Stand der Technik
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden eines Turbinenrads
mit einem Zwischenstück, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf einen Läufer
für eine Turbine.
[0002] Ein Läufer für eine Turbine weist ein Turbinenrad auf, das mit einer Welle zum Weiterleiten
einer Drehbewegung des Turbinenrads verbunden ist. Die Welle kann beispielsweise an
das Turbinenrad geschweißt oder gelötet sein.
[0004] Die
EP 1 507 062 A2 beschreibt einen Rotorzusammenbau, bei dem die Welle auf das Turbinenrad aufgeschrumpft
ist.
[0005] Die
EP 2 366 870 A2 beschreibt einen Rotor, bei dem die Welle über einen Infiltrationsprozess mit dem
Turbinenrad stoffschlüssig verbunden ist.
[0006] Im herkömmlichen Abgasturbolader kann das Turbinenrad, das meist aus einer feingegossenen
Nickelbasislegierung besteht, an die Stahlwelle gefügt werden. Dies wird heutzutage
standardmäßig mit Verfahren wie Löten, Schweißen oder Reibschweißen bewerkstelligt.
Offenbarung der Erfindung
[0007] Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Verbinden
eines Turbinenrads mit einem Zwischenstück, eine entsprechende Vorrichtung sowie ein
Läufer für eine Turbine gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen
ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
[0008] Ein Sinterwerkstoff besteht aus einer Vielzahl von Partikeln aus einem Material oder
einer Mehrzahl von Materialien. Zumeist ist das Material mit den Eigenschaften, die
es als Sinterwerkstoff aufweist, mit herkömmlichen Verfahren, wie beispielsweise Gießen
schwer oder nicht zu verarbeiten. Der Sinterwerkstoff liegt in einer Ausgangsform
als bildsames Pulver vor. Das Pulver wird mit einem Bindemittel vermengt und kann
so in eine Negativform eingebracht werden. In der Negativform wird der Sinterwerkstoff
zu einem Zwischenprodukt, einem sogenannten Grünteil verdichtet. In der Negativform
verbindet das Bindemittel die Partikel des Pulvers unter hohem Druck und/oder Wärme.
Das Grünteil weist im Wesentlichen bereits ein Aussehen des fertigen Sinterteils auf,
wenn es aus der Negativform entnommen wird. Das Grünteil weist ein höheres Volumen
auf, als das fertige Sinterteil. Das Grünteil kann poröser sein, als das fertige Sinterteil.
Das Grünteil weist eine geringere Festigkeit auf, als das fertige Sinterteil, da die
Partikel des Pulvers lediglich über das Bindemittel aneinander haften. Das Grünteil
kann mit herkömmlichen Methoden mechanisch bearbeitet werden. Das Grünteil kann auch
durch einen Spritzgussprozess hergestellt werden. Dazu wird dem Sinterwerkstoff soviel
Bindemittel beigemengt, dass das Gemisch plastifiziert werden kann, um unter hohem
Druck und hoher Temperatur in eine Spritzgussform injiziert zu werden. Dabei entsteht
ein Grünteil, bei dem die Zwischenräume zwischen den Körnern des Pulvers mit Bindemittel
gefüllt sind.
[0009] Das Grünteil wird zum Sintern in einen Ofen eingebracht und erhitzt. Im Ofen wird
das Bindemittel großteils aus dem Sinterteil ausgetrieben. Die Partikel des Sinterwerkstoffs
verbinden sich beispielsweise über Diffusionsprozesse zwischen den Partikeln. Ebenso
kann ein Materialbestandteil einen niedrigeren Schmelzpunkt als andere Materialbestandteile
aufweisen. Dann kann der niedrigschmelzende Materialbestandteil andere Materialbestandteile
in einer Materialmatrix einbetten.
[0010] Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass der Sinterwerkstoff beim Sintern sein
Gesamtvolumen verringert. Ein Faktor, um den sich der Sinterwerkstoff zusammenzieht,
kann mittels des Bindemittels beeinflusst werden. Beispielsweise können zwei verschiedene
Sinterwerkstoffe zusammen gesintert werden, wobei ein erster der Sinterwerkstoffe
einen größeren Schwund aufweist, als der zweite der Sinterwerkstoffe. Somit kann der
Sinterwerkstoff mit dem größeren Schwund auf den Sinterwerkstoff mit dem kleineren
Schwund aufschrumpfen. Ein Sintermaterial kann auch auf ein anderes Material aufschrumpfen.
Beim Aufschrumpfen kann ein Kraftschluss zwischen zwei Bauteilen erreicht werden.
Ebenso kann ein weiteres Material beim Sintern stoffschlüssig und/oder formschlüssig
mit dem Sintermaterial verbunden werden. Beispielsweise kann das weitere Material
durch Diffusionsvorgänge mit dem Sintermaterial verbunden werden. Oder das weitere
Material kann in schmelzflüssigem Zustand in eine Struktur des Sintermaterials eindringen.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Verbinden eines Turbinenrads mit
einem Zwischenstück an einer Verbindungsstelle, wobei das Verfahren die Schritte des
Anspruchs 1 aufweist. Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum
Verbinden eines Turbinenrads mit einem Zwischenstück an einer Verbindungsstelle, wobei
die Vorrichtung die Merkmale des Anspruchs 9 aufweist. Ferner schafft die vorliegende
Erfindung einen Läufer für eine Turbine, wobei der Läufer die Merkmale des Anspruchs
10 aufweist. Unter einem Turbinenrad kann ein rotationssymmetrischer Grundkörper mit
beispielsweise radial ausgerichteten Turbinenschaufeln verstanden werden. Die Turbinenschaufeln
können strömungsgünstig geformt sein, um Energie aus einem Fluid, das über die Turbinenschaufeln
strömt, in eine Drehbewegung des Turbinenrads um eine Hauptrotationsachse des Turbinenrads
umzuwandeln. Ein Zwischenstück kann ein ringförmig geschlossenes Bauteil sein, das
als Verbindungselement ausgelegt ist. Das Zwischenstück kann als Manschette oder Einlegestück
ausgestaltet sein. Das Zwischenstück kann Funktionsflächen aufweisen. Beispielsweise
kann das Zwischenstück Dichtflächen aufweisen. Eine Verbindungsstelle kann eine geplante
Fügestelle zwischen dem Turbinenrad und dem Zwischenstück sein. Eine erste Kontaktfläche
kann eine erste Seite der Verbindungsstelle ausbilden. Eine zweite Kontaktfläche kann
eine zweite Seite der Verbindungsstelle ausbilden. Die Kontaktflächen können eine
zueinanderpassende Kontur aufweisen, wobei eine Kontur der ersten Kontaktfläche unvollständig
in einer Kontur der zweiten Kontaktfläche abgebildet sein kann. Ebenso kann die Kontur
der zweiten Kontaktfläche unvollständig in der Kontur der ersten Kontaktfläche abgebildet
sein. Beispielsweise kann eine der Kontaktflächen eine oder mehrere Aussparungen aufweisen,
die in der anderen Kontaktfläche nicht abgebildet sind. Im Schritt des Anordnens können
die Kontaktflächen einander gegenüberliegend angeordnet werden. Zwischen den Kontaktflächen
kann vor dem Schritt des Temperierens ein Spalt sein. Das Zwischenstück kann im Schritt
des Anordnens auch an weiteren Stellen auf dem Turbinenrad aufliegen. Beispielsweise
kann das Turbinenrad und/oder das Zwischenstück Führungsflächen zum gegenseitigen
Positionieren aufweisen. Eine Sintertemperatur kann so hoch sein, um den Sinterprozess
zu ermöglichen. Dabei kann das erste Material und/oder das zweite Material irreversibel
von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand umgewandelt werden. Das erste Material
oder das zweite Material kann bei der Sintertemperatur auch eine Wärmebehandlung erfahren.
Während des Sinterns oder nach dem Sintern, beim Abkühlen können das Turbinenrad und
das Zwischenstück miteinander fest verbunden werden.
[0011] Das Turbinenrad kann aus einem Sintermaterial bestehen und in einem ungesinterten
Zustand bereitgestellt werden, wobei das Turbinenrad eine Aussparung aufweist, die
zumindest an einer Innenseite die erste Kontaktfläche ausbildet. Zumindest eine Außenseite
des Zwischenstücks kann die zweite Kontaktfläche ausbilden. Das Zwischenstück kann
innerhalb der Aussparung angeordnet werden. Das Turbinenrad und das Zwischenstück
können auf eine Sintertemperatur des Turbinenrads erwärmt werden und das Turbinenrad
während des Temperierens auf das Zwischenstück aufgeschrumpft werden. Das Zwischenstück
kann bereits in fertig gesintertem Zustand bereitgestellt werden. Das Zwischenstück
kann auch aus einem Nicht-Sintermaterial bestehen, und während des Sinterns des Turbinenrads
wärmebehandelt werden. Durch ein Einsetzen des Zwischenstücks in das zu sinternde
Turbinenrad kann das Turbinenrad fest mit dem Zwischenstück verbunden werden. Das
Zwischenstück kann als Einlegeteil bezeichnet werden.
[0012] Das Turbinenrad kann einen Vorsprung aufweisen, der zumindest auf einer Außenseite
die erste Kontaktfläche ausbildet. Das Zwischenstück kann aus einem Sintermaterial
bestehen und in einem ungesinterten Zustand bereitgestellt werden, wobei das Zwischenstück
eine ringförmige Gestalt aufweist und zumindest eine Innenseite des Zwischenstücks
die zweite Kontaktfläche ausbildet. Der Vorsprung kann innerhalb des Zwischenstücks
angeordnet werden. Das Turbinenrad und das Zwischenstück können auf eine Sintertemperatur
des Zwischenstücks erwärmt werden und das Zwischenstück während des Temperierens auf
das Turbinenrad aufgeschrumpft werden. Das Turbinenrad kann bereits in fertig gesintertem
Zustand bereitgestellt werden. Das Turbinenrad kann auch aus einem Nicht-Sintermaterial
bestehen, und während des Sinterns des Zwischenstücks wärmebehandelt werden. Durch
ein Aufsetzen des zu sinternden Zwischenstücks auf das Turbinenrad kann das Turbinenrad
fest mit dem Zwischenstück verbunden werden. Das Zwischenstück kann als Ring oder
Manschette bezeichnet werden.
[0013] Das Turbinenrad und das Zwischenstück können aus einem Sintermaterial bestehen und
jeweils in einem ungesinterten Zustand bereitgestellt werden, wobei das Turbinenrad
eine Aussparung aufweist, die zumindest an einer Innenseite die erste Kontaktfläche
ausbildet, und zumindest eine Außenseite des Zwischenstücks die zweite Kontaktfläche
ausbildet. Das Zwischenstück kann innerhalb der Aussparung angeordnet werden. Das
Turbinenrad und das Zwischenstück können auf eine Sintertemperatur des Turbinenrads
und des Zwischenstücks erwärmt werden und das Turbinenrad und das Zwischenstück können
während des Temperierens co-gesintert werden. Unter dem Begriff "Co-sintern" ist hierbei
das Verbinden zumindest zweier Teile während des Sinterprozesses gemeint. Das Zwischenstück
kann als Einlegeteil bezeichnet werden.
[0014] Das Turbinenrad und das Zwischenstück können aus einem Sintermaterial bestehen und
jeweils in einem ungesinterten Zustand bereitgestellt werden, wobei das Turbinenrad
einen Vorsprung aufweist, der zumindest auf einer Außenseite die erste Kontaktfläche
ausbildet, und das Zwischenstück eine ringförmige Gestalt aufweist und zumindest eine
Innenseite des Zwischenstücks die zweite Kontaktfläche ausbildet. Der Vorsprung kann
innerhalb des Zwischenstücks angeordnet werden. Das Turbinenrad und das Zwischenstück
können auf eine Sintertemperatur des Turbinenrads und des Zwischenstücks erwärmt werden
und das Turbinenrad und das Zwischenstück können während des Temperierens co-gesintert
werden. Das Zwischenstück kann als Ring oder Manschette bezeichnet werden. Durch ein
gemeinsames Sintern können zwischen dem Zwischenstück und dem Turbinenrad Verbindungen
auf Partikelebene entstehen, was zu einer besonders dauerhaften Verbindung führen
kann. Die zwei Sintermaterialien können beim Sintern unterschiedlich stark schrumpfen.
Dadurch können zusätzlich mechanische Spannungen in und zwischen dem Turbinenrad und
dem Zwischenstück entstehen, um einen Kraftschluss zu ermöglichen.
[0015] Die Kontaktfläche des Turbinenrads kann eine Kontur zum Sichern gegen ein Verdrehen
des Zwischenstücks aufweisen. Die Kontaktfläche des Zwischenstücks kann eine korrespondierende
Kontur zum Sichern gegen ein Verdrehen des Turbinenrads aufweisen. Die Kontur und
die korrespondierende Kontur können lagerichtig zueinander angeordnet werden, und
das Turbinenrad und das Zwischenstück verdrehsicher verbunden werden. Eine Kontur
zum Sichern gegen ein Verdrehen kann dazu ausgebildet sein, einen Formschluss zwischen
dem Turbinenrad und dem Zwischenstück zu erreichen, wenn das Zwischenstück mit dem
Turbinenrad verbunden ist. Beispielsweise kann eine Kontaktfläche zumindest einen
Vorsprung aufweisen, der dazu ausgebildet ist, in zumindest eine Ausnehmung der anderen
Kontaktfläche einzugreifen. Die Kontur kann schwerpunktneutral ausgeführt sein. Beispielsweise
können Vorsprünge und/oder Aussparungen einer Kontur gegengleiche Steineranteile bezüglich
der Hauptrotationsachse aufweisen.
[0016] Im Schritt des Bereitstellens kann ferner eine Welle aus einem weiteren Material
bereitgestellt werden. Die Welle kann in einer Aussparung des Zwischenstücks angeordnet
werden. Das Zwischenstück kann auf die Welle aufgeschrumpft werden. Unter einem weiteren
Material kann ein kristallines Nicht-Sintermaterial verstanden werden. Die Welle kann
auch aus einem zuvor bereits fertig gesinterten Sintermaterial bestehen. Die Welle
kann in der Hauptrotationsachse des Turbinenrads ausgerichtet werden. Beim Aufschrumpfen
kann die Welle drehfest mit dem Zwischenstück und damit mit dem Turbinenrad verbunden
werden.
[0017] Die Welle kann eine Einstecktiefenbegrenzungsfläche zum Begrenzen einer Einstecktiefe
der Welle in das Zwischenstück aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann das Zwischenstück
eine Eindringtiefenbegrenzungsfläche zum Begrenzen einer Eindringtiefe der Welle in
das Zwischenstück aufweisen. Die Einstecktiefenbegrenzungsfläche kann an einer korrespondierenden
Fläche des Zwischenstücks anliegend angeordnet werden. Die Eindringtiefenbegrenzungsfläche
kann an einer korrespondierenden Fläche der Welle anliegend angeordnet werden. Unter
einer Einstecktiefenbegrenzungsfläche und/oder einer Eindringtiefenbegrenzungsfläche
kann ein Absatz beispielsweise quer zu der Hauptrotationsachse des Turbinenrads verstanden
werden, der dazu ausgebildet ist, als Anlagefläche beim axialen Einführen der Welle
in das Zwischenstück zu dienen. Durch die Begrenzung kann zwischen dem Turbinenrad
und der Welle ein Hohlraum ausgebildet werden, der eine thermische Isolation der Welle
vom Turbinenrad ermöglicht, wodurch eine thermische Belastung von Lagerstellen auf
der Welle verringert werden kann.
[0018] Das Zwischenstück kann eine weitere Kontur zum Sichern gegen ein Verdrehen der Welle
aufweisen. Die Welle kann eine korrespondierende weitere Kontur zum Sichern gegen
ein Verdrehen des Zwischenstücks aufweisen. Die weitere Kontur und die weitere korrespondierende
Kontur können lagerichtig zueinander angeordnet werden, und das Zwischenstück verdrehsicher
mit der Welle verbunden werden. Durch eine weitere Verdrehsicherung kann ein Drehmoment
vom Turbinenrad sicher auf die Welle übertragen werden. Die Schrumpfverbindung wird
so nicht auf Scherung belastet.
[0019] Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verbinden eines Turbinenrads mit einem Zwischenstück
gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2
- ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Verbinden eines Turbinenrads mit einem Zwischenstück
gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Die Figuren 3a, 3b, 3c
- Herstellungsschritte eines Verfahrens zum Verbinden eines Turbinenrads mit einem Zwischenstück
und einer Welle mit dem Zwischenstück gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
- Die Figuren 4a, 4b
- Herstellungsschritte eines Verfahrens zum Verbinden eines Turbinenrads mit einem Zwischenstück
und einer Welle mit dem Zwischenstück gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
- Die Figuren 5a, 5b, 5c
- Herstellungsschritte eines weiteren Verfahrens zum Verbinden eines Turbinenrads mit
einem Zwischenstück und einer Welle mit dem Zwischenstück gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
- Die Figuren 6a, 6b, 6c
- Herstellungsschritte eines weiteren Verfahrens zum Verbinden eines Turbinenrads mit
einem Zwischenstück und einer Welle mit dem Zwischenstück gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
- Die Figuren 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h
- Darstellungen von Zwischenstücken mit Verdrehsicherung gemäß Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung; und
- Fig. 8
- eine Schnittdarstellung durch ein Detail eines Läufers für eine Turbine gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[0020] In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden
Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte
Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
[0021] Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Verbinden eines Turbinenrads
mit einem Zwischenstück an einer Verbindungsstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren weist einen Schritt des Bereitstellens 102,
einen Schritt des Anordnens 104 und einen Schritt des Temperierens 106 auf. Im Schritt
102 des Bereitstellens werden das Turbinenrad und das Zwischenstück bereitgestellt,
wobei das Turbinenrad aus einem ersten Material besteht und eine erste Kontaktfläche
aufweist, und das Zwischenstück aus einem zweiten Material besteht und eine zweite
Kontaktfläche aufweist, wobei das erste Material verschieden von dem zweiten Material
ist. Im Schritt 104 des Anordnens wird das Zwischenstück in einer Relativposition
zu dem Turbinenrad angeordnet, wobei die zweite Kontaktfläche im Bereich der Verbindungsstelle
der ersten Kontaktfläche zugewandt angeordnet wird. Im Schritt 106 des Temperierens
werden das Turbinenrad und das Zwischenstück auf eine Sintertemperatur erwärmt, wobei
das Turbinenrad und alternativ oder ergänzend das Zwischenstück gesintert wird, um
die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche an der Verbindungsstelle zu verbinden.
[0022] Mit anderen Worten zeigt Fig. 1 ein Verfahren 100 zur Herstellung eines Verbundes
zwischen einem Turbinenrad (TR) und einem Übergangsstück, wobei mindestens eine Komponente
als Grünkörper vorgelegt und durch einen Sinterprozess verdichtet wird, sodass spätestens
in der Endphase des Sinterprozesses eine stoff- und formschlüssige Verbindung erreicht
wird. Das Übergangsstück erlaubt eine einfache Verbindung (Schweißen, Löten) des TR
an die Stahlwelle, gewährleistet einen geringen Wärmeübergang zwischen TR und Welle
und ermöglicht eine einfache Wuchtung des TR mit Welle (Läufer).
[0023] Um die Anbindung des gesinterten oder feingegossenen TR an die Welle unabhängig von
der Werkstoffwahl des TR zu machen, wird ein Übergangsstück in Form eines Zwischenstücks
(ringförmig oder eckig, mit Nuten oder Federn) zwischen TR und Welle eingefügt. Das
Zwischenstück besteht aus einem Werkstoff, der sich gut mit der Welle verbinden lässt,
z. B. durch Schweißen oder Löten. Eine Ausführung des Zwischenstücks mit Ecken, Nuten
oder Federn hat den Vorteil einer zusätzlichen radialen Fixierung des TR und der Welle.
Die Anbindung des Zwischenstücks (Ringes) an das TR wird durch einen Sinterprozess
erreicht. Dies setzt voraus, dass mindestens einer der beiden Komponenten - TR oder
Zwischenstück - pulvermetallurgisch (PM) hergestellt wurde. Die gewählte Anordnung
Zwischenstück/Turbinenrad hat Vorteile hinsichtlich Wärmeübertragung, mechanischen
Eigenschaften und Unwucht.
[0024] Vorteilhaft ist, dass insbesondere bei hochsinternden TR-Werkstoffen wie TiAl (Sintertemperatur
im Bereich von 1420-1520°C) Zwischenstückwerkstoffe verwendet werden können, deren
Schmelztemperaturen unterhalb der Sintertemperatur des TR-Werkstoffes liegen. Dies
erweitert die Werkstoffauswahl für das Zwischenstück deutlich.
[0025] Der hier vorgestellte Ansatz kann am Produkt durch Betrachtung, metallografische
Schnitte und chemische Analyse (SEMEDX) erkannt werden.
[0026] Der hier vorgestellte Ansatz kann überall dort eingesetzt werden, wo ein Turbinenrad
mit einer Welle verbunden werden soll wie z. B. im Abgasturbolader, bei Durchflussmessern,
bei Triebwerken oder in Drehmomentwandlern.
[0027] Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum 200 Verbinden eines Turbinenrads
mit einem Zwischenstück an einer Verbindungsstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung 202 zum Bereitstellen,
eine Einrichtung 204 zum Anordnen und eine Einrichtung 206 zum Temperieren auf. Die
Einrichtung 202 zum Bereitstellen ist dazu ausgebildet, das Turbinenrad und das Zwischenstück
bereitzustellen, wobei das Turbinenrad aus einem ersten Material besteht und eine
erste Kontaktfläche aufweist, und das Zwischenstück aus einem zweiten Material besteht
und eine zweite Kontaktfläche aufweist, wobei das erste Material verschieden von dem
zweiten Material ist. Beispielsweise kann die Einrichtung 202 zum Bereitstellen das
Turbinenrad aus einem ersten Vorratsbehälter und das Zwischenstück aus einem zweiten
Vorratsbehälter entnehmen und in einem Arbeitsbereich bereitstellen. Die Einrichtung
204 zum Anordnen ist dazu ausgebildet, das Turbinenrad in einer Relativposition zu
dem Zwischenstück anzuordnen. Ebenso kann die Einrichtung 204 das Zwischenstück in
der Relativposition zu dem Turbinenrad anordnen. Dabei wird die erste Kontaktfläche
im Bereich der Verbindungsstelle der zweiten Kontaktfläche zugewandt angeordnet. Die
Einrichtung 204 zum Anordnen kann beispielsweise das Zwischenstück und/oder das Turbinenrad
aufnehmen und relativ zueinander anordnen, sodass die Kontaktflächen beim nachfolgenden
Temperieren miteinander verbunden werden. Die Einrichtung 206 zum Temperieren ist
dazu ausgebildet, das Turbinenrad und das Zwischenstück auf eine Sintertemperatur
zu erwärmen. Beim Temperieren wird das Turbinenrad und/oder das Zwischenstück gesintert,
um die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche an der Verbindungsstelle zu
verbinden. Die Einrichtung 206 zum Temperieren kann beispielsweise ein Ofen oder ein
Autoklav sein. Das Temperieren kann unter Verwendung eines vorbestimmten Temperaturverlaufs
erfolgen. Das Temperieren kann ein Einstellen von vorbestimmten Umweltbedingungen
umfassen. Beispielsweise können ein Druck, eine Feuchtigkeit, eine oder mehrere Gaskonzentrationen
eingestellt werden. Anschließend an das Erwärmen kann die Sintertemperatur gehalten
werden. Danach können das Turbinenrad und das Zwischenstück von der Sintertemperatur
unter Verwendung eines weiteren vorbestimmten Temperaturverlaufs bis auf Umgebungstemperatur
abgekühlt werden.
[0028] Für die Realisierung eines Zwischenstücks 302, das fest mit einem Stutzen am Fußbereich
eines Turbinenrades 300 verbunden wird, das mit herkömmlichen Fügetechniken (z. B.
Löten, Schweißen) oder durch eine Sinterung schwer mit der Welle 304 verbunden werden
kann, existieren mehrere Varianten.
[0029] Die Figuren 3a, 3b und 3c zeigen Herstellungsschritte eines Verfahrens zum Verbinden
eines Turbinenrads 300 mit einem Zwischenstück 302 und einer Welle 304 mit dem Zwischenstück
302 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei entsteht ein
Läufer 306 für eine Turbine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
wobei der Läufer 306 das Turbinenrad 300, das Zwischenstück 302 und die Welle 304
aufweist. Das Turbinenrad 300 besteht aus einem ersten Material und weist eine erste
Kontaktfläche auf. Das Zwischenstück 302 besteht aus einem zweiten Material und weist
eine zweite Kontaktfläche sowie eine Aussparung auf. Das zweite Material ist verschieden
von dem ersten Material. Die zweite Kontaktfläche ist mit der ersten Kontaktfläche
verbunden. Die Welle 304 besteht aus einem weiteren Material und ist in der Aussparung
des Zwischenstücks 302 angeordnet. Das Zwischenstück 302 ist auf die Welle 304 aufgeschrumpft.
Das Zwischenstück 302 kann auch ohne die Aussparung ausgeführt sein, dann kann die
Welle 304 an das Zwischenstück 302 angeschweißt sein.
[0030] Fig. 3a zeigt das Turbinenrad 300 und das Zwischenstück 302 nach dem Anordnen und
vor dem Temperieren. Das Turbinenrad 300 weist bereits seine endgültigen Maße auf.
Das Turbinenrad 300 kann aus einem Sintermaterial in gesintertem Zustand sein. Das
Turbinenrad 300 kann aus einem anderen Werkstoff sein, der beispielsweise über Feinguss
in seine Form gebracht worden ist. Eine Rotationsachse des Turbinenrads 300 ist senkrecht
ausgerichtet. Das Zwischenstück 302 ist als ringförmig geschlossenes Bauteil um einen
Stutzen des Turbinenrads 300 gelegt. Der Stutzen ist koaxial zu der Rotationsachse
angeordnet. Das Zwischenstück 302 ist aus einem Sintermaterial und in einem ungesinterten
Zustand. Das Zwischenstück 302 ist ein Grünteil. Das Zwischenstück 302 ist in Fig.
3a größer als seine Fertigmaße. Zwischen der Kontaktfläche des Zwischenstücks 302
auf einer Innenseite des Rings und der Kontaktfläche des Turbinenrads 300 auf einer
Außenseite des Stutzens besteht ein Spalt. Mit anderen Worten zeigt Fig. 3a ein ungesintertes
Zwischenstück 302 auf einem dichten TR 300.
[0031] Fig. 3b zeigt das Turbinenrad 300 und das Zwischenstück 302 nach dem Temperieren.
Das Zwischenstück 302 ist gesintert. Dabei ist das Zwischenstück 302 geschwunden und
weist jetzt seine Fertigmaße auf. Die Kontaktfläche des Zwischenstücks 302 ist auf
den Stutzen des Turbinenrads 300 aufgeschrumpft. Damit ist das Zwischenstück 302 fest
mit dem Turbinenrad 300 verbunden. Mit anderen Worten zeigt Fig. 3b ein dichtes Zwischenstück
302 fest verbunden mit dem dichten TR 300 durch ein Aufschrumpfen durch Sintern.
[0032] Fig. 3c zeigt den Läufer 306. Die Welle 304 ist mit dem Zwischenstück in Verlängerung
der Rotationsachse verbunden. Dabei kann die Welle 304 mittels normaler Verbindungsprozesse
mit dem Zwischenstück 302 verbunden worden sein. Ebenso kann die Welle 304 in die
Aussparung des Zwischenstücks 302 eingeführt worden sein, bevor das Zwischenstück
302 und das Turbinenrad 300 auf Raumtemperatur abgekühlt ist, um das Zwischenstück
302 ebenfalls auf die Welle 304 aufzuschrumpfen. Mit anderen Worten zeigt Fig. 3c
einen fertigen Läufer 306 nach einem Fügen der Welle 304.
[0033] Mit anderen Worten zeigen die Figuren 3a, 3b und 3c eine Anbindung eines Turbinenrades
an eine Welle mithilfe eines Sinterprozesses. Im Falle des Turbinenrades (TR) 300,
das über einen Metallpulverspritzguss (MIM) hergestellt wurde, kann die Sinterung
des TR 300 für eine Anbindung an die Welle 304 genutzt werden. Beispielsweise kann
ein MIM-TR 300 aus Titanaluminid (TiAl) direkt oder mit einer Zwischenschicht 302
auf die Welle 304 gesintert werden. Das MIM-TR 300 kann über eine Buchse 304 mittels
Schweißen oder Löten an die Welle 304 angebunden werden.
[0034] Die Fig, 3 zeigt ein pulvermetallurgisch hergestelltes Zwischenstück 302, das in
einem Sinterprozess auf einen Stutzen des bereits dichten TR 300 aufgeschrumpft wird.
Das TR 300 kann mittels Feinguss, Erodieren oder auch pulvermetallurgisch hergestellt
worden sein. Vorteilhafterweise stimmt die Sintertemperatur dem Zwischenstück 302
und die Wärmebehandlungstemperatur des TR 300 überein, um die Sinterung des Zwischenstücks
302 und die Wärmebehandlung des TR 300 in einen Schritt zusammenzufassen. Bei TR 300
aus TiAl besteht das Zwischenstück 302 vorzugsweise aus einer Nickelbasis-Superlegierung,
da deren Sintertemperatur niedriger als die Schmelztemperatur von TiAl liegt und Ni-Werkstoffe
sich gut mit der Stahlwelle 304 verbinden lassen.
[0035] Die Figuren 4a und 4b zeigen die Herstellungsschritte eines Verfahrens zum Verbinden
eines Turbinenrads 300 mit einem Zwischenstück 302 und einer Welle 304 mit dem Zwischenstück
302 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Turbinenrad
300, das Zwischenstück 302 und die Welle 304 entsprechen dabei der Beschreibung in
Fig. 3.
[0036] Fig. 4a zeigt wie in Fig. 3a das fertige Turbinenrad 300 und das ungesinterte Zwischenstück
302, das um den Stutzen angeordnet ist. Zusätzlich ist die Welle 304 bereits jetzt
in die Aussparung des Zwischenstücks 302 eingesetzt. Die Welle weist zumindest eine
Tiefenanschlagfläche 400 auf, der verhindert, dass die Welle 304 beim Einführen in
die Aussparung des Zwischenstücks 302 so tief eingeführt wird, dass die Welle 304
das Turbinenrad 300 direkt berührt. Mit anderen Worten zeigt Fig. 4a ein ungesintertes
Zwischenstück 302 auf einem dichten TR 300 und einer dichten Welle 304.
[0037] Fig. 4b zeigt wie in Fig. 3c den fertigen Läufer 306. Das Zwischenstück 302 ist beim
Sintern auf den Stutzen und auf die Welle 304 gleichzeitig aufgeschrumpft. Das Zwischenstück
302 bildet so ein Bindeglied zwischen der Welle 304 und dem Turbinenrad 300. Durch
den Abstand zwischen der Welle 304 und dem Turbinenrad 300 ist die Welle 304 gegenüber
dem Turbinenrad 300 thermisch abgeschirmt. Mit anderen Worten zeigt Fig. 4b den fertigen
Läufer 306 nach einem Aufschrumpfen durch Sintern.
[0038] In Fig. 4 wird die bereits dichte Welle 304 während des Sinterprozesses so am TR
300 positioniert, dass das Zwischenstück 302 sowohl auf das TR 300 als auch auf die
Welle 304 aufschrumpft und so eine Verbindung schafft. Diese Variante hat den Vorteil,
dass kein nachfolgender Fügeschritt zur Verbindung des TR 300 mit dem Ring 302 an
die Welle 304 erfolgen muss. Das Wellenende kann zylindrisch, eckig oder stufig ausgeführt
sein, um eine zusätzliche radiale Fixierung zu erreichen. Bei TR 300 aus TiAl besteht
das Zwischenstück 302 vorzugsweise aus einer Nickelbasis-Superlegierung, da deren
Sintertemperatur niedriger als die Schmelztemperatur von TiAl liegt.
[0039] Die Figuren 5a, 5b und 5c zeigen Herstellungsschritte eines weiteren Verfahrens zum
Verbinden eines Turbinenrads 300 mit einem Zwischenstück 302 und einer Welle 304 mit
dem Zwischenstück 302 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[0040] Fig. 5a zeigt wie Fig. 3a das Turbinenrad 300 und das Zwischenstück 302 nach dem
Anordnen des Zwischenstücks 302 um den Stutzen des Turbinenrads 300. Im Gegensatz
zu den Figuren 3a und 4a ist das Turbinenrad 300 ebenso wie das Zwischenstück 302
hier aus einem Sintermaterial und in einem ungesinterten Zustand dargestellt. Das
Turbinenrad 300 und das Zwischenstück 302 weisen je ein größeres Volumen auf, als
im Endzustand. Das TR 300 mit der Buchse 302 kann direkt über den 2-Komponenten-Metallpulverspritzguss
hergestellt werden oder die Buchse 304 wird als Pulverpressling oder Spritzgießteil
in eine Aussparung im TR 300 eingelegt. In jedem Fall werden Buchse 302 und TR 300
gemeinsam gesintert, wobei eine feste Verbindung zwischen den beiden Teilen entsteht.
[0041] Fig. 5b zeigt das Turbinenrad 300 und das Zwischenstück 302 nach dem Sintern. Das
Zwischenstück 302 ist auf den Stutzen des Turbinenrads 300 co-gesintert. Das Turbinenrad
300 ist fest mit dem Zwischenstück 302 verbunden. Beide Teile weisen jetzt zumindest
großteils ihre fertigen Maße auf. Mit anderen Worten zeigt Fig. 5b einen dichten Ring
302 fest verbunden mit einem dichten TR 300 nach einem Co-sintern.
[0042] Fig. 5c zeigt den zusammengefügten Läufer 306 bestehend aus dem Turbinenrad 300,
dem Zwischenstück 302 und der Welle 304. Die Welle 304 ist an dem Zwischenstück 302
befestigt. Dazu kann die Welle 304 beispielsweise mit dem Zwischenstück 302 verschweißt
worden sein. Laserschweißen und Reibschweißen bieten gute Möglichkeiten, um die Welle
304 mit einer geringen Wärmeeinflusszone an dem Zwischenstück zu befestigen.
[0043] In Fig. 5 wird ein pulvermetallurgisch hergestelltes Zwischenstück 302 mit einem
pulvermetallurgisch hergestellten TR 300 verbunden und co-gesintert. Die Verbindung
kann durch Fügen der ungesinterten Teile (Grünteile) erfolgen oder durch einen 2-Komponenten-Spritzguss
erreicht werden. Das Grünteilfügen kann durch Kleben ohne oder mit pulverförmigem
Zusatz im Klebstoff, durch thermisches Kleben ohne Klebstoff (Anschmelzen des Binders)
oder durch Verkleben nach einem chemischen Anlösen von Binderkomponenten erfolgen.
Bei TR 300 aus TiAl besteht das Zwischenstück 302 vorzugsweise aus einer Alarmen Ti
- Basislegierung, deren Sintertemperatur durch Zulegieren von Nb, Mo, Zr, V, W, Hf,
Ta an die Sintertemperatur des TR 300 angepasst ist. Bei TR 300 aus einer Ni-Basislegierung
mit γ'-Ausscheidungen besteht das Zwischenstück 302 vorzugsweise aus einer Ni-Basislegierung,
die keine γ'-Ausscheidungen ausbildet und somit besser schweißbar ist.
[0044] Die Figuren 6a, 6b und 6c zeigen Herstellungsschritte eines weiteren Verfahrens zum
Verbinden eines Turbinenrads 300 mit einem Zwischenstück 302 und einer Welle 304 mit
dem Zwischenstück 302 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[0045] Fig. 6a zeigt wie Fig. 5a das Turbinenrad 300 aus einem Sintermaterial in ungesintertem
Zustand. Im Gegensatz zu Fig. 5a ist das Zwischenstück 302 entweder bereits fertig
gesintert oder aus einem Nicht-Sintermaterial. Das Turbinenrad 300 weist eine Aussparung
auf, deren Innenseite zumindest einen Teil der Kontaktfläche des Turbinenrads 300
ausbildet. Das Zwischenstück 302 ist als Scheibe ausgeformt. Das Zwischenstück 302
ist ausgewuchtet und schwerpunktneutral. Die Kontaktfläche des Zwischenstücks 302
ist zumindest teilweise auf einer umlaufenden Mantelfläche ausgebildet. Das Zwischenstück
302 ist in der Aussparung des Turbinenrads 300 angeordnet.
[0046] Fig. 6b zeigt das Turbinenrad 300 und das Zwischenstück 302 in verbundenen Zustand
nach dem Temperieren. Das Turbinenrad 300 ist geschwunden und auf das Zwischenstück
302 aufgeschrumpft. Dabei sind die beiden Kontaktflächen verbunden worden.
[0047] Fig. 6c zeigt den zusammengesetzten Läufer 306. Die Welle 304 ist mit dem Zwischenstück
302 verbunden worden.
[0048] In Fig. 6 wird ein pulvermetallurgisch hergestelltes TR 300 in einem Sinterprozess
auf das bereits dichtes Zwischenstück 302 aufgeschrumpft. Voraussetzung hierfür ist,
dass die Schmelztemperatur des Zwischenstückwerkstoffes höher liegt als die Sintertemperatur
des TR 300. Bei TR 300 aus TiAl besteht das Zwischenstück 302 vorzugsweise aus einer
Alarmen Ti-Basislegierung mit Zulegierungen (V, Sn, Zr, Mo, Fe, Nb), da deren Schmelzpunkt
in der Regel höher als die Sintertemperatur des TR 300 ist. Bei TR 300 aus einer Ni-Basislegierung
mit γ'-Ausscheidungen besteht das Zwischenstück 302 vorzugsweise aus einer Fe-Basislegierung
oder einer Ni-Basislegierung ohne γ'- Ausscheidungen, deren Schmelzpunkt höher als
die Sintertemperatur des TR-Werkstoffes ist.
[0049] Die Anbindung zwischen Zwischenstück 302 und Welle 304 kann über herkömmliche Verbindungstechniken
(Schweißen, Löten) erfolgen, was besonders bei schwer schweißbaren TR-Materialien
vorteilhaft ist, z. B. bei Titanaluminid oder Nickelbasislegierungen mit γ'-Ausscheidungen.
Je nach Größe von Zwischenstück 302 und Welle 304 und des gewählten Anbindungsverfahrens
kann die Anbindung der Welle 304 stirnseitig oder radial in dem Zwischenstück 302
erfolgen. Für die Innenform des Zwischenstücks 302 sind verschiedene Geometrien denkbar,
die zu einer zusätzlichen radialen Arretierung des TR 300 und der Welle 304 führen.
Die pulvermetallurgische Herstellung des Zwischenstücks 302 erlaubt zudem die kostengünstige
Darstellung von Geometrien, die eine definierte Kavität zwischen TR 300 und Welle
304 ermöglichen, welche zu einem verringerten Wärmeübergang zwischen TR 300 und Welle
304 führt ("Wärmedrossel" 804 in Fig. 8). Weitere Vorteile des hier vorgestellten
Ansatzes sind die Möglichkeit, das Auswuchten des Läufers 306 (TR 300 mit Welle 304)
durch Materialabtrag an dem Zwischenstück 302 vorzunehmen, wodurch das direkte Auswuchten
des schwer zu bearbeitenden TiAl-TR 300 vermieden wird, und das Anbringen von umlaufenden
Dichtungsriefen o.ä. an dem Zwischenstück 302, wodurch die Wellengeometrie vereinfacht
wird.
[0050] Die Figuren 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g und 7h zeigen Darstellungen von Zwischenstücken
302 mit Verdrehsicherung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Die
Zwischenstücke 302 weisen als Grundkörper einen Hohlzylinder auf. Um eine verdrehsichernde
Wirkung zu entfalten, wird ein Gegenstück benötigt, das eine Kontur der Verdrehsicherung
invertiert abbildet. Wenn ein, an der Verdrehsicherung beteiligtes Bauteil im Schritt
des Anordnens noch nicht gesintert ist, und damit noch mehr Volumen als nach dem Sintern
aufweist, dann ist es erforderlich, einen Volumenschwund in den Maßen der Verdrehsicherung
des ungesinterten Teils zu berücksichtigen, also um eine Schwindmaßzugabe größer auszuführen.
Im Schritt des Anordnens wird das Gegenstück in die Verdrehsicherung axial zu dem
Zwischenstück 302 in gleicher Lage, also lagerichtig eingeführt.
[0051] Fig. 7a zeigt eine Grundform des Zwischenstücks 302. Zumindest ein Teil einer Innenseite
des Zwischenstücks 302 kann als Kontaktfläche zu einem Turbinenrad, wie es in den
Figuren 3 bis 5 dargestellt ist, ausgebildet sein. Ebenso kann die Kontaktfläche auf
der Außenseite des Zwischenstücks 302 angeordnet sein, beispielsweise wenn das Zwischenstück
302 in eine Aussparung wie in Fig. 6 eingesetzt wird. Das dargestellte Zwischenstück
302 kann auf der Kontaktfläche eine erhöhte Oberflächenrauigkeit aufweisen, die beim
Verbinden eine Mikroverzahnung mit einer Oberfläche des Turbinenrads und/oder der
Welle ergeben kann.
[0052] Fig. 7b zeigt ein Zwischenstück 302 mit einer Verdickung 700 auf einer Innenseite
des Hohlzylinders. Die Verdickung 700 weist die Form eines Kreissegments auf. Die
Verdickung ist einseitig angeordnet.
[0053] Fig. 7c zeigt ein Zwischenstück 302 mit vier gleichmäßig verteilten, diametral gegenüberliegenden
Vorsprüngen 702 auf der Innenseite des Zwischenstücks 302 auf. Die Vorsprünge 702
weisen eine halbzylindrische Form auf.
[0054] Fig. 7d zeigt ein Zwischenstück 302, die vier gleichmäßig verteilte, diametral über
die Innenseite verteilte Aussparungen 704 aufweist. Die Aussparungen 704 weisen eine
halbzylindrische Form auf.
[0055] Fig. 7e zeigt ein Zwischenstück 302, das eine quadratische Innenkontur aufweist.
Die Innenkontur ist konzentrisch zu einer Außenkontur des Zwischenstücks 302 ausgerichtet.
[0056] Fig. 7f zeigt ein Zwischenstück 302, das eine hexagonale Innenkontur aufweist.
[0057] Fig. 7g zeigt ein Zwischenstück 302, das eine elliptische Innenkontur aufweist.
[0058] Fig. 7h zeigt ein Zwischenstück 302 mit zwei diametral gegenüberliegenden Verdickungen
706 der Wand, wie sie in Fig. 7b gezeigt ist.
[0059] Fig. 8 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Detail eines Läufers 306 für eine
Turbine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Läufer 306
ist aus einem Turbinenrad 300, ein Zwischenstück 302 und einer Welle 304 zusammengesetzt.
Gezeigt ist ein Übergangsbereich des Läufers 306 von dem Turbinenrad 300 auf das Zwischenstück
302 und von dem Zwischenstück 302 auf die Welle 304. Das Turbinenrad 300 weist einen
Stutzen 800 auf. Um diesen Stutzen 800 herum ist das Zwischenstück 302 angeordnet.
Der Stutzen 800 und das Zwischenstück 302 weisen zueinanderpassende Verdrehsicherungen
802 auf. Die Verdrehsicherung 802 ist eine Aussparung in einem Grundkörper des Stutzens
800 oder des Zwischenstücks 302, die mit einem Vorsprung des Stutzens 800 bzw. des
Zwischenstücks 302 korrespondiert. Der Vorsprung greift in die Aussparung ein und
unterbindet so eine Verdrehung der beiden Teile. Die Welle 304 ist in das Zwischenstück
302 eingesetzt. Zwischen der Welle 304 und dem Zwischenstück ist ebenfalls eine Verdrehsicherung
802 angeordnet, die wie oben beschrieben wirkt. Zwischen dem Turbinenrad 300 und der
Welle 304 ist ein Zwischenraum (Kavität) 804 angeordnet, der eine definierte Größe
aufweist und als Wärmedrossel wirkt. Die Welle 304 weist zumindest eine Einstecktiefenbegrenzungsfläche
400 auf, die senkrecht zu einer Rotationsachse des Läufers 306 ausgerichtet ist, und
die Welle 302 auf einer axialen Fläche des Zwischenstücks 302 abstützt. Ebenso weist
das Zwischenstück zumindest eine Eindringtiefenbegrenzungsfläche 806 auf, die ebenfalls
senkrecht zu der Rotationsachse des Läufers 306 ausgerichtet ist, und die Welle 302
abstützt. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Kontaktflächen zwischen dem Zwischenstück
302 und dem Turbinenrad 300 ebenso Eindringtiefenbegrenzungsflächen bzw. Einstecktiefenbegrenzungsflächen
auf. Da der Stutzen 800 hier weiter aus dem Turbinenrad 300 hervorsteht, als in den
Figuren 3 bis 5.
[0060] Mit anderen Worten zeigt Fig. 8 eine Ausführungsvariante der Zwischenstückgeometrie
zur Einstellung einer definierten Kavität 804 am Beispiel des Zwischenstücks 302 aus
Fig. 7h.
[0061] Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft
gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf
einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel
durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
[0062] Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen
als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
[0063] Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine "und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten
Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel
gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und
gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite
Merkmal aufweist.
1. Verfahren (100) zum Verbinden eines Turbinenrads (300) mit einem Zwischenstück (302)
an einer Verbindungsstelle, wobei das Verfahren (100) die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen (102) des Turbinenrads (300) und dem Zwischenstück (302), wobei das
Turbinenrad (300) aus einem ersten Material besteht und eine erste Kontaktfläche aufweist,
und das Zwischenstück (302) aus einem zweiten Material besteht und eine zweite Kontaktfläche
aufweist, wobei sich das erste Material und das zweite Material unterscheiden, wobei
ferner eine Welle (304) aus einem weiteren Material bereitgestellt wird;
Anordnen (104) des Zwischenstücks (302) in einer Relativposition zu dem Turbinenrad
(300), wobei die zweite Kontaktfläche im Bereich der Verbindungsstelle der ersten
Kontaktfläche zugewandt angeordnet wird, wobei die Welle (304) in einer Aussparung
des Zwischenstücks (302) angeordnet wird; und
Temperieren (106) des Turbinenrads (300) und des Zwischenstücks (302) auf eine Sintertemperatur,
wobei das Turbinenrad (300) und/oder das Zwischenstück (302) gesintert wird, um die
erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche an der Verbindungsstelle zu verbinden,
wobei das Zwischenstück (302) auf die Welle (304) aufgeschrumpft wird.
2. Verfahren (100) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (102) des Bereitstellens ein
Turbinenrad (300) bereitgestellt wird, das aus einem Sintermaterial besteht und in
einem ungesinterten Zustand bereitgestellt wird, wobei das Turbinenrad (300) eine
Aussparung aufweist, die zumindest an einer Innenseite die erste Kontaktfläche ausbildet,
und im Schritt (102) des Bereitstellens ein Zwischenstück bereitgestellt wird, bei
der zumindest eine Außenseite des Zwischenstücks (302) die zweite Kontaktfläche ausbildet,
wobei im Schritt (104) des Anordnens das Zwischenstück (302) innerhalb der Aussparung
angeordnet wird, und im Schritt (106) des Temperierens das Turbinenrad (300) und das
Zwischenstück (302) auf eine Sintertemperatur des Turbinenrads (300) erwärmt werden
und das Turbinenrad (300) während des Temperierens auf das Zwischenstück (302) aufgeschrumpft
wird.
3. Verfahren (100) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (102) des Bereitstellens ein
Turbinenrad (300) bereitgestellt wird, das einen Vorsprung (800) aufweist, der zumindest
auf einer Außenseite die erste Kontaktfläche ausbildet, und im Schritt (102) des Bereitstellens
ein Zwischenstück bereitgestellt wird, bei dem das Zwischenstück (302) aus einem Sintermaterial
besteht und in einem ungesinterten Zustand bereitgestellt wird, wobei das Zwischenstück
(302) eine ringförmige Gestalt aufweist und zumindest eine Innenseite des Zwischenstücks
(302) die zweite Kontaktfläche ausbildet, wobei im Schritt (104) des Anordnens der
Vorsprung (800) innerhalb des Zwischenstücks (302) angeordnet wird, und im Schritt
(106) des Temperierens das Turbinenrad (300) und das Zwischenstück (302) auf eine
Sintertemperatur des Zwischenstücks (302) erwärmt werden und das Zwischenstück (302)
während des Temperierens auf das Turbinenrad (300) aufgeschrumpft wird.
4. Verfahren (100) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (102) des Bereitstellens ein
Turbinenrad (300) und ein Zwischenstück (302) bereitgestellt werden, die aus einem
Sintermaterial bestehen und jeweils in einem ungesinterten Zustand bereitgestellt
werden, wobei das Turbinenrad (300) eine Aussparung aufweist, die zumindest an einer
Innenseite die erste Kontaktfläche ausbildet, und zumindest eine Außenseite des Zwischenstücks
(302) die zweite Kontaktfläche ausbildet, wobei im Schritt (104) des Anordnens das
Zwischenstück (302) innerhalb der Aussparung angeordnet wird, und im Schritt (106)
des Temperierens das Turbinenrad (300) und das Zwischenstück (302) auf eine Sintertemperatur
des Turbinenrads (300) und des Zwischenstücks (302) erwärmt werden und das Turbinenrad
(300) und das Zwischenstück (302) während des Temperierens co-gesintert werden.
5. Verfahren (100) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (102) des Bereitstellens ein
Turbinenrad (300) und ein Zwischenstück (302) bereitgestellt werden, die aus einem
Sintermaterial bestehen und jeweils in einem ungesinterten Zustand bereitgestellt
werden, wobei das Turbinenrad (300) einen Vorsprung (800) aufweist, der zumindest
auf einer Außenseite die erste Kontaktfläche ausbildet, und das Zwischenstück (302)
eine ringförmige Gestalt aufweist und zumindest eine Innenseite des Zwischenstücks
(302) die zweite Kontaktfläche ausbildet, wobei im Schritt (104) des Anordnens der
Vorsprung (800) innerhalb des Zwischenstücks (302) angeordnet wird, und im Schritt
(106) des Temperierens das Turbinenrad (300) und das Zwischenstück (302) auf eine
Sintertemperatur des Turbinenrads (300) und des Zwischenstücks (302) erwärmt werden
und das Turbinenrad (300) und das Zwischenstück (302) während des Temperierens co-gesintert
werden.
6. Verfahren (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (102)
des Bereitstellens ein Turbinenrad (300) und ein Zwischenstück (302) bereitgestellt
werden, bei dem die Kontaktfläche des Turbinenrads (300) eine Kontur (700, 702, 704,
706) zum Sichern gegen ein Verdrehen des Zwischenstücks (302) aufweist, und die Kontaktfläche
des Zwischenstücks (302) eine korrespondierende Kontur (700, 702, 704, 706) zum Sichern
gegen ein Verdrehen des Turbinenrads (300) aufweist, wobei im Schritt (104) des Anordnens
die Kontur (700, 702, 704, 706) und die korrespondierende Kontur (700, 702, 704, 706)
lagerichtig zueinander angeordnet werden, und im Schritt (106) des Temperierens das
Turbinenrad (300) und das Zwischenstück (302) verdrehsicher verbunden werden.
7. Verfahren (100) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (102) des Bereitstellens eine
Welle (304) bereitgestellt wird, die eine Einstecktiefenbegrenzungsfläche (400) zum
Begrenzen einer Einstecktiefe der Welle (304) in das Zwischenstück (302) aufweist
und/oder ein Zwischenstück (302) bereitgestellt wird, die eine Eindringtiefenbegrenzungsfläche
(806) zum Begrenzen einer Eindringtiefe der Welle (304) in das Zwischenstück (302)
aufweist, wobei im Schritt (104) des Anordnens die Einstecktiefenbegrenzungsfläche
(400) an einer korrespondierenden Fläche des Zwischenstücks (302) anliegend angeordnet
wird und/oder die Eindringtiefenbegrenzungsfläche (806) an einer korrespondierenden
Fläche der Welle (304) anliegend angeordnet wird.
8. Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 7, bei dem im Schritt (102) des Bereitstellens
ein Zwischenstück (302) bereitgestellt wird, die eine weitere Kontur (700, 702, 704,
706) zum Sichern gegen ein Verdrehen der Welle (304) aufweist, und eine Welle (304)
bereitgestellt wird, die eine korrespondierende weitere Kontur (700, 702, 704, 706)
zum Sichern gegen ein Verdrehen des Zwischenstücks (302) aufweist, wobei im Schritt
(104) des Anordnens die weitere Kontur (700, 702, 704, 706) und die weitere korrespondierende
Kontur (700, 702, 704, 706) lagerichtig zueinander angeordnet werden, wobei das Zwischenstück
(302) verdrehsicher mit der Welle (304) verbunden wird.
9. Vorrichtung (200) zum Verbinden eines Turbinenrads (300) mit einem Zwischenstück (302)
an einer Verbindungsstelle (304), wobei die Vorrichtung (200) die folgenden Merkmale
aufweist:
eine Einrichtung (202) zum Bereitstellen des Turbinenrads (300), des Zwischenstücks
(302) und einer Welle (304), wobei das Turbinenrad (300) aus einem ersten Material
besteht und eine erste Kontaktfläche aufweist, und das Zwischenstück (302) aus einem
zweiten Material besteht und eine zweite Kontaktfläche aufweist, wobei sich das erste
Material und das zweite Material unterscheiden, wobei die Welle (304) aus einem weiteren
Material besteht;
eine Einrichtung (204) zum Anordnen des Zwischenstücks (302) in einer Relativposition
zu dem Turbinenrad (300), wobei die erste Kontaktfläche im Bereich der Verbindungsstelle
der zweiten Kontaktfläche zugewandt angeordnet wird, und zum Anordnen der Welle (304)
in einer Aussparung des Zwischenstücks (302); und
eine Einrichtung (206) zum Temperieren des Turbinenrads (300) und des Zwischenstücks
(302) auf eine Sintertemperatur, wobei das Turbinenrad (300) und/oder das Zwischenstück
(302) gesintert wird, um die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche an der
Verbindungsstelle zu verbinden, wobei das Zwischenstück (302) auf die Welle (304)
aufgeschrumpft wird.
10. Läufer (306) für eine Turbine, wobei der Läufer (306) die folgenden Merkmale aufweist:
ein Turbinenrad (300), das aus einem ersten Material besteht und eine erste Kontaktfläche
aufweist;
ein Zwischenstück (302), das aus einem zweiten Material besteht und eine zweite Kontaktfläche
sowie eine Aussparung aufweist, wobei das zweite Material verschieden von dem ersten
Material ist, und die zweite Kontaktfläche mit der ersten Kontaktfläche verbunden
ist; und
eine Welle (304), die aus einem weiteren Material besteht und in der Aussparung des
Zwischenstücks (302) angeordnet ist, wobei das Zwischenstück (302) auf die Welle (304)
aufgeschrumpft ist.
1. Method (100) for joining a turbine wheel (300) to an intermediate piece (302) at a
joining point, wherein the method (100) has the following steps:
providing (102) the turbine wheel (300) and the intermediate piece (302), wherein
the turbine wheel (300) is made of a first material and has a first contact face,
and the intermediate piece (302) is made of a second material and has a second contact
face, the first material and the second material being different, wherein furthermore
a shaft (304) made of another material is provided;
arranging (104) the intermediate piece (302) in a relative position with respect to
the turbine wheel (300), wherein the second contact face is arranged facing the first
contact face in the region of the joining point, wherein the shaft (304) is arranged
in a cutout in the intermediate piece (302); and
thermal treatment (106) of the turbine wheel (300) and of the intermediate piece (302)
to a sintering temperature, wherein the turbine wheel (300) and/or the intermediate
piece (302) is sintered in order to join the first contact face and the second contact
face at the joining point, wherein the intermediate piece (302) is shrink-fitted onto
the shaft (304).
2. Method (100) according to Claim 1, in which, in the provision step (102), a turbine
wheel (300) is provided which is made of a sintering material and is provided in an
un-sintered state, wherein the turbine wheel (300) has a cutout which forms the first
contact face at least on an inner side, and in the provision step (102) an intermediate
piece is provided in which at least an outer side of the intermediate piece (302)
forms the second contact face, wherein in the arranging step (104) the intermediate
piece (302) is arranged within the cutout, and in the thermal treatment step (106)
the turbine wheel (300) and the intermediate piece (302) are heated to a sintering
temperature of the turbine wheel (300) and the turbine wheel (300) is shrink-fitted
onto the intermediate piece (302) during the thermal treatment.
3. Method (100) according to Claim 1, in which, in the provision step (102), a turbine
wheel (300) is provided which has a projection (800) that forms the first contact
face at least on an outer side, and in the provision step (102) an intermediate piece
is provided in which the intermediate piece (302) is made of a sintering material
and is provided in an un-sintered state, wherein the intermediate piece (302) is annular
and at least an inner side of the intermediate piece (302) forms the second contact
face, wherein in the arranging step (104) the projection (800) is arranged inside
the intermediate piece (302), and in the thermal treatment step (106) the turbine
wheel (300) and the intermediate piece (302) are heated to a sintering temperature
of the intermediate piece (302) and the intermediate piece (302) is shrink-fitted
onto the turbine wheel (300) during the thermal treatment.
4. Method (100) according to Claim 1, in which, in the provision step (102), a turbine
wheel (300) and an intermediate piece (302) are provided, which are made of a sintering
material and are respectively provided in an un-sintered state, wherein the turbine
wheel (300) has a cutout which forms the first contact face at least on an inner side,
and at least an outer side of the intermediate piece (302) forms the second contact
face, wherein in the arranging step (104) the intermediate piece (302) is arranged
in the cutout, and in the thermal treatment step (106) the turbine wheel (300) and
the intermediate piece (302) are heated to a sintering temperature of the turbine
wheel (300) and of the intermediate piece (302), and the turbine wheel (300) and the
intermediate piece (302) are sintered together during the thermal treatment.
5. Method (100) according to Claim 1, in which, in the provision step (102), a turbine
wheel (300) and an intermediate piece (302) are provided, which are made of a sintering
material and are respectively provided in an un-sintered state, wherein the turbine
wheel (300) has a projection (800) which forms the first contact face at least on
an outer side, and the intermediate piece (302) is annular and at least an inner side
of the intermediate piece (302) forms the second contact face, wherein in the arranging
step (104) the projection (800) is arranged inside the intermediate piece (302), and
in the thermal treatment step (106) the turbine wheel (300) and the intermediate piece
(302) are heated to a sintering temperature of the turbine wheel (300) and of the
intermediate piece (302), and the turbine wheel (300) and the intermediate piece (302)
are sintered together during the thermal treatment.
6. Method (100) according to one of the preceding claims, in which, in the provision
step (102), a turbine wheel (300) and an intermediate piece (302) are provided, in
which the contact face of the turbine wheel (300) has a contour (700, 702, 704, 706)
for preventing twisting of the intermediate piece (302), and the contact face of the
intermediate piece (302) has a corresponding contour (700, 702, 704, 706) for preventing
twisting of the turbine wheel (300), wherein in the arranging step (104) the contour
(700, 702, 704, 706) and the corresponding contour (700, 702, 704, 706) are arranged
in the correct position with respect to one another, and in the thermal treatment
step (106) the turbine wheel (300) and the intermediate piece (302) are joined so
as to prevent twisting.
7. Method (100) according to Claim 1, in which, in the provision step (102), a shaft
(304) is provided which has an insertion depth limiting face (400) for limiting a
depth of insertion of the shaft (304) into the intermediate piece (302), and/or an
intermediate piece (302) is provided which has a penetration depth limiting face (806)
for limiting a depth of penetration of the shaft (304) into the intermediate piece
(302), wherein in the arranging step (104) the insertion depth limiting face (400)
is arranged so as to bear against a corresponding face of the intermediate piece (302),
and/or the penetration depth limiting face (806) is arranged so as to bear against
a corresponding face of the shaft (304).
8. Method (100) according to either of Claims 1 and 7, in which, in the provision step
(102), an intermediate piece (302) is provided which has a further contour (700, 702,
704, 706) for preventing twisting of the shaft (304), and a shaft (304) is provided
which has a corresponding further contour (700, 702, 704, 706) for preventing twisting
of the intermediate piece (302), wherein in the arranging step (104) the further contour
(700, 702, 704, 706) and the further corresponding contour (700, 702, 704, 706) are
arranged in the correct position with respect to one another, the intermediate piece
(302) being joined to the shaft (304) so as to prevent twisting.
9. Device (200) for joining a turbine wheel (300) to an intermediate piece (302) at a
joining point (304), wherein the device (200) has the following features:
a device (202) for providing the turbine wheel (300), the intermediate piece (302)
and a shaft (304), wherein the turbine wheel (300) is made of a first material and
has a first contact face, and the intermediate piece (302) is made of a second material
and has a second contact face, the first material and the second material being different,
wherein the shaft (304) is made of another material;
a device (204) for arranging the intermediate piece (302) in a relative position with
respect to the turbine wheel (300), wherein the first contact face is arranged facing
the second contact face in the region of the joining point, and for arranging the
shaft (304) in a cutout of the intermediate piece (302); and
a device (206) for thermal treatment of the turbine wheel (300) and of the intermediate
piece (302) to a sintering temperature, wherein the turbine wheel (300) and/or the
intermediate piece (302) is sintered in order to join the first contact face and the
second contact face at the joining point, wherein the intermediate piece (302) is
shrink-fitted onto the shaft (304).
10. Rotor (306) for a turbine, wherein the rotor (306) has the following features:
a turbine wheel (300) which is made of a first material and has a first contact face;
an intermediate piece (302) which is made of a second material and has a second contact
face and a cutout, wherein the second material is different from the first material,
and the second contact face is joined to the first contact face; and
a shaft (304) which is made of a further material and is arranged in the cutout of
the intermediate piece (302), wherein the intermediate piece (302) is shrink-fitted
onto the shaft (304).
1. Procédé (100) d'assemblage d'une roue de turbine (300) à une pièce intermédiaire (302)
au niveau d'un point d'assemblage, le procédé (100) présentant les étapes suivantes
:
fourniture (102) de la roue de turbine (300) et de la pièce intermédiaire (302), la
roue de turbine (300) se composant d'un premier matériau et présentant une première
surface de contact, et la pièce intermédiaire (302) se composant d'un deuxième matériau
et présentant une deuxième surface de contact, le premier matériau et le deuxième
matériau étant différents, un arbre (304) en un matériau supplémentaire étant en outre
fourni ;
disposition (104) de la pièce intermédiaire (302) dans une position relative par rapport
à la roue de turbine (300), la deuxième surface de contact étant disposée dans la
région du point d'assemblage de manière tournée vers la première surface de contact,
l'arbre (304) étant disposé dans un évidement de la pièce intermédiaire (302) ; et
régulation de la température (106) de la roue de turbine (300) et de la pièce intermédiaire
(302) à une température de frittage, la roue de turbine (300) et/ou la pièce intermédiaire
(302) étant frittées, afin d'assembler la première surface de contact et la deuxième
surface de contact au niveau du point d'assemblage, la pièce intermédiaire (302) étant
emmanchée à chaud sur l'arbre (304).
2. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (102) de fourniture,
il est fourni une roue de turbine (300) qui se compose d'un matériau de frittage et
qui est fournie dans un état non fritté, la roue de turbine (300) présentant un évidement
qui constitue au moins au niveau d'un côté intérieur la première surface de contact,
et à l'étape (102) de fourniture, il est fourni une pièce intermédiaire, au moins
un côté extérieur de la pièce intermédiaire (302) constituant la deuxième surface
de contact, à l'étape (104) de disposition, la pièce intermédiaire (302) est disposée
à l'intérieur de l'évidement, et à l'étape (106) de régulation de température, la
roue de turbine (300) et la pièce intermédiaire (302) sont chauffées à une température
de frittage de la roue de turbine (300) et la roue de turbine (300) est emmanchée
à chaud sur la pièce intermédiaire (302) pendant la régulation de température.
3. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (102) de fourniture,
il est fourni une roue de turbine (300) qui présente une saillie (800) qui constitue
au moins sur un côté extérieur la première surface de contact, et à l'étape (102)
de fourniture, il est fourni une pièce intermédiaire, la pièce intermédiaire (302)
se composant d'un matériau de frittage et étant fournie dans un état non fritté, la
pièce intermédiaire (302) présentant une configuration de forme annulaire et au moins
un côté intérieur de la pièce intermédiaire (302) constituant la deuxième surface
de contact, à l'étape (104) de disposition, la saillie (800) étant disposée à l'intérieur
de la pièce intermédiaire (302) et à l'étape (106) de régulation de température, la
roue de turbine (300) et la pièce intermédiaire (302) étant chauffées à une température
de frittage de la pièce intermédiaire (302), et la pièce intermédiaire (302) étant
emmanchée à chaud sur la roue de turbine (300) pendant la régulation de température.
4. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (102) de fourniture,
il est fourni une roue de turbine (300) et une pièce intermédiaire (302) qui se composent
d'un matériau de frittage et qui sont chacune fournies dans un état non fritté, la
roue de turbine (300) présentant un évidement qui constitue au moins sur un côté intérieur
la première surface de contact, et au moins un côté extérieur de la pièce intermédiaire
(302) constituant la deuxième surface de contact, à l'étape (104) de disposition,
la pièce intermédiaire (302) étant disposée à l'intérieur de l'évidement, et à l'étape
(106) de régulation de température, la roue de turbine (300) et la pièce intermédiaire
(302) étant chauffées à une température de frittage de la roue de turbine (300) et
de la pièce intermédiaire (302) et la roue de turbine (300) et la pièce intermédiaire
(302) étant co-frittées pendant la régulation de température.
5. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (102) de fourniture,
il est fourni une roue de turbine (300) et une pièce intermédiaire (302) qui se composent
d'un matériau de frittage et qui sont chacune fournies dans un état non fritté, la
roue de turbine (300) présentant une saillie (800) qui constitue au moins sur un côté
extérieur la première surface de contact, et la pièce intermédiaire (302) présentant
une configuration de forme annulaire et au moins un côté intérieur de la pièce intermédiaire
(302) constituant la deuxième surface de contact, à l'étape (104) de disposition,
la saillie (800) étant disposée à l'intérieur de la pièce intermédiaire (302), et
à l'étape (106) de régulation de température, la roue de turbine (300) et la pièce
intermédiaire (302) étant chauffées à une température de frittage de la roue de turbine
(300) et de la pièce intermédiaire (302) et la roue de turbine (300) et la pièce intermédiaire
(302) étant co-frittées pendant la régulation de température.
6. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel,
à l'étape (102) de fourniture, il est fourni une roue de turbine (300) et une pièce
intermédiaire (302), dans lequel la surface de contact de la roue de turbine (300)
présente un contour (700, 702, 704, 706) pour la fixation à l'encontre d'une rotation
de la pièce intermédiaire (302), et la surface de contact de la pièce intermédiaire
(302) présente un contour correspondant (700, 702, 704, 706) pour la fixation à l'encontre
d'une rotation de la roue de turbine (300), à l'étape (104) de disposition, le contour
(700, 700, 704, 706) et le contour correspondant (700, 702, 704, 706) étant disposés
en position correcte l'un par rapport à l'autre et à l'étape (106) de régulation de
température, la roue de turbine (300) et la pièce intermédiaire (302) étant assemblées
l'une à l'autre de manière non rotative.
7. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (102) de fourniture,
il est fourni un arbre (304) qui présente une surface de limitation de profondeur
d'enfichage (400) pour limiter une profondeur d'enfichage de l'arbre (304) dans la
pièce intermédiaire (302) et/ou il est fourni une pièce intermédiaire (302) qui présente
une surface de limitation de profondeur de pénétration (806) pour limiter une profondeur
de pénétration de l'arbre (304) dans la pièce intermédiaire (302), à l'étape (104)
de disposition, la surface de limitation de profondeur d'enfichage (400) étant disposée
de manière à s'appliquer contre une surface correspondante de la pièce intermédiaire
(302) et/ou la surface de limitation de profondeur de pénétration (806) étant disposée
de manière à s'appliquer contre une surface correspondante de l'arbre (304).
8. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 7, dans lequel, à l'étape
(102) de fourniture, il est fourni une pièce intermédiaire (302) qui présente un contour
supplémentaire (700, 702, 704, 706) pour la fixation à l'encontre d'une rotation de
l'arbre (304), et il est fourni un arbre (304) qui présente un contour supplémentaire
correspondant (700, 702, 704, 706) pour la fixation à l'encontre d'une rotation de
la pièce intermédiaire (302), à l'étape (104) de disposition, le contour supplémentaire
(700, 702, 704, 706) et le contour supplémentaire correspondant (700, 702, 704, 706)
étant disposés en position correcte l'un par rapport à l'autre, la pièce intermédiaire
(302) étant assemblée de manière rotative à l'arbre (304).
9. Dispositif (200) pour assembler une roue de turbine (300) à une pièce intermédiaire
(302) au niveau d'un point d'assemblage (304), le dispositif (200) présentant les
caractéristiques suivantes :
un système (202) pour fournir la roue de turbine (300), la pièce intermédiaire (302)
et un arbre (304), la roue de turbine (300) se composant d'un premier matériau et
présentant une première surface de contact, et la pièce intermédiaire (302) se composant
d'un deuxième matériau et présentant une deuxième surface de contact, le premier matériau
et le deuxième matériau étant différents, l'arbre (304) se composant d'un matériau
supplémentaire ;
un système (204) pour disposer la pièce intermédiaire (302) dans une position relative
par rapport à la roue de turbine (300), la première surface de contact étant disposée
dans la région du point d'assemblage de manière tournée vers la première surface de
contact, et pour disposer l'arbre (304) dans un évidement de la pièce intermédiaire
(302) ; et
un système (206) pour réguler la température de la roue de turbine (300) et de la
pièce intermédiaire (302) à une température de frittage, la roue de turbine (300)
et/ou la pièce intermédiaire (302) étant frittées afin d'assembler la première surface
de contact et la deuxième surface de contact au niveau du point d'assemblage, la pièce
intermédiaire (302) étant emmanchée à chaud sur l'arbre (304).
10. Rotor (306) pour une turbine, le rotor (306) présentant les caractéristiques suivantes
:
une roue de turbine (300) qui se compose d'un premier matériau et présente une première
surface de contact ;
une pièce intermédiaire (302) qui se compose d'un deuxième matériau et présente une
deuxième surface de contact ainsi qu'un évidement, le deuxième matériau étant différent
du premier matériau, et la deuxième surface de contact étant assemblée à la première
surface de contact ; et
un arbre (304) qui se compose d'un matériau supplémentaire et qui est disposé dans
l'évidement de la pièce intermédiaire (302), la pièce intermédiaire (302) étant emmanchée
à chaud sur l'arbre (304).