Abqasweiche

[0001] Die Erfindung betrifft eine Abgasweiche, insbesondere für Lastkraftwagen, mit einem Gehäuse, das einen Einlass und einen ersten und einen zweiten Auslass aufweist, an denen ein erster und ein zweiter Ventilsitz ausgebildet sind, und mit einer Ventilklappe, die zum Verschließen des ersten oder zweiten Auslasses zwischen den beiden Ventilsitzen verschwenkbar ist.

[0002] Eine derartige Abgasweiche ist aus der DE 10 20 0 010 332 A1 bekannt. Hieraus ist eine Abgasweiche bekannt, bei der das Abgas mittels eines Klappenventils zwischen einem ersten Auslass, der mit einem Abgaskühler versehen ist, und mit einem zweiten Auslass, der als Bypass dient, umlenkbar ist. [0003] Die vorstehend genannte Abgasweiche weist einen hohen Druckveriust im Regelbereich des Klappenventils auf.

[0004] Abgasweichen sind in vielfältiger Ausführung im Stand der Technik bekannt.

[0005] Der Abgasstrom wird hierbei typischerweise entweder Richtung Auspuff oder in Richtung einer Wärmeenergierückgewinnungsanlage, wie etwa einen Wärmetauscher, geleitet, oder aber in eine Bypass-Leitung, gegebenenfalls auch gemischt in beide Richtungen, in Abhängigkeit vom Abgas-Massenstrom, von der Abgastemperatur und gegebenenfalls noch weiteren Betriebsparametern.

[0006] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abgasweiche zu schaffen, mit der ein Abgasstrom zwischen einem ersten und einem zweiten Auslass auf besonders einfache Weise umschaltbar ist, wobei ein geringer Druckverlust im gesamten Regelbereich der Abgasweiche sowie eine geringe Leckage in der Ventilendstellung gewährleistet ist.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Abgasweiche gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Gehäuse als Gussteil ausgebildet ist, dass den Einlass und zumindest den ersten Auslass einstückig miteinander verbindet, wobei die Ventilklappe einen größeren Querschnitt als der zweite Ventilsitz aufweist.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

[0009] Erfindungsgemäß ist durch die Ausgestaltung des Gehäuses als durchgehendes Gussteil, das zumindest den Einlass und den ersten Auslass einstückig miteinander verbindet, ein einfacher Aufbau und ein sehr geringer Druckverlust gewährleistet. Infolge des einteiligen Gehäuses ergibt sich eine kostengünstige Herstellung. Da eine Strömungskante wegfällt und insgesamt ein größerer Querschnitt zur Verfügung steht, ergibt sich ein besonders geringer Druckverlust. T EP2015/053794

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[0010] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist am Einlass oder an einem der Auslässe mindestens ein Einführschlitz vorgesehen, der ein Einführen der Ventilklappe in das Innere des Gehäuses erlaubt.

[0011] Auf diese Weise ist eine Herstellung als einstückiges Gussteil ermöglicht, wobei dennoch die Ventilklappe einen größeren Querschnitt als der zweite Ventilsitz aufweist.

[00 2] Vorzugsweise ist hierbei der mindestens eine Einführschlitz an einem Flansch am Einlass oder an einem der Auslässe vorgesehen.

[0013] Weiter bevorzugt sind zwei einander gegenüberliegende Einführschlitze vorgesehen.

[0014] Auf diese Weise ist ein einfacher Aufbau gewährleistet.

[0015] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilklappe an einer Ventilwelle gehalten, die zwischen dem ersten und dem zweiten Auslass im Gehäuse randseitig verschwenkbar gelagert ist.

[00 6] Hierdurch ist ein besonders einfacher Aufbau gewährleistet.

[0017] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilklappe in einem Schlitz an der Ventilwelle festgelegt.

[0018] Auf diese Weise ist eine einfache Montage und Befestigung der Ventilklappe an der Ventilwelle gewährleistet.

[0019] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist am zweiten Auslass ein vorzugsweise zylindrischer Auslassstutzen mit einer Stirnfläche als Ventilsitz ausgebildet. 15 053794

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[0020] Hierbei ist der Auslassstutzen vorzugsweise am zweiten Auslass in einer vorbestimmten Einbaulage fixierbar.

[0021] Auf diese Weise kann eine besonders präzise Anlage der Ventilklappe am Ventilsitz des zweiten Auslasses gewährleistet werden. Somit kann eine besonders geringe Leckage in der Schließstellung des zweiten Auslasses erreicht werden.

[0022] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der erste Ventilsitze und der zweite Ventilsitz in einem Winkel von weniger als 90° zueinander angeordnet, vorzugsweise in einem Winkel von weniger als 70°, besonders bevorzugt in einem Winkel von 50 bis 60° zueinander angeordnet.

[0023] Auf diese Weise kann ein besonders strömungsgünstiger Aufbau mit geringem Druckverlust gewährleistet werden. Außerdem ergibt sich ein kleiner Anstellwinkel.

[0024] In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung besteht das Gehäuse und vorzugsweise der Auslassstutzen auf einer rostfreien Gusslegierung, vorzugsweise aus einer Edelstahlfeingusslegierung.

[0025] Auf diese Weise sind eine einfache und kostengünstige Herstellung und eine ausreichende thermische Beständigkeit bei hohen Abgastemperaturen gewährleistet.

[0026] Der zweite Auslass ist vorzugsweise zur Verbindung mit einem Bypass ausgebildet, also beispielsweise zum Umgehen einer Wärmeenergierückgewinnungsanlage. In diesem Fall wird in der Normalstellung, d.h. in der der Einlass mit dem ersten Auslass verbunden ist, eine besonders geringe Leckage gewährleistet. Somit ist für den Normalfall eine optimale Betriebsweise ermöglicht.

[0027] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an der Außenseite des Gehäuses ein Antrieb zur Betätigung der Ventilklappe befestigt, der mit der Ventilwelle über ein Hebelgestänge gekoppelt ist. [0028] Auf diese Weise ist eine einfache und zuverlässige Betätigung der Ventilklappe ermöglicht.

[0029] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung greift an der Ventilwelle eine Fail-Safe-Feder an, mittels derer die Ventilklappe zum Verschließen des zweiten Auslasses vorgespannt ist.

[0030] Auf diese Weise wird eine Grundstellung der Ventilklappe im Fehlerfall derart gewährleistet, dass der Einlass mit dem ersten Auslass gekoppelt ist.

[0031] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0032] Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene, perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Abgasweiche;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Abgasweiche gemäß Fig. 1 in einer

Stellung, in der die Ventilklappe zur Montage durch zwei einander gegenüberliegende Einführschlitze eingeführt wird;

Fig. 3 die Abgasweiche gemäß Fig. 2 mit bereits eingeführter Ventilklappe;

Fig. 4 die Abgasweiche gemäß Fig. 3 mit bereits ausgerichteter Ventilklappe zum Einführen in die Ventilwelle; 6

Fig. 5 eine Ansicht der Ventilwelle mit Schlitz zum Einführen der Ventilklappe und

Fig. 6 die Ventilwelle nach Einführen der Ventilklappe in den hierfür vorgesehenen Schlitz.

[0033] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Abgasweiche dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.

[0034] Die Abgasweiche 10 ist insbesondere für Lkws vorgesehen und dient dazu, Abgase, die in Richtung des Pfeiles 1 1 in einen Einlass 14 der Abgasweiche 10 einströmen, zwischen einem ersten Auslass 18 gemäß dem Pfeil 13 und einem zweiten Auslass 24 gemäß dem Pfeil 15 umzulenken. Während der erste Auslass 18 typischerweise mit einer Wärmeenergierückgewinnungseinrichtung, etwa einem Wärmetauscher oder Verdampfer, verbunden ist, ist der zweite Auslass 24 typischerweise mit einem Bypass verbunden, der direkt zum Auspuff führt. Der Abgasstrom wird typischerweise in Abhängigkeit von einer Reihe von Betriebsparametern, wie dem Abgas-Massenstrom, der Abgas-Temperatur und ggf. weiteren Betriebsparametern zwischen dem ersten Auslass 18 und dem zweiten Auslass 24 ganz oder teilweise umgelenkt.

[0035] Zur Umlenkung dient ein Klappenventil, das eine Ventilklappe 32 aufweist, die an einer am Gehäuse 12 seitlich zwischen den beiden Auslässen 18, 24 in einem Wellenlager 36 aufgenommenen Ventilwelle 34 verschwenkbar gehalten ist.

[0036] Das Gehäuse 12 ist als einteiliges Gussgehäuse ausgebildet, das aus einer Edelstahlfeingusslegierung besteht und das einen Flansch 16 am Einlass 14 unmittelbar mit einem Flansch 20 am ersten Auslass 18 verbindet. Am zweiten Auslass 24 ist gleichfalls ein Flansch 28 vorgesehen, der allerdings mit einem Auslassstutzen 26 in die Öffnung des zweiten Auslasses 24 hineinragt, so dass die Stirnfläche 30 des Auslassstutzens 26 als Ventilsitz 30 dient, mit dem die Ventilklappe 32 abdichten kann. [0037] Da der Auslassstutzen 26 bei der Montage auf ein minimales Spaltmaß eingestellt werden kann, kann ein besonders geringer Leckageverlust am zweiten Auslass 24 gewährleistet werden.

[0038] Am ersten Flansch 20 des ersten Auslasses 18 ist an der der Ventilklappe 32 zugewandten Seite gleichfalls ein Ventilsitz 22 gebildet, mit dem die Ventilklappe 32 abdichten kann. Die Ventilkiappe 32 besitzt einen größeren Querschnitt als der Flansch 16 am Einlass 14, und der erste Ventilsitz 22 und der zweite Ventilsitz 30 aufweisen. Die Ventilklappe 32 hat einen kleinsten Querschnittsdurchmesser, welcher größer ist als ein größter Öffnungsdurchmesser sowohl des Einlasses 14, des ersten Ventilsitzes 22 als auch des zweiten Ventilsitzes 30.

[0039] Zur Einführung in das Innere des Gehäuses 2 dienen zwei einander gegenüberliegende Einführschlitze 38, 40 (vgl. Fig. 2) am Flansch 16, durch die die Ventilklappe 32 nach dem Schlüssellochprinzip eingeführt werden kann, wie in Fig. 2 verdeutlicht ist.

[0040] Die Ventilklappe 32 kann anschließend, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, entsprechend gedreht und positioniert werden, um dann an der Ventilwelle 34 gemäß Fig. 5 in einen zugeordneten Schlitz 50 eingeführt und daran fixiert zu werden, wie in Fig. 6 gezeigt.

[0041] Aus den Fig. 2 bis 4 ist ferner noch ein Antrieb 44 zur Verschwenkung der Ventilwelle 34 erkennbar, der an einem Halter 42 an der Außenseite des Gehäuses 12 aufgenommen ist und mit dem oberen Ende der Ventilwelle 34 über ein Hebelgestänge 46 gekoppelt ist. Ferner ist bei 48 noch eine Fail-Safe-Feder erkennbar, die dazu dient, die Ventilwelle 34 im Fehlerfalle oder bei Ausfall des Antriebs 14 so zu verschwenken, dass diese am zweiten Ventilsitz 30 anliegt und den zweiten Auslass 24 verschließt.

[0042] Die Einführschlitze 38, 40 am Flansch 16, die alternativ auch am

Flansch 20 vorgesehen sein könnten, werden beim Verschrauben mit einem zugeordneten Gegenflansch durch diesen verschlossen, so dass hierzu keine weitere Abdichtung erforderlich ist. [0043] Der erste Ventilsitz 22 am ersten Auslass 18 und der zweite Ventilsitz 30 am zweiten Auslass 24 sind in einem Winkel von etwa 55° zueinander angeordnet, wodurch sich ein geringer Verschwenkwinkel für die Ventilklappe 32 ergibt, was kurze Ventilsteuerungszeiten bedeutet.

[0044] Durch die etwa symmetrische Anordnung der beiden Auslässe 18, 24 in Bezug auf den Einlass 14 ergibt sich ein geringer Druckverlust.

[0045] Durch die ebene Ausführung der Ventilklappe 32 und eine Abdichtung mit den gleichfalls eben ausgeführten Ventilsitzen 22, 30 ergibt sich eine gute Abdichtung und ein geringer Leckageverlust.