JP2014533339A - フローロータ、特にタービンホイール - Google Patents

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Abstract

本発明は、フローロータ（１）、特にタービンホイールであって、ホイールコア（２）と、ホイールコア（２）を取り囲みかつホイールコア（２）に接続される外側部分（３）とを有し、ホイールコア（２）及び外側部分（３）が異なる材料から構成されるフローロータ（１）に関する。

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載のフローロータ、特にタービンホイールに関する。
特に排気ガスターボチャージャのタービンホイールとして形成されるこの種類のフローロータは、ホイールコアを有し、このホイールコアの外側にガイドベーンを有する外側部分が配置される。一般的なタイプのタービンホイールの場合、ホイールコア及び外側部分は、均質なタービンホイールが形成されるように同一の材料から成る。
これに対して、本発明の目的は、改良された慣性モーメント及び低減された質量を有する請求項１の前提部に示されたタイプのフローロータ、特にタービンホイールを提供することである。
上記目的は、請求項１の特徴によって達成される。
ホイールコア及び外側部分が異なる材料から構成されるという事実によって、適切な材料選択によって、ホイールコアの重量を低減することが可能であり、したがって、全体として、本発明によるフローロータ又はタービンホイールの慣性モーメントが改良され、その質量が低減される。
従属請求項は、本発明の有利な発展形態を含む。
本発明のさらなる詳細、特徴及び利点は、図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
実施例ではタービンホイールとして形成される本発明によるフローロータの第１の実施形態の断面図である。 フローロータの第２の実施形態の図１に対応する図面である。 本発明によるフローロータのホイールコアの実施形態の斜視図である。
図１は、実施例ではタービンホイールとして形成されるフローロータ１の断面図を示している。しかし、原理的に、フローロータがコンプレッサホイールを形成できることも可能である。この種類のフローロータは、例えば、排気ガスターボチャージャでタービン又はコンプレッサホイールとして使用される。
タービンホイール１は、実施例でベル状の断面を有するホイールコア２を有する。ホイールコア２の外面８には、複数のガイドベーンが設けられる外側部分３が設けられ、このうち、断面図のため１つのガイドベーン７を見ることができる。本発明によれば、ホイールコア２は、外側部分３と異なる材料から製造される。慣性モーメントを改良し、かつ質量を低減するために、ホイールコア２の材料は、外側部分３の材料よりも低い密度を有する。ホイールコア２と外側部分３とを接続するために、ホイールコア２の外面８には、ホイールコア２と外側部分３との間により優れた接続の達成を可能にするために、適切な被覆を設けることが可能である。さらに、図３の説明から明白であるように、形状に合わせた接続装置４をホイールコア２に設けることが可能であり、この装置は、図３に示した実施例では、ホイールコア２の長手方向に延びる複数の溝から構成される。
ホイールコア２と外側部分３とを接続するために、例えば、複合鋳造工程でこれらを互いに溶接することもこれらを互いに接続することも可能である。
溶接の例が図２による実施形態に示されている。この場合、ホイールコア２は、長手方向軸線Ｌに沿って延びかつ溶接ピン６が挿入される連続的な長手方向の中心リセス５を有する。この場合、溶接ピン６は、外側部分３と同一の材料から成り、標準溶接工程（例えば摩擦溶接工程又はＥＢ溶接工程）を使用することができる利点を有する。図２に示した実施形態においても、ホイールコア２の材料は、質量を低減するためにかつ慣性モーメントを改善するために、外側部分３又は溶接ピン６の材料よりも低い密度を有する。
ホイールコア２と外側部分３とを接続するために、溶接ピン６は長手方向の中心リセス５に挿入され、次に外側部分３に溶接される。
ホイールコア２の材料の例はニッケルベースの合金である。
外側部分３及び溶接ピン６の材料は、チタンアルミニドでもセラミックでもよい。
上に言及した溶接及び複合鋳造接続工程に加えて、他の一般の接続工程も当然考えられる。
上述の本発明の記載した開示に加えて、図１〜図３の本発明の概略図が本明細書において明示的に参照される。
１ フローロータ、特にタービンホイール
２ ホイールコア／ボス
３ 外側部分／外側スキン
４ 形状に合わせた接続装置
５ 長手方向の中心リセス／長手方向の孔
６ 溶接ピン
７ ガイドベーン
８ ホイールコア２の外面
Ｌ 長手方向中心軸線

Claims (9)

  1. フローロータ（１）、特にタービンホイールであって、
    − ホイールコア（２）と、
    − 前記ホイールコア（２）を取り囲みかつ前記ホイールコア（２）に接続される外側部分（３）とを有し、
    − 前記ホイールコア（２）及び前記外側部分（３）が異なる材料から構成される、
    フローロータ（１）。
  2. 前記ホイールコア（２）の材料が、前記外側部分（３）の材料よりも低い密度を有する請求項１に記載のフローロータ。
  3. 前記ホイールコア（２）に、前記ホイールコア（２）の外面（８）に適用される被覆が設けられる請求項１又は２に記載のフローロータ。
  4. 前記ホイールコア（２）が、形状に合わせた接続装置（４）を介して前記外側部分（３）に接続される請求項１〜３のいずれか一項に記載のフローロータ。
  5. 前記ホイールコア（２）に、連続的な長手方向の中心リセス（５）が設けられる請求項１〜４のいずれか一項に記載のフローロータ。
  6. 前記ホイールコア（２）及び前記外側部分（３）が、前記長手方向中心リセス（５）を通して延びかつ前記外側部分（３）と同一の材料から形成される溶接ピン（６）によって接続される請求項５に記載のフローロータ。
  7. 前記ホイールコア（２）の材料がニッケルベースの合金である請求項１〜６のいずれか一項に記載のフローロータ。
  8. 前記外側部分（３）の材料がチタンアルミニドである請求項１〜７のいずれか一項に記載のフローロータ。
  9. 前記外側部分（３）の材料がセラミックである請求項１〜７のいずれか一項に記載のフローロータ。
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