DE10125789C1 - Ventilanordnung mit Expansionsventil - Google Patents

Abstract

Es wird eine Ventilanordnung (15) zum Unterbrechen einer Arbeitsleitung (7) in einem Kühlsystem (1) angegeben mit einem Expansionsventil (5), das in der Arbeitsleitung (7) angeordnet ist, und einem Steuerleitungssystem (11), das das Expansionsventil (5) mit einer Niederdruckseite (9) und einer Hochdruckseite (10) der Arbeitsleitung (7) verbindet und über das das Expansionsventil (5) ansteuerbar ist, wobei über das Steuerleitungssystem (11) mit Hilfe einer Steuerungseinrichtung (4) ein Schließdruck in dem Expansionsventil (5) erzeugbar ist. DOLLAR A Hierbei möchte man das Verschließen einer Arbeitsleitung (7) in einem Kühlsystem (1) vereinfachen. DOLLAR A Hierzu ist vorgesehen, daß die Steuerungseinrichtung ein Schließelement (4) in einem Verbindungspfad aufweist, über den das Steuerleitungssystem (11) die Hochdruckseite (10) mit der Niederdruckseite (9) verbindet und der Schließdruck in dem Expansionsventil (5) aufbaubar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung zum Unterbrechen einer Arbeitsleitung in einem Kühlsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine derartige Ventilanordnung ist in der Firmendruck­ schrift Danfoss "Catalogue RK.00.H5.02" gezeigt, bei der ein Expansionsventil zusammen mit einem Magnetven­ til betrieben wird. Das Magnetventil ist dabei in einer Leitung angeordnet, die die Niederdruckseite der Ar­ beitsleitung mit einem Steuerausgang verbindet. Dieser Steuerausgang ist am Ausgang des Verbindungspfades an­ geschlossen. Wenn das Magnetventil geschlossen wird, dann entsteht in der Druckkammer zwischen einem Betäti­ gungselement des Schließelements des Expansionsventils, auf das eine Rückstellfeder wirkt, und einer Kammer auf der anderen Seite dieses Betätigungselements ein Druck­ ausgleichgewicht. Die Rückstellfeder kann dann das Schließelement des Expansionsventils in die dargestell­ te geschlossene Stellung verschieben.

Eine weitere Ventilanordnung ist aus dem Firmenprospekt "Sporlan Bulletin 30-10" vom Januar 1993, Seiten 17 und 18 bekannt. Dieser zeigt eine Ventilanordnung, bei der die Arbeitsleitung eines Kühlkreislaufes mit Hilfe ei­ nes Magnetventils verschließbar ist. Das eigentliche Schließen und Öffnen der Arbeitsleitung erfolgt hierbei über das Expansionsventil, das über das Magnetventil gesteuert wird. Hierzu ist das Magnetventil als 3-Wege- Ventil ausgebildet, das eine Anschlußleitung zum Expan­ sionsventil sowie eine Hochdruckverbindung und eine Druckausgleichsverbindung zur Arbeitsleitung aufweist. Wenn das Expansionsventil normal arbeitet, ist die An­ schlußleitung über das Magnetventil mit der Druckaus­ gleichsverbindung verbunden. Zum Schließen des Expansi­ onsventils wird nun die Verbindung zwischen Anschluß­ leitung und Druckausgleichsverbindung über das Magnet­ ventil geschlossen und gleichzeitig eine Verbindung zwischen der Anschlußleitung und der Hochdruckverbin­ dung hergestellt. Der Hochdruck, der nun in dem Expan­ sionsventil anliegt, sorgt nun dafür, daß das Expansi­ onsventil die Arbeitsleitung verschließt.

In US 6 053 417 ist eine Ventilanordnung mit einem Ma­ gnetventil gezeigt, das innerhalb des Expansionsventils direkt in der Arbeitsleitung wirkt. Beim Schließen des Magnetventils pflanzt sich dabei ein Hochdruck inner­ halb des Expansionsventils fort und sorgt dafür, daß ein Ventilelement, das ebenfalls in der Arbeitsleitung angeordnet ist, an einem Ventilsitz angelegt wird. Durch diese Anordnung der beiden Ventile in der Ar­ beitsleitung sollen störende Geräusche beim Öffnen und Schließen des Expansionsventils vermindert werden. Wenn eine solche Lösung nun bei größeren Kälteanlagen ver­ wendet werden soll, muß das Magnetventil ebenfalls re­ lativ groß sein, was zu einer Verteuerung entsprechen­ der Kälteanlagen führt.

DE-AS 27 49 252 zeigt eine Betätigungsvorrichtung für die Verstellung des Verschlußstücks eines Ventils, mit dem ein Flüssigkeitsdampf-Gemisch gesteuert werden soll. Bei diesem Ventil ist eine Verbindungsleitung zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckseite vorge­ sehen, in der eine Drossel angeordnet ist, die durch ein Pilotventil absperrbar ist. Das Absperrventil dient zur verbesserten Steuerung des Hauptventils.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zeigen somit entweder Anordnungen mit kleinen aber da­ für relativ aufwendigen Steuerungseinrichtungen, die außerhalb der Arbeitsleitung angeordnet sind oder aber relativ große Steuerungseinrichtungen, die innerhalb der Arbeitsleitung wirken. In jedem Fall ist dabei mit relativ hohen Herstellungskosten für die jeweilige Ven­ tilanordnung zu rechnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ver­ schließen einer Arbeitsleitung in einem Kühlsystem zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Ven­ tilanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise ist es möglich, den Schließdruck für das Expansionsventil durch eine Unterbrechung des Ver­ bindungspfades in dem Steuerleitungssystem aufzubauen. Größenmäßig muß das Schließelement dabei lediglich an den Verbindungspfad angepaßt werden, der im Verhältnis zur Arbeitsleitung relativ klein ausgeführt werden kann. Mit "Arbeitsleitung" ist hierbei die Leitung be­ zeichnet, in der der eigentliche Transport eines Kühl­ mittels im Kühlsystem erfolgt. Demgegenüber umfaßt das Steuerleitungssystem Leitungen wie die des Verbindungs­ pfades, die lediglich einem allmählichen Druckausgleich oder zur Weitergabe von Steuerungsdrücken dienen. Zudem muß die Steuerungseinrichtung hier lediglich eine ein­ fache Schließfunktion in dem Verbindungspfad ausführen. Hierbei können somit sehr einfache und auch handelsüb­ liche Steuereinrichtungen Anwendung finden. In jedem Fall kann durch eine derartige Ventilanordnung das Schließen einer Arbeitsleitung in einem Kühlsystem stark vereinfacht werden, wodurch wiederum Kosten ein­ gespart werden können. Da das Schließelement in einer Druckausgleichsverbindung angeordnet ist, die eine Ar­ beitsdruckkammer des Expansionsventils mit der Nieder­ druckseite verbindet, wird im geöffneten Zustand des Schließelementes ein Hochdruck, der die Arbeitsdruck­ kammer des Expansionsventils von der Hochdruckseite über das Steuerleitungssystem beaufschlagt, über die Druckausgleichsverbindung direkt wieder abgebaut. Dage­ gen baut sich im geschlossenen Zustand des Schließele­ mentes der Hochdruck vor dem Schließelement auf und wirkt zurück auf die Arbeitsdruckkammer. Hierdurch kann in einfacher Weise der in dem Kühlsystem zur Verfügung stehende Hochdruck zum Schließen des Expansionsventils genutzt werden. Auf diese Weise kann ein rasches und sicheres Schließen des Expansionsventils gewährleistet werden.

Hierbei ist es vorteilhaft, daß die Druckausgleichsver­ bindung einen größeren Mindestquerschnitt aufweist, als eine Hochdruck-Steuerleitung, die die Arbeitsdruckkam­ mer mit der Hochdruckseite verbindet. Hierdurch wird erreicht, daß der Hochdruck, der den Verbindungspfad von der Hochdruckseite beaufschlagt, im geöffneten Zu­ stand des Schließelementes über die Druckausgleichsver­ bindung wieder abgebaut wird und sich in der Arbeits­ druckkammer erst gar nicht aufbauen kann. Auf diese Weise kann ein ungewolltes Schließen des Expansionsven­ tils verhindert werden. In diesem Fall arbeitet das Ex­ pansionsventil wie ein Expansionsventil ohne Hochdruck- Steuerleitung. Die Druckausgleichsverbindung, die Hoch­ druck-Steuerleitung sowie die Arbeitsdruckkammer bilden hierbei den Verbindungspfad.

Weiterhin ist es von Vorteil, daß der Mindestquer­ schnitt der Hochdruck-Steuerleitung zum Mindestquer­ schnitt der Druckausgleichsverbindung ein Verhältnis von etwa 1 : 20 aufweist. Hierdurch wird im geöffneten Zustand des Schließelementes der Druck in der Hoch­ druck-Steuerleitung sicher über die Druckausgleichsver­ bindung abgebaut. Auf diese Weise kann eine hohe Zuver­ lässigkeit im Betrieb der Anordnung erreicht werden.

Günstig ist auch, daß der Bereich der Druckausgleichs­ verbindung, in dem das Schließelement wirkt, sich au­ ßerhalb eines Ventilgehäuses des Expansionsventils be­ findet. Bei einer derartigen Vorgehensweise ist es mög­ lich, auch handelsübliche Expansionsventile zu verwen­ den. Diese können dabei in einfacher Weise modifiziert oder erweitert werden, was wiederum die Kosten redu­ ziert.

In einer weiteren Ausführungsvariante befindet sich der Bereich der Druckausgleichsverbindung, in dem das Schließelement wirkt, innerhalb des Ventilgehäuses des Expansionsventils. Auf diese Weise läßt sich eine rela­ tiv kompakte Form der Ventilanordnung erreichen.

Von Vorteil ist es weiterhin, daß das Schließelement an dem Ventilgehäuse des Expansionsventils ausgeführt ist. Auf diese Weise kann bereits bei der Herstellung des Expansionsventils eine optimale Abstimmung mit der Steuerungseinrichtung und seinem Schließelement erfol­ gen. Hierdurch kann die Arbeitsweise der Ventilanord­ nung optimiert werden. Zudem werden das Expansionsven­ til und das Schließelement hierbei in einer kompakten Form zur Verfügung gestellt.

Günstig ist es auch, daß die Hochdruck-Steuerleitung außerhalb des Ventilgehäuses des Expansionsventils an­ geordnet ist. Eine solche Hochdruck-Steuerleitung läßt sich auch nachträglich an einem handelsüblichen Expan­ sionsventil in einfacher Weise ausführen. Hierdurch können die Herstellungskosten der Ventilanordnung wei­ ter gesenkt werden.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Hoch­ druck-Steuerleitung innerhalb des Ventilgehäuses des Expansionsventils angeordnet. Auf diese Weise läßt sich eine höhere Stabilität und Dichtigkeit erreichen.

Weiterhin ist es günstig, daß die Hochdruck-Steuer­ leitung durch einen vorbestimmten Sickerpfad im Expan­ sionsventil gebildet ist. Derartige vorbestimmte Sic­ kerpfade lassen sich beispielsweise sehr leicht durch das Entfernen von Dichtungen in einem herkömmlichen Ex­ pansionsventil herstellen. Eine Herstellung der Hoch­ druck-Steuerleitung durch separate Bohrungen kann auf diese Weise entfallen. Die Sickerpfade können dabei beispielsweise durch Bohrungen gebildet sein, in denen bewegliche Teile des Expansionsventils geführt sind und die die Arbeitsleitung mit der Arbeitsdruckkammer ver­ binden.

Von Vorteil ist es auch, daß der Verbindungspfad durch das Schließelement hermetisch verschließbar ist. Der Begriff "hermetisch" bedeutet hierbei, daß bei den im vorgesehenen Betrieb auftretenden Bedingungen ein zu­ mindest annähernd dichtes Schließen des Verbindungspfa­ des erzielt wird. Auf diese Weise ist es möglich, einen besonders hohen Schließdruck für das Expansionsventil aufzubauen. Zudem steht der Schließdruck hierbei rela­ tiv schnell zur Verfügung.

Ferner ist es günstig, daß das Schließelement durch ein Magnetventil gebildet ist. Hierdurch ist es möglich, auf eine bewährte Steuerungseinrichtung zurückzugrei­ fen, die einen sicheren Betrieb der Ventilanordnung ge­ währleistet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Es zeigen die:

Fig. 1 schematisch ein Kühlsystem mit einer bekann­ ten Ventilanordnung,

Fig. 2 schematisch ein Kühlsystem mit einer erfin­ dungsgemäßen Ventilanordnung,

Fig. 3 schematisch ein Kühlsystem mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Venti­ lanordnung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Ventilanordnung nach Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausfüh­ rungsform der Expansionsventilanordung nach Fig. 2 mit einer integrierten Hochdruck- Steuerleitung,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausfüh­ rungsform der Ventilanordnung nach Fig. 2 oh­ ne separate Hochdruck-Steuerleitung und

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Ventilanordnung nach Fig. 3.

Fig. 1 zeigt ein herkömmliches Kühlsystem 1, bei dem ein Verdichter 2, ein Verflüssiger 3, ein Schließele­ ment 4, ein Expansionsventil 5 sowie ein Verdampfer 6 über eine Arbeitsleitung 7 nacheinander in einem Kreis­ lauf angeordnet sind. Das Schließelement 4 ist dabei als Magnetventil ausgebildet. In einer Fließrichtung 8 eines Kühlmittels des Kühlsystems 1 ist dem Expansions­ ventil 5 zwischen diesem und dem Verdichter 2 eine Nie­ derdruckseite 9 der Arbeitsleitung 7 nachgeschaltet so­ wie eine Hochdruckseite 10 der Arbeitsleitung 7 vorge­ schaltet.

Das Kühlsystem 1 weist ferner ein Steuerleitungssystem 11 mit einer Druckausgleichsverbindung 12 auf, die das Expansionsventil 5 mit der Niederdruckseite 9 der Ar­ beitsleitung 7 verbindet. Zudem weist das Kühlsystem 1 eine Thermoverbindung 13 auf, die einen Thermofühler 14, der in einem dem Verdampfer 6 nachgeschalteten Be­ reich der Niederdruckseite 9 an der Arbeitsleitung 7 angeordnet ist, mit dem Expansionsventil 5 verbindet. Das Expansionsventil 5, das Schließelement 4, das Steu­ erleitungssystem 11 sowie die Thermoverbindung 13 und der Thermofühler 14 bilden hierbei eine Ventilanordnung 15.

Die Funktionsweise eines solchen Kühlsystems 1 ist heu­ te allgemein bekannt. Dabei verläßt das Kühlmittel des Kühlsystems 1 den Verdichter 2 als Gas unter hohem Druck und wird anschließend im Verflüssiger 3 unter Wärmeabgabe verflüssigt. Daraufhin passiert das flüssi­ ge Kühlmittel das Magnetventil 4 und gelangt zum Expan­ sionsventil 5. Hier wird das Kühlmittel entspannt und gelangt weiter zum Verdampfer 6 als ein Gasflüssig­ keitsgemisch, das nun einen relativ geringen Druck auf­ weist. Im Verdampfer 6 wird das Kühlmittel unter Wärme­ aufnahme verdampft und gelangt als überhitzter Dampf zurück zu dem Verdichter 2.

Im normalen Betrieb wird ein solches Kühlsystem 1 ein­ geschaltet, sobald ein zu kühlender Bereich eine vorbe­ stimmte Einschalttemperatur überschreitet. Das Kühlsy­ stem 1 bleibt daraufhin solange eingeschaltet, bis die Temperatur in dem Kühlbereich einen vorbestimmten Ab­ schaltwert unterschreitet. Das Kühlsystem 1 schaltet daraufhin ab und bleibt solange abgeschaltet, bis die Temperatur wieder den vorbestimmten Einschaltwert über­ schreitet.

Mit dem Magnetventil 4 wird nun verhindert, daß sich beim Einschalten des Kühlsystems 1 flüssiges Kühlmittel im Verdichter 2 oder zwischen diesem und dem Verdampfer 6 befindet. Ansonsten würde der Verdichter 2 versuchen das flüssige Kühlmittel zu verdichten und könnte dabei beschädigt werden. Da das Magnetventil 4 hierzu in der bekannten Ventilanordnung 15 direkt in der Arbeitslei­ tung 7 angeordnet ist, muß es relativ groß dimensio­ niert werden, was für relativ hohe Kosten des Kühlsy­ stems 1 sorgt.

Fig. 2 zeigt nun das Kühlsystem 1 mit einer erfindungs­ gemäßen Ausführungsform der Ventilanordnung 15. Über­ einstimmende Elemente sind dabei wie auch im Folgenden mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet wie in Fig. 1.

Das Schließelement 4 ist hierbei in der Druckaus­ gleichsverbindung 12 des Steuerleitungssystems 11 ange­ ordnet. Zudem weist hier das Steuerleitungssystem 11 eine Hochdruck-Steuerleitung 16 auf, die von dem Expan­ sionsventil 5 zu der Hochdruckseite 10 verläuft.

Fig. 3 zeigt das Kühlsystem 1 mit einer weiteren Aus­ führungsform der Ventilanordnung 15. Das Schließelement 4 ist bei dieser Ausführungsform in einer Druckaus­ gleichsverbindung 12 angeordnet, die das Expansionsven­ til 5 mit einem Bereich der Niederdruckseite 9 verbin­ det, der zwischen dem Expansionsventil 5 und dem Ver­ dampfer 6 angeordnet ist.

Darüber hinaus ist bei dieser Ausführungsform der Thermofühler 14 zwischen dem Expansionsventil 5 und dem Verdampfer 6 an der Arbeitsleitung 7 angebracht. Der Thermofühler 14 ist hierbei mit einer Heizung versehen, die über eine Regelungseinheit RE geregelt wird. Die Regelung der Heizung erfolgt dabei über Daten, die durch einen Temperatursensor 17 und einen Drucksensor 18 gewonnen werden. Der Temperatursensor 17 und der Drucksensor 18 sind dabei am Ausgang des Verdampfers 6 an der Arbeitsleitung 7 angeordnet.

Fig. 4 zeigt nun den Querschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Ventilanordnung 15 entsprechend Fig. 2. Diese weist ein Expansionsventil 5 auf, das ein Ventilgehäuse 19, eine Membrankapsel 20, einen Einlaß 21 auf der Hochdruckseite 10 sowie einen Auslaß 22 auf der Nieder­ druckseite 9 umfaßt. Der Einlaß 21 und der Auslaß 22 sind über einen Verbindungskanal 23 miteinander verbun­ den. In diesem Verbindungskanal 23 ist ein Ventilsitz 24 ausgeführt, der mit einem Ventilelement 25 zusammen­ wirkt. Das Ventilelement 25 ist dabei in Richtung des Ventilsitzes 24 durch eine Feder 26 vorgespannt.

Die Membrankapsel 20 ist mit dem Ventilgehäuse 19 des Expansionsventils 5 fest verbunden. Der Innenraum der Membrankapsel 20 wird dabei durch eine Membran 27 ge­ teilt. Hierdurch entsteht oberhalb der Membran 27 eine Thermodruckkammer 28, in die ein Kapillarrohr 29 mün­ det, das mit dem Thermofühler 14 verbunden ist. Unter­ halb der Membran 27 weist die Membrankapsel 20 eine Ar­ beitsdruckkammer 30 auf. Die Bezeichnungen oberhalb und unterhalb beziehen sich hierbei und im folgenden ledig­ lich auf die Darstellung in den Fig. 4 bis 7. Selbstverständlich ist auch jede andere Ausrichtung der Ventilanordnung 15 im Raum denkbar.

Der Druck in der Thermodruckkammer 28 hängt nun von der Temperatur am Ort des Thermofühlers 14 ab. In die Ar­ beitsdruckkammer 30 unterhalb der Membran 27 münden da­ gegen die Hochdruck-Steuerleitung 16 von der Hochdruck­ seite 10 sowie die Druckausgleichsverbindung 12 von der Niederdruckseite 9 der Arbeitsleitung 7. Die Hochdruck- Steuerleitung 16, die Arbeitsdruckkammer 30 und die Druckausgleichsverbindung 12 bilden auf diese Weise zu­ sammen einen Verbindungspfad des Steuerleitungssystems 11. Sowohl die Hochdruck-Steuerleitung 16 als auch die Druckausgleichsverbindung 12 sind hierbei zum größten Teil außerhalb des Ventilgehäuses 19 ausgeführt. Inner­ halb des Ventilgehäuses 19 weist die Hochdruck-Steuer­ leitung 16 eine Verengung 31 und die Druckausgleichs­ verbindung 12 eine Bohrung 32 auf. Ferner ist in der Druckausgleichsverbindung 12 das Schließelement 4 ange­ ordnet, das als Magnetventil ausgeführt ist (schemati­ sche Darstellung).

An der Unterseite der Membran 27 ist eine Membranplatte 33 angebracht, die mit einem Druckstift 34 verbunden ist. Der Druckstift 34 ist hierbei in einer Stiftboh­ rung 35 des Ventilgehäuses 19 geführt und verbindet die Membranplatte 33 über den Verbindungskanal 23 hinweg mit dem Ventilelement 25. Unterhalb der Membranplatte 33 ist im Ventilgehäuse 19 eine Dichtung 36 bestehend aus mehreren Dichtungsteilen vorgesehen, die die Ar­ beitsdruckkammer 30 gegen den Verbindungskanal 23 ab­ dichtet.

Im geöffneten Zustand des Magnetventils 4 arbeitet die dargestellte Ventilanordnung 15 wie eine herkömmliche Anordnung. Dabei ist die Arbeitsdruckkammer 30 sowohl über die Hochdruck-Steuerleitung 16 mit der Hochdruck­ seite 10 als auch über die Druckausgleichsverbindung 12 mit der Niederdruckseite 9 der Arbeitsleitung 7 verbun­ den. Da die Verengung 31 der Hochdruck-Steuerleitung 16 einen wesentlich kleineren Querschnitt als die Bohrung 32 der Druckausgleichsverbindung 12 aufweist, wird der Druck von der Hochdruckseite 10 in der Arbeitsdruckkam­ mer 30 direkt wieder über die Druckausgleichsverbindung 12 abgebaut. Der herrschende Druck in der Arbeitsdruck­ kammer 30 wird daher im wesentlichen durch den Druck der Niederdruckseite 9 festgelegt, der typischerweise bei etwa 5 bar liegt.

Als günstiges Verhältnis eines Mindestquerschnittes der Hochdruck-Steuerleitung 16 zu dem Mindestquerschnitt der Druckausgleichsverbindung 12 hat sich dabei ein Wert von 1 : 20 herausgestellt. Hierbei sind nun die Kräfte, die infolge der Feder 26 und des herrschenden Druckes in der Arbeitsdruckkammer 30 auf die Membran 27 wirken, in etwa so groß, wie die Kraft, die infolge des Druckes in der Thermodruckkammer 28 auf die Membran 27 wirkt. Über diese an der Membran 27 auftretenden gegen­ einander gerichteten Kräfte wird nun die Position des Ventilelementes 25 gegenüber dem Ventilsitz 24 und da­ mit das Öffnen oder Schließen des Verbindungskanales 23 in dem Expansionsventil 5 bestimmt. Die Kräfte, die über die Strömung des Kühlmittels in dem Verbindungska­ nal 23 auftreten, sind dabei in etwa ausbalanciert.

Wenn das Magnetventil 4 nun geschlossen wird, so wird der Druck von der Hochdruckseite 10 über die Hochdruck- Steuerleitung 16, die Arbeitsdruckkammer 30 und den Be­ ginn der Druckausgleichsverbindung 12 vor dem Magnet­ ventil 4 aufgebaut und wirkt zurück auf die Arbeits­ druckkammer 30. Typischerweise steigt hierbei der Druck in der Arbeitsdruckkammer 30 auf etwa 15 bar an. Die Membran 27 wird hierbei nun nach oben gedrückt, was wiederum zur Folge hat, daß das Ventilelement 25 über die Membranplatte 33 und den Druckstift 34 an den Ven­ tilsitz 24 gedrückt wird. Auf diese Weise wird durch das Schließen des Magnetventils 4 auch das Expansions­ ventil 5 geschlossen.

Fig. 5 zeigt nun eine alternative Ausführungsform der Ventilanordnung 15 nach Fig. 4, bei der die Hochdruck- Steuerleitung 16 vollständig innerhalb des Ventilgehäu­ ses 19 ausgebildet ist. Auch diese Hochdruck-Steuer­ leitung 16 weist die Verengung 31 auf, die nun direkt am Einlaß 21 des Expansionsventils 5 ausgeführt ist.

Eine weitere alternative Ausführungsform der Venti­ lanordnung 15 ist in Fig. 6 dargestellt. Diese zeigt ein herkömmliches Expansionsventil 5, das keine spezi­ ell ausgeführte Signalleitung von der Hochdruckseite 10 zu der Arbeitsdruckkammer 30 aufweist. Die Funktion der Hochdruck-Steuerleitung 16 entsprechend den Ausfüh­ rungsformen nach den Fig. 4 und 5 wird hierbei durch einen Sickerpfad 37 übernommen, der zwischen der Stift- Bohrung 35 und dem Druckstift 34 ausgebildet ist. Damit der Druck von der Hochdruckseite 10 über den Einlaß 21 und den Sickerpfad 37 an die Arbeitsdruckkammer 30 wei­ tergegeben werden kann, wurde hierbei die Dichtung 36 unterhalb der Membranplatte 33 entfernt. Bis auf diese Entfernung der Dichtung 36 muß bei dieser Ausführung des Expansionsventils 5 keinerlei Veränderung gegenüber einem im Handel erhältlichen Expansionsventil 5 vorge­ nommen werden.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Ventil­ anordnung 15 entsprechend dem in Fig. 3 schematisch dargestellten Kühlsystem 1 gezeigt. Hierin ist ein Ex­ pansionsventil 5 dargestellt, bei dem die Druckaus­ gleichsverbindung 12 innerhalb des Ventilgehäuses 19 ausgeführt ist. Die Druckausgleichsverbindung 12 ver­ bindet dabei die Arbeitsdruckkammer 30 über das Schlie­ ßelement 4 mit dem Auslaß 22 des Expansionsventils 5. Das Schließelement 4 ist dabei ebenfalls direkt an dem Ventilgehäuse 19 ausgeführt. Auf diese Weise können das Expansionsventil 5 und das Schließelement 4 direkt bei der Herstellung optimal aufeinander abgestimmt werden. Die Funktion der Hochdruck-Steuerleitung 16 wird auch bei dieser Ausführung durch den Sickerpfad 37 übernom­ men. Der Thermofühler 14 ist wie bereits in Fig. 3 dar­ gestellt bei dieser Ventilanordnung 15 direkt neben dem Auslaß 22 des Expansionsventils 5 angeordnet. Wie be­ reits oben dargestellt, ist dabei der Thermofühler 14 mit einer Heizung ausgestattet, über die die Fühlertem­ peratur gesteuert werden kann.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Ausfüh­ rungsformen der einzelnen Elemente der Fig. 4 bis 7 in jeder anderen möglichen Weise zu kombinieren. Ferner kann in dem Expansionsventil 5 statt der Membran 27 auch ein Balg oder jedes andere geeignete und bekannte Verformungselement Verwendung finden.

Darüber hinaus kann statt dem Magnetventil 4 auch jeder andere bekannte und geeignete Ventiltyp verwendet wer­ den, durch den ein ausreichend dichtes Verschließen des Verbindungspfades möglich ist.

Neben den in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellten Kühlsystemen 1 kann die Ventilanordnung 15 selbstver­ ständlich auch in jedem anderen geeigneten Kühlsystem 1 verwendet werden. Beispielsweise wäre eine solche Ver­ wendung auch in einem System sinnvoll, bei dem ein Handabsperrventil normalerweise in der Arbeitsleitung 7 in Reihe mit einem Magnetventil 4 und einem Expansions­ ventil 5 angeordnet ist. Wenn ein solches System einen Hersteller verläßt, ist häufig Kühlmittel zwischen dem Handabsperrventil und dem Magnetventil 4 in der Ar­ beitsleitung 7 eingeschlossen. Beim Transport des Sy­ stems kann dabei der Druck in diesem Abschnitt der Ar­ beitsleitung 7 zwischen den beiden Ventilen so groß werden, daß es zu einer Beschädigung der Arbeitsleitung 7 kommt. Um dies zu vermeiden wird üblicherweise das Magnetventil 4 mit einem Rückschlagventil versehen, das beispielsweise bei einem Druck von 25 bar zu dem Expan­ sionsventil 5 hin öffnet. Bei Verwendung einer der oben beschriebenen Ventilanordnungen 15 nach den Fig. 2 bis 7 kann dagegen auf ein solches Rückschlagventil verzichtet werden. Hierbei kann nämlich zwischen dem Handabsperrventil und dem Expansionsventil 5 erst gar kein schädlicher Druck entstehen, da das Expansionsven­ til 5 nicht vollkommen dicht ist.

Claims (11)

1. Ventilanordnung zum Unterbrechen einer Arbeitslei­ tung (7) in einem Kühlsystem (1) mit einem Expansi­ onsventil (5), das in der Arbeitsleitung angeordnet ist, und einem Steuerleitungssystem (11), das das Expansionsventil (5) mit einer Niederdruckseite (9) und einer Hochdruckseite (10) der Arbeitsleitung (7) verbindet und über das das Expansionsventil (5) ansteuerbar ist, wobei über das Steuerleitungssy­ stem (11) mit Hilfe einer Steuerungseinrichtung ein Schließdruck in dem Expansionsventil (5) erzeugbar ist, und die Steuerungseinrichtung ein Schließele­ ment (4) in einem Verbindungspfad aufweist, über den das Steuerleitungssystem die Hochdruckseite (10) mit der Niederdruckseite (9) verbindet und der Schließdruck in dem Expansionsventil durch Ansteue­ rung des Schließelements (4) aufbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (4) in einer Druckausgleichsverbindung (12) angeordnet ist, die eine Arbeitsdruckkammer (30) des Expansionsventils (5) mit der Niederdruckseite (9) verbindet.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckausgleichsverbindung (12) einen größeren Mindestquerschnitt aufweist, als ei­ ne Hochdruck-Steuerleitung (16), die die Arbeits­ druckkammer (30) mit der Hochdruckseite (10) ver­ bindet.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mindestquerschnitt der Hochdruck- Steuerleitung (16) zum Mindestquerschnitt der Druckausgleichsverbindung (12) ein Verhältnis von etwa 1 : 20 aufweist.

4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Druck­ ausgleichsverbindung (12), in dem das Schließele­ ment (4) wirkt, sich außerhalb eines Ventilgehäuses (19) des Expansionsventils (5) befindet.

5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Druck­ ausgleichsverbindung (12), in dem das Schließele­ ment (4) wirkt, sich innerhalb des Ventilgehäuses (19) des Expansionsventils (5) befindet.

6. Ventilanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schließelement (4) an dem Ventilgehäuse (19) des Expansionsventils (5) ausge­ führt ist.

7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Steuer­ leitung (16) außerhalb des Ventilgehäuses (19) des Expansionsventils (5) angeordnet ist.

8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Steuer­ leitung (16) innerhalb des Ventilgehäuses (19) des Expansionsventils (5) angeordnet ist.

9. Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hochdruck-Steuerleitung (16) durch einen vorbestimmten Sickerpfad (37) im Expan­ sionsventil (5) gebildet ist.

10. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspfad durch das Schließelement (4) hermetisch verschließ­ bar ist.

11. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (4) durch ein Magnetventil gebildet ist.