular the entire cylinder portion and thus uninterrupted
  • the rotor can be configured particularly robust.
  • the shaft has at least one axial
  • Expansion portion which is offset from the hollow cylinder portion axially to the working side, wherein the
  • Diameter and the axial length of the expansion section are coordinated so that over a
  • Such an axial expansion section may enable a nut to be screwed onto the external thread of the shaft, thereby creating an expansion in the expansion section of the shaft, so that a particularly reliable fixation of the rotor in a body group can be made possible.
  • the inventor has just recognized that the provision of an axial expansion section is particularly advantageous just when a ceramic turbine rotor is used, so that the combination of a metal-made shaft with an expansion section provided there and a Ceramic-made turbine rotor brings special benefits.
  • the cylinder portion of the turbine rotor has an axial length that is between 1.5 times and 3.5 times, in particular between 2 times and 3 times the diameter of the
  • Cylinder section is. As a result, a particularly good fixation of the turbine rotor on the shaft and the use of the smallest possible amount of material can be made possible.
  • the inventor has recognized that the ratio of the length of the
  • Cylinder section is particularly relevant to the diameter of the cylinder portion, since the fixing length over which the turbine rotor is fixed to the shaft, and which is predetermined over the length of the cylinder portion, is to be provided depending on the diameter of the cylinder portion to a stable coherent runner to
  • the embodiment described is particularly advantageous in a realization of the fixation between the turbine rotor and shaft by means of shrinking the hollow cylinder portion on the cylinder portion, since it can be ensured over the specified conditions by the resulting adjustment of the pressure that the cylinder portion are completely inserted into the hollow cylinder section can before the hollow cylinder section shrinks on the cylinder portion.
  • this can be a fixation by means of adhesive or soldering a
  • the invention further relates to a turbine, the one
  • Hull group comprising a runner according to the invention.
  • the fuselage group features the runner, a housing and a
  • the rotor is arranged axially in sections within the housing and over at least two Radial bearing rotatably guided to the housing.
  • Radial bearings are preferably axially spaced from each other.
  • the radial bearings can each be connected as separate individual pieces or alternatively via connecting sections
  • the working element is arranged on the working side of the rotor facing side of the housing and fixed to the shaft. It is essential that the
  • the housing may particularly preferably have a tubular portion in which the radial bearings are arranged, wherein the rotor in the realization of the turbine by the
  • Working element arranged on the other axial side of the housing.
  • a nut working element, housing and runners axially position fes.t are screwed to each other, with the running gear can rotate relative to the housing.
  • the thrust bearing may for example comprise an intermediate piece and a bronze disk, wherein the
  • Shaft axially offset to the working side of the hollow cylinder portion has a step with which they on the
  • Bronze disc has a central passage through which passes the intermediate piece, wherein the intermediate piece has a groove in which the bronze disc is arranged, so that the bronze disc through the guide in the groove with a game of up to - led mm to the intermediate piece
  • the turbine according to the invention has the particular advantage that it has a very good response thanks to the use of the rotor according to the invention and, moreover, when using a poorly heat-conducting ceramic a smaller
  • the housing has an access for engine oil for lubricating the radial bearings, wherein the housing is designed so that it can be cooled only by the engine oil.
  • the housing can thus for example be designed so that no connection and no
  • a first of the radial bearings between the housing and the shaft is provided, wherein a second of the radial bearings between the housing and the shaft
  • Storage section is provided. This is the first one
  • Radial bearings in particular each only by an oil film of the housing and shaft and the second radial bearing in particular only by an oil film of the housing and
  • At least one of the radial bearings may be formed as a ring which has on its outer side at its annular jacket a circumferential groove, wherein in the groove circumferentially offset from each other ⁇ lzu semiconductorlöcher are provided.
  • a radial bearing is axially fixed in the housing so that a
  • Oil supply hole opens into the housing in the channel.
  • Oil supply hole in the housing is fed to the radial bearing, be particularly easy.
  • At least one sealing ring is arranged, which rests directly on the turbine rotor and directly on the housing.
  • at least one sealing ring can be ensured that as possible no engine oil that has moved axially to the turbine side over the centrifuge section out in the on the turbine wheel can flow gases.
  • two sealing rings axially adjacent to each other in the
  • the at least one sealing ring, in particular all sealing rings be designed as a piston ring.
  • the at least one sealing ring, in particular all sealing rings be made of steel.
  • the at least one sealing ring, in particular all sealing rings made of ceramic, whereby a friction between
  • Seal and runner can be kept very low.
  • the turbine comprises a nut, which is screwed onto the external thread and over which the working element is fixed to the shaft, wherein in particular the working element through the nut to a for
  • Turbine side facing side of an intermediate piece is pressed, in particular, the shaft is pressed with a radially extending projection against a working side of the intermediate piece facing side of the intermediate piece.
  • the intermediate piece may for example consist of two parts, namely an axial disc, to which the shaft is pressed, and a main piece, to which the
  • the shaft is at its
  • the fixing device is provided as a cavity in the shaft, which extends in the axial direction by at least 1 times the diameter, which of course is based on the outer diameter of the external thread radially inside the shaft.
  • suitable components of the turbine can be done.
  • the invention further relates to a method for producing a rotor according to the invention.
  • the hollow cylinder section of the shaft is pushed onto the cylinder section of the turbine rotor for
  • the hollow cylinder portion of the shaft is at a temperature of at least 300 ° C
  • Turbine rotor at a temperature between 10 ° C and 50 ° C, in particular between 15 ° C and 40 ° C held.
  • the turbine rotor is thereby kept at room temperature, i. that no tempering adjustment measure to
  • a specific temperature of the turbine rotor is made while the hollow cylinder portion is pushed onto the cylinder portion.
  • the sliding of the hollow cylinder section onto the cylinder section is completed in less than 3 s
  • inventive method allows a special
  • the invention further relates to a method for producing a rotor according to the invention, in which the
  • Method for producing a rotor according to the invention can be combined.
  • the pressing can be done directly or indirectly via a fitting body between hollow cylinder section and bearing section.
  • Embodiment is then ground after the fixation of the turbine rotor and shaft to each other, the rotor in the region of the hollow cylindrical portion and the bearing portion by a single grinding operation to produce in this area a uniform diameter of the rotor.
  • this inventive method the realization of a rotor is possible, which has a very precise constant diameter over a range at the following radial bearings can be arranged to produce a turbocharger.
  • a further preferred embodiment which is combinable with the aforementioned, is after
  • Turbine rotor between the turbine side facing the end of the hollow cylindrical portion and the bearing portion has a radius of curvature which is at least a quarter of the diameter of the turbine rotor in the bearing portion.
  • Turbine rotor can cause, be prevented.
  • the turbine rotor is particularly preferably used in the first working step
  • the said profile of the outer diameter of the turbine rotor is ground and / or the rotor, as explained, is ground in the said region for producing a uniform diameter and / or the centrifuge section and / or the receiving groove for the
  • the turbine rotor particularly preferably has a rotationally symmetrical axis at its axial end facing the turbine side
  • Centering devices for example, by a conical centering, in particular a conical
  • Recess be realized with an opening angle between 40 ° and 70 ° in the turbine rotor or the shaft.
  • the turbine rotor at his to
  • the invention further relates to a method for producing a turbine according to the invention, in particular one
  • turbocharger according to the invention.
  • the rotor is introduced with its working side in the housing and performed by the housing in a first step.
  • the working element may be preferred be kept heated.
  • the fixing device is formed as a hexagon, which during the third step with a hex wrench
  • Fixing device designed as a thread, are bolted to the two lock nuts against each other and held during the third step by a fixing tool.
  • a turbine according to the invention in particular a turbocharger according to the invention, can be produced in a particularly simple, precise and cost-effective manner.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of an embodiment of a rotor according to the invention
  • Figure 2 in a schematic schematic diagram
  • Figure 1 comprising the figure la and Figure lb an inventive rotor 1 is shown.
  • Figure la shows the components of the illustrated rotor 1, namely the shaft 3 and the turbine rotor 2, before they are assembled to realize the rotor 1 and fixed together.
  • FIG. 1b shows the finished rotor 1.
  • the turbine rotor 2 has a
  • Turbine wheel 26 forms the turbine side A of the rotor 1.
  • the cylinder section 21 is arranged axially offset from the working side B toward the turbine wheel 26.
  • a bearing portion 22 abuts axially directly on the cylinder portion 21, wherein a step between the cylinder portion 21 and
  • Bearing portion 22 and the turbine 26 is also a Centrifuge section 23, an edge 24 and a receiving groove 25 are arranged. From the bearing portion 22 of the takes
  • Centrifuge section 23 with a rotation of the rotor radially thrown away and rips off at the edge 24, so that only a very small proportion of this oil can ever reach into an axial region between the edge 24 and the turbine wheel 26.
  • a receiving groove 25 is provided for receiving sealing rings, via which an escape of oil from a turbine 100 can be at least largely avoided.
  • the shaft 3 has a fixing device 33 on the working side B, which adjoins the working side B in an axial direction adjacent to
  • External thread 32 is arranged on the shaft 3.
  • Fixing device 33 is thus located directly on the working side B, and the external thread 32 is spaced from the working side B by the fixing device 33.
  • the rotor 1 can thus be held against rotation by means of the fixing device 33, while a nut 8 - as shown in FIGS. 2 and 3 - is screwed onto the rotor 1 or the external thread 32 of the rotor 1 to realize a turbine.
  • the shaft 3 has an expansion section 34, in which the shaft 3 has a smaller diameter, so that the shaft is deliberately provided via this
  • Expansion section 34 by appropriately screwing a Nut 8 can be stretched on the external thread 32, so that in the realization of a turbine - as shown in Figures 2 and 3 - a controlled tightening of the rotor 1 and the compressor wheel 5 to the housing 4 is made possible.
  • the shaft 3 has a hollow cylinder section 31, in which the cylinder section 21 of the turbine rotor 2
  • the arrangement of the cylinder section 21 in the hollow cylinder section 31 ensures a reliable fixation of the turbine rotor 2 to the shaft 3.
  • the hollow cylinder portion 31 further has a vent hole 35 through which air can escape while the
  • the hollow cylinder section 31 bears against the bearing section 22 with its axial end face.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a turbocharger 100 according to the invention as an example of an inventive device
  • turbocharger 100 is shown in its assembled state. From Figure 2 it can be seen that the turbine wheel 26 is disposed on one axial side of the housing 4, while that as
  • Working element provided compressor wheel 5 is arranged on the other axial side of the housing 4.
  • the rotor 1 is rotatable relative to the housing 4 via the radial bearings 6, 7 stored.
  • the second radial bearing 7 is that of the turbine side A closest radial bearing.
  • the first radial bearing 6 is arranged between the housing 4 and the hollow cylinder section 31.
  • the second radial bearing 7 is between the
  • Turbine rotor 2 thus extends with a large
  • Turbocharger 100 is realized, and partly because of the poorly used in this embodiment
  • the rotor 1 is fixed relative to the housing 4 by a thrust bearing comprising a bronze disk 12 and an intermediate piece, which by a main piece 9 and an axial disc 11 is formed.
  • the bronze disk 12 extends in a groove formed by the axial disk 11 and the main piece 9 of the intermediate piece and is held by the rear wall 10 on the housing 4.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a
  • the turbocharger 100 according to the invention according to FIG. 3 differs from the turbocharger 100 according to the invention according to FIG. 2 exclusively in the design of the rotor 1
  • the rotor 1 used in the turbocharger 100 according to FIG. 3 has no bearing section 22. Instead, the turbine rotor 2 is formed so that its first axial end is formed by the cylinder portion 21, to which the centrifuge section 23 adjoins axially. Axially in the direction of the turbine side A toward the centrifuge section 23, the turbine rotor follows
  • sealing ring is not shown in the receiving groove 25 in Figure 2.
  • the cylinder section 21 is at the in FIG. 3
  • Hollow cylinder section 31 is arranged so that the fixation between the turbine rotor 2 and shaft 3 via the arrangement of the cylinder portion 21 in the hollow cylinder portion 31 and the relative fixing of these two sections takes place to each other.
  • the fixation between the turbine rotor 2 and shaft 3 via the arrangement of the cylinder portion 21 in the hollow cylinder portion 31 and the relative fixing of these two sections takes place to each other.
  • turbocharger 100 is suitable only for certain purposes.
  • a larger heat input into the second radial bearing 7 can take place since this second radial bearing 7 is not connected exclusively via ceramic as the only heat-conducting material.
  • the turbocharger 100 according to FIG. 3 can be realized in a simple manner such that the region in which the two axial bearings 6, 7 are located has one
  • Diameter can be adjusted only by the design of the metal-made shaft 3.
  • the turbocharger 100 shown in FIG. 1 is shown in FIG. 1
  • Water cooling 41 as known in conventional turbochargers, provided.
  • FIGS. 4a, 4b and 4c schematic cross-sectional views and enlarged sections of this cross-section of a further embodiment of a rotor 1 according to the invention are shown in FIGS.
  • FIG. 4 a shows the position of the enlarged detail shown in FIG
  • FIG. 4 differs from the embodiment according to FIG. 1 in that the end of the hollow cylinder section 31 facing the turbine side A of the shaft 3 extends axially from the bearing section 22 of FIG
  • Turbine rotor 2 is spaced. This spacing is evident in particular from FIG. 4b.
  • the rotor 1 according to Figure 4 is prepared by the shaft 3 in a first step with its hollow cylindrical portion 31 on the
  • Cylinder portion 21 of the turbine rotor 2 is pushed axially until the axial, the turbine side facing A
  • Step of the runner is ground below
  • the turbine rotor 2 is ground so that its final realized diameter, starting from the axial end of the hollow cylinder portion 31, which faces the turbine side A, first decreases over a portion away, until it by the radial distance u, d. H. relative to the diameter by the distance 2 u (u in the present case is about 0.05 mm), of the diameter at the
  • Turbine rotor 2 increases again.
  • a decrease in the radius of at least 0.05 mm, in particular between 0.05 mm and 0.15 mm is particularly advantageous, ie the decrease of the diameter by at least 0.1 mm, in particular between 0.1 and 0.3 mm, before the diameter increases again.
  • the profile of the diameter of the turbine rotor 2 between the end facing the turbine side A of the hollow cylindrical portion 31 and the bearing portion 22 has a radius of curvature which is continuously at least a quarter of the diameter D of the turbine rotor 2 in the
  • Bearing portion 22 of the turbine rotor is 12 mm.
  • the embodiment of the embodiment according to FIG. 4 has the particular advantage that a notch effect of the shaft 3 at the end of its
  • show the shaft 3 at the end of its hollow cylinder portion 31 and the turbine rotor 2 each have a diameter which such changes in function of the position along the axial direction, that the courses of the
  • Diameter of shaft 3 and turbine rotor 2 at the transition from the shaft 3 to the turbine rotor 2 have the same tangent, thereby preventing the shaft 3 is pressed with a sharp edge against the turbine rotor 2 and thus exerts an adverse notch effect on the turbine rotor 2.
  • Centrifugal section 23 abutting portion in the axial direction toward the turbine side first decreases, after which then increases the diameter under Training of the centrifuge section 23 takes place.
  • the radius in the mentioned axial section decreases by the amount v, in the present case by 0.05 mm.
  • the decrease of the radius by at least 0.05 mm, in particular between 0.05 mm and 0.15 mm is particularly advantageous, ie the decrease in the
  • FIG. 4c shows the course of the diameter, in which the radius initially decreases from the bearing section 22 by the amount v, represents the profile of the diameter in the finally produced rotor 1 according to FIG. 4a.
  • Injection molding is produced from a ceramic and then processed in a grinding process by removing the drawn in Figure 5a dashed lines allowance for generating the cylinder portion 21 of the turbine rotor 2. From Figure 5a is already apparent that the turbine rotor 2 facing on its side B to work End a first
  • Centering device 202 which are each configured in the manner of a cone. These centering devices 201, 202 serve to guide the turbine rotor 2 during the
  • Hollow cylinder section 31 is pushed axially onto the cylinder section 21.
  • the shaft 3 is held with a first mounting tool 51 and axially thereto
  • Turbine rotor 2 is displaced, while the turbine rotor 2 is held with a second mounting tool 52 which is inserted in a recess of the turbine rotor 2, in which the second centering device 202 is located.
  • This embodiment consists in that the turbine rotor 2 has at its end facing the turbine side A a cylindrical portion in which a recess is provided. This cylinder-like section and the recess are shaped like this
  • Turbine rotor 2 is guided radially without it too
  • Turbine side A facing axial end abuts the bearing portion 22 of the turbine rotor 2. This condition is shown in FIG. 5c.
  • the shaft 3 is tensioned into a collet 53, while a centering tip 54 is arranged on the centering device 202 of the turbine rotor 2, after which a rotational movement of the collet 53 then takes place
  • Figure 6 comprising Figures 6a and 6b are two examples of the configuration of the turbine wheel 26 of a
  • the turbine wheel 26 according to FIG. 6a is designed as a radial turbine wheel, the turbine wheel 26 according to FIG. 6b as an axial turbine wheel.
  • the turbine wheel 26 may alternatively be designed, for example, as an axial-radial turbine wheel.

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Abstract

The invention relates to a rotor unit (1) for a turbine, in particular a turbocharger, and to a method for producing said rotor unit. The rotor unit comprises a turbine rotor (2) produced from ceramic and a shaft (3) produced from metal, wherein the shaft has a hollow-cylinder segment (31), wherein the turbine rotor has a turbine wheel (26) and a cylinder segment (21), which is arranged in the hollow-cylinder segment and is fastened with respect thereto, wherein the rotor unit extends in an axial direction from the turbine side (A) of the rotor unit, which is formed by the turbine rotor, to the working side (B) of the rotor unit, which is formed by the shaft. On the working side of the rotor unit, the rotor unit has an external thread (32) for screwing a nut (8) on and a fastening device (33), which is accessible from the working side and is integrated in the shaft and is designed to fasten the rotor unit form the working side while the nut is being screwed on, wherein the fastening device has, in particular, a length in the axial direction that is at least as great the diameter of the external thread of the shaft.

Description

Turbine mit Keramik-Turbinenrotor  Turbine with ceramic turbine rotor
Die Erfindung betrifft einen Läufer für eine Turbine, insbesondere für einen Turbolader, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Turbine mit einem solchen Läufer und Verfahren zur Herstellung eines solchen Läufers und einer solchen Turbine. The invention relates to a rotor for a turbine, in particular for a turbocharger, according to the preamble of claim 1 and a turbine with such a rotor and method for producing such a rotor and such a turbine.
Die Erfindung betrifft einen Läufer, der für den Einsatz in einer Turbine geeignet ist. Der Läufer ist somit zur The invention relates to a rotor which is suitable for use in a turbine. The runner is thus to
Realisierung einer solchen Turbine geeignet. Der Läufer umfasst ein Turbinenrad und eine am Turbinenrad verdrehfest fixierte Welle. Bei der Realisierung einer Turbine wird ein Arbeitselement auf die Welle des Läufers geschoben und daran fixiert. Das Grundprinzip einer jeden Turbine besteht dabei darin, dass sie an ihrer Turbinenseite das Turbinenrad und an ihrer Arbeitsseite das Arbeitselement aufweist, wobei das Turbinenrad und das Arbeitselement über die Welle zueinander verdrehfest miteinander verbunden sind. Die Turbine wird bestimmungsgemäß so zu einem Gasstrom angeordnet, dass der Realization of such a turbine suitable. The rotor comprises a turbine wheel and a shaft fixed against rotation on the turbine wheel. In the realization of a turbine, a working element is pushed onto the shaft of the rotor and fixed thereto. The basic principle of each turbine consists in that it has the turbine wheel on its turbine side and the working element on its working side, wherein the turbine wheel and the working element are connected to one another in a rotationally fixed manner via the shaft. The turbine is arranged as intended to a gas flow, that the
Gasstrom über das Turbinenrad geleitet wird. Das Turbinenrad ist so ausgebildet, dass es durch den Gasstrom in Rotation versetzt wird und über die Welle das Arbeitselement Gas flow is passed over the turbine wheel. The turbine wheel is designed to be rotated by the gas flow and the working element via the shaft
antreibt . Beispielsweise sind Radialturbinen bekannt, bei denen das Turbinenrad so ausgebildet ist, dass der Gasstrom dem drives. For example, radial turbines are known in which the Turbine is designed so that the gas flow to the
Turbinenrad in radialer Richtung zuzuführen ist und in axialer Richtung aus dem Turbinenrad austritt zum Antreiben der Turbine. Beispielsweise sind Axialturbinen bekannt, bei denen das Turbinenrad so ausgebildet ist, dass der Gasstrom in axialer Richtung auf das Turbinenrad zu leiten ist zum Antreiben des Turbinenrads. Es sind auch Radial-Axial- Turbinen bekannt, bei denen das Turbinenrad so ausgebildet ist, dass zum Antreiben der Turbine der Gasstrom in radialer Richtung auf das Turbinenrad zu leiten ist und mit einer erheblichen axialen Komponente aus dem Turbinenrad austritt, wobei das Turbinenrad sowohl durch den radialen Gasstrom als auch durch die axiale Komponente des ausströmenden Gasstroms angetrieben wird. Die axiale Richtung bezieht sich dabei auf die Achse, um die das Turbinenrad drehbar gelagert ist. Das Arbeitselement ist häufig als Kompressorrad ausgebildet, durch das Luft komprimiert werden kann, beispielsweise Turbine wheel is to be supplied in the radial direction and exits the turbine wheel in the axial direction for driving the turbine. For example, axial turbines are known in which the turbine wheel is designed so that the gas flow is to be directed in the axial direction of the turbine wheel for driving the turbine wheel. There are also radial-axial turbines are known in which the turbine wheel is designed so that for driving the turbine, the gas flow is to be directed in the radial direction of the turbine wheel and exits the turbine wheel with a significant axial component, wherein the turbine wheel by both the radial gas flow as well as by the axial component of the outflowing gas flow is driven. The axial direction refers to the axis about which the turbine wheel is rotatably mounted. The working element is often designed as a compressor wheel, can be compressed by the air, for example
Ansaugluft, die einem Motor zugeführt wird. Es sind jedoch auch Turbinen wie beispielsweise Turboprops oder Intake air that is supplied to a motor. However, there are also turbines such as turboprops or
Stromerzeugungsturbinen bekannt, bei denen das Power generation turbines are known in which the
Arbeitselement als Propeller bzw. Rotor eines Working element as a propeller or rotor of a
Stromgenerators ausgebildet sein kann. Power generator may be formed.
Beispielsweise kann die Turbine als ein Turbolader For example, the turbine can be considered a turbocharger
ausgebildet sein. Bei einem Turbolader ist das be educated. In a turbocharger that is
Arbeitselement als Kompressorrad ausgebildet. Turbolader werden zur Effizienzsteigerung von Verbrennungsmotoren eingesetzt, beispielsweise bei Verbrennungsmotoren von Working element designed as a compressor wheel. Turbochargers are used to increase the efficiency of internal combustion engines, for example in internal combustion engines of
Kraftfahrzeugen, Flugzeugen oder anderen Maschinenantrieben. Zumeist sind solche Turbolader als Radialturbine Motor vehicles, aircraft or other machinery drives. In most cases, such turbochargers are as a radial turbine
ausgebildet. Turbinenrad und Kompressorrad sind über eine Welle miteinander verbunden. Der Turbolader wird educated. Turbine wheel and compressor wheel are connected by a shaft. The turbocharger will
bestimmungsgemäß so relativ zum Motor angeordnet, dass intended so relative to the engine arranged that
Abgase von dem Motor auf das Turbinenrad geleitet werden und das Turbinenrad zu einer Rotation antreiben. Entsprechend rotiert das mit dem Turbinenrad verbundene Kompressorrad und komprimiert dadurch die dem Motor zugeführte Ansaugluft. Von seinem Grundprinzip her nutzt der Turbolader somit die in den Motorabgasen enthaltene Energie, indem sie durch die Turbinenrad in Rotationsenergie umgewandelt wird, mit der dann der Kompressor die Luftzufuhr zum Motor und somit die Effizienz/Leistung des Motors verbessert. Exhaust gases are directed from the engine to the turbine wheel and drive the turbine wheel to a rotation. Accordingly, the compressor wheel connected to the turbine wheel rotates, thereby compressing the intake air supplied to the engine. By its basic principle, the turbocharger thus uses the energy contained in the engine exhaust gases by being converted by the turbine wheel into rotational energy, with which the compressor then improves the air supply to the engine and thus the efficiency / performance of the engine.
Gattungsgemäße Turbinen weisen eine Rumpfgruppe auf, die ein Gehäuse und ein zum Gehäuse verdrehbar gelagertes Laufzeug umfasst. Das Laufzeug umfasst den Läufer und das Generic turbines have a body group comprising a housing and a rotatably mounted to the housing running gear. The running gear includes the runner and the
Arbeitselement, wobei Läufer und Arbeitselement verdrehfest miteinander verbunden sind. Der Läufer umfasst Welle und Turbinenrad. Gattungsgemäße Turbolader weisen eine solche Rumpfgruppe, ein Turbinengehäuse und ein Kompressorgehäuse auf. Das Turbinengehäuse ist an der Turbinenseite der Working element, wherein rotor and working element are rotationally connected to each other. The runner includes shaft and turbine wheel. Generic turbochargers have such a body group, a turbine housing and a compressor housing. The turbine housing is on the turbine side of the
Rumpfgruppe angeordnet und dazu ausgebildet, die von dem Motor strömenden Abgase auf das Turbinenrad zu leiten zum Gewährleisten eines möglichst effizienten Antriebs des Hull group arranged and adapted to direct the exhaust gases flowing from the engine to the turbine wheel to ensure the most efficient drive of the
Turbinenrads durch die Abgase. Das Kompressorgehäuse ist an der Arbeitsseite, auch genannt Kompressorseite, der Turbine wheel through the exhaust gases. The compressor housing is on the working side, also called the compressor side, the
Rumpfgruppe angeordnet und dazu ausgebildet, von dem Hull group arranged and trained by the
Kompressorrad komprimierte Luft möglichst effizient dem Motor zuzuführen. Gattungsgemäße Läufer weisen bei ihrem Einsatz in Compressor wheel compressed air as efficiently as possible to supply the engine. Generic runners have in their use in
Turboladern oder anderen Turbinen hohe Drehzahlen auf, beispielsweise bei großen Durchmessern, z. B. von ca. 80 mm, Drehzahlen von über 50.000 Umdrehungen pro Minute,  Turbochargers or other turbines high speeds, for example, at large diameters, z. B. of about 80 mm, speeds of over 50,000 revolutions per minute,
beispielsweise bei kleinen Durchmessern, z. B. von ca. 30 mm, Drehzahlen über 300.00 Umdrehungen pro Minute. Daher ist die dauerhafte Gewährleistung einer sehr guten Lagerung des Laufzeugs zum Gehäuse der Rumpfgruppe einer Turbine erforderlich. Darüber hinaus ist für ein möglichst gutes Ansprechverhalten wünschenswert, dass der Läufer ein for example, with small diameters, z. B. of about 30 mm, speeds over 300.00 revolutions per minute. Therefore, the permanent guarantee of a very good storage of the running gear to the housing of the body group of a turbine required. In addition, for the best possible response is desirable that the runner
möglichst geringes Trägheitsmoment aufweist. Außerdem müssen Läufer so ausgebildet sein, dass die extrem hohen- Gastemperaturen von oftmals weit über 800°C, die an dem Turbinenrad anliegen, keine Beschädigungen des Turbinenrads hervorrufen. Ferner sind gattungsgemäße Läufer und has the lowest possible moment of inertia. In addition, runners must be designed so that the extremely high gas temperatures, often well over 800 ° C, which rest against the turbine wheel, cause no damage to the turbine wheel. Furthermore, generic runners and
gattungsgemäße Turbinen stets vor dem Hintergrund einer Serienproduktion zu konstruieren, wodurch besondere Generic turbines always construct against the background of a series production, creating special
Anforderungen an die Einfachheit der Herstellung und Montage gestellt sind. Requirements are placed on the simplicity of manufacture and assembly.
Herkömmliche Läufer und herkömmliche Turbinen werden Conventional runners and conventional turbines become
zumindest nicht allen an sie gestellten beschriebenen at least not all described to them
Anforderungen in ausreichendem Maße gerecht. Zwar sind beispielsweise Turbinen bekannt, deren Läufer eine Welle aus Stahl und ein Turbinenrad aus einer Sufficiently adequate requirements. Although turbines are known, for example, whose rotor is a shaft made of steel and a turbine wheel of a
hochtemperaturbeständigen Metalllegierung, wie high temperature resistant metal alloy, such as
beispielsweise einer zum Anmeldetag als Inconel-Legierung (z. B. Inconel 713C) oder einer als MAR-Legierung bekannten Legierung, umfasst. Dadurch kann einer Beschädigung des Turbinenrads durch heiße Gasströme effektiv vorgebeugt sein. Allerdings weisen solche hochtemperaturbeständigen for example, a filing date as Inconel alloy (eg Inconel 713C) or an alloy known as MAR alloy. This can effectively prevent damage to the turbine by hot gas streams. However, such high temperature resistant
Legierungen eine hohe Dichte auf, was nachteilig für das Trägheitsmoment des Läufers und somit das Ansprechverhalten der Turbine ist. Auch erfolgt bei gattungsgemäßen Turbinen aufgrund der Ausgestaltung gattungsgemäßer Läufer ein erheblicher Wärmeeintrag von dem an dem Turbinenrad Alloys a high density, which is detrimental to the moment of inertia of the rotor and thus the response of the turbine. Also, in generic turbines due to the design of generic runner, a significant heat input from that of the turbine wheel
strömenden Gasstrom in das Gehäuse der Rumpfgruppe der flowing gas stream into the body of the hull group of the
Turbine, so dass aufwendige Kühlungsmaßnahmen des Gehäuses, wie beispielsweise das Vorsehen einer gesonderten Turbine, so that consuming cooling measures of the housing, such as the provision of a separate
Wasserkühlung in dem Gehäuse, erforderlich sind. Dies gilt insbesondere für als Turbolader ausgebildete Turbinen, die bei Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommen. Solche Turbolader werden üblicherweise durch das Motoröl des Water cooling in the housing, are required. This applies in particular to turbines designed as turbochargers, which are used in internal combustion engines. Such Turbochargers are usually powered by engine oil
Verbrennungsmotors an ihren Lagerstellen, über die das Internal combustion engine at its bearings, over which the
Laufzeug z um Gehäuse verdrehbar gelagert ist, geschmiert und dabei gekühlt. Zudem ist üblicherweise eine gesonderte Tool z is rotatably mounted around housing, lubricated and thereby cooled. In addition, usually is a separate
Wasserkühlung zum Kühlen des Turboladers vorgesehen. Beim Abschalten des Verbrennungsmotors endet die Kühlung durch das Motoröl jedoch abrupt. Daher sind entsprechende Water cooling provided for cooling the turbocharger. When switching off the engine cooling ends by the engine oil but abruptly. Therefore are appropriate
Kühlungsmaßnahmen, beispielsweise eine entsprechend Cooling measures, for example, a corresponding
ausgelegte Wasserkühlung, erforderlich, damit die designed water cooling, required for the
Rumpfgruppe nach dem Abstellen des Turboladers bei heiß gelaufenem Motor keinen Schaden nimmt, beispielsweise durch Lagerverkokung durch Verkoken von zu heiß gewordenem Motoröl an der Lagerstelle, die der Turbinenseite am nächsten liegt. Ferner gibt es bei solchen gattungsgemäßen Turbinen Hull group after turning off the turbocharger when the engine is hot running takes no damage, for example, by Lagerverkokung by coking of too hot engine oil at the bearing point, which is closest to the turbine side. Furthermore, there are in such generic turbines
erhebliche Reibungsverluste zwischen dem Metall des Läufers und Dichtringen, die den Läufer gegen ein Gehäuse abdichten. Im Stand der Technik wurden außerdem Versuche unternommen, Turbinen zu realisieren, bei denen zumindest ein Abschnitt aus einer. Keramik und ein. anderer Abschnitt- aus einem Metall hergestellt sind. Allerdings hat sich die Herstellung solcher Turbinen als kostspielig und die Verbindung der unterschiedlichen Abschnitte als schwierig erwiesen, wobei es sich insbesondere als problematisch herausgestellt hat, dass Keramikbauteile stark bruchgefährdet sind und es daher im Herstellungsprozess und auch bei der Anwendung solcher Turbinen sehr leicht zu einer Beschädigung oder gar einem Ausfall einer solchen Turbine kommen kann. significant friction losses between the metal of the rotor and sealing rings, which seal the rotor against a housing. In the prior art, attempts have also been made to realize turbines in which at least a portion of a. Ceramics and a . other section are made of a metal. However, the production of such turbines has proven to be costly and the connection of the different sections difficult, it has been found particularly problematic that ceramic components are severely vulnerable to breakage and therefore very easy to damage in the manufacturing process and also in the application of such turbines or even a failure of such a turbine can come.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Läufer für eine Turbine bereitzustellen, der die The present invention has for its object to provide a rotor for a turbine, the
Realisierung einer Turbine erlaubt und zumindest eines der obengenannten Probleme zumindest teilweise behebt. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Turbine bereitzustellen, die zumindest eines der obengenannten Probleme zumindest teilweise behebt. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Läufers und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Turbine Realization of a turbine allowed and at least partially solves at least one of the above problems. Furthermore, the present invention has for its object to provide a turbine, the at least one of at least partially corrects the above problems. Furthermore, the present invention is based on the object, a method for producing such a rotor and a method for producing such a turbine
bereitzustellen. provide.
Als eine Lösung zumindest einer der vorgenannten der As a solution, at least one of the aforementioned
Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben schlägt die Erfindung einen Läufer mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Der Invention underlying tasks, the invention proposes a runner with the features of claim 1. Of the
Läufer ist für die Verwendung in einer Turbine, insbesondere in einem Turbolader geeignet. Der Läufer umfasst einen aus Keramik hergestellten Turbinenrotor sowie eine aus Metall hergestellte Welle. Als Keramik ist besonders bevorzugt eine Siliziumnitrid-Keramik (Si3N4) vorgesehen, da eine solche Keramik eine hohe Festigkeit aufweist. Beispielsweise ist zum Anmeldetag eine solche Keramik von dem Hersteller FCT unter der Materialbezeichnung „SN-Pu" bekannt. Es sind jedoch auch andere geeignete Siliziumnitrid-Keramiken von anderen Herstellern mit ähnlichen Materialeigenschaften bekannt. Die Welle kann aus bei herkömmlichen Turboladern für die Welle verwendetem Metall hergestellt sein, Runner is suitable for use in a turbine, in particular in a turbocharger. The rotor comprises a turbine rotor made of ceramic and a shaft made of metal. As the ceramics, a silicon nitride ceramics (Si 3 N 4 ) is particularly preferable because such ceramics have a high strength. For example, at the filing date, such a ceramic is known by the manufacturer FCT under the material designation "SN-Pu." However, other suitable silicon nitride ceramics are known from other manufacturers with similar material properties.The shaft can be made from metal used in conventional turbochargers for the shaft be made,
beispielsweise aus unter der Bezeichnung „42CrMo4" oder „31CrMoV9" bekanntem oder ähnlichem Stahl. Die Welle weist einen Hohlzylinderabschnitt auf. Der Turbinenrotor weist ein Turbinenrad und einen Zylinderabschnitt auf. Das Turbinenrad ist axial - bezogen auf die Achse des Zylinderabschnitts - neben dem Zylinderabschnitt angeordnet. Der for example from steel known or "42CrMo4" or "31CrMoV9" or similar. The shaft has a hollow cylinder section. The turbine rotor has a turbine wheel and a cylinder section. The turbine wheel is arranged axially relative to the axis of the cylinder section adjacent to the cylinder section. Of the
Zylinderabschnitt des Turbinenrotors ist in dem Cylinder portion of the turbine rotor is in the
Hohlzylinderabschnitt der Welle angeordnet und zu diesem fixiert. Bevorzugt fallen die Achsen des Zylinderabschnitts und des Hohlzylinderabschnitts zusammen. Die Fixierung zwischen Zylinderabschnitt und Hohlzylinderabschnitt ist bevorzugt so ausgebildet, dass Zylinderabschnitt und Hollow cylinder section of the shaft arranged and fixed to this. Preferably, the axes of the cylinder portion and the hollow cylinder portion coincide. The fixation between the cylinder portion and hollow cylinder portion is preferably formed so that cylinder portion and
Hohlzylinderabschnitt positionsfest zueinander fixiert sind, so dass sie bei dem bestimmungsgemäßen Einsatz des Läufers keine Relativbewegung zueinander ausführen können. Die Hollow cylinder section are fixed positionally fixed to each other, so that they can perform relative to each other in the intended use of the rotor no relative movement. The
Fixierung zwischen Hohlzylinderabschnitt und Fixation between hollow cylinder section and
Zylinderabschnitt kann beispielsweise durch Verlöten, Cylinder section can, for example, by soldering,
Verkleben oder Aufschrumpfen des Hohlzylinderabschnitts auf den Zylinderabschnitt erfolgen. Der Läufer erstreckt sich in einer axialen Richtung, die bevorzugt mit den Achsen von Zylinderabschnitt und Hohlzylinderabschnitt zusammenfällt, von seiner Turbinenseite, die durch den Turbinenrotor gebildet ist, bis zu seiner Arbeitsseite, die durch die Welle gebildet ist. Der Läufer weist somit eine Gluing or shrinking of the hollow cylinder portion made on the cylinder portion. The rotor extends in an axial direction, which preferably coincides with the axes of the cylinder portion and the hollow cylinder portion, from its turbine side formed by the turbine rotor to its working side formed by the shaft. The runner thus has one
Turbinenseite und eine Arbeitsseite auf, die den Läufer in der axialen Richtung begrenzen. Das axiale Ende an der Turbine side and a working side, which limit the rotor in the axial direction. The axial end at the
Turbinenseite ist durch den Turbinenrotor gebildet, das axiale Ende des Läufers an der Arbeitsseite durch die Welle. Turbine side is formed by the turbine rotor, the axial end of the rotor at the working side by the shaft.
Erfindungsgemäß weist der Läufer von der Arbeitsseite aus ein Außengewinde zum Aufschrauben einer Mutter sowie eine von der Arbeitsseite aus zugängliche Fixiereinrichtung auf, die in der Welle integriert ist und zum drehfesten Fixieren des Läufers von der Arbeitsseite aus während des According to the invention, the runner has, from the working side, an external thread for screwing on a nut and a fixing device accessible from the working side, which is integrated in the shaft and for fixing the runner in a rotationally fixed manner from the working side during the operation
Aufschraubens der Mutter ausgebildet ist. Je nach Screwing the nut is formed. Depending on
vorgesehener Drehrichtung des Läufers kann das Außengewinde als Links- oder Rechtsgewinde ausgebildet sein. Besonders bevorzugt weist die Fixiereinrichtung eine Länge in der axialen Richtung auf, die mindestens dem Durchmesser des Außengewindes der Welle entspricht, wobei hier provided direction of rotation of the rotor, the external thread may be formed as a left or right-hand thread. Particularly preferably, the fixing device has a length in the axial direction, which corresponds at least to the diameter of the external thread of the shaft, wherein here
selbstverständlich der Außendurchmesser gemeint ist. Die Fixiereinrichtung ist insbesondere integral einstückig mit der Welle hergestellt. Insbesondere ist die axiale of course the outer diameter is meant. The fixing device is in particular integrally manufactured in one piece with the shaft. In particular, the axial
Erstreckung des Außengewindes auf einen Bereich außerhalb der Fixiereinrichtung beschränkt. Die Fixiereinrichtung weist somit insbesondere kein Außengewinde auf. Insbesondere ist das Außengewinde durch die Fixiereinrichtung von der Arbeitsseite des Läufers axial beabstandet. Insbesondere liegt die Fixiereinrichtung an der Arbeitsseite und das Außengewinde an der Fixiereinrichtung an. Insbesondere ist der maximale Durchmesser senkrecht zur axialen Richtung der Fixiereinrichtung kleiner als der Außendurchmesser des Extent of the external thread is limited to an area outside the fixing device. The fixing device thus has in particular no external thread. In particular, the external thread through the fixing of the Working side of the rotor axially spaced. In particular, the fixing device rests on the working side and the external thread on the fixing device. In particular, the maximum diameter perpendicular to the axial direction of the fixing device is smaller than the outer diameter of the
Außengewindes. Die Fixiereinrichtung kann beispielsweise als Zapfen ausgebildet sein, der von der Welle umfasst ist und zur Arbeitsseite hin neben dem Außengewinde angeordnet ist. An einem solchen Zapfen kann dann ein entsprechend External thread. The fixing device may for example be designed as a pin, which is encompassed by the shaft and is arranged to the working side next to the external thread. At such a pin can then a corresponding
ausgebildetes Fixierwerkzeug angesetzt werden, mit dem die Welle verdrehfest gehalten wird, während eine Mutter auf das Außengewinde aufgeschraubt wird. Beispielsweise kann ein solcher Zapfen einen Querschnitt senkrecht zur axialen trained fixing tool can be attached, with which the shaft is held against rotation, while a nut is screwed onto the external thread. For example, such a pin has a cross-section perpendicular to the axial
Richtung mit einer Ellipsenform, einer Polygonform, einer Form mit regelmäßigem Vielkant, insbesondere Achtkant, Sechskant oder Vierkant, aufweisen, wobei als Fixierwerkzeug ein Werkzeug mit einer Ausnehmung mit korrespondierendem Querschnitt verwendet werden kann. Beispielsweise kann der Zapfen auch einen kreisrunden Querschnitt aufweisen und durch spezielle Fixierwerkzeuge, wie beispielsweise Direction with an ellipse shape, a polygonal shape, a shape with regular polygon, in particular octagonal, hexagon or square, having, as a fixing tool, a tool with a recess with a corresponding cross section can be used. For example, the pin may also have a circular cross-section and by special fixing tools, such as
Klemmfixierwerkzeuge, festgehalten werden. Beispielsweise kann die Fixiereinrichtung auch durch einen Schlitz oder Kreuzschlitz an der Arbeitsseite der Welle realisiert sein, in die ein entsprechender Schraubenzieher eingreifen kann. Beispielsweise kann die Fixiereinrichtung durch eine radial innerhalb der Welle und axial über einen bestimmten Klemmfixierwerkzeuge be held. For example, the fixing device can also be realized by a slot or Phillips on the working side of the shaft into which a corresponding screwdriver can engage. For example, the fixing device by a radially within the shaft and axially over a certain
Längenbereich verlaufende Aushöhlung mit bestimmtem Length range extending excavation with certain
Querschnitt, beispielsweise ovalem, polygonförmigem, regelmäßigem Vielkant, insbesondere Achtkant-, Sechskantoder Vierkantquerschnitt, realisiert sein, in die dann ein Fixierwerkzeug mit einem korrespondierenden Querschnitt eingeführt werden kann zum drehfesten Fixieren der Welle von der Arbeitsseite aus, während die Mutter auf das Cross section, for example, oval, polygonal, regular polygon, in particular octagonal, hexagonal or square cross-section, be realized, in which then a fixing tool with a corresponding cross-section can be introduced for rotationally fixed fixing the shaft from the working side, while the mother on the
Außengewinde aufgeschraubt wird. Wesentlich ist, dass die Fixiereinrichtung an der Arbeitsseite der Welle vorgesehen ist und von der Arbeitsseite aus zugänglich ist, während die Mutter auf das Außengewinde geschraubt wird, so dass die Welle und somit der Läufer von der Arbeitsseite aus External thread is screwed. It is essential that the Fixing device is provided on the working side of the shaft and is accessible from the working side, while the nut is screwed onto the external thread, so that the shaft and thus the rotor from the working side
verdrehfest über ein Fixierwerkzeug fixiert werden kann, während die Mutter auf das Außengewinde aufgeschraubt wird. rotationally fixed by a fixing tool can be fixed while the nut is screwed onto the external thread.
Der Erfinder hat erkannt, dass das Vorsehen eines Keramik- Turbinenrotors wesentliche Vorteile mit sich bringt. Zum einen weist Keramik eine wesentlich geringere Dichte auf als herkömmlicherweise verwendete hochtemperaturbeständige The inventor has realized that the provision of a ceramic turbine rotor has significant advantages. First, ceramics have a much lower density than conventionally used high temperature resistant
Metalllegierungen, in einer Ausführungsform nur ca. 60 % der Dichte einer herkömmlichen Inconel-Legierung, wodurch das Trägheitsmoment des Läufers verringert wird und somit das Ansprechverhalten einer Turbine mit einem erfindungsgemäßen Läufer erheblich verbessert werden kann im Vergleich zu dem Ansprechverhalten herkömmlicher Turbinen. Außerdem hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass bei dem Metal alloys, in one embodiment, only about 60% of the density of a conventional inconel alloy, whereby the moment of inertia of the rotor is reduced and thus the response of a turbine with a rotor according to the invention can be significantly improved compared to the response of conventional turbines. In addition, it has been found to be particularly advantageous that in the
Anliegen eines Dichtrings am Turbinenrotor die Reibung wesentlich verringert ist, wenn der Turbinenrotor aus einer Keramik hergestellt ist, verglichen mit einem Metall- Turbinenrotor. Insbesondere hat der Erfinder erkannt, dass gleichzeitig die Temperaturbeständigkeit des Turbinenrads durch das Vorsehen eines Keramik-Turbinenrotors wesentlich verbessert werden kann. Während üblicherweise für das Concerning a sealing ring on the turbine rotor friction is substantially reduced when the turbine rotor is made of a ceramic compared to a metal turbine rotor. In particular, the inventor has recognized that at the same time the temperature stability of the turbine wheel can be substantially improved by providing a ceramic turbine rotor. While usually for the
Turbinenrad eingesetzte Metalllegierungen, wie Turbine used metal alloys, such as
beispielsweise Inconel oder MAR eine Temperaturbeständigkeit bis zu einer Temperatur von ca. 980°C (Inconel) bzw. ca. 1050°C (MAR) aufweisen, weisen Keramiken eine deutlich verbesserte Temperaturbeständigkeit auf, insbesondere eine Temperaturbeständigkeit bis zu Temperaturen von 1200°C. For example, Inconel or MAR have a temperature resistance up to a temperature of about 980 ° C (Inconel) or about 1050 ° C (MAR), ceramics have a significantly improved temperature resistance, in particular a temperature resistance up to temperatures of 1200 ° C.
Erfindungsgemäße Läufer können somit wesentlich höheren Temperaturen an ihrer Turbinenseite ausgesetzt werden, ohne dass das Turbinenrad dadurch Schaden nimmt. Dies kann beispielsweise für den Einsatz erfindungsgemäßer Läufer in Turboladern besonders vorteilhaft sein, da Abgasströme mit deutlich höheren Abgastemperaturen von bis zu 1200°C an dem Turbinenrad vorbeigeleitet werden können, wodurch die Inventive runners can thus be exposed to much higher temperatures on their turbine side without the turbine wheel being damaged. This can For example, be particularly advantageous for the use of inventive rotor in turbochargers, since exhaust gas streams with significantly higher exhaust gas temperatures of up to 1200 ° C can be passed to the turbine wheel, whereby the
Effizienz des Verbrennungsmotors aufgrund der höheren Efficiency of the internal combustion engine due to the higher
Abgastemperaturen verbessert werden kann. Darüber hinaus hat der Erfinder erkannt, dass Keramiken existieren, die eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweisen, so dass über das Vorsehen eines Keramik-Turbinenrotors aus einer solchen Keramik der Wärmeeintrag von den Gasen in den Läufer Exhaust gas temperatures can be improved. In addition, the inventor has recognized that ceramics exist which have a poor thermal conductivity, so that by providing a ceramic turbine rotor of such a ceramic, the heat input from the gases into the rotor
und/oder das Gehäuse einer Turbine, in der der and / or the housing of a turbine, in which the
erfindungsgemäße Läufer eingesetzt wird, möglichst Inventive runner is used, if possible
geringgehalten werden kann. Die Erfindung bezieht sich somit sowohl auf einen Turbinenrotor aus einer gut wärmeleitenden Keramik als auch auf einen Turbinenrotor mit einer schlecht wärmeleitenden Keramik, wobei letzterer den Vorteil eines geringeren Wärmeeintrags in das Gehäuse mit sich bringt. Der Erfindung liegt dabei ferner die Erkenntnis zugrunde, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn eine- solche Fixierung des Arbeitselements an dem Läufer gewährleistet ist, dass unabhängig von einem temperaturabhängigen Dehnungsverhalten des Arbeitselements dieses Arbeitselement stets mit einer möglichst konstanten Vorspannung an dem Läufer fixiert ist. Der Erfinder hat erkannt, dass hierzu gerade das Vorsehen einer Welle aus Stahl besonders vorteilhaft ist, da durch das temperaturabhängige Dehnungsverhalten der Welle aus Stahl ein temperaturabhängiges Dehnungsverhalten des can be kept low. The invention thus relates both to a turbine rotor made of a highly thermally conductive ceramic as well as to a turbine rotor with a poor thermal conductivity ceramic, the latter brings the advantage of a lower heat input into the housing with it. The invention is further based on the finding that it is particularly advantageous if such a fixation of the working element on the rotor is ensured that regardless of a temperature-dependent expansion behavior of the working element this working element is always fixed with a constant bias as possible on the rotor. The inventor has recognized that for this purpose the provision of a shaft made of steel is particularly advantageous, since the temperature-dependent expansion behavior of the shaft made of steel, a temperature-dependent expansion behavior of the
Arbeitselements, beispielsweise eines Kompressorrads aus Aluminium, kompensiert werden kann, so dass zumindest über einen Temperaturbereich, der für die bestimmungsgemäße Anwendung eines hierfür realisierten Läufers relevant ist, eine möglichst konstante Vorspannung auf das Arbeitselement zur Fixierung des Arbeitselements an dem Läufer Working elements, such as a compressor wheel made of aluminum, can be compensated so that at least over a temperature range that is relevant for the intended use of a runner realized for this purpose, as constant as possible bias on the working element for fixing the working element to the rotor
gewährleistet sein kann. Der Erfindung liegt somit ferner die besondere Erkenntnis zugrunde, dass die Kombination eines Turbinenrotors aus Keramik mit einer Welle aus Stahl besondere Vorteile mit sich bringt. Ferner liegt der can be guaranteed. The invention is thus further the special finding that the combination of a turbine rotor made of ceramic with a shaft made of steel brings particular advantages. Furthermore, lies the
Erfindung die Erkenntnis zugrunde, da s s e s für die Montage eines Arbeitselements an dem Läufer einer Turbine zum The invention is based on the recognition that s s s for the mounting of a working element on the rotor of a turbine for
Gewährleisten einer vordefinierten Fixierung der einzelnen Bestandteile erforderlich ist, dass eine verdrehfeste  Ensuring a predefined fixation of the individual components is required that a non-rotating
Fixierung des Läufers erfolgt, während die Mutter auf das Außengewinde geschraubt wird, um das Arbeitselement Fixation of the rotor takes place while the nut is screwed onto the external thread to the working element
verdrehfest und positionsfest an dem Läufer zu fixieren. Der Erfinder hat erkannt, dass die verdrehfeste Fixierung des Läufers über die Fixiereinrichtung ein wesentlich präzises Festschrauben der Mutter zum vordefinierten Fixieren eines Arbeitselements an dem Läufer ermöglicht, als dies bei einem Fixieren über einen Keramik-Turbinenrotor oder einem rotationally fixed and fixed in position on the rotor. The inventor has recognized that the rotationally fixed fixation of the rotor via the fixing device permits a substantially precise tightening of the nut for predefined fixing of a working element to the rotor, than with a fixing via a ceramic turbine rotor or
Fixieren über das auf den Läufer aufgesteckten Fix over the attached to the runner
Arbeitselement möglich ist. Durch das Vorsehen einer Work item is possible. By providing a
gewissen Mindestaxiallänge der Fixiereinrichtung kann darüber hinaus sichergestellt sein,- dass von der certain minimum axial length of the fixing device can moreover be ensured - that of the
Arbeitsseite aus eine besonders zuverlässige Fixierung des Läufers über die Welle, nämlich über die Fixiereinrichtung der Welle, erfolgen kann. Working side of a particularly reliable fixation of the rotor over the shaft, namely on the fixing device of the shaft can be done.
Besonders bevorzugt sind sämtliche Kanten der Welle, mit der sie an dem Turbinenrotor anliegt, abgerundet. Dadurch kann einer Kerbwirkung in der Keramik, die zu einem Bruch führen kann, effektiv vorgebeugt sein. Particularly preferred are all edges of the shaft, with which it rests against the turbine rotor, rounded. As a result, a notch effect in the ceramic, which can lead to breakage, can be effectively prevented.
In einer Ausführungsform weist der Turbinenrotor zwischen dem Turbinenrad und dem Zylinderabschnitt einen In one embodiment, the turbine rotor has one between the turbine wheel and the cylinder portion
Zwischenabschnitt auf, wobei der Durchmesser des Intermediate section on, with the diameter of the
Turbinenrotors in einem Zentrifugenabschnitt des Turbine rotor in a centrifuge section of
Zwischenabschnitts in der axialen Richtung zur Turbinenseite hin bis zu einem ersten Maximum zunimmt und danach unter Ausbildung einer durch das Maximum gebildeten umlaufenden Kante abnimmt, wobei axial zwischen der umlaufende Kante und dem Turbinenrad in dem Zwischenabschnitt eine umlaufende Aufnahmenut vorgesehen ist zur Aufnahme zumindest eines Dichtrings, wobei insbesondere der Durchmesser des Increases intermediate portion in the axial direction to the turbine side up to a first maximum and then below Forming a maximum edge formed by the maximum decreases, wherein a circumferential receiving groove is provided axially between the peripheral edge and the turbine wheel in the intermediate portion for receiving at least one sealing ring, wherein in particular the diameter of the
Zwischenabschnitts in der Aufnahmenut größer ist als in dem Zylinderabschnitt. Die Kante wird dabei dadurch ausgebildet, dass der Durchmesser des Zwischenabschnitts des  Intermediate portion in the receiving groove is larger than in the cylinder portion. The edge is thereby formed, that the diameter of the intermediate portion of the
Turbinenrotors bis zu einem Maximum zunimmt, dann über einen bestimmten axialen Bereich den Wert des Maximums beibehält und danach abnimmt. Der axiale Bereich mit dem Wert des Maximums für den Durchmesser weist bevorzugt eine axiale Länge von maximal 2 mm, insbesondere 1 mm auf. Durch den Zentrifugenabschnitt ist bei dem bestimmungsgemäßen Einsatz des Läufers sichergestellt, dass Öl, das zur Schmierung von Lagern vorgesehen ist, über die der Läufer in einem Gehäuse einer Turbine geführt ist, aufgrund der typischerweise hohen Drehzahl des Läufers zumindest zu einem überwiegenden Anteil nicht bis zum Turbinenrad gelangen kann, da es eine Turbine rotor increases to a maximum, then over a certain axial range, the value of the maximum retains and then decreases. The axial region with the value of the maximum for the diameter preferably has an axial length of not more than 2 mm, in particular 1 mm. By the centrifuge section is ensured in the intended use of the rotor that oil, which is provided for lubrication of bearings over which the rotor is guided in a housing of a turbine, due to the typically high speed of the rotor at least a predominant proportion not until Turbine wheel can get there as it is a
Zentrifugalkraft erfährt und da die Kante eine Abrisskante bildet, von der aus das über die Zentrifugalkraft Centrifugal force undergoes and because the edge forms a trailing edge, from which via the centrifugal force
beschleunigte Öl, das von der Lagerschmierung herrührt, radial weggeschleudert wird und anschließend aufgefangen werden kann. Das Vorsehen der umlaufenden Aufnahmenut zwischen dem Zentrifugenabschnitt und dem Turbinenrad ermöglicht den Einsatz von Dichtringen in der Aufnahmenut, so dass zumindest nahezu jegliches Öl, das trotz des Accelerated oil resulting from the bearing lubrication, is thrown radially and can then be collected. The provision of the circumferential receiving groove between the centrifuge section and the turbine wheel allows the use of sealing rings in the receiving groove, so that at least almost any oil, despite the
Vorsehens des Zentrifugalabschnitts dennoch in axialer Richtung über den Zentrifugenabschnitt hinaus an dem Providing the centrifugal still in the axial direction beyond the centrifuge section on the
Turbinenrotor entlang in Richtung zum Turbinenrad fließen sollte, nicht bis zur Turbinenseite des Turbinenrads gelangen kann. Dadurch kann eine Verschmutzung von das Turbinenrad antreibenden Gasen durch Motoröl bestmöglich verhindert sein. Außerdem kann dadurch der Ölverbrauch minimiert werden. Turbine rotor should flow towards the turbine wheel, can not get to the turbine side of the turbine wheel. As a result, contamination of the turbine wheel driving gases can be prevented by engine oil as best as possible. In addition, this can reduce oil consumption be minimized.
Mit der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass es besonders vorteilhaft ist, den Zentrifugenabschnitt und die umlaufende Aufnahmenut in dem aus Keramik hergestellten Turbinenrotor vorzusehen. Zum einen ist dadurch With the present invention, it has been recognized that it is particularly advantageous to provide the centrifuge section and the circumferential receiving groove in the ceramic rotor made of ceramic. For one thing is by it
gewährleistet, dass sich bei der Verwendung einer schlecht wärmeleitenden Keramik diese schlecht wärmeleitende Keramik von dem Turbinenrad aus bis hinein in das Gehäuse erstreckt, da der Zentrifugenabschnitt und die Aufnahmenut ensures that when using a poor thermal conductivity ceramic, this poor thermal conductivity ceramic extends from the turbine wheel into the housing, since the centrifuge section and the receiving groove
selbstverständlich axial innerhalb des Gehäuses angeordnet sein müssen. Der Wärmeeintrag von den Abgasen in das Gehäuse einer Rumpfgruppe einer Turbine kann somit durch die must of course be arranged axially within the housing. The heat input from the exhaust gases into the housing of a body group of a turbine can thus by the
beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Läufers zusätzlich dadurch besonders verringert sein, dass die described embodiment of the rotor according to the invention additionally be particularly reduced by that
Kontaktstelle zwischen Läufer und Gehäuse der Rumpfgruppe, die den Abgasen am nächsten ist, im Bereich der Keramik erfolgt. Diese Kontaktstelle ist üblicherweise durch die Dichtringe oder den Dichtring gebildet, die bzw. der in der Aufnahmenut angeordnet sind und an dem Läufer und an dem Gehäuse anliegen. Dadurch, dass sich die Keramik von dem Turbinenrad bis hin zur Aufnahmenut und darüber hinaus erstreckt, kann bei Verwendung einer entsprechenden Keramik sichergestellt sein, dass bis zu der Kontaktstelle, nämlich bis zu der Aufnahmenut und den darin in einer üblichen Contact point between rotor and housing of the fuselage group, which is closest to the exhaust gases, takes place in the field of ceramics. This contact point is usually formed by the sealing rings or the sealing ring, which are arranged in the receiving groove and abut the rotor and on the housing. The fact that the ceramic extends from the turbine wheel to the receiving groove and beyond, it can be ensured when using a corresponding ceramic that up to the contact point, namely up to the receiving groove and the therein in a conventional
Turbine angeordneten Dichtringen (bzw. Dichtring) , der Wärmeeintrag von den Abgasen in das Gehäuse möglichst geringgehalten wird. Die beschriebene Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Läufers kann insbesondere dazu beitragen, dass damit eine Turbine realisiert werden kann, bei der keine getrennte Wasserkühlung neben der Kühlung durch das Motoröl vorzusehen ist, da der Wärmeeintrag in das Gehäuse der Turbine so geringgehalten werden kann, dass auch ohne das Vorsehen einer gesonderten Wasserkühlung eine Überhitzung der Lagerstelle zwischen Läufer und Gehäuse, die der Turbinenseite am nächsten liegt, vorgebeugt sein kann. Zum anderen kann aufgrund der guten Gleiteigenschaften von Keramikoberflächen durch das Vorsehen der Aufnahmenut in dem Turbinenrotor aus Keramik die Reibung zwischen einem am Gehäuse fixierten Dichtring und einer Innenwand der Turbine arranged sealing rings (or sealing ring), the heat input from the exhaust gases is kept as low as possible in the housing. The described embodiment of a rotor according to the invention can contribute in particular to the fact that a turbine can be realized in which no separate water cooling in addition to cooling by the engine oil is provided, since the heat input into the housing of the turbine can be kept so low that even without the Provide a separate water cooling a Overheating of the bearing between rotor and housing, which is closest to the turbine side, can be prevented. On the other hand, due to the good sliding properties of ceramic surfaces by providing the receiving groove in the turbine rotor made of ceramic, the friction between a fixed to the housing sealing ring and an inner wall of the
Aufnahmenut, an der er zum Abdichten anliegt, verringert sein. Dabei ist zu berücksichtigen, dass eine Reibung durch Dichtringe erzeugt wird, die in der Aufnahmenut angeordnet sind. Diese Dichtringe sind zumeist positionsfest in dem Receiving groove on which it rests for sealing, be reduced. It should be noted that friction is generated by sealing rings, which are arranged in the receiving groove. These seals are mostly fixed in position in the
Gehäuse gehalten und liegen mit einer axialen Stirnseite an einer Innenwand der Auf ahmenut an. Bei einer Rotation des Laufzeugs relativ zum Gehäuse verdreht sich somit der Housing held and lie with an axial end face on an inner wall of ahmenut on. Upon rotation of the tool relative to the housing thus turns the
Turbinenrotor relativ zu den Dichtringen, während die  Turbine rotor relative to the sealing rings, while the
Dichtringe zum Gehäuse positionsfest verbleiben. Es entsteht somit Reibung an den Anlageflächen zwischen Dichtringen und Aufnahmenut . Durch das Vorsehen der Aufnahmenut in dem  Seal rings remain fixed to the housing. It thus creates friction on the contact surfaces between sealing rings and receiving groove. By providing the receiving groove in the
Keramik-Turbinenrotor kann aufgrund der guten  Ceramic turbine rotor may be due to the good
- Gleiteigenschaften von Keramik diese Reibung deutlich - Sliding properties of ceramics this friction clearly
verringert sein im Vergleich zu einem Einsatz von  be reduced compared to a use of
herkömmlichen Läufern, bei denen die Aufnahmenut in einem aus Metall gefertigten Bauteil vorgesehen ist. Bei einer erfindungsgemäßen Turbine, in der ein erfindungsgemäßer Läufer zum Einsatz kommt, können besonders bevorzugt die Dichtringe bzw. der Dichtring als Keramikdichtring  conventional runners, in which the receiving groove is provided in a metal-made component. In a turbine according to the invention, in which a rotor according to the invention is used, particularly preferably the sealing rings or the sealing ring as a ceramic sealing ring
ausgebildet sein, wodurch die Reibung zwischen Dichtring und Aufnahmenut noch weiter reduziert sein kann. Durch das  be formed, whereby the friction between the sealing ring and receiving groove can be further reduced. By the
Verringern der Reibung zwischen Laufzeug und Gehäuse einer Turbine kann das Ansprechverhalten der Turbine noch weiter verbessert sein. Außerdem erstreckt sich der Turbinenrotor aus der verhältnismäßig leichten Keramik über einen weiten Bereich, in dem er gezwungenermaßen einen großen Durchmesser hat, in das Gehäuse. Dadurch kann der Turbinenrotor  Reducing the friction between the rotor and housing of a turbine can further improve the response of the turbine. In addition, the turbine rotor of the relatively light ceramic extends over a wide area in which it is forced to have a large diameter in the housing. This allows the turbine rotor
widerstandsfähiger ausgebildet sein, wodurch ein Brechen des Turbinenrads von Turbinenrotor verhindert sein kann. Ferner kann dadurch ein sehr geringes Trägheitsmoment realisiert sein . be made more resistant, thereby breaking the Turbine wheel can be prevented by turbine rotor. Furthermore, this can be realized by a very low moment of inertia.
In einer Ausführungsform nimmt der Durchmesser des In one embodiment, the diameter of the
Turbinenrotors in einem axial zwischen dem Zylinderabschnitt und dem Zentrifugenabschnitt liegenden und axial an dem Zentrifugenabschnitt anliegenden Abschnitt in der axialen Richtung zur Turbinenseite hin ab. Dadurch kann ermöglicht sein, dass im Herstellungsprozess des Läufers der Läufer in einem Bereich, der zur Arbeitsseite hin axial neben demTurbine rotor in a axially between the cylinder portion and the centrifuge section and axially adjacent to the centrifuge section portion in the axial direction to the turbine side down. This can be made possible that in the manufacturing process of the rotor, the rotor in an area which is axially adjacent to the working side
Zentrifugenabschnitt angeordnet ist, abgeschliffen werden kann, um eine möglichst exakte Passform dieses Bereichs einzustellen, ohne dass hierbei der Zentrifugenabschnitt beschädigt wird, was zu einer Beeinträchtigung der Funktion des Zentrifugenabschnitts führen könnte. Centrifuge section is arranged, can be ground to adjust as exact as possible fit this area without this, the centrifuge section is damaged, which could lead to an impairment of the function of the centrifuge section.
In einer Ausführungsform weist der Turbinenrotor axial zwischen dem Zylinderabschnitt und dem Zentrifugenabschnitt einen Lagerabschnitt auf, der nach Art eines Zylinders ausgebildet ist und einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser des Zylinderabschnitts und kleiner als der Durchmesser am Maximum ist. Insbesondere liegt der In one embodiment, the turbine rotor axially between the cylinder portion and the centrifuge portion on a bearing portion which is formed in the manner of a cylinder and having a diameter which is greater than the diameter of the cylinder portion and smaller than the diameter at the maximum. In particular, is the
Lagerabschnitt mit seiner ersten axialen Seite unmittelbar an dem Zylinderabschnitt an und mit seiner zweiten axialen Seite unmittelbar an dem genannten, axial an dem Bearing portion with its first axial side immediately adjacent to the cylinder portion and with its second axial side directly to said, axially on the
Zentrifugenabschnitt anliegenden Abschnitt an. Durch den zylinderförmigen Lagerabschnitt ist bei dieser Centrifuge section adjacent section. Through the cylindrical bearing portion is in this
Ausführungsform ermöglicht, dass der Turbinenrotor mit seinem Lagerabschnitt in ein herkömmliches Radiallager, das beispielsweise als Bronzelager, insbesondere als Bronzering ausgebildet sein kann, eingeschoben werden kann, so dass mit dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Läufers eine Turbine realisiert werden kann, bei der der Lagerabschnitt über ein Radiallager unmittelbar mit dem Gehäuse des Embodiment allows the turbine rotor with its bearing portion in a conventional radial bearing, which may be formed, for example, as a bronze bearing, in particular as a bronze ring, inserted, so that with this embodiment of the rotor according to the invention, a turbine can be realized in which the bearing portion via a radial bearing directly to the housing of the
Turboladers in Verbindung steht. Das Radiallager kann dann jeweils nur durch einen Ölfilm von dem Lagerabschnitt und dem Gehäuse getrennt sein, so dass das Gehäuse und der Turbocharger communicates. The radial bearing can then be separated only by an oil film of the bearing portion and the housing, so that the housing and the
Lagerabschnitt nur durch das dazwischen vorgesehene Bearing section only provided by the interposed
Radiallager voneinander getrennt sind. Diese Ausführungsform bringt verschiedene besondere Vorteile mit sich. Zum einen kann durch das Vorsehen einer gering wärmeleitenden Keramik des Turbinenrotors ein geringer Wärmeeintrag durch den  Radial bearings are separated. This embodiment brings several special advantages. On the one hand, by providing a low thermal conductivity ceramic of the turbine rotor, a low heat input through the
Turbinenrotor in das Radiallager am Lagerabschnitt Turbine rotor in the radial bearing at the bearing section
gewährleistet sein. Zum anderen ermöglicht diese to be guaranteed. On the other hand, this allows
Ausführungsform, dass der Turbinenrotor sich über einen weiten axialen Bereich, in dem er einen großen Durchmesser aufweist, in das Gehäuse eines Turboladers hinein erstreckt. Demzufolge ermöglicht diese Ausführungsform des Läufers die Realisierung eines besonders haltbaren Läufers, da der Embodiment, that the turbine rotor extends into the housing of a turbocharger over a wide axial region in which it has a large diameter. Consequently, this embodiment of the rotor allows the realization of a particularly durable runner, as the
Turbinenrotor über einen weiten axialen Bereich einen großen Durchmesser aufweist, wodurch einem Bruch des Turbinenrotors möglichst gut vorgebeugt sein kann. Außerdem kann dadurch das Trägheitsmoment noch geringer gehalten sein, wodurch das Ansprechverhalten einer Turbine mit einem solchen Läufer noch weiter verbessert sein kann. Außerdem ermöglicht die axial aufeinanderfolgende Anordnung von Zylinderabschnitt, Lagerabschnitt und Zentrifugenabschnitt, wobei insbesondere zwischen Lagerabschnitt und Zentrifugenabschnitt der Turbine rotor over a wide axial range has a large diameter, whereby a fracture of the turbine rotor can be prevented as well as possible. In addition, this allows the moment of inertia be kept even lower, whereby the response of a turbine with such a rotor can be further improved. In addition, the axially successive arrangement of cylinder section, bearing section and centrifuge section, wherein in particular between the bearing section and centrifuge section of the
beschriebene axial an dem Zentrifugenabschnitt anliegende Abschnitt angeordnet ist, dass eine Fixierung des arranged axially disposed on the centrifuge section portion is arranged such that a fixation of the
Turbinenrotors an der Welle über den Zylinderabschnitt erfolgen kann und ein Abführen des am Lager ablaufenden Öls durch den Zentrifugenabschnitt erfolgen kann, so dass ein Austreten von Öl in die Gase an der Turbinenseite des Turbine rotor on the shaft can be made via the cylinder portion and a discharge of the oil running in the bearing can be carried out through the centrifuge section, so that leakage of oil into the gases on the turbine side of the
Läufers bei der Verwendung des Läufers in einer Turbine weitestgehend vermieden werden kann. Dadurch kann der Runner when using the rotor in a turbine can be largely avoided. This allows the
Ölverbrauch minimiert werden und eine Verschmutzung der Gase durch Öl weitestgehend verhindert werden. Durch das Vorsehen eines größeren Durchmessers im Lagerabschnitt als in dem. Zylinderabschnitt kann darüber hinaus gewährleistet sein, dass der Hohlzylinderabschnitt der Welle auf den Oil consumption can be minimized and pollution of the gases be largely prevented by oil. By providing a larger diameter in the bearing section than in the. Cylinder section can also be ensured that the hollow cylinder portion of the shaft on the
Zylinderabschnitt aufgebracht werden kann, ohne dass der Außendurchmesser des Hohlzylinders größer vorgesehen zu werden braucht als der Durchmesser des Lagerabschnitts. In einer Ausführungsform ist der Durchmesser des Cylinder portion can be applied without the outer diameter of the hollow cylinder needs to be provided larger than the diameter of the bearing portion. In one embodiment, the diameter of the
Lagerabschnitts identisch mit dem Außendurchmesser des Bearing section identical to the outer diameter of the
Hohlzylinderabschnitts der Welle. Dies kann den besonderenHollow cylinder section of the shaft. This may be the special one
Vorteil mit sich bringen, dass ein erstes Radiallager an dem Lagerabschnitt und ein zweites Radiallager an dem Advantage bring with it that a first radial bearing on the bearing portion and a second radial bearing on the
Hohlzylinderabschnitt der Welle angeordnet werden kann, wobei beide Radiallager identisch ausgebildet sein können und somit in einem als Röhre mit konstantem Durchmesser ausgebildeten Röhrenabschnitt des Gehäuses angeordnet werden können. Das Vorsehen des axial an dem Zentrifugenabschnitt anliegenden Abschnitts, in dem der Durchmesser des Hollow cylinder portion of the shaft can be arranged, wherein both radial bearings can be formed identically and thus can be arranged in a tube designed as a tube with a constant diameter tube portion of the housing. The provision of the axially adjacent to the centrifuge section, in which the diameter of the
Turbinenrotors ausgehend von dem Lagerabschnitt in der axialen Richtung zur Turbinenseite hin abnimmt, wonach dann in der axialen Richtung der Zentrifugenabschnitt angeordnet ist, in dem der Durchmesser zur Turbinenseite hin zunimmt, bringt einen weiteren besonderen Vorteil mit sich. Dadurch kann ermöglicht sein, dass der Läufer, nachdem die Welle mit dem Turbinenrotor verbunden ist, indem der Zylinderabschnitt des Turbinenrotors in den Hohlzylinderabschnitt der Welle eingeführt worden ist, an dem Lagerabschnitt und dem Turbine rotor decreases starting from the bearing portion in the axial direction to the turbine side, which is then arranged in the axial direction of the centrifuge section in which the diameter increases toward the turbine side, brings with it a further particular advantage. Thus, after the shaft is connected to the turbine rotor by inserting the cylinder portion of the turbine rotor into the hollow cylindrical portion of the shaft, the rotor may be allowed to abut on the bearing portion and the rotor
Hohlzylinderabschnitt gleichzeitig geschliffen werden kann, so dass die Realisierung eines identischen Durchmessers von Lagerabschnitt und Hohlzylinderabschnitt besonders präzise und einfach durchgeführt werden kann. Hollow cylinder section can be ground simultaneously, so that the realization of an identical diameter of bearing section and hollow cylinder section can be carried out particularly precisely and easily.
In einer Ausführungsform weist der Durchmesser des In one embodiment, the diameter of the
Turbinenrotors ausgehend von dem zur Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts einen solchen Verlauf in der axialen Richtung auf, dass der Durchmesser zunächst in der axialen Richtung hin zur Turbinenseite hin abnimmt und anschließend zunimmt, bis er größer ist als an dem zur Turbine rotor starting from the turned to the turbine side End of the hollow cylindrical portion such a course in the axial direction that the diameter first decreases in the axial direction toward the turbine side and then increases until it is greater than that of the
Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts.Turbine side facing end of the hollow cylinder section.
Bevorzugt ist somit das zur Turbinenseite gewandte Ende des Hohlzylinderabschnitts der Welle axial von dem The end of the hollow cylinder section of the shaft facing the turbine side is therefore preferably axially of the shaft
Lagerabschnitt des Turbinenrotors beabstandet. In dem axialen Bereich, in dem der Turbinenrotor den beschriebenen größeren Durchmesser als am zur Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts aufweist, bildet der Bearing portion of the turbine rotor spaced. In the axial region in which the turbine rotor has the described larger diameter than at the end facing the turbine side of the hollow cylinder portion forms the
Turbinenrotor den Lagerabschnitt aus. Besonders bevorzugt nimmt der Durchmesser des Turbinenrotors ausgehend von dem zur Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts in der axialen Richtung zur Turbinenseite hin zunächst ab, insbesondere stetig ab bis zum Erreichen eines Minimums, wonach er stetig zunimmt bis zur Ausbildung des Turbine rotor off the bearing section. Particularly preferably, the diameter of the turbine rotor, starting from the end of the hollow cylinder section facing the turbine side, initially decreases in the axial direction toward the turbine side, in particular steadily until it reaches a minimum, whereafter it steadily increases until the formation of the turbine
Lagerabschnitts. Der Durchmesser erreicht somit nach seiner Zunahme sein Maximum bei Erreichen des Durchmessers des Lagerabschnitts und behält dieses Maximum über die axialeBearing section. The diameter thus reaches after its increase its maximum when reaching the diameter of the bearing portion and retains this maximum on the axial
Länge des Lagerabschnitts bei. Besonders bevorzug ist dieser Verlauf kontinuierlich und somit nicht stufenförmig. Über den entsprechenden Verlauf des Durchmessers des Length of the bearing section at. This course is particularly preferably continuous and thus not stepped. About the corresponding course of the diameter of the
Turbinenrotors kann besonders effektiv sichergestellt sein, dass die Welle mit ihrem zur Turbinenseite gewandten Ende ihres Hohlzylinderabschnitts keine solche Kerbwirkung auf den Turbinenrotor ausübt, von der eine Bruchgefahr des Turbinenrotors bei der Herstellung und insbesondere bei der Verwendung des Turbinenrotor in einem Läufer bzw. einer Turbine ausgeht. Der Erfinder hat erkannt, dass es hierzu besonders vorteilhaft ist, dass in der Keramik des Turbine rotor can be particularly effectively ensured that the wave with its turbine facing end of its hollow cylinder portion does not exert such a notch effect on the turbine rotor, which poses a risk of breakage of the turbine rotor in the manufacture and in particular in the use of the turbine rotor in a rotor or a turbine , The inventor has recognized that it is particularly advantageous for this purpose that in the ceramic of the
Turbinenrotors ein wie beschriebener Verlauf des Turbine rotor as described course of the
Durchmessers vorgesehen wird, damit die Außenkontur des Turbinenrotors von dem radialen Zentrum aus zum zur Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts hin verlaufen kann. Besonders bevorzugt geht der Verlauf des Durchmessers des Turbinenrotors mit einer kontinuierlichen Kontur in den Verlauf des Durchmessers des Diameter is provided so that the outer contour of the turbine rotor from the radial center to the Turbine side facing end of the hollow cylinder portion can extend. Particularly preferably, the course of the diameter of the turbine rotor with a continuous contour in the course of the diameter of the
Hohlzylinderabschnitts der Welle über, so dass keine scharfe Kante am Übergang zwischen Turbinenrotor und Welle vorliegt. Besonders bevorzugt ist somit die Tangente des Verlaufs des Durchmessers der Welle, d. h. des Verlaufs der Außenseite der Welle, am Übergang zwischen Welle und Turbinenrotor identisch mit der Tangente des Verlaufs des Durchmessers, d. h. des Verlaufs der Außenseite, des Turbinenrotors an diesem Übergang. Der Übergang bezeichnet dabei die Stelle entlang der axialen Richtung, an der an der Außenseite des Läufers die Welle und der Turbinenrotor aneinander angrenzen. Durch die Ausgestaltung der beschriebenen Ausführungsform wird eine Rissbildung in der Keramik des Turbinenrotors aufgrund einer Einwirkung der Welle besonders effektiv verhindert. Als besonders vorteilhaft hat sich ein solcher Verlauf des Durchmessers des Turbinenrotors zwischen dem zur Hollow cylinder section of the shaft over, so that there is no sharp edge at the transition between turbine rotor and shaft. Particularly preferred is thus the tangent of the course of the diameter of the shaft, d. H. the course of the outside of the shaft, at the transition between shaft and turbine rotor identical to the tangent of the course of the diameter, d. H. the course of the outside, the turbine rotor at this transition. The transition refers to the point along the axial direction, on the outside of the rotor, the shaft and the turbine rotor adjacent to each other. Due to the configuration of the described embodiment, cracking in the ceramic of the turbine rotor due to an action of the shaft is particularly effectively prevented. Such a course of the diameter of the turbine rotor between the to
Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts und dem Lagerabschnitt, insbesondere an dem Übergang zwischen Welle und Turbinenrotor, erwiesen, der einen Krümmungsradius aufweist, der mindestens ein Viertel des Durchmessers des Turbinenrotors in dem Lagerabschnitt beträgt. Besonders bevorzugt weist der Verlauf des Durchmessers des Turbine side facing end of the hollow cylinder portion and the bearing portion, in particular at the transition between the shaft and turbine rotor, proved, which has a radius of curvature which is at least a quarter of the diameter of the turbine rotor in the bearing portion. Particularly preferably, the course of the diameter of the
Turbinenrotors in dem genannten Bereich an keiner Stelle einen Krümmungsradius auf, der kleiner als ein Viertel des Durchmessers des Turbinenrotors in dem Lagerabschnitt beträgt. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass der Durchmesser des Turbinenrotors ausgehend von dem zur Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts sich zunächst um mindestens 0,1 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 0,3 mm verringert, bevor er anschließend, wie erläutert, zunimmt. Selbstverständlich ist allgemein besonders vorteilhaft, dass der Turbinenrotor zumindest in einem axialen Abschnitt, der durch die axiale Länge von Hohlzylinderabschnitt, Lagerabschnitt und Turbine rotor in the said region at any point on a radius of curvature which is smaller than a quarter of the diameter of the turbine rotor in the bearing portion. It has proven to be particularly advantageous that the diameter of the turbine rotor, starting from the end of the hollow cylinder section facing the turbine side, initially decreases by at least 0.1 mm, in particular between 0.1 mm and 0.3 mm, before it then, as explained, increases. Of course, it is general Particularly advantageous that the turbine rotor at least in an axial portion, by the axial length of the hollow cylinder portion, bearing portion and
Zentrifugenabschnitt definiert ist, rotationssymmetrisch um die axiale Richtung ausgebildet ist. Der Erfinder hat ferner erkannt, dass es für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Läufers besonders vorteilhaft ist, dass in einem  Centrifuge section is defined, is formed rotationally symmetrical about the axial direction. The inventor has further recognized that it is particularly advantageous for the production of a rotor according to the invention that in one
Verfahrensschritt der Hohlzylinderabschnitt der Welle auf den Zylinderabschnitt des Turbinenrotors aufgeschoben wird zum Verbinden von Welle und Turbinenrotor zueinander, bis der Hohlzylinderabschnitt mit seiner zur Turbinenseite gewandten axialen Stirnseite gegen den Turbinenrotor, insbesondere gegen den Lagerabschnitt des Turbinenrotors, presst, wobei nach erfolgter Fixierung von Turbinenrotor und Welle zueinander mittels eines SchleifVorgangs eine solche Außenkontur des Läufers erzeugt wird, dass der Durchmesser des Turbinenrotors ausgehend von dem zur Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts einen solchen Verlauf in der axialen Richtung aufweist, dass der Step of the hollow cylinder portion of the shaft is pushed onto the cylinder portion of the turbine rotor for connecting shaft and turbine rotor to each other until the hollow cylinder section with its facing the turbine side axial end against the turbine rotor, in particular against the bearing portion of the turbine rotor, presses, after the fixation of the turbine rotor and Shaft to each other by means of a grinding process, such an outer contour of the rotor is generated, that the diameter of the turbine rotor starting from the turbine side facing the end of the hollow cylinder portion has such a profile in the axial direction, that the
Durchmesser zunächst in der axialen Richtung zur Diameter first in the axial direction to
Turbinenseite hin abnimmt und anschließend zunimmt, bis er größer ist als an dem zur Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts, wobei insbesondere der Verlauf des Durchmessers des Turbinenrotors zwischen dem zur  Turbine side decreases and then increases until it is greater than at the end facing the turbine side of the hollow cylindrical portion, in particular the profile of the diameter of the turbine rotor between the
Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts und dem Lagerabschnitt einen Krümmungsradius aufweist, der mindestens ein Viertel des Durchmesser des Turbinenrotors in dem Lagerabschnitt beträgt. Bei diesem Herstellungsverfahren wird somit in einem ersten Arbeitsschnitt der Turbine side facing end of the hollow cylindrical portion and the bearing portion has a radius of curvature which is at least a quarter of the diameter of the turbine rotor in the bearing portion. In this manufacturing method is thus in a first working section of
Hohlzylinderabschnitt der Welle auf den Zylinderabschnitt des Turbinenrotors aufgeschoben, bis dieser, wie erläutert, gegen den Turbinenrotor presst, wonach dann in einem Hollow cylinder portion of the shaft pushed onto the cylinder portion of the turbine rotor until it, as explained, presses against the turbine rotor, which then in a
darauffolgenden, zweiten Arbeitsschritt der beschriebene SchleifVorgang durchgeführt wird. Nach Abschluss des ersten Arbeitsschritts liegt der Hohlzylinderabschnitt der Welle mit seinem zur Turbinenseite gewandten axialen Ende axial an dem Lagerabschnitt des Turbinenrotors unmittelbar oder mittelbar an. Der Turbinenrotor kann hierzu während des ersten Arbeitschritts beispielsweise eine Stufe zwischensubsequent second step of the described grinding process is performed. After completing the first Working step is the hollow cylinder portion of the shaft with its facing the turbine side axial end axially on the bearing portion of the turbine rotor directly or indirectly. For this purpose, the turbine rotor can, for example, during the first working step, a step between
Lagerabschnitt und Zylinderabschnitt aufweisen, über die der Durchmesser des Turbinenrotors vom Zylinderabschnitt zum Lagerabschnitt hin stufenweise ansteigt. Dabei kann der Hohlzylinder nach Abschluss des ersten Arbeitschritts mit seiner zur Turbinenseite gewandten Stirnseite, d.h. mit seinem zur Turbinenseite gewandten Ende, an dieser Stufe unmittelbar oder mittelbar anliegen. Dadurch kann eine besonders robuste Fixierung von Turbinenrotor und Welle zueinander realisiert sein und darüber hinaus eine möglichst kompakte Bauweise mit möglichst geringem Materialaufwand und Materialgewicht unter Gewährleistung einer sehr guten Have bearing portion and cylinder portion over which the diameter of the turbine rotor gradually increases from the cylinder portion to the bearing portion. In this case, the hollow cylinder after completion of the first working step with its facing the turbine side end face, i. with its end facing the turbine side, abut directly or indirectly at this stage. This allows a particularly robust fixation of the turbine rotor and shaft to each other be realized and beyond a compact design as possible with the lowest possible material and material weight while ensuring a very good
Fixierung. Zudem kann dadurch eine hohe Passgenauigkeit gewährleistet sein. Bei einem unmittelbaren Anliegen steht das axiale Ende des Hohlzylinderabschnitts in- direktem Fixation. In addition, this can ensure a high accuracy of fit. In the case of direct contact, the axial end of the hollow cylinder section is directly in contact
Kontakt mit dem Lagerabschnitt. Bei einem mittelbaren Contact with the warehouse section. In an indirect
Anliegen steht das axiale Ende des Hohlzylinderabschnitts in direktem Kontakt mit einem Passkörper, beispielsweise einem Passring, der selbst wiederum in direktem Kontakt mit dem Lagerabschnitt steht. Während des zweiten Arbeitsschritts kann dann mittels des Schleif organgs die während des ersten Arbeitsschritts bestehende Stufe des Turbinenrotors  Concerns is the axial end of the hollow cylinder portion in direct contact with a fitting body, such as a fitting ring, which in turn is in direct contact with the bearing portion itself. During the second step can then by means of the grinding organg existing during the first step of the turbine rotor stage
geschliffen werden zum Erzeugen des erläuterten Verlaufs des Durchmessers des Turbinenrotors, wobei gleichzeitig auch eine solche Kontur an dem zur Turbinenseite gewandten axialen Ende der Welle geschliffen werden kann, dass sich der Durchmesser der Welle in einem an dem zur Turbinenseite gewandten Endabschnitt des Hohlzylinderabschnitts über einen gekrümmten Verlauf in der axialen Richtung zur Turbinenseite hin stetig verringert bis zum zur Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts. Durch das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ist eine einfache, be ground to generate the explained profile of the diameter of the turbine rotor, while at the same time such a contour can be ground at the facing to the turbine side axial end of the shaft, that the diameter of the shaft in a facing on the turbine side end portion of the hollow cylinder portion via a curved Course in the axial direction towards the turbine side steadily reduced until the turbine side turned End of the hollow cylinder section. The inventive method described is a simple,
zerstörungsfreie und hochpräzise Herstellung eines non-destructive and high-precision manufacture of a
erfindungsgemäßen Läufers ermöglicht. Denn dadurch, dass in dem ersten Arbeitsschritt die Welle mit ihrem Runner invention allows. Because in that in the first step the wave with her
Hohlzylinderabschnitt auf den Zylinderabschnitt des  Hollow cylinder section on the cylinder section of
Turbinenrotors aufgeschoben wird, bis der Turbine rotor is pushed until the
Hohlzylinderabschnitt der Welle stirnseitig an dem Hollow cylinder section of the shaft frontally on the
Turbinenrotor anliegt, kann die axiale Position von Welle und Turbinenrotor zueinander sehr präzise festgelegt sein. Dabei weisen der Turbinenrotor und gerade auch der Turbine rotor is applied, the axial position of the shaft and turbine rotor to each other can be determined very precisely. Here are the turbine rotor and just the
Hohlzylinderabschnitt während des ersten Arbeitsschritts eine ausreichende Materialstärke und damit Festigkeit auf, was für die präzise Festlegung der axialen Position von Welle und Turbinenrotor besonders vorteilhaft ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Hohlzylinderabschnitt der Welle eine sehr geringe Zylinderwandstärke aufweist, insbesondere eine Zylinderwandstärke zwischen 0,4 mm und 1 mm, so dass es von erheblicher;- Relevanz ist, dass dieser Hollow cylinder section during the first step, a sufficient material thickness and thus strength, which is particularly advantageous for the precise determination of the axial position of the shaft and turbine rotor. It should be noted that the hollow cylinder portion of the shaft has a very small cylinder wall thickness, in particular a cylinder wall thickness between 0.4 mm and 1 mm, so that it is of considerable importance that this
Hohlzylinderabschnitt während des ersten Arbeitsschritts an seinem zur Turbinenseite gewandten Ende nach Möglichkeit nicht so geschliffen ist, dass dadurch eine Reduzierung der Zylinderwandstärke und somit eine Schwächung dieses Endes einhergeht, damit ein harter Anschlag dieses Endes an dem Turbinenrotor möglich ist. Durch den darauffolgenden Hollow cylinder portion during the first step at its end facing the turbine side if possible not ground so that this is accompanied by a reduction of the cylinder wall thickness and thus a weakening of this end, so that a hard stop of this end on the turbine rotor is possible. By the following
Schleif organg nach der Fixierung von Welle und Grinding after fixation of shaft and
Turbinenrotor zueinander ist dann sichergestellt, dass die Welle keine nachteilige Kerbwirkung auf den Turbinenrotor ausübt. Bei diesem Verfahren hat sich als besonders Turbine rotor to each other is then ensured that the shaft exerts no adverse notch effect on the turbine rotor. This procedure has proven to be special
vorteilhaft herausgestellt, dass die Länge des favorably proved that the length of the
Hohlzylinderabschnitts nicht präzise auf den Hollow cylinder section not precise on the
Zylinderabschnitt des Turbinenrotors abgestimmt zu sein braucht, da die zu erreichende axiale Positionierung der Welle relativ zum Turbinenrotor nicht durch einen Anschlag des Zylinderabschnitts am Ende des Hohlzylinderabschnitts, sondern durch einen Anschlag der Stirnseite des Cylinder section of the turbine rotor needs to be matched, since the achievable axial positioning of the shaft relative to the turbine rotor not by a stop the cylinder portion at the end of the hollow cylinder portion, but by a stop of the end face of
Hohlzylinderabschnitts an der Welle realisiert ist. Der Hohlzylinderabschnitt bzw. die Aushöhlung der Welle zum Erzeugen des Hohlzylinderabschnitts kann somit auf einfache Weise durch Reiben oder Honen erreicht werden, da am Ende des Hohlzylinderabschnitts, d. h. am Boden des den Hollow cylinder section is realized on the shaft. The hollow cylinder portion or the hollow of the shaft for generating the hollow cylinder portion can thus be achieved in a simple manner by rubbing or honing, as at the end of the hollow cylinder portion, d. H. at the bottom of the
Hohlzylinderabschnitt definierenden „Sacklochs", ein Hollow cylinder section defining "blind hole", a
Freigang vorgesehen ist, in dem in dem fertiggestellten Läufer der Zylinderabschnitt des Turbinenrotors nicht angeordnet ist. Freigangs is provided in which is not arranged in the finished rotor, the cylinder portion of the turbine rotor.
In einer Ausführungsform steht der Hohlzylinderabschnitt der Welle um mindestens das 0,5-fache seines lichten In one embodiment, the hollow cylinder portion of the shaft is at least 0.5 times its clear
Innendurchmessers an der Arbeitsseite über den Inside diameter on the working side over the
Zylinderabschnitt des Turbinenrotors vor. Der Cylinder section of the turbine rotor before. Of the
Zylinderabschnitt des Turbinenrotors füllt den Cylinder section of the turbine rotor fills the
Hohlzylinderabschnitt der Welle somit nicht vollkommen aus. Dies kann zum einen aufgrund des geringeren Hollow cylinder section of the shaft thus not completely out. This can be partly because of the lower
Materialeinsatzes bei der Welle zu einer noch leichteren Bauweise und somit zu einem geringeren Trägheitsmoment des Läufers führen. Material use in the shaft to an even lighter design and thus lead to a lower moment of inertia of the rotor.
Besonders bevorzugt weist der Hohlzylinderabschnitt der Welle in seinem Abschnitt, mit dem er an der Arbeitsseite über den Zylinderabschnitt vorsteht, ein durch seinen Particularly preferably, the hollow cylinder portion of the shaft in its portion with which it protrudes on the working side over the cylinder portion, a through its
Hohlzylindermantel durchgehendes Entlüftungsloch auf. Hollow cylinder shell through vent hole on.
Alternativ oder zusätzlich kann an der Innenseite des Alternatively or additionally, on the inside of the
Hohlzylinderabschnitts der Welle oder an der Außenseite des Zylinderabschnitts des Turbinenrotors eine axial verlaufende Rinne vorgesehen sein. Bevorzugt sind zwei solcher Rinnen vorgesehen, die an gegenüberliegenden Seiten vorgesehen sind, damit keine Unwucht bei einer Rotation des Läufers entsteht. Entsprechend können zwei Entlüftungslöcher vorgesehen sein, die an gegenüberliegenden Seiten und somit spiegelsymmetrisch zur axialen Richtung um die Achse Hollow cylinder portion of the shaft or be provided on the outside of the cylinder portion of the turbine rotor an axially extending groove. Preferably, two such grooves are provided, which are provided on opposite sides, so that no imbalance arises during a rotation of the rotor. Accordingly, two vent holes be provided, which on opposite sides and thus mirror-symmetrical to the axial direction about the axis
angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere solcher Rinnen und/oder mehrere solcher are arranged. In a preferred embodiment, a plurality of such grooves and / or several such
Entlüftungslöcher vorgesehen, wobei die Rinnen und/oder die Entlüftungslöcher jeweils paarweise symmetrisch um die Achse angeordnet sind. Dadurch kann, wie erläutert, einer Unwucht im Läufer besonders effektiv vorgebeugt sein. Die axial verlaufende Rinne bzw. die axial verlaufenden Rinnen können durch geeignete Maßnahmen in dem Läufer realisiert sein. In einer Ausführungsform ist eine axial verlaufende Rinne dadurch realisiert, dass der Zylinderabschnitt keinen kreisrunden Querschnitt sondern einen an einer Seite Vent holes provided, wherein the grooves and / or the vent holes are arranged in pairs symmetrically about the axis. As a result, as explained, an imbalance in the runner can be prevented particularly effectively. The axially extending channel or the axially extending channels can be realized by suitable measures in the rotor. In one embodiment, an axially extending channel is realized in that the cylinder section does not have a circular cross-section but one on one side
abgeflachten Querschnitt aufweist, wodurch eine Rinne zwischen Hohlzylinderabschnitt und Zylinderabschnitt having flattened cross-section, whereby a groove between the hollow cylinder portion and cylinder portion
gebildet ist. Entsprechend können zwei solche Rinnen durch zwei entsprechende Abflachungen realisiert sein. Eine axial verlaufende Rinne kann ferner beispielsweise als Nutspirale an der Außenseite des Zylinderabschnitts des Turbinenrotors ausgebildet sein, d. h. als Nut, die spiralförmig an der Außenseite entlang verläuft und somit axial verläuft. Durch entsprechende Maßnahmen kann das Einführen des is formed. Accordingly, two such grooves can be realized by two corresponding flattenings. An axially extending groove may also be formed, for example, as a groove spiral on the outside of the cylinder portion of the turbine rotor, d. H. as a groove, which runs spirally along the outside and thus extends axially. By appropriate measures, the introduction of the
Zylinderabschnitts in den Hohlzylinderabschnitt besonders vereinfacht sein, da dadurch einer Komprimierung von Luft in dem Hohlzylinderabschnitt bei dem Einführen des Cylinder section in the hollow cylinder section to be particularly simplified, as a result of compression of air in the hollow cylinder portion in the insertion of the
Zylinderabschnitts vorgebeugt sein kann. Bei solchen- Maßnahmen ist wesentlich, dass der lichte Querschnitt des zumindest einen vorgesehenen Entlüftungslochs bzw. der zumindest einen vorgesehenen Rinne so groß ist, dass die Luft aus dem Hohlzylinderabschnitt ausreichend schnell entweichen kann, wenn der Zylinderabschnitt in den Cylinder section can be prevented. In such measures it is essential that the clear cross-section of the at least one vent hole provided or the at least one channel provided is so large that the air from the hollow cylinder section can escape sufficiently quickly when the cylinder section in the
Hohlzylinderabschnitt eingeführt wird. Dies ist gerade bei der hochpräzisen Fertigung eines erfindungsgemäßen Läufers von besonderem Vorteil, da bei dem Aufschieben des Hohlzylinderabschnitts auf den Zylinderabschnitt der Hollow cylinder section is introduced. This is especially in the high-precision production of a rotor according to the invention of particular advantage, since in the postponement of the Hollow cylinder section on the cylinder section of
Hohlzylinderabschnitt nur ein äußerst geringes Aufmaß aufweist, wenn er über den Zylinderabschnitt geschoben wird, so dass praktisch keine Luft zwischen Hohlzylinderabschnitt und Zylinderabschnitt hindurchströmen und somit aus demHas hollow cylinder portion only an extremely small allowance when it is pushed over the cylinder portion, so that virtually no air flow between the hollow cylinder portion and cylinder portion and thus from the
Hohlzylinderabschnitt entweichen kann. Es versteht sich von selbst, dass dies gerade bei einer besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Läufers von besonderem Vorteil ist, bei dem das Aufmaß während des Aufschiebens des Hohlzylinderabschnitts auf den Zylinderabschnitt sehr klein ist, womit eine entsprechende Präzision bei der Fertigung des Läufers einhergeht. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, einen lichten Querschnitt des zumindest einen Entlüftungslochs bzw. der zumindest einen Rinne vorzusehen, der mindestens ein Siebtel des lichten Hollow cylinder section can escape. It goes without saying that this is of particular advantage in a particularly advantageous embodiment of the rotor according to the invention, in which the allowance during the sliding of the hollow cylinder portion on the cylinder portion is very small, whereby a corresponding precision in the manufacture of the rotor is accompanied. To be particularly advantageous has been found to provide a clear cross-section of the at least one vent hole or the at least one channel, the at least one-seventh of the clear
Querschnitts des Innenraums des Hohlzylinderabschnitts beträgt, insbesondere zwischen einem Fünftel und einem  Cross-section of the interior of the hollow cylinder portion is, in particular between a fifth and a
Siebtel des lichten Querschnitts des Innenraums des Seventh of the clear cross-section of the interior of the
Hohlzyli-nderabschnitts . Bei dem Vorsehen eines solchen lichten Querschnitts des zumindest einen Entlüftungslochs bzw. der zumindest einen Rinne ist gleichzeitig ein . Hohlzyli-Nderabschnitts. In the provision of such a clear cross-section of the at least one vent hole or the at least one channel is simultaneously a.
ausreichend rasches Entweichen der Luft aus dem sufficiently rapid escape of air from the
Hohlzylinderabschnitt und eine möglichst große Stabilität des Hohlzylinderabschnitts bzw. des Zylinderabschnitts in dem Hohlzylinderabschnitt ermöglicht. Bei dem Vorsehen von mehreren Entlüftungslöchern und/oder mehreren Rinnen beträgt entsprechend der gemeinsame lichte Querschnitt sämtlicher Entlüftungslöcher und/oder Rinnen mindestens ein Siebtel des lichten Querschnitts des Innenraums des Hollow cylinder portion and the greatest possible stability of the hollow cylinder portion and the cylinder portion in the hollow cylinder portion allows. In the provision of a plurality of vent holes and / or a plurality of grooves corresponding to the common clear cross-section of all vent holes and / or grooves at least one-seventh of the clear cross-section of the interior of the
Hohlzylinderabschnitts, insbesondere zwischen einem Fünftel und einem Siebtel des lichten Querschnitts des Innenraums des Hohlzylinderabschnitts. Hollow cylinder portion, in particular between one fifth and one seventh of the clear cross section of the interior of the hollow cylinder portion.
In einer Ausführungsform umgibt der Hohlzylinderabschnitt der Welle den Zylinderabschnitt des Turbinenrotors In one embodiment, the hollow cylinder portion surrounds the shaft the cylinder section of the turbine rotor
umfänglich geschlossen, insbesondere in einem axialen circumferentially closed, in particular in an axial
Abschnitt ununterbrochenen geschlossen. Dieser axiale Section continuous closed. This axial
Abschnitt des Hohlzylinders kann insbesondere den gesamten Zylinderabschnitt abdecken und somit ununterbrochen Section of the hollow cylinder can cover in particular the entire cylinder portion and thus uninterrupted
umschließen. Durch die beschriebene Ausführungsform kann der Läufer besonders robust ausgestaltet sein. enclose. By the described embodiment, the rotor can be configured particularly robust.
Vorzugsweise weist die Welle zumindest einen axialen Preferably, the shaft has at least one axial
Dehnungsabschnitt auf, der von dem Hohlzylinderabschnitt axial zur Arbeitsseite hin versetzt ist, wobei der Expansion portion which is offset from the hollow cylinder portion axially to the working side, wherein the
Durchmesser und die axiale Länge des Dehnungsabschnitts so aufeinander abgestimmt sind, dass über einen  Diameter and the axial length of the expansion section are coordinated so that over a
Temperaturbereich zwischen -20°C und +250°C das Temperature range between -20 ° C and + 250 ° C the
Dehnungsverhalten des Dehnungsabschnitts dem Expansion behavior of the expansion section the
Dehnungsverhalten eines an dem Läufer fixierten Stretching behavior of a fixed to the runner
Arbeitselements so weit entspricht, dass innerhalb dieses Temperaturbereichs das Arbeitselement mit einer eine Dehnung in dem Dehnungsabschnitt erzeugenden Vorspannung an dem Läufer befestigt ist, ohne dass die Streckgrenze des Stahls der Welle in dem Dehnungsabschnitt erreicht wird. Die  Working element so far corresponds that within this temperature range, the working element with a strain in the expansion portion generating bias is fixed to the rotor without the yield strength of the steel of the shaft is achieved in the expansion section. The
Geometrie des Dehnungsabschnitts ist somit unter Geometry of the expansion section is thus under
Berücksichtigung der Materialeigenschaften des Stahls und der Eigenschaften des Arbeitselements eingestellt. Ein solcher axialer Dehnungsabschnitt kann ermöglichen, dass eine Mutter auf das Außengewinde der Welle aufgeschraubt wird und dabei eine Dehnung in dem Dehnungsabschnitt der Welle erzeugt, so dass eine besonders zuverlässige Fixierung des Läufers in einer Rumpfgruppe ermöglicht sein kann. Der Erfinder hat gerade erkannt, dass das Vorsehen eines axialen Dehnungsabschnitts gerade dann besonders vorteilhaft ist, wenn ein Turbinenrotor aus Keramik verwendet wird, so dass die Kombination von einer aus Metall gefertigten Welle mit einem dort vorgesehenen Dehnungsabschnitt und einem aus Keramik gefertigten Turbinenrotor besondere Vorteile mit sich bringt. Considering the material properties of the steel and the properties of the working element set. Such an axial expansion section may enable a nut to be screwed onto the external thread of the shaft, thereby creating an expansion in the expansion section of the shaft, so that a particularly reliable fixation of the rotor in a body group can be made possible. The inventor has just recognized that the provision of an axial expansion section is particularly advantageous just when a ceramic turbine rotor is used, so that the combination of a metal-made shaft with an expansion section provided there and a Ceramic-made turbine rotor brings special benefits.
I n einer Ausführungsform weist der Zylinderabschnitt des Turbinenrotors eine axiale Länge auf, die zwischen dem 1,5- Fachen und dem 3,5-Fachen, insbesondere zwischen dem 2- Fachen und dem 3-Fachen des Durchmessers des In one embodiment, the cylinder portion of the turbine rotor has an axial length that is between 1.5 times and 3.5 times, in particular between 2 times and 3 times the diameter of the
Zylinderabschnitts beträgt. Dadurch kann eine besonders gute Fixierung des Turbinenrotors an der Welle und der Einsatz einer möglichst geringen Materialmenge ermöglicht sein. Der Erfinder hat erkannt, dass das Verhältnis der Länge des Cylinder section is. As a result, a particularly good fixation of the turbine rotor on the shaft and the use of the smallest possible amount of material can be made possible. The inventor has recognized that the ratio of the length of the
Zylinderabschnitts zum Durchmesser des Zylinderabschnitts besonders relevant ist, da die Fixierlänge, über die der Turbinenrotor mit der Welle fixiert ist, und die über die Länge des Zylinderabschnitts vorgegeben ist, in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Zylinderabschnitts vorzusehen ist, um einen stabil in sich zusammenhängenden Läufer zu Cylinder section is particularly relevant to the diameter of the cylinder portion, since the fixing length over which the turbine rotor is fixed to the shaft, and which is predetermined over the length of the cylinder portion, is to be provided depending on the diameter of the cylinder portion to a stable coherent runner to
realisieren. Die beschriebene Ausführungsform ist besonders vorteilhaft bei einer Realisierung der Fixierung zwischen Turbinenrotor und Welle mit Hilfe eines Aufschrumpfens des Hohlzylinderabschnitts auf den Zylinderabschnitt, da über die angegebenen Verhältnisse durch die dadurch erfolgende Einstellung der Pressung sichergestellt sein kann, dass der Zylinderabschnitt vollständig in den Hohlzylinderabschnitt eingeführt werden kann, bevor der Hohlzylinderabschnitt auf dem Zylinderabschnitt aufschrumpft. Außerdem kann hierdurch bei einer Fixierung mittels Kleber oder Löten eine realize. The embodiment described is particularly advantageous in a realization of the fixation between the turbine rotor and shaft by means of shrinking the hollow cylinder portion on the cylinder portion, since it can be ensured over the specified conditions by the resulting adjustment of the pressure that the cylinder portion are completely inserted into the hollow cylinder section can before the hollow cylinder section shrinks on the cylinder portion. In addition, this can be a fixation by means of adhesive or soldering a
ausreichende Führungslänge bereitgestellt sein. sufficient guide length be provided.
Die Erfindung betrifft ferner eine Turbine, die eine The invention further relates to a turbine, the one
Rumpfgruppe mit einem erfindungsgemäßen Läufer umfasst. Die Rumpfgruppe weist den Läufer, ein Gehäuse und ein Hull group comprising a runner according to the invention. The fuselage group features the runner, a housing and a
Arbeitselement auf. Der Läufer ist axial abschnittsweise innerhalb des Gehäuses angeordnet und über zumindest zwei Radiallager zu dem Gehäuse drehbar geführt. Die zwei Work item on. The rotor is arranged axially in sections within the housing and over at least two Radial bearing rotatably guided to the housing. The two
Radiallager sind vorzugsweise axial voneinander beabstandet. Die Radiallager können jeweils als separate Einzelstücke oder alternativ über Verbindungsabschnitte verbunden Radial bearings are preferably axially spaced from each other. The radial bearings can each be connected as separate individual pieces or alternatively via connecting sections
einstückig ausgebildet sein. Besonders bevorzugt sind die Radiallager sowohl zum Gehäuse als auch zum Läufer be formed integrally. Particularly preferred are the radial bearings both the housing and the runner
verdrehbar. Das Arbeitselement ist an der zur Arbeitsseite des Läufers gewandten Seite des Gehäuses angeordnet und an der Welle fixiert. Dabei ist wesentlich, dass das rotatable. The working element is arranged on the working side of the rotor facing side of the housing and fixed to the shaft. It is essential that the
Arbeitselement verdrehfest zur Welle fixiert ist. Das Working element is rotationally fixed to the shaft. The
Arbeitselement und der Läufer bilden zusammen ein Laufzeug. Das Gehäuse kann besonders bevorzugt einen Röhrenabschnitt aufweisen, in dem die Radiallager angeordnet sind, wobei der Läufer bei der Realisierung der Turbine durch den  Working element and the runner together form a running tool. The housing may particularly preferably have a tubular portion in which the radial bearings are arranged, wherein the rotor in the realization of the turbine by the
Röhrenabschnitt hindurchgesteckt wird. Bei der Turbine ist das Turbinenrad an der einen axialen Seite und das Tubular section is inserted therethrough. In the turbine, the turbine wheel on the one axial side and the
Arbeitselement an der anderen axialen Seite des Gehäuses angeordnet. Über eine Mutter sind Arbeitselement, Gehäuse und- Läufer axial positionsfes.t zueinander verschraubt, wobei sich das Laufzeug gegenüber dem Gehäuse drehen kann. Working element arranged on the other axial side of the housing. About a nut working element, housing and runners axially position fes.t are screwed to each other, with the running gear can rotate relative to the housing.
Besonders bevorzugt ist ein Axiallager zwischen dem Particularly preferred is a thrust bearing between the
Arbeitselement und dem Gehäuse vorgesehen, über das die axiale Position von Läufer und Arbeitselement relativ zum Gehäuse gehalten ist. Das Axiallager kann beispielsweise ein Zwischenstück und eine Bronzescheibe umfassen, wobei dieWorking element and the housing provided over which the axial position of rotor and working element is held relative to the housing. The thrust bearing may for example comprise an intermediate piece and a bronze disk, wherein the
Welle axial zur Arbeitsseite hin vom Hohlzylinderabschnitt versetzt eine Stufe aufweist, mit der sie an dem Shaft axially offset to the working side of the hollow cylinder portion has a step with which they on the
Zwischenstück anliegt, wobei das Arbeitselement an die eine axiale Seite und die Welle mit der Stufe an die andere axiale Seite des Zwischenstücks gepresst ist. Die Intermediate piece is applied, wherein the working element is pressed on one axial side and the shaft with the step to the other axial side of the intermediate piece. The
Bronzescheibe weist eine zentrale Durchführung auf, durch die das Zwischenstück verläuft, wobei das Zwischenstück eine Nut aufweist, in der die Bronzescheibe angeordnet ist, so dass die Bronzescheibe durch die Führung in der Nut mit einem Spiel von bis zu — mm zu dem Zwischenstück geführtBronze disc has a central passage through which passes the intermediate piece, wherein the intermediate piece has a groove in which the bronze disc is arranged, so that the bronze disc through the guide in the groove with a game of up to - led mm to the intermediate piece
^ 100 y ^ 100 y
ist. Die Bronzescheibe ist ferner durch eine Rückwand axial zum Gehäuse fixiert. Durch das beschriebene Axiallager ist somit die relative Position des Laufzeugs zum Gehäuse mit Bezug auf die axiale Richtung festgelegt, wohingegen sich das Laufzeug relativ zum Gehäuse um die axiale Richtung drehen kann. Es sind auch weitere Realisierungsmöglichkeiten von Axiallagern dem Fachmann bekannt. Die erfindungsgemäße Turbine weist den besonderen Vorteil auf, dass sie dank der Verwendung des erfindungsgemäßen Läufers ein sehr gutes Ansprechverhalten hat und darüber hinaus bei der Verwendung einer schlecht wärmeleitenden Keramik ein geringer is. The bronze disk is further fixed axially to the housing by a rear wall. By the thrust bearing described thus the relative position of the running gear is fixed to the housing with respect to the axial direction, whereas the running gear can rotate relative to the housing about the axial direction. There are also other implementation possibilities of thrust bearings known in the art. The turbine according to the invention has the particular advantage that it has a very good response thanks to the use of the rotor according to the invention and, moreover, when using a poorly heat-conducting ceramic a smaller
Wärmeeintrag von den Turbinenseite, an der heiße Abgase entlangströmen, in das Gehäuse der Turbine erfolgt. Heat input from the turbine side, along which hot exhaust gases flow, takes place in the housing of the turbine.
Besonders bevorzugt weist das Gehäuse einen Zugang für Motoröl zum Schmieren der Radiallager auf, wobei das Gehäuse so ausgebildet ist, dass es ausschließlich durch das Motoröl kühlbar ist. Das Gehäuse kann somit beispielsweise so ausgebildet sein, dass kein Anschluss und keine Particularly preferably, the housing has an access for engine oil for lubricating the radial bearings, wherein the housing is designed so that it can be cooled only by the engine oil. The housing can thus for example be designed so that no connection and no
entsprechende Kanalführung für eine Wasserkühlung in dem Gehäuse vorgesehen ist. Dadurch kann die Realisierung der Turbine, insbesondere des Turboladers, besonders vereinfacht sein. Auch kann dadurch der Einbau des Turboladers in ein Kraftfahrzeug besonders vereinfacht sein. Die Realisierung einer erfindungsgemäßen Turbine, die ausschließlich durch Motoröl und nicht durch andere Kühleinrichtungen gekühlt ist, ist insbesondere bei der Verwendung einer schlecht wärmeleitenden Keramik zur Herstellung des Turbinenrotors des erfindungsgemäßen Läufers möglich, da hierdurch corresponding channel guide is provided for a water cooling in the housing. As a result, the implementation of the turbine, in particular of the turbocharger, can be particularly simplified. Also, the installation of the turbocharger in a motor vehicle can be particularly simplified. The realization of a turbine according to the invention, which is cooled exclusively by engine oil and not by other cooling devices, is possible in particular when using a poorly heat-conductive ceramic for the production of the turbine rotor of the rotor according to the invention, as a result
verhindert wird, dass durch die Gase, die das Turbinenrad antreiben, ein solcher Wärmeeintrag in den Läufer und darüber mittels eines oder mehrerer Dichtringe in das prevented by the gases that drive the turbine, such heat input into the rotor and above by means of one or more sealing rings in the
Gehäuse erfolgt, dass die Lager, insbesondere das der Turbinenseite am nächsten liegende Lager, in der Turbine Schaden nehmen können. Housing takes place, that the bearings, in particular that of the Turbine side nearest bearing where turbine can be damaged.
In einer Ausführungsform ist ein erstes der Radiallager zwischen dem Gehäuse und der Welle vorgesehen, wobei ein zweites der Radiallager zwischen dem Gehäuse und dem In one embodiment, a first of the radial bearings between the housing and the shaft is provided, wherein a second of the radial bearings between the housing and the
Lagerabschnitt vorgesehen ist. Dabei ist das erste Storage section is provided. This is the first one
Radiallager insbesondere jeweils nur durch einen Ölfilm von Gehäuse und Welle und das zweite Radiallager insbesondere jeweils nur durch einen Ölfilm von Gehäuse und Radial bearings in particular each only by an oil film of the housing and shaft and the second radial bearing in particular only by an oil film of the housing and
Lagerabschnitt getrennt. Dadurch kann - wie oben zur Storage section separated. This can - as above for
entsprechenden erfindungsgemäßen Ausführungsform des Läufers erläutert - ein besonders gutes Ansprechverhalten der corresponding embodiment of the invention runner explained - a particularly good response of the
Turbine und insbesondere ein besonders geringer Wärmeeintrag in die Turbine realisiert sein. Insbesondere kann zumindest eines der Radiallager als Ring ausgebildet sein, der an seiner Außenseite an seinem Ringmantel eine umlaufende Rinne aufweist, wobei in der Rinne umfänglich zueinander versetzt Ölzuführlöcher vorgesehen sind. Bevorzugt ist ein solches Radiallager axial in dem Gehäuse so fixiert, dass eine Turbine and in particular a particularly low heat input to be realized in the turbine. In particular, at least one of the radial bearings may be formed as a ring which has on its outer side at its annular jacket a circumferential groove, wherein in the groove circumferentially offset from each other Ölzuführlöcher are provided. Preferably, such a radial bearing is axially fixed in the housing so that a
Ölzufuhrbohrung in dem Gehäuse in der Rinne mündet. Durch das Vorsehen von Rinne und in der Rinne vorgesehenen Oil supply hole opens into the housing in the channel. By providing gutter and provided in the gutter
Ölzuführlöchern im Radiallager kann dann eine Olschmierung des Radiallagers durch Motoröl, das durch die Ölzuführlöchern in the radial bearing can then an oil lubrication of the radial bearing by engine oil, by the
Ölzufuhrbohrung in dem Gehäuse dem Radiallager zugeführt wird, besonders einfach ermöglicht sein. Oil supply hole in the housing is fed to the radial bearing, be particularly easy.
In einer Ausführungsform ist in der Aufnahmenut, die in dem Zwischenabschnitt des Turbinenrotors vorgesehen ist, zumindest ein Dichtring angeordnet, der unmittelbar an dem Turbinenrotor und unmittelbar an dem Gehäuse anliegt. Durch den zumindest einen Dichtring kann sichergestellt sein, dass möglichst kein Motoröl, das sich axial zur Turbinenseite hin über den Zentrifugenabschnitt hinaus bewegt hat, in die an dem Turbinenrad strömende Gase gelangen kann. Beispielsweise können zwei Dichtringe axial nebeneinander in der In one embodiment, in the receiving groove, which is provided in the intermediate portion of the turbine rotor, at least one sealing ring is arranged, which rests directly on the turbine rotor and directly on the housing. By at least one sealing ring can be ensured that as possible no engine oil that has moved axially to the turbine side over the centrifuge section out in the on the turbine wheel can flow gases. For example, two sealing rings axially adjacent to each other in the
Aufnahmenut angeordnet sein. Beispielsweise kann der Be arranged receiving groove. For example, the
zumindest eine Dichtring, insbesondere sämtliche Dichtringe, als Kolbenring ausgebildet sein. Beispielsweise kann der zumindest eine Dichtring, insbesondere sämtliche Dichtringe, aus Stahl hergestellt sein. Besonders bevorzugt ist der zumindest eine Dichtring, insbesondere sämtliche Dichtringe, aus Keramik hergestellt, wodurch eine Reibung zwischen at least one sealing ring, in particular all sealing rings, be designed as a piston ring. For example, the at least one sealing ring, in particular all sealing rings, be made of steel. Particularly preferably, the at least one sealing ring, in particular all sealing rings, made of ceramic, whereby a friction between
Dichtring und Läufer besonders gering gehalten werden kann. Seal and runner can be kept very low.
In einer Ausführungsform umfasst die Turbine eine Mutter, die auf das Außengewinde geschraubt ist und über die das Arbeitselement an der Welle fixiert ist, wobei insbesondere das Arbeitselement durch die Mutter an eine zur In one embodiment, the turbine comprises a nut, which is screwed onto the external thread and over which the working element is fixed to the shaft, wherein in particular the working element through the nut to a for
Turbinenseite gewandten Seite eines Zwischenstücks gepresst ist, wobei insbesondere die Welle mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden Vorsprung gegen eine zur Arbeitsseite des Zwischenstücks gewandten Seite des Zwischenstücks gepresst ist. Das Zwischenstück kann beispielsweise aus zwei Teilen bestehen, nämlich einer Axialscheibe, an die die Welle gepresst ist, und einem Hauptstück, an die das Turbine side facing side of an intermediate piece is pressed, in particular, the shaft is pressed with a radially extending projection against a working side of the intermediate piece facing side of the intermediate piece. The intermediate piece may for example consist of two parts, namely an axial disc, to which the shaft is pressed, and a main piece, to which the
Arbeitsrad gepresst ist. Dadurch kann in dem Zwischenstück auf besonders einfache Art und Weise eine Nut ausgebildet sein, in der eine Bronzescheibe eines Axiallagers laufen kann. Durch das Vorsehen der Mutter kann eine Fixierung des Laufzeugs zum Gehäuse besonders einfach und zuverlässig realisiert sein, wobei durch das Zwischenstück das Vorsehen eines Axiallagers, beispielsweise wie oben zum Axiallager erläutert, besonders einfach und robust ermöglicht sein kann. Work wheel is pressed. As a result, a groove can be formed in the intermediate piece in a particularly simple manner in which a bronze disk of a thrust bearing can run. By providing the nut, a fixation of the running gear to the housing can be realized in a particularly simple and reliable manner, wherein the provision of a thrust bearing, for example as explained above for thrust bearing, can be made particularly simple and robust by the intermediate piece.
In einer Ausführungsform steht die Welle an ihrer In one embodiment, the shaft is at its
Turbinenseite mit einem die Fixiereinrichtung bildenden axialen Fixierabschnitt um mindestens das 1,5-fache des Durchmessers des Außengewindes über das Außengewinde vor. Alternativ oder außerdem ist in einer Ausführungsform die Fixiereinrichtung als Aushöhlung in der Welle vorgesehen, die sich in axialer Richtung um mindestens das 1-fache des Durchmessers, wobei selbstverständlich vom Außendurchmesser auszugehen ist, des Außengewindes radial innerhalb der Welle erstreckt. Wie zu dem erfindungsgemäßen Läufer oben Turbine side with a fixing device forming axial fixing section at least 1.5 times the diameter of the external thread over the external thread before. Alternatively, or in one embodiment, the fixing device is provided as a cavity in the shaft, which extends in the axial direction by at least 1 times the diameter, which of course is based on the outer diameter of the external thread radially inside the shaft. As for the runner according to the invention above
erläutert ist bei dieser Realisierung der Turbine eine besonders einfache und zuverlässig zerstörungsfreie is explained in this realization of the turbine is a particularly simple and reliable non-destructive
Herstellung der Turbine ermöglicht, da bei der Herstellung der Turbine der Läufer von der Arbeitsseite aus verdrehfest gehalten werden kann, während die Mutter auf das  Manufacture of the turbine allows, since in the manufacture of the turbine, the rotor can be held against rotation from the working side, while the mother on the
Außengewinde aufgeschraubt wird, so dass eine gezielte External thread is screwed on, so that a purposeful
Feststellung der Mutter ohne Belastung hierfür nicht Determination of the mother without load for this not
geeignete Bauteile der Turbine erfolgen kann. suitable components of the turbine can be done.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Läufers. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Hohlzylinderabschnitt der Welle auf den Zylinderabschnitt des Turbinenrotors aufgeschoben zum The invention further relates to a method for producing a rotor according to the invention. In the method according to the invention, the hollow cylinder section of the shaft is pushed onto the cylinder section of the turbine rotor for
Verbinden von Welle und Turbinenrotor zueinander. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Hohlzylinderabschnitt der Welle auf eine Temperatur von mindestens 300°C,  Connecting shaft and turbine rotor to each other. In the method according to the invention, the hollow cylinder portion of the shaft is at a temperature of at least 300 ° C,
insbesondere zwischen 350°C und 450°C gebracht und auf diese Temperatur erwärmt gehalten, während der In particular, brought between 350 ° C and 450 ° C and kept heated to this temperature during the
Hohlzylinderabschnitt auf den Zylinderabschnitt geschoben wird. Gleichzeitig wird während des Aufschiebens des  Hollow cylinder section is pushed onto the cylinder section. At the same time, during the postponing of the
Hohlzylinderabschnitts auf den Zylinderabschnitt der Hollow cylinder section on the cylinder section of
Turbinenrotor auf einer Temperatur zwischen 10 °C und 50 °C, insbesondere zwischen 15°C und 40°C, gehalten. Insbesondere wird der Turbinenrotor dabei auf Raumtemperatur gehalten, d.h. dass keine Tempertaureinstellungsmaßnahme zur Turbine rotor at a temperature between 10 ° C and 50 ° C, in particular between 15 ° C and 40 ° C held. In particular, the turbine rotor is thereby kept at room temperature, i. that no tempering adjustment measure to
Einstellung einer bestimmten Temperatur des Turbinenrotors vorgenommen wird, während der Hohlzylinderabschnitt auf den Zylinderabschnitt aufgeschoben wird. Besonders bevorzugt wird das Aufschieben des Hohlzylinderabschnitts auf den Zylinderabschnitt in weniger als 3 s vollständig Setting a specific temperature of the turbine rotor is made while the hollow cylinder portion is pushed onto the cylinder portion. Particularly preferably, the sliding of the hollow cylinder section onto the cylinder section is completed in less than 3 s
durchgeführt. Dadurch kann einer Erwärmung des carried out. This can cause a warming of the
Zylinderabschnitts ausreichend vorgebeugt sein. Das Cylinder section be sufficiently prevented. The
erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein besonders inventive method allows a special
einfaches Herstellen des Läufers und darüber hinaus eine Realisierung eines Läufers, bei dem Turbinenrotor und Welle zuverlässig zueinander fixiert sind. simple manufacture of the rotor and beyond a realization of a rotor in which the turbine rotor and shaft are reliably fixed to each other.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Läufers, bei dem der The invention further relates to a method for producing a rotor according to the invention, in which the
Hohlzylinderabschnitt der Welle auf den Zylinderabschnitt des Turbinenrotors aufgeschoben wird, bis er mit seiner axialen Stirnseite gegen den Lagerabschnitt des Hollow cylinder portion of the shaft is pushed onto the cylinder portion of the turbine rotor until it with its axial end face against the bearing portion of the
Turbinenrotors presst. Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere mit dem vorgenannten erfindungsgemäßen Turbine rotor presses. This inventive method is in particular with the aforementioned inventive
Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Läufers kombinierbar. Das Pressen kann unmittelbar oder mittelbar über einen Passkörper zwischen Hohlzylinderabschnitt und Lagerabschnitt erfolgen. In einer bevorzugten Method for producing a rotor according to the invention can be combined. The pressing can be done directly or indirectly via a fitting body between hollow cylinder section and bearing section. In a preferred
Ausführungsform wird sodann nach erfolgter Fixierung von Turbinenrotor und Welle zueinander der Läufer im Bereich des Hohlzylinderabschnitts und des Lagerabschnitts durch einen einzigen SchleifVorgang geschliffen, um in diesem Bereich einen einheitlichen Durchmesser des Läufers herzustellen. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Realisierung eines Läufers möglich, der einen sehr präzise konstanten Durchmesser über einen Bereich aufweist, an dem nachfolgend Radiallager angeordnet werden können, um einen Turbolader herzustellen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die mit der vorgenannten kombinierbar ist, wird nach Embodiment is then ground after the fixation of the turbine rotor and shaft to each other, the rotor in the region of the hollow cylindrical portion and the bearing portion by a single grinding operation to produce in this area a uniform diameter of the rotor. In this inventive method, the realization of a rotor is possible, which has a very precise constant diameter over a range at the following radial bearings can be arranged to produce a turbocharger. In a further preferred embodiment, which is combinable with the aforementioned, is after
erfolgter Fixierung von Turbinenrotor und Welle zueinander mittels eines SchleifVorgangs eine solche Außenkontur des Läufers erzeugt, dass der Durchmesser des Turbinenrotors ausgehend von dem zur Turbinenseite gewandten Ende des Successful fixation of turbine rotor and shaft to each other produces by means of a grinding process such an outer contour of the rotor, that the diameter of the turbine rotor, starting from the end facing the turbine side
Hohlzylinderabschnitts einen solchen Verlauf in der axialen Richtung aufweist, dass der Durchmesser zunächst in der axialen Richtung zur Turbinenseite hin abnimmt und Has hollow cylinder portion such a profile in the axial direction, that the diameter first decreases in the axial direction to the turbine side and
anschließend zunimmt, bis er größer ist als an dem zur then increases until it is bigger than at the
Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts, wobei insbesondere der Verlauf des Durchmessers des Turbine side facing end of the hollow cylinder portion, in particular the course of the diameter of the
Turbinenrotors zwischen dem zur Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts und dem Lagerabschnitt einen Krümmungsradius aufweist, der mindestens ein Viertel des Durchmessers des Turbinenrotors in dem Lagerabschnitt beträgt. Wie oben zur erfindungsgemäßen Ausführungsform des Läufers erläutert, kann dadurch einer Kerbwirkung der Welle, die eine Bruchgefahr auslösende Beschädigung des Turbine rotor between the turbine side facing the end of the hollow cylindrical portion and the bearing portion has a radius of curvature which is at least a quarter of the diameter of the turbine rotor in the bearing portion. As explained above for the embodiment of the rotor according to the invention, thereby a notch effect of the shaft, the risk of breakage causing damage to the
Turbinenrotors bewirken kann, vorgebeugt sein. Bei einer Kombination der beschriebenen besonders bevorzugten Turbine rotor can cause, be prevented. In a combination of the described particularly preferred
Ausführungsformen wird besonders bevorzugt nach der Embodiments are particularly preferred according to
Fixierung von Turbinenrotor und Welle zueinander zuerst der beschriebene SchleifVorgang zum Erzeugen eines einheitlichen Durchmessers im Bereich des Hohlzylinderabschnitts und des Lagerabschnitts und anschließend der Schleif organg zum Erzeugen des beschriebenen Verlaufs des Durchmessers des Turbinenrotors ausgehend von dem zur Turbinenseite gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts durchgeführt. Allgemein wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt in dem ersten Arbeitsschritt der Turbinenrotor in einem Fixing of turbine rotor and shaft to each other first described the grinding process for generating a uniform diameter in the region of the hollow cylinder portion and the bearing portion and then the grinding process for generating the described course of the diameter of the turbine rotor starting from the turbine side facing the end of the hollow cylinder section. Generally, in the method according to the invention, the turbine rotor is particularly preferably used in the first working step
teilbearbeiteten Zustand verwendet, in dem er an seinem zur Kompressorseite gewandten axialen Ende den Zylinderabschnitt aufweist. Während des zweiten Arbeitsschritts, d.h. nach erfolgter Fixierung von Welle und Turbinenrotor zueinander, erfolgt dann über weitere SchleifVorgänge eine used partially processed state in which it has the cylinder portion at its facing the compressor side axial end. During the second step, i. After fixation of shaft and turbine rotor to each other, then takes place via further grinding operations a
Feinbearbeitung von zumindest dem Turbinenrotor, während beispielsweise der genannte Verlauf des Außendurchmessers des Turbinenrotors geschliffen wird und/oder der Läufer, wie erläutert, zum Herstellen eines einheitlichen Durchmessers in dem genannten Bereich geschliffen wird und/oder der Zentrifugenabschnitt und/oder die Aufnahmenut für den Fine machining of at least the turbine rotor while For example, the said profile of the outer diameter of the turbine rotor is ground and / or the rotor, as explained, is ground in the said region for producing a uniform diameter and / or the centrifuge section and / or the receiving groove for the
Dichtring geschliffen werden. Besonders bevorzugt weist hierzu der Turbinenrotor an seinem zur Turbinenseite gewandten axialen Ende eine rotationssymmetrische Sealing ring to be ground. For this purpose, the turbine rotor particularly preferably has a rotationally symmetrical axis at its axial end facing the turbine side
Zentriereinrichtung auf und insbesondere die Welle an ihrem zur Kompressorseite gewandten Ende ebenfalls eine Centering on and in particular the shaft at its end facing the compressor side also a
rotationssymmetrische Zentriereinrichtung auf. Die rotationally symmetric centering on. The
Zentriereinrichtungen können beispielsweise durch eine kegelartige Zentrierung, insbesondere eine konische Centering devices, for example, by a conical centering, in particular a conical
Ausnehmung, mit einem Öffnungswinkel zwischen 40° und 70° in dem Turbinenrotor bzw. der Welle realisiert sein. Besonders bevorzugt weist der Turbinenrotor an seinem zur Recess, be realized with an opening angle between 40 ° and 70 ° in the turbine rotor or the shaft. Particularly preferably, the turbine rotor at his to
Kompressorseite gewandten axialen Ende eine erste Compressor side facing axial end a first
Zentriereinrichtung und an seinem zur Turbinenseite Centering device and at his to the turbine side
gewandten Ende eine zweite Zentriereinrichtung auf, die jeweils rotationssymmetrisch sind, damit der Turbinenrotor während der Teilbearbeitung zum Erreichen des Zustands des Turbinenrotors, der für den ersten Arbeitsschritt end of a second centering, which are each rotationally symmetric, so that the turbine rotor during the partial processing to reach the state of the turbine rotor, for the first step
erforderlich ist, zuverlässig rotationssymmetrisch geführt werden kann. is required, reliable rotationally symmetric can be performed.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Turbine, insbesondere eines The invention further relates to a method for producing a turbine according to the invention, in particular one
erfindungsgemäßen Turboladers. Dabei wird in einem ersten Arbeitsschritt der Läufer mit seiner Arbeitsseite in das Gehäuse eingeführt und durch das Gehäuse durchgeführt. In einem zweiten, danach erfolgenden Arbeitsschritt wird das Arbeitselement, insbesondere Kompressorrad, von der turbocharger according to the invention. In this case, the rotor is introduced with its working side in the housing and performed by the housing in a first step. In a second, subsequent step, the working element, in particular compressor wheel, of the
Arbeitsseite auf den Läufer aufgeschoben bzw. Arbeitsseite pushed onto the runner or
aufgeschrumpft. Hierbei kann das Arbeitselement bevorzugt erwärmt gehalten werden. In einem dritten, danach shrunk. In this case, the working element may be preferred be kept heated. In a third, after that
erfolgenden Arbeitsschritt wird die Mutter von der The next step will be the mother of the
Arbeitsseite aus auf das Außengewinde geschraubt, während der Läufer von der Arbeitsseite aus an der Fixiereinrichtung verdrehfest gehalten wird. In einer Ausführungsform ist die Fixiereinrichtung als Sechskant ausgebildet, der während des dritten Arbeitsschritts mit einem Sechskantschlüssel Working side screwed onto the external thread, while the runner is held against rotation of the working side of the fixing device. In one embodiment, the fixing device is formed as a hexagon, which during the third step with a hex wrench
gehalten wird. In einer Ausführungsform ist die is held. In one embodiment, the
Fixiereinrichtung als Gewinde ausgebildet, auf das zwei Kontermuttern gegeneinander gekontert geschraubt sind und während des dritten Arbeitsschritts durch ein Fixierwerkzeug gehalten werden. In dieser Ausführungsform werden die beiden Kontermuttern zwischen dem zweiten und dem dritten Fixing device designed as a thread, are bolted to the two lock nuts against each other and held during the third step by a fixing tool. In this embodiment, the two lock nuts between the second and the third
Arbeitsschritt auf das Gewinde der Fixiereinrichtung Working step on the thread of the fixing device
geschraubt und gegeneinander gekontert. In einer screwed and countered each other. In a
Ausführungsform werden vor dem ersten Arbeitsschritt  Embodiment be before the first step
Radiallager in einen Röhrenabschnitt des Gehäuses Radial bearing in a tube section of the housing
eingebracht und darin axial fixiert, wonach in dem ersten Arbeitsschritt .. der Läufer in den Röhrenabschnitt eingeführt und durch den Röhrenabschnitt durchgeführt wird. Nach dem ersten Arbeitsschritt und vor dem zweiten Arbeitsschritt wird ein Axiallager von der Arbeitsseite aus auf den Läufer aufgeschoben. Durch die verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich eine erfindungsgemäße Turbine, insbesondere ein erfindungsgemäßer Turbolader, besonders einfach, präzise und kostengünstig herstellen. introduced and axially fixed therein, after which in the first step .. the rotor is inserted into the tube section and performed by the tube section. After the first step and before the second step, a thrust bearing is pushed from the working side of the rotor. Due to the various embodiments of the method according to the invention, a turbine according to the invention, in particular a turbocharger according to the invention, can be produced in a particularly simple, precise and cost-effective manner.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf drei Figuren näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to three figures.
Es zeigen: Figur 1: in einer schematischen Prinzipdarstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Läufers ; Figur 2: in einer schematischen Prinzipdarstellung FIG. 1 shows a schematic diagram of an embodiment of a rotor according to the invention; Figure 2: in a schematic schematic diagram
eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Turbine ;  an embodiment of a turbine according to the invention;
Figur 3: in einer schematischen Prinzipdarstellung Figure 3: in a schematic schematic diagram
eine weitere Ausführungsform einer  a further embodiment of a
erfindungsgemäßen Turbine;  inventive turbine;
Figur 4 : in einer schematischen Prinzipdarstellung Figure 4: in a schematic schematic diagram
eine weitere Ausführungsform eines  another embodiment of a
erfindungsgemäßen Läufers; Figur 5: in schematischen Prinzipdarstellungen  inventive rotor; Figure 5: in schematic schematic diagrams
verschiedene Abbildungen zur Erläuterung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ;  various illustrations for explaining an embodiment of the method according to the invention;
Figur 6: in schematischen Prinzipdarstellungen Figure 6: in schematic schematic diagrams
Beispiele für erfindungsgemäß zum Einsatz kommende Turbinenräder.  Examples of turbine wheels used according to the invention.
In Figur 1 umfassend die Figur la und Figur lb ist ein erfindungsgemäßer Läufer 1 dargestellt. Figur la zeigt die Bestandteile des dargestellten Läufers 1, nämlich die Welle 3 und den Turbinenrotor 2, bevor diese zur Realisierung des Läufers 1 zusammengefügt und miteinander fixiert sind. Figur lb zeigt den fertig hergestellten Läufer 1. Wie aus Figur 1 zu erkennen ist, weist der Turbinenrotor 2 einen In Figure 1 comprising the figure la and Figure lb an inventive rotor 1 is shown. Figure la shows the components of the illustrated rotor 1, namely the shaft 3 and the turbine rotor 2, before they are assembled to realize the rotor 1 and fixed together. FIG. 1b shows the finished rotor 1. As can be seen from FIG. 1, the turbine rotor 2 has a
Zylinderabschnitt 21 und ein Turbinenrad 26 auf. Das Cylinder portion 21 and a turbine 26 on. The
Turbinenrad 26 bildet die Turbinenseite A des Läufers 1. Der Zylinderabschnitt 21 ist axial zur Arbeitsseite B hin versetzt zum Turbinenrad 26 angeordnet. Ein Lagerabschnitt 22 liegt axial unmittelbar an dem Zylinderabschnitt 21 an, wobei eine Stufe zwischen Zylinderabschnitt 21 und Turbine wheel 26 forms the turbine side A of the rotor 1. The cylinder section 21 is arranged axially offset from the working side B toward the turbine wheel 26. A bearing portion 22 abuts axially directly on the cylinder portion 21, wherein a step between the cylinder portion 21 and
Lagerabschnitt 22 ausgebildet ist. Zwischen dem Bearing portion 22 is formed. Between the
Lagerabschnitt 22 und dem Turbinenrad 26 ist ferner ein Zentrifugenabschnitt 23, eine Kante 24 und eine Aufnahmenut 25 angeordnet. Von dem Lagerabschnitt 22 aus nimmt der Bearing portion 22 and the turbine 26 is also a Centrifuge section 23, an edge 24 and a receiving groove 25 are arranged. From the bearing portion 22 of the takes
Durchmesser des Turbinenrotors 2 zur Turbinenseite hin in einem axial an dem Zentrifugenabschnitt 23 anliegenden Diameter of the turbine rotor 2 to the turbine side in an axially adjacent to the centrifuge section 23
Abschnitt ab. In dem Zentrif genabschnitt 23 nimmt der Section off. In the Zentrif genabschnitt 23 takes the
Durchmesser des Turbinenrotors 2 bis zu einem Maximum hin zu, durch das die umlaufende Kante 24 gebildet wird. Öl, das in einer Turbine 100 - wie bei dem Turbolader 100 in den Figuren 2 und 3 beispielhaft dargestellt - an dem  Diameter of the turbine rotor 2 to a maximum towards, through which the peripheral edge 24 is formed. Oil, which in a turbine 100 - as exemplified in the turbocharger 100 in Figures 2 and 3 - on the
Lagerabschnitt 22 entlangläuft, wird über den Warehouse section 22 runs over the
Zentrifugenabschnitt 23 bei einer Rotation des Läufers radial weggeschleudert und reißt an der Kante 24 ab, so dass nur ein sehr geringer Anteil dieses Öls überhaupt in einen axialen Bereich zwischen der Kante 24 und dem Turbinenrad 26 gelangen kann. Hierzu ist eine Aufnahmenut 25 zur Aufnahme von Dichtringen vorgesehen, über die ein Austritt von Öl aus einer Turbine 100 zumindest weitestgehend vermieden werden kann .  Centrifuge section 23 with a rotation of the rotor radially thrown away and rips off at the edge 24, so that only a very small proportion of this oil can ever reach into an axial region between the edge 24 and the turbine wheel 26. For this purpose, a receiving groove 25 is provided for receiving sealing rings, via which an escape of oil from a turbine 100 can be at least largely avoided.
Ferner ist aus Figur 1 ersichtlich, dass die Welle 3 eine Fixiereinrichtung 33 an der Arbeitsseite B aufweist, die axial zur Arbeitsseite B versetzt benachbart zum Furthermore, it can be seen from FIG. 1 that the shaft 3 has a fixing device 33 on the working side B, which adjoins the working side B in an axial direction adjacent to
Außengewinde 32 auf der Welle 3 angeordnet ist. Die External thread 32 is arranged on the shaft 3. The
Fixiereinrichtung 33 liegt somit direkt an der Arbeitsseite B, und das Außengewinde 32 ist durch die Fixiereinrichtung 33 von der Arbeitsseite B beabstandet. Der Läufer 1 kann somit über die Fixiereinrichtung 33 verdrehfest gehalten werden, während eine Mutter 8 - wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt - zur Realisierung einer Turbine auf den Läufer 1 bzw. das Außengewinde 32 des Läufers 1 aufgeschraubt wird. Ferner weist die Welle 3 einen Dehnungsabschnitt 34 auf, in dem die Welle 3 einen geringeren Durchmesser aufweist, so dass sich die Welle über diesen gezielt vorgesehenen Fixing device 33 is thus located directly on the working side B, and the external thread 32 is spaced from the working side B by the fixing device 33. The rotor 1 can thus be held against rotation by means of the fixing device 33, while a nut 8 - as shown in FIGS. 2 and 3 - is screwed onto the rotor 1 or the external thread 32 of the rotor 1 to realize a turbine. Furthermore, the shaft 3 has an expansion section 34, in which the shaft 3 has a smaller diameter, so that the shaft is deliberately provided via this
Dehnungsabschnitt 34 durch entsprechendes Anschrauben einer Mutter 8 an dem Außengewinde 32 dehnen lässt, so dass bei der Realisierung einer Turbine - wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt - ein kontrolliertes Festziehen des Läufers 1 und des Kompressorrads 5 zum Gehäuse 4 ermöglicht ist. Expansion section 34 by appropriately screwing a Nut 8 can be stretched on the external thread 32, so that in the realization of a turbine - as shown in Figures 2 and 3 - a controlled tightening of the rotor 1 and the compressor wheel 5 to the housing 4 is made possible.
Ferner weist die Welle 3 einen Hohlzylinderabschnitt 31 auf, in dem der Zylinderabschnitt 21 des Turbinenrotors 2 Furthermore, the shaft 3 has a hollow cylinder section 31, in which the cylinder section 21 of the turbine rotor 2
angeordnet ist. Durch die Anordnung des Zylinderabschnitts 21 in dem Hohlzylinderabschnitt 31 ist eine zuverlässige Fixierung von Turbinenrotor 2 zu Welle 3 gewährleistet. Der Hohlzylinderabschnitt 31 weist ferner ein Entlüftungsloch 35 auf, durch das Luft entweichen kann, während der is arranged. The arrangement of the cylinder section 21 in the hollow cylinder section 31 ensures a reliable fixation of the turbine rotor 2 to the shaft 3. The hollow cylinder portion 31 further has a vent hole 35 through which air can escape while the
Zylinderabschnitt 21 in den Hohlzylinderabschnitt 31 Cylinder portion 21 in the hollow cylinder portion 31st
eingeführt wird. Bei der beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Läufers 1 liegt der Hohlzylinderabschnitt 31 mit seiner axialen Stirnseite an dem Lagerabschnitt 22 an. Darüber hinaus weisen Lagerabschnitt 22 und is introduced. In the described embodiment of the rotor 1 according to the invention, the hollow cylinder section 31 bears against the bearing section 22 with its axial end face. In addition, bearing section 22 and
Hohlzylinderabschnitt 31 einen identischen Durchmesser auf. Dies ist dadurch gewährleistet, dass der Läufer 1 nach dem Zusammenfügen und Zueinanderfixiern von Turbinenrotor 2 zu Welle 3 in einem einzigen Arbeitsschritt in seinem Bereich umfassend Lagerabschnitt 22 und Hohlzylinderabschnitt 31 geschliffen wird, wodurch ein in diesem Bereich konstanter Durchmesser des Läufers 1 sehr präzise eingestellt werden kann . In Figur 2 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Turboladers 100 als Beispiel für eine erfindungsgemäße Hollow cylinder section 31 an identical diameter. This is ensured by the fact that the rotor 1 is ground after assembling and fixing each other from turbine rotor 2 to shaft 3 in a single step in its area comprising bearing portion 22 and hollow cylindrical portion 31, whereby a constant diameter of the rotor 1 in this area are set very precisely can. FIG. 2 shows an embodiment of a turbocharger 100 according to the invention as an example of an inventive device
Turbine dargestellt. In Figur 2 ist der Turbolader 100 in seinem zusammengebauten Zustand dargestellt. Aus Figur 2 ist ersichtlich, dass das Turbinenrad 26 an einer axialen Seite des Gehäuses 4 angeordnet ist, während das als Turbine shown. In Figure 2, the turbocharger 100 is shown in its assembled state. From Figure 2 it can be seen that the turbine wheel 26 is disposed on one axial side of the housing 4, while that as
Arbeitselement vorgesehene Kompressorrad 5 an der anderen axialen Seite des Gehäuses 4 angeordnet ist. Der Läufer 1 ist über die Radiallager 6, 7 relativ zum Gehäuse 4 drehbar gelagert. Das zweite Radiallager 7 ist das der Turbinenseite A am nächsten liegende Radiallager. Das erste Radiallager 6 ist zwischen dem Gehäuse 4 und dem Hohlzylinderabschnitt 31 angeordnet. Das zweite Radiallager 7 ist zwischen dem Working element provided compressor wheel 5 is arranged on the other axial side of the housing 4. The rotor 1 is rotatable relative to the housing 4 via the radial bearings 6, 7 stored. The second radial bearing 7 is that of the turbine side A closest radial bearing. The first radial bearing 6 is arranged between the housing 4 and the hollow cylinder section 31. The second radial bearing 7 is between the
Gehäuse 4 und dem Lagerabschnitt 22 angeordnet. Der Housing 4 and the bearing portion 22 is arranged. Of the
Turbinenrotor 2 erstreckt sich somit mit einem großen Turbine rotor 2 thus extends with a large
Durchmesser über einen weiten axialen Bereich innerhalb des Gehäuses 4, wodurch zum einen aufgrund der leichten Keramik des Turbinenrotors 2 ein geringes Trägheitsmoment des Diameter over a wide axial range within the housing 4, whereby on the one hand due to the lightweight ceramic of the turbine rotor 2, a low moment of inertia of the
Läufers 1 und somit ein gutes Ansprechverhalten des Runner 1 and thus a good response of the
Turboladers 100 realisiert ist, und zum anderen aufgrund der in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten schlecht  Turbocharger 100 is realized, and partly because of the poorly used in this embodiment
wärmeleitenden Keramik ein geringer Wärmeeintrag von der Turbinenseite A aus aufgrund der dort anliegenden Abgase in das Gehäuse 4 des Turboladers 100. Axial ist der Läufer 1 relativ zum Gehäuse 4 durch ein Axiallager fixiert, das eine Bronzescheibe 12 und ein Zwischenstück umfasst, das durch ein Hauptstück 9 und eine Axialscheibe 11 gebildet ist. Die Bronzescheibe 12 verläuft in einer durch die Axialscheibe 11 und das Hauptstück 9 gebildeten Nut des Zwischenstücks und ist durch die Rückwand 10 an dem Gehäuse 4 gehalten. Dadurch ist das Laufzeug, das durch Läufer 1 mit Kompressorrad 5 gebildet ist, axial mit einem Spiel von weniger als ^ mm positionsfest zum Gehäuse 4, aber gleichzeitig um die axiale Richtung verdrehbar zum Gehäuse 4 fixiert. Die Fixierung erfolgt durch das Aufschrauben einer Mutter 8 auf das thermally conductive ceramic, a low heat input from the turbine side A due to the applied exhaust gases in the housing 4 of the turbocharger 100. Axially, the rotor 1 is fixed relative to the housing 4 by a thrust bearing comprising a bronze disk 12 and an intermediate piece, which by a main piece 9 and an axial disc 11 is formed. The bronze disk 12 extends in a groove formed by the axial disk 11 and the main piece 9 of the intermediate piece and is held by the rear wall 10 on the housing 4. As a result, the power tool, which is formed by rotor 1 with compressor wheel 5, axially fixed with a clearance of less than ^ mm fixed position to the housing 4, but at the same time rotatable about the axial direction to the housing 4. The fixation is done by screwing a nut 8 on the
Außengewinde 32 der Welle 3. Dabei wird von der Arbeitsseite B aus der Läufer 1 mittels der Fixiereinrichtung 33 External thread 32 of the shaft 3. It is from the working side B of the rotor 1 by means of the fixing 33rd
gehalten, während die Mutter 8 auf das Außengewinde 32 aufgeschraubt wird. Das Aufschrauben der Mutter 8 erfolgt mit einem vordefinierten Drehmoment und Anziehwinkel, wodurch eine vordefinierte Dehnung in dem Dehnungsabschnitt 34 der Welle 3 und somit eine vordefinierte Vorspannung auf das Kompressorrad 5 relativ zum Gehäuse 4 eingestellt wird, mit der es an das Hauptstück 9 des Zwischenstücks gepresst ist. Der Einfachheit halber ist der Dichtring in der held while the nut 8 is screwed onto the external thread 32. The screwing of the nut 8 is carried out with a predefined torque and tightening angle, whereby a predefined strain in the expansion portion 34 of the shaft 3 and thus a predefined bias on the compressor wheel 5 is adjusted relative to the housing 4, with which it is pressed against the main piece 9 of the intermediate piece. For the sake of simplicity, the sealing ring in the
Aufnahmenut 25 in Figur 2 nicht dargestellt. In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Receiving groove 25 not shown in Figure 2. FIG. 3 shows a further embodiment of a
erfindungsgemäßen Turboladers 100 dargestellt. Der Turbocharger 100 according to the invention shown. Of the
erfindungsgemäße Turbolader 100 gemäß Figur 3 unterscheidet sich von dem erfindungsgemäßen Turbolader 100 gemäß Figur 2 ausschließlich in der Ausgestaltung des Läufers 1. Im The turbocharger 100 according to the invention according to FIG. 3 differs from the turbocharger 100 according to the invention according to FIG. 2 exclusively in the design of the rotor 1
Gegensatz zu dem bei dem Turbolader 100 gemäß Figur 2 eingesetzten Läufer 1 weist der in dem Turbolader 100 gemäß Figur 3 eingesetzte Läufer 1 keinen Lagerabschnitt 22 auf. Stattdessen ist der Turbinenrotor 2 so ausgebildet, dass sein erstes axiales Ende durch den Zylinderabschnitt 21 gebildet ist, an den sich axial der Zentrifugenabschnitt 23 anschließt. Axial in Richtung zur Turbinenseite A hin dem Zentrifugenabschnitt 23 nachfolgend weist der TurbinenrotorContrary to the rotor 1 used in the turbocharger 100 according to FIG. 2, the rotor 1 used in the turbocharger 100 according to FIG. 3 has no bearing section 22. Instead, the turbine rotor 2 is formed so that its first axial end is formed by the cylinder portion 21, to which the centrifuge section 23 adjoins axially. Axially in the direction of the turbine side A toward the centrifuge section 23, the turbine rotor follows
2 des Läufers 1 gemäß Figur 3 genauso wie der Läufer 1 gemäß Figur 2 eine Kante 24 und eine Aufnahmenut 25 sowie das Turbinenrad 26 auf. Das Turbinenrad 26 bildet auch bei diesem Läufer 1 die Turbinenseite A des Läufers 1. Der 2 of the rotor 1 according to Figure 3 as well as the rotor 1 according to Figure 2, an edge 24 and a receiving groove 25 and the turbine 26 on. The turbine 26 also forms in this rotor 1, the turbine side A of the rotor 1. Der
Einfachheit halber ist der Dichtring in der Aufnahmenut 25 in Figur 2 nicht dargestellt. For simplicity, the sealing ring is not shown in the receiving groove 25 in Figure 2.
Der Zylinderabschnitt 21 ist bei der in Figur 3 The cylinder section 21 is at the in FIG. 3
beschriebenen Ausführungsform vollständig innerhalb descompletely described within the
Hohlzylinderabschnitts 31 angeordnet, so dass die Fixierung zwischen Turbinenrotor 2 und Welle 3 über die Anordnung des Zylinderabschnitts 21 in dem Hohlzylinderabschnitt 31 und die relative Fixierung dieser beiden Abschnitte zueinander erfolgt. Dagegen liegen bei der Ausführungsform gemäß FigurHollow cylinder section 31 is arranged so that the fixation between the turbine rotor 2 and shaft 3 via the arrangement of the cylinder portion 21 in the hollow cylinder portion 31 and the relative fixing of these two sections takes place to each other. In contrast, in the embodiment according to FIG
3 beide Radiallager 6,7 jeweils unmittelbar an dem 3 both radial bearings 6,7 each directly on the
Hohlzylinderabschnitt 31 und an dem Gehäuse 4 an. Keines der Radiallager 6, 7 liegt unmittelbar an dem Turbinenrotor 2 an. Im Vergleich zu dem Turbolader 100 gemäß Figur 2 weist bei dem Turbolader 100 gemäß Figur 3 der Läufer 1 ein größeres Trägheitsmoment auf, da ein größerer Anteil des Materials des Läufers 1 aus dem schwereren Metall der Welle 3 und nicht aus Keramik besteht, da der aus Keramik Hollow cylinder section 31 and on the housing 4 at. None of them Radial bearing 6, 7 is located directly on the turbine rotor 2. Compared to the turbocharger 100 according to Figure 2, in the turbocharger 100 according to Figure 3, the rotor 1 on a larger moment of inertia, since a larger proportion of the material of the rotor 1 of the heavier metal of the shaft 3 and not made of ceramic, there from ceramics
bestehende Turbinenrotor 2 nicht den Lagerabschnitt 22 für das zweite Radiallager 7 ausbildet. Hierdurch ist ferner der Turbinenrotor 2 weniger stabil ausgebildet, so dass dieser Turbolader 100 nur für bestimmte Einsatzzwecke geeignet ist. Außerdem kann bei dem Turbolader 100 gemäß Figur 3 ein größerer Wärmeeintrag in das zweite Radiallager 7 erfolgen, da dieses zweite Radiallager 7 nicht ausschließlich über Keramik als einzigem wärmeleitenden Material in Verbindung steht. Allerdings kann der Turbolader 100 gemäß Figur 3 auf einfache Weise so realisiert werden, dass der Bereich, in dem sich die beiden Axiallager 6, 7 befinden, einen existing turbine rotor 2 does not form the bearing portion 22 for the second radial bearing 7. In this way, furthermore, the turbine rotor 2 is made less stable, so that this turbocharger 100 is suitable only for certain purposes. In addition, in the turbocharger 100 according to FIG. 3, a larger heat input into the second radial bearing 7 can take place since this second radial bearing 7 is not connected exclusively via ceramic as the only heat-conducting material. However, the turbocharger 100 according to FIG. 3 can be realized in a simple manner such that the region in which the two axial bearings 6, 7 are located has one
durchgehend konstanten Durchmesser aufweist, da dieser has consistently constant diameter, since this
Durchmesser alleine durch die Ausgestaltung der aus Metall hergestellten Welle 3 eingestellt werden kann. Bei dem in Figur 3 gezeigten Turbolader 100 ist ferner eine Diameter can be adjusted only by the design of the metal-made shaft 3. In the turbocharger 100 shown in FIG
Wasserkühlung 41, wie bei herkömmlichen Turboladern bekannt, vorgesehen . Water cooling 41, as known in conventional turbochargers, provided.
In Figur 4 umfassend die Figuren 4a, 4b und 4c sind in schematischen Prinzipdarstellungen ein Querschnitt sowie vergrößerte Ausschnitte dieses Querschnitts einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Läufers 1 4a, 4b and 4c, schematic cross-sectional views and enlarged sections of this cross-section of a further embodiment of a rotor 1 according to the invention are shown in FIGS
dargestellt. In Figur 4a ist die Lage des in Figur 4b dargestellten vergrößerten Ausschnitts durch eine shown. FIG. 4 a shows the position of the enlarged detail shown in FIG
gestrichelte, mit „X" gekennzeichnete Umrahmung angezeigt, während die Lage des in Figur 4c dargestellten vergrößerten Ausschnitts durch eine gestrichelte, mit „Y" gekennzeichnete Umrahmung angegeben ist . Von der Ausführungsform gemäß Figur 1 unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß Figur 4 zum einen dadurch, dass das zur Turbinenseite A gewandte Ende des Hohlzylinderabschnitts 31 der Welle 3 axial von dem Lagerabschnitt 22 des dashed, marked with "X" frame displayed, while the location of the enlarged section shown in Figure 4c is indicated by a dashed, marked with "Y" frame. The embodiment according to FIG. 4 differs from the embodiment according to FIG. 1 in that the end of the hollow cylinder section 31 facing the turbine side A of the shaft 3 extends axially from the bearing section 22 of FIG
Turbinenrotors 2 beabstandet ist. Diese Beabstandung geht insbesondere aus Figur 4b hervor. Der Läufer 1 gemäß Figur 4 wird hergestellt, indem in einem ersten Arbeitsschritt die Welle 3 mit ihrem Hohlzylinderabschnitt 31 auf den Turbine rotor 2 is spaced. This spacing is evident in particular from FIG. 4b. The rotor 1 according to Figure 4 is prepared by the shaft 3 in a first step with its hollow cylindrical portion 31 on the
Zylinderabschnitt 21 des Turbinenrotors 2 axial aufgeschoben wird, bis die axiale, der Turbinenseite A zugewandte Cylinder portion 21 of the turbine rotor 2 is pushed axially until the axial, the turbine side facing A
Stirnseite des Hohlzylinderabschnitts 31 an dem Front side of the hollow cylinder portion 31 on the
Lagerabschnitt 22 des Turbinenrotors 2 mit einer Bearing portion 22 of the turbine rotor 2 with a
Anpresskraft anliegt, wonach dann in einem zweiten Pressing force is applied, then in a second
Arbeitsschritt der Läufer geschliffen wird unter Step of the runner is ground below
Verringerung seines Durchmessers, wodurch die in Figur 4b dargestellte Kontur und damit der in Figur 4b vergrößert dargestellte Verlauf des Durchmessers des Turbinenrotors 2 hergestellt wird. Während dieses Schleif organgs wirdvorliegend der genannte axiale Abstand dadurch erzeugt, dass sowohl der Turbinenrotor 2 als auch die Welle 3 während des SchleifVorgangs geschliffen werden. Während dieses Reduction of its diameter, whereby the contour shown in Figure 4b and thus the enlarged in Figure 4b illustrated course of the diameter of the turbine rotor 2 is made. During this grinding operation, in the present case, said axial distance is generated by grinding both the turbine rotor 2 and the shaft 3 during the grinding process. During this
SchleifVorgangs wird der Turbinenrotor 2 so geschliffen, dass sein letztendlich realisierter Durchmesser ausgehend von dem axialen Ende des Hohlzylinderabschnitts 31, das der Turbinenseite A zugewandt ist, zunächst über einen Abschnitt hinweg abnimmt, bis er sich um die radiale Distanz u, d. h. auf den Durchmesser bezogen um die Distanz 2 u (u beträgt vorliegend ca. 0,05 mm), von dem Durchmesser an dem Grinding process, the turbine rotor 2 is ground so that its final realized diameter, starting from the axial end of the hollow cylinder portion 31, which faces the turbine side A, first decreases over a portion away, until it by the radial distance u, d. H. relative to the diameter by the distance 2 u (u in the present case is about 0.05 mm), of the diameter at the
genannten Axialende des Hohlzylinderabschnitts 31 said axial end of the hollow cylinder portion 31st
unterscheidet, wonach dann der Durchmesser des differs, after which the diameter of the
Turbinenrotors 2 wieder zunimmt. Allgemein ist dabei eine Abnahme des Radius um mindestens 0,05 mm, insbesondere zwischen 0,05 mm und 0,15 mm besonders vorteilhaft, d. h. die Abnahme des Durchmessers um mindestens 0,1 mm, insbesondere zwischen 0,1 und 0,3 mm, bevor der Durchmesser wieder zunimmt. Dabei weist der Verlauf des Durchmessers des Turbinenrotors 2 zwischen dem zur Turbinenseite A gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts 31 und dem Lagerabschnitt 22 einen Krümmungsradius auf, der durchgehend mindestens ein Viertel des Durchmessers D des Turbinenrotors 2 in dem Turbine rotor 2 increases again. In general, a decrease in the radius of at least 0.05 mm, in particular between 0.05 mm and 0.15 mm is particularly advantageous, ie the decrease of the diameter by at least 0.1 mm, in particular between 0.1 and 0.3 mm, before the diameter increases again. In this case, the profile of the diameter of the turbine rotor 2 between the end facing the turbine side A of the hollow cylindrical portion 31 and the bearing portion 22 has a radius of curvature which is continuously at least a quarter of the diameter D of the turbine rotor 2 in the
Lagerabschnitt 22 beträgt. Vorliegend beträgt der Bearing portion 22 is. In the present case is the
Krümmungsradius 3 mm, während der Durchmesser des Radius of curvature 3 mm, while the diameter of the
Lagerabschnitts 22 des Turbinenrotors 12 mm beträgt. Wie oben erläutert, bringt die Ausgestaltung der Ausführungsform gemäß Figur 4 den besonderen Vorteil mit sich, dass eine Kerbwirkung der Welle 3 an dem Ende ihres Bearing portion 22 of the turbine rotor is 12 mm. As explained above, the embodiment of the embodiment according to FIG. 4 has the particular advantage that a notch effect of the shaft 3 at the end of its
Hohlzylinderabschnitts 31 auf den Turbinenrotor 2 soweit wie möglich vermieden wird, um eine Rissbildung in dem  Hollow cylinder section 31 on the turbine rotor 2 is avoided as much as possible to cracking in the
Turbinenrotor 2 am Übergang von dem Hohlzylinderabschnitt 31 zum Lagerabschnitt 22 vorzubeugen. Wie in der allgemeinen Beschreibung als besonders vorteilhaft erläutert und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel tatsächlich realisiert weisen die Welle 3 an dem Ende ihres Hohlzylinderabschnitts 31 sowie der Turbinenrotor 2 jeweils einen Durchmesser auf, der sich dergestalt in Abhängigkeit von der Position entlang der axialen Richtung verändert, dass die Verläufe der Prevent turbine rotor 2 at the transition from the hollow cylinder portion 31 to the bearing portion 22. As explained in the general description to be particularly advantageous, and in the present embodiment is actually realized show the shaft 3 at the end of its hollow cylinder portion 31 and the turbine rotor 2 each have a diameter which such changes in function of the position along the axial direction, that the courses of the
Durchmesser von Welle 3 und Turbinenrotor 2 an dem Übergang von der Welle 3 zum Turbinenrotor 2 dieselbe Tangente aufweisen, wodurch verhindert wird, dass die Welle 3 mit einer scharfen Kante gegen den Turbinenrotor 2 presst und somit eine nachteilige Kerbwirkung auf den Turbinenrotor 2 ausübt .  Diameter of shaft 3 and turbine rotor 2 at the transition from the shaft 3 to the turbine rotor 2 have the same tangent, thereby preventing the shaft 3 is pressed with a sharp edge against the turbine rotor 2 and thus exerts an adverse notch effect on the turbine rotor 2.
Aus Figur 4c wird insbesondere ersichtlich, dass der From FIG. 4 c, it can be seen in particular that the
Durchmesser des Turbinenrotors 2 in einem axial an dem  Diameter of the turbine rotor 2 in an axial on the
Zentrifugenabschnitt 23 anliegenden Abschnitt in der axialen Richtung zur Turbinenseite hin zunächst abnimmt, wonach anschließend die Vergrößerung des Durchmessers unter Ausbildung des Zentrifugenabschnitts 23 erfolgt. Dabei nimmt der Radius in dem genannten axialen Abschnitt um den Betrag v ab, vorliegend um 0,05 mm. Allgemein ist die Abnahme des Radius um mindestens 0,05 mm, insbesondere zwischen 0,05 mm und 0,15 mm besonders vorteilhaft, d. h. die Abnahme desCentrifugal section 23 abutting portion in the axial direction toward the turbine side first decreases, after which then increases the diameter under Training of the centrifuge section 23 takes place. In this case, the radius in the mentioned axial section decreases by the amount v, in the present case by 0.05 mm. In general, the decrease of the radius by at least 0.05 mm, in particular between 0.05 mm and 0.15 mm is particularly advantageous, ie the decrease in the
Durchmessers um mindestens 0,1 mm, insbesondere zwischen 0,1 und 0,3 mm. Dadurch ist gewährleistet, dass bei dem präzisen Einstellen des Durchmessers des Lagerabschnitts, während dessen der Lagerabschnitt radial geschliffen wird, keine Beschädigung des Zentrifugenabschnitts 23 erfolgt. Der inDiameter by at least 0.1 mm, in particular between 0.1 and 0.3 mm. This ensures that in the precise setting of the diameter of the bearing portion during which the bearing portion is radially ground, no damage to the centrifuge section 23 takes place. The in
Figur 4c gezeigte Verlauf des Durchmessers, bei dem sich der Radius ausgehend von dem Lagerabschnitt 22 zunächst um den Betrag v verringert, stellt den Verlauf des Durchmessers bei dem letztendlich hergestellten Läufer 1 gemäß Figur 4a dar. Allgemein sei an dieser Stelle angemerkt, dass in den verschiedenen Figuren der Figur 4, wie auch in den 4c shows the course of the diameter, in which the radius initially decreases from the bearing section 22 by the amount v, represents the profile of the diameter in the finally produced rotor 1 according to FIG. 4a. It should be noted at this point that in the FIGS various figures of Figure 4, as well as in the
verschiedenen Figuren der Figur 5, ein Aufmaß, das bei der Feinbearbeitung zur Herstellung des Läufers 1 letztendlich abgeschliffen wird, über eine gestrichelte Aufmaß-Linie dargestellt ist. 5, an allowance, which is finally ground in the finishing for the production of the rotor 1, is shown by a dashed allowance line.
In Figur 5 sind in verschiedenen schematischen In Figure 5 are in various schematic
Prinzipdarstellungen Abbildungen des Läufers 1 bzw. von Bauteilen des Läufers 1 nach verschiedenen Etappen des Schematics Illustrations of the rotor 1 or components of the rotor 1 according to different stages of
Herstellungsverfahrens des Läufers 1 abgebildet. In Figur 5a ist der Turbinenrotor 2 in seinem teilbearbeiteten Zustand abgebildet. Der Turbinenrotor 2 wird zunächst mittels Manufacturing process of the rotor 1 shown. In Figure 5a, the turbine rotor 2 is shown in its partially processed state. The turbine rotor 2 is first by means of
Spritzguss aus einer Keramik hergestellt und anschließend in einem SchleifVorgang bearbeitet, indem das in Figur 5a über gestrichelte Linien eingezeichnete Aufmaß entfernt wird zum Erzeugen des Zylinderabschnitts 21 des Turbinenrotors 2. Aus Figur 5a ist bereits ersichtlich, dass der Turbinenrotor 2 an seinem zur Arbeitsseite B gewandten Ende eine erste Injection molding is produced from a ceramic and then processed in a grinding process by removing the drawn in Figure 5a dashed lines allowance for generating the cylinder portion 21 of the turbine rotor 2. From Figure 5a is already apparent that the turbine rotor 2 facing on its side B to work End a first
Zentriereinrichtung 201 aufweist und an seinem zur Turbinenseite A gewandten Ende eine zweite Centering device 201 and at its to Turbine side A turned end a second
Zentriereinrichtung 202 aufweist, die jeweils nach Art eines Konus ausgestaltet sind. Diese Zentriereinrichtungen 201, 202 dienen dazu, dem Turbinenrotor 2 während des  Centering device 202 which are each configured in the manner of a cone. These centering devices 201, 202 serve to guide the turbine rotor 2 during the
SchleifVorgangs eine möglichst rotationssymmetrische Grinding process as rotationally symmetrical as possible
Außenkontur zu verleihen. In Figur 5b ist der To give outer contour. In Figure 5b is the
Verbindungsvorgang dargestellt, während dessen die Welle 3 mit dem Turbinenrotor 2 verbunden wird, indem der Connection process during which the shaft 3 is connected to the turbine rotor 2 by the
Hohlzylinderabschnitt 31 axial auf den Zylinderabschnitt 21 aufgeschoben wird. Dabei wird die Welle 3 mit einem ersten Montagewerkzeug 51 gehalten und hierüber axial zum Hollow cylinder section 31 is pushed axially onto the cylinder section 21. In this case, the shaft 3 is held with a first mounting tool 51 and axially thereto
Turbinenrotor 2 verschoben, während der Turbinenrotor 2 mit einem zweiten Montagewerkzeug 52 gehalten wird, das in einer Aussparung des Turbinenrotors 2 eingesetzt wird, an der sich auch die zweite Zentriereinrichtung 202 befindet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Ausgestaltung dieser Turbine rotor 2 is displaced, while the turbine rotor 2 is held with a second mounting tool 52 which is inserted in a recess of the turbine rotor 2, in which the second centering device 202 is located. At this point it should be noted that the design of this
Aussparung und das Zusammenwirken dieser Aussparung mit dem zweiten Montagewerkzeug 52 allgemein für verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen besonders vorteilhaft ist, und dementsprechend auch ein erfindungsgemäßes Recess and the interaction of this recess with the second mounting tool 52 is generally advantageous for various embodiments of the invention, and accordingly also an inventive
Herstellungsverfahren unter Ausnutzung dieses Manufacturing process taking advantage of this
Zusammenwirkens bzw. dieser Ausgestaltungen allgemein besonders vorteilhaft ist. Diese Ausgestaltung besteht darin, dass der Turbinenrotor 2 an seinem zur Turbinenseite A gewandten Ende einen zylinderartigen Abschnitt aufweist, in dem eine Aussparung vorgesehen ist. Dieser zylinderartige Abschnitt und die Aussparung sind dergestalt Cooperation or these embodiments is generally particularly advantageous. This embodiment consists in that the turbine rotor 2 has at its end facing the turbine side A a cylindrical portion in which a recess is provided. This cylinder-like section and the recess are shaped like this
korrespondierend zum zweiten Montagewerkzeug 52 ausgebildet, dass das Montagewerkzeug 52 mit einem Ringabschnitt seitlich außen am zylinderartigen Abschnitt des Turbinenrotors 2 anliegt und gleichzeitig mit einem Stift an dem axialen Ende und damit dem Boden der Aussparung anliegt, während formed corresponding to the second mounting tool 52 that the mounting tool 52 rests with a ring portion laterally outwardly on the cylindrical portion of the turbine rotor 2 and at the same time with a pin at the axial end and thus the bottom of the recess, while
gleichzeitig der Stift von den radialen Seitenwänden der Aussparung durchgehend beabstandet ist. Diese Ausgestaltung bringt den besonderen Vorteil mit sich, dass der Turbinenrotor 2 an dem zweiten Montagewerkzeug 52 dergestalt gehalten ist, dass eine axiale Kraft zum Aufschieben des Hohlzylinderabschnitts 31 auf den Zylinderabschnitt 21 auf den Turbinenrotor 2 ausgeübt werden kann, und der at the same time the pin is continuously spaced from the radial side walls of the recess. This embodiment brings the particular advantage that the turbine rotor 2 is held on the second mounting tool 52 such that an axial force for pushing the hollow cylinder portion 31 can be exerted on the cylinder portion 21 on the turbine rotor 2, and the
Turbinenrotor 2 radial geführt ist, ohne dass es zu Turbine rotor 2 is guided radially without it too
Verspannungen in dem Turbinenrotor 2 kommt. Denn der Tensions in the turbine rotor 2 comes. Because the
zwischen dem Stift und den radialen Seitenwänden der between the pin and the radial side walls of the
Aussparung durchgehend vorgesehene Luftspalt verhindert, im Zusammenspiel mit dem Anliegen des Ringabschnitts an dem zylinderartigen Abschnitt, dass der Stift in der Aussparung verkantet und dadurch eine Verspannung in dem Turbinenrotor 2 bewirkt. Ausgehend von Figur 5b wird die Welle 3 relativ zum Turbinenrotor 2 axial so lange verschoben, bis der Recess continuously provided air gap prevents, in conjunction with the concern of the ring portion of the cylinder-like portion, that the pin in the recess tilted and thereby causes a strain in the turbine rotor 2. Starting from Figure 5b, the shaft 3 is displaced axially relative to the turbine rotor 2 until the
Hohlzylinderabschnitt 31 der Welle 3 mit seinem zur Hollow cylinder section 31 of the shaft 3 with his to
Turbinenseite A gewandten axialen Ende an dem Lagerabschnitt 22 des Turbinenrotors 2 anliegt. Dieser Zustand ist in Figur 5c dargestellt. Anschließend wird in einem darauffolgenden Arbeitsschritt die -Welle 3 in eine- Spannzange 53 gespannt, während eine Zentrierspitze 54 an der Zentriereinrichtung 202 des Turbinenrotors 2 angeordnet wird, wonach dann über eine Rotationsbewegung der Spannzange 53 eine  Turbine side A facing axial end abuts the bearing portion 22 of the turbine rotor 2. This condition is shown in FIG. 5c. Subsequently, in a subsequent step, the shaft 3 is tensioned into a collet 53, while a centering tip 54 is arranged on the centering device 202 of the turbine rotor 2, after which a rotational movement of the collet 53 then takes place
Feinbearbeitung des Läufers 1 mittels eines SchleifVorgangs erfolgt. Der Aufbau für diesen Arbeitsschritt ist in Figur 5d dargestellt. In Figur 5d ist ferner der fertig Fine machining of the rotor 1 by means of a grinding process takes place. The structure for this step is shown in Figure 5d. In Figure 5d is also finished
bearbeitete Läufer 1 dargestellt, wie er auch in Figur 4c abgebildet ist. Bei diesem fertig bearbeiteten Läufer 1 wurden die oben beschriebenen Konturen der Außenseite des Läufers 1 und damit der Verlauf des Durchmessers des Läufers 1 mittels SchleifVorgängen realisiert. processed rotor 1 shown, as it is also shown in Figure 4c. In this finished rotor 1, the above-described contours of the outside of the rotor 1 and thus the course of the diameter of the rotor 1 were realized by means of grinding operations.
In Figur 6 umfassend Figuren 6a und 6b sind zwei Beispiele für die Ausgestaltung des Turbinenrads 26 eines In Figure 6 comprising Figures 6a and 6b are two examples of the configuration of the turbine wheel 26 of a
erfindungsgemäßen Läufers 1 bzw. einer erfindungsgemäßen Turbine 100 dargestellt. Das Turbinenrad 26 gemäß Figur 6a ist als Radial-Turbinenrad ausgebildet, das Turbinenrad 26 gemäß Figur 6b als Axial-Turbinenrad . Das Turbinenrad 26 kann alternativ beispielsweise auch als Äxial-Radial- Turbinenrad ausgebildet sein. Inventive runner 1 or an inventive Turbine 100 shown. The turbine wheel 26 according to FIG. 6a is designed as a radial turbine wheel, the turbine wheel 26 according to FIG. 6b as an axial turbine wheel. The turbine wheel 26 may alternatively be designed, for example, as an axial-radial turbine wheel.
Turbine mit Keramik-Turbinenrotor Turbine with ceramic turbine rotor
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Läufer 1 runner
2 Turbinenrotor  2 turbine rotor
3 Welle  3 wave
4 Gehäuse  4 housing
5 Kompressorrad  5 compressor wheel
6 Radiallager  6 radial bearings
7 Radiallager  7 radial bearings
8 Mutter  8 mother
9 Hauptstück  9 main piece
10 Rückwand  10 back wall
11 Axialscheibe  11 axial disc
12 Bronzescheibe  12 bronze disc
21 Zylinderabschnitt  21 cylinder section
22 Lagerabschnitt  22 bearing section
23 Zentrifugenabschnitt  23 Centrifuge section
24 Kante  24 edge
25 Aufnahmenut  25 receiving groove
26 Turbinenrad  26 turbine wheel
31 Hohl zylinderabschnitt  31 hollow cylinder section
32 Außengewinde  32 external thread
33 Fixiereinrichtung  33 fixing device
34 Dehnungsabschnitt 35 Entlüftungsloch 34 stretch section 35 vent hole
41 Wasserkühlung  41 water cooling
51 erstes Montagewerkzeug 51 first assembly tool
52 zweites Montagewerkzeug52 second assembly tool
53 Spannzange 53 collet
54 Zentrierspitze 54 center point
00 Turbolader00 turbocharger
01 erste Zentriereinrichtung02 zweite Zentriereinrichtung01 first centering device 02 second centering device
A Turbinenseite A turbine side
B Arbeitsseite  B work page
u Distanz u distance
V Distanz  V distance
D Durchmesser  D diameter

Claims

Turbine mit Keramik-Turbinenrotor Patentansprüche Turbine with ceramic turbine rotor claims
1. Läufer (1) für eine Turbine, insbesondere einen 1. rotor (1) for a turbine, in particular a
Turbolader (100), der Läufer (1) umfassend einen aus Keramik hergestellten Turbinenrotor (2) sowie eine aus Metall hergestellte Welle (3), wobei die Welle (3) einen Turbocharger (100), the rotor (1) comprising a turbine rotor made of ceramic (2) and a shaft made of metal (3), wherein the shaft (3) has a
Hohlzylinderabschnitt (31) aufweist, wobei der Turbinenrotor (2) ein Turbinenrad (26) und einen Zylinderabschnitt (21) aufweist,' der in dem Hohlzylinderabschnitt (31) angeordnet und zu diesem fixiert ist, wobei sich der Läufer (1) in einer axialen Richtung von seiner Turbinenseite (A) , die durch den Turbinenrotor (2) gebildet ist, bis zu seiner Arbeitsseite (B) , die durch die Welle (3) gebildet ist, erstreckt , dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (1) an seiner Arbeitsseite (B) ein Außengewinde (32) zum Aufschrauben einer Mutter (8) sowie eine von der Arbeitsseite (B) aus zugängliche Fixiereinrichtung (33) aufweist, die in der Welle (3) integriert ist und zum Hollow cylinder section (31), wherein the turbine rotor (2) has a turbine wheel (26) and a cylinder portion (21) ', which is arranged in the hollow cylindrical portion (31) and fixed thereto, wherein the rotor (1) in an axial Direction from its turbine side (A), which is formed by the turbine rotor (2), to its working side (B), which is formed by the shaft (3), characterized in that the rotor (1) on its working side (B) has an external thread (32) for screwing a nut (8) and from the working side (B) from accessible fixing device (33) which is integrated in the shaft (3) and the
Fixieren des Läufers (1) von der Arbeitsseite (B) aus während des Aufschraubens der Mutter (8) ausgebildet ist, wobei die Fixiereinrichtung (33) insbesondere eine Länge in der axialen Richtung aufweist, die mindestens dem Durchmesser des Außengewindes (32) der Welle (3) entspricht. Fixing the rotor (1) from the working side (B) during the screwing of the nut (8) is formed, wherein the fixing device (33) in particular a length in has the axial direction which corresponds at least to the diameter of the external thread (32) of the shaft (3).
2. Läufer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinenrotor (2) zwischen dem Turbinenrad (26) und dem Zylinderabschnitt (21) einen Zwischenabschnitt aufweist, wobei der Durchmesser des Turbinenrotors (2) in einem 2. rotor (1) according to claim 1, characterized in that the turbine rotor (2) between the turbine wheel (26) and the cylinder portion (21) has an intermediate portion, wherein the diameter of the turbine rotor (2) in one
Zentrifugenabschnitt (23) des Zwischenabschnitts in der axialen Richtung zur Turbinenseite (A) hin bis zu einem ersten Maximum zunimmt und danach unter Ausbildung einer durch das Maximum gebildeten umlaufenden Kante (24) abnimmt, wobei axial zwischen der umlaufenden Kante (24) und dem Turbinenrad (26) in dem Zwischenabschnitt eine umlaufende Aufnahmenut (25) vorgesehen ist zur Aufnahme zumindest eines Dichtrings, wobei insbesondere der Durchmesser des Centrifuge section (23) of the intermediate section increases in the axial direction toward the turbine side (A) to a first maximum and then decreases to form a peripheral edge (24) formed by the maximum, wherein axially between the peripheral edge (24) and the turbine wheel (26) in the intermediate portion a circumferential receiving groove (25) is provided for receiving at least one sealing ring, wherein in particular the diameter of the
Zwischenabschnitts in der Aufnahmenut (25) größer ist als in dem Zylinderabschnitt (21) .  Intermediate portion in the receiving groove (25) is greater than in the cylinder portion (21).
3. Läufer (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Turbinenrotors (2) in einem axial zwischen dem Zylinderabschnitt (21) und dem 3. rotor (1) according to claim 2, characterized in that the diameter of the turbine rotor (2) in an axially between the cylinder portion (21) and the
Zentrifugenabschnitt (23) liegenden und axial an dem Centrifuge section (23) lying and axially on the
Zentrifugenabschnitt (23) anliegenden Abschnitt in der axialen Richtung zur Turbinenseite (A) hin abnimmt. Centrifuge section (23) abutting portion in the axial direction to the turbine side (A) decreases.
4. Läufer (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinenrotor (2) axial zwischen dem Zylinderabschnitt (21) und dem Zentrifugenabschnitt (23) einen Lagerabschnitt (22) aufweist, der nach Art eines Zylinders ausgebildet ist und einen Durchmesser aufweist, der größer als der 4. rotor (1) according to any one of claims 2 or 3, characterized in that the turbine rotor (2) axially between the cylinder portion (21) and the centrifuge portion (23) has a bearing portion (22) which is formed in the manner of a cylinder and has a diameter which is larger than that
Durchmesser des Zylinderabschnitts (21) und kleiner als der Durchmesser am Maximum ist. Diameter of the cylinder portion (21) and smaller than the diameter at the maximum.
5. Läufer (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Lagerabschnitts (22) identisch mit dem Außendurchmesser des Hohlzylinderabschnitts (31) der Welle (3) ist. 5. rotor (1) according to claim 4, characterized in that the diameter of the bearing portion (22) is identical to the outer diameter of the hollow cylindrical portion (31) of the shaft (3).
6. Läufer (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) zunächst in der axialen Richtung zur Turbinenseite (A) hin abnimmt und anschließend zunimmt bis er größer ist als an dem zur Turbinenseite (A) gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts (31), wobei insbesondere der Verlauf des Durchmessers des Turbinenrotors (2) zwischen dem zur Turbinenseite (A) gewandten Ende des 6. rotor (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the diameter (D) initially decreases in the axial direction to the turbine side (A) and then increases until it is greater than at the end facing the turbine side (A) of the hollow cylinder section (31), wherein in particular the course of the diameter of the turbine rotor (2) between the turbine side (A) facing the end of the
Hohlzylinderabschnitts (31) und dem Lagerabschnitt (22) einen Krümmungsradius aufweist, der mindestens ein Viertel des Durchmessers (D) des Turbinenrotors (2) in dem Hollow cylinder portion (31) and the bearing portion (22) has a radius of curvature which is at least a quarter of the diameter (D) of the turbine rotor (2) in the
Lagerabschnitt (22) beträgt. Bearing portion (22) is.
7. Läufer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchmesser der Welle (3) in einem an dem zur Turbinenseite (A) gewandten Endabschnitt des 7. Rotor according to claim 6, characterized in that the diameter of the shaft (3) in one of the turbine side (A) facing end portion of the
Hohlzylinderabschnitts (31) über einen gekrümmten Verlauf in der axialen Richtung zur Turbinenseite (A) hin stetig verringert bis zum zur Turbinenseite (A) gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts (31). Hollow cylinder section (31) over a curved course in the axial direction to the turbine side (A) towards continuously reduced to the turbine side (A) facing the end of the Hollow cylinder section (31).
8. Läufer (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinderabschnitt (31) der Welle (3) um mindestens das 0,5-fache seines lichten Innendurchmessers an der 8. rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow cylindrical portion (31) of the shaft (3) by at least 0.5 times its clear inner diameter at the
Arbeitsseite (B) über den Zylinderabschnitt (21) des Working side (B) over the cylinder portion (21) of
Turbinenrotors (2) vorsteht, wobei insbesondere der Turbine rotor (2) protrudes, in particular the
Hohlzylinderabschnitt (31) der Welle (3) in seinem Hollow cylinder section (31) of the shaft (3) in his
Abschnitt, mit dem er an der Arbeitsseite (B) über den Section with which he at work page (B) on the
Zylinderabschnitt (21) vorsteht, ein durch seinen Cylinder portion (21) protrudes, one through his
Hohlzylindermantel durchgehendes Entlüftungsloch (35) aufweist, und/oder an der Innenseite des  Has hollow cylinder shell through the vent hole (35), and / or on the inside of the
Hohlzylinderabschnitts (31) oder an der Außenseite des Hollow cylinder section (31) or on the outside of the
Zylinderabschnitts (21) ist eine axial verlaufende Rinne vorgesehen. Cylinder section (21) is provided an axially extending groove.
9. Läufer (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) zumindest einen axialen Dehnungsabschnitt (34) aufweist, der von dem Hohlzylinderabschnitt (31) axial zur Arbeitsseite (B) hin versetzt ist, wobei der Durchmesser und die axiale Länge des Dehnungsabschnitts (34) so aufeinander abgestimmt sind, dass über einen Temperaturbereich zwischen -20°C und +250°C das Dehnungsverhalten des 9. rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (3) has at least one axial expansion portion (34) which is offset from the hollow cylinder portion (31) axially to the working side (B), wherein the diameter and the axial length of the expansion section (34) are coordinated so that over a temperature range between -20 ° C and + 250 ° C, the expansion behavior of
Dehnungsabschnitts (34) dem Dehnungsverhalten eines an dem Läufer (1) fixierten Arbeitselements so weit entspricht, dass innerhalb dieses Temperaturbereichs das Arbeitselement mit einer eine Dehnung in dem Dehnungsabschnitt (34) erzeugenden Vorspannung an dem Läufer (1) befestigt ist, ohne dass die Streckgrenze des Stahls der Welle in dem  Stretching section (34) corresponds to the expansion behavior of a fixed to the rotor (1) working element so far that within this temperature range, the working element with a strain in the expansion section (34) generating bias on the rotor (1) is fixed without the yield strength of the steel of the shaft in that
Dehnungsabschnitt (34) erreicht wird. Stretching section (34) is achieved.
10. Läufer (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderabschnitt (21) des Turbinenrotors (2) eine axiale Länge aufweist, die zwischen dem 1,5-Fachen und 3,5- Fachen, insbesondere zwischen dem 2-Fachen und dem 3-Fachen des Durchmessers des Zylinderabschnitts (21) beträgt. 10. rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder portion (21) of the turbine rotor (2) has an axial length which is between 1.5 times and 3.5 times, in particular between the 2 Times and 3 times the diameter of the cylinder portion (21).
11. Turbine (100) umfassend eine Rumpfgruppe mit einem 11. A turbine (100) comprising a body group with a
Läufer (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Rumpfgruppe den Läufer (1), ein Gehäuse (4) und ein Rotor (1) according to one of the preceding claims, wherein the body group comprises the rotor (1), a housing (4) and a
Arbeitselement, insbesondere ein Kompressorrad (5), umfasst, wobei der Läufer (1) axial abschnittsweise innerhalb des Gehäuses (4) angeordnet und über zumindest zwei Radiallager (6, 7) zu dem Gehäuse (4) drehbar geführt ist, wobei das Arbeitselement (5) an der zur Arbeitsseite (B) des Läufers (1) gewandten Seite des Gehäuses (4) angeordnet und an der Welle (3) fixiert ist. Working element, in particular a compressor wheel (5) comprises, wherein the rotor (1) axially in sections within the housing (4) and at least two radial bearings (6, 7) rotatably guided to the housing (4), wherein the working element ( 5) on the working side (B) of the rotor (1) facing side of the housing (4) and fixed to the shaft (3).
12. Turbine (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) einen Zugang für Motoröl zum Schmieren der Radiallager (6, 7) aufweist, wobei das Gehäuse (4) so ausgebildet ist, dass es ausschließlich durch das Motoröl kühlbar ist. 12. turbine (100) according to claim 11, characterized in that the housing (4) has an access for engine oil for lubricating the radial bearings (6, 7), wherein the housing (4) is formed so that it exclusively by the engine oil is coolable.
13. Turbine (100) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei der Läufer (1) zumindest die Merkmale gemäß Anspruch 4 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes der Radiallager (6) zwischen dem Gehäuse (4) und der Welle (3) und ein zweites der Radiallager (7) zwischen dem Gehäuse (4) und dem Lagerabschnitt (22) angeordnet ist, wobei insbesondere zumindest eines der Radiallager (6, 7) als Ring ausgebildet ist, der an einer Außenseite an seinem Ringmantel eine umlaufende Rinne aufweist, wobei in der Rinne umfänglich zueinander versetzt Ölzuführlöcher 13. Turbine (100) according to any one of claims 11 or 12, wherein the rotor (1) has at least the features according to claim 4, characterized in that a first of the radial bearing (6) between the housing (4) and the shaft (3 ) and a second of the radial bearings (7) between the housing (4) and the bearing portion (22) is arranged, wherein in particular at least one of the radial bearing (6, 7) is formed as a ring having on its outer side an annular groove on its outer surface, wherein in the groove circumferentially offset from each other Ölzuführlöcher
vorgesehen sind. are provided.
14. Turbine (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Läufer (1) zumindest die Merkmale gemäß Anspruch 2 aufweist , dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahmenut (25) zumindest ein Dichtring angeordnet ist, der unmittelbar an dem Turbinenrotor (2) und 14. Turbine (100) according to any one of claims 11 to 13, wherein the rotor (1) has at least the features according to claim 2, characterized in that in the receiving groove (25) at least one sealing ring is arranged directly on the turbine rotor ( 2) and
unmittelbar an dem Gehäuse (4) anliegt. directly against the housing (4).
15. Turbine (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (100) eine Mutter (8) umfasst, die auf das 15. Turbine (100) according to one of claims 11 to 14, characterized in that the turbine (100) comprises a nut (8), which on the
Außengewinde (32) geschraubt ist und über die das External thread (32) is screwed and over the the
Arbeitselement (5) an der Welle (3) fixiert ist, wobei insbesondere das Arbeitselement (5) durch die Mutter (8) an eine zur Turbinenseite (A) gewandten Seite eines Working element (5) is fixed to the shaft (3), wherein in particular the working element (5) through the nut (8) to a turbine side (A) facing side of a
Zwischenstücks gepresst ist, wobei insbesondere die Welle (3) mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden  Intermediate piece is pressed, in particular, the shaft (3) having a radially extending
Vorsprung gegen eine zur Arbeitsseite (B) des Zwischenstücks gewandten Seite des Zwischenstücks gepresst ist. Protrusion is pressed against a working side (B) of the intermediate piece facing side of the intermediate piece.
16. Turbine (100) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) an ihrer Turbinenseite (A) mit einem die Fixiereinrichtung (33) bildenden axialen Fixierabschnitt um mindestens das 1,5-Fache des Durchmessers des Außengewindes (32) über das Außengewinde (32) vorsteht oder dass die Fixiereinrichtung (33) als Aushöhlung in der Welle (3) vorgesehen ist, die sich in axialer Richtung um 16. Turbine (100) according to claim 15, characterized in that the shaft (3) on its turbine side (A) with a fixing device (33) forming the axial fixing section at least 1.5 times the diameter of the external thread (32) protrudes beyond the external thread (32) or that the fixing device (33) is provided as a cavity in the shaft (3), which in the axial direction
mindestens das 1-Fache des Durchmessers des Außengewindes (32) radial innerhalb der Welle (3) erstreckt. at least 1 times the diameter of the external thread (32) extends radially inside the shaft (3).
17. Verfahren zur Herstellung eines Läufers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinderabschnitt (31) der Welle (3) auf den 17. A method for producing a rotor (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the hollow cylinder portion (31) of the shaft (3) on the
Zylinderabschnitt (21) des Turbinenrotors (2) aufgeschoben wird zum Verbinden von Welle (3) und Turbinenrotor (2) zueinander, während die Welle (3) auf mindestens 300°C, insbesondere 350°C bis 450°C erwärmt gehalten wird, und während der Turbinenrotor (2) auf einer Temperatur zwischen 10°C und 50°C, insbesondere zwischen 15°C und 40°C, gehalten wird, insbesondere auf Raumtemperatur gehalten wird. Cylinder portion (21) of the turbine rotor (2) is pushed to connect shaft (3) and turbine rotor (2) to each other, while the shaft (3) is kept heated to at least 300 ° C, in particular 350 ° C to 450 ° C, and while the turbine rotor (2) is maintained at a temperature between 10 ° C and 50 ° C, in particular between 15 ° C and 40 ° C, in particular is kept at room temperature.
18. Verfahren zur Herstellung eines Läufers (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinderabschnitt (31) der Welle (3) auf den 18. A method for producing a rotor (1) according to any one of claims 4 to 10, characterized in that the hollow cylinder portion (31) of the shaft (3) on the
Zylinderabschnitt (21) des Turbinenrotors (2) aufgeschoben wird, bis er mit seiner axialen Stirnseite gegen den Cylinder portion (21) of the turbine rotor (2) is pushed until it with its axial end face against the
Turbinenrotor (2), insbesondere gegen den LagerabschnittTurbine rotor (2), in particular against the bearing section
(22) des Turbinenrotors (2) presst, wobei insbesondere nach erfolgter Fixierung von Turbinenrotor (2) und Welle (3) zueinander der Läufer (1) im Bereich des (22) of the turbine rotor (2) presses, wherein in particular after the fixation of turbine rotor (2) and shaft (3) to each other, the rotor (1) in the region of
Hohlzylinderabschnitts (31) und des Lagerabschnitts (22) durch einen einzigen Schleif organg geschliffen wird, um in diesem Bereich einen einheitlichen Durchmesser des Läufers (1) herzustellen. Hollow cylinder section (31) and the bearing section (22) is ground by a single grinding operation to produce in this area a uniform diameter of the rotor (1).
19. Verfahren zur Herstellung eines Läufers (1) nach 19. A method for producing a rotor (1) according to
Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Fixierung von Turbinenrotor (2) und Welle (3) zueinander mittels eines SchleifVorgangs eine solche Claim 18, characterized in that after the fixation of turbine rotor (2) and shaft (3) to each other by means of a grinding process such
Außenkontur des Läufers (1) erzeugt wird, dass der Outside contour of the rotor (1) is generated that the
Durchmesser des Turbinenrotors ausgehend von dem zur Diameter of the turbine rotor starting from the to
Turbinenseite (A) gewandten Ende des Hohlzylinderabschnitts (31) einen solchen Verlauf in der axialen Richtung aufweist, dass der Durchmesser zunächst in der axialen Richtung zur Turbinenseite (A) hin abnimmt und anschließend zunimmt bis er größer ist als an dem zur Turbinenseite (A) gewandten Turbine side (A) facing end of the hollow cylinder portion (31) has such a course in the axial direction, that the diameter initially decreases in the axial direction to the turbine side (A) and then increases until it is greater than at the turbine side (A) facing
Ende des Hohlzylinderabschnitts (31), wobei insbesondere der Verlauf des Durchmessers des Turbinenrotors (2) zwischen dem zur Turbinenseite (A) gewandten Ende des End of the hollow cylinder section (31), wherein in particular the profile of the diameter of the turbine rotor (2) between the turbine side (A) facing the end of the
Hohlzylinderabschnitts (31) und dem Lagerabschnitt (22) einen Krümmungsradius aufweist, der mindestens ein Viertel des Durchmessers (D) des Turbinenrotors (2) in dem Hollow cylinder portion (31) and the bearing portion (22) has a radius of curvature which is at least a quarter of the diameter (D) of the turbine rotor (2) in the
Lagerabschnitt (22) beträgt. Bearing portion (22) is.
20. Verfahren zur Herstellung einer Turbine (100) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Arbeitsschritt der Läufer (1) mit seiner Arbeitsseite (B) in das Gehäuse (4) eingeführt und durch das Gehäuse (4) durchgeführt wird, wobei in einem zweiten 20. A method for producing a turbine (100) according to any one of claims 11 to 16, characterized in that introduced in a first step, the rotor (1) with its working side (B) in the housing (4) and through the housing (4 ), in a second
Arbeitsschritt das Arbeitselement (5) von der Arbeitsseite (B) auf den Läufer (1) aufgeschoben wird, wobei in einem dritten Arbeitsschritt die Mutter (8) von der Arbeitsseite (B) aus auf das Außengewinde (32) geschraubt wird, während der Läufer (1) von der Arbeitsseite (B) aus an der Step the work element (5) from the working side (B) on the rotor (1) is pushed, wherein in one third step, the nut (8) from the working side (B) on the external thread (32) is screwed while the rotor (1) from the working side (B) on the
Fixiereinrichtung (33) verdrehfest gehalten wird. Fixing device (33) is held against rotation.
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