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Title:
ROTOR FOR A CHARGING DEVICE AND CHARGING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/099590
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rotor (1) for a charging device (2) with a turbine wheel (3) and a compressor wheel (4). A compressor wheel shaft portion (5) is arranged on the compressor wheel (4) and is designed integrally therewith. Receptacles (7) for magnets (8) for forming a rotor of an electric motor (9) are arranged on the compressor wheel shaft portion (5). A turbine wheel shaft portion (6) is arranged on the turbine wheel (3) and is designed integrally therewith. The compressor wheel shaft portion (5) is inserted in the turbine wheel shaft portion (6) in a rotationally fixed manner. The turbine wheel shaft portion (6) and the turbine wheel (3) are made of ceramic. The compressor wheel shaft portion (5) and the compressor wheel (4) are made of light metal.

Inventors:
VERDOORN WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/025461
Publication Date:
May 16, 2024
Filing Date:
November 03, 2023
Export Citation:
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Assignee:
PORSCHE AG (DE)
International Classes:
F01D5/02; C04B41/00; F01D15/10; F01D25/16; F01D25/22; F02B37/10; F02B39/10; F02C6/12; F16C17/02; F16C33/04; F16C33/08; F16C35/02
Domestic Patent References:
WO2004046522A22004-06-03
WO2013165704A12013-11-07
Foreign References:
US4697325A1987-10-06
DE3816796A11989-11-30
DE102009018801A12009-11-05
DE102009020646A12010-11-18
US5605045A1997-02-25
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Claims:
Patentansprüche Rotor (1 ) für eine Ladeeinrichtung (2) mit einem Turbinenrad (3) und einem Verdichterrad (4), dadurch gekennzeichnet,

- dass an dem Verdichterrad (4) ein einstückig mit diesem ausgebildeter Verdichterradwellenabschnitt (5) angeordnet ist, wobei der

Verdichterradwellenabschnitt (5) Aufnahmen (7) für Magnete (8) zur Bildung eines Rotors eines Elektromotors (9) aufweist,

- dass an dem Turbinenrad (3) ein einstückig mit diesem ausgebildeter Turbinenradwellenabschnitt (6) angeordnet ist,

- dass der Verdichterradwellenabschnitt (5) drehfest in den Turbinenradwellenabschnitt (6) eingesteckt ist.

- dass der Turbinenradwellenabschnitt (6) und das Turbinenrad (3) aus Keramik und der Verdichterradwellenabschnitt (5) und das Verdichterrad (4) aus Leichtmetall ausgebildet sind. Rotor (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine den Turbinenradwellenabschnitt (6) umgebende Lagerhülse (12) vorgesehen ist. Rotor (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad (3) samt Turbinenradwellenabschnitt (6) aus Siliziumnitrid (Si3N4) ausgebildet ist. Rotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichterrad (4) samt Verdichterradwellenabschnitt (5) aus Aluminium ausgebildet ist. Rotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (8) in den Aufnahmen (7) des Verdichterradwellenabschnitts (5) verklebt sind. Rotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinenradwellenabschnitt (6) an seiner Außenmantelfläche (10) ein einstückig mit diesem ausgebildetes hydrodynamisches Lager (11 ), insbesondere ein Spiralrillenlager oder ein Luftfolienlager, aufweist. Rotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinenradwellenabschnitt (6) mit dem Verdichterradwellenabschnitt (5) verpresst und/oder verklebt ist. Ladeeinrichtung (2) mit einem Gehäuse (17), in welchem ein Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gelagert ist. Ladeeinrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (2) als Abgasturbolader ausgebildet ist. Ladeeinrichtung (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (17) ein Stator (13) angeordnet ist, der mit dem Rotor (1 ) in der Art eines Elektromotors (9) zusammenwirkt und den Rotor (1 ) antreibt.

Description:
ROTOR FÜR EINE LADEEINRICHTUNG UND LADEEINRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine Ladeeinrichtung mit einem Turbinenrad und einem Verdichterrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Ladeeinrichtung mit einem Gehäuse, in welchem ein solcher Rotor gelagert ist.

Dass der WO 2004/046522 A2 ist eine Ladeeinrichtung mit einem ein Turbinenrad und ein Verdichterrad aufweisenden Rotor bekannt, wobei das Turbinenrad und das Verdichterrad an einem Längsende einer Rotorwelle angeordnet und einstückig mit dieser ausgebildet sind. An einem gegenüberliegenden Längsende der Rotorwelle ist ein Hohlraum vorgesehen, in welchem Permanentmagnete zur Bildung eines Rotors eines Elektromotors eingesetzt sind.

Aus der DE 38 167 96 A1 ist ein Radialturbinenkeramikrotor mit integrierter Keramikwelle und einem nicht-keramischen Verdichterrad bekannt. Das Verdichterrad und die Keramikwelle sind dabei derart über eine thermisch und mechanisch belastbare sowie lösbare mechanische Kupplung verbunden, dass die lösbare Kupplung innerhalb des Verdichterrades angeordnet ist.

Aus der DE 10 2009 018 801 A1 ist ein Turbolader bekannt, der zumindest eine Turboladerwelle und ein Turboladerrad umfasst. Die Turboladerwelle und das Turboladerrad sind dabei einstückig aus einem Metallmatrix- oder Keramikmatrix- Verbundwerkstoff hergestellt.

Aus der WO 2013/165704 A1 ist ein Turbolader-Lagersystem mit folgenden Komponenten bekannt, einer Welle, die wenigstens einen Absatz aufweist, einer Lagerbüchse sowie einem Gleitlager, das an einem Lagerzapfenabschnitt angeordnet ist.

Aus der DE 10 2009 020 646 A1 ist ein Laufzeug für eine Fluidenergiemaschine, insbesondere für einen elektrisch angetriebenen Turbolader, bekannt, mit einer Welle, aus welcher zumindest längenbereichsweise ein Hohlkanal zum Kühlen des Laufzeugs ausgespart ist. Weiter vorgesehen ist zumindest ein drehfest mit der Welle verbundenes Laufrad, wobei zumindest ein Verbindungskanal zwischen dem Hohlkanal und dem Laufrad besteht. Hierdurch soll ein höherer Wirkungsgrad erreicht werden.

Aus der US 5,605,045 A1 ist eine Ladeeinrichtung mit einer Rotorwelle sowie einem daran angeordneten Verdichterrad und einem ebenfalls daran angeordneten Turbinenrad bekannt.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ladeeinrichtungen, beispielsweise Abgasturboladern, ist, dass diese, sofern der Rotor aus Metall ausgebildet ist, ein hohes Massenträgheitsmoment aufweisen und dadurch ein verzögertes Ansprechverhalten besitzen. Wird ein keramisches Turbinenrad verwendet, um beispielsweise eine Wärmeleitung in Richtung eines Lagergehäuses zu reduzieren, stellt sich das Problem einer zuverlässigen Verbindung mit einer Rotorwelle aus Metall. Darüber hinaus werden bei bisher aus dem Stand der Technik bekannten Ladeeinrichtungen die Rotoren über Gleit- oder Kugellager gelagert, wodurch eine Ölschmierung erforderlich ist. Eine derartige Ölschmierung birgt jedoch stets die Gefahr eines Öl-Nebeleintrags in die Verdichterseite und darüber in die Brennkraftmaschine, was zu einem erhöhten Ölanteil in blow-by- Gasen im Kurbelgehäuse führen kann. Darüber hinaus entstehen selbst bei qualitativ höchstwertigen Kugellagern Reibungsverluste und damit Wirkungsgradverluste. Dies ist insbesondere dann von großer Bedeutung, sofern die Ladeeinrichtung über einen Elektromotor angetrieben ist.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Rotor der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen im Wesentlichen zweiteiligen und zusammensteckbaren Rotor zu schaffen, bei welchem an einem Verdichterrad ein Verdichterradwellenabschnitt und an einem Turbinenrad ein Turbinenradwellenabschnitt einstückig angeformt sind. Diese beiden Elemente werden dann über ihre Wellenabschnitte ineinandergesteckt, wobei der Verdichterradwellenabschnitt drehfest in den Turbinenradwellenabschnitt eingesteckt ist, sodass eine Lagerung des Rotors über den außenliegenden Turbinenradwellenabschnitt erfolgen kann. Da der Turbinenradwellenabschnitt ebenso wie das Turbinenrad aus einer Keramik ausgebildet sind, erfolgt im Vergleich zu einer Ausbildung aus Metall ein deutlich reduzierter Wärmeübertrag in ein Lagergehäuse und in den Verdichterradwellenabschnitt, sodass der Verdichterradwellenabschnitt und darin angeordnete Magnete über das Verdichterrad besser kühlbar sind. Das Verdichterrad und der Verdichterradwellenabschnitt wiederum sind aus Leichtmetall ausgebildet, wobei der Verdichterradwellenabschnitt zumindest eine Aufnahme für Magnete zur Bildung eines Rotors eines Elektromotors aufweist. Durch den erfindungsgemäßen Rotor lassen sich so eine ganze Reihe von wesentlichen Vorteilen erzielen: Im Vergleich zu einer Ausbildung eines Rotors mit einer ein Verdichterrad und ein Turbinenrad tragenden Welle aus Stahl, weist der erfindungsgemäße Rotor durch Verwendung von Keramik für den Turbinenradwellenabschnitt und das Turbinenrad sowie Leichtmetall für den Verdichterradwellenabschnitt und das Verdichterrad ein deutlich geringeres Gewicht auf, wodurch der gesamte Rotor auch ein deutlich reduziertes Massenträgheitsmoment besitzt. Dies beeinflusst in positiver Weise auch ein Ansprechverhalten einer mit diesem Rotor ausgestatteten Ladeeinrichtung. Durch die einstückige Ausbildung des Turbinenrades mit dem Turbinenradwellenabschnitt und des Verdichterrades mit dem Verdichterradwellenabschnitt entfällt zugleich eine Montage des Verdichterrades am Verdichterradwellenabschnitt sowie des Turbinenrades am Turbinenradwellenabschnitt, wodurch die Fertigung vereinfacht und die Teilevielfalt und damit auch verbunden die Lager- und Logistikkosten reduziert werden können. Durch das geringe Gewicht von Keramik im Vergleich zu Stahl kann auch ein Durchmesser des Turbinenradwellenabschnitts deutlich größer gewählt werden, wodurch die Festigkeit der Rotorwelle, bestehend aus Turbinenradwellenabschnitt und Verdichterradwellenabschnitt deutlich gesteigert werden kann. Die Ausbildung des Verdichterrades und des Verdichterradwellenabschnitts aus Leichtmetall kann darüber hinaus eine besonders effektive Kühlung der im Verdichterradwellenabschnitt in den Aufnahmen angeordneten Magnete erfolgen, wodurch die Leistung eines den Rotor aufweisenden Elektromotors gesteigert werden kann. Um eine zusätzliche Gewichtsreduzierung des Rotors erreichen zu können, kann der Turbinenradwellenabschnitt und/oder der Verdichterradwellenabschnitt hohl ausgebildet sein. Durch das monolithische Design des Verdichterrades mit dem Verdichterradwellenabschnitt und des Turbinenrades mit dem Turbinenradwellenabschnitt und eine vergleichsweise große Verpressoberfläche (Kontaktfläche) zwischen Verdichterradwellenabschnitt und Turbinenradwellenabschnitt kann auch ein Migrations- bzw. Setzverhalten im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Rotoren deutlich verbessert werden.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rotors ist eine den Turbinenradwellenabschnitt umgebende Lagerhülse vorgesehen. Diese Lagerhülse kann Axiallagerschultem aufweisen und dadurch als axiale Lagerung für den Rotor dienen. Eine derartige Lagerhülse wird dabei vor dem Ineinanderstecken des Verdichterradwellenabschnitts in den Turbinenradwellenabschnitt aufgebracht. Über eine derartige Lagerhülse ist eine besonders leichtgängige Lagerung des Rotors an einem Gehäuse einer Ladeeinrichtung, beispielsweise einem Abgasturbolader, denkbar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors ist das Turbinenrad samt Turbinenradwellenabschnitt aus Siliziumnitrid (Si3N4) ausgebildet. Eine vergleichsweise hohe Bruchzähigkeit in Kombination mit kleinen Defektgrößen verleiht Siliziumnitrid eine der höchsten Festigkeit unter ingenieurkeramischen Werkstoffen. Durch die Kombination einer hohen Festigkeit und zugleich einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten und einem relativ großen Elastizitätsmodul eignet sich Siliziumnitrid insbesondere auch für thermisch hoch beanspruchte Bauteile, beispielsweise in einem Abgasstrom. Zugleich besitzt Siliziumnitrid einen vergleichsweise geringen Wärmeleitkoeffizienten, wodurch ein unbeabsichtigter Wärmeeintrag in ein Lagergehäuse oder auf eine Verdichterseite einer Ladeeinrichtung unterbunden, zumindest aber minimiert werden kann.

Zugleich besitzt Siliziumnitrid im Vergleich zu Stahl ein deutlich geringeres Gewicht, wodurch das aus Turbinenrad und Turbinenradwellenabschnitt bestehende Bauteil deutlich leichter ausgebildet werden kann. Hierdurch ist es möglich, positiv Einfluss auf ein Massenträgheitsmoment zu nehmen, wodurch eine mit diesem Rotor ausgestattete Ladeeinrichtung ein schnelleres Ansprechverhalten erhält. Durch die keramische Ausführungsform des Turbinenradwellenabschnitts beeinträchtigt dieser auch kein Magnetfeld der innerhalb des Turbinenradwellenabschnitts in der Aufnahme des Verdichterradwellenabschnitts angeordneten Magnete, wodurch ein mit einem solchen Rotor ausgestatteter Elektromotor eine hohe Leistungsfähigkeit besitzt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors ist das Verdichterrad samt Verdichterradwellenabschnitt aus Aluminium ausgebildet. Aluminium stellt dabei eine mögliche Ausführungsform eines Leichtmetalls dar, die im Vergleich zu Stahl ein deutlich geringeres Gewicht aufweist und über eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit verfügt, sodass die im Verdichterradwellenabschnitt angeordneten Magnete optimal kühlbar sind. Damit ist auch ein mit einem solchen Rotor ausgestatteter Elektromotor besser kühlbar und dadurch hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit steigerbar.

Zweckmäßig sind die Magnete in den Aufnahmen des Verdichterradwellenabschnitts verklebt. Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit des Verdichterradwellenabschnitts aus Leichtmetall können Klebstoffe zur Fixierung der Magnete in der Aufnahme eingesetzt werden, da die in der Aufnahme auftretenden Temperaturen den Klebstoff nicht negativ beeinträchtigen. Rein theoretisch ist selbstverständlich auch eine Formschlussverbindung oder eine Pressverbindung zwischen den Magneten und den Aufnahmen des Verdichterradwellenabschnitts denkbar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors weist der Turbinenradwellenabschnitt an einer Außenmantelfläche ein einstückig mit diesem ausgebildetes hydrodynamisches Lager, beispielsweise ein Luftfolienlager oder ein Spiralrillenlager, auf. Ein derartiges hydrodynamisches Lager bewirkt eine besonders leichtgängige und insbesondere auch ölfreie Lagerung des Rotors in einem Lagergehäuse einer Ladeeinrichtung. Zugleich können bisher eingesetzte Lager, beispielsweise Gleit- oder Kugellager, entfallen, wodurch sich sowohl die Teilevielfalt als auch ein Montageaufwand reduzieren.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors ist der Turbinenradwellenabschnitt mit dem Verdichterradwellenabschnitt verpresst und/oder verklebt. Um eine zuverlässige drehfeste Verbindung zwischen dem Turbinenradwellenabschnitt und dem Verdichterradwellenabschnitt zu erzeugen, kann somit eine Klebe- und/oder Pressverbindung eingesetzt werden. Beide Verbindungen ermöglichen dabei eine fertigungstechnisch einfach herzustellende Verbindung, wobei aufgrund der vergleichsweise großen Kontaktflächen zwischen einer Innenmantelfläche des Turbinenradwellenabschnitts und einer Außenmantelfläche des Verdichterradwellenabschnitts zugleich auch ein optimierter Wärmeübertrager vom Turbinenradwellenabschnitt in den Verdichterradwellenabschnitt und damit eine optimierte Kühlung des Turbinenradwellenabschnitts erfolgt.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Ladeeinrichtung, beispielsweise einen Abgasturbolader, anzugeben, in welchem ein Rotor entsprechend den vorherigen Absätzen gelagert ist. Hiermit lassen sich die bezüglich des Rotors beschriebenen Vorteile auf die Ladeeinrichtung übertragen. Konkret handelt es sich bei diesen Vorteilen insbesondere um ein reduziertes Gewicht aufgrund der Verwendung von Leichtmetall für den Verdichterradwellenabschnitt und das Verdichterrad sowie Keramik für den Turbinenradwellenabschnitt und das Turbinenrad und ein deutlich verbessertes Setzverhalten aufgrund der einstückigen Ausbildung des Turbinenradwellenabschnitts mit dem Turbinenrad und des Verdichterradwellenabschnitts mit dem Verdichterrad. Zugleich kann durch den Verdichterradwellenabschnitt aus Leichtmetall auch eine verbesserte Kühlung der darin angeordneten Magnete und des Turbinenradwellenabschnitts ermöglicht werden. Durch das geringere Gewicht, welches zusätzlich dadurch reduziert werden kann, dass der Turbinenradwellenabschnitt und das Turbinenrad bzw. der Verdichterradwellenabschnitt und das Verdichterrad zumindest bereichsweise hohl ausgebildet sind, kann zudem ein schnelles Ansprechverhalten der Ladeeinrichtung ebenso wie ein geringes Massenträgheitsmoment erreicht werden. Bei einer vorteilhaften Weiterbildungserfindung der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung ist in dem Gehäuse ein, insbesondere bestrombarer, Stator angeordnet, der mit dem Rotor in der Art eines Elektromotors zusammenwirkt. Hierdurch kann eine elektrisch antreibbare Ladeeinrichtung, beispielsweise ein elektrisch antreibbarer Abgasturbolader geschaffen werden, der nicht nur leistungsstark ist, sondern beispielsweise auch bei Abgasturboladern auftretende Turbolöcher überbrücken kann.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den durch die Ansprüche definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Rotor,

Fig. 2 eine Ansicht auf den gemäß der Figur 1 dargestellten Rotor im Einbauzustand in eine Ladeeinrichtung. Entsprechend den Figuren 1 und 2 weist ein erfindungsgemäßer Rotor 1 für eine Ladeeinrichtung 2, beispielsweise für einen elektrisch antreibbaren Abgasturbolader, ein Turbinenrad 3 sowie ein Verdichterrad 4 auf. Erfindungsgemäß ist nun an dem Verdichterrad 4 ein einstückig mit diesem ausgebildeter Verdichterradwellenabschnitt 5 angeordnet, wobei der Verdichterradwellenabschnitt 5 und das Verdichterrad 4 als einstückiges Leichtmetallbauteil, insbesondere aus Aluminium, ausgebildet sind. An dem Turbinenrad 3 ist ein einstückig mit diesem ausgebildeter Turbinenradwellenabschnitt 6 angeordnet, wobei dieser Turbinenradwellenabschnitt 6 und das Turbinenrad 3 aus Keramik, insbesondere aus Siliziumnitrid (Si3N4) ausgebildet sind.

Der Verdichterradwellenabschnitt 5 ist dabei in den Turbinenradwellenabschnitt 6 eingeschoben und beispielsweise über eine Klebeverbindung bzw. eine Presspassung drehfest fixiert. Der Verdichterradwellenabschnitt 5 besitzt darüber hinaus eine oder mehrere Aufnahmen 7 für Magnete 8 zur Bildung eines Rotors eines Elektromotors 9 (vergleiche Figur 2). Im vorliegenden Fall erstreckt sich der Turbinenradwellenabschnitt 6 bis zum Verdichterrad 4 und weist eine durchgehende Außenmantelfläche 10 auf. Aufgrund des geringeren Gewichts sowohl von Keramik als auch von Leichtmetall im Vergleich zu Stahl, kann der erfindungsgemäße Rotor 1 deutlich leichter ausgebildet werden, als dies bei einem Rotor mit einem Turbinenrad, einem Verdichterrad und einer Rotorwelle aus Stahl der Fall wäre. Ein derartiger reduziertes Gewicht verleiht der Ladeeinrichtung 2 ein verbessertes Ansprechverhalten, da das Massenträgheitsmoment des Rotors 1 reduziert ist.

Ein großer Vorteil der einstückigen Ausbildung des Turbinenrades 3 mit dem Turbinenradwellenabschnitt 6 und des Verdichterrades 4 mit dem Verdichterradwellenabschnitt 5 liegt darin, dass keine Montage des Verdichterrades 4 am Verdichterradwellenabschnitt 5 bzw. des Turbinenrades 3 am Turbinenradwellenabschnitt 6 erfolgen muss. Hierdurch kann insbesondere ein Montageaufwand reduziert werden. Gleichzeitig reduziert die einstückige Ausbildung des Verdichterradwellenabschnitts 5 mit dem Verdichterrad 4 und des Turbinenradwellenabschnitts 6 mit dem Turbinenrad 3 auch ein Migrations- bzw. Setzverhalten. Eine weitere Reduzierung des Gewichts des Rotors 1 kann dadurch erreicht werden, dass das Turbinenrad 3 und der Turbinenradwellenabschnitt 6 bzw. das Verdichterrad 4 und der Verdichterradwellenabschnitt 5 hohl ausgebildet sind.

An der Außenmantelfläche 10 des Turbinenradwellenabschnitts 6 kann ein einstückig mit der Außenmantelfläche 10 ausgebildetes hydrodynamisches Lager 11 , insbesondere ein Spiralril lenlager oder ein Luftfolienlager, angeordnet sein, wie dies gemäß der Figur 2 dargestellt ist. Über ein derartiges hydrodynamisches Lager 11 ist eine leichtgängige, reibungsarme und vor allem auch verschleißfreie Lagerung des Turbinenradwellenabschnitts 6 und darüber des Rotors 1 in einer Lagerhülse 12 und darüber in einem Gehäuse 17 der Ladeeinrichtung 2 möglich. Das hydrodynamische Lager 11 bzw. die gemäß der Figur 2 dargestellten zwei hydrodynamischen Lager 11 bieten darüber hinaus den Vorteil, auf bisher eingesetzte Gleit- bzw. Kugellager, sowie eine dafür erforderliche Schmierung verzichten zu können, wodurch insbesondere ölhaltiges blow-by-Gas in einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, welche mit der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 2 aufgeladen wird, zumindest reduziert werden kann.

Die Lagerhülse 12 kann darüber hinaus Axiallagerschultern 16 aufweisen, über welche eine axiale Lagerung des Rotors 1 ermöglicht wird. Dabei können die beiden Axiallagerschultem 16 einstückig mit der Lagehülse 12 ausgebildet sein, wobei auch denkbar ist, dass zumindest eine der beiden Axiallagerschultern 16 mit der Lagerhülse 12 verbindbar ist.

Durch die Ausbildung des Turbinenrades 3 und des Turbinenradwellenabschnitts 6 aus Keramik, beispielsweise aus Siliziumnitrid, kann zudem ein verschleißbeständiger, hochfester und zugleich schlecht wärmeleitender Werkstoff eingesetzt werden, der einen Wärmeübertrag von der Turbinenseite auf die Verdichterseite in Richtung des Verdichterrades 4 zumindest reduziert. Durch die Ausbildung des Turbinenradwellenabschnitts 6 aus Keramik kann darüber hinaus eine Beeinträchtigung des von den Magneten 8 erzeugten Magnetfeldes und dadurch eine Reduzierung der Leistung des Elektromotors 9 vermieden werden. Durch die Ausbildung des Verdichterrades 4 und des Verdichterradwellenabschnitts 5 aus Leichtmetall, beispielsweise Aluminium, kann hier wiederum ein besonders gewichtsoptimiertes und zugleich gut wärmeleitendes Material eingesetzt werden, wodurch eine optimierte Kühlung der Magnete 8 erreicht werden kann. In der Ladeeinrichtung 2 ist dabei in dem Gehäuse 17 ein bestrombaren Stator 13 (vergleiche Figur 2) angeordnet, der mit dem Rotor 1 den Elektromotor 9 bildet.

Um eine einerseits leicht herzustellende und andererseits feste Verbindung zwischen dem Turbinenradwellenabschnitt 6 und dem Verdichterradwellenabschnitt 5 zu schaffen, kann der Verdichterradwellenabschnitt 5 über Kontaktflächen 14 mit zugehörigen Kontaktflächen 15 des Turbinenradwellenabschnitts 6 verpresst bzw. verklebt sein.

Der Elektromotor 9 kann dabei als BLDC (bürstenloser Gleichstrommotor) ausgebildet sein.

Mit dem erfindungsgemäßen Rotor 1 und der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 2 lässt sich ein besonders gewichtsoptimierter Rotor 1 schaffen, der zudem eine optimierte Kühlung der in den Aufnahmen 7 des Verdichterradwellenabschnitts 5 angeordneten Magnete 8 ermöglicht. Durch die jeweilige einstückige Ausbildung des Verdichterradwellenabschnitts 5 mit dem Verdichterrad 4 und des Turbinenradwellenabschnitts 6 mit dem Turbinenrad 3 kann eine monolithische Verbindung geschaffen werden, die weder einen Montageaufwand erfordert, noch ein Setzverhalten zeigt. Durch die gewichtsoptimierte Ausbildung der einzelnen Komponenten im Vergleich zu einer Ausbildung aus Stahl ist es auch möglich, den Turbinenradwellenabschnitt 6 hinsichtlich seines Durchmessers größer zu dimensionieren, wodurch der Rotor 1 eine deutlich verbesserte Festigkeit aufweist. Durch die gewichtsoptimierte Ausbildung des Rotors 1 kann dessen Massenträgheitsmoment gesenkt und ein Ansprechverhalten der Ladeeinrichtung 2 gesteigert werden.