DE60317999T2

DE60317999T2 - Entspannungsventil

Info

Publication number: DE60317999T2
Application number: DE2003617999
Authority: DE
Inventors: Kazuto Kobayashi; Kazuhiko Watanabe; Masamichi Yano
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2023-10-16
Also published as: US20040079810A1; KR20040038804A; US6896190B2; EP1416236B1; KR101054056B1; CN100422666C; DE60317999D1; CN1499110A; JP2004150657A; JP4136597B2; EP1416236A1

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Entspannungsventil zur Steuerung des Stromes eines Kältemittels, das einem Verdampfer entsprechend der Temperatur des Kältemittels zugeleitet wird, welcher in einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge und dergleichen eingebaut ist.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Dokument EP-A-0 691 517 offenbart ein Entspannungsventil vom Typ entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ähnliche Konstruktionen sind in EP-A-0 959 310 A2 und EP-A-0 781 970 A1 gezeigt.
Ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Entspannungsventils ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-304381 dargestellt.
Das herkömmliche Entspannungsventil erfordert eine große Anzahl von Komponenten wie etwa ein Ventil-Aufnahmeelement, eine Feder, eine Einstellschraube und dergleichen, so daß es schwierig ist, die Größe und das Gewicht des Entspannungsventils zu reduzieren.
Ferner besteht die Möglichkeit eines Nachteils, da ein Leck eines Kühlmittels aus einer Ventilkammer durch die Steuerschraube auftreten kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend dem Erfordernis zur Verminderung der Größe und des Gewichts von Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, ein Entspannungsventil mit vereinfachtem Aufbau und vereinfachter Montage zu schaffen.
Zur Überwindung der vorstehend genannten Probleme schafft die Erfindung ein Entspannungsventil gemäß Anspruch 1.
Das Entspannungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt im wesentlichen einen Ventilkörper; einen ersten Kanal innerhalb des Ventilkörpers, durch welchen Hochdruck-Kältemittel strömt; eine Ventilkammer mit einem Boden, die innerhalb des ersten Kanals ausgebildet ist; einen zweiten Kanal innerhalb des Ventilkörpers parallel zum ersten Kanal, durch welchen Kältemittel strömt, das zu einem Verdampfer fließt; ein Öffnungselement mit einem Drosselkanal, der die Ventilkammer mit dem zweiten Kanal verbindet, welches Öffnungselement in den Ventilkörper eingepreßt ist; ein Ventilelement, das dem Öffnungselement zugewandt angeordnet ist, einen dritten Kanal, durch welchen Kältemittel strömt, das den Verdampfer verläßt; eine Betätigungsstange zur Betätigung des Ventilelements; eine Betätigungsvorrichtung zum Antrieb der Betätigungsstange; eine Öffnung innerhalb des Ventilkörpers, die den dritten Kanal mit der Betätigungsvorrichtung verbindet; und ein Führungselement zur gleitenden Führung der Betätigungsstange, welches Führungselement in eine Öffnung eingepreßt ist, die den zweiten Kanal mit dem dritten Kanal des Ventilkörpers verbindet, und ein Vibrations-Isolationselement.
Ferner ist die Innendurchmessergröße der Öffnung in dem Ventilkörper, die den dritten Kanal mit der Betätigungsvorrichtung verbindet, größer als die Innendurchmessergröße der Öffnung, in welche das Führungselement eingepreßt ist, und die Innendurchmessergröße der Öffnung, in die das Führungselement eingepreßt ist, ist größer als die Innendurchmessergröße der Öffnung, in die das Öffnungselement eingepreßt ist.
Ferner ist das Ventilelement an einem Ventil-Lagerelement befestigt und darüber hinaus mit einer Feder ausgestattet, die zwischen dem Ventil-Lagerelement und dem Boden der Ventilkammer vorgesehen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Querschnitt durch das erfindungsgemäße Entspannungsventil;
2 ist eine Seitenansicht von rechts in 1; und
3 ist eine perspektivische Ansicht des Vibrations-Isolationselements.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 ist ein Querschnitt durch das Entspannungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine rechte Seitenansicht desselben.
Das insgesamt durch die Bezugsziffer 1 bezeichnete Entspannungsventil umfaßt einen quadratischen stabförmigen Ventilkörper 10 aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen und einen ersten Kanal 20 zur Leitung des Hochdruck-Kältemittels innerhalb des Ventilkörpers 10. Der erste Kanal 20 ist mit der Ventilkammer 22 verbunden, die eine Bodenwand aufweist, und ein Öffnungselement 40 ist in die Öffnung der Ventilkammer 22 eingepreßt und darin befestigt.
Ein kugelförmiges Ventilelement 30 ist an dem Lagerelement 32 durch Schweißen befestigt und ist innerhalb der Ventilkammer 22 angeordnet. Das Lagerelement 32 drückt das Ventilelement 30 stets in Richtung des Öffnungselements 40 mit Hilfe einer Feder 34.
Das Öffnungselement 40 umfaßt eine Öffnung 42 in seinem zentralen Bereich und bildet einen Strömungskanal für das Kältemittel zwischen dem Ventilelement 30. Ein Vibrations-Isolationselement 50 ist am Innendurchmesserbereich des Öffnungselements 40 derart befestigt, daß es eine Vibration des Ventilelements verhindert.
Das Kältemittel, das das Öffnungselement 40 passiert, wird zum Verdampfer über einen zweiten Kanal 24 geleitet. Das vom Verdampfer zurückkehrende Kältemittel wird in Richtung der Kompressorseite durch einen dritten Kanal 26 geleitet.
Der Endbereich des Ventilkörpers 10, der der Ventilkammer 22 gegenüberliegt, ist mit einer Ventilelement-Antriebsvorrichtung 70 ausgestattet (nachfolgend als Antriebselement bezeichnet). Das Antriebselement 70 umfaßt ein Dosenelement 72, das durch Verschweißen eines oberen Deckels 72a mit einem unteren Deckel 72b gebildet wird. Eine Membran 80 liegt zwischen dem oberen Deckel 72a und dem unteren Deckel 72b ein. Der Dosenkörper 72 ist an dem Ventilkörper 10 durch einen Schraubbereich 74 befestigt und durch ein Dichtungselement 76 abgedichtet. Eine Druckkammer 82 wird zwischen der Membran 80 und dem oberen Deckel 72a gebildet. Die Druckkammer 82 ist mit einem Betätigungsfluid gefüllt und durch ein Stopfenelement 84 abgedichtet.
Ein Anschlagselement 90 ist an der anderen Seite der Membran der Druckkammer 82 angeordnet. Das Kältemittel im dritten Kanal wird zu der rückseitigen Oberfläche des Anschlagselements durch eine Öffnung 12 geleitet. Das Anschlagselement 90 gleitet, um der Verschiebung der Membran 80 zu folgen. Das Anschlagselement 90 erfaßt eine Betätigungsstange 60. Das andere Ende der Betätigungsstange steht in Berührung mit dem Ventilelement 30. Die Verschiebung der Membran 80 treibt das Ventilelement 30 über die Betätigungsstange 60 an und steuert den Querschnittsbereich des Strömungskanals zwischen dem Ventilelement und dem Öffnungselement 40.
Ein Führungselement 100, das in den Ventilkörper 10 eingepreßt ist, umfaßt einen Stufenbereich 110 und ist derart an dem Ventilkörper 10 befestigt, daß seine Position genau festgelegt ist. Ein ringförmiges Dichtungselement 120 ist in dem Innendurchmesserbereich des Führungselements 100 eingesetzt und durch einen Anschlag 130 befestigt, wie etwa eine Druckmutter oder dergleichen. Das Dichtungselement 120 blockiert den Kältemittelstrom zwischen dem zweiten Kanal 24 und dem dritten Kanal 26.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau des Vibrations-Isolationselements 50 zeigt.
Das Vibrations-Isolationselement 50 umfaßt einen Ringbereich 52, der gebildet wird durch Biegen einer Metallplatte mit hoher Elastizität in eine ringförmige Form, sowie einen Haltebereich 54, der gebildet wird durch Anbringung eines Schlitzes an dem Ringbereich und Biegen des Metalls in die Innenrichtung des Ringbereichs.
Beide Endbereiche 52a und 52b des Ringbereichs 52 sind so geformt, daß sie einander überlappen. Der Ringbereich 52 ist in den Innendurchmesserbereich des Öffnungselements 40 in einem Zustand eingesetzt, in welchem der Durch messer des Ringbereichs 52 reduziert ist. Durch Ausnutzung der elastischen Kraft des Ringbereichs zur Wiederherstellung seines ursprünglichen Durchmessers wird das Vibrations-Isolationselement 50 innerhalb des Öffnungselements 40 angeordnet.
Der Haltebereich 54 berührt den äußeren Umfang des kugelförmigen Ventilelements 30 und unterdrückt die Vibration des Ventilelements 30.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind drei Haltebereiche 54 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, vier Haltebereiche 54 vorzusehen.
Im folgenden wird der Montagevorgang des vorliegenden Entspannungsventils erläutert.
Zunächst wird das Lagerelement 32 mit der Feder 34 und dem daran angeschweißten Ventilelement 30 in die Ventilkammer 22 mit einem Boden durch die Öffnung 12 an der Seite des Ventilkörpers 10 zur Befestigung des Antriebselements 70 eingesetzt.
Danach wird das zusammengebaute Öffnungselement 40, das mit dem Vibrations-Isolationselement 50 zusammengepaßt ist, in die Öffnung 12 eingesetzt und in die Öffnung 16 der Ventilkammer 22 eingepreßt.
Das Öffnungselement 40 wird durch ein geeignetes Einpreßwerkzeug eingepreßt und ferner, falls erforderlich, durch Aufstemmen fixiert.
Dann wird das Führungselement 100 mit der darin eingesetzten Betätigungsstange 60 von der Öffnung 12 eingesetzt und in das abgestufte Loch 14 des Ventilkörpers 10 angepreßt. Die axiale Position des Führungselements 100 wird durch den abgestuften Teil 110 festgelegt. Das Führungselement wird ferner durch Aufstemmen fixiert, falls erforderlich.
Schließlich wird das zusammengebaute Antriebselement 70 auf den Ventilkörper 10 an dem Schraubbereich 74 aufgeschraubt, so daß die Montage des Entspannungsventils abgeschlossen wird.
Das erfindungsgemäße Entspannungsventil ist derart ausgebildet, daß es Öffnungen aufweist, an denen der Innendurchmesser der Öffnung allmählich von der Öffnungsseite her abnimmt, an welcher das Antriebselement angebracht ist, wobei sich das Loch mit einem Boden an ihrem weiten Ende befindet. Die vorliegende Erfindung formt die Ventilkammer durch Anbringen des Ventilelements und des zusammengebauten Öffnungselements an dieser Öffnung und durch Einpressen des zusammengebauten Führungselements zur Führung der Betätigungsstange, so daß die Kanäle für das hochdruckseitige Kältemittel und das niederdruckseitige Kältemittel gebildet werden.
Bei dem vorstehend genannten Aufbau kann die Gesamtzahl der Komponenten des Entspannungsventils vermindert werden, und ferner kann die erforderliche Montagezeit reduziert werden.

Claims

Entspannungsventil, umfassend: einen Ventilkörper (10); einen ersten Kanal (20) innerhalb des Ventilkörpers (10), durch welchen Hochdruck-Kältemittel strömt; eine Ventilkammer (22) mit einem Boden, die innerhalb des ersten Kanals (20) ausgebildet ist; einen zweiten Kanal (24) innerhalb des Ventilkörpers (10) parallel zum ersten Kanal (20), durch welchen Kältemittel strömt, das zu einem Verdampfer fließt; einen Öffnungselement (40) mit einem Drosselkanal, der die Ventilkammer (22) mit dem zweiten Kanal (24) verbindet, welches Öffnungselement (40) in den Ventilkörper (10) eingepreßt ist; einen Ventilelement (30), das dem Öffnungselement (40) zugewandt angeordnet ist; einen dritten Kanal (26), durch welchen Kältemittel strömt, das den Verdampfer verläßt; eine Betätigungsstange (60) zur Betätigung des Ventilelements (30); eine Betätigungsvorrichtung (70) zum Antrieb der Betätigungsstange (60); eine Öffnung (12) innerhalb des Ventilkörpers (10), die den dritten Kanal (26) mit der Betätigungsvorrichtung (70) verbindet; und ein Führungselement (100) zur gleitenden Führung der Betätigungsstange (60), welches Führungselement (100) in eine Öffnung (14) eingepreßt ist, die den zweiten Kanal (24) mit dem dritten Kanal (26) des Ventilkörpers (10) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Entspannungsventil ferner ein Vibrations-Isolationselement (50) umfaßt, welches in den inneren Durchmesserbereich des Öffnungselements (40) eingefaßt ist, welches Vibrations-Isolationselement (50) einen Ringbereich (52) umfaßt, der den inneren Durchmesserbereich des Öffnungselements (40) berührt, und einen Haltebereich (54), der den äußeren Umfang des kugelförmigen Ventilelements (30) berührt.
Entspannungsventil gemäß Anspruch 1, bei welchem die Innendurchmessergröße der Öffnung (12) in dem Ventilkörper (10), die den dritten Kanal (26) mit der Betätigungsvorrichtung (70) verbindet, größer ist als die Innendurchmessergröße der Öffnung (14), in welche das Führungselement (100) eingepreßt ist, und die Innendurchmessergröße der Öffnung (16), in die das Führungselement (100) eingepreßt ist, größer ist als die Innendurchmessergröße der Öffnung (16), in die das Öffnungselement (40) eingepreßt ist.
Entspannungsventil gemäß Anspruch 1, bei welchem das Ventilelement (30) an einem Ventil-Lagerelement (32) befestigt ist und ferner mit einer Feder (34) ausgestattet ist, die zwischen dem Ventil-Lagerelement (32) und dem Boden der Ventilkammer (22) vorgesehen ist.