DE102017218382A1

DE102017218382A1 - Laufradgehäuse für einen Abgasturbolader mit einem einen Ventilsitzring aufweisenden Bypass-Ventil sowie Abgasturbolader und Montageverfahren

Info

Publication number: DE102017218382A1
Application number: DE102017218382.9A
Authority: DE
Inventors: Marc Hiller
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2019-04-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Laufradgehäuse (10) für einen Abgasturbolader für einen Verbrennungsmotor, das ein Bypass-Ventil (20) mit einer Ventilklappe (21) und einem einen Ventilsitzring (30) aufweisenden Ventilklappensitz (15) aufweist, sowie einen mit zumindest einem solchen Laufradgehäuse (10) ausgestatteten Abgasturbolader (1), sowie ein Montageverfahren zur Montage des Laufradgehäuses (10) mit Ventilsitzring (30) im Ventilklappensitz (15) des Bypass-Ventils (20).Dabei ist das Laufradgehäuse (10) dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzring (30) auf seiner äußeren Ring-Mantelfläche (32) eine oder mehrere in Umfangsrichtung umlaufende Verzahnungsrippen (33) aufweist, die einen Ring-Außendurchmesser (DRa) bestimmen, der um eine Schrumpfmaß-Differenz (DDiff) größer ist als ein Aufnahme-Innendurchmesser (DAi) der Innenmantelfläche (17) einer Aufnahmeausformung (16) am Bypass-Kanal-Ausgang (14) in welcher der Ventilsitzring (30)aufgenommen ist. Dadurch ist im montierten Zustand des Ventilsitzringes (30) Material der Innenmantelfläche (17) der Aufnahmeausformung (16) durch die Verzahnungsrippen (33) in die Zwischenräume der Verzahnungsrippen (33) verdrängt, wodurch eine formschlüssige Verzahnung zwischen Ventilsitzring (30) und Aufnahmeausformung (16) besteht und der Ventilsitzring (30) dauerhaft in der Aufnahmeausformung (16) fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufradgehäuse für einen Abgasturbolader für einen Verbrennungsmotor, das ein Bypass-Ventil mit einer Ventilklappe und einem einen Ventilsitzring aufweisenden Ventilklappensitz aufweist, sowie einen mit zumindest einem solchen Laufradgehäuse ausgestatteten Abgasturbolader, sowie ein Montageverfahren zur Montage des Laufradgehäuses mit Ventilsitzring im Ventilklappensitz des Bypass-Ventils.
Abgasturbolader werden vermehrt zur Leistungssteigerung bei Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren eingesetzt. Dies geschieht immer häufiger mit dem Ziel den Verbrennungsmotor bei gleicher oder gar gesteigerter Leistung in Baugröße und Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig den Verbrauch und somit den CO₂-Ausstoß, im Hinblick auf immer strenger werdende gesetzliche Vorgaben diesbezüglich, zu verringern. Das Wirkprinzip besteht darin, die im Abgasstrom enthaltene Energie zu nutzen um den Druck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zu erhöhen und so eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft-Sauerstoff zu bewirken und somit mehr Treibstoff, Benzin oder Diesel, pro Verbrennungsvorgang umsetzen zu können, also die Leistung des Verbrennungsmotors zu erhöhen.
Ein Abgasturbolader weist dazu eine im Abgasstrang des Verbrennungsmotors angeordnete Turbine mit einem durch den Abgasstrom angetriebenen Turbinenlaufrad und einen im Ansaugtrakt angeordneten Verdichter mit einem den Druck aufbauenden Verdichterlaufrad auf. Turbinenlaufrad und Verdichterlaufrad sind drehfest an den gegenüberliegenden Enden einer Rotorwelle befestigt, die in einer zwischen Turbine und Verdichter angeordneten Lagereinheit drehgelagert ist. Somit wird mit Hilfe des Abgasmassenstroms das Turbinenrad und über die Rotorwelle wiederum das Verdichterrad angetrieben und die Abgasenergie so zum Druckaufbau im Ansaugtrakt genutzt.
Der Betrieb eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug ist von dynamischen Änderungen der Last und des Betriebsbereiches gekennzeichnet.
Um nun den Betriebsbereich des Abgasturboladers an sich ändernde Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors anpassen zu können und so ein gewünschtes Ansprechverhalten möglichst ohne spürbare Verzögerungen (Turboloch) zu gewährleisten werden Abgasturbolader mit sogenannten variablen Turbinengeometrien und mit über Ventilklappen offenbaren Bypass-Ventilen in den Laufradgehäusen, also in Turbinengehäuse und Verdichtergehäuse, ausgestattet.
Ein entsprechendes Bypass-Ventil auf der Turbinenseite wird als Wastegate-Ventil bezeichnet. Das Wastegate-Ventil verbindet den Abgaskanal in Strömungsrichtung vor dem Turbinenlaufrad über einen Wastegate-Kanal mit dem Abgaskanal hinter dem Turbinenlaufrad und kann über eine Schließvorrichtung, zum Beispiel eine mit einem Ventilsitz zusammenwirkende Ventilklappe geöffnet oder gelschlossen werden.
Ein entsprechendes Bypass-Ventil auf der Verdichterseite wird als Schubumluft-Ventil bezeichnet. Das Schubumluft-Ventil verbindet den Frischluft-Ansaugkanal in Strömungsrichtung vor dem Verdichterlaufrad über einen Schubumluft-Kanal mit dem Druckluftkanal in Strömungsrichtung nach dem Verdichterlaufrad und kann, wie auch das Wastegate-Ventil, über eine Schließvorrichtung, zum Beispiel eine mit einem Ventilsitz zusammenwirkende Ventilklappe geöffnet oder gelschlossen werden.
Als Schließvorrichtung zum Öffnen und Schließen von den genannten Bypass-Ventilen, wie Wastegate-Ventilen und Schubumluft-Ventilen, werden in bekannter Weise Klappenventile eingesetzt. Zur Erläuterung des prinzipiellen Aufbaus eines Laufradgehäuses 10 mit einem solchen Bypass-Ventil 20 wird hier auf das in 1 in einer schematisierten Schnittdarstellung eines Turbinengehäuses mit einem Wastegate-Ventil und einer Kurbelarm-Betätigungsvorrichtung dargestellte, erfindungsgemäße Laufradgehäuse 10 Bezug genommen.
Über den Fluideintrittsbereich 11 des Laufradgehäuses 10, hier ein Turbinengehäuse, tritt der Fluidmassenstrom FM, in diesem Fall ein Abgasmassenstrom, in das Laufradgehäuse 10 der Abgasturbine ein. Aus dem Laufradgehäuse 10 wird der Abgasmassenstrom FM auf das Turbinenrad (nicht dargestellt) geleitet und tritt dann durch den Fluidaustrittsbereich 12 in das Abgassystem (nicht dargestellt) und durch dieses in die Umgebung aus. Der Bypass-Kanal 13, hier ein Wastegate-Kanal, verbindet nun auf direktem Weg den Fluideintrittsbereich 11 mit dem Fluidaustrittsbereich 12. Der Ventilklappensitz 15 des Bypass-Kanals 13 weist einen separat eingelegten Ventilsitzring 30 mit einer Ventilsitzfläche 31 und einer Ringachse 30a, die durch das Zentrum des Ventilsitzringes 30 und senkrecht zu der Ventilsitzfläche 31 verläuft, auf. Der Ventilsitzring 30 ist in Bezug auf die Strömungsrichtung des Fluidmassenstroms FM am Bypass-Kanal-Ausgang 14 angeordnet. Zum Schließen des Bypass-Kanals 13 wird eine tellerförmige Ventilklappe 21 auf die Ventilsitzfläche 31 des Ventilsitzrings 30 aufgelegt. Die Ventilklappe 21 ist an einem Kurbelarm 22 befestigt, der auf einer Kurbelspindel 23 montiert ist und damit um die Kurbelspindeldrehachse 24 drehbar gelagert ist. Durch Drehung des Kurbelarms 22 um die Kurbelspindeldrehachse 24 (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn) wird die Ventilklappe 21 entlang des Ventilklappenweges, aus näherungsweise in Bezug auf die Ventilsitzfläche 31 senkrechter Richtung, auf den Ventilsitzring 30 aufgesetzt und der Bypass-Kanal 13, hier der Wastegate-Kanal, so geschlossen und in umgekehrter Richtung geöffnet.
Solche Bypass-Ventile befinden sich im Massenstrom FM des Abgases bzw. der Ansaugluft des Verbrennungsmotors und sind schwankenden Druck- und Temperaturverhältnissen ausgesetzt. Dies trifft in besonderem Maße auf das Wastegate-Ventil zu, das Temperaturen bis zu 1200°C ausgesetzt sein kann. Jedoch auch im Bereich eines Schubumluft-Ventils können durch die Temperaturerhöhung der Ladeluft bei der Verdichtung Temperaturen von über 100°C auftreten.
Weiterhin werden hohe Anforderungen an die Dichtheit der Bypass-Ventile im geschlossenen Zustand gestellt, was ein ebenes, dichtes Aufliegen der Ventilklappe 21 auf der Ventilsitzfläche 31 voraussetzt und das Aufbringen entsprechend hoher Schließkräfte erfordert. Aufgrund der schwankenden Betriebstemperaturen und der damit verbundenen unterschiedlichen Wärmeausdehnungen im System ist es von Vorteil die Aufhängung der Ventilklappe 21 an der zugeordneten Betätigungsvorrichtung, zum Beispiel am entsprechenden Kurbelarm 22 mit einem gewissen Spiel auszustatten.
Solche oder ähnliche Ausführungen von Bypass-Ventilen sind zum Beispiel auch in den Dokumenten DE 10 2008 011 416 A1 , DE 10 2010 007 600 A1 und DE 100 20 041 C2 offenbart.
In modernen Abgasturboladern für Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen wird immer häufiger, zum Beispiel aus Gewichts- und Kostengründen unter anderem Aluminium oder auch andere Leichtmetalle, wie zum Beispiel Magnesium, als Werkstoff, auch für die thermische sehr hoch belasteten Turbinengehäuse eingesetzt. Problematisch dabei ist, dass Aluminium bei hohen Temperaturen seine Festigkeit einbüßt. Insbesondere in Betriebspunkten der Abgasturbine mit hohen Abgasmassenströmen, im Volllastbereich, wird ein Teil des Abgases über das teilweise oder vollständig geöffnete Wastegate-Ventil an der Turbine vorbei geleitet. Dies führt zu sehr hohen Temperaturen im Bereich des Wastegate-Ventils, insbesondere der Ventilklappe und des Ventilklappensitzes. Dies führt zur Entfestigung des Aluminiumwerkstoffs in diesen Bereichen. Wird das Wastegate-Ventil dann in eine Position geregelt, bei der sich die Ventilklappe kurz vor dem Aufliegen auf der Ventilsitzfläche befindet, so kommt es vor allem durch die Druckpulsationen des Ladungswechsels zu einem „Tänzeln“ der Ventilklappe im Rahmen des Spiels zwischen Ventilklappe und Kurbelarm. Dieses „Tänzeln“ führt zu pulsierenden Bewegungen und Aufschlägen der Ventilklappe auf der Ventilsitzfläche, was ohne einen entsprechenden Ventilsitzring unweigerlich zu erhöhtem Verschleiß bis zur lokalen Umformung der Ventilsitzfläche führen kann. Infolgedessen würde das Wastegate-Ventil undicht und der Abgasturbolader und somit der Verbrennungsmotor verliert an Leistung. Auch die Geschwindigkeit des Drehmomentaufbaus des Verbrennungsmotors wird dadurch nachteilig beeinflusst.
Diese Zusammenhänge gelten prinzipiell auch für Schubumluft-Ventile, wenn auch die Problematik aufgrund der niedrigeren Temperaturen nicht so vordringlich scheint.
Aus diesem Grund wird, insbesondere bei Verwendung eines „weichen“ Gehäusewerkstoffes, zum Beispiel ein separater Ventilsitzring als Ventilklappensitz am Bypass-Kanal-Ausgang des jeweiligen Laufradgehäuses eingesetzt, der aus einem warmfesten Material höherer Verschleißfestigkeit, zum Beispiel Stahl, besteht.
Die Befestigung des Ventilsitzringes im Ventilklappensitz des jeweiligen Bypass-Kanals erfolgt gemäß dem bekannten Stand der Technik mittels einer Pressverbindung durch einschrumpfen oder einpressen oder durch verstemmen des den Ventilsitzring umgebenden Werkstoffes oder auch durch Eingießen des Ventilsitzringes im Gießprozess des Gehäuses, siehe dazu zum Beispiel DE 10 2010 062 403 A1 .
Nun kommt es im Betreib des Abgasturboladers zu zeitlich wechselnden Temperaturschwankungen und teilweise steilen Temperaturgradienten im Bereich des Ventilklappensitzes. Nicht zuletzt Aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnung des zum Beispiel aus Stahl gefertigten Ventilsitzringes und des umgebenden Werkstoffes des Ventilsitzes kann es jedoch bei den oben genannten, bekannten Befestigungsarten dazu kommen, dass der Ventilsitzring sich zeitweise oder sogar permanent lockert oder gar löst. Die Folgen, die sich daraus ergeben reichen vom Leistungsverlust des Abgasturboladers durch erhöhte Leckage bis hin zu Zerstörung des Abgasturboladers.
Die sich für den Fachmann daraus ergebende Aufgabe besteht nun darin, ein Laufradgehäuse für einen Abgasturbolader anzugeben, das, auch bei Paarung unterschiedlicher Werkstoffe, eine sichere und gegen hohe Temperaturen sowie Temperaturschwankungen beständige Verbindung und Fixierung eines Ventilsitzringes im jeweiligen Ventilsitz eines Bypass-Ventils im jeweiligen Laufradgehäuse, aufweist und so die Betriebssicherheit des Abgasturboladers erhöht.
Weiterhin ergibt sich daraus die Aufgabe einen Abgasturbolader anzugeben, der bei reduziertem Gesamtgewicht hohe Betriebssicherheit und lange Lebensdauer aufweist.
Die Aufgabe besteht weiterhin darin ein Montageverfahren für ein Laufradgehäuse des erfindungsgemäßen Abgasturboladers anzugeben, mit dem eine dauerhafte und betriebssichere Fixierung des Ventilsitzringes im jeweiligen Ventilsitz eines Bypass-Ventils im jeweiligen Laufradgehäuse auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Laufradgehäuse mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, einen Abgasturbolader gemäß dem nebengeordneten Vorrichtungsanspruch und einem Montageverfahren zur Montage des Ventilsitzringes gemäß dem nebengeordneten Verfahrensanspruch gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Laufradgehäuse für einen Abgasturbolader eines Verbrennungsmotors besteht aus einem Leichtmetallwerkstoff und weist einen mit einer Ventilklappe verschließbaren Bypass-Kanal auf. Der Bypass-Kanal weist einen Ventilklappensitz auf der mit einem Ventilsitzring, der aus einem gegenüber dem Leichtmetallwerkstoff des Laufradgehäuses härteren Werkstoff besteht, ausgestattet ist.
Der Ventilsitzring ist in einer Aufnahmeausformung am Bypass-Kanal-Ausgang angeordnet und weist eine Ringachse und eine äußere Ring-Mantelfläche auf, die sich in die Aufnahmeausformung erstreckt, wobei die Aufnahmeausformung eine zu der Ring-Mantelfläche korrespondierende Innenmantelfläche mit einem Aufnahme-Innendurchmesser aufweist. Das Laufradgehäuse zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass der Ventilsitzring zumindest auf einem Teil seiner äußeren Ring-Mantelfläche eine oder mehrere spiralförmig oder parallel in Umfangsrichtung umlaufende Verzahnungsrippen aufweist, die den Ring-Außendurchmesser des Ventilsitzringes bestimmen, wobei der Ring-Außendurchmesser um eine Schrumpfmaß-Differenz größer ist als der Aufnahme-Innendurchmesser, so dass im montierten Zustand des Ventilsitzringes Material der Innenmantelfläche der Aufnahmeausformung durch die Verzahnungsrippen in die Zwischenräume der Verzahnungsrippen verdrängt ist und dadurch eine formschlüssige Verzahnung zwischen Ventilsitzring und Aufnahmeausformung besteht.
Insbesondere können die auf der äußeren Ringmantelfläche über den Umfang umlaufenden Verzahnungsrippen über die gesamte Ringhöhe verteilt oder nur über einen Teil der Ringhöhe verteilt angeordnet sein. Dabei kennzeichnet die Ringhöhe die axiale Erstreckung des Ventilsitzringes in Richtung der Ringachse, ausgehend von der Ventilsitzfläche in axialer Richtung bis zum gegenüberliegenden Ende des Ventilsitzringes.
Die benannte Schrumpfmaß-Differenz kennzeichnet die Überschneidung des zwischen der Innenmantelfläche der Aufnahmeausnehmung und den Verzahnungsrippen, der sich daraus ergibt, das bei gleicher Temperatur des Laufradgehäuses im Bereich der Aufnahmeausformung und des Ventilsitzringes, der Ring-Außendurchmesser, der durch die Verzahnungsrippen bestimmt ist, um ein bestimmtes Maß, die hier sogenannte Schrumpfmaß-Differenz, größer ist als der Aufnahme-Innendurchmesser. Die schrumpfmaß-Differenz ist dabei so bemessen, dass die oben genannte Überschneidung durch definiertes Abkühlen des Ventilsitzringes und gleichzeitiges definiertes Erwärmen des Laufradgehäuses im Bereich der Aufnahmeausnehmung aufgehoben werden kann. Somit ist die Schrumpfmaß-Differenz unter anderem abhängig von den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe aus denen das Laufradgehäuse bzw. der Ventilsitzring bestehen. Die Aufhebung der oben genannten Überschneidung ist vor allem für den Montagevorgang von Bedeutung, da ein kraftloses Einfügen und positionieren des Ventilsitzringes in die Aufnahmeausnehmung des Laufradgehäuses gewährleistet werden muss, um eine Verformung oder ein Abbrechen Verzahnungsrippen oder eine Ausschabung der Innenmantelfläche der Aufnahmeausnehmung bei der Montage vermieden werden muss. Erst durch die Angleichung der Temperaturen der beiden Fügepartner nach dem Einfügen des Ventilsitzringes soll eine Verformung der Innenmantelfläche der Aufnahmeausnehmung derart erfolgen, dass Material der Innenmantelfläche durch die Verzahnungsrippen in die Zwischenräume der Verzahnungsrippen verdrängt und dadurch eine formschlüssige Verzahnung zwischen Ventilsitzring und Aufnahmeausformung hergestellt wird.
Entsprechende Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstandes sehen vor, dass das Laufradgehäuse ein Turbinengehäuse und der zugehörige Bypass-Kanal ein Wastegate-Kanal des Abgasturboladers ist oder dass das Laufradgehäuse ein Verdichtergehäuse und der zugehörige Bypass-Kanal ein Schubumluft-Kanal des Abgasturboladers ist.
Dies hat den Vorteil dass das Turbinengehäuse und/oder das Verdichtergehäuse eines Abgasturboladers je nach Bedarf gemäß dem erfindungsgemäßen Laufradgehäuse ausgeführt werden kann und so das Gewicht nach Bedarf bei erhöhter Betriebssicherheit reduziert werden kann.
Der erfindungsgemäße Abgasturbolader für einen Verbrennungsmotor ist dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest ein Laufradgehäuse gemäß der vorgenannten Ausführungsbeispiele mit den Merkmalen des Hauptanspruchs oder der davon abhängigen Unteransprüche aufweist. Zumindest das Turbinengehäuse oder das Verdichtergehäuse oder auch das Turbinengehäuse und das Verdichtergehäuse des erfindungsgemäßen Abgasturboladers bestehen demnach jeweils aus einem Leichtmetallwerkstoff und weisen jeweils ein mit einer Ventilklappe verschließbaren Bypass-Kanal mit einem Ventilsitzring gemäß der vorausgehend oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele auf.
Dies hat den Vorteil, dass für das Turbinengehäuse und/oder das Verdichtergehäuse ein leichter Leichtmetallwerkstoff zur Gewichtseinsparung Verwendung finden kann und dennoch kein erhöhter Verschleiß des Ventilklappensitzes in Kauf genommen werden muss.
Das erfindungsgemäße Montageverfahren für ein Laufradgehäuse eines Abgasturboladers gemäß obiger Beschreibung zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus:

- Zunächst erfolgt die Bereitstellung eines Laufradgehäuses aus einem Leichtmetallwerkstoff für einen Abgasturbolader, mit einem Bypass-Kanal, der am Bypass-Kanal-Ausgang eine Aufnahmeausformung für einen Ventilsitzring mit einer zu einer Ring-Mantelfläche des Ventilsitzringes korrespondierenden glatten Innenmantelfläche mit einem Aufnahme-Innendurchmesser aufweist.
- Zeitlich unabhängig von dem vorausgehenden Verfahrensschritt erfolgt die Bereitstellung eines Ventilsitzringes der eine Ventilsitzfläche, eine Ringachse und auf einer äußeren Ring-Mantelfläche angeordnete, in Umfangsrichtung umlaufende Verzahnungsrippen aufweist, die einen Ring-Außendurchmesser definieren, der um eine Schrumpfmaß-Differenz größer ist als der Aufnahme-Innendurchmesser der Innenmantelfläche des Laufradgehäuses.
- Nachdem die vorgenannten Bauteile bereitgestellt sind erfolgt gleichzeitig das Aufheizen des Laufradgehäuses zumindest im Bereich der Aufnahmeausformung und das Abkühlen des Ventilsitzringes in einem jeweils vorgegebenen Maß, derart, dass die Schrumpfmaß-Differenz zumindest aufgehoben ist.
- Sobald die Schrumpfmaß-Differenz aufgehoben ist erfolgt das kraftfreie Einsetzen und Positionieren des Ventilsitzringes in die Aufnahmeausformung in Richtung der Ringachse.
- Nachdem der Ventilsitzring in seine vorgesehene Position eingesetzt wurde erfolgt nun die dauerhafte Fixierung des Ventilsitzringes in der Aufnahmeausformung des Bypass-Kanal-Ausgangs durch Angleichung der Temperaturen des Ventilsitzringes und des Laufradgehäuses bei dabei stattfindender Verdrängung von Material der Innenmantelfläche der Aufnahmeausformung durch die Verzahnungsrippen in die Zwischenräume der Verzahnungsrippen und Herstellung einer formschlüssigen Verzahnung zwischen Ventilsitzring und der Aufnahmeausformung dadurch.

Das beschriebene Montageverfahren ist für alle zuvor und nachfolgenden beschriebenen Ausführungen des erfindungsgemäßen Laufradgehäuses anwendbar.
Dieses Verfahren hat weiterhin den Vorteil dass es einfach durchführbar und kostengünstig ist und dennoch eine sichere und dauerhafte Fixierung des Ventilsitzringes im Laufradgehäuse gewährleistet.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden und anhand der Darstellungen in der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine vereinfachte Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Laufradgehäuses mit einem Bypass-Ventil und einem eingebrachten Ventilsitzring;
2 eine vergrößerte Darstellung des Details X aus 1, das eine Schnittdarstellung des Ventilklappensitzes einer erfindungsgemäßen Ausführung des Laufradgehäuses zeigt;
3 eine weitere vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes des Ventilsitzringes und der Aufnahmeausformung des Laufradgehäuses vor der Montage, zur detaillierten Darstellung der Verzahnungsrippen und der Schrumpfmaß-Differenz gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung des Laufradgehäuses;
4 eine weitere vergrößerte Schnitt-Darstellung eines Teilbereichs des Ventilklappensitzes zur Darstellung der Verzahnung zwischen Ventilsitzring und Aufnahmeausformung, gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung des Laufradgehäuses;
5 eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers und
6 ein Ablaufdiagramm der einzelnen Prozessschritte des Montageverfahrens des Laufradgehäuses.

Funktions- und Benennungsgleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die 1 diente bereits einleitend der Erläuterung des prinzipiellen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Laufradgehäuses 10 und wurde in diesem Zusammenhang bereits oben beschrieben.
In der vergrößerten Schnittdarstellung der Einzelheit X des Laufradgehäuses, in der 2, ist der Ventilklappensitz 15 einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Laufradgehäuses 10 dargestellt. Zu sehen ist ein Ausschnitt des Laufradgehäuses 10 mit einer Aufnahmeausformung 16 mit einem darin aufgenommenen Ventilsitzring 30. Der Ventilsitzring 30 weist auf der der Ventilklappe (nicht dargestellt, siehe 1) zugewandten Seite eine Ventilsitzfläche 31 auf. Der Ventilsitzring 30 weist weiterhin eine Ringachse 30a auf, die senkrecht zur Ebene der Ventilsitzfläche 31 und durch das Zentrum des Ventilsitzringes verläuft und eine äußere Ring-Mantelfläche 32, die in 2 mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist. Ausgehend von der Ventilsitzfläche 31 erstreckt sich der Ventilsitzring 30 mit seiner Ring-Mantelfläche 32 in axialer Richtung, also in Richtung der Ringachse 30a, zumindest über einen Teil seiner Ringhöhe RH, vom Bypass-Kanal-Ausgang 14 her in der Aufnahmeausformung 16 in den Bypass-Kanal 13. Am unteren Ende sitzt der Ventilsitzring 30 in diesem Ausführungsbeispiel auf einem in der Aufnahmeausformung 16 vorgesehenen axialen Aufnahmeanschlag 18 auf, wodurch er in axialer Richtung in der Aufnahmeausformung 16 positioniert ist.
Weiterhin ist in 2, in Zusammenschau mit 3, zu erkennen, dass die Aufnahmeausformung 16 eine zu der Ring-Mantelfläche 32 korrespondierende Innenmantelfläche 17 mit einem Aufnahme-Innendurchmesser DAi aufweist und dass der Ventilsitzring 30 zumindest auf einem Teil seiner äußeren Ring-Mantelfläche 32, hier insbesondere über die gesamte Ringhöhe RH hinweg eine oder mehrere spiralförmig oder parallel in Umfangsrichtung umlaufende Verzahnungsrippen 33 aufweist, die den Ring-Außendurchmesser DRa des Ventilsitzringes 30 bestimmen.
Dabei ist der Ring-Außendurchmesser DRa um eine Schrumpfmaß-Differenz DDiff größer als der Aufnahme-Innendurchmesser DAi, so dass im montierten Zustand des Ventilsitzringes 30, wie in 2 dargestellt, Material der Innenmantelfläche 17 der Aufnahmeausformung 16 durch die Verzahnungsrippen 33 in die Zwischenräume der Verzahnungsrippen 33 verdrängt ist und dadurch eine formschlüssige Verzahnung zwischen Ventilsitzring 30 und Aufnahmeausformung 16 besteht.
Der Ventilsitzring 30 weist im Beispiel der 2 eine gleichbleibende Ringdicke RD auf. In weiteren Ausführungen kann der Ventilsitzring 30 in unterschiedlichen axialen Abschnitten jedoch durchaus unterschiedliche Ringdicken aufweisen.
In den in den 2, 3 und 4 gezeigten Detaildarstellungen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung ist zu erkennen, dass die Verzahnungsrippen 33, mit Bezug auf die Ringachse 30a nach radial außen, spitz zulaufen, so dass im Querschnitt der jeweiligen Verzahnungsrippe 33, wie dargestellt, eine jeweilige Rippenspitze 35 ausgebildet ist. Die Rippenspitzen 35 können in unterschiedlichen Ausführungen scharfkantig ausgebildet sein oder sollten zumindest einen Radius kleiner gleich 0,1 mm aufweisen. Diese Ausführungen der Verzahnungsrippen gewährleisten ein besonders effektives „eingraben“ der Verzahnungsrippen in das weichere Material der Innenmantelfläche 17 der Aufnahmeausformung 16, also das Eindringen der Verzahnungsrippen 33 in die Innenmantelfläche 17 bei gleichzeitiger Verdrängung des Materials in die Rippen-Zwischenräume 34 zwischen den Verzahnungsrippen 33.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungen ist, dass sich im Betrieb, wenn sich die Kräfte aufgrund der thermischen Dehnungen, insbesondere durch Erwärmung des Ventilsitzringes, vergrößern, die Verzahnungsrippen 33 des Ventilsitzrings 30 weiter in das weichere Material der Innenmantelfläche 17 der Aufnahmeausformung 16 eingraben. Unterstützt wird dies durch den aufgrund der erhöhten Temperatur weicher werdenden Gehäusewerkstoff. Dann wird die Verzahnung zusätzlich verstärkt und ein Teil des Presssitzes (Kraftschluss) wird weiter umgewandelt in einen stärkeren Formschluss.
Die Verzahnungsrippen können beispielsweise durch eine Drehbearbeitung erzeugt werden. Dabei werden die Verzahnungsrippen 33 ausgehend von einem Ventilsitzring-Rohling mit Ring-Außendurchmesser DRa durch Freistechen der Verzahnungsrippen 33, also durch Abtragen des Materials zwischen den Verzahnungsrippen 33 erzeugt. Der Grund, also die tiefste Stelle der Rippen-Zwischenräume bildet somit quasi die (fiktive) äußere Ring-Mantelfläche 32, auf der die Verzahnungsrippen angeordnet sind. Hierbei kann ein einfacher Drehmeißel mit definierter Schneidenspitze und einem definierten Vorschub verwendet werden oder auch ein Form-Einstechmeißel. Ein solcher Form-Einstechmeißel hat dann bereits in der Schneide die Geometrie der parallel angeordneten Verzahnungsrippen 33 vorgegeben. Die Verzahnungsrippen sind in diesem Falle parallel zueinander über den Außenumfang in Umfangsrichtung umlaufend. Im Falle eines einfachen Drehmeißels entsteht eine einzelne Verzahnungsrippe 33, die sich durch einen vorgegebenen Vorschub beim Drehen spiralförmig um die äußere Ring-Mantelfläche 32 und den vorgegebenen Teil der Ringhöhe RH windet.
Eine weitere Ausführung des Laufradgehäuse 10 ist in 4 dargestellt und dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungsrippen 33 im Querschnitt so ausgebildet und bezüglich ihrer Rippenspitzen 35 in einem Rippen-Abstand L zueinander so angeordnet sind, dass das durch die vorgegebene Schrumpfmaß-Differenz DDiff von Ring-Außendurchmesser DRa und Aufnahme-Innendurchmesser Dai mittels der Verzahnungsrippen 33 bei der Montage des Ventilsitzringes 30 verdrängte Material der Innenmantelfläche 17 in den Rippen-Zwischenräumen 34 der Verzahnungsrippen aufgenommen ist. Insbesondere ist die Schrumpfmaß-Differenz so bemessen, dass es im montierten Zustand, insbesondere im Betriebszustand des Laufradgehäuses 10 keine Leerstellen mehr in den Rippen-Zwischenräumen 34 zwischen den Verzahnungsrippen 33 des Ventilsitzringes 30 und der Innenmantelfläche 17 der Aufnahmeausformung 16 gibt. Dies ergibt vorteilhaft die größtmögliche Überdeckung der Verzahnung und somit einen besonders festen Sitz des Ventilsitzringes 30 im Laufradgehäuse 10.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Laufradgehäuse 10 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Verzahnungsrippen 33 und deren Rippen-Abstand L zueinander sowie die vorgegebene Schrumpfmaß-Differenz DDiff von Ring-Außendurchmesser DRa und Aufnahme-Innendurchmesser Dai (siehe dazu 3) so bemessen sind, dass nach vollständiger Befüllung der Rippen-Zwischenräume 34 durch das verdrängte Material der Innenmantelfläche 17, zusätzlich zu dem dadurch hergestellten Formschluss, ein Presssitz zwischen dem Ventilsitzring 30 und der Aufnahmeausformung 16 besteht. Das heißt, dass die Schrumpfmaß-Differenz DDiff und damit die Eindringtiefe der Verzahnungsrippen 33 in das Material der Innenmantelfläche 17 so groß gewählt ist, dass der jeweilige Rippen-Zwischenraum 34 nicht ausreicht, um das durch die jeweilige Verzahnungsrippe 33 verdrängte Material aufzunehmen. Dadurch kann sich der Ventilsitzring 30 im montierten Zustand bzw. im Betriebszustand des Laufradgehäuses 10, also nach dem Eingraben der Verzahnungsrippen 33 in die Innenmantelfläche 17 der Aufnahmeausformung 16, nicht vollständig entspannen, wodurch der Ventilsitzring 30 eine permanente Kraft in radialer Richtung auf die Aufnahmeausformung 16 ausübt, also einen sogenannten Presssitz gewährleistet. Somit wird der Ventilsitzring 30 vorteilhaft zusätzlich zu dem erzeugten Formschluss durch den Kraftschluss des Presssitzes in der Aufnahmeausformung 16 des Laufradgehäuses 10 fixiert, wodurch die Betriebssicherheit des Laufradgehäuses 10 und damit des Abgasturboladers 1 weiter verbessert wird.
Eine entsprechende Auslegung der Geometrie der Verzahnungsrippen sowie der Schrumpfmaß-Differenz ist vorzugsweise mittels numerischer Unterstützung durchzuführen. In erster Näherung gilt, dass der Ring-Mitteldurchmesser DRm nach der Montage, also nach dem Einschrumpfen auf dem Aufnahme-Innendurchmesser DAi der Innenmantelfläche 17 der Aufnahmeausformung 16 liegt. Dabei ist der Ring-Mitteldurchmesser DRm gegeben durch den Durchmesser der äußeren Ring-Mantelfläche 32 plus zwei Mal halbe Höhe der Verzahnungsrippen 33, also der Ringdurchmesser bis auf halbe Höhe der Verzahnungsrippen (siehe dazu auch 3) . Der Ring-Außendurchmesser DRa des Ventilsitzringes 30 ist somit je nach Größe der Rippen-Zwischenräume 34 in einem Bereich von 50% bis 150% der Höhe der Verzahnungsrippen zu vergrößern gegenüber dem Aufnahme-Innendurchmesser DAi.
Eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Laufradgehäuses 10 wird aus der Darstellung in 3 ersichtlich, wobei in 3 in einem vergrößerten Teilausschnitt und die Darstellung vor der Montage des Ventilsitzringes 30 in die Aufnahmeausformung 16, die Geometrie der Verzahnungsrippen dieses Ausführungsbeispiels besonders deutlich erkennbar ist. Die dargestellte Ausführungsform ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungsrippen 33 im Querschnitt jeweils eine Dreiecksform mit einer Basisbreite B auf der äußeren Ring-Mantelfläche 32, zwei sich gegenüberliegende Dreiecksflanken F, einer von der Ring-Mantelfläche (32) ausgehende Flankenhöhe H in Radialrichtung bezogen auf die Ringachse 30a und einem Flankenwinkel α zwischen den Dreiecksflanken F der Dreiecksform aufweisen, wobei die Rippenspitzen 35 der Dreiecksformen in einem Rippen-Abstand L zueinander angeordnet sind. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Verzahnungsrippen in einfacher Weise herstellbar sind, insbesondere durch einen einfachen Einstich-Drehmeißel, der die Geometrie der Rippen-Zwischenräume aufweist. Somit werden die Verzahnungsrippen 33 ausgehend von einem Ventilsitzring-Rohling mit Ring-Außendurchmesser DRa durch Freistechen der Verzahnungsrippen 33, also durch Abtragen des Materials zwischen den Verzahnungsrippen 33 erzeugt. Der Grund, also die tiefste Stelle der Rippen-Zwischenräume bildet somit quasi die äußere Ring-Mantelfläche 32 auf der die Verzahnungsrippen angeordnet sind.
Im Allgemeinen ist die Dimensionierung der Verzahnungsrippen begrenzt durch die in Abhängigkeit von den Wärmedehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Materialien stehende maximal erzielbare Schrumpfmaß-Differenz DDiff. Es hat sich dabei gezeigt, dass die Verzahnungsrippen 33, insbesondere bezüglich der Rippenhöhe oder Flankenhöhe H, vorteilhaft so dimensioniert sind, dass in Bezug auf die Richtung der Ringachse 30a auf der Ring-Mantelfläche 32 ein Rauhigkeitswert Rz gegeben ist, der größer gleich 5 und kleiner gleich 25 ist.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Verzahnungsrippen 33 mit einem Rippen-Abstand L zwischen den Rippenspitzen 35 zueinander angeordnet sind, der größer gleich 0,05 mm und kleiner gleich 0,25 mm ist.
5 zeigt einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader, der im Wesentlichen ein Turbinengehäuse 10a mit einem Turbinenlaufrad 9a, ein Lagergehäuse 8 und ein Verdichtergehäuse 10b mit einem Verdichterlaufrad 9b aufweist. Im Turbinengehäuse 10a ist ein Wastegate-Kanal 13a mit einem Wastegate-Ventil 20a angeordnet. Im Verdichtergehäuse 10b ist ein Schubumluft-Kanal 13b mit einem Schubumluft-Ventil 20b angeordnet. Im Lagergehäuse 8 ist der Turbolader-Läufer gelagert, der das Verdichterlaufrad 9b und das Turbinenlaufrad 9a über eine gemeinsame Läuferwelle 8a vereint. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Turbinengehäuse 10a gemäß dem erfindungsgemäßen Laufradgehäuse ausgeführt. Die Einzelheit X greift den Bereich des Ventilklappensitzes des Wastegate-Ventils 20a heraus und entspricht einer der vorausgehend beschriebenen Ausführungen des Ventilklappensitzes gemäß den 1 bis 4.
6 zeigt den erfindungsgemäßen Ablauf des Montageverfahrens für ein erfindungsgemäßes Laufradgehäuse. Im Schritt R1 erfolgt die Bereitstellung des Ventilsitzringes 30, mit den Merkmalen wie zuvor in einem der Ausführungsbeispiele beschrieben, insbesondere die Verzahnungsrippen 33 und den Ring-Außendurchmesser DRa betreffend . Zeitlich parallel dazu kann die Bereitstellung des Laufradgehäuses 10 im Schritt G1 erfolgen, wobei das Laufradgehäuse ebenfalls die Merkmale eines der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere den Aufnahme-Innendurchmesser DAi betreffend, aufweist.
Folgend auf die Bereitstellung des jeweiligen Werkstücks erfolgt dann in einem Schritt R2 die Abkühlung des Ventilsitzringes 30 auf eine definierte niedrige Temperatur, wodurch dessen Ring-Außendurchmesser DRa reduziert wird, solange die niedrige Temperatur beibehalten wird.
Gleichzeitig erfolgt in einem Schritt G2 die Erwärmung des Laufradgehäuses 10 zumindest in dem Bereich der Aufnahmeausformung 16, auf eine definierte hohe Temperatur, wodurch der Aufnahme-Innendurchmesser DAi sich vergrößert, solange die hohe Temperatur beibehalten wird.
Die definierten Temperaturen werden dabei derart gewählt, dass in Kombination die Schrumpfmaß-Differenz DDiff aufgehoben ist, also in diesem temperierten Zustand keine Überschneidung von Ring-Außendurchmesser DRa und Aufnahme-Innendurchmesser DAi vorhanden ist.
Dies ermöglicht ein kraftfreies Einsetzen und Positionieren des Ventilsitzringes 30 in Richtung der Ringachse 30a in die Aufnahmeausformung 16 in dem folgenden Schritt R+G, unter Beibehaltung der niedrigen Temperatur des Ventilsitzringes 30 bzw. der hohen Temperatur der Aufnahmeausformung 16.
Abschließend erfolgt im Schritt RG die dauerhafte Fixierung des Ventilsitzringes 30 in der Aufnahmeausformung 16 des Bypass-Kanal-Ausgangs 14 durch Angleichung der Temperaturen des Ventilsitzringes 30 und des Laufradgehäuses 10 bei dabei stattfindender Verdrängung von Material der Innenmantelfläche 17 der Aufnahmeausformung 16 durch die Verzahnungsrippen 33 in die Zwischenräume der Verzahnungsrippen 33 und Herstellung einer formschlüssigen Verzahnung zwischen Ventilsitzring 30 und der Aufnahmeausformung 16 dadurch. Durch die Angleichung der Temperaturen der beiden Werkstücke zum Beispiel auf eine gemeinsame Temperatur im Bereich der Raum- oder Umgebungstemperatur wollen die Werkstücke zu ihren ursprünglichen Abmessungen zurückkehren, wodurch eine Presskraft erzeugt wird, die zum Eingrabend der Verzahnungsrippen in den weicheren, umgebenden Werkstoff des Laufradgehäuses führt. Abgesehen von der Materialverformung bzw. Materialverdrängung durch die Verzahnungsrippen, wird die oben beschriebene Vorgehensweise allgemein auch als „Schrumpf-Montage“ bezeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008011416 A1 [0012]
DE 102010007600 A1 [0012]
DE 10020041 C2 [0012]
DE 102010062403 A1 [0016]

Claims

Laufradgehäuse (10) für einen Abgasturbolader eines Verbrennungsmotors, wobei das Laufradgehäuse (10) aus einem Leichtmetallwerkstoff besteht und einen mit einer Ventilklappe (21) verschließbaren Bypass-Kanal (13) aufweist, wobei der Bypass-Kanal (13) einen Ventilklappensitz (15) aufweist der mit einem Ventilsitzring (30), der aus einem gegenüber dem Leichtmetallwerkstoff des Laufradgehäuses (10) härteren Werkstoff besteht, ausgestattet ist, wobei der Ventilsitzring (30) in einer Aufnahmeausformung (16) am Bypass-Kanal-Ausgang (14) angeordnet ist, eine Ringachse (30a) und eine äußere Ring-Mantelfläche (32) aufweist, die sich in die Aufnahmeausformung (16) erstreckt, wobei die Aufnahmeausformung (16) eine zu der Ring-Mantelfläche (32) korrespondierende Innenmantelfläche (17) mit einem Aufnahme-Innendurchmesser (DAi) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzring (30) zumindest auf einem Teil seiner äußeren Ring-Mantelfläche (32) eine oder mehrere spiralförmig oder parallel in Umfangsrichtung umlaufende Verzahnungsrippen (33) aufweist, die den Ring-Außendurchmesser (DRa) des Ventilsitzringes (30) bestimmen, wobei der Ring-Außendurchmesser (DRa) um eine Schrumpfmaß-Differenz (DDiff) größer ist als der Aufnahme-Innendurchmesser (DAi), so dass im montierten Zustand des Ventilsitzringes (30) Material der Innenmantelfläche (17) der Aufnahmeausformung (16) durch die Verzahnungsrippen (33) in die Zwischenräume der Verzahnungsrippen (33) verdrängt ist und dadurch eine formschlüssige Verzahnung zwischen Ventilsitzring und Aufnahmeausformung (16) besteht.
Laufradgehäuse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungsrippen (33), mit Bezug auf die Ringachse (30a) nach radial außen, spitz zulaufen, so dass im Querschnitt der jeweiligen Verzahnungsrippe (33) eine jeweilige Rippenspitze (35) ausgebildet ist.
Laufradgehäuse (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenspitzen (35) scharfkantig ausgebildet sind oder zumindest einen Radius kleiner gleich 0,1 mm aufweisen.
Laufradgehäuse (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungsrippen (33) im Querschnitt so ausgebildet und bezüglich ihrer Rippenspitzen (35) in einem Rippen-Abstand (L) zueinander so angeordnet sind, dass das durch die vorgegebene Schrumpfmaß-Differenz (DDiff) von Ring-Außendurchmesser (DRa) und Aufnahme-Innendurchmesser (Dai) mittels der Verzahnungsrippen (33) bei der Montage des Ventilsitzringes (30) verdrängte Material der Innenmantelfläche (17) in den Rippen-Zwischenräumen (34) der Verzahnungsrippen aufgenommen ist.
Laufradgehäuse (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Verzahnungsrippen (33) und deren Rippen-Abstand (L) zueinander sowie die vorgegebene Schrumpfmaß-Differenz (DDiff) von Ring-Außendurchmesser (DRa) und Aufnahme-Innendurchmesser (Dai) so bemessen sind, dass nach vollständiger Befüllung der Rippen-Zwischenräume (34) durch das verdrängte Material der Innenmantelfläche (17), zusätzlich zu dem dadurch hergestellten Formschluss, ein Presssitz zwischen dem Ventilsitzring (30) und der Aufnahmeausformung (16) besteht.
Laufradgehäuse (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungsrippen (33) im Querschnitt jeweils eine Dreiecksform mit einer Basisbreite (B) auf der äußeren Ring-Mantelfläche (32), zwei sich gegenüberliegende Dreiecksflanken (F), einer von der Ring-Mantelfläche (32) ausgehende Flankenhöhe (H) in Radialrichtung bezogen auf die Ringachse (30a) und einem Flankenwinkel (α) zwischen den Dreiecksflanken (F) der Dreiecksform aufweisen, wobei die Rippenspitzen (35) der Dreiecksformen in einem Rippen-Abstand (L) zueinander angeordnet sind.
Laufradgehäuse (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungsrippen (33) so dimensioniert sind, dass in Bezug auf die Richtung der Ringachse (30a) auf der Ring-Mantelfläche (32) ein Rauhigkeitswert Rz gegeben ist, der größer gleich 5 und kleiner gleich 25 ist.
Laufradgehäuse (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungsrippen (33) mit einem Abstand (L) zwischen den Rippenspitzen (35) zueinander angeordnet sind und der Abstand (L) größer gleich 0,05 mm und kleiner gleich 0,25 mm ist.
Laufradgehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufradgehäuse ein Turbinengehäuse (10a) und der zugehörige Bypass-Kanal ein Wastegate-Kanal (13a) eines Abgasturboladers (1) ist oder dass das Laufradgehäuse ein Verdichtergehäuse (10b) und der zugehörige Bypass-Kanal ein Schubumluft-Kanal (13b) des Abgasturboladers (1) ist.
Abgasturbolader (1) für einen Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasturbolader (1) zumindest ein Laufradgehäuse (10a, 10b) gemäß Anspruch 9 aufweist.
Montageverfahren für ein Laufradgehäuse (10) eines Abgasturboladers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Bereitstellen eines Laufradgehäuses (10) aus einem Leichtmetallwerkstoff für einen Abgasturbolader, mit einem Bypass-Kanal (13), der am Bypass-Kanal-Ausgang (14) eine Aufnahmeausformung (16) für einen Ventilsitzring (30) mit einer zu einer Ring-Mantelfläche (32) des Ventilsitzringes (30) korrespondierenden glatten Innenmantelfläche (17) mit einem Aufnahme-Innendurchmesser (DAi) aufweist; - Bereitstellen eines Ventilsitzringes (30) der eine Ventilsitzfläche (31), eine Ringachse (30a) und auf einer äußeren Ring-Mantelfläche (32) angeordnete, in Umfangsrichtung umlaufende Verzahnungsrippen (33) aufweist, die einen Ring-Außendurchmesser (DRa) definieren, der um eine Schrumpfmaß-Differenz (DDiff) größer ist als der Aufnahme-Innendurchmesser (Dai) der Innenmantelfläche (17) des Laufradgehäuses; - Aufheizen des Laufradgehäuses (10) zumindest im Bereich der Aufnahmeausformung (16) und Abkühlen des Ventilsitzringes (30) in einem jeweils vorgegebenen Maß, derart, dass die Schrumpfmaß-Differenz (DDiff) zumindest aufgehoben ist; - kraftfreies Einsetzen und Positionieren des Ventilsitzringes (30) in Richtung der Ringachse (30a) in die Aufnahmeausformung (16); und - dauerhafte Fixierung des Ventilsitzringes (30) in der Aufnahmeausformung (16) des Bypass-Kanal-Ausgangs (14) durch Angleichung der Temperaturen des Ventilsitzringes (30) und des Laufradgehäuses (10) bei dabei stattfindender Verdrängung von Material der Innenmantelfläche (17) der Aufnahmeausformung (16) durch die Verzahnungsrippen (33) in die Zwischenräume der Verzahnungsrippen (33) und Herstellung einer formschlüssigen Verzahnung zwischen Ventilsitzring (30) und der Aufnahmeausformung (16) dadurch.