DE2511370A1

DE2511370A1 - Reversierschieber

Info

Publication number: DE2511370A1
Application number: DE19752511370
Authority: DE
Inventors: James Meredith Thornbery
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1974-03-14
Filing date: 1975-03-14
Publication date: 1975-09-18
Also published as: IT1034264B; FR2264234A1; ES435623A1; US3894561A; JPS50127232A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DiPL-IMG

H. KlNKELDEY

DRING

W. STOCKMAlR

DR.-ING ■ AeE (CALTEOfl

K. SCHUMANN

, DR RER. NAT. OPU-PHYS

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

DRFERNAT-DIPL-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DRRER06CING

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

LINDAU

PH 9031 14. März 1975

THE SINGER CO.

30 Rockefeiler Plaza, New York, New York 10020, USA

Revers!erschieber

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reversierschieber insbesondere für den Anschluß am Kompressor einer Kühlanlage zum Umsteuern der Strömungsrichtung zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator der Anlage, mit einem eine Schieberkammer aufweisenden Gehäuse, einem in der Kammer mündenden Einlaß, einem in der Kammer mündenden Auslaß, einem Paar nahe dem Auslaß angeordneter Durchlässe, einem in der Kammer angeordneten Steuerglied,

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TELEFON (Ο8β) 20 38 62 TELEX O5-29 38Ο TELEGRAMME MONAPAT

welches zwischen zvrei Stellungen verschieblich ist, in deren jeder jeweils einer der Durchlässe mit dem Auslaß und der andere mit der Kammer strömungsverbunden ist, mit zwei am Gehäuse angeordneten Zylindern, zwei in den Zylindern angeordneten Kolben, welche untereinander und mit dem Steuerglied verbunden sind, einer mit dem Raum zwischen den Kolben ströinungsverbundenen Leitung für die Druckspeisung desselben und mit den Räumen an den gegenüberliegenden Seiten der Kolben strömungsverbundenen Leitungen für die'Druckspeisung dieser Räume.

Ein Reversierventil der vorstehend bezeichneten Art ist aus der US-PS 2 976 701 bekannt. Bei diesem haben die beiden Kolben gleichen Durchmesser, und die zur Betätigung notwendigen Druckunterschiede v/erden dadurch erzeugt, daß das Druckmittel von der einen zur anderen Seite wenigstens eines Kolbens überströmen kann. Die dafür vorgesehenen Überströiadurchlässe werden jedoch ziemlich leicht durch Schmutzteilchen verstopft;

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Reversierschieber zu schaffen, bei welchem keine solchen Überströmdurchlässe notwendig sind.

Diese Aufgabe ist bei einem Reversierschieber der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eine Zylinder einen Kolben großen Durchmessers und der andere Zylinder einen Kolben kleineren Durchmessers enthält, so daß das : Steuerglied aufgrund der Einwirkung der unterschiedlichen Drücke in der einen Stellung auf die beiden Seiten des kleineren Kolbens und in der anderen Stellung auf die verschieden großen Koibenflachen.bei einer Änderung des zwischen den beiden Seiten des größeren Kolbens herrschenden Druckunterschieds zwischen den beiden Stellungen bewegbar ist. ■ _:.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Längsschnittansieht eines

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Vierwege-Reversierschiebers in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, mit einer daran angeschlossenen Kühlanlage,

Fig. 2 eine Anoicht im waagerechten Schnitt zur Darstellung der Verbindung der Kolben untereinander und mit dem Steuerglied,

Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Vierwege-Reversierschiebers in einer anderen Ausführungsform und

Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.

Ein in der Kühlanlage nach Fig. 1 dargestellter Kompressor 10 speist eine Schieberkammer 14 in einem Schiebergehäuse 16 über eine Leitung 12 mit heißem Kühlmittel. In der eingezeichneten Stellung eines Steuerglieds 18 strömt das heiße Kühlmittel über einen Durchlaß 20 und eine Leitung 22 zu einem Kondensator 24. Vom Kondensator 24 strömt das Kühlmittel unter Steuerung durch ein Drosselventil 26 zu einem Verdampfer 28, und von diesem über eine Leitung 30 zu einem nun unter dem Steuerglied 18 ausmündenden Durchlaß 32. Das Steuerglied 18 leitet das Kühlmittel zu einem Auslaß 34, von welchem aus es über eine Leitung 36 zum Kompressor 10 zurückströmt. In diesem Betribeszustand ist also der Kondensator 24 heiß und der Verdampfer 28 kalt. Wird die Strömung in im folgenden beschriebener Weise umgesteuert, so kehrt sich die Wirkungsweise des Verdampfers und des Kondensators um, so daß der vorher kalte Verdampfer dann heiß ist und zur Beheizung anstatt zur Kühlung eines Raums herangezogen werden kann.

Die Bewegungen des in einer Mittelkammer 14 des Gehäuses 16 angeordneten Steuerglieds 18 sind mittels zweier ver-

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schieden großer und starr miteinander verbundener Kolben 38, 40 bewirkbar. Eine zwischen dem Kolben 40 und einem ihm zugeordneten Zylinderkopf 50 gebildete Kammer 42 ist je nach der Stellung eines Dreiwegeschiebers 46 über eine Leitung 44 mit hohem oder niedrigem Druck gespeist. In der gezeigten Stellung erfolgt die Speisung mit hohem Druck von der Leitung 12 über eine Leitung 48, den Dreiwegeschieber 46 und die Leitung 44» Damit ist der Kolben 40 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung an beiden Seiten mit hohem Druck beaufschlagt, so daß sich kein Drucküberschuß für die Bewegung des Kolbens 40 einstellt. Bei Betätigung des Dreiwegeschiebers 46 in eine zweite Stellung wird die Kammer 42 von der Leitung 36 aus über eine Leitung 52» den Dreiwegeschieber 46 und die Leitung 44 mit niedrigem Druck gespeist. Dadurch ergibt sich ein Druckunterschied an den beiden Seiten des Kolbens 40, welcher diesen nach rechts zu verschieben trachtet.

In der linken Seite trägt das Gehäuse 16 einen Zylinder 54 kleineren Durchmessers, mit einer zwischen dem Kolben 38 und einem Zylinderkopf 58 gebildeten Kammer 56. Diese ist über eine Leitung 60 mit der Leitung 36 strömungsverbunden und daher immer mit niedrigem Druck gespeist. Die beiden Kolben 38 und 40 sind über eine Stange 62 starr miteinander verbunden. Diese hat in der Mitte ein abgeflachtes, verbreitertes und von einer öffnung durchsetztes Teil 64, welches das Steuerglied 18 umgreift und es dadurch bewegungsübertragend mit den Kolben verbindet. Unter dem verbreiterten Teil 64 der Stange 62 sitzt eine Blattfeder 66 mit etwa M-förmigem Profil (Fig. 1). Diese sitzt mit ihren Enden auf an beiden Seiten des Steuerglieds 18 hervorstehenden Randstegen 68 auf und stützt sich mit den beiden Erhebungen an der Unterseite der Verbreiterung 64 der Stange 62 ab, so daß das Steuerglied in Anlage an eine von den

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Durchlässen 20, 32 und 34 durchsetzte ebene Fläche 70 belastet ist. Die Abmessungen eines im Steuerglied 18 vorhandenen Hohlraums 72 und die Breite der Bandstege sind ausschlaggebend für die Steuerung des Schiebers im Hinblick darauf, einen Druckausgleich während der Bewegung des Steuerglieds zu verhindern. Käme es nämlich zu einem solchen Druckausgleich, so wurden die die Kolben beaufschlagenden Betätigungskräfte einander ausgleichen, und der Schieber bliebe hängen.

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung herrscht also zu beiden Seiten des Kolbens 40 der gleiche Druck. Zwischen der hochdruckgespeisten Kammer 14 an einer Seite des kleineren Kolbens 38 und der niederdruckgespeisten Kammer 56 an der anderen besteht jedoch ein Druckunterschied. Dadurch ist der Kolben 38 nach links belastet, so daß beide Kolben in der gezeigten Stellung gehalten sind. Wird nun der Dreiwegeschieber 46 betätigt, um die Kammer 42 mit niedrigem Druck zu speisen, so ergibt sich zu beiden Seiten des größeren Kolbens 40 der gleiche Druckunterschied wie am kleineren Kolben 38. Da jedoch der größere Kolben eine etwa doppelt so große Fläche hat wie der kleinere, ergibt sich ein Kraftüberschuß, welcher die miteinander verbundenen Kolben 38 und 40 und damit das Steuerglied 18 nach rechts verschiebt, so daß die Strömung zwischen dem Verdampfer 28 und dem Kondensator 24 nun in umgekehrter Richtung verläuft und der vorher kalte Verdampfer 28 nun heiß wird, so daß er anstatt zur Kühlung nun zur Beheizung eines Raums herangezogen werden kann. Die Kolben 38 und 40 haben an ihren äußeren Stirnseiten jeweils einen Anschlagdämpfer 37 bzw. 41, welcher zum Begrenzen der Kolbenbewegungen auf dem jeweiligen Zylinderkopf aufsetzt.

Die in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform erfordert einen etwas höheren Aufwand für ihre Herstellung und zeigt im wesentlichen die Möglichkeit auf, den vorstehend beschrie-

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benen Aufbau abzuwandeln. Der kleinere Kolben 138 ist hier über eine Spindel 90 mil: dem größeren Kolben 140 verbunden. Einde die Spindel 90 zwischen den Kolben umgebende Kammer 94 ist über eine Leitung 96 mit niedrigem Druck gespeist. Der den größeren Durchmesser aufweisende Zylinder 92 ist mittels eines Rings 93 an der rechten Seite des Schiebergehäuses 16 befestigt. Zur Begrenzung der Kolbenbewegung nach links kommt ein Endflansch 91 der Spindel 90 in Anlage am Ring 93·

Die über die Leitung 96 immer mit dem niedrigen Druck gespeiste Kammer 94 ist durch Verstellen des Dreiwegeschiebers 46 aus der gezeigten in eine zweite Stellung mit einer Kammer 142 zwischen dem Kolben 140 und dem Zylinderkopf 102 verbindbar. In der gezeigten Stellung ist die Kammer 142 über die Leitung 48, den Dreiwegeschieber 46 und eine Leitung 144 mit hohem Druck gespeist. Damit herrscht also sowohl in der Zylinderkammer 142 als auch in der Schieberkammer 114 hoher Druck. Der in der Kammer 94 herrschende niedrige Druck bleibt ohne Wirkung, so daß also ein die Kolbenanordnung nach links in die gezeigte Stellung belastender Druck- bzw. Kraftüberschuß vorhanden ist.

Die Kolbenanordnung ist mit dem Steuerglied 18 über eine Stange 162 verbunden, deren aufwärts gewinkeltes linkes Ende 98 sich über eine Kappe 100 aus Nylon oder einem anderen reibungsarmen Material an der oberen Seite des Gehäuses 16 abstützt, so daß die Stange 162 nicht von der zwischen ihr und dem Steuerglied 18 sitzenden Feder 166 ausgehoben werden kann.

Wird in dieser Stellung der Dreiwegeschieber 46 betätigt, so wird die Zylinderkammer 142 mit niedrigem Druck gespeist. Dadurch entsteht aus der Differenz zwischen dem in der Kammer 114 herrschenden hohen Druck und dem

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in der Zylinderkammer 14-2 vorhandenen niedrigen Druck ein Kraftüberschuß, so daß sich die Kolbenanordnung nach rechts verschiebt, bis der Anschlagdämpfer 14-1 am Zylinderkopf 102 aufsetzt.

Der für die Kolbenbewegung erforderliche Druckunterschied beträgt ca. 0,7 at. und ist im Betrieb der Kühlanlage ohne Schwierigkeit erzeugbar. Die auf die Kolben einwirkenden Kräfte brauchen lediglich die statische Reibung zu überwinden.

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Claims

1. Reversierschieber insbesondere für den Anschluß am Kompressor einer Kühlanlage zum. Umsteuern der Strömungsrichtung zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator der Anlage, mit einem eine Schieberkammer aufweisenden Gehäuse, einem in der Kammer mündenden Einlaß, einem in der Kammer mündenden Auslaß, einem Paar nahe dem Auslaß angeordneter Durchlässe, einem in der Kammer angeordneten Steuerglied, welches zwischen zwei Stellungen verschieblich ist, in deren jeder jeweils einer der Durchlässe mit dem Auslaß und der andere mit der Kammer strömungsverbunden ist, mit zwei am Gehäuse angeordneten Zylindern, zwei in den Zylindern angeordneten Kolben, welche untereinander und mit dem Steuerglied verbunden sind, einer mit dem Raum zwischen den Kolben strömungsverbundenen Leitung für die Druckspeisung desselben und mit den Räumen an den gegenüberliegenden Seiten der Kolben strömungsverbundenen Leitungen für die Druckspeisung dieser Räume, dadurch gekennzeichnet , daß der eine Zylinder einen Kolben (4-0, 14-0) großen Durchmessers und der andere Zylinder einen Kolben (38;138) kleineren Durchmessers enthält, so daß das Steuerglied aufgrund der Einwirkung der unterschiedlichen Drücke in der einen Stellung auf die beiden Seiten des kleineren Kolbens und in der anderen Stellung auf die verschieden großen Kolbenflächen bei einer Änderung des zwischen den beiden Seiten des größeren Kolbens herrschenden Druckunterschieds zwischen den beiden Stellungen bewegbar ist.

2. Reversierschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Seite des kleineren Kolbens (38;138) der Schieberkammer (14;114) zugewandt und von dem darin herrschenden Druck beaufschlagt ist und daß die andere Seite des kleineren Kolbens von einem niedrigeren Druck beaufschlagt ist.

3. Reversierschieber nach Anspruch 1, gekennzeichne' t durch einen Dreiwege-Betätigungsschieber, welcher zur .änderung des Drucks in den den Kolben (4-0;

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140) enthaltenden Zylinder betätigbar ist.

4. Reversierschieber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberkammer (14) zwischen den beiden Kolben (38 und 40) liegt.

5. Reversierschieber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiwegeschieber zwischen einer ersten Stellung, in welcher die zwischen den Kolben liegende Schieberkammer (14) mit dem Raum zwischen dem Kolben (40) größeren Durchmessers und dem zugeordneten Zylinderkopf (50) stromungsverbunden ist, und einer zweiten Stellung betätigbar ist, in welcher der Auslaß (34) mit dem Raum zwischen dem Kolben (40) größeren Durchmessers und dem Zylinderkopf (50) stromungsverbunden ist, und daß der Raum zwischen dem Kolben (38) kleineren Durchmessers und dem zugeordneten Zylinderkopf (58) mit dem Auslaß (34) verbunden ist.

6. Reversierschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kolben (138, 140) an einem Ende der Schieberkammer (114) angeordnet sind.

7. Reversierschieber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiwegeschieber zwischen einer ersten Stellung, in welcher der Raum zwischen dem Kolben (140) und dem zugeordneten Zylinderkopf (102) mit dem Einlaß (12) stromungsverbunden ist, und einer zweiten Stellung, in welcher der Raum zwischen dem Kolben (140) größeren Durchmessers und dem Zylinderkopf (102) mit dem Auslaß stromungsverbunden ist, betätigbar ist, daß der Raum zwischen den Kolben mit dem Auslaß stromungsverbunden ist und daß der Raum an der gegenüberliegenden Seite des Kolbens (138) kleineren Durchmessers mit dem Einlaß stromungsverbunden ist.

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