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提供了连接起来的叶轮和轴。所述轴具有第一部件，所述第一部件设置有携带螺纹的螺纹部，该螺纹部旋拧到所述叶轮的相应的螺纹部。所述轴还具有第二部件，所述第二部件设置有邻接表面，用于当螺纹部被旋拧在一起从而拧紧螺纹以在所述叶轮和所述轴之间提供旋转固定连接时，接合所述叶轮的相应的邻接表面。所述第一部件相对于所述第二部件在接头处被旋转地固定。所述轴的螺纹部从所述轴的邻接表面轴向隔开第一距离，所述轴的螺纹部从所述接头处轴向隔开第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。所述轴的螺纹部和所述接头在所述叶轮的同一侧。所述叶轮具有连接器，所述连接器设置有相应的螺纹部和相应的连接邻接表面。所述连接器相对于所述叶轮的剩余部分被旋转地固定。

1.  一种连接起来的叶轮(1)和轴(2)，其中，所述轴具有第一 部件(2a)和第二部件(2b)，所述第一部件设置有携带螺纹的螺纹 部(7)，该螺纹部旋拧到所述叶轮的相应的螺纹部，所述第二部件设 置有邻接表面，用于当螺纹部们被旋拧在一起从而拧紧螺纹以在所述 叶轮和所述轴之间提供旋转固定连接时，接合所述叶轮的相应的邻接 表面，
所述第一部件相对于所述第二部件在接头处被旋转地固定，所述 轴的所述螺纹部从所述轴的邻接表面轴向隔开第一距离(d₁)，所述轴 的所述螺纹部从所述接头处轴向隔开第二距离(d₂)，所述第二距离大 于所述第一距离，且所述轴的所述螺纹部和所述接头在所述叶轮的同 一侧；以及
其中，所述叶轮具有连接器(3)，所述连接器设置有相应的螺纹 部(12)和相应的邻接表面，所述连接器相对于所述叶轮的剩余部分 被旋转地固定。

2.  根据权利要求1所述的连接起来的叶轮和轴，其中，所述轴的 第一部件为伸长构件，所述伸长构件位于形成在所述轴的第二部件中 的中央腔(22)中且从所述中央腔突出，所述轴的所述螺纹部被设置 在所述伸长构件的突出端处，且所述接头在所述伸长构件的另一端处。

3.  根据权利要求1所述的连接起来的叶轮和轴，其中，所述轴的 第二部件为携带在所述轴的第一部件上的套筒，所述轴的所述邻接表 面在所述套筒的邻近所述轴的所述螺纹部的一端处，且所述接头在所 述套筒的远离所述轴的所述螺纹部的一端处。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的连接起来的叶轮和轴，其中， 所述叶轮具有轴侧轮毂延伸部(H)，且所述连接器的对内表面与所述 轴侧轮毂延伸部的径向外表面摩擦地连接。

5.  根据权利要求4所述的连接起来的叶轮和轴，其中，在使用中， 所述连接器的对内表面和所述轴侧轮毂延伸部的径向外表面之间的摩 擦连接传递所述轴和所述叶轮之间的基本所有转矩。

6.  根据权利要求4或5所述的连接起来的叶轮和轴，其中，所述 轴侧轮毂延伸部(H)具有中央凹处，且所述连接器被插入到所述中央 凹处中。

7.  根据权利要求1-3中任一项所述的连接起来的叶轮和轴，其中， 所述叶轮具有有中央凹处的轴侧轮毂延伸部(H)，所述连接器被插入 到所述中央凹处中，且所述连接器的对外表面(14)与所述轴侧轮毂 延伸部的径向内表面摩擦地连接。

8.  根据权利要求7所述的连接起来的叶轮和轴，其中：
所述叶轮由热膨胀系数比所述轴的材料更大的材料形成；以及
所述连接器由热膨胀系数比所述轴的材料更大的材料形成。

9.  根据权利要求8所述的连接起来的叶轮和，其中，(α_c-α_s)/(α_i- α_s)的值大于0.2，其中，α_c为所述连接器的热膨胀系数，α_i为所述叶轮 的热膨胀系数，α_s为所述轴的热膨胀系数。

10.  根据权利要求9所述的连接起来的叶轮和轴，其中，(α_c-α_s)/(α_i-α_s)的值等于或大于1。

11.  根据权利要求7-10中任一项所述的连接起来的叶轮和轴，其 中，在使用中，所述连接器的对外表面和所述轴侧轮毂延伸部的径向 内表面之间的摩擦连接传递所述轴和所述叶轮之间的基本所有转矩。

12.  根据权利要求6-11中任一项所述的连接起来的叶轮和轴，其 中，所述连接器的所述螺纹部在所述中央凹处内。

13.  一种涡轮增压器，具有如前述权利要求中任一项所述的连接起 来的叶轮和轴。

布置为适应热膨胀的旋拧到轴上的涡轮增压器叶轮
技术领域
本发明涉及一种连接到叶轮的轴。
背景技术
涡轮增压器叶轮通常由铝合金制成，以在商业可接受成本下提供 具有适当强度的低转动惯量。叶轮到钢制涡轮增压器的轴的附接通过 多种方式实现。例如，由于铝的相对柔弱以及轴的直径小，一种选择 是为叶轮设置钢制嵌件，所述嵌件包含能够被螺旋到轴上的螺纹插口。 这种布置能够比轴直接螺旋进入铝制主体的连接承受更高的转矩(转 矩与通过接头(joint)传递的力量成比例，因此叶轮能够在比直接螺纹 连接的情形中的压力比更高的压力比下使用)。
通常，这种嵌件通过冷缩配合被装配到叶轮中；叶轮的铝制主体 被加热以使要容纳钢制嵌件的孔扩展，同时嵌件在被插入所述孔中之 前被冷却，例如用液氮冷却。形成的过盈连接(interference connection) 受到在铝的材料特性被影响之前铝能够被加热到的温度的限制，和钢 能够被冷却到的温度的限制。
EP 1394387描述了这种类型的嵌件，并进一步提出了一种外部钢 制约束环，所述约束环加强了在铝制叶轮和嵌件之间的摩擦接触。由 于随着涡轮增压器加热，所述环并不如叶轮主体一样程度地扩展，叶 轮和嵌件之间的夹持点在涡轮增压器的整个工作循环期间保持在环的 轴向范围内，由此阻止了叶轮沿着嵌件“行走”的趋势。因此，与无 约束环的常规涡轮增压器相比，涡轮增压器的使用寿命能够明显地增 大。
当轴螺旋连接到叶轮时(如通过如上描述的嵌件)，轴和叶轮上 的螺纹可自收紧以提供在叶轮和轴之间的旋转固定连接。
另一种选择是叶轮和轴具有相应的邻接表面，在叶轮旋拧在轴上 时，邻接表面们接合，从而收紧螺纹以提供旋转固定连接。在这种布 置中，轴的螺纹部分通常与轴的邻接表面轴向隔开。不均匀热膨胀影 响叶轮和轴之间的操作，从而可能引起将要构建在轴的螺纹部分和邻 接表面之间的差热应变。该差热应变可在轴和叶轮的螺纹中产生不合 需要的压力水平。
发明内容
相应地，在第一方面中，本发明提供了一种用于连接到叶轮的轴， 其中，所述轴具有第一部件和第二部件，所述第一部件设置有携带螺 纹的螺纹部，该螺纹部旋拧到所述叶轮的相应的螺纹部，所述第二部 件设置有邻接表面(例如由所述轴的肩部提供)，用于当螺纹部被旋拧在 一起从而拧紧螺纹以在所述叶轮和轴之间提供旋转固定连接时，接合 所述叶轮的相应的邻接表面，
所述第一部件相对于所述第二部件在接头处被旋转地固定，所述 轴的螺纹部从所述轴的邻接表面轴向隔开第一距离，并且所述轴的螺 纹部从所述接头轴向隔开第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。
在该方式中，与其它情况相比，由在叶轮和轴之间运作的不同热 膨胀效应产生的任何差热应变能够适应超过(over)轴的较长的距离(即 超过第二距离)。由此减小在轴的螺纹部和叶轮的螺纹部中的压力。
现将陈述本发明的第一方面的可选特征。这些特征可单独应用， 或者在它们可兼容的范围内以任何组合应用。
所述轴可被构造为，当连接到叶轮时，轴的螺纹部和接头在叶轮 的同一侧。
轴的第一部件可为例如螺柱或系紧螺栓的伸长构件，，该伸长构 件位于形成在轴的第二部件中的中央腔中且从该中央腔突出。所述轴 的螺纹部可被设置在所述伸长构件的突出端处，且接头可在该伸长构 件的另一端处，例如在腔中。
然而，另一种选择为，轴的第二部件为携带在轴的第一部件上的 套筒，轴的邻接表面可在套筒的一端处(例如邻近轴的螺纹部)，且 接头可在套筒的另一端处(例如远离轴的螺纹部)。
接头可以为相对于第二部件旋转地固定第一部件的任何适当的连 接，诸如螺纹连接、花键连接或其它类型的锁定连接。实际上，可以 使第一部件和第二部件形成为单一的主体，但通常更方便的是使这两 个部分作为分离的主体，然后将它们旋转地固定在接头处。
本发明的第二方面提供了一种根据第一方面的连接到轴的叶轮， 所述叶轮具有相应的螺纹部和相应的邻接面。
现将陈述本发明的第二方面的可选特征。这些特征可单独应用， 或者在它们可兼容的范围内以任何组合应用。
轴可螺旋地直接连接到叶轮。然而，更通常地，叶轮具有设置有 相应的螺纹部和相应的邻接表面的连接器，所述连接器相对于所述叶 轮旋转地固定。换言之，连接器可形成为一个独立的主体，即，与所 述叶轮的剩余部分非一体，然后该连接器相对于所述叶轮的剩余部分 旋转地固定。然而，该连接器本身可形成为一个单一的主体。连接器 的法兰部能方便地设置相应的邻接表面。由所述连接器的螺纹部携带 的螺纹可由装配到所述连接器的螺旋线圈结构保护。由于连接器的材 料可能比轴的材料强度更弱，从而所述螺旋线圈结构能防止对连接器的 螺纹的损坏。连接器可由圆周(circumferential)抛油环形成，或在其 径向外表面处携带圆周抛油环。
叶轮可具有轴侧轮毂延伸部(如，具有中央凹处，所述中央凹处 可为盲孔的形式)，在轴侧轮毂延伸部处，轴的第一部件的螺纹部可 旋拧到叶轮的相应的螺纹部。前述的连接器的表面可与轮毂延伸部的 表面摩擦地连接。在使用中，连接器的表面和轮毂延伸部的表面之间 的摩擦连接可传递轴和叶轮之间的基本所有转矩。
因此，例如，叶轮可具有轴侧轮毂延伸部，且连接器的对内表面 可与轮毂延伸部的径向外表面摩擦地连接(例如通过压入配合或冷缩 配合)。在使用中，连接器的对内表面和轮毂延伸部的径向外表面之 间的摩擦连接可传递轴和叶轮间的基本所有转矩。连接器的对内表面 可为近似圆柱形。与对内表面摩擦连接的叶轮的轴侧轮毂延伸部的径 向外表面可以为相应的近似圆柱形。轴侧轮毂延伸部可具有中央凹处， 且连接器可被插入到凹处中。该方式中，连接器的螺纹部可位于中央 凹处内，实现了轴向的紧凑布置。中央凹处可为盲孔(即具有端面)。
然而，又一选择为，叶轮具有有中央凹处(例如盲孔)的轴侧轮 毂延伸部，并且连接器被插入到凹处中，连接器的对外表面与轮毂延 伸部的径向内表面摩擦地连接(例如通过压入配合或冷缩配合)。在 使用中，连接器的对外表面和轮毂延伸部的径向内表面之间的摩擦连 接可传递轴和叶轮间的基本所有转矩。连接器的对外表面可为近似圆 柱形。与对外表面摩擦连接的叶轮的轴侧轮毂延伸部的径向内表面可 以为相应的近似圆柱形。
根据该选择，叶轮可由热膨胀系数比轴的材料更大的材料形成， 且连接器可由热膨胀系数比轴的材料更大的材料形成。通过由具有这 种热膨胀系数的材料形成连接器，激励叶轮“行走”的差热力可减少， 从而在维持接头的最大转矩的同时减小了叶轮“行走”的任何趋势。 由于连接器的材料具有比传统的连接器的材料(由与轴相同的材料形 成)更大的热膨胀系数，当在装配期间维持所述连接器冷却至的温度 以及所述叶轮加热至的温度时，特别地，可使用冷缩配合以产生与叶 轮的更紧密的过盈。而且，轴的螺纹部和超过第二距离的邻接表面之 间的差热应变的适应特别有利，因为如果该应变仅适应于超过第一距 离，轴和连接器的螺纹中过多的压力的问题可能是严重的。当轴的第 一部件和第二部件为旋转地固定在接头处的分离的主体，且当这两个 部分由不同的材料形成(虽然通常它们可由相同材料形成)时，轴的 材料的热膨胀系数可被当作这两个部分的材料的平均热膨胀系数。
当连接器由具有比轴的材料的热膨胀系数更大的材料形成时，连 接器可由具有比叶轮的材料的强度更大的材料形成，和/或连接器可由 比叶轮的材料的热膨胀系数更小的材料形成。例如，轴的两部分可由 钢形成(例如高强度钢)，所述钢通常具有大约为11x10^-6/K的热膨胀 系数，而且叶轮可由铝合金形成，所述铝合金通常具有大约为 22.7x10^-6/K的热膨胀系数。优选地，连接器由能够抵抗与轴的磨擦的 材料形成。例如，连接器可由镁合金、青铜、黄铜或不锈钢形成。通 常，连接器的热膨胀系数值优选等于或接近于叶轮的热膨胀系数值， 用于减小激励叶轮“行走”的差热力。因此，优选地，(α_c-α_s)/(α_i-α_s) 的值大于0.2，并且更优选地大于0.3或0.4，其中，α_c为连接器的热膨 胀系数，α_i为叶轮的热膨胀系数，α_s为轴的热膨胀系数。然而，尽管轴 是两部分的形式，连接器的热膨胀系数远大于轴的热膨胀系数的风险 为在高温下产生的轴的拉伸可能导致轴损坏。因此，至少对于叶轮和 轴的通常的材料(例如分别是铝合金和钢)，优选地，(α_c-α_s)/(α_i-α_s) 的值小于0.9，并且更优选地小于0.8或0.7。然而，这并不排除(α_c- α_s)/(α_i-α_s)的值可等于或大于1。特别是如果(α_i-α_s)的值减小，则可采 用更大的(α_c-α_s)/(α_i-α_s)值，而没有轴损坏的风险。因此，一种选择为 用热膨胀系数相对小的材料形成所述叶轮，该材料例如碳化硅增强铝 合金，所述碳化硅增强铝合金根据碳化硅的量通常具有从14到17x10^-6/K 的热膨胀系数。在这种情况下，连接器的相对大的热膨胀系数不仅仅 能减小叶轮“行走”的任何趋势，而且有助于连接器和轮毂延伸部之 间的收缩配合摩擦连接的产生。
叶轮可具有一个或多个具有各自的接合表面的定中心部(该定中 心部可直接由叶轮提供，和/或由连接器提供)，这些接合表面与轴的 一个或多个相应的定中心部接合，轴的螺纹部和轴的定中心部沿轴线 分布。
通常，叶轮具有外壳，并且连接器和/或轮毂延伸部因此与所述外 壳的一区段形成密封。例如，该密封可包括密封环，该密封环可由所 述外壳区段携带且可由形成在连接器和/或轮毂延伸部的外表面上的相 应的环形凹处容纳。密封环在其径向内表面上可具有一个或多个环形 槽，并且所述凹处可具有相应的容纳在所述槽中的环形肋(rib)。另 一种选择是所述密封包括迷宫式密封，具有在面向外壳区段的表面上 的构造并且连接器和/或轮毂延伸部形成所述迷宫。
本发明的第三方面提供了涡轮增压器，该涡轮增压器具有第二方 面的连接起来的叶轮和轴。因此，所述叶轮可在轴的一端处，且排气 涡轮机可连接到轴的另一端。
本发明的进一步的可选特征在下面陈述。
附图说明
现在参考附图通过举例的方式说明本发明的实施例，其中:
图1是通过根据本发明实施例的连接到轴的涡轮增压器叶轮的立 剖面图；
图2是图1中的叶轮和轴之间的接头的特写图；
图3是图1中的叶轮的外壳的一区段和叶轮的轮毂延伸部之间的 密封的特写示意图；
图4是叶轮的外壳的一区段和连接器的法兰部之间的密封的特写 示意图；
图5示意地示出了根据本发明另一实施例的叶轮和轴之间的接头 的立剖面图；
图6示意地示出了根据本发明又一实施例的叶轮和轴之间的接头 的立剖面图；以及
图7是通过根据本发明实施例的连接到轴的另一涡轮增压器叶轮 的立剖面图。
具体实施方式以及本发明的进一步的可选特征
首先参考图1，铝合金叶轮1通过连接器3被装配到两部分的钢制 涡轮增压器轴2上。制造该叶轮的合金(在美国是已知的，名称为 “2618A”)具有在直到约200℃的温度下使用的相对高的强度，具有 铝与约2.5wt.％的铜以及少量镁、铁和镍的组分。
叶轮1的合金具有大约为22.7x10^-6/K的热膨胀系数，且轴2的钢 具有大约为11x10^-6/K的热膨胀系数。连接器3的材料优选地具有(α_c- α_s)/(α_i–α_s)的值大于0.2的热膨胀系数，更优选地大于0.3或0.4。例如， 连接器3可由镁合金(热膨胀系数约为26x10^-6/K)、青铜(热膨胀系 数通常约为18x10^-6/K，但对于锰-青铜高达20-21x10^-6/K)、黄铜(热 膨胀系数约为18.7x10^-6/K)或不锈钢(热膨胀系数约为16-17.3x10^-6/K) 制成。这种合金也可抵抗与轴2的钢的磨损。
连接器3是杯状的，且有用于连接到叶轮1的外表面14、具有形 成杯底的带有螺纹孔11的螺纹部12和在杯嘴周围的法兰部8。
轴2在其叶轮端部处形成有环绕圆柱形定中心部5的第一肩部4， 和从所述定中心部的端部延伸的具有进一步减小的直径的螺旋螺纹部 7。随着连接器3的外表面14摩擦地连接到轮毂延伸部H的径向内表 面，连接器3被插入到形成在轮毂延伸部H中的盲中央凹处。连接器 3的法兰部8抵靠接合轮毂延伸部H的轴侧端面9，以确定连接器3和 轮毂延伸部H的相对轴向位置。法兰部8在其另一侧上通过肩部4接 合到轴2上。轴的定中心部5通过接近(close)而不紧密(tight)的 装配被容纳在连接器的相应的定中心部10中。螺纹孔11接合在轴的 螺旋螺纹部7上。螺纹部12距凹处的端部具有小的余隙。
连接器3以如下方式装配到轮毂延伸部H上：冷却连接器3使其收 缩，以及加热叶轮使轮毂延伸部H扩展，然后将连接器3插入到轮毂 延伸部H的中央凹处直到法兰部8接触轮毂延伸部H的端面9。一旦 从它们的热偏移(thermal excursions)返回，连接器3和轮毂延伸部H 就经由连接器3的外表面14和轮毂延伸部H的径向内表面摩擦地握 紧。外表面14在轮毂延伸部H的轴向长度的大部分之内延伸且与其摩 擦地接触。
法兰部8的外径设置有捕油/抛油环R，在本发明该实施例中捕油/ 抛油环R加工成法兰部8。然而，另一种选择是将环R形成为单独组件。
在连接器3被装配到轮毂延伸部H上之后，轴2的螺旋螺纹部7 被旋拧到连接器3的螺纹部12上，各自的定中心部分5、10确保轴与 叶轮的轴线对准。旋拧螺纹直到法兰部8和肩部4的相对的表面开始 邻接，这使得螺纹紧固并且提供了叶轮1和轴2之间的旋转固定连接。
有利地，通过由具有中间热膨胀系数的材料形成连接器3，相对由 具有与轴的热膨胀系数相同的材料形成的连接器，作用在连接器3和 叶轮1之间的摩擦连接上的差热力可被减小。在该方式中，叶轮“行 走”的趋势也可减小，这允许叶轮由更高的转矩驱动，并因此增加叶 轮的最大压力比。此外，通过将连接器3和轴2之间的螺纹连接包含 在轮毂延伸部H的中央凹处中，实现了轴向的紧凑布置。在使用中， 连接器3和叶轮之间的摩擦连接传递轴2和叶轮1之间的基本所有转 矩。而且，因为不需要将EP1394387中所描述类型的约束环装配到轮 毂延伸部H上，因此在连接器3的装配期间可避免再磨操作。
有利地，如果存在叶轮1“行走”的任何趋势，可通过测量在法兰 部8和端面9之间会打开的间隙的大小来对此进行监测。由于这个原 因，优选地，法兰部8和端面9确定连接器和轮毂延伸部H的相对轴 向位置。能够构造成彼此邻接且由此确定所述相对轴向位置的替代的 一对面向特征(facing features)(诸如，螺纹部12和凹处的端部)不 易于被检查到。
然而，使用热膨胀系数大于轴的热膨胀系数的连接器可导致在轴 的螺纹部7旋拧到连接器的螺纹部12处的螺纹中的张应力增加。为了 减小螺纹中的力，轴形成为两部分，在图2中更好地示出，图2为图1 中的叶轮1和轴2之间的接头的特写图。轴的这两个部分由钢形成， 且具有相同或相似的热膨胀系数。
盲中央腔22形成在轴的外部件2b中，在腔底部处具有螺纹24。 轴的伸长螺柱形式的内部件2a位于腔中，螺柱的一个端部由腔突出。 内部件在其突出端处具有旋拧到连接器的螺纹部12上的螺纹部7。内 部件在突出端的相对端处还具有螺纹部26，螺纹部26旋拧到在该腔底 部处的螺纹24上从而以旋转固定关系连接轴的两部分。内部件在腔口 处或腔口附近还具有定中心部28，定中心部28为腔内的螺柱定中心。 螺柱在腔的盲端处可具有附加的或可选的定中心部。
轴的外部件2b具有定中心部5，定中心部5与连接器的定中心部 10接合，以确保轴与叶轮的轴线对准。外部件还具有肩部4，肩部4 与连接器的法兰部8开始邻接，这使得螺纹紧固并提供了叶轮1和轴2 之间的旋转固定连接。
通过这种两部分的布置，从螺纹部7到肩部4的轴向距离d₁小于 从螺纹部7到接头的轴向距离d₂，接头在轴的更远的螺纹部26和螺纹 24这两部分之间。因此，与其它方式相比，连接器3和轴2之间构建 的差热应变能适应超过轴的更长距离d₂。在该方式中，可减小螺纹部7、 12中螺纹的张应力。
如图3中较好地示出，叶轮外壳的一区段15和轮毂延伸部H的外 表面紧密接近以协助在叶轮1和外壳之间提供旋转油和压力密封。为 改进该密封，轮毂延伸部H在其外表面上具有凹处13，凹处13的一 端结合至连接器的第一组件的法兰部8，并且凹处13容纳由外壳区段 15所携带的密封环16。为降低密封环16和轮毂延伸部H之间的磨耗， 外壳区段15在密封环16的轴侧(图1中的右方)上具有小的邻接表 面20，并且密封环16停留抵靠在该邻接表面20。为提供增强的密封， 密封环16在其径向内表面上具有环形槽18，并且凹处具有相应的容纳 在该槽中的环形肋17，如EP A 1130220中所述。然而，可选地，密封 环可以是容纳在平面凹处(即，无肋)中的平面环(即，无凹槽)。 密封环16与外壳区段15协作，并且用以保持到组件的轴侧的润滑油 且保持到组件的叶轮侧(图1中的左方)的压缩空气。压缩空气包含 在叶轮1的主体、带有其密封环16的轮毂延伸部H和叶轮外壳之间， 叶轮组件安装在叶轮外壳内用于在悬吊轴承(未示出)上旋转。
图4是叶轮外壳的一区段和另一类型的连接器3的法兰部8之间 的密封的特写示意图。在这种情况中，替代由密封环形成的密封，在 一侧的轮毂延伸部H和法兰部8，以及在另一侧的外壳区段15，具有 接合表面19，接合表面19携带有各自的机器加工的凹槽组，所述凹槽 组互锁以形成迷宫式密封。
图5示意地示出了根据本发明另一实施例的如图1和2所示类型 的连接到轴的叶轮和连接器的立剖面图，在该立剖面图中轴向距离d₂相对于轴向距离d₁增加。在本实施例中，轴的内部件2a被延长以使其 表现为拉杆(tie-bar)的形式且从轴的外部件2b的两端伸出。因此， 在这种情况下的腔22为通孔而不是盲孔。也示出了在自叶轮1的轴远 端的外部件和涡轮增压器排气涡轮机32之间的冷缩配合连接30。
在本实施例中，拉杆2a的宽端部分34停留抵靠在腔22的涡轮机 端口的唇部36，且通过将叶轮组件旋拧到螺纹部7上，在轴的外部件 2b内拉紧。如果腔的唇部和宽端部分之间的摩擦接触不足以阻止拉杆 相对于外部件的旋转，这些特征可具有适当的互锁构造，诸如花键或 键，从而阻止旋转。另一选择为拉杆的涡轮机端部螺纹连接到轴的外 部件。而另一选择为轴的两部分之间的接头由涡轮机32介导 (mediate)。例如，拉杆可延伸得更远而通过形成在涡轮机的中心孔 突出，然后可连接到涡轮机(如通过螺母连接，该螺母旋拧到从涡轮 机突出的拉杆的螺纹端部上且锁靠在涡轮机的侧面)。
图6示意地示出了根据本发明又一实施例的如图1和2所示类型 的连接到轴2的叶轮和连接器的立剖面图。在本实施例中，轴的内部 件2a为轴的主要部分且从叶轮1延伸到排气涡轮机(未示出)，而外 部件2b为内部件上携带的套筒。内部件的螺纹部7仍在内部件的端部 处，内部件从外部件突出。然而，与连接器3的相应的定中心部10接 合的轴的定中心部5现在在内部件2a上。外部件在其叶轮端部处或附 近具有定中心部28'，该定中心部28'为外部件定中心到内部件上。
外部件2b的叶轮端部形成了肩部4，肩部4邻接连接器的法兰部 8。外部件的相对端部具有螺纹24，螺纹24旋拧到内部件2a的更远的 螺纹部26从而形成接头，该接头相对于这两个部分的彼此来旋转地固 定这两个部分。该方式中，轴向距离d₂与轴向距离d₁的比值与图1和 2中的实施例的比值相似。
在上述实施例中，连接器3的对外表面与轮毂延伸部H的径向内 表面摩擦地连接。然而，另一选择为使连接器的对内表面和轮毂延伸 部的径向外表面之间摩擦连接。然而，这两部分轴2的特征及其连接 到叶轮的布置方式可与上述实施例有关的描述相同。图7示出了通过 根据本发明实施例的连接到两部分轴的另一涡轮增压器叶轮的立剖面 图。轴2与图1和2示出的轴相同。然而，连接器3现在有插入到形 成在轮毂延伸部H中的中央凹处的杯状的插入部33，以及围绕轮毂延 伸部H的圆柱形套筒部34。在套筒部14的叶轮侧端处的邻接部31抵 靠接合轮毂延伸部H的叶轮侧端面32以确定套筒部14和轮毂延伸部 H的相对的轴向位置。围绕插入部33口的唇部38连接套筒部14和插 入部33。唇部38距轮毂延伸部H的轴侧端面9有小的余隙，但唇部 38在其另一侧通过肩部4接合到轴2上。轴的定中心部5通过闭合而 不紧密的装配被容纳在插入部33的相应的定中心部10中。插入部33 端部形成有螺纹孔11的螺纹部12，螺纹孔11接合在轴的螺旋螺纹部 7上。螺纹部12距凹处的端部具有小的余隙。
通过加热连接器3以使套筒部34扩展，套筒部34被装配到轮毂 延伸部H上，然后将套筒部34滑动到轮毂延伸部H的圆柱形外表面， 通过冷却套筒部34摩擦夹持该圆柱形外表面。套筒部34延伸过轮毂 延伸部H的轴向长度的大部分且由此摩擦地接触该轮毂延伸部H的轴 向长度的大部分，尽管在其它变型中，套筒部34可仅延伸过所述轴向 长度的一部分，和/或摩擦接触可在套筒部34和轮毂延伸部H之间仅 延伸过套筒部34和轮毂延伸部H之间的重叠区域的一部分。连接器具 有比叶轮的铝合金更小的热膨胀系数，因此套筒部14在温度升高时并 不如轮毂延伸部H一样程度地扩展。它们各自的膨胀系数的差异确保 了在工作期间，随着叶轮组件加热，轮毂延伸部和套筒之间的接头变 紧，降低了在离心力和热应力影响下叶轮和连接器之间任何相对移动 的趋势，并且增大了接头的最大转矩。
叶轮组件按照如下方式构建成。连接器3被加热，套筒部34被滑 动到轮毂延伸部H的圆柱形外表面上直到邻接部31接触轮毂延伸部H 的端面32。连接器的插入部33插入轮毂延伸部H的中央凹处中。由 此，当连接器冷却时，在套筒部34和轮毂延伸部H之间形成摩擦连接。 然而，连接器的尺寸被定为使得余隙C阻止插入部33接触中央凹处的 侧面。然后，轴2的螺旋螺纹部7被旋拧到连接器的螺纹部12上。各 自的定中心部5、10确保轴与叶轮的轴线对准。旋拧螺纹直到唇部38 和肩部4的相对的表面开始邻接，这使得螺纹紧固并且提供了叶轮1 和轴2之间的旋转固定连接。
虽然已经结合上述的示例性实施方式描述了本发明，但基于本公 开，许多等效的修改和变型对于本领域技术人员将是显而易见的。例 如，由连接器的螺纹部携带的螺纹可由螺旋线圈构造保护从而使连接 器的螺纹免受轴的更强材料的损害。因此，以上阐述的本发明示例性 实施方式被认为是说明性的而非限制性的。可在不脱离本发明的精神 和范围的前提下对所述实施方式作出各种改变。
以上所提及的全部参考资料通过引用合并于此。