Laufradgehäuse für einen Abgasturbolader mit einem einen Ventilsitzring aufweisenden Bypass-Ventil sowie Abgasturbolader und Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzringes

Die Erfindung betrifft ein Laufradgehäuse für einen Abgas ^¬ turbolader für einen Verbrennungsmotor, das ein Bypass-Ventil mit einer Ventilklappe und einem einen Ventilsitzring auf- weisenden Ventilklappensitz aufweist, sowie einen mit zumindest einem solchen Laufradgehäuse ausgestatteten Abgasturbolader, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzrings für das Laufradgehäuse . 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

C02-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 be- wirken 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 Ver- brennungsmotors angeordnete Turbine mit einem durch den Ab ^¬ gasstrom 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 Turbi ^¬ nenlaufrad 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 Schließ ^¬ vorrichtung, 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 . 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 By- pass-Ventile im geschlossenen Zustand gestellt, was ein ebenes, dichtes Aufliegen der Ventilklappe auf der Ventilsitzfläche 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 an der zugeordneten Betätigungsvorrichtung, zum Beispiel am entsprechenden Kurbelarm mit einem gewissen Spiel auszustatten.

Solche oder ähnliche Ausführungen von Bypass-Ventilen sind zum Beispiel auch in den Dokumenten DE 10 2008 011 416 AI, DE 10 2010 007 600 AI 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 ein ^¬ gesetzt. Problematisch dabei ist, dass Aluminium bei hohen Temperaturen seine Festigkeit einbüßt. Insbesondere in Be- triebspunkten 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 Alumi ^¬ niumwerkstoffs 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 pul ^¬ sierenden Bewegungen und Aufschlägen der Ventilklappe auf der Ventilsitzfläche, was ohne einen entsprechenden Ventilsitzring unweigerlich zu erhöhtem Verschleiß bis zur lokalen Umformung der Ventilsitzfläche 31 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 Schubum ^¬ luft-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 AI.

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 um ^¬ gebenden 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 be- ständige 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 Betriebs ^¬ sicherheit und lange Lebensdauer aufweist.

Die Aufgabe besteht weiterhin darin ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzringes für ein erfindungsgemäßes 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 gewähr- leistet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Laufradgehäuse mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, einen Abgasturbolader gemäß dem nebengeordneten Vorrichtungsanspruch und einem Verfahren zur Herstellung des Ventilsitzringes gemäß dem nebengeordneten Verfahrensanspruch gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbil ^¬ dungen, 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 Leichtmetallwerk ^¬ stoff und weist einen mit einer Ventilklappe verschließbaren Bypass-Kanal auf. Der Bypass-Kanal weist einen Ventilklappensitz auf der mit einem Ventilsitzring ausgestattet ist.

Der Ventilsitzring ist dabei nach Art eines Hohlzylinders mit einer Ring-Außenwand, einer Ring-Innenwand und einer axialen Ringhöhe ausgebildet und in einer Aufnahmeausformung am By- pass-Kanal-Ausgang so angeordnet, dass sein der Ventilklappe zugewandtes axiales Ende die Ventilsitzfläche bildet und die Ring-Innenwand den lichten Durchgang des Bypass-Kanals begrenzt, in den er sich ausgehend von der Ventilsitzfläche in axialer Richtung erstreckt. Dabei ist das Laufradgehäuse dadurch ge ^¬ kennzeichnet, dass der Ventilsitzring zumindest auf seiner Ring-Innenwand eine thermische Sperrbeschichtung aufweist.

Dabei kennzeichnet die Ring-Außenwand die äußere Mantelfläche, die Ring-Innenwand die innere Mantelfläche und die Ringhöhe die axiale Erstreckung in Richtung der Ringmittelachse bzw. der Hohlzylindermittelachse des im Wesentlichen hohlzylinderför- migen Ventilsitzringes, also ausgehend von der Ventilsitzfläche in axialer Richtung bis zum gegenüberliegenden Ende des Ven- tilsitzringes .

Dies hat den Vorteil, dass der Ventilsitzring im Betrieb ge ^¬ ringeren Temperaturschwankungen und damit auch geringerer Wärmedehnung bzw . Schrumpfung ausgesetzt ist . Im Ergebnis ist die Gefahr, dass sich der Ventilsitzring aus seiner Position im Gehäuse löst dadurch zumindest reduziert und die Betriebssi ^¬ cherheit auf Dauer erhöht.

Eine weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzring auch auf seiner Ventilsitzfläche eine thermische Sperrbeschichtung aufweist. Dies ergibt eine besonders effektive thermische Abschirmung des Ventilsitzringes und erhöht die Sicherheit gegen Loslösen des Ventilsitzringes weiter.

Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Sperrbeschichtung einen temperaturbeständigen Werkstoff mit geringer Wärme- leitfähigkeit in einer Schichtdicke zwischen 0,1 und 1 mm aufweist. Auch diese Maßnahme steigert die Effektivität der thermische Abschirmung des Ventilsitzringes und erhöht die Sicherheit gegen Loslösen des Ventilsitzringes weiter.

In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Gegenstandes weist die thermische Sperrbeschichtung einen Keramik-Werkstoff auf, insbesondere einen Oxidkeramik-Werkstoff. Dies ergibt eine besonders widerstandsfähige thermische Sperrbeschichtung mit hoher Festigkeit und langer Lebensdauer.

In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Gegenstandes weist eine im Bereich der Ventilsitzfläche aufgebrachte thermische Sperrbeschichtung eine höhere Werkstoffdichte auf, als im Bereich der Ring-Innenwand aufgebrachte thermische

Sperrbeschichtung. Bei geringerer Werkstoffdichte der thermischen Sperrbeschichtung wird eine besonders geringe Wärme ^¬ leitfähigkeit in dem vorrangig exponierten Bereich der

Ring-Innenwand gewährleistet. Bei höherer Werkstoffdichte der thermischen Sperrbeschichtung im Bereich der Ventilsitzfläche wird eine erhöhte Festigkeit und somit eine verbesserte Ver ^¬ schleißfestigkeit der thermischen Sperrbeschichtung in dem durch die Ventilklappe belasteten Bereich gewährleistet. Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzring auf seiner Ring-Außenwand einen Passungsbereich aufweist, der sich zumindest über einen Teil seiner Ringhöhe erstreckt und in dem die Ring-Außenwand des Ventilsitzringes eine Passung mit der korrespondierenden Innenkontur der Aufnahmeausformung, insbesondere eine Presspassung, aufweist. Dadurch wird ein fester Sitz des Ventilsitzringes in der Aufnahmeausformung des By- pass-Kanals und gleichwohl die geforderte Gasdichtheit zwischen Ventilsitzring und Laufradgehäuse, auch bei erhöhtem Druck gewährleistet.

Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzring aus einem Werkstoff besteht, dessen Festigkeitswert zu dem entsprechenden Festigkeitswert des Leichtmetallwerkstoffs des Laufradgehäuses in einem Verhältnis steht von kleiner oder gleich 6/1. Dadurch wird eine erhöhte Verschleißfestigkeit des Ventilsitzes im Betrieb gewährleistet.

Weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstandes sehen vor, dass das Laufradgehäuse ein Turbinengehäuse und der zugehörige Bypass-Kanal ein Wastegate-Kanal des Abgasturbo- laders ist oder dass das Laufradgehäuse ein Verdichtergehäuse und der zugehörige Bypass-Kanal ein Schubumluft-Kanal des Abgas ^¬ turboladers 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 Verbrennungs- motor ist dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest ein er ^¬ findungsgemäßes Laufradgehäuse aufweist.

Zumindest das Turbinengehäuse oder das Verdichtergehäuse oder auch das Turbinengehäuse und das Verdichtergehäuse des er ^¬ findungsgemäßen Abgasturboladers bestehen demnach jeweils aus einem Leichtmetallwerkstoff und weisen jeweils ein mit einer Ventilklappe verschließbaren Bypass-Kanal mit einem Ventil ^¬ sitzring gemäß oben beschriebener Ausführung auf.

Dies hat den Vorteil, dass für das Turbinengehäuse und/oder das Verdichtergehäuse ein leichter Leichtmetallwerkstoff zur Ge- wichtseinsparung Verwendung finden kann und dennoch kein erhöhter Verschleiß des Ventilklappensitzes oder die Gefahr des Loslösens des Ventilsitzringes aus seine Position in Kauf genommen werden muss. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Ventil ^¬ sitzringes für ein Laufradgehäuse eines Abgasturboladers gemäß obiger Beschreibung zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus. Zunächst wird ein Ventilsitzring bereitgestellt der nach Art eines Hohlzylinders mit einer Ring-Außenwand, einer Ring-Innen ^¬ wand und einer Ventilsitzfläche auf einem axialen Ende des Hohlzylinders ausgebildet ist.

An dem bereitgestellten Ventilsitzring werden dann zunächst störenden Oxidschichten von den zu beschichtenden Oberflächenbereichen entfernt. Dies kann beispielsweise durch Ab ^¬ strahlen mit abrassiven Medien wie zum Beispiel A1203, das als Korund bekannt ist, erfolgen.

Auf die zu beschichtenden, von Oxidschichten gereinigten Oberflächenbereiche wird dann eine thermischen Sperrbe- schichtung mittels eines thermischen Spritzverfahrens unter Einblasen von Keramikpulver aufgetragen. Dabei kann es sich vorzugsweise um ein Plasma-Spritzverfahrens handeln.

In dem genannten thermischen Spritzverfahren ist durch Variation der Aufspritzdichte und/oder der Pulver-Korngröße des

Keramikpulvers und/oder der AufSpritzgeschwindigkeit die Werkstoffdichte und die Schichtdicke der thermischen Sperr- beschichtung einstellbar.

Dieses Verfahren hat den Vorteil dass es eine sichere und dauerhafte Beschichtung des Ventilsitzringes mit einer ther ^¬ mischen Sperrschicht nur auf den Oberflächenbereichen ermöglicht, die im Betrieb des Laufradgehäuse direkt den heißen Fluid-Massenströmen, wie zum Beispiel Abgas oder Ladeluft ausgesetzt sind. Weiterhin erlaubt dieses Verfahren die thermische Sperrschicht je nach den Anforderungen des jeweiligen Beschichtungsbereichs in der Dicke und der Dichte und somit in der Isolierwirkung und der Festigkeit zu variieren. So kann beispielsweise im Bereich der Ventilsitzfläche eine thermischen Sperrbeschichtung mit höherer Dichte und somit größerer Festigkeit erzeugt werden.

In einem optionalen Zwischenschritt, der auf die Entfernung der Oxidschichten folgt und vor der eigentlichen Beschichtung mit der thermischen Sperrschicht durgeführt wird, kann zunächst eine Haft-Zwischenschicht, zum Beispiel aus einer NiCr-Legierung, auf die zu beschichtenden Oberflächenbereiche des Ventilsitzringes aufgebracht werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Werkstoff des Ventilsitzringes und der thermischen Sperrbe- schichtung sehr unterschiedliche Wärmedehnungskoeffizienten aufweisen und verhindert ein unerwünschtes Abplatzen der Be- Schichtung im Betrieb.

Das beschriebene Verfahren zur Herstellung des Ventilsitzringes ist für alle zuvor und nachfolgenden beschriebenen Ausführungen des Laufradgehäuses anwendbar.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Darstellungen in der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer Ausführung des erfindungsgemäßen Laufradgehäuses mit einem Bypass-Ventil und einem eingelegten Ventilsitzring mit thermischer Sperrbeschichtung;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Details X aus Figur 1, das eine Schnittdarstellung des Ventilklappensitzes einer erfindungsgemäßen Ausführung des Laufradgehäuses zeigt .

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen

Abgasturboladers mit einem nach Art des erfindungsgemäßen Laufradgehäuses ausgebildeten Turbinengehäuse.

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm der einzelnen Prozessschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Ventilsitzringes für ein Laufradgehäuse eines Abgas ^¬ turboladers

Funktions- und Benennungsgleiche Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Die Figur 1 zeigt eine vereinfachte Schnittdarstellung eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Laufradgehäuses mit einem Bypass-Ventil 20 und einer Kurbelarm-Betätigungsvorrichtung am Beispiel eines Turbinengehäuses. Über den Fluideintrittsbereich 11 des Laufradgehäuses 10 tritt der Fluidmassenstrom FM in das Laufradgehäuse 10 ein. Aus dem Laufradgehäuse 10 wird der Fluidmassenstrom FM zum Beispiel auf auf ein Turbinenrad (nicht dargestellt) geleitet und tritt dann durch den Fluidaustrittsbereich 12 aus dem Laufradgehäuse 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 eingefügten Ventilsitzring 30 mit einer Ventilsitzfläche 31 und einer thermischen Sperrbeschichtung 34 auf seiner Ring-Innenwand 33 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 Kurbelspin ^¬ deldrehachse 24 drehbar gelagert ist. Durch Drehung des Kur ^¬ belarms 22 um die Kurbelspindeldrehachse 24 (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn) wird die Ventilklappe 21 entlang des Ventil ^¬ klappenweges, aus näherungsweise in Bezug auf die Ventil ^¬ sitzfläche 31 senkrechter Richtung, auf den Ventilsitzring 30 aufgesetzt und der Bypass-Kanal 13, hier der Wastegate-Kanal, so geschlossen und in umgekehrter Richtung geöffnet.

In der in Figur 2 gezeigten vergrößerten Schnittdarstellung der Einzelheit X des Laufradgehäuses aus Figur 1, ist der Ven ^¬ tilklappensitz 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 Fig. 1) zugewandten Seite eine Ventilsitzfläche 31 auf. Ausgehend von der Ventilsitzfläche 31 erstreckt sich der Ventilsitzring 30 in axialer Richtung, also in Richtung der Ringachse A, über seine Ringhöhe HR, vom Bypass-Kanal-Ausgang 14 her in die Aufnahmeausformung 16 des Bypass-Kanals 13. Am unteren Ende sitzt der Ventilsitzring 30 auf einem in der Aufnahmeausformung 16 vorgesehenen axialen Anschlag 35 auf, wodurch er in axialer Richtung in der Aufnahmeausformung 16 positioniert ist.

Der Ventilsitzring 30 weist auf seiner Ring-Innenwand, und im Gegensatz zu dem Beispiel aus Figur 1, auch auf seiner Ventilsitzflache 31 eine thermische Sperrbeschichtung 34 auf. Damit sind, abgesehen von einem kleinen aus der Aufnahmeausformung gegebenenfalls herausragenden Rand auf der Ring-Außenwand, alle dem heißen Gas ausgesetzten Flächen des Ventilsitzringes 30 von der thermischen Sperrbeschichtung 34 abgedeckt. Wodurch eine besonders effektive thermische Abschirmung des Ventilsitzringes 30 gewährleistet werden kann.

Weitere Vorteile in Bezug auf Verschleißfestigkeit und Wär- meabschirmung und sicheren dauerhaften Sitz des Ventilsitzringes 30 sind zu erzielen wenn:

- Die thermischen Sperrbeschichtung 34 einen temperaturbeständigen Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit in einer Schichtdicke zwischen 0,1 und 1 mm aufweist.

- Die thermische Sperrbeschichtung 34 einen Keramik-Werkstoff aufweist, insbesondere einen Oxidkeramik-Werkstoff. - Die thermische Sperrbeschichtung 34 im Bereich der Ventilsitzfläche 31 eine höhere Werkstoffdichte aufweist als im Bereich der Ring-Innenwand 33.

- Der Ventilsitzring 30 auf seiner Ring-Außenwand 32 einen Passungsbereich 36 aufweist, der sich zumindest über einen Teil seiner Ringhöhe HR erstreckt und in dem die Ring-Außenwand 32 des Ventilsitzringes 30 eine Passung mit der korrespondierenden Innenkontur der Aufnahmeausformung 16, insbesondere eine Presspassung, aufweist.

-Der Ventilsitzring aus einem Werkstoff besteht, dessen Festigkeitswert zu dem entsprechenden Festigkeitswert des Leichtmetallwerkstoffs des Laufradgehäuses in einem Verhältnis steht von kleiner oder gleich 6/1.

Weitere Ausführungen des erfindungsgemäßen Laufradgehäuses 10 sind dadurch gekennzeichnet, dass das Laufradgehäuse ein Turbinengehäusel Oa und der zugehörige Bypass-Kanal 13 ein Wastegate-Kanal 13a eines Abgasturboladers 1 ist oder dass das Laufradgehäuse 10 ein Verdichtergehäuse 10b und der zugehörige Bypass-Kanal ein Schubumluft-Kanal 13b des Abgasturboladers 1 ist.

Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader 1, 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 10 ausgeführt. Die Ein ^¬ zelheit X greift den Bereich des Ventilklappensitzes des Wastegate-Ventils 20a heraus und entspricht einer der vo- rausgehend beschriebenen und in Figur 2 gezeigten Ausführungen des Ventilklappensitzes 15.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel des erfindungsgemäßen Ablaufs des Verfahrens zur Herstellung eines Ventilsitzringes für ein erfindungsgemäßes Laufradgehäuse eines Abgasturboladers, wie vorausgehend beschrieben . Das Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge: a) Bereitstellen eines Ventilsitzringes der nach Art eines Hohlzylinders mit einer Ring-Außenwand, einer Ring-Innenwand und einer Ventilsitzfläche auf einem axialen Ende des

Hohlzylinders ausgebildet ist.

b) Entfernen von störenden Oxidschichten von den zu beschichtenden Oberflächenbereichen des Ventilsitzringes, b') Optional kann in diesem Zwischenschritt zunächst eine

Haft-Zwischenschicht, zum Beispiel aus einer NiCr-Legierung, auf die zu beschichtenden Oberflächenbereiche des Ventil ^¬ sitzringes aufgebracht werden.

c) Auftragen einer thermischen Sperrbeschichtung auf die zu beschichtenden Oberflächenbereiche mittels eines thermischen Spritzverfahrens, insbesondere eines Plasma-Spritzverfahrens, unter Einblasen von Keramikpulver, wobei im thermischen

Spritzverfahren durch Variation der Aufspritzdichte und/oder der Pulver-Korngröße des Keramikpulvers und/oder der

AufSpritzgeschwindigkeit die Werkstoffdichte und die

Schichtdicke der thermischen Sperrbeschichtung einstellbar ist.

In weiterer Fortführung des Verfahrens kann dann die Herstellung eines erfindungsgemäßen Laufradgehäuses erfolgen. Die ergänzenden Verfahrensschritte sind in Figur 4 in gestrichelten Kästchen dargestellt.

Dazu kann in Folge oder bereits parallel zur Herstellung des Ventilsitzringes in einem Schritt d) ein entsprechendes

Laufradgehäuse, mit einer für die Aufnahme des Ventilsitzringes vorgesehenen Aufnahmeausformung im Bereich eines vorgesehenen Ventilklappensitzes am Bypass-Kanal-Ausgang, bereitgestellt werden .

In einem abschließenden Schritt e) wird dann der zuvor her- gestellte Ventilsitzring in die korrespondierende Aufnahme ^¬ ausformung des Laufradgehäuses montiert und befestigt . Dies kann auf verschiedene Art erfolgen zum Beispiel durch Einpressen, Einschrumpfen, Verstemmen oder auch Einschrauben oder Aufweiten.