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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein motorgesteuertes Ventil für den Einbau
in eine Klimaanlage, einen Kühlschrank,
etc. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein motorgesteuertes
Ventil, das in der Lage ist, die Strömungsrate eines Kältemittels
innerhalb sehr geringer Beträge
fein zu steuern.
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Ein
motorgesteuertes Ventil, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 erwähnt wird,
ist aus den PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Vol. 2000, Nr. 19, 5. Juni
2001 (2001-06-05) &
JP 2001 050415 A (FUJI KOKI
CORP), 23. Februar 2001 (
2001-02-23 ),
bekannt.
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Ein
Beispiel des herkömmlichen
motorgesteuerten Ventils dieser Art ist in 3 dargestellt. Das
dort dargestellte motorgesteuerte Ventil 10' ist mit einer Ventilkammer 21,
einem Ventilsitz 22 (einer Ventilöffnung 22a) und einem
Ventilkörper 20 mit
einem flanschartigen Element 23 versehen. Der Ventilkörper 20 ist
so aufgebaut, dass die Strömungsrate von
Fluid, wie etwa einem Kältemittel,
durch einen Ventilzapfen 24a (einen Ventilschaft 24)
eingestellt werden kann, welcher in der Lage ist, sich nahe an den
Ventilsitz 22 hin oder von diesem weg zu bewegen. Eine
oben geschlossene zylindrische Büchse 40 mit
einem offenen Boden ist hermetisch durch ein unteres Ende 40b desselben
mit dem flanschartigen Element 23 (durch einen darauf vorgesehenen
Stufenabschnitt 23a) des Ventilkörpers 20 mittels Stumpfschweißen verbunden.
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Die
Ventilkammer 21 des Ventilkörpers 20 ist durch
einen Seitenabschnitt davon mit einem Kältemittel-Einlassrohr 61 verbunden,
sowie durch einen Bodenabschnitt davon mit einem Kältemittel-Auslassrohr 62 verbunden.
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Ein
Läufer 30 ist
koaxial in der Büchse 40 angeordnet,
wobei ein vorbestimmter Spalt zwischen der äußeren umlaufenden Wandung des
Läufers 30 und
der inneren umlaufenden Wandung der Büchse 40 gebildet wird.
Ein Ständer 50,
der ein Joch 51, einen Spulenkörper 52, Ständerspulen 53 und
eine aus Gießharz
geformte Abdeckung 56 umfasst, ist um die äußere umlaufende Wandung
der Büchse 40 herum angeordnet,
und bildet dabei zusammen mit dem Läufer 30 einen Schrittmotor.
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Zwischen
dem Läufer 30 und
dem Ventilschaft 24 ist ein Antriebsmechanismus vorgesehen, um
es dem Ventilzapfen 24a zu ermöglichen, sich unter Ausnützung der
Rotation des Läufers 30 nahe
zu dem Ventilsitz 22 hin oder von diesem weg zu bewegen.
Im Besonderen besteht dieser Antriebsmechanismus aus einem Vorschubspindelmechanismus 15, der
eine zylindrische Führungshülse 26 (mit
einem an dem äußeren Umfang
derselben gebildeten, feststehenden Gewindeabschnitt 25)
umfasst, welche durch einen unteren Endabschnitt 26a derselben
an dem Ventilkörper 20 fixiert
ist und einen axialen Hohlabschnitt aufweist, in welchem sich der
Ventilschaft 24 gleitend bewegen kann, sowie einen zylindrischen Ventilschafthalter 32 (mit
einem an der inneren umlaufenden Oberfläche desselben gebildeten, beweglichen
Gewindeabschnitt 31, der so angepasst ist, dass er mit
dem feststehenden Gewindeabschnitt 25 in Eingriff gebracht
werden kann), welcher ein geöffnetes
unteres Ende aufweist und koaxial um die äußeren umlaufenden Oberflächen des
Ventilschafts 24 und der Führungshülse 26 herum angeordnet
ist.
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Insbesondere
ist ein oberer Abschnitt des Ventilschafts 24 gleitend
in einen oberen Hohlabschnitt des Ventilschafthalters 32 eingesetzt,
und der obere Abschnitt des Ventilschafts 24 ist mittels
der Mutter 33 befestigt. Während der Ventilschafthalter 32 mittels
des Vorschubspindelmechanismus 15 drehend nach oben und
unten bewegt wird, wird der Ventilschaft 24 veranlasst,
sich entsprechend nach oben und unten zu bewegen, ohne zusammen
mit der Drehung des Ventilschafthalters 32 gedreht zu werden.
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Bei
dem motorgesteuerten Ventil 10', das wie oben beschrieben aufgebaut
ist, werden der Läufer 30 und
der Ventilschafthalter 32, wenn die Ständerspulen 53 durch
die Zufuhr von elektrischem Strom zu denselben in einem Zustand,
wo der Ventilzapfen 24a von dem Ventilsitz 22 weg
gehalten oder gehoben wird (Ventilöffnung 22a ist geöffnet),
in einer Richtung erregt sind, veranlasst, in einer Richtung relativ
zu der Führungshülse 26,
welche rigide an dem Ventilkörper 20 gesichert
ist, zu rotieren, wodurch der Ventilschafthalter 32 veranlasst
wird, sich mittels des Vorschubspindelmechanismus 15 nach unten zu
bewegen, wodurch der Ventilzapfen 24a mit dem Ventilsitz 22 in
Druckkontakt treten kann, und somit die Ventilöffnung 22a schließt.
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Sogar
in dem Moment, wo der Ventilzapfen 24a auf dem Ventilsitz 22 aufsitzt,
steht ein an einem unteren Endabschnitt des Ventilschafthalters 32 vorgesehener
beweglicher Anschlag 37 noch nicht in Kontakt mit einem
an dem Ventilkörper 20 fixierten feststehenden
Anschlag 27, so dass der Läufer 30 und der Ventilschafthalter 32 sich
noch immer drehend nach unten bewegen können, während die Ventilöffnung 22a durch
den Ventilzapfen 24a geschlossen gehalten wird. Bei dieser
Gelegenheit wird, da der Ventilschafthalter 32 relativ
zu dem Ventilschaft 24 nach unten bewegt wird, eine Puffer-Schraubenfeder 34,
die zwischen dem Ventilschafthalter 32 und dem Ventilschaft 24 eingelegt
ist, komprimiert. Als Ergebnis wird der Ventilzapfen 24a des
Ventilschafts 24 fest auf den Ventilsitz 22 gedrückt, und
schließt
damit das Ventil. Danach, wenn der Läufer 30 weiter gedreht
wird, um den Ventilschafthalter 32 zu veranlassen, sich
nach unten zu bewegen, wird der bewegliche Anschlag 37 veranlasst,
in Druckkontakt mit dem feststehenden Anschlag 27 zu treten,
so dass sogar dann, wenn die Zuleitung von elektrischem Strom zu den
Ständerspulen 53 fortgesetzt
wird, die Rotation und Abwärtsbewegung
des Ventilschafthalters 32 zwangsweise ausgesetzt werden
kann.
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In
diesem ausgesetzten Zustand des Ventilschafthalters
32 werden,
wenn die Ständerspulen
53 durch
Zuführen
von elektrischem Strom zu denselben in die andere Richtung erregt
werden, der Läufer
30 und
der Ventilschafthalter
32 veranlasst, sich in eine Richtung
relativ zu der Führungshülse
26 zu
drehen, welche der vorstehend erwähnten einen Richtung entgegengesetzt
ist. Als Ergebnis wird der Ventilschafthalter
32 veranlasst,
sich mittels des Vorschubspindelmechanismus
15 aufwärts zu bewegen, wodurch
der Ventilzapfen
24a in die Lage versetzt wird, sich von
dem Ventilsitz
22 weg zu bewegen, um die Ventilöffnung
22a zu öffnen. Als
Ergebnis kann das Kältemittel,
das von einem Einlassrohr
61 in die Ventilkammer
21 eingeleitet
wird, über
die Ventilöffnung
22a in
ein Auslassrohr
62 fließen. In diesem Fall kann die
Strömungsrate
des Kältemittels
in Abhängigkeit
von der Größenordnung
des Hubs des Ventilzapfens
24a (für weitere Details siehe die offengelegte
JP-Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2001-50415 )
eingestellt werden.
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Im
Fall des herkömmlichen
motorgesteuerten Ventils 10',
welches wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird die Strömungsrate
des Kältemittels
in Abhängigkeit
von der effektiven Öffnungsfläche der Ventilöffnung 22a,
d. h. von der Größenordnung
des Hubs des Ventilzapfens 24a von dem Ventilsitz 22 bestimmt.
Die Größenordnung
des Hubs des Ventilzapfens 24a wird in Abhängigkeit
von der Gewindesteigung des Vorschubspindelmechanismus 15 und
von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Läufers 30 (der Anzahl
der Schritte des Schrittmotors) bestimmt.
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Im
Fall des motorgesteuerten Ventils dieser Art wird die maximale Größenordnung
des Hubs (ein vollständig
geöffneter
Zustand) des Ventils, mit anderen Worten, die maximaler Anzahl der
Schritte des Schrittmotors, im Allgemeinen im Voraus bestimmt, um
es zu ermöglichen,
eine gewünschte
maximale Strömungsrate
zu erzielen. Das heißt,
das motorgesteuerte Ventil ist so konstruiert, dass die Steuerung des
elektrischen Stroms zu den Ständern
so ausgeführt
werden kann, um den Läufer
in die Lage zu versetzen, zum Beispiel im Maximum fünf Mal zu
rotieren. In diesem Fall kann, wenn die Gewindesteigung des Vorschubspindelmechanismus 15 zum
Beispiel auf 0,6 mm eingestellt ist, die Größenordnung des Hubs des Ventilzapfens 24a in
Intervallen von 0,6 mm, d. h. 0,6 mm, 1,2 mm, 1,8 mm, 2,4 mm, 3,0
mm geändert
werden, während
der Läufer 30 und
der Ventilschafthalter 32 veranlasst werden, sich jeweils eine
Umdrehung, zwei Umdrehungen, drei Umdrehungen, vier Umdrehungen
und fünf
Umdrehungen zu drehen.
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Unterdessen
ist es, insbesondere in dem Fall des motorgesteuerten Ventils, das
in einem Kühlschrank
eingesetzt werden soll (als Ausdehnungsventil), schwierig, die Strömungsrate
des Kältemittels fein
zu steuern, da die Strömungsrate
des Kältemittels,
die gesteuert werden soll, sehr gering ist. Wenn Kohlendioxidgas
als ein Kältemittel
eingesetzt werden soll, ist es des Weiteren erforderlich, den Druck des
Kältemittels
auf einen hohen Druck (etwa 10 Mal höher als der Normaldruck) zu
erhöhen.
Jedoch besteht hier das Problem, dass die Fluktuation der Strömungsrate
des Kältemittels
zu groß werden
würde, wenn
ein Hochdruck-Kältemittel
eingesetzt wird und der Ventilzapfen wie oben beschrieben in Intervallen von
0,6 mm angehoben wird.
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Es
wäre denkbar,
als eine Gegenmaßnahme zur
Lösung
der vorstehend erwähnten
Probleme die Größe oder
den Winkel (effektive Öffnungsfläche) der
Ventilöffnung
zu minimieren. Es gibt jedoch eine Einschränkung bei der Verringerung
der effektiven Öffnungsfläche des
Ventils, und darüber
hinaus würde
es auch dann nicht zur vollständigen
Lösung
der vorstehend erwähnten
Probleme führen,
wenn eine solche Gegenmaßnahme
allein angewandt würde.
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Es
wäre auch
denkbar, als eine weitere Gegenmaßnahme, die Gewindesteigung
des Vorschubspindelmechanismus 15 zu minimieren (zum Beispiel,
die Gewindesteigung von 0,6 mm auf 0,2 mm zu verringern). Wenn jedoch
die Gewindesteigung des Vorschubspindelmechanismus 15 verringert wird,
würde die
Größenordnung
des Hubs je Umdrehung des Läufers
zu klein werden, wodurch das Problem entsteht, dass der feststehende
Anschlag 27 zur Regelung der Rotation nicht in geeigneter
Weise mit dem beweglichen Anschlag 37 in Kontakt treten oder
von diesem weg bewegt werden kann.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter den oben erwähnten Umständen gemacht und hat daher zum
Ziel, ein motorgesteuertes Ventil zu schaffen, welches in der Lage
ist, die Strömungsrate
des Kältemittels
fein und in geeigneter Weise einzustellen, ohne Schwierigkeiten
bei der Regelung der Rotation des Läufers zu verursachen, selbst
dann wenn ein Kältemittel
unter Hochdruck eingesetzt wird, während es gleichzeitig möglich wird,
verschiedene Arten von Teilen wie Ständer einzusetzen, die derzeit
in dem herkömmlichen
motorgesteuerten Ventil eingesetzt werden.
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Im
Hinblick auf das Erreichen des vorstehend erwähnten Ziels wird gemäß der vorliegenden Erfindung
ein motorgesteuertes Ventil geschaffen, welches umfasst: einen Ventilschaft
mit einem Ventilzapfen; einen Ventilkörper mit einem Ventilsitz,
mit welchem der Ventilzapfen lösbar
in Kontakt treten kann; eine Büchse,
die an dem Ventilkörper
fixiert ist; einen koaxial in der Büchse angeordneten Läufer; einen
Ständer,
der so um eine äußere umlaufende Oberfläche der
Büchse
herum angeordnet ist, dass er den Läufer drehbar antreibt; eine
Führungshülse, die
fest an dem Ventilkörper
gesichert ist und einen axialen Hohlabschnitt aufweist, in welchem
der Ventilschaft sich gleitend bewegen kann; und einen Ventilschafthalter,
welcher koaxial um die äußeren umlaufenden
Oberflächen
des Ventilschafts und der Führungshülse herum
angeordnet ist und ganzheitlich mit dem Läufer rotieren kann; wobei der
Ventilschaft ganzheitlich mit dem Ventilschafthalter rotieren und
sich in der Längsrichtung
davon relativ zu dem Ventilschafthalter bewegen kann; wobei das motorgesteuerte
Ventil des Weiteren mit einem Vorschubspindelmechanismus zur Einstellung
der Strömungsrate
versehen ist, um den Ventilzapfen in die Lage zu versetzen, lösbar mit
dem Ventilsitz in Kontakt zu treten, welcher aus einem ersten feststehenden
Gewindeabschnitt, der an einer inneren umlaufenden Oberfläche der
Führungshülse gebildet
ist, und einem ersten beweglichen Gewindeabschnitt, der an einer äußeren umlaufenden
Oberfläche
des Ventilschafts gebildet und so angepasst ist, dass er in den
ersten feststehenden Gewindeabschnitt eingreifen kann, gebildet
ist; sowie mit einem Vorschubspindelmechanismus zur Regelung der
Rotation, welcher aus einem zweiten feststehenden Gewindeabschnitt, der
an einer äußeren umlaufenden
Oberfläche
der Führungshülse gebildet
ist, und einem zweiten beweglichen Gewindeabschnitt, der an einer
inneren umlaufenden Oberfläche
des Ventilschafthalters gebildet und so angepasst ist, dass er in
den zweiten feststehenden Gewindeabschnitt eingreifen kann, gebildet
ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Gewindesteigung des Vorschubspindelmechanismus zur Einstellung
der Strömungsrate
kleiner als die Gewindesteigung des Vorschubspindelmechanismus zur
Regelung der Rotation.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der Ventilzapfen in axialer Richtung beweglich in einen zylindrischen
Abschnitt, der an einem unteren Endabschnitt des Ventilschafts gebildet
ist, eingesetzt und greift in einen in dem zylindrischen Abschnitt
gebildeten Anschlagsabschnitt ein, wobei der zylindrische Abschnitt
darin mit einer Pufferfeder versehen ist, um den Ventilzapfen zu
zwingen, sich nach unten zu bewegen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst das motorgesteuerte Ventil einen Anschlagsmechanismus zur
Regelung der Rotation, welcher aus einem feststehenden Anschlag,
der an der Führungshülse oder
dem Ventilkörper
angebracht ist, und aus einem beweglichen Anschlag, der an dem Ventilschafthalter
angebracht ist und mit dem feststehenden Anschlag in Druckkontakt
treten kann, besteht.
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Mit
dem motorgesteuerten Ventil der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die
Strömungsrate des
Kältemittels
fein und in geeigneter Weise einzustellen, ohne Schwierigkeiten
bei der Regelung der Rotation des Läufers zu verursachen, selbst
dann, wenn ein Kältemittel
unter Hochdruck eingesetzt wird, während es gleichzeitig möglich wird,
verschiedene Arten von Teilen wie Ständer einzusetzen, die derzeit
in dem herkömmlichen
motorgesteuerten Ventil eingesetzt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine Ausführungsform
des motorgesteuerten Ventils gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht;
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2 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang der Linie A-A von 1; und
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3 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine Ausführungsform
des motorgesteuerten Ventils nach dem Stand der Technik veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im
Detail erläutert.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
des motorgesteuerten Ventils gemäß der vorliegenden
Erfindung, worin gleiche Elemente oder Teile wie jene des in 3 gezeigten
motorgesteuerten Ventils 10' mit denselben
Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Das
in 1 gezeigte motorgesteuerte Ventil 10 ist
versehen mit einer Ventilkammer 21; einem Ventilsitz 22 (einer
Ventilöffnung 22a);
einem Ventilkörper 20 mit
einem flanschartigen Element 23, der so aufgebaut ist,
um die Strömungsrate
des Kältemittels
durch Verwendung eines nadelartigen Ventilzapfens 24A einzustellen,
welcher sich nahe zu dem Ventilsitz 22 hin oder von diesem
weg bewegen kann; einer Büchse 40,
welche hermetisch durch ein unteres Ende 40b derselben
und mittels Schweißen
mit dem Ventilkörper 20 verbunden
ist; einem Läufer 30, der
koaxial in der Büchse 40 angeordnet
ist, wobei ein vorbestimmter Spalt zwischen der äußeren umlaufenden Wandung des
Läufers 30 und
der inneren umlaufenden Wandung der Büchse 40 gebildet wird; und
einem Ständer 50,
der so um eine äußere umlaufende
Oberfläche
der Büchse 40 herum
angeordnet ist, dass er den Läufer 30 drehbar
antreibt.
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Die
Ventilkammer 21 des Ventilkörpers 20 ist durch
einen Seitenabschnitt davon mit einem Kältemittel-Einlassrohr 61 zur
Einleitung von Hochdruck-Kohlendioxid
(Gas) als Kältemittel
in die Ventilkammer 21 verbunden, sowie durch einen Bodenabschnitt
davon mit einem Kältemittel-Auslassrohr 62 verbunden.
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Ein
Ständer 50 besteht
aus einem Joch 51 aus einem Magnetmaterial, einem Paar
oberer und unterer Ständerspulen 53,
welche durch einen Spulenkörper 52 um
das Joch 51 gewickelt sind, und einer aus Gießharz geformten
Abdeckung 56. Ein Motor (in dieser Ausführungsform ein Schrittmotor)
besteht aus dem Läufer 30,
dem Ständer 50,
und den Ständerspulen 53.
In dieser Ausführungsform
entspricht der Ständer 50 einem
solchen, der auch in herkömmlicher
Weise eingesetzt wird. Die Zufuhr von elektrischem Strom zu dem
Ständer 50 wird
so gesteuert, dass der Läufer 30 im
Maximum fünf
Umdrehungen gedreht werden kann.
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Was
die Materialien für
den Läufer 30 betrifft, kann
ein Seltenerd-Kunststoff-Magnet,
wie etwa ein Magnet vom Nd-Fe-B-Typ, eingesetzt werden.
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Die
Büchse 40 kann
aus einem nichtmagnetischen Metall wie etwa rostfreiem Stahl bestehen und
wird in eine zylindrische Konfiguration mit geschlossenem Ende und
einer halbkugelförmigen Oberseite 40a gebracht,
welche durch Tiefziehen etc. hergestellt werden kann.
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Ein
unteres Ende 40b (Flanschabschnitt) der Büchse 40 ist
hermetisch mit einem Stufenabschnitt 23a verbunden, welcher
auf einem flanschartigen Element 23 aus rostfreiem Stahl
gebildet ist, welches an einem oberen Abschnitt des Ventilkörpers 20 mittels
Stumpfschweißen
befestigt ist (der geschweißte Abschnitt
wird mit K bezeichnet), wodurch ein luftdichter Zustand des Innenraums
der Büchse 40 sichergestellt
wird.
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Im
Inneren der Büchse 40 sind
ein Ventilschaft 24 aus Bronze mit dem Ventilzapfen 24A,
eine Hülse 26 mit
einem unteren Endabschnitt 26a, der in ein in dem Ventilkörper 20 gebildetes
Loch 42 eingeführt
(geschraubt) und fixiert ist und auch einen axialen Hohlabschnitt
aufweist, in welchem der Ventilschaft 24 sich gleitend
bewegen kann, sowie einen zylindrischen Ventilschafthalter 32,
welcher koaxial um die äußeren umlaufenden
Oberflächen
des Ventilschafts 24 und der Führungshülse 26 herum angeordnet
ist und ganzheitlich mit dem Läufer 30 rotieren kann.
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Der
Ventilzapfen 24A ist in axialer Richtung beweglich in einen
an einem unteren Endabschnitt des Ventilschafts 24 gebildeten
zylindrischen Abschnitt 24B eingesetzt und greift in einen
Kragen 38 ein, der auf den zylindrischen Abschnitt 24B aufgepresst
ist. Im Inneren des zylindrischen Abschnitts 24B ist in
einem komprimierten Zustand eine Puffer-Schraubenfeder 34 eingelegt,
um den Ventilzapfen 24A dazu zu zwingen, sich nach unten
zu bewegen.
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In
dieser Ausführungsform
ist der distale Endabschnitt (ein unterer Endabschnitt) des Ventilzapfens 24A dünner ausgeführt als
jener des in 3 dargestellten herkömmlichen
Ventilzapfens 24a, so dass der Durchmesser der Ventilöffnung 22a entsprechend
kleiner ist (z. B. ist die herkömmliche
Größe von etwa
1,5 mm in dieser Ausführungsform
zum Beispiel auf 0,5 mm verringert).
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Um
den Ventilzapfen 24A in die Lage zu versetzen, mit dem
Ventilsitz 22 lösbar
in Kontakt treten zu können,
ist ein erster feststehender Gewindeabschnitt 28 an einer
inneren umlaufenden Oberfläche eines
oberen Abschnitts der Führungshülse 26 gebildet,
und gleichzeitig ein erster beweglicher Gewindeabschnitt 29 an
einer äußeren umlaufenden
Oberfläche
eines oberen Abschnitts des vergrößerten Abschnitts 24b des
Ventilschafts 24 gebildet, um dem ersten beweglichen Gewindeabschnitt 29 zu
ermöglichen,
in den ersten feststehenden Gewindeabschnitt 28 einzugreifen.
Durch diese Kombination des ersten feststehenden Gewindeabschnitts 28 und
des ersten beweglichen Gewindeabschnitts 29 wird ein Vorschubspindelmechanismus 11 zur
Einstellung der Strömungsrate
aufgebaut.
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Der
Ventilschafthalter 32 ist an einem oberen zentralen Abschnitt 32c davon
mit einem Loch 32e versehen, in welches wie in 2 gezeigt
ein unterer Abschnitt der rotierenden Ventilschafthülse 42 mit
einem D-förmigen
abgeschnittenen Abschnitt (abgeschrägter Abschnitt 42a)
beweglich eingesetzt ist. Des Weiteren ist ein oberer dünner Abschnitt 24c des Ventilschafts 24 in
die rotierende Ventilschafthülse 42 eingepresst.
Daher kann der Ventilschaft 24 ganzheitlich mit dem Ventilschafthalter 32 rotieren
und sich gleichzeitig in der axialen Richtung davon relativ zu dem
Ventilschafthalter 32 bewegen.
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Des
Weiteren ist die Führungshülse 26 an der äußeren umlaufenden
Oberfläche
eines Zwischenabschnitts davon mit einem zweiten feststehenden Gewindeabschnitt 25 versehen,
und der Ventilschafthalter 32 ist an einer inneren umlaufenden Oberfläche eines
unteren Endabschnitts davon mit einem zweiten beweglichen Gewindeabschnitt 31 versehen,
welcher so angepasst ist, dass er in den zweiten feststehenden Gewindeabschnitt 25 eingreifen
kann. Durch diese Kombination des zweiten feststehenden Gewindeabschnitts 25 und
des zweiten beweglichen Gewindeabschnitts 31 wird ein Vorschubspindelmechanismus 12 zur
Regelung der Rotation aufgebaut.
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Übrigens
ist die Führungshülse 26 an
einer Seitenwand davon des Weiteren mit einer Ausgleichsöffnung 32a zum
Ausgleich des Innendrucks zwischen der Ventilkammer 21 und
der Büchse 40 versehen.
Auch ist der Ventilschafthalter 32 an der Oberseite davon
mit einer Rückholfeder 35 versehen,
welche dazu dient, den Eingriff der Gewindeabschnitte des Vorschubspindelmechanismus 12 zur
Regelung der Rotation wieder herzustellen, wenn die Gewindeabschnitte
außer
Eingriff gebracht wurden.
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Der
Ventilschafthalter 32 ist über einen Stützring 36 mit
dem Läufer 30 verbunden.
Dieser Stützring 36 besteht
in dieser Ausführungsform
aus einem Bronzering, der während
der Bildung des Läufers 30 in
den Läufer 30 eingesetzt
wurde. Ein oberer vorspringender Abschnitt des Ventilschafthalters 32 ist mit
dem Stützring 36 verstemmt,
um dadurch den Läufer 30,
den Stützring 36 und
den Ventilschafthalter 32 ganzheitlich miteinander zu verbinden.
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An
der Führungshülse 26 ist
ein feststehender Anschlag 27 rigide befestigt, welcher
einen die Rotation regelnden Anschlagsmechanismus bildet, und an
dem Ventilschafthalter 32 ist ein beweglicher Anschlag 37 rigide
befestigt, welcher den anderen der Anschlagsmechanismen bildet.
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In
dieser Ausführungsform
ist die Gewindesteigung des Vorschubspindelmechanismus 12 zur
Regelung der Rotation zum Beispiel auf 0,6 mm (dieselbe wie beim
herkömmlichen
Vorschubspindelmechanismus 15) eingestellt, und die Gewindesteigung
des Vorschubspindelmechanismus 11 zur Einstellung der Strömungsrate
ist zum Beispiel auf 0,2 mm eingestellt.
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Bei
dem motorgesteuerten Ventil 10, das wie oben beschrieben
aufgebaut ist, werden der Läufer 30 und
der Ventilschafthalter 32, wenn die Ständerspulen 53 durch
die Zufuhr von elektrischem Strom zu denselben in einem Zustand,
in dem der Ventilzapfen 24a von dem Ventilsitz 22 weg
gehalten oder gehoben wird (Ventilöffnung 22a ist geöffnet),
in einer Richtung erregt sind, veranlasst, in einer Richtung relativ
zu der Führungshülse 26,
welche rigide an dem Ventilkörper 20 gesichert
ist, zu rotieren. Daher kann der Ventilschafthalter 32 sich
zum Beispiel bei jeder Drehung desselben, die durch den Vorschubspindelmechanismus 12 zur
Regelung der Rotation bewirkt wird, um 0,6 mm nach unten bewegen, und
gleichzeitig kann der Ventilschaft 24 sich zum Beispiel
bei jeder Drehung desselben, die durch den Vorschubspindelmechanismus 11 zur
Einstellung der Strömungsrate
bewirkt wird, um 0,2 mm nach unten bewegen, wodurch der Ventilzapfen 24A mit
dem Ventilsitz 22 in Druckkontakt treten kann, um dadurch die
Ventilöffnung 22a zu
schließen.
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Sogar
in dem Moment, in dem die Ventilöffnung 22a geschlossen
ist, steht ein an einem unteren Endabschnitt des Ventilschafthalters 32 vorgesehener
beweglicher Anschlag 37 noch nicht in Kontakt mit einem
an dem Ventilkörper 20 fixierten
feststehenden Anschlag 27, so dass der Läufer 30 und
der Ventilschafthalter 32 sich noch immer drehend nach unten
bewegen können,
während
die Ventilöffnung 22a durch
den Ventilzapfen 24a geschlossen gehalten wird. Bei dieser
Gelegenheit wird, da der Ventilschaft 24 relativ zu dem
Ventilzapfen 24A nach unten bewegt wird, eine Puffer-Schraubenfeder 34,
die zwischen dem Ventilschaft 24 und dem Ventilzapfen 24A eingelegt
ist, komprimiert, um die nach unten wirkende Kraft des Ventilschafts 24 aufzunehmen.
Danach, wenn der Läufer 30 weiter
gedreht wird, um den Ventilschafthalter 32 zu veranlassen,
sich nach unten zu bewegen, wird der bewegliche Anschlag 37 veranlasst,
in Druckkontakt mit dem feststehenden Anschlag 27 zu treten,
so dass sogar dann, wenn die Zuleitung von elektrischem Strom zu
den Ständerspulen 53 fortgesetzt
wird, die Rotation und Abwärtsbewegung
des Ventilschafthalters 32 und des Ventilschafts 24 zwangsweise
ausgesetzt werden kann.
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In
diesem ausgesetzten Zustand des Ventilschafthalters 32 und
des Ventilschafts 24 werden, wenn die Ständerspulen 53 durch
Zufuhr von elektrischem Strom zu denselben in die andere Richtung erregt
werden, der Läufer 30,
der Ventilschafthalter 32 und der Ventilschaft 24 veranlasst,
sich in eine Richtung zu drehen, welche der vorstehend erwähnten einen
Richtung entgegengesetzt ist. Als Ergebnis wird durch die Wirkung
des Vorschubspindelmechanismus 12 zur Regelung der Rotation
der Ventilschafthalter 32 veranlasst, sich zum Beispiel
bei jeder einzelnen Umdrehung des Vorschubspindelmechanismus 12 zur
Regelung der Rotation (die maximale Hubdistanz beträgt 3,0 mm
nach fünf
Umdrehungen) um 0,6 mm nach oben zu bewegen, wodurch der bewegliche
Anschlag 37 in die Lage versetzt wird, sich von dem feststehenden
Anschlag 27 weg zu bewegen, und der Ventilschaft 24 gleichzeitig veranlasst
wird, sich bei jeder einzelnen Umdrehung davon (die maximale Hubdistanz
beträgt
1,0 mm nach fünf
Umdrehungen) um 0,2 mm nach oben zu bewegen. Als Ergebnis wird der
Ventilzapfen 24A veranlasst, sich von dem Ventilsitz 22 weg
zu bewegen, um die Ventilöffnung 22a zu öffnen. Als
Ergebnis kann das Kältemittel,
das von einem Einlassrohr 61 in die Ventilkammer 21 eingeleitet
wird, über
die Ventilöffnung 22a in
ein Auslassrohr 62 fließen, wodurch es möglich wird,
die Strömungsrate
des Kältemittels in
Abhängigkeit
von der Größenordnung
des Hubs des Ventilzapfens 24a einzustellen.
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Da
das motorgesteuerte Ventil nach dieser Ausführungsform so aufgebaut ist,
dass es den Vorschubspindelmechanismus 11 zur Einstellung
der Strömungsrate
und den Vorschubspindelmechanismus 12 zur Regelung der
Rotation umfasst, und gleichzeitig die Gewindesteigung des Vorschubspindelmechanismus 11 zur
Einstellung der Strömungsrate
bis auf etwa 1/3 der Gewindesteigung des Vorschubspindelmechanismus 12 zur
Regelung der Rotation verringert wird, ist es nun wie oben beschrieben
möglich,
die Strömungsrate
des Kältemittels
fein und in geeigneter Weise einzustellen, ohne Schwierigkeiten
bei der Regelung der Rotation des Läufers zu verursachen, selbst
dann, wenn ein Kältemittel
unter Hochdruck eingesetzt wird.