DE102021006591A1

DE102021006591A1 - expansion valve

Info

Publication number: DE102021006591A1
Application number: DE102021006591.3A
Authority: DE
Inventors: Daniel Nickel
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2022-10-13

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Expansionsventil mit einer Druckkapsel (12) zur teilweisen Aufnahme eines Linearstellantriebs (14), mit einem Ventilblock (16) und mit einem Adapter (18) zur Verbindung der Druckkapsel (12) mit dem Ventilblock (16), wobei der Adapter (18) ein Außengewinde (72) zu einem Einschrauben in ein korrespondierendes Innengewinde (74) des Ventilblocks (16a; 16b; 16c) aufweist.Es wird vorgeschlagen, dass der Adapter (18) eine polygonartige Führungsgeometrie (76) aufweist und der Ventilkolben (40) an einem axialen Ende ein mit der Führungsgeometrie (76) korrespondierendes Polygonprofil (78) aufweist.The invention is based on an expansion valve with a pressure capsule (12) for partially accommodating a linear actuator (14), with a valve block (16) and with an adapter (18) for connecting the pressure capsule (12) to the valve block (16), wherein the adapter (18) has an external thread (72) for screwing into a corresponding internal thread (74) of the valve block (16a; 16b; 16c). It is proposed that the adapter (18) has a polygonal guide geometry (76) and the Valve piston (40) has a polygonal profile (78) corresponding to the guide geometry (76) at one axial end.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Expansionsventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an expansion valve according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2019 111 206 A1 ist bereits eine Druckkapsel für ein Expansionsventil bekannt. Die Druckkapsel ist zu einer Aufnahme eines Linearstellantriebs vorgesehen. Ein an der Druckkapsel angeordneter Adapter dient zur Verbindung der Druckkapsel mit einem Ventilblock eines Expansionsventils. Hierzu weist der Adapter ein Außengewinde zu einem Einschrauben in ein korrespondierendes Innengewinde des Ventilblocks auf. Ein Ventilkolben des Expansionsventils wird durch eine Welle des Linearstellantriebs des Expansionsventils angetrieben.From the DE 10 2019 111 206 A1 a pressure capsule for an expansion valve is already known. The pressure capsule is intended to accommodate a linear actuator. An adapter arranged on the pressure capsule is used to connect the pressure capsule to a valve block of an expansion valve. For this purpose, the adapter has an external thread for screwing into a corresponding internal thread of the valve block. A valve piston of the expansion valve is driven by a shaft of the expansion valve linear actuator.

Aufgabe der Erfindung ist es ein gattungsgemäßes Expansionsventil mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Verdrehsicherung des Ventilkolbens bei einem Verfahren des Ventilkolbens bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object of the invention is to provide an expansion valve of the generic type with advantageous properties with regard to preventing the valve piston from rotating when the valve piston is moved. The object is solved by the features of the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die Erfindung geht aus von einem Expansionsventil mit einer Druckkapsel zur teilweisen Aufnahme eines Linearstellantriebs, mit einem Ventilblock und mit einem Adapter zur Verbindung der Druckkapsel mit dem Ventilblock, wobei der Adapter ein Außengewinde zu einem Einschrauben in ein korrespondierendes Innengewinde des Ventilblocks aufweist.The invention is based on an expansion valve with a pressure capsule for partially accommodating a linear actuator, with a valve block and with an adapter for connecting the pressure capsule to the valve block, the adapter having an external thread for screwing into a corresponding internal thread of the valve block.

Es wird vorgeschlagen, dass der Adapter eine polygonartige Führungsgeometrie aufweist und der Ventilkolben an einem axialen Ende ein mit der Führungsgeometrie korrespondierendes Polygonprofil aufweist.It is proposed that the adapter has a polygonal guide geometry and the valve piston has a polygonal profile at one axial end that corresponds to the guide geometry.

Das Expansionsventil ist insbesondere zur Steuerung und /oder Regelung eines Fluidstroms in einem Fluidkanal vorgesehen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Das Expansionsventil ist insbesondere als ein Nadelventil ausgebildet. Unter einem „Nadelventil“ soll insbesondere ein Ventil verstanden werden, welches einen insbesondere nadelförmigen Ventilkolben aufweist, welcher zur Vergrößerung und/oder Verkleinerung einer Durchlassöffnung eines Fluidkanals linear in einem Ventilsitz des Nadelventils bewegbar ist. Der Fluidkanal verläuft insbesondere durch einen Ventilblock des Expansionsventils. Der Linearstellantrieb ist innerhalb des Nadelventils insbesondere dazu vorgesehen, eine lineare Bewegung des Ventilkolbens des Nadelventils zu bewirken. Die Welle des Linearstellantriebs ist insbesondere mit dem Ventilkolben des Nadelventils gekoppelt. Unter einem „Fluidstrom“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Flüssigkeitsstrom, ein Gasstrom und/oder eine Kombination hiervon verstanden werden. Das Nadelventil kann insbesondere zu einer Beeinflussung eines Fluidstroms, insbesondere eines Kühlmittelstroms, in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Insbesondere kann das Expansionsventil zur Steuerung und/oder Regelung eines Kältemittelstroms in einem Klimakreislauf einer Klimaanlage, insbesondere einer Kraftfahrzeugklimaanlage, vorgesehen sein.The expansion valve is provided in particular for controlling and/or regulating a fluid flow in a fluid channel. “Provided” should be understood to mean, in particular, specially programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state. The expansion valve is designed in particular as a needle valve. A “needle valve” is to be understood in particular as a valve which has a particularly needle-shaped valve piston which can be moved linearly in a valve seat of the needle valve to enlarge and/or reduce a passage opening of a fluid channel. The fluid channel runs in particular through a valve block of the expansion valve. The linear actuator is provided within the needle valve in particular to cause a linear movement of the valve piston of the needle valve. In particular, the shaft of the linear actuator is coupled to the valve piston of the needle valve. In this context, a “fluid stream” should be understood to mean, in particular, a liquid stream, a gas stream and/or a combination thereof. The needle valve can be provided in particular for influencing a fluid flow, in particular a coolant flow, in a motor vehicle. In particular, the expansion valve can be provided for controlling and/or regulating a refrigerant flow in an air conditioning circuit of an air conditioning system, in particular a motor vehicle air conditioning system.

Neben dem Linearstellantrieb weist das Expansionsventil eine fluiddichte Druckkapsel auf, innerhalb welcher die Welle des Linearstellantriebs und ein Rotor eines Elektromotors des Linearstellantriebs angeordnet sind. Der Rotor des Elektromotors ist insbesondere drehfest an der Welle angeordnet. Ein Stator des Elektromotors des Linearstellantriebs ist insbesondere auf einer Außenseite der Druckkapsel angeordnet und umschließt den Rotor des Elektromotors und die Druckkapsel in Umfangsrichtung vollständig. Der Rotor des Elektromotors, die Druckkapsel und der Stator des Elektromotors sind zumindest im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet. Eine Außenwand der Druckkapsel liegt in einem Arbeitsluftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator des Elektromotors. Eine Steuereinheit des Linearstellantriebs und/oder des Nadelventils ist außerhalb der Druckkapsel angeordnet. Insbesondere weist das Expansionsventil ein Gehäuse auf, in welchem der Linearstellantrieb, die Druckkapsel und die Steuereinheit angeordnet sind.In addition to the linear actuator, the expansion valve has a fluid-tight pressure capsule, within which the shaft of the linear actuator and a rotor of an electric motor of the linear actuator are arranged. The rotor of the electric motor is in particular arranged on the shaft in a rotationally fixed manner. A stator of the electric motor of the linear actuator is arranged in particular on an outside of the pressure capsule and completely encloses the rotor of the electric motor and the pressure capsule in the circumferential direction. The rotor of the electric motor, the pressure capsule and the stator of the electric motor are arranged at least essentially coaxially with one another. An outer wall of the pressure capsule lies in a working air gap between the rotor and the stator of the electric motor. A control unit of the linear actuator and/or the needle valve is arranged outside the pressure capsule. In particular, the expansion valve has a housing in which the linear actuator, the pressure capsule and the control unit are arranged.

Die Welle des Linearstellantriebs ist an einem ersten Ende der Welle, welches insbesondere einem Ventilkolben des Nadelventils zugewandt ist, mittels eines Kugellagers drehbar gelagert. Ein Innenring des Kugellagers ist insbesondere auf das erste Ende der Welle aufgepresst bzw. ist das erste Ende der Welle in einen Innenring des Kugellagers eingepresst. Insbesondere kann der Außenring des Kugellagers in dem Expansionsventil in einem zugehörigen Lagersitz in Spielpassung aufgenommen sein. Zur Lagerung eines zweiten Endes der Welle, welches dem ersten Ende der Welle axial entgegengesetzt ist, umfasst der Linearstellantrieb eine Gleitlagereinheit. Die Gleitlagereinheit weist einen Lagerkörper auf, in welchem das zweite Ende der Welle gleitend gelagert ist. Der Lagerkörper ist zumindest im Wesentlichen aus einem Kunststoff und/oder einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet. Der Lagerkörper weist eine insbesondere zumindest im Wesentlichen zylindrische Lagerausnehmung zur Aufnahme des zweiten Endes der Welle auf. Alternativ kann die Lagerausnehmung drei Innenflächen aufweisen, welche in einem Winkel von zumindest im Wesentlichen 60° zueinander angeordnet sind und tangential an dem zweiten Ende der Welle anliegen. Eine Innengeometrie der Lagerausnehmung des Lagerkörpers entspricht zumindest im Wesentlichen einer Außengeometrie des zweiten Endes der Welle. Das zweite Ende der Welle ist in der Lagerausnehmung des Lagerkörpers insbesondere in Spielpassung geführt.The shaft of the linear actuator is rotatably mounted by means of a ball bearing at a first end of the shaft, which in particular faces a valve piston of the needle valve. An inner ring of the ball bearing is in particular pressed onto the first end of the shaft or the first end of the shaft is pressed into an inner ring of the ball bearing. In particular, the outer ring of the ball bearing in the expansion valve can be accommodated in an associated bearing seat with a loose fit. To support a second end of the shaft, which is axially opposite to the first end of the shaft, the linear actuator includes a plain bearing unit. The plain bearing unit has a bearing body in which the second end of the shaft is slidably mounted. The bearing body is at least essentially made of a plastic and/or a fiber-reinforced plastic. The bearing body has an in particular at least essentially cylindrical bearing recess for receiving the second end of the shaft. Alternatively, the bearing recess can have three inner surfaces which are arranged at an angle of at least substantially 60° to one another and bear tangentially on the second end of the shaft. An inner geometry of the bearing recess of the bearing body corresponds at least essentially to an outer geometry of the second end of the shaft. The second end of the shaft is guided in the bearing recess of the bearing body, in particular with a loose fit.

Zur Verbindung der Druckkapsel und des in der Druckkapsel angeordneten Teils des Linearantriebs mit dem Ventilblock weist das Expansionsventil einen Adapter auf. Der Adapter ist vorzugsweise einstückig mit der Druckkapsel ausgebildet. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder aus einem einzelnen Rohling. Das Kugellager zur Lagerung des ersten Endes der Welle des Linearantriebs ist insbesondere innerhalb des Adapters angeordnet.The expansion valve has an adapter for connecting the pressure capsule and the part of the linear drive arranged in the pressure capsule to the valve block. The adapter is preferably designed in one piece with the pressure capsule. “In one piece” is to be understood in particular as being at least cohesively connected, for example by a welding process and/or another process that appears sensible to a person skilled in the art, and/or advantageously formed in one piece, for example by being produced from a single cast and/or or from a single blank. The ball bearing for supporting the first end of the shaft of the linear drive is arranged in particular inside the adapter.

Zur Umwandlung einer rotatorischen der Welle in eine lineare Bewegung des Ventilkolbens ist eine Verdrehsicherung notwendig. Der Adapter weist eine polygönartige Führungsgeometrie auf. Der Ventilkolben weist an einem axialen Ende ein mit der Führungsgeometrie korrespondierendes Polygonprofil auf. Die polygonartige Führungsgeometrie ermöglicht in Kombination mit dem Polygonprofil des Ventilkolbens eine Verdrehsicherung bei der Umwandlung der Rotationsbewegung der Welle in eine Linearbewegung des Ventilkolbens.An anti-twist device is required to convert a rotational movement of the shaft into a linear movement of the valve piston. The adapter has a polygon-like guide geometry. At one axial end, the valve piston has a polygonal profile that corresponds to the guide geometry. The polygonal guide geometry, in combination with the polygonal profile of the valve piston, enables anti-twist protection when converting the rotary movement of the shaft into a linear movement of the valve piston.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann ein gattungsgemäßes Expansionsventil mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Verdrehsicherung des Ventilkolbens bei einem Verfahren des Ventilkolbens bereitgestellt werden.A configuration of this type makes it possible to provide a generic expansion valve with advantageous properties in terms of preventing the valve piston from rotating when the valve piston is moved.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Führungsgeometrie des Adapters und das Polygonprofil des Ventilkolbens in einer senkrecht zu der Axialrichtung des Adapters verlaufenden Schnittebene betrachtet eine Polygonform mit zumindest drei Ecken auf. Alternativ können die Führungsgeometrie des Adapters und das Polygonprofil des Ventilkolbens in der senkrecht zu der Axialrichtung des Adapters verlaufenden Schnittebene betrachtet eine Polygonform mit mehr als drei Ecken, beispielsweise mit vier oder acht Ecken, aufweisen. Vorzugsweise weist die Polygonform zumindest drei abgerundeten Ecken auf, welche jeweils über konvexe Flanken verbunden sind. Insbesondere weist die Polygonform eine Grundform auf, die einem regelmäßigen Polygon entspricht. Die Polygonform ist insbesondere durch das Abrunden von Ecken und/oder die Ausbildung von konvexen Flanken an Seiten der Grundform von der zugrunde liegenden Grundform abgeleitet.In a preferred embodiment of the invention, it is proposed that the guide geometry of the adapter and the polygonal profile of the valve piston, viewed in a sectional plane running perpendicular to the axial direction of the adapter, have a polygonal shape with at least three corners. Alternatively, the guide geometry of the adapter and the polygonal profile of the valve piston, viewed in the sectional plane perpendicular to the axial direction of the adapter, can have a polygonal shape with more than three corners, for example four or eight corners. The polygonal shape preferably has at least three rounded corners, which are each connected via convex flanks. In particular, the polygon shape has a basic shape that corresponds to a regular polygon. The polygon shape is derived from the basic shape on which it is based, in particular by the rounding of corners and/or the formation of convex flanks on the sides of the basic shape.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Polygonform eine Grundform aufweist, welche einem gleichseitigen Dreieck entspricht. Die Führungsgeometrie des Adapters und das Polygonprofil des Ventilkolbens können insbesondere als zumindest im Wesentlichen einem in der DIN 32711 beschriebenen P3G-Profil entsprechen. Vorzugsweise entsprechen die Führungsgeometrie des Adapters und das Polygonprofil des Ventilkolbens zumindest im Wesentlichen einem H3-Profil. Die Führungsgeometrie des Adapters und das Polygonprofil des Ventilkolbens wirken entsprechend zusammen. Eine derart ausgestaltete Antriebsgeometrie ermöglicht eine vorteilhaft große Flächenüberdeckung, sodass vorteilhaft große Drehmomente übertragen werden können. Zudem kann eine solche Antriebsgeometrie insbesondere im Fall eines H3-Profils vorteilhaft kostengünstig hergestellt werden. Aufgrund der Selbstzentrierung erfüllt die Führungsgeometrie zudem auch die Funktion einer Führung. Engere Toleranzen können realisiert werden, wodurch das Umkehrspiel reduziert und so die Präzision in der Positionierbewegung verbessert wird.In one embodiment of the invention, it is proposed that the polygonal shape has a basic shape that corresponds to an equilateral triangle. The guide geometry of the adapter and the polygonal profile of the valve piston can, in particular, at least essentially correspond to a P3G profile described in DIN 32711. The guide geometry of the adapter and the polygonal profile of the valve piston preferably correspond at least essentially to an H3 profile. The guide geometry of the adapter and the polygonal profile of the valve piston interact accordingly. A drive geometry designed in this way enables an advantageously large area coverage, so that advantageously large torques can be transmitted. In addition, such a drive geometry can advantageously be produced inexpensively, particularly in the case of an H3 profile. Due to the self-centering, the guide geometry also fulfills the function of a guide. Closer tolerances can be realized, which reduces backlash and thus improves the precision of the positioning movement.

Zudem geht die Erfindung aus von einem Adapter für ein Expansionsventil mit einem Außengewinde zu einem Einschrauben in ein korrespondierendes Innengewinde eines Ventilblocks. Es wird vorgeschlagen, dass der Adapter eine polygonartige Führungsgeometrie aufweist, welche dazu vorgesehen ist, mit einem korrespondierenden Polygonprofil eines Ventilkolbens zusammenzuwirken. Hierdurch kann eine vorteilhafte Verdrehsicherung eines in dem Adapter geführten Ventilkolbens erreicht werden.In addition, the invention is based on an adapter for an expansion valve with an external thread for screwing into a corresponding internal thread of a valve block. It is proposed that the adapter has a polygonal guide geometry which is intended to interact with a corresponding polygonal profile of a valve piston. In this way, an advantageous anti-twist protection of a valve piston guided in the adapter can be achieved.

Das erfindungsgemäße Expansionsventil soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Expansionsventil zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The expansion valve according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the expansion valve according to the invention can have a number of individual elements, components and units that differs from a number specified here in order to fulfill a function described herein.

Figurenlistecharacter list

Weitere Vorteile. ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Additional advantages. result from the following drawing description. Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.

Es zeigen:

1 eine Schnittdarstellung eines Expansionsventils,
2 eine perspektivische Ansicht eines Adapters des Expansionsventils,
3 eine Schnittdarstellung des Adapters aus 2 und
4 eine Ansicht des Adapters aus 2 von unten.

Show it:

1 a sectional view of an expansion valve,
2 a perspective view of an adapter of the expansion valve,
3 a sectional view of the adapter 2 and
4 a view of the adapter 2 from underneath.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines exemplarischen Expansionsventils 10, welches zu einer Manipulation eines Fluidstroms in einem Fluidkanal 38 ausgelegt ist. Das Expansionsventil 10 umfasst einen Ventilkolben 40 zum Öffnen oder Schließen des Fluidkanals 38. Der Fluidkanal 38 verläuft in einem Ventilblock 16 des Expansionsventils 10. Derartige Expansionsventile sind beispielsweise aus der DE 10 2017 110 343 A1 bekannt. Das Expansionsventil 10 weist einen Linearstellantrieb 14 zum Antrieb des Ventilkolbens 40 auf. Der Linearstellantrieb 14 umfasst einer Welle 42 sowie einen Elektromotor 44 zum rotatorischen Antrieb der Welle 42. Der Ventilkolben 40 wird mittels der Welle 42 linear in Richtung des Fluidkanals 38 bewegt, um die Querschnittsfläche des Fluidkanals 38 zu verringern oder den Fluidkanal 38 vollständig zu verschließen. Der Ventilkolben 40 wird mittels der Welle 42 linear aus dem Fluidkanal 38 hinaus bewegt, um die Querschnittsfläche des Fluidkanals 38 zu vergrößern oder den verschlossenen Fluidkanal 38 zu öffnen. Der Elektromotor 44 umfasst einen Stator 46 und einen Rotor 48. Der Elektromotor 44 ist als ein Innenläufermotor ausgebildet. Um die Welle 42 rotierend anzutreiben, wird eine Spannung an die Statorwicklungen 50 des Elektromotors 44 angelegt, wodurch der in dem Stator 46 angeordnete Rotor 48 in eine Drehbewegung versetzt wird. Der Rotor 48 dreht die Welle 42, die mit dem Rotor 48 drehfest verbunden ist. Über ein Gewinde 24 wird die Drehbewegung der Welle 42 in eine Linearbewegung des Ventilkolbens 40 umgewandelt. Ferner umfasst das Expansionsventil 10 eine Leiterplatte 54, auf welcher elektronische Schaltungen zur Steuerung des Elektromotors 44 angeordnet sind. Durch den Elektromotor 44 kann die Welle 42 des Linearstellantriebs 14 innerhalb einer Druckkapsel 12 des Expansionsventils 10 bewegt werden. Der Linearstellantrieb 14 umfasst ein Kugellager 56 zur drehbaren Lagerung eines ersten Endes 58 der Welle 42 auf, wobei das erste Ende 58 der Welle 42 dem Ventilkolben 40 des Expansionsventils 10 zugewandt ist. Zur Lagerung eines zweiten Endes 60 der Welle 42, welches dem ersten Ende 58 der Welle 42 axial entgegengesetzt ist, weist der Linearstellantrieb 14 eine Gleitlagereinheit 62 auf. Die Gleitlagereinheit 62 umfasst einen Lagerkörper 64 mit einer Lagerausnehmung 68 zur Aufnahme des zweiten Endes 60 der Welle 42. Das zweite Ende 60 der Welle 42 ist gleitend innerhalb der Lagerausnehmung 68 des Lagerkörpers gelagert. Die Gleitlagereinheit 62 ist in die Druckkapsel 12 des Expansionsventils 10 eingesetzt. Die Druckkapsel 12 weist einen kuppelförmigen Abschnitt 70 auf. Die Gleitlagereinheit 62 ist in dem kuppelförmigen Abschnitt 70 der Druckkapsel 12 aufgenommen. 1 FIG. 12 shows a cross-sectional view of an exemplary expansion valve 10 configured to manipulate fluid flow in a fluid passage 38. FIG. The expansion valve 10 includes a valve piston 40 for opening or closing the fluid channel 38. The fluid channel 38 runs in a valve block 16 of the expansion valve 10. Such expansion valves are, for example, from DE 10 2017 110 343 A1 known. The expansion valve 10 has a linear actuator 14 for driving the valve piston 40 . The linear actuator 14 includes a shaft 42 and an electric motor 44 for driving the shaft 42 in rotation. The valve piston 40 is moved linearly in the direction of the fluid channel 38 by means of the shaft 42 in order to reduce the cross-sectional area of the fluid channel 38 or to completely close the fluid channel 38. The valve piston 40 is linearly moved out of the fluid passage 38 by means of the shaft 42 in order to increase the cross-sectional area of the fluid passage 38 or to open the closed fluid passage 38 . The electric motor 44 includes a stator 46 and a rotor 48. The electric motor 44 is designed as an internal rotor motor. In order to drive the shaft 42 in rotation, a voltage is applied to the stator windings 50 of the electric motor 44, causing the rotor 48 arranged in the stator 46 to rotate. The rotor 48 rotates the shaft 42 which is non-rotatably connected to the rotor 48 . The rotational movement of the shaft 42 is converted into a linear movement of the valve piston 40 via a thread 24 . Furthermore, the expansion valve 10 includes a printed circuit board 54 on which electronic circuits for controlling the electric motor 44 are arranged. The shaft 42 of the linear actuator 14 can be moved within a pressure capsule 12 of the expansion valve 10 by the electric motor 44 . The linear actuator 14 includes a ball bearing 56 for rotatably supporting a first end 58 of the shaft 42 , the first end 58 of the shaft 42 facing the valve piston 40 of the expansion valve 10 . The linear actuator 14 has a plain bearing unit 62 for mounting a second end 60 of the shaft 42, which is axially opposite to the first end 58 of the shaft 42. The plain bearing assembly 62 includes a bearing body 64 having a bearing recess 68 for receiving the second end 60 of the shaft 42. The second end 60 of the shaft 42 is slidably journaled within the bearing recess 68 of the bearing body. The plain bearing unit 62 is inserted into the pressure capsule 12 of the expansion valve 10 . The pressure capsule 12 has a dome-shaped section 70 . The plain bearing unit 62 is accommodated in the dome-shaped section 70 of the pressure capsule 12 .

Das Expansionsventil 10 weist einen Adapter 18 zur Verbindung der Druckkapsel 12 mit dem Ventilblock 16 auf. Der Adapter 18 ist einstückig mit der Druckkapsel 12 ausgebildet und vorzugsweise mit dieser verschweißt. Der Adapter 18 weist ein Außengewinde 72 zu einem Einschrauben in ein korrespondierendes Innengewinde 74 des Ventilblocks 16 auf. 2 zeigt den Adapter 18 in einer perspektivischen Ansicht. Der Adapter 18 weist eine an einem Außenumfang angeordnete Antriebsgeometrie 20 auf, welche bei einem Einschrauben des Adapters 18 in den Ventilblock 16 zu einer Übertragung eines Drehmoments von einem hier nicht dargestellten Montagewerkzeug auf den Adapter 18 vorgesehen ist. 3 zeigt eine Schnittdarstellung des Adapters 18, wobei die Schnittebene durch die Antriebsgeometrie 20 und senkrecht zu einer Axialrichtung 22 des Adapters 18a verläuft. In der senkrecht zur Axialrichtung 22 des Adapters 18 verlaufenden Schnittebene betrachtet weist die Antriebsgeometrie 20 in Umfangsrichtung eine Mehrzahl von konvexen Mitnehmern 24 zur Zusammenwirkung mit einem Montagewerkzeug auf. Die Antriebsgeometrie 20 weist in der senkrecht zu der Axialrichtung 22 des Adapters 18 verlaufenden Schnittebene betrachtet eine Polygonform 28 mit drei Ecken 32 auf, welche die Mitnehmer 24 der Antriebsgeometrie 20 ausbilden. In der senkrecht zur Axialrichtung 22 des Adapters 18 verlaufenden Schnittebene betrachtet weist die Antriebsgeometrie 20 eine Polygonform 28 mit einer Grundform 36 auf, die einem regelmäßigen Polygon entspricht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Polygonform 28 eine Grundform 36 auf, welche einem gleichseitigen Dreieck 30 entspricht. Die Ecken 32 der Polygonform 28 sind abgerundet und jeweils über konvexe Flanken 80 verbunden. Die Polygonform 28 kann insbesondere einem in der DIN 32711 beschriebenen P3G-Profil oder einem H3-Profil entsprechen. Ein entsprechendes Montagewerkzeug weist eine zu der Polygonform 28 korrespondierende Polygonform auf, welche dazu vorgesehen ist, mit der Antriebsgeometrie 20 des Adapters 18 zusammenzuwirken.The expansion valve 10 has an adapter 18 for connecting the pressure capsule 12 to the valve block 16 . The adapter 18 is formed in one piece with the pressure capsule 12 and is preferably welded to it. The adapter 18 has an external thread 72 for screwing into a corresponding internal thread 74 of the valve block 16 . 2 shows the adapter 18 in a perspective view. The adapter 18 has a drive geometry 20 arranged on an outer circumference, which is provided when the adapter 18 is screwed into the valve block 16 to transmit a torque from an assembly tool (not shown here) to the adapter 18 . 3 shows a sectional view of the adapter 18, the sectional plane running through the drive geometry 20 and perpendicular to an axial direction 22 of the adapter 18a. Viewed in the sectional plane running perpendicularly to the axial direction 22 of the adapter 18, the drive geometry 20 has a plurality of convex drivers 24 in the circumferential direction for interaction with an assembly tool. Viewed in the sectional plane running perpendicular to the axial direction 22 of the adapter 18 , the drive geometry 20 has a polygonal shape 28 with three corners 32 which form the drivers 24 of the drive geometry 20 . Viewed in the sectional plane running perpendicularly to the axial direction 22 of the adapter 18, the drive geometry 20 has a polygon shape 28 with a basic shape 36 that corresponds to a regular polygon. In the exemplary embodiment shown, the polygonal shape 28 has a basic shape 36 which corresponds to an equilateral triangle 30 . The corners 32 of the polygonal shape 28 are rounded and each connected via convex flanks 80 . The polygonal shape 28 can in particular correspond to a P3G profile described in DIN 32711 or an H3 profile. A corresponding The assembly tool has a polygon shape that corresponds to the polygon shape 28 and is intended to interact with the drive geometry 20 of the adapter 18 .

4 zeigt den Adapter 18 in einer Ansicht von unten sowie den Ventilkolben 40. Zur Umwandlung einer rotatorischen der Welle 42 in eine lineare Bewegung des Ventilkolbens 40 ist eine Verdrehsicherung notwendig. Der Adapter 18 weist eine polygonartige Führungsgeometrie 76 auf. Der Ventilkolben 40 weist an einem axialen Ende ein mit der Führungsgeometrie 76 korrespondierendes Polygonprofil 78 auf. Eine wie dargestellt polygonartige Führungsgeometrie 76 ermöglicht in Kombination mit dem Polygonprofil 78 des Ventilkolbens 40 eine Verdrehsicherung bei der Umwandlung der Rotationsbewegung der Welle 42 in eine Linearbewegung des Ventilkolbens 40. Die Führungsgeometrie 76 des Adapters 18 und das Polygonprofil 78 des Ventilkolbens 40 können vorzugsweise als P3G-Profil, H3-Profil oder dergleichen ausgeführt sein. Aufgrund der Selbstzentrierung erfüllt die Führungsgeometrie 76 auch die Funktion einer Führung. Engere Toleranzen können realisiert werden, wodurch das Umkehrspiel reduziert und so die Präzision in der Positionierbewegung verbessert wird. Ebenso ist es jedoch auch denkbar, dass die Führungsgeometrie 76 des Adapters 18 und das Polygonprofil 78 des Ventilkolbens 40 als H4-Profil oder H8-Profil ausgebildet sind. 4 shows the adapter 18 in a view from below as well as the valve piston 40. In order to convert a rotational movement of the shaft 42 into a linear movement of the valve piston 40, an anti-rotation device is necessary. The adapter 18 has a polygon-like guide geometry 76 . At one axial end, the valve piston 40 has a polygonal profile 78 that corresponds to the guide geometry 76 . A polygonal guide geometry 76 as shown, in combination with the polygonal profile 78 of the valve piston 40, enables anti-twist protection when converting the rotational movement of the shaft 42 into a linear movement of the valve piston 40. The guide geometry 76 of the adapter 18 and the polygonal profile 78 of the valve piston 40 can preferably be defined as P3G -Profile, H3 profile or the like. Due to the self-centering, the guide geometry 76 also fulfills the function of a guide. Closer tolerances can be realized, which reduces backlash and thus improves the precision of the positioning movement. However, it is also conceivable that the guide geometry 76 of the adapter 18 and the polygonal profile 78 of the valve piston 40 are designed as an H4 profile or H8 profile.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Expansionsventilexpansion valve
1212: Druckkapselpressure capsule
1414: Linearstellantrieblinear actuator
1616: Ventilblockvalve block
1818: Adapteradapter
2020: Antriebsgeometriedrive geometry
2222: Axialrichtungaxial direction
2424: Mitnehmer konvexDriver convex
2828: Polygonformpolygon shape
3030: Dreiecktriangle
3232: EckeCorner
3434: Nutgroove
3636: GrundformBasic form
3838: Fluidkanalfluid channel
40'40': Ventilkolbenvalve piston
4242: WelleWave
4444: Elektromotorelectric motor
4646: Statorstator
4848: Rotorrotor
5050: Statorwicklungstator winding
5252: Gewindethread
5454: Leiterplattecircuit board
5656: Kugellagerball-bearing
5858: EndeEnd
6060: EndeEnd
6262: Gleitlagereinheitplain bearing unit
6464: Lagerkörperbearing body
6868: Lagerausnehmungbearing recess
7070: Abschnittsection
7272: Außengewindeexternal thread
7474: Innengewindeinner thread
7676: Führungsgeometrieguide geometry
7878: Polygonprofilpolygon profile
8080: Flanke konvexFlank convex
8282: EckeCorner
8484: Flankeflank

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102019111206 A1 [0002]
DE 102017110343 A1 [0018]

Claims

Expansion valve with a pressure capsule (12) for partially accommodating a linear actuator (14), with a valve block (16) and with an adapter (18) for connecting the pressure capsule (12) to the valve block (16), the adapter (18) being a External thread (72) for screwing into a corresponding internal thread (74) of the valve block (16a; 16b; 16c), characterized in that the adapter (18) has a polygonal guide geometry (76) and the valve piston (40) on an axial End with the guide geometry (76) corresponding polygonal profile (78).

expansion valve claim 1 , characterized in that the guide geometry (76) of the adapter (18) and the polygonal profile (78) of the valve piston (40) viewed in a sectional plane running perpendicular to the axial direction (22) of the adapter (18) have a polygonal shape with at least three corners (82 ) exhibit.

expansion valve claim 2 , characterized in that the polygonal shape has at least three rounded corners (82), which are each connected via convex flanks (84).

expansion valve claim 2 or 3 , characterized in that the polygonal shape has a basic shape which corresponds to an equilateral triangle.

expansion valve claim 4 , characterized in that the polygonal shape has three rounded corners (82), which are each connected by convex flanks (84).

Expansion valve according to one of the preceding claims, characterized in that the guide geometry (76) of the adapter (18) and the polygonal profile (78) of the valve piston (40) are designed as a P3G profile or H3 profile.

Adapter for an expansion valve (10) with an external thread (72) for screwing into a corresponding internal thread (74) of a valve block (16) , characterized by a polygon-like guide geometry (76) which is intended to have a corresponding polygonal profile (78) of a To cooperate valve piston (40).