DE4410346A1 - Ventil, insbesondere thermostatisches Expansionsventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere thermostatisches Expansionsventil, mit einem einen Ven­ tilsitz tragenden Gehäuse, mit einem Verschlußstück, das durch die Kraft eines Arbeitselements gegen die Kraft einer Sollwertfeder verlagerbar ist, und mit ei­ ner in einen seitlichen Stutzen aufgenommenen Sollwert- Einstellvorrichtung, die mit einer Druckfläche an einer Schrägfläche eines die Sollwertfeder abstützenden, axi­ al geführten Tellers angreift und eine Stellschraube zur Verstellung der Druckfläche mit einer zur Teller­ achse radialen Komponente aufweist.

Derartige Ventile sind beispielsweise aus DE-PS 9 64 241 oder Fig. 7 der US-PS 5 186 207 bekannt. Die Ansteue­ rung über eine Schrägfläche des die Sollwertfeder ab­ stützenden Tellers hat den Vorteil, daß sich eine ge­ drungene Bauform ergibt. Die Herstellung erfordert aber in erheblichem Maß eine spanabhebende Bearbeitung, bei­ spielsweise durch Anbringung eines Gewindes in dem die Sollwert-Einstellvorrichtung aufnehmenden Stutzen.

In den Fig. 1 und 4 der US-PS 5 186 207 sind Ein- und Austrittstutzen durch in das restliche Gehäuse einge­ setzte Rohrabschnitte gebildet. Ein Druckstück greift zwecks Justierung mit einer schrägen Druckfläche an der Schrägfläche des die Sollwertfeder abstützenden Tellers an und ist durch Eindrückungen in der Rohrwand des Aus­ trittsstutzens in seiner Lage gesichert. Hierbei ist jedoch eine nachträgliche Sollwert-Einstellung nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem eine spanabhebende Bearbeitung im Bereich der Sollwert-Ein­ stellvorrichtung reduziert oder völlig vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einstellvorrichtung ein Druckstück aufweist, das die Druckfläche trägt, gegen Drehung gesichert ist und eine Gewindebohrung besitzt, und daß die Stellschraube mit ihrem Schaft in die Gewindebohrung greift und durch Abstützung am Stutzen gegen Verschiebung gesichert ist.

Durch die Trennung von Druckfläche und Stellschraube kann der Gewindeeingriff vom Gehäuse zum Druckstück verlagert werden. Am Gehäuse sind lediglich Mittel zur Verhinderung der Drehung des Druckstücks und der Axial­ verschiebung der Stellschraube erforderlich. Dies läßt sich ohne spanabhebende Bearbeitung des Gehäuses erzie­ len. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich die schräge Druckfläche nicht mit der Stellschraube dreht. Die Druckfläche kann daher großflächig an der Schräg­ fläche des die Sollwertfeder abstützenden Tellers an­ liegen.

Besonders günstig ist es, daß der Stutzen als Blech­ formteil ausgebildet ist. Das Blech läßt sich leicht verformen, um die verbleibenden Funktionen (Drehsiche­ rung, Anschlag) zu erfüllen.

Günstig ist es auch, daß der Stutzen durch ein im we­ sentlich zylindrisches Rohr gebildet ist, das an ein Basisgehäuse angesetzt ist. Das Rohr kann zusammen mit der Einstellvorrichtung vorgefertigt und anschließend mit dem Basisgehäuse verbunden werden.

Eine besonders einfache Verdrehsicherung ergibt sich, wenn das Druckstück mindestens eine Längsnut am Umfang aufweist, in die eine Einprägung der Stutzenwand ein­ greift.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein den Kopf der Stellschraube umgebenden Dichtring vorgesehen, dessen Lage einerseits durch einen Flansch am Kopf und ande­ rerseits durch eine am Kopfanliegenden Begrenzungs­ ringscheibe, die durch eine Einprägung der Stutzenwand an Ort und Stelle gehalten wird, gesichert ist. Die Einprägung kann mit derjenigen zur Verdrehsicherung identisch sein. Der so zwischen Flansch und Ringscheibe festgehaltene Dichtring bewirkt eine gute Abdichtung gegenüber dem im Gehäuse befindlichen Medium, insbeson­ dere einem Kältemittel.

Des weiteren empfiehlt es sich, daß am äußeren Ende des Stutzens eine Buchse eingesetzt ist, an der sich der Kopf der Stellschraube abstützt. Diese Buchse bildet daher einen Anschlag, der die Stellschraube gegen Axi­ alverschiebung sichert.

Vorzugsweise ist die Buchse durch Einprägungen der Stutzenwand arretiert. In aller Regel genügen die Ein­ prägungen zum sicheren Festhalten der Buchse.

Mit Vorteil weist der Kopf der Stellschraube einen In­ nensechskant auf, dessen Abmessungen kleiner sind als der Innendurchmesser der Buchse. Die Stellschraube läßt sich daher trotz des Vorhandenseins der Buchse gut ver­ stellen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür ge­ sorgt, daß die Buchse ein Innengewinde aufweist, in das der Schaft einer Dichtungsschraube eingreift, deren Kopf eine Dichtringscheibe gegen die äußere Stirnfläche des Stutzens preßt. Diese Dichtungsschraube stellt eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme dar, die ein Austreten des Mediums aus dem Ventilgehäuse zuverlässig verhin­ dert.

Hierbei empfiehlt es sich, daß der Kopf der Dichtungs­ schraube sowohl einen Innensechskant, der gleich demje­ nigen der Stellschraube ist, als auch einen Außensechs­ kant aufweist. Sollte bei einem Expansionsventil einer Kälteanlage der Innensechskant der Dichtungsschraube vereisen, kann man sie immer noch mit Hilfe des Außen­ sechskants verstellen. Ein Vereisen des Innensechskants der Stellschraube ist nicht zu befürchten, da der Käl­ tekreislauf keine Feuchtigkeit enthält.

Vorteile bietet es auch, daß der Stutzen einen Flansch mit eingeprägten Schweißwarzen aufweist, mit denen er am Basisgehäuse angeschweißt ist, wobei der Zwi­ schenraum zwischen Flansch und Basisgehäuse mit Lötmit­ tel ausgefüllt ist. Der Stutzen kann daher die Ein­ stellvorrichtung aufnehmen und dann am Basisgehäuse durch Schweißen angeheftet werden, so daß bei dem nach­ folgenden Lötvorgang die Kraft der Sollwertfeder keinen Einfluß auf die Lage des Stutzens hat.

Zweckmäßigerweise ist der Stutzen ein Tiefziehteil. Solche Tiefziehteile lassen sich billig fertigen, zumal derartige Ventile in großen Stückzahlen hergestellt werden.

Das Druckstück sollte vorzugsweise ein Sinterteil sein. Durch Sintern kann man die gewünschte Form einschließ­ lich der Gewindebohrung ohne Schwierigkeiten herstel­ len, zumal das Druckstück ein verhältnismäßig kleines Bauteil ist.

Die Stellschraube bzw. die Buchse kann insbesondere ein durch Kaltfließen hergestelltes Teil sein. Auch dies ergibt eine billige Fabrikation.

Des weiteren kann die Begrenzungsringscheibe bzw. die Dichtringscheibe ein Stanzteil sein.

Alle vorgenannten Teile lassen sich daher ebenfalls ohne spanabhebende Bearbeitung herstellen, so daß der Stutzen und die gesamte Einstellvorrichtung durch mate­ rialbewahrende Vorgänge hergestellt werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ven­ tils, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Stutzens zur Aufnahme der Sollwert-Einstellvorrichtung,

Fig. 3 eine Ansicht des Stutzens der Fig. 2 von links und

Fig. 4 eine perspektivische Schnittdarstellung des Stutzens mit eingesetzter Sollwert-Einstellvor­ richtung.

Das in Fig. 1 veranschaulichte Expansionsventil besitzt ein Basisgehäuse 1, an das ein Eingangsstutzen 2, ein Ausgangsstutzen 3 und ein Stutzen 4 für die Sollwert- Einstellvorrichtung 5 jeweils mittels eines Flansches 6, 7 bzw. 8 angelötet sind. Basisgehäuse und Stutzen bestehen aus Blechformteilen, die durch Tiefziehen her­ gestellt worden sind. Zwischen einem Deckelring 9 und einer Deckelplatte 10 ist die Membran 11 eines Arbeits­ elements 12 eingespannt. Der Raum oberhalb der Membran ist über ein Kapillarrohr 13 mit einem Druckfühler oder einem druckerzeugenden Temperaturfühler verbunden, des­ sen Druck die Membran 11 von oben belastet. In Gegen­ richtung wirkt auf die Membran 11 der im Ventil herr­ schende Kältemitteldruck und eine sich auf einem Teller 14 abstützende Sollwertfeder 15. Die Membran verstellt das nicht veranschaulichte Verschlußstück des Ventils in der Weise, daß der Ausgangsdruck des Ventils um ei­ nen vorbestimmten Wert oberhalb des über das Kapillar­ rohr 13 zugeführten Drucks gehalten wird, wie dies bei­ spielsweise zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Überhitzung am Ende eines Verdampfers gewünscht wird.

Der Teller 14 ist auf einem gehäusefesten Stift 16, durch dessen Längsbohrung 17 in üblicher Weise eine Verbindungsstange zwischen Membran 11 und Verschluß­ stück verläuft, axial geführt und kann in Richtung des Pfeiles 18 verschoben werden. Der Teller 14 besitzt ferner eine Schrägfläche 19, an der eine schräge Druck­ fläche 20 der Einstellvorrichtung 5 angreift. Die Soll­ wert-Einstellvorrichtung 5 weist ein Druckstück 21 auf, das die Druckfläche 20 trägt, gegen Drehung gesichert ist und eine Gewindebohrung 22 besitzt. Zum Zweck der Verdrehsicherung weist das Druckstück 2 einander gegen­ überliegende Längsnuten 23 und 24 auf, in welche Ein­ drückungen 25 und 26 der Stutzenwand auf beiden Seiten des Stutzens 4 eingreifen. Die Sollwert-Einstellvor­ richtung 5 besitzt ferner eine Stellschraube 27, die mit ihrem Gewindeschaft 28 in die Gewindebohrung 22 eingreift und sich mit ihrem Kopf 29 an einer Buchse 30, die mit Hilfe von Einprägungen 31 in der Stutzen­ wand fest mit dem Stutzen 4 verbunden ist, am Gehäuse abstützt. Der Kopf 29 weist einen Innensechskant 32 mit kleineren Abmessungen als den Innendurchmesser der Buchse 30 auf. Durch Verschrauben der Stellschraube 27 verschiebt sich das Druckstück 21 in Richtung des Pfei­ les 33. Diese Bewegung wird durch das Zusammenwirken von Druckfläche 20 und Schrägfläche 19 in die axiale Bewegung (Pfeil 18) des Tellers 14 umgesetzt, wodurch die Vorspannung der Sollwertfeder 15 geändert wird.

Ein Dichtring 34 befindet sich in einem Raum, der in Radialrichtung durch eine Zylinderfläche des Schrauben­ kopfes 29 und den Stutzen 4 sowie in Axialrichtung durch einen Flansch 35 des Schraubenkopfes 29 und eine Begrenzungsringscheibe 36 festgelegt ist. Die Begren­ zungsringscheibe kann nicht ausweichen, weil sie in der einen Richtung durch den Schraubenkopf 29 und in der anderen Richtung durch die Einprägungen 25 und 26 fest­ gehalten ist.

Die Buchse 30 weist ein Innengewinde 37 auf, in das eine Dichtungsschraube 38 eingreift, deren Kopf einen Innensechskant 39 und einen Außensechskant 40 zum An­ griff eines Werkzeuges besitzt. Beim Festziehen wird eine Dichtringscheibe 41 zwischen der Stirnseite des Stutzens 4 und der Unterseite des Kopfes der Dichtungs­ schraube 38 festgeklemmt. Diese Dichtung ist ein Stan­ dardteil und kann mit einer reibungsreduzierenden Nickel­ schicht versehen werden, so daß eine ausreichende Dichtkraft mit kleinem Drehmoment ermöglicht wird. Eine solche Dichtung kann auch auf einfache Weise ausge­ tauscht werden.

Am Flansch 8 sind vier Schweißwarzen 42 vorgesehen, mit denen der Stutzen 4 provisorisch am Basisgehäuse 1 durch einen Schweißvorgang angeheftet werden kann, be­ vor der Zwischenraum zwischen dem Flansch 8 und dem Basisgehäuse 1 mit Lötmittel gefüllt wird. Man kann daher im Stutzen 4 alle Teile der Sollwert-Einstellvor­ richtung 5 sammeln und dann den Stutzen 4 mit seinem Flansch 8 gegen das Basisgehäuse 1 pressen, bis der Heftvorgang abgeschlossen ist. Auf diese Weise sind die Teile der Sollwert-Einstellvorrichtung unverlierbar im Ventilgehäuse gehalten.

Claims (15)

1. Ventil, insbesondere thermostatisches Expansions­ ventil, mit einem einen Ventilsitz tragenden Gehäu­ se, mit einem Verschlußstück, das durch die Kraft eines Arbeitselements gegen die Kraft einer Soll­ wertfeder verlagerbar ist, und mit einer in einen seitlichen Stutzen aufgenommenen Sollwert-Einstell­ vorrichtung, die mit einer Druckfläche an einer Schrägfläche eines die Sollwertfeder abstützenden, axial geführten Tellers angreift und eine Stell­ schraube zur Verstellung der Druckfläche mit einer zur Tellerachse radialen Komponente aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (5) ein Druckstück (21) aufweist, das die Druckflä­ che (20) trägt, gegen Drehung gesichert ist und eine Gewindebohrung (22) besitzt, und daß die Stellschraube (27) mit ihrem Schaft (28) in die Gewindebohrung greift und durch Abstützung am Stut­ zen (4) gegen Verschiebung gesichert ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (4) als Blechformteil ausgebildet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stutzen (4) durch ein im wesentlich zylindrisches Rohr gebildet ist, das an ein Basis­ gehäuse (1) angesetzt ist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (21) mindestens eine Längsnut (23, 24) am Umfang aufweist, in die eine Einprägung (25, 26) der Stutzenwand eingreift.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn­ zeichnet durch einen den Kopf (29) der Stellschrau­ be (27) umgebenden Dichtring (34), dessen Lage ei­ nerseits durch einen Flansch (35) am Kopf (29) und andererseits durch eine am Kopf anliegenden Begren­ zungsringscheibe (36), die durch eine Einprägung (25, 26) der Stutzenwand an Ort und Stelle gehalten wird, gesichert ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Ende des Stutzens (4) eine Buchse (30) eingesetzt ist, an der sich der Kopf (29) der Stellschraube (27) abstützt.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (30) durch Einprägungen (31) der Stut­ zenwand arretiert ist.

8. Ventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kopf (29) der Stellschraube (27) einen Innensechskant (32) aufweist, dessen Abmessungen kleiner sind als der Innendurchmesser der Buchse (30)

9. Ventil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da-ß die Buchse (30) ein Innengewin­ de (37) aufweist, in das der Schaft einer Dich­ tungsschraube (38) eingreift, deren Kopf eine Dichtringscheibe (41) gegen die äußere Stirnfläche des Stutzens (4) preßt.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf der Dichtungsschraube (38) sowohl einen Innensechskant (39), der gleich demjenigen der Stellschraube (27) ist, als auch einen Außensechs­ kant (40) aufweist.

11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (4) einen Flansch (8) mit eingeprägten Schweißwarzen (42) aufweist, mit denen er am Basisgehäuse (1) angeschweißt ist, wobei der Zwischenraum zwischen Flansch und Basis­ gehäuse mit Lötmittel ausgefüllt ist.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (4) ein Tiefzieh­ teil ist.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (21) ein Sinter­ teil ist.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (27) bzw. die Buchse (30) ein durch Kaltfließen hergestelltes Teil ist.

15. Ventil nach Anspruch 5 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Begrenzungsringscheibe (36) bzw. die Dichtringscheibe (41) ein Stanzteil ist.