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Die
Erfindung betrifft eine Kältemittel-Ventilanordnung
mit einem Gehäuse,
das einen ersten Funktionsraum aufweist, in dem mindestens ein Funktionselement
angeordnet ist, das mit einer ersten, in einer inneren Begrenzungswand
ausgebildeten ringförmigen
Anlagefläche
zusammenwirkt.
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Eine
derartige Ventilanordnung, die auch für Kältemittel vorgesehen ist, ist
aus
US 4 550 896 bekannt.
Das Gehäuse
ist dabei so ausgebildet, daß verschiedene
Funktionselemente eingesetzt werden können. Bei den Funktionselementen
kann es sich beispielsweise um Ventilelemente handeln, die mit einem
an der Anlagefläche
ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirken. Es kann sich um ein Sieb
handeln, das an der Anlagefläche
anliegt, oder es kann sich um ein Rückschlagventil handeln.
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DE 695 11 158 T2 zeigt
ein Kälteaggregat,
in dem ein Ventilverzweiger mit Leitungen verbunden ist, die unterschiedliche
Funktionseinheiten, wie Verdampfer, Verdichter und Kondentsator
miteinander verbinden. Im Ventilverzweiger sind einzelne Ventile vorgesehen,
von denen eines beispielsweise als Expansionsventil ausgebildet
ist. Ferner gibt es im Ventilverzweiger eine Kanalanordnung, bei
der einzelne Kanäle
durch andere Ventile freigegeben oder verschlossen werden können. So
kann beispielsweise der Verdampfer mit Kältemittelgas unmittelbar vom Verdichter
versorgt werden, um den Verdampfer abzutauen. Sämtliche Ventile werden von
der Oberseite des Ventilverzweigers her in ein Gehäuse eingesetzt.
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DE 43 41 579 A1 zeigt
eine Ventilanordnung für
Kälteanlagen,
bei der in Reihe ein Expansionsventil und ein Absperrventil angeordnet
sind. Beide Ventile sind an einer gemeinsamen Rohrleitung angeordnet
und als Magnetventile ausgebildet. Das Expansionsventil weist einen
Stößel auf,
der das Rohr durchsetzt und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem
Verschlußelement
zusammenwirkt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kältemittel-Ventilanordnung mit
wenig Aufwand an unterschiedliche Funktionen anzupassen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Kältemittel-Ventilanordnung
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß auf der dem ersten Funktionsraum gegenüberliegenden
Seite der Begrenzungswand ein zweiter Funktionsraum angeordnet ist,
in dem ein zweites Funktionselement positionierbar ist und der eine
zweite ringförmige
Anlagefläche
aufweist, wobei ein die Begrenzungswand durchsetzender Kanal in beide
Anlageflächen
mündet.
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Mit
dieser Ausgestaltung erhält
man auf relativ einfache Weise die Möglichkeit, mehr als ein Funktionselement
gleichzeitig in dem Gehäuse
unterzubringen. Die beiden Funktionselemente werden einfach auf
einander gegenüberliegenden
Seiten der inneren Begrenzungswand angeordnet. Dies ist problemlos
möglich,
weil an beiden Seiten der inneren Begrenzungswand entsprechende
Anlageflächen vorhanden
sind. Eine Verbindung zwischen dem ersten Funktionsraum und dem
zweiten Funktionsraum erfolgt durch den Kanal, der die innere Begrenzungswand
durchsetzt.
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Bevorzugterweise
ist der zweite Funktionsraum auf der der Begrenzungswand gegenüberliegenden
Seite durch eine untere Außenwand
begrenzt, die auf ihrer unteren Außenseite eine ebene Montagefläche aufweist.
Wenn hier und im folgenden Begriffe wie "unten" und "oben" verwendet
werden, dann ist dies keine Festlegung für die Anordnung des Gehäuses im
Raum. Die Begriffe werden vielmehr zur leichteren Unterscheidbarkeit
von einzelnen Elemen ten verwendet. Dadurch, daß die untere Außenseite
eine ebene Montagefläche
aufweist, ist es auf einfache Weise möglich, hier weitere Funktionselemente
anzubringen und zu befestigen oder entsprechende Bohrungen einzubringen,
die zur Aufnahme von Funktionselementen dienen. In vielen Fällen wird es
zweckmäßig sein,
die untere Außenwand
zunächst
unversehrt, also geschlossen, zu lassen und dann in Abhängigkeit
von dem gewünschten
Funktionselement, das eingebaut werden soll, eine entsprechende
Zugangsöffnung
und gegebenenfalls auch entsprechende Befestigungsöffnungen
zu fertigen. Man kann dann ein und dasselbe Modell des Gehäuses für unterschiedliche
Ventilanordnungen verwenden.
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Vorzugsweise
sind mindestens zwei Paare, die jeweils aus erstem und zweitem Funktionsraum gebildet
sind, nebeneinander im Gehäuse
angeordnet, wobei ein erster Funktionsraum eines Paares mit einem
zweiten Funktionsraum eines benachbarten Paares in Verbindung steht.
Man kann in diesem Fall auch mehr als zwei Funktionselemente verwenden, was
in vielen Fällen
von Vorteil ist. Bei Kälteanlagen hatte
man bislang grundsätzlich
ein Gehäuse
pro Funktion. Jedes dieser Gehäuse
muß dann
in einer Kälteleitung
einzeln montiert werden. Zwar kann man zwei oder mehr Funktionen
in manchen Fällen
zu einer Baugruppe zusammenfassen. Allerdings wird dies derzeit
dadurch realisiert, daß einzelne
Gehäuse
miteinander verbunden werden. Wenn man nun die mehreren Funktionen
in einem einzelnen Gehäuse
unterbringen kann, erleichtert dies die Montage. Da man nicht darauf
festgelegt ist, in einem Funktionsraum immer das gleiche Funktionselement
zu montieren, ist man bei der Verwendung des Gehäuses für die Ventilanordnung sehr
flexibel. Die einzelnen Funktionsräume werden in Reihe geschaltet,
so daß sie
hintereinander von Kältemittel
durchströmt werden
können.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß von
vier Funktionsräumen
zweier benachbarter Paare mindestens drei Funktionsräume mit
einem Funktionselement versehen sind. Man muß also nicht alle Funktionsräume mit
einem Funktionselement ausrüsten.
Allerdings ist es günstig,
wenn man mehr als die Hälfte der
Funktionsräume
mit Funktionselementen versieht.
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Auch
ist von Vorteil, wenn alle Funktionsräume in Reihe angeordnet sind.
Damit ergibt sich derselbe Kältemittelstrom
durch alle Funktionsräume und
damit durch alle in den Funktionsräumen angeordneten Funktionselemente.
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Vorzugsweise
ist mindestens ein erster Funktionsraum mit einer Verlängerung
auf eine wirksame Länge
verlängert,
die der wirksamen Länge des
zweiten Funktionsraums entspricht. Die Verlängerung kann beispielsweise
durch einen zylindrischen Körper
gebildet sein, der gegebenenfalls an seinen axialen Enden Befestigungsflansche
aufweist. Mit der Verlängerung
schafft man die Möglichkeit,
dieselben Ventiltypen oder Funktionsteile sowohl in den ersten als
auch in den zweiten Funktionsräumen
zu verwenden.
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Vorzugsweise
weist das Gehäuse
eine obere Außenwand
auf, die an ihrer Unterseite Vorsprünge an Bolzenbefestigungspositionen
aufweist. Durch die Bolzenbefestigungspositionen erhält man auf
einfache Weise genügend
Material, um später
einen Bolzen mit ausreichender Zu verlässigkeit befestigen zu können. Im übrigen benötigt man
aber nur relativ wenig Material, um die einzelnen Funktionsräume zu umgrenzen.
Das Gehäuse
muß also
nicht als Block ausgebildet sein, der sehr viel Material benötigt, sondern
man kann tatsächlich
die einzelnen, für
die Funktion der Ventilanordnung wichtigen Ausformungen vorsehen.
Die Vorsprünge
können,
müssen
aber nicht genutzt werden. Wenn man für die Befestigung eines Funktionselements
einen Bolzen benötigt, dann
wird entsprechend ein Gewinde in die obere Außenwand geschnitten, das sich
dann in dem Vorsprung an der Unterseite fortsetzen kann. Damit steht eine
ausreichende Gewindelänge
zur Verfügung. Wenn
eine derartige Befestigung nicht erforderlich ist, dann wird das
Gehäuse
ohne ein entsprechendes Gewinde belassen.
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Bevorzugterweise
ist die obere Außenwand am
Ausgang der ersten Funktionsräume
jeweils mit einem Ringwulst versehen. An der Ringwulst läßt sich
dann eine Befestigungsfläche
erzeugen, ohne daß die
gesamte obere Außenseite
der Außenwand bearbeitet
werden muß.
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Bevorzugterweise
weist die zweite Anlagefläche
einen ringartigen Vorsprung auf, der den Kanal umgibt. Auch dies
erleichtert die Fertigung. Wenn die zweite Anlagefläche beispielsweise
als Ventilsitz ausgebildet sein soll, dann ist es einfacher, den
ringartigen Vorsprung zu bearbeiten als die gesamte den zweiten
Funktionsraum begrenzende Seite der Begrenzungswand.
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Bevorzugterweise
weist das Gehäuse
einen mit einem Funktionsraum in Verbindung stehenden Eingang und
einen mit einem Funktionsraum in Verbindung stehenden Ausgang auf,
wobei in diesen beiden Funktionsräumen jeweils ein Absperrventil angeordnet
ist. Diese Absperrventile haben die Funktion, die komplette Ventilanordnung
vom übrigen
Kältemittel-Leitungsnetz
zu trennen, wenn es für
Wartungszwecke erforderlich ist, einzelne Funktionselemente auszutauschen
oder zu reinigen. Wenn beispielsweise ein Filter gereinigt werden
soll, dann reicht es aus, die beiden Absperrventile zu schließen. In
diesem Fall kann kein Kältemittel
durch das Gehäuse
strömen.
Man kann dann das Gehäuse
an einzelnen Stellen öffnen,
um beispielsweise den Filter zu entnehmen.
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Auch
ist bevorzugt, wenn in den Funktionsräumen mindestens zwei unterschiedliche
Funktionselemente angeordnet sind aus einer Gruppe, die ein Rückschlagventil,
ein Absperrventil, ein Drosselventil, ein Einspritzventil und ein
Filterelement aufweist.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
Kältemittel-Ventilanordnung schematisch
im Längsschnitt,
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2 eine
perspektivische Ansicht eines längsgeschnittenen
Gehäuses
der Kältemittel-Ventilanordnung,
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3 einen
Längsschnitt
durch eine Rohform des Gehäuses
und
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4 eine
Draufsicht auf das Gehäuse.
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Eine
Kältemittel-Ventilanordnung 1 weist
ein Gehäuse 2 auf
mit einem Eingang 4 und einem Ausgang 3. Zwischen
dem Eingang 4 und dem Ausgang 3 ist ein Strömungspfad 5 für Kältemittel
vorgesehen, der durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist. Zur
Steuerung der Strömung
des Kältemittels
durch die Ventilanordnung 1 sind nun verschiedene Funktionselemente
vorgesehen, die alle in das Gehäuse 2 eingesetzt
sind.
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Als
erstes wird das Kältemittel
von einem Absperrventil 10 gesteuert, das den Strömungspfad 5 am
Eingang 4 verschließt.
Im Strömungspfad 5 folgt danach
ein Filter 9. Vom Filter 9 verläuft der
Strömungspfad 5 zu
einem Drosselventil 8. Das Drosselventil 8 übernimmt
die eigentliche Steuerung der Kälteanlage.
Vom Drosselventil 8 verläuft der Strömungspfad durch einen Freiraum
im Gehäuse
zu einem Rückschlagventil 7 und
von dort zu einem zweiten Absperrventil 6, das am Ausgang 3 des
Gehäuses 2 angeordnet
ist. Mit den beiden Absperrventilen 6, 10 läßt sich
die Ventilanordnung 1 vollständig von dem nicht näher dargestellten
Leitungsnetz für
Kältemittel
trennen, so daß man
beispielsweise den Filter 9 reinigen kann, das Drosselventil 8 einstellen
kann oder das Rückschlagventil 7 austauschen
kann.
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Die 2 bis 4 zeigen
nun das Gehäuse 2 ohne
die einzelnen Funktionselemente 6-10. Das Gehäuse 2 weist
drei im wesentlichen identische Abschnitte A, B, C auf, die nebeneinander
angeordnet sind. Jeder Abschnitt A, B, C weist einen ersten Funktionsraum 11A, 11B, 11C und
einen zweiten Funktionsraum 12A, 12B, 12C auf.
Aus Gründen
der Darstellung werden die ersten Funktionsräume 11 auch als "oberer Funktionsraum" und die zweiten Funktionsräume 12 auch
als "unterer Funktionsraum" bezeichnet. Es können auch
mehr als die drei dargestellten Abschnitte A, B, C vorgesehen sein.
Es sollten mindestens zwei derartige Abschnitte A, B, C vorgesehen
sein.
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Die
nachfolgende Erläuterung
wird anhand des Abschnitts A vorgenommen. Es liegt auf der Hand,
daß Entsprechendes
für die
weiteren Abschnitte B, C gilt.
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Der
erste Funktionsraum 11A und der zweite Funktionsraum 12A sind
durch eine innere Begrenzungswand 13 voneinander getrennt,
die von einem Kanal 14 durchsetzt ist. Am oberen Ende des
Kanals 14 ist eine erste Anlagefläche 15 an einem Ringwulst 16 ausgebildet,
der die Mündung
des Kanals 15 umgibt. An diese Anlagefläche 15 legt sich in
der Ausgestaltung nach 1 das Ventilelement des Rückschlagventils 7 an.
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In ähnlicher
Weise ist im zweiten Funktionsraum 12A eine zweite Anlagefläche 17 an
einem ringartigen Vorsprung 18 vorgesehen, der die Mündung des
Kanals 14 in dem zweiten Funktionsraum 12A umgibt.
Mit der zweiten Anlagefläche 17 kommt
das Ventilelement des Absperrventils 6 in Kontakt, wenn das
Absperrventil 6 geschlossen wird.
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Das
Gehäuse 2 ist
in der in 3 dargestellten Rohform an seiner
Unterseite noch vollständig geschlossen,
d.h. es weist eine untere Außenwand 19 auf,
in die eine Bohrung eingebracht werden muß, um das Absperrventil 6 montieren
zu können.
Die entsprechende untere Außenwand 19B im
Abschnitt B kann hingegen geschlossen bleiben, weil im Abschnitt
B lediglich das Drosselventil 8 angeordnet ist, der zweite
Funktionsraum 12B hingegen nicht mit einem Funktionselement
versehen wird. Die untere Außenwand 19 bildet
auf ihrer unteren Außenseite
eine ebene Montagefläche,
an die das Absperrventil 6 oder ein Deckel 20 zum
Halten des Filters angesetzt und mit Schrauben 21 verbunden
werden kann.
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An
der oberen Außenwand 22 sind
Ringwülste 23 vorgesehen,
die jeweils die Öffnungen
der ersten Funktionsräume 11A, 11B, 11C umgeben. Diese
Ringwülste 23 können als
Anlageflächen
bearbeitet sein.
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Zu
den oberen oder ersten Funktionsräumen 11A, 11B, 11C gehören zylindrische
Fortsätze 24 (1),
die den ersten Funktionsraum 11 auf eine wirksame Länge verlängern, die
der wirksamen Länge
des zweiten Funktionsraums 12 entspricht. Auf diese Weise
ist es möglich,
dieselben Typen von Funktionselementen 6-10 sowohl
in den ersten Funktionsräumen 11 als
auch in den zweiten Funktionsräumen 12 anzuordnen.
Die entsprechenden Funktionselemente können dann mit Hilfe von Schraubbolzen 25 am
Gehäuse 2 befestigt
werden.
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Wie
aus 2 zu erkennen ist, hat das Gehäuse 2 in der Rohform
oder im Rohzustand noch keine Befestigungsmöglichkeiten. Wenn die Befestigung
von Funktionselementen 6-10 mit Hilfe von Schraubbolzen 25 gewünscht ist,
dann müssen
in die obere Außenwand
nicht näher
dargestellte Gewindebohrungen geschnitten werden. Diese Gewindebohrungen
können
dann die obere Außenwand 22 durchsetzen
und sich in Vorsprüngen 26 fortsetzen,
die jeweils dort vorgesehen sind, wo möglicherweise Bolzen gesetzt
werden sollen, also an Bolzenbefestigungspositionen. Durch diese
Vorsprünge 26 steht genügend "Fleisch" zur Verfügung, so
daß ein
Bolzen mit der notwendigen Gewindelänge im Gehäuse 2 gehalten werden
kann.
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Das
Gehäuse 2 kann
mit relativ einfachen Maßnahmen
an unterschiedliche Ventilkonfigurationen angepaßt werden. Die ersten Anlageflächen 15 müssen, wenn
sie mit Ventilen 6, 7, 8, 10 zusammenarbeiten,
bearbeitet werden. Gleiches gilt für die zweiten Anlageflächen 17.
Wie aus 1 zu erkennen ist, ist eine
Bearbeitung der zweiten Anlagefläche
im Abschnitt B nicht erforderliche Im Abschnitt C, wo als Funktionselement
der Filter 9 verwendet wird, ist eine entsprechende Bearbeitung
anzuraten.
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Die
untere Außenwand 19 wird
lediglich bei den zweiten Funktionsräumen 12 durchbohrt,
in die ein Funktionselement eingesetzt werden soll. Bei dem Bohren
kann gegebenenfalls ein Gewinde geschnitten werden, wenn dies erforderlich
ist. Auch in die oberen Funktionsräume 11 kann ein Gewinde
eingeschnitten werden, falls dies erforderlich ist. Im übrigen muß man lediglich
dort Gewindebohrungen einbringen, wo Funktionselemente befestigt
werden müssen.
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Zusätzlich zu
den in 1 dargestellten Funktionselementen kann man auch
Einspritzventile verwenden, wobei man sowohl manuelle als auch mechanische
Einspritzventile verwenden kann.
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Wenn
die Absperrventile 6, 10 geschlossen sind, kann
man die dazwischen befindlichen Ventile warten oder austauschen.
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Der
Strömungspfad 5 verläuft vom
Eingang 4 in den ersten Funktionsraum 11C des
Abschnitts C, von dort durch den Kanal 14 in den zweiten
Funktionsraum 12C. Vom zweiten Funktionsraum 12C des Abschnitts
C verläuft
der Strömungspfad 5 in
den ersten Funktionsraum 11B des zweiten Abschnitts B, von
dort in den zweiten Funktionsraum 12B etc. Die Funktionsräume 11, 12 werden
also seriell vom Kältemittel
durchströmt.