用于渦輪機或者壓縮機或者渦輪機/壓縮機幾何結構的轉子的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及根據權利要求1前序部分的尤其用于增壓設備(例如排氣渦輪機增壓器)的渦輪機或者壓縮機的轉子。本發(fā)明還涉及具有這種轉子的增壓設備以及用于連接軸以及葉輪的方法。
【背景技術】
[0002]依靠摩擦或者成束件焊接來連接轉子的軸以及葉輪是現(xiàn)有技術公知的。這些連接方法的缺陷是在葉輪的高負荷區(qū)域存在熱裂縫。該缺陷尤其發(fā)生在使用重量優(yōu)化材料時，諸如例如γ-TiAl合金、鐵鋁合金以及陶瓷材料，因為如果有的話它們難以進行成束件焊接。
[0003]此外，軸以及葉輪之間的螺栓連接公知于ΕΡ1273757。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明基于的目的是，提供用于通用型轉子的軸以及葉輪之間的改善連接。
[0005]根據本發(fā)明，該目的通過獨立權利要求的主題解決。有利實施例是從屬權利要求的主題。
[0006]本發(fā)明是基于這樣的總體構思:在轉子的軸和至少一個葉輪之間將機械連接與額外的鎖定結合，額外的鎖定呈釬焊/焊接或者粘結結合的形式。根據本發(fā)明的轉子在該情況下包括:布置在至少一個葉輪上的與轉子的旋轉軸線共軸形成的螺紋，以及布置在軸上的與轉子的旋轉軸線共軸形成的互補螺紋，其中，軸和至少一個葉輪螺接至彼此，軸和葉輪通過釬焊連接和/或焊接連接和/或通過粘結結合和/或通過結晶化連接和/或通過夾緊連接相對于彼此固定。以該方式，能夠實現(xiàn)簡單堅固的構造，其中，同時由于至少一個葉輪和軸之間的釬焊/焊接連接導致降低了熱裂縫的形成，因為主要負荷能夠由機械螺栓連接和釬焊/焊接連接吸收，因此形成得較小/較弱。由于此，如果有的話，還能夠采用難以焊接的材料，由于它們的機械特性所以具有諸如降低重量或者增加機械穩(wěn)定性的優(yōu)勢。根據本發(fā)明的這種轉子尤其好的適用于增壓設備，尤其排氣渦輪機增壓器，因為通過重量實現(xiàn)了低轉動慣量，由此改善了增壓設備的響應行為。
[0007]此外，在引入粘結結合或者夾緊連接或者結晶化連接的情形下，能夠完全消除熱，結果能夠防止形成熱裂縫。除此外，不同材料的軸以及葉輪能夠通過粘結結合有利地彼此連接。取決于選擇的粘著劑，通過粘結結合還能夠實現(xiàn)對例如酸性或者堿介質的腐蝕保護。此外，通過這些類型的連接不會改變連接件的結構，使得可防止連接點的弱化。
[0008]在說明書和附隨的權利要求要求中，術語“葉輪”包括渦輪機輪以及壓縮機輪二者。還顯然的是，根據本發(fā)明的教導還能夠采用來連接軸以及渦輪機以及連接增壓設備的軸以及壓縮機輪。
[0009]根據本發(fā)明的方案的有利進一步發(fā)展，提供的是，布置在至少一個葉輪上的螺紋由布置于螺紋銷上的外螺紋形成，布置在軸上的螺紋由布置于鏜孔中的內螺紋形成，或者布置在至少一個葉輪上的螺紋由布置于鏜孔中的內螺紋形成，布置在軸上的螺紋由布置于螺紋銷上的外螺紋形成。優(yōu)選地，鏜孔形成為盲孔鏜孔。通過螺紋的該簡單構造，實現(xiàn)了軸和至少一個葉輪之間的堅固機械連接及額外的徑向定心。
[0010]根據本發(fā)明的方案的有利進一步發(fā)展，提供的是，螺紋銷包括具有配合直徑的定心部分，鏜孔包括具有配合直徑的定心部分，鏜孔的定心部分與螺紋銷的定心部分一起引起至少一個葉輪和軸相對于彼此的徑向引導以及徑向定心。由于此，能夠降低轉子的不平衡。除此外，提供螺紋和配合的結合，對稍后通過錫焊/焊接/粘著劑/夾緊的結合處理產生了正影響。由于葉輪和軸之間的小徑向間隙，在錫焊/焊接/粘著劑/夾緊期間發(fā)生的變形較少。此外，在錫焊/焊接/粘著劑/夾緊期間產生的處理力由螺紋吸收，降低了在錫焊/焊接/粘著劑/夾緊期間用于定位軸和葉輪的作用力。
[0011]根據本發(fā)明的方案的有利進一步發(fā)展，提供的是，軸包括接觸表面，至少一個葉輪包括接觸表面，其中，軸的接觸表面和至少一個葉輪的接觸表面在組裝狀態(tài)至少局部接觸彼此。以該方式，實現(xiàn)了軸和至少一個葉輪之間的進一步固定，尤其由于此至少降低了軸和至少一個葉輪之間傾斜的風險。由于此，又降低了尤其在錫焊/焊接/粘著劑/夾緊期間連接之間的變形。
[0012]有利的是，接觸表面形成環(huán)形并且布置成垂直以及共軸于旋轉軸線。
[0013]有利方案，提供的是，轉子包括至少一個葉輪的接觸表面和軸的接觸表面之間的焊接和/或釬焊和/或粘結結合和/或夾緊連接。以該方式，連接(尤其粘結結合)能夠額外地用作對液體及氣體介質的密封件。
[0014]進一步有利方案，提供的是，轉子包括葉輪的螺紋和軸的螺紋之間的焊接和/或釬焊連接和/或夾緊連接和/或結晶化連接。以該方式，可獲得特別大的連接面積，使得能夠實現(xiàn)高耐久性。
[0015]進一步特別有利的方案，提供的是，轉子包括葉輪的螺紋和軸的螺紋之間的粘結結合。以該方式，可獲得特別大的連接面積，使得能夠實現(xiàn)高耐久性。此外，用于粘結結合的這種方式中使用的膠黏物能夠在螺栓于一起期間潤滑螺栓連接，使得由于可控的潤滑特性能夠維持準確的加緊轉矩。
[0016]特別有利的方案，提供的是，轉子包括螺接的螺紋銷和鏜孔的底部之間的粘結結入口 ο
[0017]根據本發(fā)明的方案的進一步有利進一步發(fā)展，提供的是，轉子包括尤其軸和至少一個葉輪之間的用于錫焊和/或焊接和/或粘著劑的結合間隙。通過該結合間隙，由于毛細管作用，能夠實現(xiàn)均勻及更好地分配液體焊料、液體材料或者液體膠黏物。
[0018]根據本發(fā)明的方案的特別有利進一步發(fā)展，提供的是，結合間隙由至少一個葉輪的接觸表面中的肩部形成和/或由軸的接觸表面中的肩部形成。以該方式，結合間隙易于訪問用于錫焊以及焊接。
[0019]有利可能性提供的是，粘結結合包括彈性粘著劑。以該方式，能夠阻尼軸以及葉輪之間的振動傳遞。因而，整體上還降低了振動，結果是增加了耐久性。
[0020]進一步有利可能性提供的是，粘結結合包括粘著劑，其導熱性小于軸的材料的導熱性或者至少一個葉輪的材料的導熱性。因而，能夠實現(xiàn)軸和至少一個葉輪之間的熱絕緣。
[0021]特別有利可能性提供的是，粘結結合包括粘著劑其熱膨脹系數(shù)在軸和至少一個葉輪的熱膨脹系數(shù)之間。因而，粘著劑能夠用作軸以及葉輪的熱膨脹的緩沖器。
[0022]此外，根據本發(fā)明的方案的有利進一步發(fā)展，提供的是，轉子包括焊料儲罐。在組裝期間焊料被引入該焊料儲罐。因此，在錫焊處理期間無需從外部添加其他焊料。
[0023]根據本發(fā)明的方案的有利進一步發(fā)展，轉子包括通過結合間隙形成的焊料儲罐。由于此，焊料能夠直接引入需要釬焊連接的點。
[0024]特別有利的進一步發(fā)展根據本發(fā)明的方案，提供的是，轉子包括由至少一個葉輪的接觸表面中的環(huán)形凹槽形成和/或由軸的接觸表面中的環(huán)形凹槽形成的焊料儲罐。以該方式，能夠提供適當量的焊料，由于毛細管作用焊料能夠流入結合間隙。
[0025]根據本發(fā)明的方案的有利進一步發(fā)展，提供的是，轉子包括焊由螺接的螺紋銷和鏜孔的底部之間的中空空間形成的焊料儲罐。通過該形式，在錫焊期間螺紋還被焊料潤濕。
[0026]有利可替換例提供的是，軸的螺紋或葉輪的螺紋包括至少一個凹槽，夾緊元件能夠引入該凹槽中。當軸和葉輪螺接至彼此時，夾緊元件生成兩個螺紋的額外表面壓力。結果，增加了兩個螺紋之間的摩擦力，使得螺紋夾緊于一起。因而，鎖定了螺栓連接，不會無意
[0027]進一步有利可替換例提供的是，凹槽沿軸向或者周向延伸。凹槽因此在還設置對應螺紋的螺紋銷的表面或者鏜孔的表面上延伸。因而，位于凹槽中的夾緊元件能夠增加螺紋之間的表面壓力以鎖定螺栓連接而不會擰開。
[0028]特別有利可替換例提供的是，夾緊元件由壓入凹槽中的單纖維形成。單纖維短于凹槽的軸向長度，并且具有的截面使得其以任何速度突入螺紋，使得當逆螺紋螺接在其上時，逆螺紋需要切成單纖維或者與其相同移位。因而，一方面能夠創(chuàng)建夾緊元件和螺紋之間的額外摩擦，另一方面可增加與凹槽相反側的螺紋彼此之間的區(qū)域壓力。此外，單纖維包括可變形的、尤其彈性地或者塑料地可變形的材料。該材料的硬度及彈性確定單纖維的夾緊效果。
[0029]進一步特別有利可替換例提供的是，夾緊元件由固體材料構成的插件形成。例如，插件包括的材料硬于單纖維的材料，尤其插件包括金屬，諸如例如鋁、鋼或者鈦。由于此，可獲得的摩擦力高于由單纖維形成的夾緊元件。結果，顯著增加了夾緊效果。軸和葉輪因而徹底鎖定而不會擰開螺栓連接。
[0030]有利可替換例提供的是，軸的螺紋和/或葉輪的螺紋包括涂層。涂層引起當軸和葉輪螺接于一起時增加軸的螺紋和葉輪的螺紋之間的表面壓力。結果，涂層形成了用于鎖定螺栓連接不會無意擰開的夾緊連接。
[0031]與此可替換地或者額外地，提到的是，螺紋的涂層能夠沿周向形成或者僅形成在一些區(qū)域中。
[0032]有利可能性提供的是，涂層包括彈性材料。結果，能夠阻尼軸以及葉輪之間的振動傳遞。因而，整體上也能降低振動，結果是，增加了耐久性。
[0033]進一步有利可能性提供的是，涂層包括材料，其導熱性小于軸的材料的導熱性或者至少一個葉輪的材料的導熱性。因而，能夠實現(xiàn)軸和至少一個葉輪之間的熱絕緣。
[0034]特別有利可能性提供的是，涂層包括材料，其熱膨脹系數(shù)在軸