DE102022114437A1

DE102022114437A1 - Expansion valve

Info

Publication number: DE102022114437A1
Application number: DE102022114437.2A
Authority: DE
Inventors: Daniel Nickel
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2022-06-08
Filing date: 2022-06-08
Publication date: 2023-12-14
Also published as: CN117189890A

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Expansionsventil mit einer Druckkapsel (12), mit einem Linearstellantrieb (14), welcher zumindest teilweise in der Druckkapsel (12) angeordnet ist, mit einem Ventilkolben (16), wobei der Linearstellantrieb (14) dazu vorgesehen ist, eine lineare Bewegung des Ventilkolbens (16) zu bewirken, und mit einem Ventilblock (20), welcher einen mit dem Ventilkolben (16) korrespondierenden Ventilsitz (22) aufweist.Es wird vorgeschlagen, dass der Ventilblock (20) eine kreisförmige Nut (32) aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Fußbereich (56) der Druckkapsel (12) aufzunehmen.The invention is based on an expansion valve with a pressure capsule (12), with a linear actuator (14), which is at least partially arranged in the pressure capsule (12), with a valve piston (16), the linear actuator (14) being intended to to cause a linear movement of the valve piston (16), and with a valve block (20), which has a valve seat (22) corresponding to the valve piston (16). It is proposed that the valve block (20) has a circular groove (32). which is intended to accommodate a foot area (56) of the pressure capsule (12).

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 111 208 A1 ist bereits ein Expansionsventil mit einer Druckkapsel zur teilweisen Aufnahme eines Linearstellantriebs bekannt. Der Linearstellantrieb ist dazu vorgesehen, eine lineare Bewegung eines Ventilkolbens des Expansionsventils zu bewirken. Das Expansionsventil weist zudem einen Adapter zur Verbindung des Expansionsventils mit einem Ventilblock auf. Der Adapter ist mit der Druckkapsel verschweißt und in den Ventilblock eingeschraubt. Nachteilig hieran ist, dass das Expansionsventil eine Vielzahl von Einzelkomponenten umfasst, welche aufwendig miteinander montiert werden müssen. Zudem ist ein Abgleich zwischen Ventilsitz und Ventilkolben sowie ein Test des Expansionsventils erst nach einer insbesondere kundenseitigen Endmontage des Expansionsventils am Ventilblock möglich.From the DE 10 2019 111 208 A1 An expansion valve with a pressure capsule for partially accommodating a linear actuator is already known. The linear actuator is intended to cause a linear movement of a valve piston of the expansion valve. The expansion valve also has an adapter for connecting the expansion valve to a valve block. The adapter is welded to the pressure capsule and screwed into the valve block. The disadvantage of this is that the expansion valve includes a large number of individual components, which have to be assembled together with great effort. In addition, an adjustment between the valve seat and the valve piston as well as a test of the expansion valve is only possible after the expansion valve has been finally assembled on the valve block, in particular by the customer.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Expansionsventil mit einer vorteilhaft kompakten und/oder wirtschaftlichen Bauweise 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 a generic expansion valve with an advantageously compact and/or economical design. The task 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 the invention

Die Erfindung geht aus von einem Expansionsventil mit einer Druckkapsel, mit einem Linearstellantrieb, welcher zumindest teilweise in der Druckkapsel angeordnet ist, mit einem Ventilkolben, wobei der Linearstellantrieb dazu vorgesehen ist, eine lineare Bewegung des Ventilkolbens zu bewirken, und mit einem Ventilblock, welcher einen mit dem Ventilkolben korrespondierenden Ventilsitz aufweist.The invention is based on an expansion valve with a pressure capsule, with a linear actuator, which is at least partially arranged in the pressure capsule, with a valve piston, the linear actuator being intended to cause a linear movement of the valve piston, and with a valve block, which has a has a valve seat corresponding to the valve piston.

Es wird vorgeschlagen, dass der Ventilblock eine kreisförmige Nut aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Fußbereich der Druckkapsel aufzunehmen.It is proposed that the valve block has a circular groove intended to receive a foot portion of the pressure capsule.

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 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 intended in particular for controlling and/or regulating a fluid flow in a fluid channel. “Provided” is intended to mean, in particular, specifically programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should 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 can in particular be provided to influence 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.

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 bewegbar ist. Der Linearstellantrieb ist innerhalb des Nadelventils insbesondere dazu vorgesehen, eine lineare Bewegung des Ventilkolbens des Nadelventils zu bewirken. Eine Welle des Linearstellantriebs ist insbesondere mit dem Ventilkolben gekoppelt. Unter einem „Fluidstrom“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Flüssigkeitsstrom, ein Gasstrom und/oder eine Kombination hiervon verstanden werden. Ein Fluidkanal des Expansionsventils ist dazu vorgesehen, einen zu regelnden und/oder zu steuernden Fluidstrom durch den Ventilblock des Expansionsventils zu leiten. Der Fluidkanal verläuft insbesondere vollständig innerhalb des Ventilblocks des Expansionsventils. Insbesondere weist der Fluidkanal zumindest einen Fluideinlass zu einem Einleiten des Fluidstroms in den Ventilblock und zumindest einen Fluidauslass zu einem Ausleiten des Fluidstroms aus dem Ventilblock auf.The expansion valve is designed in particular as a needle valve. A “needle valve” is to be understood in particular as meaning a valve which has a particularly needle-shaped valve piston which can be moved linearly to enlarge and/or reduce a passage opening of a fluid channel. The linear actuator is intended within the needle valve in particular to cause a linear movement of the valve piston of the needle valve. A shaft of the linear actuator is coupled in particular to the valve piston. In this context, a “fluid stream” should be understood to mean, in particular, a liquid stream, a gas stream and/or a combination thereof. A fluid channel of the expansion valve is intended to direct a fluid flow to be regulated and/or controlled through the valve block of the expansion valve. The fluid channel runs in particular completely within the valve block of the expansion valve. In particular, the fluid channel has at least one fluid inlet for introducing the fluid flow into the valve block and at least one fluid outlet for discharging the fluid flow from the valve block.

Ein mit dem Ventilkolben des Expansionsventils korrespondierender Ventilsitz ist in dem Ventilblock angeordnet. In einem geöffneten Zustand des Expansionsventils durchströmt der Fluidstrom den Ventilsitz innerhalb des Ventilblocks. Durch ein Verfahren des Ventilkolbens des Expansionsventils relativ zu dem Ventilsitz des Expansionsventils, kann der Fluidkanal innerhalb des Ventilblocks geschlossen oder geöffnet werden bzw. kann ein Durchlassquerschnitt des Fluidkanals innerhalb des Ventilblocks vergrößert oder verkleinert werden.A valve seat corresponding to the valve piston of the expansion valve is arranged in the valve block. When the expansion valve is open, the fluid flow flows through the valve seat within the valve block. By moving the valve piston of the expansion valve relative to the valve seat of the expansion valve, the fluid channel within the valve block can be closed or opened or a passage cross section of the fluid channel within the valve block can be increased or reduced.

Der Linearstellantrieb umfasst insbesondere einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor sowie die drehfest mit dem Rotor des Elektromotors verbundene Welle. Neben dem Linearstellantrieb weist das Expansionsventil eine fluiddichte Druckkapsel auf, innerhalb welcher die Welle des Linearstellantriebs und der Rotor des 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.The linear actuator includes in particular an electric motor with a stator and a rotor as well as the shaft which is connected in a rotationally fixed manner to the rotor of the electric motor. In addition to the linear actuator, the expansion valve has a fluid-tight pressure capsule, within which the shaft of the linear actuator and the rotor of the electric motor of the linear actuator are arranged. The rotor of the electric motor is arranged on the shaft in particular 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 surrounds 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 romotors 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 einem zugehörigen Kugellagersitz in Spielpassung oder Presspassung 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 Lagerausnehmung zur Aufnahme des zweiten Endes der Welle auf. Eine Innengeometrie der Lagerausnehmung des Lagerkörpers entspricht insbesondere zumindest im Wesentlichen einer Außengeometrie des zweiten Endes der Welle. 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. Das zweite Ende der Welle ist in der Lagerausnehmung des Lagerkörpers insbesondere in Spielpassung geführt. Alternativ oder zusätzlich kann die Gleitlagereinheit eine Mehrzahl von federelastischen Armen aufweisen, welche gleichmäßig über einen Außenumfang des zweiten Endes der Welle angeordnet und an dem Außenumfang des zweiten Endes der Welle anliegen.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 can be accommodated in an associated ball bearing seat with a play fit or press fit. To support a second end of the shaft, which is axially opposite the first end of the shaft, the linear actuator comprises 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 a bearing recess for receiving the second end of the shaft. An internal geometry of the bearing recess of the bearing body corresponds in particular at least substantially to an external geometry of 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 rest tangentially on 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 play fit. Alternatively or additionally, the plain bearing unit can have a plurality of resilient arms which are arranged uniformly over an outer circumference of the second end of the shaft and rest against the outer circumference of the second end of the shaft.

Zur Verbindung der Druckkapsel und des in der Druckkapsel angeordneten Teils des Linearstellantriebs mit dem Ventilblock weist der Ventilblock eine kreisförmige Nut auf, die dazu vorgesehen ist, einen Fußbereich der Druckkapsel aufzunehmen. Bei einer Montage der Druckkapsel mit dem in der Druckkapsel angeordneten Teil des Linearstellantriebs an dem Ventilblock, wird die Druckkapsel derart auf den Ventilblock aufgesetzt, dass ein Fußbereich der Druckkapsel in der kreisförmigen Nut im Ventilblock angeordnet ist. Der Fußbereich der Druckkapsel ist in einem montierten Zustand insbesondere mechanisch in der kreisförmigen Nut des Ventilblocks fixiert. Zudem erfolgt eine insbesondere vollständig fluiddichte Abdichtung zwischen dem Fußbereich der Druckkapsel und dem Ventilblock innerhalb der kreisförmigen Nut des Ventilblocks.To connect the pressure capsule and the part of the linear actuator arranged in the pressure capsule to the valve block, the valve block has a circular groove which is intended to accommodate a foot area of the pressure capsule. When mounting the pressure capsule with the part of the linear actuator arranged in the pressure capsule on the valve block, the pressure capsule is placed on the valve block in such a way that a foot area of the pressure capsule is arranged in the circular groove in the valve block. In an assembled state, the foot area of the pressure capsule is fixed, in particular mechanically, in the circular groove of the valve block. In addition, there is a particularly completely fluid-tight seal between the foot area of the pressure capsule and the valve block within the circular groove of the valve block.

Zur Fixierung des Fußbereichs der Druckkapsel in der kreisförmigen Nut des Ventilblocks weist das Expansionsventil einen Adapter auf. Der Adapter ist insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet. In einem montierten Zustand ist der Adapter über die Druckkapsel geführt und umschließt die Druckkapsel, insbesondere den Fußbereich der Druckkapsel, in Umfangsrichtung vollständig. Vorzugsweise ist der Adapter zur Fixierung des Fußbereichs der Druckkapsel in die kreisförmige Nut des Ventilblocks einschraubbar, wodurch ein Verklemmen des Fußbereichs der Druckkapsel innerhalb der kreisförmigen Nut des Ventilblocks erfolgt. Der Adapter weist vorzugsweise ein Außengewinde zum Einschrauben in ein korrespondierendes Innengewinde der kreisförmigen Nut des Ventilblocks auf.The expansion valve has an adapter to fix the foot area of the pressure capsule in the circular groove of the valve block. The adapter is in particular designed to be hollow cylindrical. In a mounted state, the adapter is guided over the pressure capsule and completely encloses the pressure capsule, in particular the foot area of the pressure capsule, in the circumferential direction. Preferably, the adapter for fixing the foot area of the pressure capsule can be screwed into the circular groove of the valve block, whereby the foot area of the pressure capsule is jammed within the circular groove of the valve block. The adapter preferably has an external thread for screwing into a corresponding internal thread of the circular groove of the valve block.

Zur Übertragung eines Anzugsdrehmoments von einem Montagewerkzeug auf den Adapter, weist der Adapter an einem Außenumfang eine Antriebsgeometrie auf. Insbesondere weist die Antriebsgeometrie in einer senkrecht zu einer Axialrichtung des Adapters verlaufenden Schnittebene betrachtet in Umfangsrichtung eine Mehrzahl von konvexen Mitnehmern und/oder eine Mehrzahl von konkaven Mitnehmern zur Zusammenwirkung mit einem Montagewerkzeug auf. Die Schnittebene verläuft insbesondere durch die Antriebsgeometrie. Alternativ zu einer Schraubverbindung ist es denkbar, dass der Adapter in die kreisförmige Nut des Ventilblocks eingerastet, eingeschnappt, eingepresst oder auf eine andere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise in die kreisförmige Nut des Ventilblocks eingebracht wird. Insbesondere kann der Adapter nach einem Einbringen in die kreisförmige Nut beispielsweise mittels Verkleben oder Verschweißen in der kreisförmigen Nut des Ventilblocks gesichert werden.To transmit a tightening torque from an assembly tool to the adapter, the adapter has a drive geometry on an outer circumference. In particular, when viewed in the circumferential direction in a cutting plane running perpendicular to an axial direction of the adapter, the drive geometry has a plurality of convex drivers and/or a plurality of concave drivers for interaction with an assembly tool. The cutting plane runs in particular through the drive geometry. As an alternative to a screw connection, it is conceivable that the adapter is snapped, snapped, pressed into the circular groove of the valve block or introduced into the circular groove of the valve block in another manner that appears sensible to the person skilled in the art. In particular, after being inserted into the circular groove, the adapter can be secured in the circular groove of the valve block, for example by gluing or welding.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann ein vorteilhaft kompaktes gattungsgemäßes Expansionsventil bereitgestellt werden. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Fußbereich der Druckkapsel des Expansionsventils in die kreisförmige Nut des Ventilblocks des Expansionsventils eingelassen und dort fixiert ist.Through such a configuration, an advantageously compact generic expansion valve can be provided. This is achieved in particular in that the foot area of the pressure capsule of the expansion valve is embedded in the circular groove of the valve block of the expansion valve and fixed there.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der Fußbereich der Druckkapsel einen Kragen aufweist, der in einem montierten Zustand des Adapters zwischen einem Boden der kreisförmigen Nut und dem Adapter geklemmt ist. Der Kragen ist an einem offenen Ende des Fußbereichs angeordnet. Der Kragen erstreckt sich ausgehend von einer Wandung der Druckkapsel im Fußbereich radial nach außen. Der Kragen schließt mit der Wandung der Druckkapsel insbesondere einen Winkel von zumindest im Wesentlichen 90° ein. Eine Summe aus einer Wandstärke der Wandung der Druckkapsel im Fußbereich und einer radialen Erstreckung des Kragens entspricht insbesondere zumindest im Wesentlichen einer Breite der kreisförmigen Nut des Ventilblocks. Vorzugsweise ist die Summe aus einer Wandstärke der Wandung der Druckkapsel im Fußbereich und einer radialen Erstreckung des Kragens etwas geringer als einer Breite der kreisförmigen Nut des Ventilblocks. In einem montierten Zustand der Druckkapsel an dem Ventilblock liegt eine Unterseite des Kragens unmittelbar oder mittelbar an einem Boden der kreisförmigen Nut des Ventilblocks an. Eine Oberseite des Kragens liegt in einem montierten Zustand der Druckkapsel an dem Ventilblock an einer in Richtung des Bodens der kreisförmigen Nut des Ventilblocks weisenden Stirnseite des in die kreisförmige Nut des Ventilblocks eingeschraubten Adapters an. Bei einer Montage wird zunächst der Fußbereich der Druckkapsel und anschließend der Adapter in die kreisförmige Nut des Ventilblocks eingebracht. Beim Einbringen, insbesondere beim Einschrauben, des Adapters in die kreisförmige Nut des Ventilblocks, wird der Kragen des Fußbereichs zwischen dem Boden der kreisförmigen Nut des Ventilblocks und einer in Richtung des Bodens der kreisförmigen Nut des Ventilblocks weisenden Stirnseite des Adapters insbesondere spielfrei eingeklemmt. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache, sichere und/oder zuverlässige Befestigung der Druckkapsel am Ventilblock erreicht werden.It is further proposed that the foot area of the pressure capsule has a collar which is clamped between a bottom of the circular groove and the adapter when the adapter is in a mounted state. The collar is arranged at an open end of the foot area. The collar extends radially outwards from a wall of the pressure capsule in the foot area. The collar closes with the wall of the pressure capsule in particular an angle of at least essentially 90°. A sum of a wall thickness of the wall of the pressure capsule in the foot area and a radial extent of the collar corresponds in particular at least essentially to a width of the circular groove of the valve block. Preferably, the sum of a wall thickness of the wall of the pressure capsule in the foot area and a radial extent of the collar is slightly less than a width of the circular groove of the valve block. When the pressure capsule is mounted on the valve block, an underside of the collar rests directly or indirectly on a bottom of the circular groove of the valve block. In a mounted state of the pressure capsule on the valve block, an upper side of the collar rests on an end face of the adapter screwed into the circular groove of the valve block, which points towards the bottom of the circular groove of the valve block. During assembly, first the foot area of the pressure capsule and then the adapter are inserted into the circular groove of the valve block. When inserting, in particular when screwing, the adapter into the circular groove of the valve block, the collar of the foot area is clamped, in particular without play, between the bottom of the circular groove of the valve block and an end face of the adapter pointing towards the bottom of the circular groove of the valve block. This makes it possible to achieve an advantageously simple, secure and/or reliable attachment of the pressure capsule to the valve block.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Boden der kreisförmigen Nut und dem Kragen des Fußbereichs der Druckkapsel und/oder zwischen dem Kragen des Fußbereichs der Druckkapsel und dem Adapter jeweils zumindest ein Dichtelement angeordnet ist. Vorzugsweise ist sowohl ein Dichtelement zwischen dem Boden der kreisförmigen Nut und dem Kragen des Fußbereichs der Druckkapsel als auch ein Dichtelement zwischen dem Kragen des Fußbereichs der Druckkapsel und dem Adapter angeordnet. Die Dichtelemente sind jeweils insbesondere als Flachdichtungen ausgeführt. Insbesondere sind die Dichtelemente ringförmig ausgebildet. Die Dichtelemente sind vorzugsweise als Metallflachdichtungen, beispielsweise als Kupferflachdichtungen, ausgebildet. Das Dichtungselement, welches zwischen dem Boden der kreisförmigen Nut und dem Kragen des Fußbereichs der Druckkapsel angeordnet ist, weist insbesondere eine größere Breite auf als das Dichtungselement, welches zwischen dem Kragen des Fußbereichs der Druckkapsel und dem Adapter angeordnet ist. Eine Breite des Dichtungselements, welches zwischen dem Boden der kreisförmigen Nut und dem Kragen des Fußbereichs der Druckkapsel angeordnet ist, weist insbesondere eine breite auf, welche zumindest im Wesentlichen einer Breite der kreisförmigen Nut des Ventilblocks entspricht. Eine Breite des Dichtungselements, welches zwischen dem Kragen des Fußbereichs der Druckkapsel und dem Adapter angeordnet ist, weist insbesondere eine Breite auf, welche zumindest im Wesentlichen eine Breite einer in Richtung des Bodens der kreisförmigen Nut des Ventilblocks weisenden Stirnfläche des Adapters entspricht. Die Dichtelemente werden bei einem Einbringen, insbesondere einem Einschrauben, des Adapters in die kreisförmige Nut des Ventilblocks zwischen dem Adapter und dem Kragen des Fußbereichs der Druckkapsel bzw. zwischen dem Kragen des Fußbereichs der Druckkapsel und dem Boden der kreisförmigen Nut des Ventilblocks verpresst. Hierdurch kann eine vorteilhaft zuverlässige und/oder druckbeständige fluid- bzw. gasdichte Abdichtung erreicht werden.Furthermore, it is proposed that at least one sealing element is arranged between the bottom of the circular groove and the collar of the foot region of the pressure capsule and/or between the collar of the foot region of the pressure capsule and the adapter. Preferably, both a sealing element is arranged between the bottom of the circular groove and the collar of the foot region of the pressure capsule and a sealing element between the collar of the foot region of the pressure capsule and the adapter. The sealing elements are each designed in particular as flat seals. In particular, the sealing elements are annular. The sealing elements are preferably designed as metal flat gaskets, for example as copper flat gaskets. The sealing element, which is arranged between the bottom of the circular groove and the collar of the foot region of the pressure capsule, in particular has a greater width than the sealing element, which is arranged between the collar of the foot region of the pressure capsule and the adapter. A width of the sealing element, which is arranged between the bottom of the circular groove and the collar of the foot region of the pressure capsule, in particular has a width which at least substantially corresponds to a width of the circular groove of the valve block. A width of the sealing element, which is arranged between the collar of the foot region of the pressure capsule and the adapter, in particular has a width which at least essentially corresponds to a width of an end face of the adapter pointing in the direction of the bottom of the circular groove of the valve block. When the adapter is inserted, in particular screwed in, into the circular groove of the valve block, the sealing elements are pressed between the adapter and the collar of the foot region of the pressure capsule or between the collar of the foot region of the pressure capsule and the bottom of the circular groove of the valve block. In this way, an advantageously reliable and/or pressure-resistant fluid-tight or gas-tight seal can be achieved.

Ferner wird vorgeschlagen, dass ein Verfahrweg des Ventilkolbens zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung vollständig innerhalb des Ventilblocks verläuft. Insbesondere ist der Ventilkolben sowohl in der Offenstellung als auch in der Schließstellung vollständig innerhalb des Ventilblocks angeordnet. Hierdurch kann eine vorteilhaft hohe Integrationsdichte erreicht werden.Furthermore, it is proposed that a travel path of the valve piston between an open position and a closed position runs completely within the valve block. In particular, the valve piston is arranged completely within the valve block both in the open position and in the closed position. In this way, an advantageously high integration density can be achieved.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Ventilblock eine Kammer aufweist, in welcher der Ventilkolben verdrehgesichert geführt ist. Die Kammer, in welcher der Ventilkolben geführt ist, erstreckt sich innerhalb des Ventilblocks in axialer Richtung. Die Kammer kann insbesondere zumindest abschnittsweise einen Teil des Fluidkanals ausbilden, welcher einen Fluidstrom durch den Ventilblock des Expansionsventils leitet. Die Kammer erstreckt sich zumindest abschnittsweise entlang einer Hauptströmungsrichtung eines durch den Ventilblock geleiteten Fluidstroms, wobei der Fluidstrom die Kammer entlang der Hauptströmungsrichtung durchströmt, wenn der Ventilkolben sich in der Offenposition befindet. Der Ventilsitz ist insbesondere in der Kammer angeordnet. Insbesondere ist der Ventilsitz an einem Ende der Kammer angeordnet, welches von dem Linearstellantrieb des Expansionsventils abgewandt ist. Vorzugsweise weist der Ventilkolben zumindest abschnittsweise einen polygonalen Querschnitt und die Kammer des Ventilblocks eine zu dem polygonalen Querschnitt des Ventilkolbens korrespondierende Innengeometrie auf. Insbesondere kann der Querschnitt des Ventilkolbens in einer senkrecht zu der Axialrichtung des Ventilkolbens verlaufenden Schnittebene betrachtet zumindest abschnittsweise eine Polygonform mit drei oder mehr Ecken, beispielsweise mit vier, sechs oder acht Ecken, aufweisen. Vorzugsweise weist die Polygonform zumindest drei abgerundeten Ecken auf, welche jeweils über konvexe Flanken oder konkave 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 oder konkaven Flanken an Seiten der Grundform von der zugrunde liegenden Grundform abgeleitet. Die Polygonform kann insbesondere eine Grundform aufweisen, welche einem gleichseitigen Dreieck entspricht. Die Polygonform kann insbesondere zumindest im Wesentlichen einem in der DIN 32711 beschriebenen P3G-Profil oder im Wesentlichen einem H3-Profil entsprechen. Hierdurch kann eine vorteilhafte Führung des Ventilkolbens innerhalb des Ventilblocks und insbesondere eine vorteilhafte Verdrehsicherung des Ventilkolbens erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the valve block has a chamber in which the valve piston is guided so that it cannot rotate. The chamber in which the valve piston is guided extends in the axial direction within the valve block. The chamber can in particular form, at least in sections, a part of the fluid channel which directs a fluid flow through the valve block of the expansion valve. The chamber extends at least in sections along a main flow direction of a fluid flow guided through the valve block, the fluid flow flowing through the chamber along the main flow direction when the valve piston is in the open position. The valve seat is arranged in particular in the chamber. In particular, the valve seat is arranged at an end of the chamber which faces away from the linear actuator of the expansion valve. Preferably, the valve piston has a polygonal cross section at least in sections and the chamber of the valve block has an internal geometry corresponding to the polygonal cross section of the valve piston. In particular, the cross section of the valve piston, viewed in a sectional plane running perpendicular to the axial direction of the valve piston, can have, at least in sections, a polygonal shape with three or more corners, for example with four, six or eight corners. Preferably, the polygonal shape has at least three rounded corners, each of which is connected via convex flanks or concave flanks. In particular, the polygon shape has a basic shape that corresponds to a rule corresponds to a moderate polygon. The polygon shape is derived from the underlying basic shape, in particular by rounding off corners and/or forming convex or concave flanks on the sides of the basic shape. The polygon shape can in particular have a basic shape which corresponds to an equilateral triangle. The polygon shape can in particular correspond at least essentially to a P3G profile described in DIN 32711 or essentially to an H3 profile. In this way, an advantageous guidance of the valve piston within the valve block and in particular an advantageous anti-rotation protection of the valve piston can be achieved.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Druckkapsel eine radial nach außen gerichtete Stufe aufweist und der Adapter eine zu der Stufe der Druckkapsel korrespondierende radial nach innen gerichtete Stufe aufweist. Hierdurch kann eine vorteilhafte Sicherung der Druckkapsel am Ventilblock erreicht werden. Die Stufe der Druckkapsel erstreckt sich insbesondere über den gesamten Außenumfang der Druckkapsel. Die Stufe der Druckkapsel ist insbesondere dadurch ausgebildet, dass sich ein Außendurchmesser und insbesondere auch ein Innendurchmesser der Druckkapsel erweitern. Insbesondere weist die Druckkapsel im Fußbereich einen größeren Außendurchmesser als in einem Kopfbereich. Insbesondere kann die zu der Stufe der Druckkapsel korrespondierende Stufe des Adapters in einem montierten Zustand über den gesamten Außenumfang der Druckkapsel an der Stufe der Druckkapsel anliegen. Um eine Überbestimmung zu vermeiden ist es jedoch insbesondere vorteilhaft, wenn die zu der Stufe der Druckkapsel korrespondierende Stufe des Adapters in einem montierten Zustand über den gesamten Außenumfang der Druckkapsel axial zumindest minimal von der Stufe der Druckkapsel beabstandet ist. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Druckkapsel in allen Toleranzsituationen auf der Dichtung aufsitzt.In addition, it is proposed that the pressure capsule has a radially outwardly directed step and the adapter has a radially inwardly directed step corresponding to the step of the pressure capsule. In this way, an advantageous securing of the pressure capsule on the valve block can be achieved. The step of the pressure capsule extends in particular over the entire outer circumference of the pressure capsule. The step of the pressure capsule is designed in particular in that an outer diameter and in particular also an inner diameter of the pressure capsule expand. In particular, the pressure capsule has a larger outside diameter in the foot area than in a head area. In particular, the step of the adapter corresponding to the step of the pressure capsule can rest on the step of the pressure capsule in a mounted state over the entire outer circumference of the pressure capsule. In order to avoid overdetermination, however, it is particularly advantageous if the stage of the adapter corresponding to the stage of the pressure capsule is at least minimally axially spaced from the stage of the pressure capsule in an assembled state over the entire outer circumference of the pressure capsule. This can ensure that the pressure capsule sits on the seal in all tolerance situations.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Linearstellantrieb eine Welle umfasst, welche zumindest mittels eines Kugellagers drehbar gelagert ist, wobei ein Kugellagersitz zur Aufnahme des Kugellagers im Ventilblock angeordnet ist. Die Welle des Linearstellantriebs ist insbesondere zum Antrieb bzw. zu einem Verfahren des Ventilkolbens des Expansionsventils vorgesehen. Die Welle des Linearstellantriebs ist an einem ersten Ende der Welle, welches dem 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.Furthermore, it is proposed that the linear actuator comprises a shaft which is rotatably mounted at least by means of a ball bearing, with a ball bearing seat being arranged in the valve block to accommodate the ball bearing. The shaft of the linear actuator is intended in particular to drive or move the valve piston of the expansion valve. The shaft of the linear actuator is rotatably mounted by means of a ball bearing at a first end of the shaft, which faces the 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.

Ein Außenring des Kugellagers ist einem zugehörigen Kugellagersitz, welcher im Ventilblock angeordnet ist, insbesondere in Spielpassung oder Presspassung aufgenommen. Durch die Integration des Ventilsitzes in den Ventilblock, kann eine vorteilhaft kompakte Ausgestaltung des Expansionsventils und/oder eine vorteilhafte Reduktion von Einzelkomponenten des Expansionsventils erreicht werden. Das Kugellager ist mittels einer Sicherungsscheibe axial fixiert. Insbesondere ist ein Außenring des Kugellagers mittels der Sicherungsscheibe axial fixiert. Die Sicherungsscheibe liegt auf ihrer radial inneren Seite mit dem Kugellager, insbesondere mit dem Außenring des Kugellagers an. Auf ihrer radial äußeren Seite kann die Sicherungsscheibe in axialer Richtung an der Druckkapsel, insbesondere an einer Stufe der Druckkapsel, anliegen. Um eine Überbestimmung zu vermeiden ist es jedoch insbesondere vorteilhaft, wenn die Sicherungsscheibe axial zumindest minimal von der Stufe der Druckkapsel beabstandet ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte Axialspielkompensation des Kugellagers erreicht werden.An outer ring of the ball bearing is accommodated in an associated ball bearing seat, which is arranged in the valve block, in particular in a play fit or press fit. By integrating the valve seat into the valve block, an advantageously compact design of the expansion valve and/or an advantageous reduction of individual components of the expansion valve can be achieved. The ball bearing is axially fixed using a lock washer. In particular, an outer ring of the ball bearing is axially fixed by means of the locking washer. The locking washer rests on its radially inner side with the ball bearing, in particular with the outer ring of the ball bearing. On its radially outer side, the locking washer can rest in the axial direction on the pressure capsule, in particular on a step of the pressure capsule. In order to avoid overdetermination, however, it is particularly advantageous if the locking washer is axially at least minimally spaced from the step of the pressure capsule. This allows advantageous axial play compensation of the ball bearing to 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 deviate from the number mentioned herein in order to fulfill the functionality described herein.

Zeichnungdrawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel 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.Further advantages result from the following drawing description. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. The drawing, description and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further sensible combinations.

Es zeigen:

1 eine Schnittdarstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Expansionsventils,
2 eine Schnittdarstellung eines Expansionsventils gemäß der Erfindung und
3 eine perspektivische Schnittdarstellung des Expansionsventils aus 2.

Show it:

1 a sectional view of an expansion valve known from the prior art,
2 a sectional view of an expansion valve according to the invention and
3 a perspective sectional view of the expansion valve 2 .

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the exemplary embodiment

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Expansionsventils 10 wie es aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 10 2019 111 208 A1 , bekannt ist. Das Expansionsventil 10 ist zu einer Manipulation eines Fluidstroms in einem Fluidkanal 24 ausgelegt. Das Expansionsventil 10 umfasst einen Ventilkolben 16 zum Öffnen oder Schließen des Fluidkanals 24. Der Fluidkanal 24 verläuft vollständig in einem Ventilblock 20. Der Fluidkanal 24 weist einen Fluideinlass 26 und einen Fluidauslass 28 auf. Der Fluidkanal 24 kann in beide Richtungen durchströmt werden, weshalb Fluideinlass 26 und Fluidauslass 28 auch vertauscht werden können. Das Expansionsventil 10 weist einen Linearstellantrieb 14 zum Antrieb des Ventilkolbens 16 auf. Der Linearstellantrieb 14 umfasst eine Welle 42 sowie einen Elektromotor 44 zum rotatorischen Antrieb der Welle 42. Der Ventilkolben 16 wird mittels der Welle 42 linear in Richtung des Fluidkanals 24 bewegt, um die Querschnittsfläche des Fluidkanals 24 zu verringern oder den Fluidkanal 24 vollständig zu verschließen. Ein mit dem Ventilkolben 16 korrespondierender Ventilsitz 22 ist innerhalb des Ventilblocks 20 angeordnet. Der Ventilkolben 16 wird mittels der Welle 42 linear aus dem Fluidkanal 24 hinaus bewegt, um die Querschnittsfläche des Fluidkanals 24 zu vergrößern oder den verschlossenen Fluidkanal 24 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 52 wird die Drehbewegung der Welle 42 in eine Linearbewegung des Ventilkolbens 16 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. 1 shows a sectional view of an expansion valve 10 as it is from the prior art, for example from DE 10 2019 111 208 A1 , is known. The expansion valve 10 is designed to manipulate a fluid roms designed in a fluid channel 24. The expansion valve 10 includes a valve piston 16 for opening or closing the fluid channel 24. The fluid channel 24 runs completely in a valve block 20. The fluid channel 24 has a fluid inlet 26 and a fluid outlet 28. The fluid channel 24 can be flowed through in both directions, which is why fluid inlet 26 and fluid outlet 28 can also be interchanged. The expansion valve 10 has a linear actuator 14 for driving the valve piston 16. The linear actuator 14 comprises a shaft 42 and an electric motor 44 for rotationally driving the shaft 42. The valve piston 16 is moved linearly in the direction of the fluid channel 24 by means of the shaft 42 in order to reduce the cross-sectional area of the fluid channel 24 or to completely close the fluid channel 24. A valve seat 22 corresponding to the valve piston 16 is arranged within the valve block 20. The valve piston 16 is moved linearly out of the fluid channel 24 by means of the shaft 42 in order to increase the cross-sectional area of the fluid channel 24 or to open the closed fluid channel 24. The electric motor 44 includes a stator 46 and a rotor 48. The electric motor 44 is designed as an internal rotor motor. To drive the shaft 42 to rotate, 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 connected to the rotor 48 in a rotationally fixed manner. The rotary movement of the shaft 42 is converted into a linear movement of the valve piston 16 via a thread 52. Furthermore, the expansion valve 10 includes a 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.

Der Linearstellantrieb 14 umfasst ein Kugellager 58 zur drehbaren Lagerung eines ersten Endes 60 der Welle 42, wobei das erste Ende 60 der Welle 42 dem Ventilkolben 16 des Expansionsventils 10 zugewandt ist. Zur Lagerung eines zweiten Endes 62 der Welle 42, welches dem ersten Ende 60 der Welle 42 axial entgegengesetzt ist, weist der Linearstellantrieb 14 eine Gleitlagereinheit 64 auf. Die Gleitlagereinheit 64 umfasst einen Lagerkörper 68 mit einer Lagerausnehmung 70 zur Aufnahme des zweiten Endes 62 der Welle 42. Das zweite Ende 62 der Welle 42 ist gleitend innerhalb der Lagerausnehmung 70 des Lagerkörpers 68 gelagert. Die Gleitlagereinheit 64 ist in die Druckkapsel 12 des Expansionsventils 10 eingesetzt. Die Druckkapsel 12 weist einen kuppelförmigen Abschnitt 72 auf. Die Gleitlagereinheit 64 ist in dem kuppelförmigen Abschnitt 72 der Druckkapsel 12 aufgenommen.The linear actuator 14 includes a ball bearing 58 for rotatably supporting a first end 60 of the shaft 42, the first end 60 of the shaft 42 facing the valve piston 16 of the expansion valve 10. To support a second end 62 of the shaft 42, which is axially opposite the first end 60 of the shaft 42, the linear actuator 14 has a plain bearing unit 64. The plain bearing unit 64 includes a bearing body 68 with a bearing recess 70 for receiving the second end 62 of the shaft 42. The second end 62 of the shaft 42 is slidably mounted within the bearing recess 70 of the bearing body 68. The plain bearing unit 64 is inserted into the pressure capsule 12 of the expansion valve 10. The pressure capsule 12 has a dome-shaped section 72. The plain bearing unit 64 is accommodated in the dome-shaped section 72 of the pressure capsule 12.

Das Expansionsventil 10 weist einen Adapter 18 zur Verbindung der Druckkapsel 12 mit dem Ventilblock 20 auf. Der Adapter 18 ist einstückig mit der Druckkapsel 12 ausgebildet und vorzugsweise mit dieser verschweißt. Der Adapter 18 weist ein Außengewinde 38 zu einem Einschrauben in ein korrespondierendes Innengewinde 40 des Ventilblocks 20 auf.The expansion valve 10 has an adapter 18 for connecting the pressure capsule 12 to the valve block 20. 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 38 for screwing into a corresponding internal thread 40 of the valve block 20.

Die 2 und 3 zeigen jeweils eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Expansionsventils 10, wobei 3 das Expansionsventil 10 in einer perspektivischen Schnittdarstellung zeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind lediglich die Druckkapsel 12 mit dem darin angeordneten Rotor 48 mit Welle 42 des Linearstellantriebs 14, der von der Welle 42 angetriebene Ventilkolben 16, der Adapter 18 des Expansionsventils 10 sowie der Ventilblock 20 dargestellt. Ein mit dem Ventilkolben 16 korrespondierender Ventilsitz 22 ist innerhalb des Ventilblocks 20 angeordnet. Ein Fluidkanal 24 des Expansionsventils 10 verläuft vollständig innerhalb des Ventilblocks 20. Der Fluidkanal 24 weist einen Fluideinlass 26 und einen Fluidauslass 28 auf. Der Fluidkanal 24 kann in beide Richtungen durchströmt werden, weshalb Fluideinlass 26 und Fluidauslass 28 auch vertauscht werden können.The 2 and 3 each show a sectional view of an expansion valve 10 according to the invention, where 3 shows the expansion valve 10 in a perspective sectional view. For reasons of clarity, only the pressure capsule 12 with the rotor 48 arranged therein with the shaft 42 of the linear actuator 14, the valve piston 16 driven by the shaft 42, the adapter 18 of the expansion valve 10 and the valve block 20 are shown. A valve seat 22 corresponding to the valve piston 16 is arranged within the valve block 20. A fluid channel 24 of the expansion valve 10 runs completely within the valve block 20. The fluid channel 24 has a fluid inlet 26 and a fluid outlet 28. The fluid channel 24 can be flowed through in both directions, which is why fluid inlet 26 and fluid outlet 28 can also be interchanged.

Im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten Expansionsventil 10 weist der Ventilblock 20 des in den 2 und 3 gezeigten Expansionsventils 10 stirnseitig eine kreisförmige Nut 32 auf. Die kreisförmige Nut 32 ist dazu vorgesehen, im montierten Zustand des Expansionsventils 10 einen Fußbereich 56 der Druckkapsel 12 aufzunehmen. Bei einer Montage der Druckkapsel 12 mit dem in der Druckkapsel angeordneten Teil des Linearstellantriebs 14 an dem Ventilblock 20, wird die Druckkapsel 12 derart auf den Ventilblock 20 aufgesetzt, dass der Fußbereich 56 der Druckkapsel 12 in der kreisförmigen Nut 32 im Ventilblock 20 angeordnet ist. Der Fußbereich 56 der Druckkapsel 12 wird mechanisch in der kreisförmigen Nut 32 des Ventilblocks 20 fixiert. Eine Fixierung des Fußbereichs 56 der Druckkapsel 12 in der kreisförmigen Nut 32 erfolgt mittels des Adapters 18. Der Adapter 18 ist insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet. In einem montierten Zustand ist der Adapter 18 über die Druckkapsel 12 geführt und umschließt den Fußbereich 56 der Druckkapsel 12 in Umfangsrichtung vollständig. Vorzugsweise ist der Adapter 18 in die kreisförmige Nut 32 einschraubbar. Hierzu weist der Adapter 18 ein Außengewinde 38 auf, welches in ein korrespondierendes Innengewinde 40 der kreisförmigen Nut 32 einschraubbar ist.In contrast to that in 1 The expansion valve 10 shown has the valve block 20 in the 2 and 3 Expansion valve 10 shown has a circular groove 32 on the front side. The circular groove 32 is intended to accommodate a foot area 56 of the pressure capsule 12 when the expansion valve 10 is in the assembled state. When mounting the pressure capsule 12 with the part of the linear actuator 14 arranged in the pressure capsule on the valve block 20, the pressure capsule 12 is placed on the valve block 20 in such a way that the foot area 56 of the pressure capsule 12 is arranged in the circular groove 32 in the valve block 20. The foot area 56 of the pressure capsule 12 is mechanically fixed in the circular groove 32 of the valve block 20. The foot area 56 of the pressure capsule 12 is fixed in the circular groove 32 by means of the adapter 18. The adapter 18 is in particular designed to be hollow cylindrical. In a mounted state, the adapter 18 is guided over the pressure capsule 12 and completely encloses the foot area 56 of the pressure capsule 12 in the circumferential direction. The adapter 18 can preferably be screwed into the circular groove 32. For this purpose, the adapter 18 has an external thread 38 which can be screwed into a corresponding internal thread 40 of the circular groove 32.

Um eine sichere Befestigung der Druckkapsel 12 und dem darin befindlichen Linearstellantriebs 14 am Ventilblock 20 zu gewährleisten, weist der Fußbereich 56 der Druckkapsel 12 einen Kragen 92 auf. Der Kragen 92 ist an einem offenen Ende des Fußbereichs 56 der Druckkapsel 12 angeordnet und erstreckt sich ausgehend von einer Wandung der Druckkapsel 12 radial nach außen. In Umfangsrichtung erstreckt sich der Kragen 92 über den gesamten Außenumfang des Fußbereichs 56 der Druckkapsel 12. Der Kragen 92 ist bei eingeschraubtem Adapter 18 zwischen einem Boden 88 der kreisförmigen Nut 32 und dem Adapter 18 geklemmt. Hierdurch ist die Druckkapsel 12 bei eingeschraubtem Adapter 18 mechanisch sicher an dem Ventilblock 20 fixiert. Zudem weist die Druckkapsel 12 eine radial nach außen gerichtete Stufe 78 auf, während der Adapter 18 eine zu der Stufe 78 der Druckkapsel 12 korrespondierende radial nach innen gerichtete Stufe 80 aufweist. Die Stufe 78 der Druckkapsel 12 ist dadurch ausgebildet, dass sich ein Durchmesser der Druckkapsel 12 in Richtung des Fußbereichs 56 erweitert, sodass der Fußbereich 56 einen größeren Durchmesser aufweist als die übrige Druckkapsel 12. Hierdurch kann eine zusätzliche Sicherung der Druckkapsel 12 am Ventilblock 20 erreicht werden. Insbesondere im Fall, dass der Kragen 92, beispielsweise aufgrund von Materialermüdung und/oder Materialfehlern, versagt, stellt die Stufe 78 der Druckkapsel 12 in Verbindung mit der Stufe 80 des Adapters 80 eine zusätzliche mechanische Absicherung dar, welche ein Ablösen der Druckkapsel 12 vom Ventilblock 20 verhindert. Ohne diese zusätzliche Absicherung, würde sich die Druckkapsel 12 im Fall eines vollständigen Versagens des Kragens 92 geschossartig vom Ventilblock 20 lösen.In order to ensure secure attachment of the pressure capsule 12 and the linear actuator 14 located therein to the valve block 20, the foot area 56 of the pressure capsule 12 has a collar 92. The collar 92 is arranged at an open end of the foot region 56 of the pressure capsule 12 and extends radially outwards from a wall of the pressure capsule 12. In the circumferential direction, the collar 92 extends over the entire outer circumference of the foot region 56 of the pressure capsule 12. When the adapter 18 is screwed in, the collar 92 is clamped between a bottom 88 of the circular groove 32 and the adapter 18. As a result, the pressure capsule 12 is mechanically securely fixed to the valve block 20 when the adapter 18 is screwed in. In addition, the pressure capsule 12 has a radially outwardly directed step 78, while the adapter 18 has a radially inwardly directed step 80 corresponding to the step 78 of the pressure capsule 12. The step 78 of the pressure capsule 12 is designed in that a diameter of the pressure capsule 12 expands in the direction of the foot region 56, so that the foot region 56 has a larger diameter than the rest of the pressure capsule 12. In this way, additional securing of the pressure capsule 12 on the valve block 20 can be achieved become. In particular, in the event that the collar 92 fails, for example due to material fatigue and/or material defects, the step 78 of the pressure capsule 12 in conjunction with the step 80 of the adapter 80 represents an additional mechanical safeguard, which prevents the pressure capsule 12 from detaching from the valve block 20 prevented. Without this additional protection, the pressure capsule 12 would detach from the valve block 20 like a bullet in the event of a complete failure of the collar 92.

Zwischen dem Boden 88 der kreisförmigen Nut 32 und dem Kragen 92 des Fußbereichs 56 der Druckkapsel 12 und zwischen dem Kragen 92 des Fußbereichs 56 der Druckkapsel 12 und dem Adapter 18 ist jeweils ein Dichtelement 82, 84 angeordnet. Die Dichtelemente 82, 84 sind als ringförmige Flachdichtungen. Vorzugsweise sind die Dichtelemente 82, 84 als Metallflachdichtungen, beispielsweise als Kupferflachdichtungen, ausgebildet. Die Dichtelemente 82, 84 werden beim Einschrauben des Adapters 18 in die kreisförmige Nut 32 des Ventilblocks 20 zwischen dem Adapter 18 und dem Kragen 92 des Fußbereichs 56 der Druckkapsel 12 bzw. zwischen dem Kragen 92 des Fußbereichs 56 der Druckkapsel 12 und dem Boden 88 der kreisförmigen Nut 32 des Ventilblocks 20 verpresst. Die Dichtelemente 82, 84 gewährleisten eine druck- und/oder fluid- bzw. gasdichte Abdichtung zwischen der Druckkapsel 12 und dem Ventilblock 20.A sealing element 82, 84 is arranged between the bottom 88 of the circular groove 32 and the collar 92 of the foot region 56 of the pressure capsule 12 and between the collar 92 of the foot region 56 of the pressure capsule 12 and the adapter 18. The sealing elements 82, 84 are annular flat seals. The sealing elements 82, 84 are preferably designed as metal flat gaskets, for example as copper flat gaskets. When the adapter 18 is screwed into the circular groove 32 of the valve block 20, the sealing elements 82, 84 are between the adapter 18 and the collar 92 of the foot region 56 of the pressure capsule 12 or between the collar 92 of the foot region 56 of the pressure capsule 12 and the bottom 88 of the circular groove 32 of the valve block 20 pressed. The sealing elements 82, 84 ensure a pressure-tight and/or fluid-tight or gas-tight seal between the pressure capsule 12 and the valve block 20.

Ein Verfahrweg des Ventilkolbens 16 zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verläuft vollständig innerhalb des Ventilblocks 20. In den 2 und 3 befindet sich der Ventilkolben 16 jeweils in der Schließstellung. In der Schließstellung liegt ein zylindrischer Abschnitt 36 des Ventilkolbens 16 an dem im Ventilblock 20 angeordneten Ventilsitz 22 an und verschließt somit den Fluidkanal 24. Der Ventilblock 20 weist eine Kammer 30 auf, in welcher der Ventilkolben 16 verdrehgesichert geführt ist. Eine Verdrehsicherung des Ventilkolbens 16 ist notwendig, um eine rotatorische Bewegung der Welle 42 in eine lineare Bewegung des Ventilkolbens 16 umzuwandeln. Der Ventilkolben 16 weist neben dem zylindrischen Abschnitt 36 einen Kragen 34 auf, welcher einen polygonalen Querschnitt aufweist. In der senkrecht zur Axialrichtung des Ventilkolbens 16 verlaufenden Schnittebene betrachtet weist der Kragen 34 des Ventilkolbens 16 eine Polygonform mit einer Grundform auf, die einem regelmäßigen Polygon entspricht. Insbesondere kann die Polygonform eine Grundform aufweisen, welche einem Dreieck oder einem Quadrat entspricht. Die Ecken der Polygonform sind abgerundet und jeweils über konvexe Flanken verbunden. Die Kammer 30 des Adapters 18, in welcher der Ventilkolben 16 geführt ist, weist eine zu dem polygonalen Querschnitt des Ventilkolbens 16 korrespondierende Führungsgeometrie 76 auf. Durch das Zusammenwirken des polygonalen Querschnitts des Kragens 34 des Ventilkolbens 16 und der korrespondierenden Führungsgeometrie 76 der Kammer 30, wird eine Verdrehsicherung des Ventilkolbens 16 bei einem linearen Verfahren zwischen der Offenstellung und der Schließstellung erreicht.A travel path of the valve piston 16 between an open position and a closed position runs completely within the valve block 20. In the 2 and 3 the valve piston 16 is in the closed position. In the closed position, a cylindrical section 36 of the valve piston 16 rests on the valve seat 22 arranged in the valve block 20 and thus closes the fluid channel 24. The valve block 20 has a chamber 30 in which the valve piston 16 is guided so that it cannot rotate. An anti-rotation device for the valve piston 16 is necessary in order to convert a rotary movement of the shaft 42 into a linear movement of the valve piston 16. In addition to the cylindrical section 36, the valve piston 16 has a collar 34 which has a polygonal cross section. When viewed in the sectional plane running perpendicular to the axial direction of the valve piston 16, the collar 34 of the valve piston 16 has a polygonal shape with a basic shape that corresponds to a regular polygon. In particular, the polygon shape can have a basic shape that corresponds to a triangle or a square. The corners of the polygon shape are rounded and each connected via convex flanks. The chamber 30 of the adapter 18, in which the valve piston 16 is guided, has a guide geometry 76 corresponding to the polygonal cross section of the valve piston 16. Through the interaction of the polygonal cross section of the collar 34 of the valve piston 16 and the corresponding guide geometry 76 of the chamber 30, the valve piston 16 is secured against rotation during a linear movement between the open position and the closed position.

Der Linearstellantrieb 14 umfasst ein Kugellager 58 zur drehbaren Lagerung eines ersten Endes 60 der Welle 42, wobei das erste Ende 60 der Welle 42 dem Ventilkolben 16 des Expansionsventils 10 zugewandt ist. Ein Kugellagersitz 90 zur Aufnahme des Kugellagers 58 ist im Ventilblock 20 angeordnet. Ein Außenring 86 des Kugellagers 58 ist mittels einer Sicherungsscheibe 74 axial fixiert. Die Sicherungsscheibe 74 steht auf ihrer radial inneren Seite mit dem Kugellager 58 axial in Kontakt. Auf ihrer radial äußeren Seite steht die Sicherungsscheibe 74 mit der Druckkapsel 12 axial in Kontakt. Die radial äußere Seite der Sicherungsscheibe 74 liegt innen an der Stufe 78 der Druckkapsel 12 an, wobei die Stufe 78 die Sicherungsscheibe 74 axial begrenzt und diese somit einschließt. Hierdurch wird das Axialspiel im Kugellagersitz 90 zumindest weitgehend und vorzugsweise vollständig eliminiert.The linear actuator 14 includes a ball bearing 58 for rotatably supporting a first end 60 of the shaft 42, the first end 60 of the shaft 42 facing the valve piston 16 of the expansion valve 10. A ball bearing seat 90 for receiving the ball bearing 58 is arranged in the valve block 20. An outer ring 86 of the ball bearing 58 is axially fixed by means of a locking washer 74. The locking washer 74 is in axial contact with the ball bearing 58 on its radially inner side. On its radially outer side, the locking washer 74 is in axial contact with the pressure capsule 12. The radially outer side of the locking washer 74 rests on the inside of the step 78 of the pressure capsule 12, the step 78 axially delimiting the locking washer 74 and thus enclosing it. As a result, the axial play in the ball bearing seat 90 is at least largely and preferably completely eliminated.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010: ExpansionsventilExpansion valve
1212: Druckkapselpressure capsule
1414: LinearstellantriebLinear actuator
1616: VentilkolbenValve piston
1818: Adapteradapter
2020: VentilblockValve block
2222: VentilsitzValve seat
2424: FluidkanalFluid channel
2626: FluideinlassFluid inlet
2828: FluidauslassFluid outlet
3030: Kammerchamber
3232: NutNut
3434: Kragencollar
3636: zylindrischer Abschnittcylindrical section
3838: AußengewindeExternal thread
4040: Innengewindeinner thread
4242: WelleWave
4444: ElektromotorElectric motor
4646: Statorstator
4848: Rotorrotor
5050: StatorwicklungenStator windings
5252: Gewindethread
5454: LeiterplatteCircuit board
5656: FußbereichFoot area
5858: Kugellagerball-bearing
6060: erstes Endefirst ending
6262: zweites Endesecond ending
6464: GleitlagereinheitPlain bearing unit
6868: Lagerkörperbearing body
7070: Lagerausnehmungbearing recess
7272: kuppelförmiger Abschnittdome-shaped section
7474: Sicherungsscheibelock washer
7676: FührungsgeometrieGuidance geometry
7878: Stufe DruckkapselPressure capsule stage
8080: Stufe AdapterStage adapter
8282: DichtelementSealing element
8484: DichtelementSealing element
8686: Außenring KugellagerOuter ring ball bearing
8888: BodenFloor
9090: KugellagersitzBall bearing seat
9292: Kragencollar

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102019111208 A1 [0002, 0025]

Claims

Expansion valve with a pressure capsule (12), with a linear actuator (14), which is at least partially arranged in the pressure capsule (12), with a valve piston (16), the linear actuator (14) being intended to ensure a linear movement of the valve piston ( 16), and with a valve block (20) which has a valve seat (22) corresponding to the valve piston (16), characterized in that the valve block (20) has a circular groove (32) which is intended to to accommodate a foot area (56) of the pressure capsule (12).

expansion valve Claim 1 , characterized by an adapter (18) which can be screwed into the circular groove (32) to fix the foot area (56) of the pressure capsule (12) in the circular groove (32).

expansion valve Claim 2 , characterized in that the foot area (56) of the pressure capsule (12) has a collar (34) which, in a mounted state of the adapter (18), is between a bottom (88) of the circular groove (32) and the adapter (18). is clamped.

expansion valve Claim 3 , characterized in that between the bottom (88) of the circular groove (32) and the collar (34) of the foot region (56) of the pressure capsule (12) and / or between the collar (34) of the foot region (56) of the pressure capsule ( 12) and the adapter (18) each have at least one sealing element (82, 84) arranged.

Expansion valve according to one of the preceding claims, characterized in that a travel path of the valve piston (16) between an open position and a closed position runs completely within the valve block (20).

Expansion valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve block (20) has a chamber (30) in which the valve piston (16) is guided so that it cannot rotate.

expansion valve Claim 5 , characterized in that the valve piston (16) has a polygonal cross section at least in sections and the chamber (30) of the valve piston has a guide geometry corresponding to the polygonal cross section of the valve piston (16).

Expansion valve according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure capsule (12) has a radially outwardly directed step (78) and the adapter (18) has a radially inwardly directed step corresponding to the step (78) of the pressure capsule (12). (80).

Expansion valve according to one of the preceding claims, characterized in that the linear actuator (14) comprises a shaft (42) which is rotatably mounted at least by means of a ball bearing (58), a ball bearing seat (90) for receiving the ball bearing (58) in the valve block (20) is arranged.