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DE102004013235A1 - control valve - Google Patents

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DE102004013235A1
DE102004013235A1 DE200410013235 DE102004013235A DE102004013235A1 DE 102004013235 A1 DE102004013235 A1 DE 102004013235A1 DE 200410013235 DE200410013235 DE 200410013235 DE 102004013235 A DE102004013235 A DE 102004013235A DE 102004013235 A1 DE102004013235 A1 DE 102004013235A1
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control valve
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pressure
housing area
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Inventor
Uwe Becker
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Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
Original Assignee
LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
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Abstract

Control valve (5), especially for a climate control compressor, regulates the coolant flow from a high pressure to a low pressure area optimally by means of electromagnetic elements. The housing area (7, 9) of the control valve is additionally used for pressure limiting purposes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelventil, insbesondere für Klimakompressoren, welches einen Kältemittelstrom vom Hochdruckbereich zum Triebraumdruckbereich regelt und insbesondere elektromagnetisch betätigbar ist. Derartige Regelventile sind bekannt. Sie werden zwischen dem Hochdruckbereich und dem Triebraumdruckbereich eingesetzt, um Kompressoren zu regeln bzw. eine Ölrückführung vom Hochdruckbereich in den Triebraumdruckbereich gewährleisten zu können.The invention relates to a control valve, especially for Air conditioning compressors, which a refrigerant flow from the high pressure area regulates the engine pressure range and in particular electromagnetically actuated is. Such control valves are known. You will be between High pressure area and the engine room pressure area used to compressors to regulate or an oil return from Ensure high pressure area in the engine pressure area to be able to.

Um extreme Betriebsbedingungen abfangen zu können, ist außerdem ein Druckbegrenzungsventil erforderlich. Dieses stellt im geöffneten Zustand ebenfalls eine Verbindung zwischen Hochdruckbereich und Triebraumdruckbereich dar.To intercept extreme operating conditions can, is also a pressure relief valve is required. This poses in the open Condition also a connection between the high pressure area and Engine compartment pressure range.

Derartige Ventilanordnungen haben verschiedene Nachteile.Such valve arrangements have various disadvantages.

Es sind separate Aufnahmebohrungen für das Regelventil und das Druckbegrenzungsventil im Zylinderkopf erforderlich, wodurch sich erhöhte Bearbeitungskosten und erhöhter Platzbedarf ergeben. Weiterhin entstehen bei der Verwendung von zwei Ventilkonstruktionen als zwei separaten Baugruppen wesentlich erhöhte Kosten.There are separate mounting holes for the Control valve and the pressure relief valve in the cylinder head required which increased Processing costs and increased Result in space requirements. Furthermore arise when using two valve constructions as two separate assemblies essential increased Costs.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Regelventil, insbesondere für Klimakompressoren, welches einen Kältemittelstrom vom Hochdruckbereich in den Triebraumdruckbereich regelt, insbesondere elektromagnetisch betätigbar, wobei das Regelventil zusätzlich für eine Druckbegrenzungsfunktion einsetzbar ist. Bevorzugt wird ein Regelventil, bei welchem ein Gehäusebereich des Regelventils in einer Montageöffnung verschieblich verlagerbar ist. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Regelventils zeichnet sich dadurch aus, dass der untere Teil des Gehäusebereiches des Regelventils mit der Montageöffnung einen Ventilsitz bildet. Weiterhin wird ein Regelventil bevorzugt, bei welchem der Gehäusebereich des Regelventils eine Druckwirkfläche für den Hochdruck aufweist. Auch wird ein Regelventil bevorzugt, bei welchem der Gehäusebereich gegen die Kraft einer Feder verschieblich verlagerbar ist.It is the object of the invention To avoid disadvantages. The problem is solved by a control valve, in particular for air conditioning compressors, which a refrigerant flow regulates from the high pressure area to the engine pressure area, in particular electromagnetically operated, with the control valve in addition for one Pressure limiting function can be used. A control valve is preferred, in which a housing area of the control valve is displaceably displaceable in an assembly opening is. An embodiment according to the invention The control valve is characterized in that the lower part of the housing area of the control valve with the assembly opening forms a valve seat. A control valve is also preferred, in which the housing area of the control valve has a pressure effective area for the high pressure. Also a control valve is preferred in which the housing area is displaceably displaceable against the force of a spring.

Ein erfindungsgemäßes Regelventil zeichnet sich dadurch aus, dass der Gehäusebereich einen kragenförmigen Absatz aufweist. Vorzugsweise ist der kragenförmige Absatz in einer Überwurfkappe angeordnet, welche dem kragenförmigen Absatz einen axialen Hub, beispielsweise von 0,2 mm, ermöglicht. Weiterhin wird ein Regelventil bevorzugt, bei welchem der kragenförmige Absatz mit einer Federkraft beaufschlagbar ist.A control valve according to the invention is distinguished characterized in that the housing area a collar-shaped Has paragraph. The collar-shaped shoulder is preferably arranged in a cap, which the collar-shaped Paragraph allows an axial stroke, for example of 0.2 mm. Furthermore, a control valve is preferred in which the collar-shaped shoulder can be acted upon by a spring force.

Ein erfindungsgemäßes Regelventil zeichnet sich dadurch aus, dass am Gehäusebereich zwischen dem Gehäusebereich und der Montageöffnung eine Dichtungseinrichtung, wie z. B. ein O-Ring, angeordnet ist. Bevorzugt wird auch ein Regelventil, bei welchem die Feder durch eine Überwurfkappe am Zylinderkopf oder am Kompressorengehäuse oder am Zylinderblock abgestützt wird. Weiterhin wird ein Regelventil bevorzugt, bei welchem die Federvorspannkraft durch eine Vorrichtung an der Überwurfkappe einstellbar ist. Auch wird ein Regelventil bevorzugt, bei welchem die Wirkfläche für den Triebraumdruck möglichst klein oder im Wesentlichen unwirksam gegenüber der Wirkfläche für den Hochdruck ist.A control valve according to the invention is distinguished characterized in that on the housing area between the housing area and the assembly opening a sealing device, such as. B. an O-ring is arranged. Also preferred is a control valve in which the spring passes through a cap is supported on the cylinder head or on the compressor housing or on the cylinder block. Furthermore, a control valve is preferred in which the spring preload force through a device on the cap is adjustable. A control valve is also preferred, in which the effective area for the Drive room pressure if possible small or essentially ineffective against the effective area for the high pressure is.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.The invention is now based on the Figures described.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil. 1 shows an inventive valve.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil mit einstellbarer Federkraft. 2 shows an inventive valve with adjustable spring force.

In einer Montageöffnung 1 eines Klimakompressorgehäuses 3 ist in 1 ein Regelventil 5 angeordnet, welches z. B. eine Ventilhülse 7 und einen Elektromagneten 9 aufweist. Innerhalb der Ventilhülse 7 ist ein Regelkolben 11 angeordnet, welcher durch den Elektromagneten 9 beeinflussbar ist und mittels eines dichtenden Kolbenendes 13 in einem Ventilsitz 15 innerhalb der Ventilhülse 7 abdichten kann, wenn der Elektromagnet 9, gegebenenfalls über eine nicht dargestellte Feder, den Kolben 11 in diesen Sitz 15 presst. In der Praxis werden derartige Ventile pulsweitenmoduliert betätigt, d.h., der Ventilkolben 11 wird mit einer bestimmten Frequenz durch den Elektromagneten 9 auf- und zugesteuert. Dadurch wird Kältemittel aus dem Hochdruckbereich 17 durch die Ventilhülse 7 in den Triebraumdruckbereich 19 gelassen, wobei dieses Kältemittel auch zum Transport des Schmiermittels in den Triebraum und in die dort arbeitenden Triebwerkselemente geleitet wird. Der durchgesetzte Massenstrom des Kältemittels, beispielsweise CO2, richtet sich also nach der einstellbaren Pulsweite des Magnetventils. Die Ventilhülse 7 selbst besitzt zusätzlich auf ihrer Außenseite einen Ventilsitz 21, der innerhalb der Montageöffnung 1 gegen eine entsprechende Gegenfläche abdichtet. In der normalen Betriebsart des Regelventils wird das Regelventil durch eine Feder 23 dabei in den Sitz 21 gepresst und hält damit den Ventilsitz 21 geschlossen. Die Feder 23 stützt sich dabei einerseits auf einem kragenförmigen Absatz 25 des Magnetgehäuses und andererseits gegen eine Überwurfkappe 27 ab. Die Überwurfkappe 27 wiederum ist mittels Befestigungsmitteln 29, wie z. B. Schrauben, am Klimakompressorgehäuse 3, gegebenenfalls auch am Zylinderkopf oder am Zylinderblock, je nach Aufbau des Kompressors, befestigt. Zwischen der Überwurfkappe 27 und dem kragenförmigen Absatz 25 des Elektromagneten 9 befindet sich ein gewisser Spalt 31, der z. B. 0,2 mm betragen kann. Steigt nun der Hochdruck im Bereich 17 über einen bestimmten Wert, so kann die Druckkraft, welche sich auf der Fläche 33 der Ventilhülse 7 aufbauen kann, gegen die Kraft der Feder 23 das gesamte Regelventil um den Hub der Spalthöhe 31 aus dem Sitz 21 drücken, so dass Kältemittel aus dem Hochdruckbereich 17 an der Seite der Ventilhülse 7 vorbei in den Triebraumdruckbereich 19 strömt. Der dadurch im Triebraum erfolgende Druckanstieg bewirkt ein Zurückschwenken der Kompressorscheibe und damit eine Reduzierung des Fördervolumens des Kompressors, welches sich in einem nicht mehr weiter ansteigenden Druck auf der Hochdruckseite auswirkt. Somit ist die Druckbegrenzungsfunktion zusätzlich durch diese Anordnung des Regelventils 5 realisierbar. Das Regelventil 5 weist weiterhin eine O-Ringdichtung 35 innerhalb der Montageöffnung 1 auf, welche den Druckbereich gegenüber der außen anliegenden Atmosphäre abdichtet. Bei einem minimalen Hub von 0,2 mm macht dieser O-Ring 35 nur eine sehr kleine axiale Bewegung, so dass die Dichtung annähernd statisch behandelt werden kann. Undichtigkeiten sind also nicht zu erwarten. Die Überwurfkappe 27 wird, wie schon vorher erwähnt, durch Befestigungsmittel 29 am Klimakompressorgehäuse 3, wie z. B. am Zylinderkopf, befestigt.In an assembly opening 1 of an air conditioning compressor housing 3 is in 1 a control valve 5 arranged which z. B. a valve sleeve 7 and an electromagnet 9 having. Inside the valve sleeve 7 is a control piston 11 arranged which by the electromagnet 9 can be influenced and by means of a sealing piston end 13 in a valve seat 15 inside the valve sleeve 7 can seal when the electromagnet 9 , possibly via a spring, not shown, the piston 11 in this seat 15 pressed. In practice, such valves are actuated with pulse width modulation, ie the valve piston 11 is at a certain frequency by the electromagnet 9 opened and closed. This turns refrigerant from the high pressure area 17 through the valve sleeve 7 in the engine pressure area 19 left, this refrigerant is also conducted to transport the lubricant into the engine room and into the engine elements working there. The throughput mass flow of the refrigerant, for example CO 2 , thus depends on the adjustable pulse width of the solenoid valve. The valve sleeve 7 itself also has a valve seat on the outside 21 that is inside the mounting hole 1 seals against a corresponding counter surface. In the normal operating mode of the control valve, the control valve is operated by a spring 23 doing so in the seat 21 pressed and thus holds the valve seat 21 closed. The feather 23 is based on the one hand on a collar-shaped heel 25 of the magnet housing and on the other hand against a cap 27 from. The cap 27 in turn is by means of fasteners 29 , such as B. screws on the air conditioning compressor housing 3 , if necessary also on the cylinder head or on the cylinder block, depending on the structure of the compressor. Between the cap 27 and the collar-shaped heel 25 of the electromagnet 9 there is a certain gap 31 , the z. B. can be 0.2 mm. Now the high pressure rises in the area 17 above a certain value, the compressive force that is on the surface 33 the valve sleeve 7 can build up against the force of the spring 23 the entire control valve by the stroke of the gap height 31 out of the seat 21 press so that refrigerant from the high pressure area 17 on the side of the valve sleeve 7 over in the drive room pressure range 19 flows. The resulting increase in pressure in the drive chamber causes the compressor disc to pivot back and thus a reduction in the delivery volume of the compressor, which results in the pressure on the high-pressure side no longer increasing. Thus the pressure limiting function is additionally due to this arrangement of the control valve 5 realizable. The control valve 5 also has an O-ring seal 35 inside the assembly opening 1 on, which seals the pressure area from the outside atmosphere. With a minimum stroke of 0.2 mm this O-ring 35 only a very small axial movement, so that the seal can be treated approximately statically. Leaks are therefore not expected. The cap 27 is, as mentioned before, by fasteners 29 on the air conditioning compressor housing 3 , such as B. attached to the cylinder head.

Stellt man die Überwurfkappe 27 zweiteilig oder mehrteilig her, wie in 2 dargestellt, besteht zusätzlich die Möglichkeit, die Kraft der Feder 23 und somit den Aulösedruck des Druckbegrenzungsventils einzustellen. So kann beispielsweise die Überwurfkappe 27 mit einem Innengewinde 41 versehen sein, in welches eine Ringmutter 43 eingreift. Durch Verdrehen der Ringmutter 43 kann so die Vorspannkraft der Feder 23 stufenlos variiert werden. Um eine möglichst hysteresefreie Funktion zu erhalten sowie unabhängig vom Triebraumdruck zu sein, sollte die Fläche, auf welcher der Triebraumdruck angreifen kann, möglichst klein gehalten oder völlig kompensiert sein. Das ist in diesem Fall durch die sich gegenseitig aufhebenden Druckwirkflächen 37 und 39 realisiert, so dass der Triebraumdruck so gut wie unwirksam ist.If you put the cap 27 two-part or multi-part, as in 2 shown, there is also the possibility of the force of the spring 23 and thus to adjust the opening pressure of the pressure relief valve. For example, the cap 27 with an internal thread 41 be provided in which a ring nut 43 intervenes. By turning the ring nut 43 can so the biasing force of the spring 23 can be varied continuously. In order to obtain a function that is as free of hysteresis as possible and to be independent of the engine room pressure, the area on which the engine room pressure can act should be kept as small as possible or completely compensated. In this case, this is due to the mutually canceling pressure surfaces 37 and 39 realized so that the engine room pressure is virtually ineffective.

Die Erfindung kombiniert also die Funktion des hochdruckseitigen Regelventils mit der zusätzlichen Funktion eines Druckbegrenzungsventils.The invention thus combines the Function of the high-pressure control valve with the additional Function of a pressure relief valve.

11
Montageöffnungmounting hole
2, 32, 3
KlimakompressionsgehäuseAir compression housing
55
Regelventilcontrol valve
77
Ventilhülsevalve sleeve
99
Elektromagnetelectromagnet
1111
Regelkolbencontrol piston
1313
Kolbenendepiston end
1515
Ventilsitzvalve seat
1717
HochdruckbereichHigh pressure area
1919
TriebraumdruckbereichDrive chamber pressure area
2121
Ventilsitzvalve seat
2323
Federfeather
2525
Absatzparagraph
2727
ÜberwurfkappeScrew cap
2929
Befestigungsmittelfastener
3131
Spaltgap
3333
Flächearea
3535
Ringdichtungring seal
3737
++
3939
DruckwirkflächenPressure active surfaces
4141
++
4343
Vorrichtungcontraption

Claims (12)

Regelventil (5), insbesonders für Klimakompressoren, welches einen Kältemittelstrom vom Hochdruckbereich in den Triebraumdruckbereich beeinflusst, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbar, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäusebereich (7, 9) des Regelventils (5) zusätzlich für eine Druckbegrenzungsfunktion einsetzbar ist.Control valve ( 5 ), in particular for air conditioning compressors, which influences a refrigerant flow from the high pressure area into the engine room pressure area, preferably electromagnetically operable, characterized in that a housing area ( 7 . 9 ) of the control valve ( 5 ) can also be used for a pressure limiting function. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusebereich (7) des Regelventils (5) in einer Montageöffnung (1) verschieblich verlagerbar ist.Control valve according to claim 1, characterized in that the housing area ( 7 ) of the control valve ( 5 ) in an assembly opening ( 1 ) is displaceable. Regelventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil des Gehäusebereiches (7) des Regelventils (5) mit der Montageöffnung (1) einen Ventilsitz (21) bildet.Control valve according to claim 1 or claim 2, characterized in that the lower part of the housing area ( 7 ) of the control valve ( 5 ) with the mounting opening ( 1 ) a valve seat ( 21 ) forms. Regelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusebereichs (7) des Regelventils (5) eine Druckwirkfläche (33) für den Hochdruck aufweist.Control valve according to claim 3, characterized in that the housing area ( 7 ) of the control valve ( 5 ) a pressure effective area ( 33 ) for the high pressure. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusebereich (7, 9) des Regelventils (5) gegen die Kraft einer Feder (23) verschieblich verlagerbar ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the housing area ( 7 . 9 ) of the control valve ( 5 ) against the force of a spring ( 23 ) is displaceable. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusebereich (9) einen kragenförmigen Absatz (25) aufweist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the housing area ( 9 ) a collar-shaped heel ( 25 ) having. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kragenförmige Absatz (25) in einer Überwurfkappe (27) angeordnet ist, welche dem kragenförmigen Absatz (25) einen axialen Hub ermöglicht.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the collar-shaped shoulder ( 25 ) in a cap ( 27 ) is arranged, which the collar-shaped shoulder ( 25 ) enables an axial stroke. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kragenförmige Absatz (25) mit einer Federkraft beaufschlagbar ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the collar-shaped shoulder ( 25 ) can be loaded with a spring force. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäusebereich (7) zwischen dem Gehäusebereich (7) und der Montageöffnung (1) eine Dichtungseinrichtung (35), wie z. B. ein O-Ring, angeordnet ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that on the housing area ( 7 ) between the housing area ( 7 ) and the mounting opening ( 1 ) a sealing device ( 35 ), such as B. an O-ring is arranged. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (23) durch die Überwurfkappe (27) am Zylinderkopf oder am Kompressorgehäuse oder am Zylinderblock abgestützt wird.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spring ( 23 ) through the cap ( 27 ) is supported on the cylinder head or on the compressor housing or on the cylinder block. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorspannkraft durch eine Vorrichtung (41, 43) an der Überwurfkappe (27) einstellbar ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spring biasing force by a device ( 41 . 43 ) on the cap ( 27 ) is adjustable. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirkfläche (34, 37) des Triebraumdrucks möglichst klein oder im Wesentlichen unwirksam gegenüber der Wirkfläche (33) des Hochdruckes ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that an active surface ( 34 . 37 ) of the engine room pressure as small as possible or essentially ineffective with respect to the active area ( 33 ) of the high pressure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005049122A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 Continental Teves Ag & Co. Ohg Improved cartridge solenoid valve, has holding plate connected detachably to valve mounting, with interlocking- or interference connection to valve casing

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DE102005049122A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 Continental Teves Ag & Co. Ohg Improved cartridge solenoid valve, has holding plate connected detachably to valve mounting, with interlocking- or interference connection to valve casing

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