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Die Erfindung betrifft eine Ventilbaugruppe für Kältemittel. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeugkältemittelsystem mit einer solchen Ventilbaugruppe sowie ein Herstellungsverfahren.
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Aus
DE 10 2020 134 622 A1 ist beispielhaft eine Ventilbaugruppe für ein Fahrzeugkältemittelsystem bekannt. Ventilbaugruppen dieser Art weisen üblicherweise eine Antriebseinheit auf, welche eine drehförmige Antriebsbewegung erzeugt. Die drehförmige Antriebsbewegung wird über eine Gewindekopplung auf ein Schließelement übertragen, welches aufgrund der Gewindekopplung eine translatorische Bewegung vollführt. Dabei ist das Schließelement von einer geöffneten Position in eine geschlossene Position überführbar. In der geschlossenen Position verschließt das Schließelement einen Kältemittelzulauf. In der geschlossenen Position ist damit ein Fluiddurchfluss durch die Ventilbaugruppe blockiert.
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Um die drehförmige Antriebsbewegung effektiv in eine translatorische Bewegung des Schließelements zu überführen, werden bei solchen Ventilbaugruppen üblicherweise Maßnahmen zur Verdrehsicherung des Schließelements ergriffen. Aus der Praxis ist es beispielsweise bekannt, den Schließkörper durch eine Tiefziehhülse zu führen, wobei die Tiefziehhülse in ein Ventilgehäuse eingepresst ist und radial nach innen vorstehende Nasen aufweist, die in Nuten des Schließelements geführt sind. Die Nuten verlaufen parallel zur translatorischen Bewegungsrichtung des Schließelements, so dass die in die Nuten eingreifenden Nasen eine translatorische Bewegung zulassen, eine drehförmige Bewegung jedoch unterbinden.
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Die Verwendung einer Tiefziehhülse und entsprechender Nuten in Kolben ist konstruktiv aufwändig. Insbesondere ist für die Tiefziehhülse zusätzliches Material einzusetzen.
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Außerdem muss ein zusätzlicher Produktionsschritt, nämlich das Tiefziehen der Hülse, in die Gesamtfertigung der Ventilbaugruppe integriert werden. Dies erhöht den Herstellungsaufwand und die Kosten für die Herstellung einer solchen Ventilbaugruppe.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Ventilbaugruppe der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine kostengünstige und herstellungstechnisch vereinfachte Produktion von Ventilbaugruppen ermöglicht ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeugkältemittelsystem mit einer solchen Ventilbaugruppe sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Ventilbaugruppe anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die Ventilbaugruppe durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1, im Hinblick auf das Fahrzeugkältemittelsystem durch den Gegenstand des Patentanspruchs 13 und im Hinblick auf das Herstellungsverfahren durch den Gegenstand des Patentanspruchs 14 gelöst.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Ventilbaugruppe für Kältemittel, die eine Antriebseinheit zum Erzeugen einer Rotationsbewegung einer Antriebswelle, eine Ventileinheit und einen Schließkörper umfasst. Der Schließkörper ist in der Ventileinheit durch die Rotationsbewegung der Antriebswelle längsverschieblich von einer geschlossenen Position, in welcher der Schließkörper an einem Ventilsitz anliegt, in eine geöffnete Position überführbar, in welcher der Schließkörper von dem Ventilsitz beabstandet ist. Dabei weist der Schließkörper wenigstens eine ebene Außenfläche und die Ventileinheit eine korrespondierende, ebene Innenfläche auf. Die Außenfläche und die Innenfläche sind derart zusammenwirkend zueinander ausgerichtet, dass sie gemeinsam eine Verdrehsicherung bilden.
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Die Erfindung realisiert eine Verdrehsicherung zur effizienten Übertragung der drehförmigen Bewegung der Antriebseinheit in eine translatorische Bewegung des Schließkörpers auf besonders einfache und kostengünstige Weise. Ein zusätzliches Bauteil, wie es im Stand der Technik oft eingesetzt wird, ist dazu nicht erforderlich. Vielmehr ist die Verdrehsicherung in die Geometrie des Schließkörpers und der Ventileinheit integriert. Diese Integration kann durch bestehende Herstellungsschritte erfüllt werden, so dass zusätzliche Herstellungsschritte vermieden werden. Damit werden die Kosten für die Herstellung der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe deutlich reduziert. Die Gestaltung der Verdrehsicherung durch die ebene Außenfläche des Schließkörpers und die ebene Innenfläche der Ventileinheit, mithin durch ein sogenanntes „Zwei-Flach“, ist außerdem äußerst zuverlässig und langzeitbeständig.
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Vorzugsweise ist die ebene Außenfläche an einem antriebsseitigen Ende des Schließkörpers, insbesondere an einem Führungsflansch, ausgebildet. Auch wenn die Verdrehsicherung grundsätzlich an anderer Stelle ausgebildet sein kann, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Verdrehsicherung möglichst nahe an der Antriebseinheit zu positionieren. So können die Rotationskräfte der Antriebseinheit von der Verdrehsicherung einfach und effizient aufgenommen werden.
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Die Innenfläche der Ventileinheit kann in einem Führungskanal der Ventileinheit ausgebildet sein. Der Führungskanal kann insbesondere dazu dienen, den Schließkörper in seiner translatorischen Bewegung zu führen. Ein solcher Führungskanal kann ein wesentliches Element der Ventileinheit sein, so dass die Einbringung der Innenfläche in den Führungskanal einfach und effizient in den Herstellungsprozess integrierbar ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe ist vorgesehen, dass die Außenfläche des Schließkörpers und/oder die Innenfläche der Ventileinheit entlang eines vollständigen Verschiebewegs des Schließkörpers ausgebildet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass über die gesamte translatorische Bewegung, die der Schließkörper vollführen kann, eine Verdrehsicherung besteht. Mit anderen Worten wird über die gesamte Bewegungslänge des Schließkörpers gewährleistet, dass die Drehbewegung der Antriebseinheit in eine nahezu ausschließlich translatorische Bewegung des Schließkörpers überführt wird. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass eine leichte Rotation des Schließkörpers innerhalb eines eng definierten Toleranzbereichs möglich ist.
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Um die durch die Antriebseinheit hervorgerufene Rotation der Antriebswelle in eine translatorische Bewegung des Schließkörpers zu überführen, ist es besonders zweckmäßig, wenn die Antriebswelle ein Außengewinde aufweist, das in ein Innengewinde des Schließkörpers eingreift. Eine solche Gewindekopplung ist besonders einfach herstellbar und bietet eine zuverlässige Funktion.
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Der Schließkörper kann außerdem einen Durchgangskanal zum Druckausgleich aufweisen. Der Durchgangskanal kann insbesondere eine Ventildurchflusskammer mit einer Ventilkörperkammer verbinden, so dass auf beiden axialen Seiten des Schließkörpers zumindest in vorbestimmten Positionen des Schließkörpers derselbe Fluiddruck herrscht. Der Druckausgleich reduziert die zur Bewegung des Schließkörpers erforderliche Kraft. Folglich kann die Antriebseinheit besonders energieoptimiert dimensioniert werden.
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Das Innengewinde ist vorzugsweise im Durchgangskanal ausgebildet. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwischen dem Innengewinde und dem Außengewinde der Antriebswelle ein Spiel besteht, so dass Fluid, insbesondere Kältemittel, durch die Gewindekopplung zwischen Antriebswelle und Schließkörper hindurchströmen kann. Das Außengewinde der Antriebswelle bildet mit dem Innengewinde des Schließkörpers die Gewindekopplung, wobei diese fluiddurchlässig ist, um den Druckausgleich zwischen der Ventildurchflusskammer und der Ventilkörperkammer zu ermöglichen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung sind jeweils zwei ebene Außenflächen am Schließkörper und zwei ebene Innenflächen in der Ventileinheit vorgesehen. Insbesondere können die ebenen Außenflächen und die ebenen Innenflächen jeweils diametral gegenüberliegend, insbesondere parallel zueinander ausgerichtet, sein. Dies verbessert die Kraftübertragung zwischen dem Schließkörper und der Ventileinheit. So kann das von der Antriebseinheit aufgebrachte Drehmoment verbessert abgefangen und gezielt in eine translatorische Bewegung des Schließkörpers überführt werden. Eine diametral gegenüberliegende Anordnung der ebenen Außenflächen ist zwar bevorzugt, jedoch nicht zwingend. Die ebenen Außenflächen können auch nicht-parallel zueinander ausgerichtet sein, insbesondere zueinander winklig positioniert sein, um die gewünschte Funktion zu erfüllen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe weisen der Schließkörper und/oder die Ventileinheit eine Abdichtgeometrie auf, die mit einer Stangendichtung zum Abdichten des Schließkörpers gegenüber der Ventileinheit so zusammenwirkt, dass die Stangendichtung in der geschlossenen Position des Schließkörpers dichtend angeordnet und in der geöffneten Position zwischen dem Schließkörper und der Ventileinheit gleitfähig gelagert ist. Eine solche Stangendichtung wirkt dynamisch insofern, als sie mögliche Bypass-Kanäle am Schließkörper in der geschlossenen Position des Schließkörpers effizient abdichtet. So ist sichergestellt, dass in der geschlossenen Position des Dichtkörpers ein Druckausgleich zwischen der Ventildurchflusskammer und der Ventilkörperkammer ausschließlich über den Durchgangskanal im Schließkörper erfolgt. In einer Position außerhalb der geschlossenen Position ist eine solche Abdichtung nicht zwingend erforderlich. Vielmehr ist eine Kältemittelströmung durch die Ventileinheit vorbei am Schließkörper unschädlich, sobald der Schließkörper den Ventilsitz verlassen hat. Bei der Bewegung soll jedoch die Dichtung nicht zu einer erhöhten Reibung führen. Insofern ist die Stangendichtung so konfiguriert, dass sie in der geöffneten Position zwischen dem Schließkörper und der Ventileinheit gleitfähig gelagert ist. Das reduziert den Kraftaufwand zur Betätigung des Schließkörpers.
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Die Abdichtgeometrie kann eine Mantelfläche der Stangendichtung aufweisen, wobei die Mantelfläche jeweils zumindest einen ersten Durchmesserabschnitt und einen zweiten Durchmesserabschnitt aufweist. Zwischen dem ersten Durchmesserabschnitt und der Stangendichtung ist vorzugsweise eine Presspassung und zwischen dem zweiten Durchmesserabschnitt und der Stangendichtung eine Spielpassung vorgesehen. Mit anderen Worten kann also der Schließkörper geometrisch so geformt sein, dass die Stangendichtung in der geschlossenen Position zwischen dem Schließkörper und der Ventileinheit abdichtend positioniert ist. Insbesondere kann die Stangendichtung gepresst oder gequetscht werden, so dass sie fest und eng zwischen der Ventileinheit und der Mantelfläche des Schließkörpers anliegt, um so eine ausreichende Dichtung zwischen Schließkörper und Ventileinheit sicherzustellen. In der geöffneten Position besteht zwischen der Stangendichtung und dem zweiten Durchmesserabschnitt am Schließkörper jeweils eine Spielpassung. Mit anderen Worten besteht ein Spiel zwischen der Stangendichtung und dem Schließkörper, so dass der Schließkörper reibungsarm durch die Ventileinheit geführt werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stangendichtung PTFE-frei ist. PTFE gehört zu den sogenannten Perfluoralkylchemikalien (PFAS), deren Einsatz in der Europäischen Union in den nächsten Jahren aufgrund ihrer umweltschädlichen Wirkung eingeschränkt werden soll. Es besteht also ein Bedarf auf den Einsatz solcher Chemikalien weitmöglichst zu verzichten. Indem die Stangendichtung dynamisch aktiv ist, also in der geöffneten Position reibungsarm agiert und, vorzugsweise ausschließlich, in der geschlossenen Position abdichtet, kann ein PTFE-freies Material eingesetzt werden, ohne eine erhöhte Reibung in Kauf nehmen zu müssen. Die Stangendichtung kann insofern insbesondere durch ein einzelnes monolithisches Bauteil gebildet sein. Das spart weitere Bauteilkosten, was zu einer kostengünstigen Produktion der Ventilbaugruppe beiträgt.
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Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeugkältemittelsystem mit einer zuvor beschriebenen Ventilbaugruppe. Die im Zusammenhang mit der Ventilbaugruppe genannten vorteilhaften Ausgestaltungen und funktionalen Vorteile gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Fahrzeugkältemittelsystem.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Ventilbaugruppe offenbart und beansprucht, wobei die Ventilbaugruppe vorzugsweise nach der hier beschriebenen Art und Weise ausgebildet ist. Bei den Herstellungsverfahren wird durch Fräsen an einem Schließkörper wenigstens eine ebene Außenfläche und in einer Ventileinheit wenigstens eine ebene Innenfläche erzeugt, um eine Verdrehsicherung zwischen der Ventileinheit und dem Schließkörper zu bilden. Üblicherweise werden die Ventileinheit und der Schließkörper ohnehin durch Fräsen hergestellt, so dass die Einbringung von ebenen Außenflächen bzw. Innenflächen in den Fräsprozess integriert werden kann. Das vereinfacht die Herstellung der Verdrehsicherung ohne einen zusätzlichen Kostenaufwand.
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Bevorzugt ist es, wenn die Innenflächen beim Fräsen der gesamten Ventileinheit auf einer Mehrachsfräsmaschine erzeugt werden. Entsprechend können auch die Außenflächen am Schließkörper beim Fräsen des Schließkörpers erzeugt werden. Dies kann ebenfalls auf einer Mehrachsfräsmaschine erfolgen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
- 1 eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Ventilbaugruppe nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
- 2 eine perspektivische, teilgeschnittene Darstellung des inneren Aufbaus der Ventilbaugruppe gemäß 1;
- 3 eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht der Ventilbaugruppe gemäß 2, wobei zur verbesserten Darstellung weitere Bauteile nicht dargestellt sind;
- 4 eine perspektivische Darstellung des Schließkörpers der Ventilbaugruppe gemäß 1; und
- 5 eine perspektivische Darstellung der Ventileinheit der Ventilbaugruppe gemäß 1.
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1 zeigt eine Ventilbaugruppe mit einer Antriebseinheit 10 und einer Ventileinheit 20. Die Antriebseinheit 10 ist mit der Ventileinheit 20 fest verbunden. Generell umfasst die Antriebseinheit 10 einen Elektromotor mit einem Stator (nicht dargestellt) und einem Rotor 31. Der Rotor 31 ist in einem Spalttopf 32 angeordnet, der den Rotor 31 fluiddicht vom Stator trennt. Der Stator 31 treibt über eine Kupplung 25 eine Antriebswelle 11 an. Die Antriebswelle 11 ist in der Ventileinheit 20 durch ein Antriebswellenlager 24 gelagert. Das Antriebswellenlager 24 kann als Wälzlager, insbesondere Kugellager, ausgebildet sein.
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Die Antriebswelle 11 umfasst ferner ein Außengewinde, das mit einem Innengewinde 16 eines Schließkörpers 22 zusammenwirkt, um den Schließkörper 22 in eine translatorische Bewegung zu überführen. Das Außengewinde an der Antriebswelle 11 und das Innengewinde 16 im Schließkörper 22 bilden gemeinsam eine Gewindekopplung 12.
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Der Schließkörper 22 erstreckt sich durch die Ventileinheit 20, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig aufgebaut ist. Ein eine Ventildurchflusskammer 18 umfassender Teil wird im Folgenden als Ventilgehäuse 23 bezeichnet. Der Schließkörper 22 ragt in das Ventilgehäuse 23 hinein und ist durch die Ventildurchflusskammer 18 hindurch beweglich.
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Der Schließkörper 22 weist zum Druckausgleich einen Durchgangskanal 17 auf. Der Durchgangskanal 17 ermöglicht es, dass Fluid, insbesondere Kältemittel, von der Ventildurchflusskammer 18 bis in eine Ventilkörperkammer 13 gelangt. Die Ventilkörperkammer 13 ist innerhalb des Spalttopfs 32 ausgebildet. Der Durchgangskanal 17 sorgt auf diese Weise für einen Druckausgleich zwischen beiden axialen Seiten des Schließkörpers 22. Damit wird erreicht, dass sich der Schließkörper 22 mit wenig Kraftaufwand translatorisch bewegen lässt. Insbesondere muss der Schließkörper 22 so nicht gegen einen Überdruck oder einen Unterdruck gefahren werden.
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Die Ventildurchflusskammer 18 weist einen Zulauf in Form eines ersten Fluidströmungsanschlusses 14 auf. Der erste Fluidströmungsanschluss 14 ist koaxial zum Schließkörper 22 ausgerichtet. Generell sind der Rotor 31, die Antriebswelle 11 und der erste Fluidströmungsanschluss 14 koaxial zueinander ausgerichtet und weisen eine gemeinsame Längsachse auf. Der Schließkörper 22 ist vorzugsweise entlang dieser gemeinsamen Längsachse ausgerichtet.
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Der Schließkörper 22 ist innerhalb der Ventileinheit 20 in einem Führungskanal 21 geführt. Dabei ist der Schließkörper 22 von einer geöffneten Position, in welcher der erste Fluidströmungsanschluss 14 freigegeben ist, in eine geschlossene Position überführbar, in welcher der Schließkörper 22 den ersten Fluidströmungsanschluss 14 verschließt. Im Ventilgehäuse 23 sind außerdem seitliche zweite Fluidströmungsanschlüsse 15 ausgebildet, die als Ausströmöffnungen dienen. In der geöffneten Position kann also Kältemittel vom ersten Fluidströmungsanschluss 14 zu den zweiten Fluidströmungsanschlüssen 15 strömen. In der geschlossenen Position ist eine solche Strömung unterbunden.
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Das Ventilgehäuse 23 ist in die Ventileinheit 20 fluiddicht eingebettet. Dazu ist zwischen dem Ventilgehäuse 23 und einem weiteren Teil der Ventileinheit 20 eine Innendichtung 19 vorgesehen. Um die Ventileinheit 20, insbesondere das Ventilgehäuse 23, fluiddicht in einen Ventilblock einsetzen zu können, ist im Bereich des ersten Fluidströmungsanschlusses 14 am Ventilgehäuse 23 ferner eine Außendichtung 30 vorgesehen.
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Zumindest in der geschlossenen Position des Schließkörpers 22 soll ein Kältemittelaustausch zwischen der Ventildurchflusskammer 18 und der Ventilkörperkammer 13 ausschließlich über den Durchgangskanal 17 erfolgen. Um mögliche Bypass-Strömungen, die sich zwischen der Ventileinheit 20, insbesondere dem Führungskanal 21, und dem Schließkörper einstellen können, zu vermeiden, ist eine Stangendichtung 39 vorgesehen. Die Stangendichtung 39 ist in einer Aufnahme der Ventileinheit 20, insbesondere des Ventilgehäuses 23 angeordnet.
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Der Schließkörper 22 weist verschiedene Durchmesserabschnitte auf. Insbesondere ist ein erster Durchmesserabschnitt 28A vorgesehen, der in der geschlossenen Position des Schließkörpers 22 unmittelbar in Kontakt mit der Stangendichtung 39 gelangt. Der erste Durchmesserabschnitt 28A ist größer als ein zweiter Durchmesserabschnitt 28B, wobei der zweite Durchmesserabschnitt 28B in Richtung zum ersten Fluidströmungsanschluss 14 ausgerichtet ist. Wie in 1 erkennbar ist, wird der Schließkörper 22 durch eine translatorische Bewegung in Richtung zur Antriebseinheit 10 innerhalb des Führungskanals 21 verschoben, so dass der zweite Durchmesserabschnitt 28B in den Bereich der Stangendichtung 39 gelangt. Da der zweite Durchmesserabschnitt 28B einen kleineren Durchmesser als der erste Durchmesserabschnitt 28A aufweist, kann sich die Stangendichtung 39 entspannen, so dass zwischen zweitem Durchmesserabschnitt 28B und der Stangendichtung 39 eine Spielpassung entsteht. Da die Stangendichtung 39 so wenig oder gar keinen Reibungsdruck auf die Mantelfläche 28 des Schließkörpers 22 ausübt, lässt sich der Schließkörper 22 sehr leichtgängig, insbesondere reibungsarm, verschieben.
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Im Ventilgehäuse 23 ist ein Ventilsitz 26 angeordnet. Der Ventilsitz 26 umgreift den ersten Fluidströmungsanschluss 14 und bietet einen Anschlag für den Schließkörper 22. Konkret ist vorgesehen, dass der Schließkörper 22 in der geschlossenen Position in den ersten Fluidströmungsanschluss 14 eintaucht und dabei in Kontakt mit dem Ventilsitz 26 gelangt. Der Kontakt zwischen Schließkörper 22 und Ventilsitz 26 ist vorzugsweise fluiddicht in der geschlossenen Position.
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Zwischen dem ersten Durchmesserabschnitt 28A und dem zweiten Durchmesserabschnitt 28B ist vorzugsweise ein konusförmiger Übergangsabschnitt 28C vorgesehen.
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In 1 ist auch gut zu sehen, dass der Schließkörper 22 in dem Führungskanal 21 geführt ist. Dazu weist der Schließkörper 22 vorzugsweise einen Führungsflansch 27 auf, der sich ringförmig über ein antriebsseitiges Längsende des Schließkörpers 22 erstreckt. Der Führungsflansch 27 weist vorzugsweise wenigstens eine abgeflachte bzw. ebene Außenfläche 34 auf. Komplementär dazu ist im Führungskanal 21 vorzugsweise wenigstens eine ebene Innenfläche 33 vorgesehen. Die Außenfläche 34 bildet mit der Innenfläche 33 vorzugsweise eine Verdrehsicherung. Insbesondere verhindern die Außenfläche 24 und die Innenfläche 33 eine Rotation des Schließkörpers 22.
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2 zeigt den inneren Aufbau der Ventilbaugruppe gemäß 1 in größerem Detail. Insbesondere ist erkennbar, dass das Ventilgehäuse 20 einen Führungskanal 21 aufweist, in welchen der Schließkörper 22 geführt ist. Der Schließkörper 22 dient dazu, den ersten Fluidströmungsanschluss in der geschlossenen Position zu blockieren.
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Der Schließkörper 22 ist mit einer Antriebswelle 11 wirkverbunden. Dazu weist die Antriebswelle 11 an ihrem der Ventildurchflusskammer 18 zugewandten Ende ein Außengewinde 12 auf, das mit dem antriebsseitigen Innengewinde 16 zusammenwirkt, um eine Rotationsbewegung der Antriebseinheit 10 in eine translatorische Bewegung des Schließkörpers 22 zu überführen.
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In 2 auch gut erkennbar ist die Kupplung 25, mit welcher die Antriebswelle 11 an den Rotor 31 angebunden werden kann. Im Bereich der Kupplung 25 ist die Antriebswelle 11 zu dem in einem Antriebswellenlager 24 gelagert. Das Antriebswellenlager 24 ist vorzugsweise als Wälzlager, insbesondere als Kugellager ausgebildet. Das Antriebswellenlager 24 ist fluiddurchlässig, so dass Kältemittel über den Durchgangskanal 17 von der Ventildurchflusskammer 18 bis in die Ventilkörperkammer 13 strömen kann.
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Die 2 und 3 zeigen anschaulich, wie die Verdrehsicherung zwischen dem Schließkörper 22 und der Ventileinheit 20 realisiert ist. Konkret sind am Führungsflansch 22 zwei ebene bzw. flache Außenflächen 34 vorgesehen. Der Führungsflansch 27, der im Allgemeinen einen zylinderförmigen Außenumfang aufweist, ist an zwei gegenüberliegenden Stellen also abgeflacht. Die beiden ebenen Außenflächen 34 sind vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet.
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In der Detaildarstellung gemäß 4 ist dies gut erkennbar. 4 zeigt den Schließkörper 22 in freigestellter Ansicht. Der Schließkörper 22 weist an einem antriebsseitigen Ende den Führungsflansch 27 auf. Es ist gut ersichtlich, dass der Führungsflansch 27, der sich um den Durchgangskanal 17 erstreckt, einen im Allgemeinen zylinderförmigen Außenumfang aufweist. An zwei gegenüberliegenden Stellen ist die Zylinderform durchbrochen und durch ebene Außenflächen 34 ersetzt. Der Führungsflansch weist insgesamt einen größeren Querschnittsdurchmesser als der Rest des Schließkörpers 22 auf.
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Komplementär zu den ebenen Außenflächen 34 sind im Führungskanal 21 der Ventileinheit 20 ebene Innenflächen vorgesehen, die mit den ebenen Außenflächen 34 zusammenwirken. 5, die die Ventileinheit 20 in Alleinstellung zeigt, veranschaulicht den Führungskanal 21 mit den abgeflachten bzw. ebenen Innenflächen 33. Der Führungskanal 21 weist im Wesentlichen eine langlochartige Form auf, wobei zwei parallele Innenflächen 33 vorgesehen sind, die eben bzw. gerade und durch halbkreisförmige Endbögen miteinander verbunden sind. Der Schließkörper 22 wird so in den Führungskanal 21 eingesetzt, so dass die ebenen Außenflächen 34 mit den ebenen Innenflächen 33 zusammenwirkend angeordnet sind. Durch die ebenen Außenflächen 34 und die ebenen Innenflächen 33 ist die Verdrehsicherung für den Schließkörper 22 sichergestellt.
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Die Herstellung der beiden in 4 und 5 gezeigten Bauteile, nämlich des Schließkörpers 22 und der Ventileinheit 20, erfolgt vorzugsweise durch ein Fräsverfahren. Insbesondere können der Schließkörper 22 und die Ventileinheit 20 jeweils durch spanende Bearbeitung auf einer Mehrachsfräsmaschine hergestellt werden. Eine Mehrachsfräsmaschine ermöglicht es auf einfache Weise, in ein und demselben Prozessschritt nicht nur die Form von Ventileinheit 20 und Schließkörper 22, sondern auch die ebenen Innenflächen 33 der Ventileinheit bzw. die ebenen Außenflächen 34 des Schließkörpers herzustellen. So können in einem Prozessschritt sowohl die gesamte Geometrie der Ventileinheit 20, als auch die für die Verdrehsicherung erforderliche Geometrie im Führungskanal 21 hergestellt werden.
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Ebenso kann in einem einzigen spanenden Bearbeitungsschritt der gesamte Schließkörper 22 einschließlich der ebenen Außenflächen 34 hergestellt werden. Insgesamt ist so eine einfache und kostengünstige Herstellung einer Verdrehsicherung einer Ventilbaugruppe erzielbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebseinheit
- 11
- Antriebswelle
- 12
- Außengewinde
- 13
- Ventilkörperkammer
- 14
- Erster Fluidströmungsanschluss
- 15
- Zweiter Fluidströmungsanschluss
- 16
- Innengewinde
- 17
- Durchgangskanal
- 18
- Ventildurchflusskammer
- 19
- Innendichtung
- 20
- Ventileinheit
- 21
- Führungskanal
- 22
- Schließkörper
- 23
- Ventilgehäuse
- 24
- Antriebswellenlager
- 25
- Kupplung
- 26
- Ventilsitz
- 27
- Führungsflansch
- 28
- Mantelfläche
- 28A
- Erster Durchmesserabschnitt
- 28B
- Zweiter Durchmesserabschnitt
- 28C
- Übergangsabschnitt
- 29
- Aufnahme
- 30
- Außendichtung
- 31
- Rotor
- 32
- Spalttopf
- 33
- Innenfläche
- 34
- Außenfläche
- 39
- Stangendichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10 2020 134 622 A1 [0002]