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ERFINDUNGSGEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein thermisches Entspannungsventil
zur Verwendung in einem Kühlkreislauf.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Dokument
EP-A-0 569 619, welches den nächstliegenden
Stand der Technik repräsentiert,
offenbart ein thermisches Entspannungsventil vom kombinierten Antriebselement-Ventilgehäuse-Typ, mit
einer Membran in einem Element und einem Antriebselement zum Antrieb
eines Ventilkörpers
in einem Gehäuse
durch eine Durchbiegung der Membran. Die Membran weist eine zentrale Öffnung auf, die
durch einen rohrförmigen
Vorsprung umgeben ist, das Antriebselement umfasst einen äußeren Flansch,
der die Membran koaxial umgibt, und ein ein Wärmeausgleichsmittel enthaltendes
Grundloch, das zu einem wärmeempfindlichen
Arbeitsfluid in einer abgedichteten Kammer in dem Element hin geöffnet ist.
Eine Membranhalterung paßt
auf den Umfangsvorsprung und ist luftdicht mit einer koaxialen ringförmigen Rippe
auf einer Stützoberfläche des
Flansches verschweißt,
um die Membran mit einem Flansch einzuklemmen.
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Das
Beispiel eines herkömmlichen
thermischen Entspannungsventils zur Verwendung in einem Kühlkreislauf
ist in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 5-322 380
offenbart.
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Gemäß 5 umfasst
ein prismatischer Ventilkörper 510 einen
ersten Kältemittelkanal 514 mit
einer Öffnung 516 sowie
einen zweiten Kältemittelkanal 519,
die unabhängig
voneinander sind. Ein Ende des ersten Kältemittelkanals 514 steht
in Verbindung mit dem Einlaß eines
Verdampfers 515, und der Auslaß des Verdampfers 515 steht über den zweiten
Kältemittelkanal 519,
einen Kompressor 511, einen Kondensator 512 und
einen Behälter 513 mit dem
anderen Ende des ersten Kältemittelkanals 514 in
Verbindung. Eine Vorspanneinrichtung 514, bei welcher es
sich um eine Vorspannfeder handelt, die eine sphärische Ventileinrichtung 518 vorspannt,
ist an einer Ventilkammer 524 angebracht, die mit dem ersten
Kältemittelkanal 514 kommuniziert,
und die Ventileinrichtung 518 wird in Richtung der Öffnung 516 oder
von dieser weg angetrieben. Ferner ist die Ventilkammer 524 durch
einen Stopfen 525 abgedichtet, und die Ventileinrichtung 518 wird
durch ein Stützelement 526 vorgespannt.
Ein Antriebselement 520 mit einer Membran 522 ist
an dem Ventilkörper 510 in
der Nähe
des zweiten Kältemittelkanals 519 befestigt.
Eine obere Kammer 520a, die an dem Antriebselement 520 angebracht
ist und durch die Membran 522 begrenzt wird, ist luftdicht
abgedichtet, und ein temperaturempfindliches Arbeitsfluid ist in
diese eingefüllt.
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Eine
kleine Leitung 521, die sich von der oberen Kammer 520a des
Antriebselements 520 erstreckt, wird dazu verwendet, die
obere Kammer 520a zu belüften und das temperaturempfindliche
Arbeitsfluid in die obere Kammer 520a zu füllen, bevor das
Ende der Leitung abgedichtet wird. Ein Ende großen Durchmessers des Ventil-Antriebsteils 523,
das als wärmeempfindliches
angetriebenes Teil funktioniert und innerhalb des Ventilkörpers 510 so
positioniert ist, daß es
sich von der Ventileinrichtung 518 her durch den zweiten
Kältemittelkanal 519 erstreckt,
ist in der unteren Kammer 520b des Antriebselements 520 angeordnet
und berührt
die Membran 522. Das Ventil-Antriebsteil 523 überträgt die Temperatur
des Kältemittel-Dampfes,
der den Verdampfer 515 verläßt und durch den zweiten Kältemittelkanal 519 strömt, auf
das temperaturempfindliche Arbeitsfluid, das in die obere Kammer 520a des
Antriebselements 520 eingefüllt ist, wodurch ein Arbeitsgas
mit einem Druck entsprechend der übertragenen Temperatur erzeugt
wird. Die untere Kammer 520b kommuniziert mit dem zweiten
Kältemittelkanal 519 über den
Raum um das Ventil-Antriebsteil 523 innerhalb des Ventilkörpers 510.
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Dementsprechend
nutzt die Membran 522 des Antriebselements 520 das
Ventil-Antriebsteil 523 zur Einstellung der Ventilöffnung der
Ventileinrichtung 518 in bezug auf die Öffnung 516 (d. h.,
des Stromes von flüssigem
Kältemittel
in den Verdampfer hinein) entsprechend der Druckdifferenz des Arbeitsgases
des temperaturempfindlichen Arbeitsfluids, das die obere Kammer 520a füllt, und
dem Druck des Kältemittel-Dampfes,
das aus dem Verdampfer 515 austritt, innerhalb der unteren
Kammer 520b, unter Einfluß der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung 517 auf
die Ventileinrichtung 518.
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Darüber hinaus
berührt
das andere Ende des Ventil-Antriebselements 523 die Stange 114 und treibt
hierdurch die Ventileinrichtung 518 über die Stange 114 an.
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Bei
diesem bekannten thermischen Entspannungsventil ist das Antriebselement 520 der
Umgebungsatmosphäre
ausgesetzt, und das temperaturempfindliche Antriebsfluid in der
oberen Kammer 520a wird nicht nur durch die Temperatur
des aus dem Verdampfer austretenden Kältemittels beeinflußt, welche über das
Ventil-Antriebsteil 523 übertragen wird, sondern auch
durch die Umgebungsatmosphäre,
insbesondere durch die Temperatur im Motorraum. Darüber hinaus
verursacht der oben beschriebene Aufbau häufig ein so genanntes Nachlauf-Phänomen, bei
welchem das Ventil zu empfindlich auf die Kältemittel-Temperatur am Auslaß des Verdampfers
reagiert und eine Öffnungs-
und Schließbewegung
der Ventileinrichtung 518 wiederholt. Das Nachlauf-Phänomen wird
beispielsweise durch den Aufbau des Verdampfers, das Verfahren zur
Anordnung der Rohre des Kühlkreislaufs,
das Verfahren zur Verwendung des Entspannungsventils und den Ausgleich
mit der Wärmelast
verursacht.
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Bisher
wurde ein Absorbent wie etwa Aktivkohle als ein Mittel zur Verhinderung
eines solchen Nachlauf-Phänomens
verwendet. 6 ist ein Schnitt durch das
thermische Entspannungsventil, das in der oben genannten Veröffentlichung
als Stand der Technik offenbart ist und ein Absorbent verwendet
und dessen Aufbau im wesentlichen gleich demjenigen des vorbekannten
thermischen Entspannungsventils aus 5 ist, mit
Ausnahme des Aufbaus der Membran und des Aufbaus des Ventil-Antriebsteils,
welches als Temperaturmeß-/Druckübertragungsteil
funktioniert. Gemäß 6 umfaßt das thermische
Entspannungsventil einen prismatischen Ventilkörper 50, und der Ventilkörper 50 umfaßt eine Öffnung 52,
durch welche das flüssige
Kältemittel,
das durch einen Kondensator 512 strömt und von einem Behälter-Tank 513 eintritt,
in einen ersten Kanal 62 gelangt, eine Öffnung 58, durch die das
durch den ersten Kanal 62 strömende Kältemittel zu einem Verdampfer 515 gelangt,
eine Einlaßöffnung 60 eines
zweiten Kanals 63, durch die das gasförmige Kältemittel aus dem Verdampfer
eintritt, und eine Auslaßöffnung 64,
durch die das Kältemittel
zum Kompressor 511 hin austritt.
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Die Öffnung 52,
durch die das Kältemittel eingeführt wird,
steht mit einer Ventilkammer 54 in Verbindung, die auf
der Mittelachse des Ventilkörpers 50 angeordnet
ist, und die Ventilkammer 54 ist durch einen Schraubstopfen 130 abgedichtet.
Die Ventilkammer 54 steht über eine Öffnung 78 mit einer Öffnung 58 in
Verbindung, durch die das Kältemittel
in Richtung des Ver dampfers 515 austritt. Eine kugelförmige Ventileinrichtung 120 ist
am Ende einer Stange 114 mit kleinem Durchmesser befestigt,
die die Öffnung 78 durchdringt,
und die Ventileinrichtung 120 wird durch ein Stützteil 122 gestützt. Das
Stützteil 122 spannt
die Ventileinrichtung 120 in Richtung der Öffnung 78 unter
Verwendung einer Vorspannfeder 124 vor. Die Öffnung des
Strömungswegs
des Kältemittels
wird eingestellt durch Veränderung
des Raums zwischen der Ventileinrichtung 120 und der Öffnung 78.
Das von dem Behälter 514 ausgesandte Kältemittel
entspannt sich, während
es die Öffnung 78 passiert,
und strömt
durch den ersten Kanal 62 und aus der Öffnung 58 zum Verdampfer.
Das aus dem Verdampfer austretende Kältemittel tritt durch die Öffnung 60 ein,
strömt
durch den zweiten Kanal 63 und tritt durch die Öffnung 64 in
Richtung des Kompressors aus.
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Der
Ventilkörper 50 ist
mit einem ersten Loch 70 versehen, das vom oberen Endbereich
her entlang der Achse ausgebildet ist, und ein Antriebselementbereich 80 ist
in dem ersten Loch unter Verwendung eines Schraubbereichs oder dergleichen
befestigt. Der Antriebselementbereich 80 umfaßt Gehäuse 81 und 91,
die den Wärmefühlerteil
bilden, und eine Membran 82, die zwischen diesen Gehäusen eingeklemmt
und an diesen durch Schweißen
befestigt ist. Der obere Endbereich eines angetriebenen Wärmefühlerteils 100 ist
auf einem runden Loch oder einer Öffnung in dem zentralen Bereich
der Membran 82 zusammen mit einem Membran-Stützteil 82' aufgeschweißt, wie
es in 7 dargestellt ist. Das Membran-Lagerteil 82' wird durch
das Gehäuse 81 getragen.
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Ein
zweiphasiges Kältemittel
aus Gas und Flüssigkeit,
das entweder identisch mit dem innerhalb des Kanals 62 strömenden Kältemittel
ist oder ähnliche
Eigenschaften aufweist, ist innerhalb des Gehäuses 81, 91 als
ein temperaturempfindliches Arbeitsfluid eingeschlossen, das darin
durch das kleine Rohr 21 abgedichtet ist. Ferner kann ein
an das Gehäuse 91 angeschweißter Stopfenkörper anstelle des
Rohrs 21 verwendet werden. Die Membran 82 teilt
den Raum innerhalb des Gehäuses 81, 91 und trennt
eine obere Kammer 83 von einer unteren Kammer 85.
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Das
Wärmefühl-/Druckübertragungsteil 100 wird
gebildet durch ein hohles rohrartiges Teil, das zu dem zweiten Kanal 63 hin
freiliegt, in dessen Inneren ein Absorbent gespeichert ist. Das
obere Ende des angetriebene Wärmefühler teils 100 kommuniziert
mit der oberen Kammer 83, so daß ein Druckraum 83a durch
die obere Kammer 83 und den hohlen Bereich 84 des
angetriebenen Temperaturfühlerteils 100 begrenzt
wird. Das rohrförmige
angetriebene Wärmefühlerteil 100 durchdringt
ein zweites Loch 72 auf der Achse des Ventilkörpers 50 und
ist in ein drittes Loch 74 eingeführt. Ein Zwischenraum wird
zwischen dem zweiten Loch 72 und dem angetriebenen Temperaturfühlerteil 100 gebildet,
durch welchen das Kältemittel
innerhalb des Kanals 63 in die untere Kammer 85 der
Membran eingeführt
wird.
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Das
Wärmefühl-/Temperaturübetragungsteil 100 ist
gleitend in das dritte Loch 74 eingesetzt, und sein Ende
ist mit einem Ende der Stange 114 verbunden. Die Stange 114 ist
gleitend in ein viertes Loch 76 eingesetzt, das in dem
Ventilkörper 50 ausgebildet ist,
und ihr anderes Ende ist mit der Ventileinrichtung 120 verbunden.
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Bei
dieser Konstruktion wirkt das Absorbent, das als Zeitkonstanten-Verzögerungsmittel
dient, wie folgt. Wenn gekörnte
Aktivkohle als Absorbent 40 verwendet wird, ist die Kombination
des temperaturempfindlichen Arbeitsfluids und des Absorbents 40 von
der Art eines Absorptions-Gleichgewichts, wobei der Druck annähernd ein
linearer Ausdruck der Tempertur über
einen weiten Temperaturbereich hinweg ist, und der Koeffizient des
linearen Ausdrucks kann frei entsprechend der Menge der gekörnten Aktivkohle
gewählt
werden, die als das Absorbent verwendet wird. Somit kann der Verwender
des thermischen Entspannungsventils die Eigenschaften des thermischen
Entspannungsventils nach Bedarf wählen.
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Demnach
vergeht eine relativ lange Zeit, um das Druck-Temperatur-Gleichgewicht
vom Absorptions-Gleichgewichtstyp einzustellen, wenn die Tempertur
des vom Auslaß des
Verdampfers 515 ausströmenden
Kältemittel-Dampfers
entweder steigt oder fällt.
Mit anderen Worten, die Arbeitseffizienz der Klimaanlage wird verbessert
durch Stabilisierung der Leistungsfähigkeit der Klimaanlage, die
dazu in der Lage ist, den empfindlichen Betrieb des thermischen Entspannnungsventils
zu unterdrücken,
der durch den Einfluß von
Störunggen
verursacht wird, die zu dem Nachlauf-Phänomen führen können, indem die Zeitkonstante
vergrößert wird.
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7 ist
eine Schnittansicht zur Erläuterung der
Konstruktion, in der die Membran 82 auf den Öffnungsbereich
aufgeschweißt
ist, der am oberen Ende des angetriebenen Wärmefühlerteils 100 angebracht
ist. In 7 ist die Membran 82 aus
rostfreiem Stahl, der in eine konzentrische gewellte Form gebracht
ist, so daß er
leicht deformiert werden kann. Es ist jedoch eine Öffnung in
ihrem mittleren Bereich vorgesehen, und ein erhabener Bereich 82a zur
Führung
eines Verstärkungsteils
ist auf dem in der Zeichnung oberen Bereich vorgesehen. Ferner ist
ein Endbereich des angetriebenen Wärmefühlerteils 100 aus rostfreiem
Stahl zu einem Kragen ausgeformt, und ein ringförmiger Vorsprung 100c ist
zusammen mit einer Aufnahme-Nut 100b über den gesamten Umfang des
zentralen Bereichs der oberen Oberfläche des Kragenbereichs 100a ausgebildet,
wie in der Zeichnung gezeigt.
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Ferner
ist ein plattenförmiges
ringartiges Verstärkungsteil 100d auf
dem äußeren Umfang
des zentralen erhabenen Bereichs 82a der Membran 82 aufgepaßt, wie
in 7(a) gezeigt ist, und das Verstärkungsteil
ist auf dem Vorsprung 100c befestigt, so daß das Verstärkungteil 100d und
der Vorsprung 100c konzentrisch angeordnet sind. Anschließend wird
das Teil gepreßt
und unter Verwendung von Elektroden (nicht gezeigt) positioniert,
und elektrischer Strom wird unmittelbar an die oberen und unteren
Elektroden angelegt, wodurch der Vorsprung 100c geschweißt wird,
wie in 7(b) gezeigt. Entsprechend
diesem Schritt wird auch das Verstärkungsteil 100d an
die Membran 82 angeschweißt.
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Um
bei diesem Aufbau zu verhindern, daß zwischen der Membran 82 und
der flachen Oberfläche
des Kragens des angetriebenen Wärmefühlerteils 100 eine
Lücke erzeugt
wird, wenn der Vorsprung 100c geschweißt wird, und zur Vermeidung eines
Bereichs geringerer Stärke
als Hebelpunkt für die
Membran, wird eine Entlastungsnut 100b zu beiden Seiten
des Basisbereichs des Vorsprungs 100c angebracht, die ein
Volumen aufweist, das groß genug
ist, um das geschmolzene Metall aufzunehmen.
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Ein
Anschlagsteil 82' zur
Stützung
der Membran 82, die an dem angetriebenen Wärmefühlerteil 100 angebracht
ist, ist an dem angetriebenen Wärmefühlerteil
durch Preßsitz
in einer darin angebrachten Öffnung
befestigt, die konzentrisch mit der Membran 82 ausgebildet
ist, und das Anschlagsteil 82' berührt den Kragenbreich 100a.
Der Umgangsbereich der Membran 82, die zwischen dem Kragen 100a und dem
Verstärkungsteil 100d durch
Schweißen
befestigt ist, ist in den Gehäusen 81 und 91 eingeklemmt, wobei
jedes Ende ebenfalls geschweißt
ist. Ferner kann rostfreies Stahlmaterial zum Formen der Gehäuse 81, 91 und
des Verstärkungsteils 100d verwendet
werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
dem vorbekannten Enspannungsventil erfordert jedoch der Aufbau,
bei welchem eine das Antriebselement bildende Membran auf ein angetriebenes
Wärmefühlerteil
mit einem hohlen Bereich aufgeschweißt ist, ein Verstärkungsteil
sowie ferner einen erhabenen Bereich, der auf der Membran anzubringen
ist. Somit ist eine große
Anzahl zu montierender Teile und eine größere Anzahl von Montageschritten
erforderlich, was zu höheren
Herstellungskosten führt.
Darüber
hinaus ist gemäß der bekannten
Konstruktion die Positionierung der Membran, des Verstärkungsteils
und des angetriebenen hohlen Wärmefühlerteils
etwas instabil, und es ist schwierig, die Achsen der Membran, des
Verstärkungsteils
und des hohlen angetriebenen Wärmefühlerteils
genau auszurichten.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten
Probleme des bekannten Entspannungsventils zu lösen. Es ist das Ziel der vorliegenden
Erfindung, ein thermisches Entspannungsventil zu schaffen, das leicht
montierbar ist und zu niedrigen Kosten hergestellt werden kann,
wobei die Membran in das hohle angetriebene Wärmefühlerteil vor dem Schweißen der
Membran an das hohle angetriebene Wärmefühlerteil einzusetzen ist.
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Zur
Erreichung der vorstehend genannten Ziele schafft die vorliegende
Erfindung ein thermisches Entspannungsventil mit einem angetriebenen Wärmefühlerteil,
das in seinem Inneren mit einem hohlen Bereich versehen ist und
eine Wärmefühlerfunktion
aufweist, welches innerhalb eines Kältemittelkanals angeordnet
ist, der sich von einem Verdampfer zu einem Kompressor erstreckt,
sowie mit einer in eine zentrale Öffnung des angetriebenen Wärmefühlerteils
eingesetzten Membran, welche Membran einen Antriebselementbereich
zum Antrieb des angetriebenen Wärmefühlerteils
bildet, wobei das angetriebene Wärmefühlerteil
einen am Ende der Öffnung
des hohlen Bereichs ausgebildeten Kragen sowie einen an dem Kragen
angebrachten Vorsprung umfaßt,
welcher Vorsprung dazu dient, den Kragen und die Membran miteinander
zu verschweißen.
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Erfindungsgemäß ist die
Membran in das angetriebene Wärmefühlerteil
eingeführt,
bis sie den Kragenbereich berührt,
wo die Membran an das angetriebene Wärmefühlerteil befestigt wird und
der Kragenbereich mit der Membran verschweißt wird, so daß die Ausrichtung
der Achsen vereinfacht wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das angetriebene Wärmefühlerteil
mit einem Membran-Stützteil
versehen, das konzentrisch mit der Membran ausgerichtet ist, und
die Membran ist in ihrer Lage zwischen dem Kragen und dem Membran-Stützteil unter
Verwendung eines Vorsprungs verschweißt. In einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
ist der Vorsprung über
den gesamten Umfang der Oberfläche
des Kragens ausgebildet, der in Berührung mit der Membran gerät.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ferner ein thermisches Enspannungsventil
mit einem angetriebenen Wärmefühlerteil,
das in seinem Inneren mit einem hohlen Bereich versehen ist und
eine Wärmefühlerfunktion
aufweist und innerhalb eines Kältemittelkanals
angeordnet ist, der sich von einem Verdampfer zu einem Kompressor
erstreckt, wobei eine Membran in das angetriebene Wärmefühlerteil
durch eine zentrale Öffnung
in demselben eingesetzt ist, welche Membran einen Antriebselementbereich
zum Antrieb des angetriebenen Wärmefühlerteils
bildet, und ein Stützteil
in das angetriebene Wärmefühlerteil durch
eine Öffnung
eingesetzt wird, die konzentrisch mit der Öffnung der Membran ausgerichtet
ist, zum Stützen
der Membran, welches angetriebene Wärmefühlerteil einen auf dem Ende
der Öffnung
des hohlen Bereichs geformten Kragen umfaßt, welches Stützteil einen
Vorsprung umfaßt,
der in der Nähe
der Öffnung
ausgebildet ist, welcher Vorsprung dazu verwendet wird, die Membran
zwischem dem Kragen und dem Stützteil
zu verschweißen.
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Bei
dem vorstehend genannten thermischen Enspannungventil berührt die
Membran den an dem Stützteil
geformten und an dem angetriebenen Wärmefühlerteil befestigten Vorsprung,
und der Vorsprung wird dazu verwendet, die Membran zu verschweißen und
zwischen dem Kragen und dem Stützteil
zu positionieren.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der Vorsprung auf der Oberfläche
des Stützteils
ausgeformt, die die Membran berührt.
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Ferner
schafft die vorliegende Erfindung ein thermisches Enspannungsventil
mit einem angetriebenen Wärmefühlerteil,
das in seinem Inneren mit einem hohlen Bereich versehen ist und
das eine Wärmefühlerfunktion
aufweist und innerhalb eines Kältemittelkanals
angeordnet ist, der sich von einem Verdampfer zu einem Kompressor
erstreckt, und mit einer Membran, die in das angetriebene Wärmefühlerteil
durch eine in dessen zentralem Bereich angebrachte Öffnung eingesetzt
ist, welche Membran einen Antriebselementbereich zum Antrieb des
angetriebenen Wärmefühlerteils
bildet, und mit einem Stützteil,
das in das angetriebene Wärmefühlerteil durch
eine darin angebrachte und konzentrisch mit der Öffnung der Membran ausgebildete Öffnung eingesetzt
ist, zum Stützen
der Membran, welches angetriebene Wärmefühlerteil einen am Ende der Öffnung des
hohlen Bereichs angeformten Kragen umfaßt, auf welchem Kragen ein
Vorsprung ausgebildet ist, wobei das Stützteil einen in der Nähe der darin angebrachten Öffnung ausgeformten
Vorsprung umfaßt,
wobei die zwei Vorsprünge
dazu dienen, die Membran zwischen dem Kragen und dem Stützteil zu verschweißen.
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Ferner
berührt
bei dem vorstehend genannten thermischen Entspannungsventil die
an dem angetriebenen Wärmefühlerteil
befestigte Membran die jeweils an dem Kragen und dem Stützteil angeformten
Vorsprünge
und ist unter Verwendung der zwei Vorsprünge zwischen dem Kragen und
dem Stützteil verschweißt.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
sind die vorstehend erwähnten
Vorsprünge
jeweils über
den gesamten Umfang der Kragenoberfläche und der Oberfläche des
Stützteils
geformt, die jeweils die Membran berühren.
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Bei
dem thermischen Entspannungsventil mit der vorstehend erwähnten Konstruktion
ist es möglich,
ein Nachlaufen zu unterdrücken
und die an den Verdampfer übertragene
Kühlmittel-Menge
zu steuern, ohne daß die
grundlegende Konstruktion des bekannten thermischen Entspannungsventils verändert werden
muß, welches
ein angetriebenes Wärmefühlerteil
verwendet, bei welchem ein Absorbent innerhalb des darin vorgesehenen
hohlen Bereichs angeordnet ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Schnitt durch eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen thermischen
Entspannungsventils;
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2 ist
eine Zeichnung, die den Hauptteil des thermischen Entspannungsventil
aus 1 zeigt,
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3 ist
ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des Hauptteils des
thermischen Entspannungsventils aus 1;
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4 ist
ein Schnitt durch noch eine weitere Ausführungsform des Hauptteils des
thermischen Entspannungsventils aus 1;
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5 ist
ein Schnitt durch ein nach dem Stand der Technik bekanntes thermisches
Entspannungsventil;
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6 ist
ein Schnitt durch noch ein weiteres bekanntes thermisches Enspannungsventil;
und
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7 ist
eine Zeichnung zur Darstellung des Hauptteils des thermischen Entspannungsventils
aus 6.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen thermischen
Entspannungsventils. Der grundlegende Aufbau und der Betrieb des
in der Zeichnung gezeigten thermischen Entspannungsventils ist identisch
mit dem vorbekannten thermischen Entspannungsventil, so daß identische
oder äquivalente
Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in 6 versehen
sind, und auf weitere Erläuterungen
wird hier verzichtet. In 1 bezeichnet mit Bezugsziffer 100' ein eingetriebenes
Wärmefühlerteil, das
beispielsweise aus rostfreiem Stahl geformt ist und in dessen Innerem
ein Absorbent angeordnet ist. Wie ferner in 2(a) gezeigt
ist ein Kragen 100'a außerhalb
der Öffnung 100'b des angetriebenen Wärmefühlerteils 100' ausgeformt,
und ein Vorsprung 100'c und
eine Nut 100'd sind
an dem Kragen 100'a in
der nach unten weisenden Richtung der Zeichnung angeformt. Der Vorsprung 100'c und die Nut 100'd sind auf dem
gesamten Umfang des Kragens 100'a ausgeformt.
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Darüber hinaus
ist eine Membran 82a, die beispielsweise aus einem rostfreien
Stahlmaterial geformt ist, durch eine Öffnung 82b in der
Mitte in das angetriebenen Wärmefühlerteil 100' eingesetzt,
so daß sie
den Vorsprung 100'c berührt, und
sie wird in Richtung des Pfeils in 2(a) geschoben,
bis sie den Vorsprung 100'c berührt, und
dort wird die Membran 82a an dem angetriebenen Wärmefühlerteil 100' befestigt.
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Ein
Stützteil 82'a zum Stützen der
Membran 82a, das beispielsweise aus einem rostfreien Stahlmaterial
besteht, ist in das angetriebene Wärmefühlerteil 100'a in der Richtung
des Pfeils in 2(a) durch eine Öffnung 82'b eingesetzt,
die konzentrisch mit der Öffnung 82b der
Membran 82a ist, bis das Teil die Membran 82a berührt. Der
Vorsprung 100'c und
das Stützteil 82'a werden gepresst
und aneinander an oberen und unteren Elektroden (nicht gezeigt)
befestigt, so daß das
Stützteil
konzentrisch mit dem Vorsprung 100'c ausgerichtet ist, und ein Strom
wird an diese Elektroden angelegt, so daß ein so genannten Vorsprungsschweißen durchgeführt wird,
so daß der Kragen 100'a, die Membran 82a und
das Stützteil 82'a miteinander
verschweißt
werden, wie in 2(b) dargestellt.
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Dies
führt dazu,
daß die
Membran 82a zwischen dem Kragen 100'a und dem Stützteil 82'a eingeklemmt
und an den Vorsprung 100'c angeschweißt ist.
Der Endbereich der Membran 82a ist zwischen Gehäuseteilen 81 und 91 eingeklemmt
und an Ort und Stelle durch Schweißen befestigt.
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Bei
dieser Konstruktion ist die Membran 82'a an dem angetriebenen Wärmefühlerteil 100' befestigt,
so daß keine
Instabilität
bei der Positionierung der Membran 82'a auftritt, und die Achse der Membran
kann genau und leicht mit der Achse des angetriebenen Wärmefühlerteils 100' ausgerichtet
werden.
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Die
vorstehende Erläuterung
der vorliegenden Ausführungsform
bezieht sich auf ein Verbinden des Membran-Kragens und des Stützteils
durch Zusammenschweißen
der Teile, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel
beschränkt. Beispielsweise
können
die Membran und der Kragen zuerst verschweißt werden, und durch Preßsitz des Stützteils
in dem Öffnungs bereich
des angetriebenen Wärmefühlerteils
bis zur Berührung
mit der Membran an dem angetriebenen Wärmefühlerteil befestigt werden.
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Ferner
sind gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform
der Verdampfer, der Kompressor, der Kondensator und der Behälter, die
den Kühlkreislauf
bilden, in der Zeichnung weggelassen. Bezugsziffer 21' bezieht sich
auf einen Stopfenkörper
aus rostfreiem Stahl zum Einschluß eines vorbestimmten Kältemittels
in einer oberen Kammer 83, das als Temperatur-Arbeitsfluid
zum Antrieb der Membran 82a wirkt, und der Stopfenkörper ist
in seiner Position verschweißt,
so daß er
das Loch 91a in dem Gehäuse 91 verschließt. Bezugsziffer 74a ist
ein O-Ring auf einer Stange 114 innerhalb eines dritten
Lochs, 74, 74b ist eine Druckmutter, die den O-Ring
daran hindert sich zu bewegen, und 79 ist ein Deckel, der
durch Preßsitz
an dem hohlen Bereich des angetriebenen Wärmefühlerteils 100' befestigt ist
und das innerhalb des hohlen Bereichs untergebrachte Absorbent wie etwa
Aktivkohle niederdrückt.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen thermischen
Entspannungsventils, und lediglich der Hauptteil des Ventils, der
durch das angetriebene Wärmefühlerteil,
die Membran und das Stützteil
gebildet wird, ist in 3 dargestellt. In der in (a)
gezeigten vorliegenden Ausführungsform
ist die Membran 82a durch die Öffnung 82b in die
Mitte des angetriebenen Wärmefühlerteils 100' eingesetzt,
so daß sie
den Kragen 100'a berührt, der
die Öffnung 100 des
angetriebenen Wärmefühlerteils 100' umgibt. Das
Stützteil 82''a umfaßt eine Öffnung 82''b, die konzentrisch mit der Öffnung 82b ist,
und der gesamte Umfang der Öffnung 82''b ist von einem Vorsprung 82''c und einer Nut 82''d umgeben, und das Teil 82''a ist durch die Öffnung 82''b des angetriebenen Wärmefühlerteils 100' eingesetzt,
so daß es
die Membran 82a stützt,
wobei der Vorsprung 82''c die Membran 82a berührt. Darüber hinaus
ist ein Kragen 100'a,
der außerhalb
der Öffnung
des angetriebenen Wärmefühlerteils 100'a ausgebildet
ist, nicht mit einem Vorsprung oder einer Nut versehen.
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Hierdurch
sind die Membran 82a und das Stützteil 82''a an dem angetriebenen Wärmefühlerteil 100' befestigt,
und die Achsen der Membran 82a und des Stützteils 82''a können genau und leicht ausgerichtet
werden. Bei diesem Aufbau wird ähnlich
wie bei der in 2 gezeigten Ausführungsform
ein Vorsprungsschweißen
des Vorsprungs 82''c unter Verwendung
von Elektroden durchgeführt,
wodurch der Kragen 100'a,
die Membran 82a und das Stützteil 82''a miteinander verschweißt werden,
wie in 3(b) gezeigt ist. Dies führt dazu,
daß die
Membran 82a zwischen dem Kragen 100'a und dem Stützteil 82''a einliegt und mit diesem verschweißt ist.
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4 zeigt
noch eine weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen thermischen
Entspannungsventils, von welcher nur der Hauptteil gezeigt ist,
der das angetriebene Wärmefühlerteil,
die Membran und das Stützteil
umfaßt.
Wie in 4(a) gezeigt ist, ist ein Kragen 100''a außerhalb der Öffnung 100''b des angetriebenen Wärmefühlerteils 100'' angebracht, und ein Vorsprung 100''c und eine Nut 100''d sind in der Zeichnung nach unten
weisend über
den gesamten Umfang des Kragens 100''a angebracht.
In Berührung
mit dem Vorsprung 100''c gerät eine Membran 82a,
die durch eine Öffnung 82b in der
Mitte des angetriebenen Wärmefühlerteils 100" eingesetzt
ist, und ein Stützteil 82'''a mit
einem Vorsprung 82'''c, der in der Zeichnung in der
Aufwärtsrichtung
vorspringt, und einer Nut 82'''d, die so ausgebildet sind, daß sie die
mit der Öffnung 82b konzentrisch
ausgebildete Öffnung 82'''b über ihren
gesamten Umfang hinweg umgeben, ist durch die Öffnung 82'''b in
das angetriebene Wärmefühlerteil 102' eingesetzt,
so daß es
die Membran 82a berührt
und diese stützt.
Hierdurch werden die Membran 82a und das Stützteil 82'''a an
dem angetriebenen Wärmefühlerteil 102' befestigt,
so daß die
Achse der Membran 82a mit der Achse des Stützteils 82'''a genau
und leicht ausgerichtet werden kann. Bei diesem Aufbau sind der
Vorsprung 102'c und
der Vorsprung 82'''c konzentrisch angeordnet, und
die Vorsprünge
werden gegeneinander gedrückt
und befestigt, und obere und untere Elektroden (nicht dargestellt)
werden dazu verwendet, einen Strom an diese anzulegen, so daß ein sogenanntes
Vorsprungsschweißen
durchgeführt
wird, das den Kragen 100'a,
die Membran 82a und das Stützteil 82'''a miteinander
verbindet, wie in 4(b) gezeigt.
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Wie
zuvor erläutert,
vergrößern der
an dem Kragen des angetriebenen Temperaturfühlerteils angeformte Vorsprung
und der an dem Stützteil
angeformte Vorsprung den während
des Vorsprungsschweißens
auftretenden Widerstand, und der Strom breitet sich in der Fläche aus,
so daß die
Schweißbedingungen
modifiziert werden. Dies führt
dazu, daß die
Membran 82a in ihrer Position zwischen den Kragen 102'a und dem Stützteil 82''a verschweißt wird.
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Ferner
sind in den Ausführungsformen,
die in den 3 und 4 dargestellt
sind, die Materialien zur Bildung des angetriebenen Wärmefühlerteils,
der Membran und des Stützteils
die gleichen wie bei der in 1 gezeigten
Ausführungsform.
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Wie
zuvor erläutert,
umfaßt
das erfindungsgemäße thermische
Entspannungsventil eine Membran als Antriebselement, die durch eine Öffnung in
einem angetriebenen Wärmefühlerteil
mit einem hohlen Bereich eingesetzt und in ihrer Stellung durch
einen Preßvorgang
fixiert wird. Bei dem vorliegenden Entspannungsventil ist es nicht
notwendig, ein spezielles Teil zur Befestigung der Membran in ihrer
Position anzufertigen, so daß die
Kosten zur Herstellung des Ventils reduziert werden, und es tritt
keine Instabilität
bei der Positionierung der Membran auf, so daß die Achse der Membran genau
und leicht mit der Achse des angetriebenen Wärmefühlerteils ausgerichtet werden
kann, bevor die Membran auf den Kragen des angetriebenen Wärmeführlerteils
aufgeschweißt
wird. Da ferner das Stützteil
zum Stützen der
Membran ebenfalls durch die Öffnung
in das angetriebene Wärmefühlerteil
eingesetzt und daran fixiert werden kann, kann die Membran leicht
in ihrer Stellung zwischen dem Kragen und dem Stützteil verschweißt werden.