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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, wobei 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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Eine derartige Kältemittel-Ventilanordnung ist aus
US 4 685 310 bekannt. Ein Eingangsanschluss, der mit einem Verdampfer einer Kälteanlage verbunden ist, ist mit einem ersten Funktionsraum verbunden, der durch eine Wand von einem zweiten Funktionsraum getrennt ist. Die Wand trägt einen oberen Ventilsitz und einen unteren Ventilsitz, wobei die beiden Ventilsitze durch einen Kanal verbunden sind. Ein Ventilelement, das von außen über eine Spindel verstellbar ist, wirkt mit dem oberen Ventilsitz zusammen. Ein weiteres Ventilelement, das in dem zweiten Funktionsraum angeordnet ist, wirkt mit dem unteren Ventilsitz zusammen. Dieses weitere Ventilelement wir durch eine Feder in Richtung auf den zweiten Ventilsitz beaufschlagt. In dem zweiten Funktionsraum ist daruber hinaus ein Filter angeordnet.
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US 3 754 730 zeigt einen Druckregler für Kältemittel, bei dem ein Gehäuse mit einer inneren Wand versehen ist, die einen Einlass von einem Auslass trennt. Die Wand weist einen Durchgangskanal auf, in dem ein Schieber mit V-förmigen Schlitzen angeordnet ist. Je nach Stellung des Schiebers gibt die innere Wand diese V-förmigen Schlitze mehr oder weniger frei.
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Eine weitere 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 Ruckschlagventil 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 mindestens zwei Paare, die jeweils aus erstem und zweitem Funktionsraum gebildet sind, nebeneinander im Gehäuse angeordnet sind, wobei ein erster Funktionsraum eines Paares mit einem zweiten Funktionsraum eines benachbarten Paares in Verbindung steht.
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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 gegenuberliegenden Seiten der inneren Begrenzungswand angeordnet. Dies ist problemlos möglich, weil an beiden Seiten der inneren Begrenzungswand entsprechende Anlageflachen vorhanden sind. Eine Verbindung zwischen dem ersten Funktionsraum und dem zweiten Funktionsraum erfolgt durch den Kanal, der die innere Begrenzungswand durchsetzt. 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 Funktionsraume werden in Reihe geschaltet, so dass sie hintereinander von Kältemittel durchströmt werden können.
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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 Elementen 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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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 Zuverlässigkeit 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 naher 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 erforderlich. 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 125 etc. Die Funktionsräume 11, 12 werden also seriell vom Kältemittel durchströmt.
