DE1959111A1 - Ventil,insbesondere thermostatisches Expansionsventil fuer Kaelteanlagen - Google Patents

Description

• Ventil, insbesondere thermostatisches Expansionsventil für Kälte anlagen Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere ein thermostatisches Expansionsventil für Kälteanlagen, mit einem einen Eintritts- und Austrittskanal sowie einen Ventilsitz aufweisenden Gehäuse und einem das Verschluß stück steuernden Schaft, der unter dem Einfluß einerseits eines Arbeitselements und andererseits einer diesem entgegenwirkenden Sollwertfeder steht.
• Das Arbeitselement, das thermostatisch, pressostatisch o0dgl.
• arbeitet, erzeugt einen Druck auf den Ventilschaft. Wenn dieser Druck die Kraft der Sollwertfeder übersteigt oder unterschreitet, öffnet bzw. schließt das Ventil, Der Ventilschaft kann hierbei unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Ubertragungsgliedes auf das Verschluß stück wirken.
• Bei den bekannten Ventilkonstruktionen wird eine Feder als Sollwertfeder verwendet. Diese ist in der Regel gleichachsig mit dem Ventilschaft angeordnet, z030 zwischen Arbeitselement und Ventilsitz oder auf der dem Arbeitselement gegenüberliegenden Seite des Ventilsitzes. Dadurch ergibt sich eine nicht unterschreitbare Bauhöhe0 Es ist auch bekannt, die Schraubenfeder achsparallel neben dem Ventilschaft anzuordnen. Dann benötigt man aber spezielle Kraft-Umlenk- und -ÜbertragungsmittelO Hinzu kommt, daß die Schraubenfeder zwei ihrem Durchmesser entsprechende Widerlager benötigt, beispielsweise ein Widerlager am Schaft und ein zweites Widerlager an einer Einstellvorrichtung.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil, insbesondere ein thermostatisches Expansionsventil, der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das einen einfacheren Aufbau hat, billiger herzustellen ist und kleinere Gehäuseabmessungen haben kann, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feder eine im wesentlichen gerade Biegefeder ist, die in einem sich etwa senkrecht zum Schaft erstreckenden Gehäuse-Hohlraum angeordnet, mit einem Ende am Schaft angebracht und mit dem anderen Ende in einem im Hohlraum gehaltenen Lager befestigt ist.
• Die gerade Biegefeder hat eine in Richtung der Schaftachse unbeachtliche Erstreckung. Infolgedessen trägt diese Biege feder zur Bauhöhe überhaupt nichts beiO Die wirksame Länge der Biegefeder kann in der gleichen Größenordnung wie der Radius des Arbeitselements liegen Auch die Widerlager am Schaft und im Gehäuse können wesentlich kleiner als bisher gehalten werden. Auch bietet die Biegefeder neuartige Möglichkeiten, die Sollwert-Einstellung einfacher als bisher zu lösen0 Insgesamt ergibt sich daher ein billiges und einfaches Ventil, das ungewöhnlich kleine Abmessungen erhalten kann, Vorzugsweise zweigt der Hohlraum für die Biegefeder zwischen Arbeitselement und Ventilsitz von dem den Schaft aufnehmenden Gehäuse-Durchbruch abe Der Ventilschaft kann dann sehr kurz ausgeführt werden; insbesondere braucht er nicht über das Verschluß stück hinaus verlängert zu werden0 Wenn der Hohlraum für die Biegefeder gleichachsig mit dem Austrittskanal angeordnet ist, kann er in einem Arbeitsgang mit letzterem hergestellt werden.
• Beispielsweise kann der Hohlraum einfach eine Verlängerung des Austrittskanals bilden. Wenn ein Durchgangsloch gebohrt wird, kann der Hohlraum zweckmäßigerweise durch das Federlager abgeschlossen werden0 Noch günstiger ist es häufig, wenn der Hohlraum für die Biegefeder von einem Teil des Arbeitskanals gebildet wird. Der Raum für die Aufnahme der Biegefeder erfordert daher keinerlei zusätzlichen Platz im Gehäuse. In diesem Zusammenhang ist es günstig, das Federlager nahe dem stutzenseitigen Ende des Austrittskanals anzuordnen.
• Besonders günstig ist es wenn das Federlager einstellbar im Hohlraum gehalten ist. Auf diese Weise gewinnt man eine sehr einfache Sollwert-Einstellvorrichtung.
• Beispielsweise kann das Federlager drehbar im Hohlraum gehalten sein und an einer exzentrischen Fläche ein Stellorgan, zoBo eine Schraube, angreifen. Beim Verstellen der Schraube wird das Federlager gedreht, so daß sich die Spannung der Biegefeder ändert.
• Bei einer anderen Ausführungsform ist das Federlager drehbar im Hohlraum gehalten und ein Stellorgan greift an einem aus dem Lager herausragenden freien Ende der Biegefeder ano Dieses freie Ende kann aus Gründen der Platzersparnis um 1800 zurückgebogen seine Auch hier führt eine Verstellung durch Drehung des Lagers zu einer Änderung der Federdatene Im letztgenannten Fall ist es günstig, wenn das freie Ende der Biegefeder mit einem rechtwinklig abgebogenen Haken in eine Aussparung des Stellorgans eingreift. Auf diese Weise ist die Biegefeder und das zugehörige Lager in ihrer vorgeschriebenen Stellung gesichert. Deshalb kann das Federlager vorzugsweise eine einfache zylindrische Rolle sein, die mit ihren Enden in zwei parallelen Nuten gehalten ist.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Eintrittskanal, eine an den Ventilsitz anschließende Düse und eine Schaftführung koaxial angeordnet und stehen senkrecht zum Austrittskanal, wobei der Diisendurchmesser mindestens gleich dem Schaftdurchmesser ist.
• Hierbei kann die Düse einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein0 Dies ergibt eine einfache Herstellung und Montage, denn der Schaft kann durch den Eintrittskanal und durch die Düse an Ort und Stelle gebracht werden0 Anschließend wird die Biege feder quer dazu eingeführt. Alsdann ist der Schaft sicher arretiert, Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Stellorgan eine Axialverschiebung der Biegefeder bzwo des Federlagers verhindert und seinerseits eine Sperre gegen Herausnahme hat. Dann sind nämlich alle Teile nach dem Zusammenbau unverlierbar in der Betriebsstellung miteinander vereinigt.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines thermostatischen Expansionstentils nach der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel und Fig. 5 eine Seitenansicht der Fig. 4.
• Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 besitzt ein Ventilgehäuse 1 mit einem Einlaßkanal 2, einem Ventilsitz 3, einer Düse 4, einem Austrittskanal 5, einem in dessen Verlängerung liegenden Hohlraum 6, einer Schaftführung 7 und einem Flansch 8 zur Aufnahme eines Arbeitselements 90 Letzteres besteht aus einem Deckel 10 und einer Membran 11, die am Flansch 8 befestigt sind und zwischen sich einen Innenraum12 bilden, der über ein Kapillarrohr 13 mit einem Fuhler verbunden und mit einem Dehnmedium gefüllt ist0 Die Membran 11 wirkt über eine Platte 14 auf einen Ventilschaft 15, der am gegenüberliegenden Ende mit einem Verschlußstück 16 versehen ist.
• In eine Bohrung 17 des Schaftes15 greift eine gerade Biegefeder 18 in der Form eines zylindrischen Stabes, Das andere Ende der Biegefeder 18 ist in einem Lager 19 eingespannt, das als Schraube ausgebildet ist und das offene Ende des Hohlraums 6 abschließt.
• Die Bohrung 17 ist von beiden Seiten her angesenkt, so daß sich eine Art Schneidenlagerung ergibt.
• Bei der Montage wird das Gehäuse 1 mit dem Arbeitselement 9 und der Stirnplatte 14 versehen0 Dann kann der Schaft 15 durch den Eintrittskanal 2 eingeführt werden, weil die Düse 4 einen etwas größeren Durchmesser als der Schaft 15 hat. Schließlich wird die Biegefeder 18 durch die Bohrung 17 eingeführt und das Lager 19 in das Gehäuse 1 eingeschraubt. Alsdann ist das thermostatische Expansionsventil betriebsbereit.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Als wesentlicher Unterschied ist anzusehen, daß der Hohlraum 6 mit einem Boden 20 abgeschlossen ist und ein Federlager 21 aufnimmt, das als Kugel ausgebildet ist, von der Biegefeder 18 durchsetzt ist und sich drehen kanne Ein Stellorgan 22 in der Form einer Schraube wirkt auf eine exzentrische Fläche 23. Durch Eindrehen der Schraube 22, die am Kopf mit einer Dichtung 24 versehen ist, wird das Federlager 21 einerseits gegen Verschiebung gesichert und andererseits gedreht, so daß die Spannung der Biegefeder 18 einstellbar ist. Das Stellorgan 22 ist in einer Fassung mit Bördelrand 25 gehalten, so daß sämtliche Teile des Ventils gegen Herausnahme gesichert sind.
• Bei der Ausführungsform nach den Figç 4 und 5 ist der Hohlraum 6 Teil des Auslaßkanals 5. Das Federlager 26 besteht aus einer zylindrischen Rolle, deren Enden in zwei Nuten 27 geführt sind0 Um das Nutende zu säubern ist eine Ausdrehung 28 vorgesehen0 Die Biegefeder 18 durchsetzt das Lager 26 und ist dann um 1800 umgebogen. Der umgebogene Abschnitt 29 ist am Ende mit einem rechtwinklig abgebogenen Haken 30 versehen, der in eine Vertiefung eines Stellorgans 31 in Gestalt einer Schraube eingreift. Auch hier ist die Schraube 31 durch einen Bördelrand gesichert, so daß nach dem Zusammenbau die einzelnen Bauteile nicht mehr auseinandergenommen werden können, Abwandlungen von den veranschaulichten Konstruktionen sind in vielerlei Richtung möglich, Beispielsweise kann die Biegefeder aus einem Stab mit rechteckigem Que Bchnitt bestehen, also z0B0 eine Bandfeder sein, die den Schalt an einer Einschnürung gabelartig umfaßt. Die Biegefeder kann auch an dem dem Arbeitselement gegenüberliegenden freien Ende des Schaftes angreifen, wenn das Verschluß;tück an eine andere Stelle verlegt ist, z.B. über ein Zwischenstück verstellt wird.

Claims (16)

PATENTANSPRÜCHE

1. ventil, insbesondere thermostatisches Expansionsventil für Kälte anlagen, mit einem einen Eintritts- und Austrittskanal sowie einen Ventilsitz aufweisenden Gehäuse und einem das Verschlußstück steuernden Schaft, der unter dem Einfluß einerseits eines Arbeitselements und andererseits einer diesem entgegenwirkenden Sollwertfeder steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine im wesentlichen gerade Biegefeder (18) ist, die in einem sich etwa senkrecht zum Schaft (15) erstreckenden Gehäuse-Hohlraum (6) angeordnet, mit einem Ende am Schaft angebracht und mit dem anderen Ende in einem im Hohlraum gehaltenen Lager (19J 21, 26) befestigt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (6) zwischen Arbeitselement (9) und Ventilsitz (3) von dem den Schaft (15) aufnehmenden Gehäuse-Durchbruch abzweigt.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (6) gleichachsig mit dem Austrittskanal (5) angeordnet ist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (6) eine Verlängerung des Austrittskanals (5) bildet (Fig. 1 -3).

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (6) durch das Federlager (19) abgeschlossen ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (6) von einem Teil des Austrittskanals (5) gebildet ist (Fig. 4-5).

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federlager (26) nahe dem stutzenseitigen Ende des Austrittskanals (5) angeordnet ist.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Federlager (21, 26) einstellbar im Hohlraum (6) gehalten ist.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Federlager (21) drehbar im Hohlraum (6) gehalten ist und an eier exzentrischen Fläche (23) ein Stellorgan (22), z.Bs eine Schraube, angreift.

10. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Federlager (26) drehbar im Hohlraum (6) gehalten ist und ein Stellorgan (31) an einem aus dem Lager herausragenden freien Ende der Biegefeder (18) angreift,

11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Biegefeder (18) um 1800 zurückgebogen ist.

12. Ventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Biegefeder (18) mit einem rechwinklig abgebogenen Haken (30) in eine Aussparung des Stellorgans (31) eingreift.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Federlager (26) eine zylindrische Rolle ist, die mit ihren Enden in zwei parallelen Nuten (27) gehalten ist.

140 Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet7 daß der Eintrittskanal (2), eine an den Ventilsitz (3) anschließende Diese (43 und eine Schaftführung (7) koaxial angeordnet sind und senkrecht zum Austrittskanal (5) stehen und daß der Düseidurchmesser mindestens gleich dem Schaftdurchmesser ist.

15. Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4) einstückig mit dem Gehäuse (1) ausgebildet ist.

16. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan (22, 31) eine Axialverschiebung der Biegefeder (18) bzw. des Federlagers (21) verhindert und seinerseits eine Sperre (25) gegen Herausnahme hat0 L e e r s e i t e