DE2029289B2

DE2029289B2 - Thermostatisch gesteuertes Ventil für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2029289B2
Application number: DE19702029289
Authority: DE
Inventors: Samuel Hyman Deerfield IU. Schwartz (V.StA.)
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1969-10-24
Filing date: 1970-06-13
Publication date: 1972-12-28
Also published as: FR2065824A5; GB1277347A; DE2029289A1; JPS4920340B1; US3659783A

Description

In vorteilhafter Weise wird durch dieses Ventil

eine direkte Verbindung zwischen dem Verdampfer

υηα der Saugseite des Kompressors ermöglicht.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein thermostatisch gesteu- 50 unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erertes Ventil für eine Klimaanlage in einem Kraftfahr- läutert werden. Es zeigt

zeug, die einen Kompressor, der eine Saug- und F i g. 1 ein Schaltbild einer Kraftfahrzeugklimaan-

Druckseite hat, einen Kondensor, einen Verdamp- lage,
fer und ein Expansionsventil aufweist. F i g. 2 eine Schnittansicht des Ventils.

Die Verdampferschlangen von Kraftfahrzeugkli- 55 In Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Kraftfahrzeugmaanlagen weisen häufig einen Eisbelag auf, der klimaanlage und einer Kühlschleife dargestellt. Die durch das Gefrieren eines Kondensats auf den Ver- Anlage weist einen Kompressor 10 auf, mit dem die dampferschlangen entsteht und durch den die Luft- Temperatur und der Druck eines gasförmigen Kühlströmung durch diese Schlangen hindurch blockiert mittels erhöht wird, einen Kondensor 11, in dem das wird. Wenn dies auftritt, steigt die Temperatur im 60 Kühlmittel »eine Wärme abgibt, ein Expansionsventil Fahrzeug, wodurch eine größere Kühlung benötigt 12, in dem sich das Kühlmittel von einem Hochdruck wird, bis der Verdampfer vollständig gegen eine im Kondensor auf einen Niederdruck im Verdampfer Luftströmung durch die Verdampferschlangen hin- 13 entspannt und eine Saugleitung 15, die vom Verdurch blockiert ist, während das Kühlsystem mit vol- dämpfer zur Saugseite des Kompressors führt und die ler Kapazität läuft. 65 mit der Saugseite des Kompressors über ein thermo-

Bisher wurde das Gefrieren dadurch verhindert, statisch gesteuertes Ventil 16 verbunden ist. Dieses daß ein Rippen-Temperaturthermostat am Verdamp- Ventil weist einen Auslaß 17 auf, der in einem Ani>r angebracht wurde, der den Kompressor abstoppt, saugkopf 18 des Kompressors 10 mündet. Ein Ge-

blase 19 drückt Luft durch die nicht dargestellten Verdampferschlangen, um den Innenraum des Fahrzeugs zu kühlen, wobei ein Steuerthermostat 20, de<-auf die Umgebungstemperatur anspricht, im Innern des Fahrzeuges vorgesehen ist, der das Expansionsventil 12 in üblicher Weise steuert und damit die Temperatur innerhalb des Fahzeugs.

Das thermostatisch gesteuerte Ventil 16 weist ein Gehäuse 21 für ein auf Temperaturänderungen ansprechendes Regelorgan 23 auf. Dieses Gehäuse weist einen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser auf, in dem ein kegelstumpfförmig ausgebildeter Ventilsitz 24 angeordnet ist, und zwar an der Verbindungsstelle dieses Abschnitts mit dem Gehäuseabschnitt mit geringerem Durchmesser, der eine End wandung 27 hat. Ein Tellerventil 25 arbeitet mit diesem Ventilsitz 24 zusammen, um die Strömung des Kühlmittclgases vom Verdampfer durch einen Einlaß 26 in der Endwandung 27 und durch den Auslaß 17 hindurch zu steuern. Dieser Auslaß ν eist einen HaI-tcrungsring 28 auf, der in den Endabschnitt des Gehäuses 21 mit größerem Durchmesser eingeschraubt ist. Der Halteiungsring 28 weisi einen ausgesparten Abschnitt 29 auf. der einen Sitz für ein Ende einer Feder 30 bildet. Diese Feder erstreckt sich um ein kappenartiges Gehäuse 31 des auf Temperaturanderungen ansprechenden Regelorgans. Die Feder sitzt mit ihrem anderen Ende auf der stromab gelegenen Seite des Ventils 25 und spannt das Ventil 25 zum Sitz 24 hin vor. Der Abschnitt mit größerem Durchmesser des Gehäuses 21 ist in den Kompressorkopf 18 eingeschraubt.

Das auf Temperaturänderungen ansprechende Regelorgan weist das kappenariige Gehäuse 31 auf. welches das Ventil 25 trägt, und die Teile können integral ausgebildet sein oder auch getrennt, wobei das Ventil „m Gehäuse in geeigneter Weise befestigt ist.

Das kappenartige Gehäuse 31 weist einen ausdehnbaren Metallbalgen 33 auf, der an diesem befestigt ist. wobei dieser Balgen mit dem Innern des Gehäuses in Verbindung steht. Das Gehäuse und der Metallbalgen können miteinander verbunden und abgedichtet sein, beispielsweise durch Verschweißung oder Verlötung oder in irgendeiner anderen Art. Das Ende des Balgens 33, das dem Gehäuse 31 gegenüberliegt, weist ei^en Abschnitt 35 mit vermindertem Durchmesser auf, und dieser Abschnitt hat eine integrale Endwandung 36 und erstreckt sich in eine zylindrische Aussparung 37 hinein, die in der Innenseite der Endwandung 27 ausgebildet ist.

Das kappenartige Gehäuse 31 und der flexible Metallbalgen 33 können ein wachsartiges, thermisch ausdehnbares Material enthalten. Dieses Material kann die Form eines kristallinen Materials haben, wobei beispielsweise ein Wachs vorgesehen sein kann, welches ein elastisches Bindemittelmaterial in

Lösung enthält, wobei das kristalline Material sich beim Schmelzen ausdehnt und im Betriebsbereich des Elements schmelzbar ist. Wenn das schmelzbare Material mit anderen Materialien kombiniert ist, so ändert dieses seinen Zustand im gewünschten Be ireibsbereich des Elements, und es wird ein Arbeits mittel geschaffen. Dieses Arbeitsmittel kann gemäß dem gewünschten Betriebsbereich des Elements ausgewählt werden.

Wie die Fig.2 zeigt, ist der Metallbalgen 33 im

normalen Temperaturbereich des auf Temperaturänderungen ansprechenden Materials ausgedehnt und hält das Ventil 25 gegen die Vorspannung der Feder 30 geöffnet. Wenn die Temperatur des Kühlmittels im Verdampfer eine Tcmp iatur erreicht, die ein Ge-

frieren des Kondensats aut c'cn Verdampferschlangen bewirkt, so wird die Temperatur des Kühlmittels, welches vom Verdampfer kommend durch das Gehäuse 2i hindurchgeht, herabgesetzt. Das auf Temperaturänderungen ansprechende Material im Balgen

33 und im kappenartigen Gehäuse 31 zieht sich dann zusammen. Dadurch wird die Gasströmung vom Verdampfer zum Kompressor vermindert, und es wird erreicht, daß die Verdampfertemperatur oberhalb einer Temperatur gehalten wird, bei der das Kondensat auf den Schlangen oder Rippen des Verdampfers gefriert, wobei bei dieser kritischen Temperatur die Luftströmung durch die Schlangen vollständig blokkiert wird, während die Klimaanlage mit voller Kapazität läuft.

Beim dargestellten Ausfi-.hrungsbeispiel tritt das Gas in das Ventilgehäuse ein und strömt längs des Balgens 33, am Ventil 25 vorbei zum Kompressor, und zwar längs der Feder und dem Gehäuse 31. Es sei bemerkt, daß das Ventil und die Strömung umgekehrt werden können, wobei die Strömung durch das Ventil längs des Gehäuses 31 und der Feder 30 erfolgt und dann zu dem ausdehnbaren Balgen 33 hin und aus dem Ventilgehäuse heraus in den Kompressor, und zwar durch die öffnung 26. Das Ventil arbeitet mit einer Strömung in jeder Richtung. Bei der Strömung in einer umgekehrten Richtung gegenüber der dargestellten, wobei das Ventil umgekehrt ist, so daß das Ende des Ventilgehäuses, welches bisher der Einlaß war, mit dem Kompressorkopf verbunden ist,

oo werden die Kräfte, die durch den Druckabfall am Ventil erzeugt werden, durch den verhältnismäßig inkompressiDlen Wachsbalgen kompensiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunp en

Claims

ι 2 O bis die Rippentemperatur am Verdampfer über die Patentansprüche: Gefriertemperatur ansteigt. Es wurde ebenfalls ver sucht, dieses Gefrieren dadurch zu verhindern, daß

1. Thermostatisch gesteuertes Ventil für eine Heißgas-Bypass-Ventile verwendet wurden, die Gas Klimaanlage in einem Kraftfanrzeug, die einen 5 durch die Kondensorschlangen abgaben und daß Kompressor, der eine Saug- und Druckseite hat, Verdampferdruckregelventile verwendet wurden, einen Kondensator, einen Verdampfer und ein Derartige Systeme benötigen zusätzliche Steuerungen, Expansionsventil aufweist, dadurch ge- Anschlüsse und Leitungen, und erhohen ganz erhebkennzeichnet, daß der Einlaß (26) des Hch die Kosien für das System und die Wartung, die Ventilgehäuses (21) mit dem Verdampfer (13) io erforderlich ist, um das System wirksam in Betrieb und der Auslaß (17) mit der Saugseite (18) des zu halten.

Kompressors (10) verbunden sind, daß das die Der Erfindung lieg: die Aufgabe zugrunde, die

Gasströmung vom Verdampfer (13) zum Korn- Finrichtungen zur Verhinderung eines Zugefrierens

pressor (10) steuernde Ventil (16) in die Schließ- des Verdampfers zu vereinfachen und daont be-

stellung vorgespannt ist, daß in an sich bekannter 15 triebssicherer zu gestalten.

Weise ein auf Temperaturänderungen anspre- Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß chendes P.egclorgan (23) in dem Ventilgehäuse der Finlaß des Ventilgehäuse* mit dem Verdampfer angeordnet is. und daß das Regelorgan (23) der- und der Auslaß mit der Saugseite des Kompressors art mit dem Ventil (25) in Wirkverbindung steht, verbunden sind, daß das die Gasströmung ^>m daß bei einer vorbestimmten Temperaturerniedri- 20 Verdampfet /um Kompressor steuernde Ventil in die gung des Kühlmittelgases die Gasströmung zum Schließstellung \orgespannt ist. daß in an sich beKompressor beschränkt wird. kannter Weise ein auf Temperaturänderungen an-

2. Thermostatisch gesteuertes Ventil nach An- sprechendes Regelorgan im Ventilgehäuse angeordspruchl. dadurch gekennzeichnet, daß das auf net ist und daß das Regelorgan derart mit dem Ventil Temperaturänderungen ansprechende Regeior- 25 in Wirkverbindung steht, daß bei einer vorbestimm gan (23) ein scnmelzbares, thermisch ausdehnba- ten Temperaturerniedrigung des Kühlmittelgascs die res Material ist, das in an sich bekannter Weise Gasströmung zum Kompressor beschränkt wird.

in einem ausdehnbaren Balgen (33) enthalten ist. In einfacher Weise wird hier die Gasströmung

der zwischen dem Gehäuse (16. 28) und dem vom Verdampfer /um Kompressor durch die Tempe-

Ventil (25) angeordnet ist. 30 ratur des Gases im Verdampfer gesteuer' so daß die

3. Thermostatisch gesteuerte¹ Ventil nach An- Gasströmung vom Verdampfer begren werden spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kann, um die Temperatur der Schlangen od«. Rippen Ventil in an sich bekannter Weise ein Tellerventil im Verdampfer oberhalb des Gefrierpunktes zu hal-(25) ist und daß eine Feder (30) das Ventil in die ten. In einfacher Weise kann dieses Ventil an der Schließstellung vorspannt. 35 Sadgseite des Kompressors angeordnet werden.

4. Thermostatisch gesteuertes Ventil nach An- Bei einer bevorzugten Ausfüi.ningsform kann das spruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Temperaturänderungen ansprechende Regelor-Balgen (33) in an sich bekannter Weise axial mit gan ein schmelzbares, thermisch ausdehnbares Matedem Ventil (25) fluchtet und zwischen dem Ein- rial sein, das in an sich bekannter Weise in einem laßende (26) des Gehäuses (16) und dem Ventil 40 ausdehnbaren Balgen enthalten ist, der zwischen dem (25) angeordnet ist und das Ventil in der offenen Gehäuse und dem Ventil angeordnet ist. Bei einer Stellung hält und eine Bewegung des Ventils in weiteren vorbedachten Ausführungsform kann das die Schließstellung bei der vorbestimmten Tem- Ventil in an sich bekannter Weise ein Tellerventil peraturerniedrigung aufnimmt. sein und es kann eine Feder vorgesehen sein, die das

45 Ventil in die Schließstellung vorspannt.