DE19781576C2 - Ventileinheit - Google Patents

Abstract

Eine Ventileinheit zum Evakuieren und Füllen von Medien, insbesondere Flüssigkeiten, in ein System umfaßt ein Ventilgehäuse (4), wenigstens zwei Ventilsitze (5), wobei in dem einen Ventilsitz ein Ventilteil zum Evakuieren und im zweiten Ventilsitz ein Ventilteil zum Füllen aufgenommen ist. Das Ventilteil (5) umfaßt einen Längskanal (1) und wenigstens zwei Verbindungslöcher (3), die sich vom Längskanal (1) zur Außenfläche (20) des Ventilteils erstrecken, wobei der Kanal (1) mit einer Durchflußabsperrung (14) versehen ist, die den Kanal in zwei Teilkanäle teilt, einen ersten Teilkanal (16) und einen zweiten Teilkanal (17), wobei die Teilkanäle (16, 17) jeweils ein Verbindungsloch (3) aufweisen, und einen Schieber (6), der um das Ventilteil (5) herum angeordnet ist, wobei der Schieber (6) wenigstens eine Aussparung (18) auf der Oberfläche (21) hat, die zum Ventilteil (5) hin zeigt und wenigstens einen geschlossenen Hohlraum bildet, wobei der Schieber (6) durch das Zuführen eines Gases oder eines flüssigen Mediums zum Ventilsitz aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinheit zum Evakuieren und zum Einfüllen von Medien, insbesondere Flüssigkeiten, in ein System, wobei die Ventileinheit ein Ventilgehäuse mit wenigstens zwei Ventilsitzen aufweist, wobei in dem einen Ventilsitz ein Ventilteil zum Evakuieren und im zweiten Ventilsitz ein Ventilteil zum Einfüllen aufgenom­ men sind.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 91 06 946 ist ein System zum Einfüllen eines Kühlmittels bekannt, das eine Steuer­ anordnung aufweist, welche die Aktivität und das gegensei­ tige Verhältnis der einzelnen Komponenten einschließlich eines Kühlmittelventils und eines Negativdruckventils regelt. Die Veröffentlichung liefert keine detaillierte Beschreibung der zweckmäßigen Ausgestaltung der Ventile, beschreibt jedoch andererseits ihre Positionierung im Verhältnis zum System als ganzes.

Aus der EP-A-655 571 ist ein einzelnes Ventil bekannt, das eine Bohrung aufweist, in welche ein Schieber eingesetzt ist, der Durchgangslöcher zum Bilden eines Durchgangs durch den Längskanal des Ventils abdeckt. Die Aktivierung des Ventilschiebers ist ausschließlich manuell und un­ geeignet für eine Funktion, bei welcher ein System sowohl evakuiert als auch gefüllt werden muß.

Aus der US-A-4 869 300 ist eine Ventileinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt, die typischerweise in Kälteanlagen verwendet wird und ein Ventilteil auf­ weist, welches zum Ausbilden eines Vakuums in einem Reser­ voir dient, sowie ein Ventilteil, das zum Verteilen des gewünschten Fluids, typischerweise Kühlmittels, dient.

Das dortige Ventil besteht aus vielen und beweglichen Komponenten, wodurch das Leckagerisiko ansteigt. Darüber hinaus ist es mit einem inneren Schieber versehen, der zum Einleiten öffnet und schließt, was u. a. infolge seiner Positionierung zu einem beträchtlichen Druckverlust und dadurch zu einer Begrenzung der Füllkapazität und des Vakuumlevels führt.

Aus der DD 245 937 ist weiterhin ein Ventil für eine Hand­ brause bekannt, das von Hand durch Krafteinwirkung auf eine Schiebehülse gesteuert werden kann. Im geschlossenen Zustand liegt die Schiebehülse mit einer stirnseitigen Anlagefläche an einem Dichtungsring an. Die dortige Kon­ struktion und Art der Abdichtung ist jedoch zum Evakuieren von Kammern mit erheblichem Unterdruck nicht geeignet, da keine ausreichende Abdichtung gewährleistet wäre. Außerdem ist dieses bekannte Ventil nur manuell betätigbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventil­ einheit zu schaffen, welche nicht den Nachteil der bekann­ ten Ausführungsformen hat und aus separaten Füll- und Evakuierungsventilteilen aufgebaut ist, die jeweils aus wenigen Einheiten mit nur einzelnen beweglichen Teilen in einfacher, kleiner, handlicher Ausgestaltung gebildet sind, wobei das Leckagerisiko minimal ist und wobei nur sehr wenig Verlust von transportiertem Fluid auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Ventileinheit weist das Ventil­ teil wenigstens zwei in Längsrichtung des Ventilteils beabstandete Verbindungslöcher auf, die sich vom Längs­ kanal zur Außenfläche des Ventilteils erstrecken. Der Längskanal ist dabei mit einer Durchflussabsperrung verse­ hen, die den Längskanal in einen ersten Teilkanal und einen zweiten Teilkanal teilt, wobei jeder der Teilkanäle ein Verbindungsloch aufweist. Weiterhin ist ein Schieber vorgesehen, der um das Ventilteil herum angeordnet ist und wenigstens eine Aussparung auf der Oberfläche aufweist, die zum Ventilteil hin zeigt und wenigstens einen ge­ schlossenen Hohlraum bildet. Dieser Hohlraum umgibt beide Verbindungslöcher, wenn sich der Schieber in der offenen Position befindet, während der Hohlraum höchstens das Verbindungsloch im ersten Teilkanal umgibt, wenn der Schieber in der geschlossenen Position ist. Das Ventilteil ist auf seiner äußeren Oberfläche zwischen den beiden Verbindungslöchern mit einer Nut versehen, in der ein Dichtungsring angeordnet ist, der im geschlossenen Zustand des Schiebers von einer inneren Oberfläche des Schiebers dicht umgeben ist. Ferner weist jeder Ventilsitz in seinen gegenüberliegenden Endbereichen zwei zusätzliche Öffnungen zum Zuführen eines Gases oder flüssigen Mediums zum Bewe­ gen des Schiebers innerhalb des Ventilsitzes auf.

Wird die Ventileinheit zur Evakuierung einer Kammer ver­ wendet, ist das eine Ende der Ventileinheit mit der Kammer und das andere Ende mit einer Vakuumquelle verbunden. Der Schieber wird nun über beide Verbindungslöcher plaziert und das Vakuum erzeugt. Aufgrund der Durchflussabsperrung wird die Verbindung zur Kammer vom ersten zum zweiten Kanal über die Schieberaussparung und die Verbindungs­ löcher geschaffen.

Ist das gewünschte Vakuum erzeugt, wird der Schieber mit­ tels Luftdruck oder Öl in eine Position bewegt, in welcher er keines oder nur ein einziges Verbindungsloch umgibt. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Verbindung zwischen der Vakuumquelle und der Kammer geschlossen ist.

Die Kammer wird danach mit einem Fluid gefüllt, vorzugs­ weise einem Kühlmittel, wobei die zweite Ventileinheit zum Füllen aktiviert wird und wobei der Schieber in eine offe­ ne Position gesteuert wird, wie oben beschrieben, und wobei dieser beide Verbindungslöcher umgibt. Nach dem Füllvorgang wird der Schieber in die geschlossene Position gebracht, so daß die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Teilkanal abgesperrt ist.

Durch eine Ausgestaltung der Ventileinheit nach Anspruch 2 wird erreicht, daß der Schieber einen definierten Kon­ takt am Ventilgehäuse einnimmt, so daß es einen Ort gibt, in dem eine enge Verbindung zwischen dem Schieber und dem Gehäuse vorhanden ist. Ist der Schieber nicht mit diesem vorstehenden Teil versehen, beispielsweise wenn er voll­ ständig zylindrisch ausgeführt ist, würde die Abdichtung zwischen dem Schieber und dem Ventilgehäuse durch die Form des Ventilgehäuses bestimmt werden und ein großes Leckage­ risiko zwischen dem Schieber und dem Ventilgehäuse vorhan­ den sein. Das Ergebnis würde sein, daß der Schieber entwe­ der durch Luft- oder Ölinjektion nicht korrekt aktiviert werden und somit das System nicht evakuieren könnte und daß er ein nachfolgendes Füllen des Systems nicht bewirken könnte, soweit die korrekte Positionierung des Schiebers nicht ermöglicht worden ist.

Durch die Ausgestaltung der Ventileinheit gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß die Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Schieber optimiert wird und somit der Druckabfall und der Fluidverlust minimiert werden.

Durch die Ausgestaltung der Ventileinheit gemäß der An­ sprüche 4 und 5 wird eine zweckmäßige Ausführungsform des Schiebers erreicht, wobei ein genau bestimmter Bereich vorhanden ist, in dem ein Teil des Schiebers eine stärker vorstehende Umfangsfläche als der Rest des Schiebers auf­ weist und wobei die restlichen Oberflächen glatt und eben sind.

Durch die Ausgestaltung der Ventileinheit gemäß Anspruch 6 wird die Aussparung auf einfache Weise gebildet, so daß eine Kommunikation zwischen den zwei Verbindungslöchern auftreten kann. Es ist vorstellbar, daß die ringförmige Nut insbesondere für das Füllventil verwendet wird, für das Evakuierungsventil jedoch weniger geeignet ist.

Durch die Ausgestaltung der Ventileinheit gemäß Anspruch 7 wird eine zweckmäßige Ausgestaltung der Schieberaus­ sparungen erreicht, die insbesondere in Verbindung mit dem Evakuierungsventil relevant ist, da dort während der Eva­ kuierung kein Fluid vorhanden ist. Wird eine einfachere Ausgestaltung, beispielsweise gemäß Anspruch 6, verwendet, besteht eine erhebliche Gefahr, daß im Moment, wenn der Schieber aktiviert wird, die Dichtungen, die zwischen dem Schieber und dem Ventilteil vorhanden sein müssen, auf­ grund der Reibung zwischen den zwei Teilen kaputt gehen. Sind die Schieberaussparungen, welche eine Verbindung zwischen den Verbindungslöchern schaffen, mit Schlitzen versehen, ist sichergestellt, daß die Dichtungsringe im Evakuierungsventil nicht so einfach ausfallen und eine längere Lebensdauer haben, da das Ventil keine Lecks ent­ wickelt. Experimente haben gezeigt, daß bei Verwendung einer Schieberausführung für das Evakuierungsventil gemäß Anspruch 6 die Lebensdauer des Evakuierungsventils be­ trächtlich verringert wird.

Durch die Ausgestaltung der Ventileinheit gemäß der An­ sprüche 8 und 9 wird eine abdichtende Anlage zwischen den Schiebern und dem Ventilteil bzw. dem Ventilteil und dem Ventilgehäuse erreicht, so daß der Druckabfall und der Fluidverlust minimiert werden.

Durch die Ausgestaltung der Ventileinheit gemäß Anspruch 10 wird erreicht, daß alle Stellen, an denen eine Bewegung des Schiebers am Ventilteil stattfindet, durch besonders reibungsarm laufende Dichtungsringe (O-Ringe) abgedichtet werden. Eine derartige Teflonbeschichtung auf den O-Ringen ist insbesondere beim Evakuierungsventil zweckmäßig, da die O-Ringe des Evakuierungsventils in dem Moment, wenn sich der Schieber von der einen Position zur anderen Posi­ tion bewegt, nicht durch Fluid geschmiert werden. Die Lebensdauer der O-Ringe wird durch die Teflonbeschichtung verlängert.

Durch die Ausgestaltung der Ventileinheit gemäß Anspruch 11 ist es nicht erforderlich, eine Zufuhrleitung vom Stum­ mel zu entfernen, wenn das Ventilteil vom Ventilgehäuse entfernt wird, um beispielsweise die Dichtungsringe/O- Ringe zu ersetzen. Da dies aufgrund der aggressiven Umge­ bung, die häufig auftritt, relativ oft vorgenommen wird, ist diese Anordnung besonders arbeitssparend.

Durch die Ausgestaltung der Ventileinheit gemäß Anspruch 12 können Kupplungen verschiedener Ausführungen und Typen verwendet werden.

Durch die Ausgestaltung der Ventileinheit gemäß Anspruch 13 wird erreicht, daß die Temperatur des Mediums, bei­ spielsweise in Form eines Kühlmittels, nach dem Abschluß des Füllvorgangs angehoben oder reguliert werden kann, um die Reste zwangsweise auszuleiten. Die Restmenge wird bedeutend verringert, so daß sie nicht, wie bisher, im Bereich von einigen Gramm, sondern im Bereich von 0,1 g pro Füllung liegt.

Durch die Ausgestaltung der Ventileinheit gemäß Anspruch 14 wird eine beträchtliche Gewichtsverringerung der Ven­ tileinheit erreicht und zusätzlich aufgrund der ausge­ zeichneten thermischen Leitfähigkeitscharakteristiken des Aluminiums die Regulierung der vom Heizelement abgegebenen Wärme optimiert.

Die Erfindung wird nachfolgend detaillierter unter Be­ zugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zei­ gen:

Fig. 1 Einzelteile einer Ausführungsform der Ven­ tileinheit in der geschlossenen Position des Füllventilteils im Längsschnitt;

Fig. 2 Einzelteile in der Ventileinheit von Fig. 1 in der offenen Position im Längsschnitt;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt von Ven­ tilteilen mit Schiebern und einem Heizel­ ement;

Fig. 4 einen Längsschnitt einer bevorzugten Aus­ führungsform der Ventileinheit in der ge­ schlossenen Position des Füllventilteils und Evakuierungsventilteils, wobei ein Typ eines Adapters montiert ist;

Fig. 5 einen Längsschnitt einer bevorzugten Aus­ führungsform der Ventileinheit in der of­ fenen Position des Füllventilteils und Evakuierungsventilteils, wobei ein anderer Typ eines Adapters als derjenige von Fig. 4 gezeigt ist;

Fig. 6 einen Längsschnitt eines Ventilteils und Schiebers für die Füllfunktion;

Fig. 7 einen Längsschnitt eines Ventilteils und Schiebers für die Evakuierungsfunktion;

Fig. 8 einen Schnitt von Fig. 4;

Fig. 9 die Ventileinheit mit einem umgebenden Mantel, wobei ein Schutzschlauch und eine Kupplung montiert sind; und

Fig. 10 eine Ausbildung des Evakuierungsschiebers, der aus zwei Einheiten besteht.

Fig. 1 zeigt eine Ventileinheit, die ein Ventilgehäuse 4 und zwei Ventilsitze 15 aufweist, wobei aus Gründen der Klarheit nur ein Ventilteil 5 in dem einen Sitz 15 und mit einem Schieber 6 gezeigt ist, der um das Ventilteil 5 herum angeordnet ist.

Das gezeigte Ventilteil 5 dient zum Füllen einer Anlage, während der zweite Sitz ein Ventilteil zum Evakuieren der Anlage aufnimmt.

Das Ventilteil 5 besteht aus einem Körperteil 27 und einem Stummelteil 12 und ist einteilig ausgebildet.

Durch das Ventilteil 5 hindurch erstreckt sich ein gerader Längskanal 1, der mit einer Durchflußabsperrung 14 verse­ hen ist, die in gleicher Weise ein integrales Teil des Ventilteils 5 bildet. Die Durchflußabsperrung 14 verhin­ dert eine freie Strömung durch den Längskanal 1 hindurch, der hierdurch in einen ersten Teilkanal 16 und einen zwei­ ten Teilkanal 17 getrennt ist. Das Ventilteil ist mit Verbindungslöchern 3 versehen - im gezeigten Ausführungs­ beispiel sind zwei vorgesehen -, die sich vom Längskanal 1 aus nach außen zur äußeren Oberfläche 20 des Ventilteils 5 erstrecken und zueinander einen axialen Abstand auf­ weisen, der das Längsmaß einer Aussparung 18 im Schieber 6 nicht übersteigt. Die Verbindungslöcher 3 stellen si­ cher, daß ein Fluid oder Vakuum bei einer Zirkulation vom ersten Teilkanal 16 des länglichen Kanals zum zweiten Teilkanal 17 des länglichen Kanals vorgesehen werden kann. Die äußere Oberfläche 20 des Ventilteils 5 ist mit Nuten 23 versehen, in denen Dichtungsringe 7, 7''' in Form von O- Ringen angeordnet sind. Diese Dichtungsringe 7, 7''' stel­ len eine dichte Anlage zwischen dem Ventilteil 5 und dem Ventilgehäuse 4 sicher, wo diese miteinander in Kontakt sind, und eine dichte Anlage zwischen dem Ventilteil 5 und dem Schieber 6, wo diese miteinander in Kontakt sind.

Das eine Ende des Ventilteils ist mit einem Stummel 12 versehen, das einen integralen Teil des Ventilteils bil­ det. Hierdurch wird sichergestellt, daß beim Herausnehmen des Ventilteils mit dem Schieber 6 aus dem Ventilgehäuse 4 zum Ersetzen der Dichtungsringe 7, 7''' ein Lösen des Schlauchs nicht notwendig ist, was ein zeitaufwendiger und mühevoller Vorgang ist.

Um das Körperteil 27 des Ventilteils 5 herum ist der Schieber 6 vorgesehen, dessen innere Oberfläche 21 dicht auf der äußeren Oberfläche 20 des Ventilteils 5 aufliegt, jedoch derart, daß die innere Oberfläche 21 des Schiebers 6 eine Aussparung 18 aufweist, die einen abgeschlossenen Hohlraum bildet. Die innere Oberfläche 21 des Schiebers 6 und die äußere Oberfläche 22 des Schiebers 6 haben einen kreisförmigen Querschnitt. Die äußere Oberfläche 22 des Schiebers ist mit Nuten 24 versehen, in denen Dichtungs­ ringe 7 eingesetzt sind. Hierdurch wird zwischen dem Schieber 6 und dem Ventilgehäuse 4 selbst eine abdichtende Anlage erreicht.

In demjenigen Endbereich des Ventilteils, der dem Stummel 12 gegenüberliegt, kommuniziert der zweite Teilkanal 17 des länglichen Kanals 1 über eine Öffnung 2 mit einem zweiten Kanal 26, der im Ventilgehäuse vorgesehen ist, wobei der Kanal möglicherweise über andere Kanäle mit derjenigen Kammer verbunden ist, in der Vakuum und/oder Fluid erzeugt/eingefüllt werden soll.

Der in Fig. 1 gezeigte zweite Ventilsitz weist ein Ven­ tilteil 5 mit einem Schieber 6 auf, der vom Prinzip her in der gleichen Weise wie oben beschrieben funktioniert, der jedoch dahingehend anders ausgebildet ist, daß er als Evakuierungsteil wirkt.

Im folgenden wird nun die geschlossene Funktion selbst erläutert. Der Schieber 6 ist derart über dem Ventilteil 5 angeordnet, daß die Aussparung 18 im Schieber 6 keines oder nur eines der Verbindungslöcher 3 umgibt, wobei die­ ses Verbindungsloch im ersten Teilkanal 16 des länglichen Kanals 1 angeordnet ist. Da aufgrund der Positionierung der Durchflußabsperrung 14 keine Kommunikation zwischen den Teilen des Längskanals vorhanden ist und da die zwei Verbindungslöcher 3 aufgrund der Position des Schiebers 6 nicht miteinander kommunizieren können, ist das Ventil nunmehr in der geschlossenen Funktion.

Die offene Funktion wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Wenn das Ventil geöffnet werden soll, bewegt sich der Schieber 6 in diejenige Position, in wel­ cher die Aussparung 18 im Schieber 6 beide Verbindungs­ löcher 3 umgibt, die in jedem Teilkanal 16 und 17 angeord­ net sind. Wird gewünscht, ein Vakuum zu erzeugen oder ein Fluid einzufüllen, ist nunmehr eine Verbindung vom Stummel zu einer nicht gezeigten Kammer vorhanden, die mit dem Kanal 26 derart in Verbindung steht, daß Vakuum erzeugt werden oder Fluid über die zwei Löcher 3 und durch die Aussparung 18 im Schieber 6 hindurch vom ersten Teilkanal 16 zum zweiten Teilkanal 17 strömen kann.

Die Bewegungen des Schiebers 6 werden durch Druckluft aktiviert, die beim Einnehmen der geschlossenen Funktion durch eine Öffnung 11 hindurch geleitet wird, die sich vor dem Schieber im Hohlraum befindet, in dem sich dieser bewegt und wobei beim Einnehmen der offenen Funktion die Druckluft durch eine Öffnung 10 geleitet wird, die im gegenüberliegenden Endbereich der Öffnung 11 im Hohlraum liegt, in dem sich der Schieber 6 bewegt.

Fig. 3 ist eine Skizze, die einen Querschnitt durch das Ventilgehäuse zeigt, wobei auch ein Heizelement 25 in einem Abstand von den zwei Ventilteilen mit Schiebern vorgesehen ist. Der Zweck des eingebauten Heizelements 25 besteht darin, die Temperatur anzupassen, so daß die Tem­ peratur des im Ventilgehäuse vorliegenden Fluids die kor­ rekten Werte erreicht. Steigt die Temperatur des Kühl­ mittels beispielsweise nach dem Abschluß des Einfüllens an, wird die im Ventil zurückbleibende Menge in die Anlage ausgestoßen, wobei das im Ventil zurückbleibende Fluid auf die geringstmögliche Menge verringert wird. Hierdurch kann eine Verringerung von einigen Gramm bis ungefähr 0,1 g Kühlmittel pro Füllvorgang erreicht werden.

Während des Kühlmittelfüllvorgangs wird das Ventil ohne Heizung auf etwa 10° herabgekühlt, wobei hier die erwarte­ te typische Füllmenge 800 g ist, wobei der Druck in der Ventileinheit gleich oder niedriger als diejenige des zu füllenden geschossenen Systems ist. Die Temperatur im geschlossenen System erreicht ungefähr 20°. Das Ergebnis ist, daß die im Totraum verbliebene Menge stehenbleibt. Dies wird durch das Anordnen des oben erwähnten Heizel­ ements 25 geheilt, so daß die Temperatur in der Ventil­ einheit vor dem Füllvorgang 32-36° und nach dem Füllvor­ gang etwa 5° niedriger ist, was in der Ventileinheit eine höhere Temperatur mit einem infolgedessen höheren Druck sicherstellt, so daß die Kühlmittelreste verringert wer­ den. Darüber hinaus wird auf diese Weise auch sicherge­ stellt, daß bei der nachfolgenden Evakuierung keine Kon­ densationsprobleme auftreten.

Die Anlage wird typischerweise in Verbindung mit Kühl­ anlagen verwendet, die evakuiert werden müssen, bevor der tatsächliche Füllvorgang mit Kühlmittel stattfindet. Die Kammer, die gefüllt werden soll, muß einen niedrigen Druck von etwa 0,5-5 mbar absolut aufweisen, was unter Bezugnah­ me auf die obigen Ausführungen mittels einer Evakuierungs­ einrichtung erreicht wird.

Das Ventilgehäuse kann vorteilhafterweise aus einer Alumi­ niumlegierung hergestellt werden, wodurch eine leichte Konstruktion erreicht wird, die gleichzeitig gute Wärme­ leitcharakteristiken im Verhältnis zur Wärmeleitfähigkeit besitzt, die vom Heizelement 25 zu den Ventilkomponenten gewünscht wird.

Die Fig. 4 bzw. 5 zeigen eine Ventileinheit in der geschlossenen Position und eine Ventileinheit in der offe­ nen Position. Die Ventileinheit unterscheidet sich vom Prinzip her von der in den Fig. 1 und 2 gezeigten da­ rin, daß der Schieber 6 nicht zylinder- sondern eher bal­ len(tonnen)förmig ist, was detaillierter unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 erläutert wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein Ventilgehäuse 4, in dessen einem Ende eine Kupplung 28 mittels eines Adapters 28' mit einem Hohlraum 26 im Ventilgehäuse 4 verbunden ist. Vom Hohlraum 26 aus ist eine Verbindung zu den zwei Ventilsit­ zen 15 vorhanden, wobei die Ventilsitzöffnung, die der Kupplung 28 am nächsten liegt, derjenige Teil des Ventils ist, der gefüllt werden soll. Die Anordnung des Füllven­ tilteils in fast einer geraden Linie mit der Kupplung 28 verringert die Turbulenz während des Füllvorgangs. Wie gezeigt, ist das Evakuierungsventil oberhalb des Füll­ ventils angeordnet. Am anderen Ende des Ventilgehäuses öffnet sich jeder der beiden Ventilsitze nach außen in einen Stummel, auf dem ein Füllschlauch 29 bzw. ein Evaku­ ierungsschlauch 30 angekoppelt sind.

Die Adapter 28' zur Verbindung des Ventilgehäuses 4 mit der Kupplung 28 sind an die gewählte Kupplung funktionell angepaßt. Der Adapter 28' von Fig. 4 ist somit in einer anderen Weise als derjenige von Fig. 5 ausgebildet, so daß aus Gründen der beispielshaften Darstellung von ver­ schiedenen Kupplungen Gebrauch gemacht wurde. Fig. 4 zeigt eine WEH-Kupplung, wogegen die in Fig. 5 gezeigte Kupplung eine CEJN-Kupplung ist.

Das Evakuierungsventil und das Füllventil werden nun de­ taillierter unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 er­ läutert, wobei Fig. 6 ein Füllventil und Fig. 7 ein Evakuierungsventil zeigen. Diese sind nach demselben Kon­ struktionsprinzip ausgebildet, haben dieselben Außendimen­ sionen und bestehen aus einem Ventilteil 5 und einem Schieber 6, haben jedoch unterschiedliche Dimensionen bezüglich der zwei Komponenten. Das Ventilteil 5 ist mit zwei feststehenden Dichtungsringen 7' versehen, welche eine Abdichtung bezüglich des Ventilgehäuses 4 und der Schlauchverbindung sicherstellen. Zwei äußere Dichtungs­ ringe 7" zwischen zwei Teilen des Evakuierungsschiebers schaffen eine Abdichtung zwischen dem Medium und der Steu­ erluft, und ein mittlerer Dichtungsring 7''' schafft eine Abdichtung zwischen der offenen und geschlossenen Funktion des Ventils.

In bezug auf die Dichtungsringe 7 und 7''', die eine Ab­ dichtung zwischen den Schiebern 6 und den Ventilteilen 5 schaffen, ist zu beachten, daß diese ihrerseits mit einem Teflonmaterial beschichtet sind, wobei es sich entweder um eine Delta-Dichtung oder um eine Spaltdichtung (cave seal) handelt, dessen Zweck darin besteht, die Reibung zu ver­ ringern und den mittleren Dichtungsring 7''' in seiner Nut zu halten, wenn er einer dynamischen Last ausgesetzt ist. Diese Dichtung ist in Verbindung mit der Ausgestaltung des Evakuierungsventils erforderlich, da während der Evakuie­ rung keine natürliche Schmierung vorhanden ist. Bezüglich des Füllventils ist die Dichtung nicht erforderlich, je­ doch in hohem Maße wünschenswert, da dies die Lebensdauer der Dichtungsringe 7, 7''' erhöht.

Um die Abnutzung am vorerwähnten mittleren Dichtungsring 7''' zu reduzieren, der zwischen den zwei Verbindungslö­ chern vorgesehen ist, ist der Schieber 6 mit Schlitzen versehen, welche die offene und geschlossene Seite verbin­ den.

Der Schieber 6 weist einen vorstehenden Bereich 38 auf und ist vorzugsweise wie eine ballenförmige Tonne oder mögli­ cherweise wie ein Kugelschieber geformt. Hierdurch wird ein genau definierter Bereich erreicht, der an den inneren Oberflächen des Ventilsitzes anliegt, wobei in diesem vorstehenden Bereich 38 eine Aussparung in Form einer keilförmigen Nut 24 eingebracht ist, in welche ein Dich­ tungsring 37 eingesetzt ist. Die inneren Oberflächen des Schiebers 6 weisen noch eine Aussparung 18 auf, die be­ züglich des Füllventils identisch zu derjenigen ist, die in Verbindung mit den Fig. 1-2 erläutert wurde. Soweit die Aussparung für das Evakuierungsventil betroffen ist, wird diese soweit geändert, daß sie mehrere Längsschlitze 41 aufweist, deren Länge derart bestimmt ist, daß sie, wenn sie über den Verbindungslöchern 3 angeordnet sind, sicherstellen, daß ein freier Durchtritt zwischen den Löchern vorhanden ist. Der Grund für das Ausbilden des Schiebers 6 mit inneren Schlitzen anstelle einer ringför­ migen Aussparung besteht darin, daß keine natürliche Schmierung der beweglichen Teile im Evakuierungsventil vorhanden ist, wodurch es erforderlich ist, sicherzustel­ len, daß der Schieber intern eine definierte Kontaktfläche hat, was anders als im Fall, wo eine Aussparung mit abge­ rundeten Ecken vorhanden ist, ein Herausreißen der einge­ setzten Dichtungsringe verursacht.

Für das Evakuierungsventil wird der Schieber 6 typischer­ weise in zwei Teilen hergestellt, wie detaillierter unter Bezugnahme auf Fig. 10 erläutert wird. Der Schieber 6 besteht aus einem inneren Schieberteil 34 und einem äuße­ ren Schieberteil 35. Der innere Schieberteil 34, der eine zylindrische Form hat, ist mit Längsschlitzen 41 in einer zweckdienlichen Anordnung um den gesamten Umfang des inne­ ren Schieberteils 34 herum versehen. Der Außenumfang des inneren Schieberteils 34 ist ebenfalls mit Aussparungen zum Einsetzen von Dichtungsringen 7" versehen. Der äußere Schieberteil ist ballen- oder tonnenförmig ausgebildet und weist in seinem vorspringenden Bereich 38 eine ringförmige Aussparung zum Einsetzen eines Dichtungsrings 37 auf. Der äußere Schieberteil 35 wird über den inneren Schieberteil 34 gedrückt und infolge der Aussparungen des inneren Schieberteils mit den eingesetzten Dichtungsringen 7" ist eine dichte Verbindung zwischen den zwei Teilen vorhanden, so daß zwischen dem inneren und dem äußeren Schieberteil kein falscher Durchgang stattfindet.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt von Fig. 4 und 5, wobei das Ventilgehäuse vom Ende her sichtbar ist und der obere Schnitt durch den Evakuierungsschlauch 30 und der untere Schnitt durch den Füllschlauch 29 durchgeht. Darüber hin­ aus ist das Ventilgehäuse 4 mit verschiedenen Luftsteuer­ ventilen 44 für die Schieber versehen.

Fig. 9 zeigt die komplette Ventileinheit, bei welcher die Evakuierungs- und Füllschläuche mit einer Schutzhülle 42 versehen sind und das Ventilgehäuse selbst innerhalb einer aus einem Kunststoffmaterial bestehenden Ummantelung 43 eingeschlossen ist, wobei die bevorzugte Auswahl ein Delril-Material ist. Dies gewährleistet eine einfache Handhabung bei der Verwendung der Ventileinheit. Ferner ist um die Ummantelung 43 herum ein Ring 32 angeordnet, der über ein Verbindungsteil mit einer Lösegabel 33 ver­ bunden ist, die nach oben um die Kupplung 28 herum in Klemmeingriff ist. Dies gewährleistet ein einfaches Abneh­ men der Kupplung 28, indem beim Versuch, mit den Fingern den Ring abzustreifen, die Kräfte über das Verbindungsteil 31 zur Lösegabel 33 übertragen werden, die ihrerseits die Kräfte zur Kupplung zum Zweck ihrer Demontage überträgt. Da das Löseelement die Form eines Rings hat, spielt es keine Rolle, in welcher Position die die Ventileinheit betätigende Person relativ zur Ventileinheit steht.

Das einzige Teil, das sich im Ventilgehäuse selbst bewegt, ist der Schieber 6, was bedeutet, daß das Risiko mecha­ nischer Deffekte minimal ist.

Der Vorteil des Systems ist unter anderem, daß die Ventil­ teile einfach zu entfernen sind, da das Ventil als solches im montierten Zustand ersetzt werden kann. Es kann als Ganzes zur Wartung aus dem Ventilgehäuse herausgezogen werden, wodurch die Wartung wesentlich vereinfacht wird, wobei der Schlauch auf dem Stummel bleibt, wonach die Dichtungsringe ersetzt werden können. Aufgrund der be­ sonders aggressiven Umgebung, in der sich die Ventilein­ heit befindet, müssen die Dichtungsringe häufig ersetzt werden.

Die tatsächlichen Evakuier- und Füllfunktionen werden automatisch mittels Steuerelemente ausgeführt, die nicht im Detail erläutert werden, da diese bekannten Prinzipien folgen. Die Ventilteile bestehen aus einer geeigneten Metallegierung, beispielsweise aus rostfreiem Stahl. Ande­ re Materialien können jedoch ebenfalls verwendet werden.

Claims (14)

1. Ventileinheit zum Evakuieren und Befüllen eines Systems mit einem Kühlmittel, bestehend aus einem Ventilgehäuse (4) mit wenigstens zwei Ventilsitzen (15), wobei in dem einen Ventilsitz (15) ein Ventilteil (5) zum Evakuieren und in dem zweiten Ventilsitz (15) ein Ventilteil (5) zum Füllen angeordnet sind und jedes Ventilteil (5) einen Längskanal (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilteil (5) wenigstens zwei in Längsrichtung des Ventilteils (5) beabstandete Verbindungslöcher (3) aufweist, die sich vom Längskanal (1) zur Außenfläche (20) des Ventilteils (5) erstrecken, wobei der Längskanal (1) mit einer Durchflussabsperrung (14) versehen ist, die den Längskanal (1) in einen ersten Teilkanal (16) und einen zweiten Teilkanal (17) teilt, wobei jeder der Teilkanäle (16, 17) ein Verbindungsloch (3) aufweist,
dass ein Schieber (6) vorgesehen ist, der um das Ventil­ teil (5) herum angeordnet ist und wenigstens eine Aus­ sparung (18) auf der Oberfläche (21) aufweist, die zum Ventilteil (5) hin zeigt und wenigstens einen geschlosse­ nen Hohlraum bildet, wobei der Hohlraum beide Verbindungs­ löcher (3) umgibt, wenn sich der Schieber (6) in der offe­ nen Position befindet, während der Hohlraum höchstens das Verbindungsloch (3) im ersten Teilkanal (16) umgibt, wenn der Schieber (6) in der geschlossenen Position ist,
dass das Ventilteil (5) auf seiner äußeren Oberfläche (20) zwischen den beiden Verbindungslöchern (3) mit einer Nut (23) versehen ist, in der ein Dichtungsring (7''') angeord­ net ist, der im geschlossenen Zustand des Schiebers (6) von einer inneren Oberfläche (21) des Schiebers (6) dicht umgeben ist,
und dass jeder Ventilsitz (15) in seinen gegenüberliegen­ den Endbereichen zwei zusätzliche Öffnungen (10, 11) zum Zuführen eines Gases oder flüssigen Mediums zum Bewegen des Schiebers (6) innerhalb des Ventilsitzes (15) auf­ weist.

2. Ventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Querschnitt des Außenumfangs des Schiebers (6) im Verhältnis zum Rest der Schieberaußenflä­ che vorsteht.

3. Ventileinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im vorstehenden Außenumfang des Schiebers (6) eine ringförmige Nut vorgesehen ist, in der ein Dichtungsring (37) angeordnet ist.

4. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche des Schiebers (6) tonnenförmig ist.

5. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche des Schiebers (6) kugelförmig ist.

6. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (18) als ring­ förmige Nut ausgebildet ist.

7. Ventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (18) im Schieber (6) in der Form von mehreren längs des Schiebers (6) verlau­ fenden Längsschlitzen (41) ausgebildet ist, die eine ent­ sprechende Anzahl von geschlossenen Hohlräumen bilden.

8. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche (20) des Ventilteils (5) mit weiteren Nuten (23) versehen ist, in denen Dichtungsringe (7, 7') angeordnet sind.

9. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche (22) des Schiebers (6) mit wenigstens einer Nut (24) versehen ist, in der ein Dichtungsring (7, 37) angeordnet ist.

10. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsringe (7, 7'''), die in der äußeren Oberfläche des Ventilteils (5) liegen, mit einer reibungsverringernden Schicht, vorzugsweise einer Teflon-Schicht, auf derjenigen Oberfläche versehen sind, die zur inneren Oberfläche (21) des Schiebers (6) hin zeigt.

11. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilteil (5) einen Stummel (12) aufweist, der ein integrales Teil des Ventil­ teils (5) darstellt.

12. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in demjenigen Ende des Ven­ tilgehäuses (4), das den Stummeln (12) gegenüberliegt, ein Hohlraum (26) zur Positionierung eines Adapters (28') vorgesehen ist, wobei der Adapter (28') mit einer Kupplung (28) zum Füllen des Systems in Klemmeingriff ist.

13. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (4) ein Heizelement (25) aufweist.

14. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (4) aus einer Aluminiumlegierung besteht.