DE60224605T2

DE60224605T2 - Fahrzeugklimaanlage

Info

Publication number: DE60224605T2
Application number: DE60224605T
Authority: DE
Inventors: Malcolm S. Heys
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: GB0108444D0; DE60224605D1; EP1247670A3; GB2374130A; EP1247670A2; GB2374130B; EP1247670B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs und im Spezielleren eine Klimaanlage, die sowohl eine Heizung als auch eine Kühlung für den Innenraum bereitstellen kann. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Umkehrventil zur Verwendung in einer Klimaanlage.
Hintergrund der Erfindung
Klimaanlagen für die Innenräume von Kraftfahrzeugen sind gut bekannt. Im Allgemeinen umfassen diese Systeme einen inneren Wärmetauscher (der innerhalb des Innenraumes angeordnet oder diesem zugehörig ist) und einen äußeren Wärmetauscher (der außerhalb des Innenraumes angeordnet ist). Ein Paar Fluiddurchgänge verbindet die Wärmetauscher, um die Zirkulation des Fluids durch die Wärmetauscher hindurch zuzulassen. Eine Ausdehnungsvorrichtung ist in einem der Fluiddurchgänge positioniert. Ein Verdichter und Kältemittelsammler ist in dem anderen Fluiddurchgang positioniert. Wenn Fluid nacheinander durch den Verdichter durch den äußeren Wärmetauscher, die Ausdehnungsvorrichtung, den inneren Wärmetauscher und den Kältemittelsammler hindurch gepumpt wird, wird Luft, die durch den inneren Wärmetauscher hindurch strömt, gekühlt, während die Luft in den Innenraum hinein strömt. Wenn das Fluid in der umgekehrten Richtung nacheinander durch den inneren Wärmetauscher, die Ausdehnungsvorrichtung, den äußeren Wärmetauscher und den Kältemittelsammler hindurch gepumpt wird, wird Luft, die durch den inneren Wärmetauscher hindurch strömt, erwärmt, wenn die Luft in den Innenraum hinein strömt. Ein Umkehrventil ist in dem ande ren Fluiddurchgang positioniert, um die erforderliche Strömungsrichtung für das Fluid bereitzustellen. Die EP-A-0 993 977 beschreibt solch eine Anordnung und ihre Betriebssteuerung. Bekannte Umkehrventile können groß sein und/oder langsam arbeiten.
Die US-A-4 716 741 offenbart ein System gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die US-A-4 664 152 offenbart ein Ventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage bereitzustellen, in der das Umkehrventil klein, aber in der Lage ist, schnell zu arbeiten.
Eine Klimaanlage gemäß der vorliegenden Erfindung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs umfasst einen ersten Wärmetauscher, der außerhalb des Innenraumes positionierbar ist; einen zweiten Wärmetauscher zum Behandeln von Luft, die in den Innenraum eintritt; einen ersten Fluiddurchgang zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher; einen zweiten Fluiddurchgang zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher; eine Ausdehnungsvorrichtung, die in dem ersten Fluiddurchgang positioniert ist; einen Verdichter, um Fluid in den zweiten Fluiddurchgang und entweder in einer ersten Richtung nacheinander durch den ersten Wärmetauscher, die Ausdehnungsvorrichtung und den zweiten Wärmetauscher hindurch oder in einer zweiten Richtung nacheinander durch den zweiten Wärmetauscher, die Ausdehnungsvorrichtung und den ersten Wärmetauscher hindurch zu pumpen; und ein Umkehrventil in dem zweiten Fluiddurchgang zum Steuern der Richtung der Fluidströmung; wobei das Umkehrventil umfasst: ein Gehäuse mit einer axial ver laufenden Bohrung; einen Hauptkolben mit axial beabstandeten Kolbenringen, die einen dichtenden Gleitsitz in der Bohrung herstellen, sodass sich der Hauptkolben in einer axialen Richtung relativ zu dem Gehäuse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegen kann; axial beabstandete Fluidkammern in der durch die Kolbenringe definierten Bohrung; einen inneren Kolben, der in einer Durchgangsbohrung in dem Hauptkolben positioniert ist, wobei der innere Kolben relativ zu dem Hauptkolben zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehbar ist und eine erste und eine zweite ausgerichtete Bohrung aufweist, die durch eine Wand getrennt sind und vorbestimmte Fluidkammern abhängig von der Position des inneren Kolbens fluidmäßig verbinden; ein Mittel zum Drehen des inneren Kolbens; Fluidkanäle, die vorbestimmte Fluidkammern mit dem Verdichter und mit dem zweiten Fluiddurchgang abhängig von der Position des Hauptkolbens fluidmäßig verbinden; wobei in der ersten Position des inneren Kolbens unter Druck stehendes Fluid durch den inneren Kolben von dem Verdichter zu mindestens einer vorbestimmten Fluidkammer gelenkt wird, um den Hauptkolben in seine erste Position zu bewegen; und wobei in der zweiten Position des inneren Kolbens unter Druck stehendes Fluid durch den inneren Kolben von dem Verdichter zu mindestens einer weiteren vorbestimmten Fluidkammer gelenkt wird, um den Hauptkolben in seine zweite Position zu bewegen.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Umkehrventil für eine Klimaanlage.
Die vorliegende Erfindung verwendet das aus dem Verdichter austretende, unter Druck stehende Fluid, um ein Druckdifferenzial an dem Hauptkolben zu erzeugen und dabei zu helfen, den Hauptkolben in die erforderliche Position für die erforderliche Richtung der Fluidströmung durch das Sys tem hindurch zu treiben. Mit dieser Anordnung ist die Bewegung des Hauptkolbens zwischen seiner ersten und seiner zweiten Position sehr schnell und die Größe des Umkehrventils kann bei einem Minimum gehalten werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Darstellung einer Klimaanlage in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Querschnittsansicht eines Umkehrventils zur Verwendung in der Klimaanlage von 1 in einer ersten Betriebsposition ist;
3 eine Querschnittsansicht des Umkehrventils von 2 in einer zweiten Betriebsposition ist; und
4 eine Explosionsdarstellung des Umkehrventils der 2 und 3 ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 1 der Zeichnungen dient die Klimaanlage 10 gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, um den Innenraum (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs zu erwärmen oder zu kühlen. Die Klimaanlage 10 umfasst die üblichen Komponenten eines Verdichters 12, eines äußeren Wärmetauschers 14, eines Kapillar rohres oder einer Ausdehnungsvorrichtung 16, eines inneren Wärmetauschers 18 und eines Kältemittelssammlers 20. Der äußere Wärmetauscher 14 ist außerhalb des Innenraumes angeordnet. Der innere Wärmetauscher 18 ist typischerweise innerhalb des Innenraumes angeordnet, obwohl er außerhalb des Innenraumes positioniert sein kann und dennoch verwendet wird, um Luft, die in den Innenraum eintritt, zu behandeln. Ein erster Fluiddurchgang 22 verbindet den äußeren Wärmetauscher 14 fluidmäßig mit dem inneren Wärmetauscher 18 mithilfe der Ausdehnungsvorrichtung 16. Ein zweiter Fluiddurchgang 24 verbindet den äußeren Wärmetauscher 14 fluidmäßig mit dem inneren Wärmetauscher 18 mithilfe eines Umkehrventils 32. Der Verdichter 12 und der Kältemittelsammler 20 sind mit dem zweiten Fluiddurchgang 24 mit Hilfe des Umkehrventils 32 fluidmäßig verbunden. Der Verdichter 12 weist einen Fluidauslass 26 auf, der mithilfe eines dritten Fluiddurchgangs 30 mit dem Umkehrventil 32 verbunden ist. Der Verdichter 12 weist einen Fluideinlass 28 auf, der mithilfe des Kältemittelsammlers 20 und eines vierten Fluiddurchgangs 31 mit dem Umkehrventil 32 verbunden ist.
Während eines normalen (Kühl)-Betriebes der Klimaanlage 10 ist das Umkehrventil 32 derart eingestellt, dass es eine Fluidströmung in der Richtung X zulässt, sodass Luft, die durch den inneren Wärmetauscher 18 strömt, gekühlt wird, sodass die Klimaanlage dazu dient, den Innenraum zu kühlen. In diesem Kühlmodus wird das Kältemittelfluid in dem System 10 durch den Verdichter 12 nacheinander durch das Umkehrventil 32, den äußeren Wärmetauscher 14, die Ausdehnungsvorrichtung 16, den inneren Wärmetauscher 18, das Umkehrventil 32 und den Kältemittelsammler 20 hindurch gepumpt, bevor es zu dem Verdichter zurückkehrt.
Wenn ein anfängliches, zusätzliches oder anhaltendes Heizen des Innenraumes erforderlich ist, wird das Umkehrventil 32 derart eingestellt, dass es eine Fluidströmung in der Richtung Y zulässt, sodass Luft, die durch den inneren Wärmetauscher 18 strömt, erwärmt wird, sodass die Klimaanlage dazu dient, den Innenraum zu heizen. In diesem Heizpumpmodus wird das Kältemittelfluid in dem System 10 durch den Verdichter 12 nacheinander durch das Umkehrventil 32, den inneren Wärmetauscher 18, die Ausdehnungsvorrichtung 16, den äußeren Wärmetauscher 14, das Umkehrventil 32 und den Kältemittelsammler 20 hindurch gepumpt, bevor es zu dem Verdichter zurückkehrt.
Das Umkehrventil 32 ist in den 2 bis 4 in größerem Detail gezeigt. Das Umkehrventil 32 umfasst ein Gehäuse 34 mit einer axial verlaufenden Bohrung 36. Ein Hauptkolben 38 stellt einen dichtenden Gleitsitz in der Bohrung 36 her und ist zu einer Hin- und Herbewegung in der axialen Richtung A relativ zu dem Gehäuse 34 in der Lage. Der Hauptkolben 38 weist eine axial verlaufende Durchgangsbohrung 40 und einen ersten, einen zweiten und einen dritten Kolbenring 42, 44 bzw. 46 auf. Die Kolbenringe 42–46 sind axial beabstandet und stellen einen dichtenden Gleiteingriff mit der Innenfläche 48 der Bohrung 36 her, um eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Fluidkammer 50, 52, 54, 56 innerhalb der Bohrung zu definieren. Die zweite Kammer 52 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kolbenring 42, 44 angeordnet. Die dritte Kammer 54 ist zwischen dem zweiten und dem dritten Kolbenring 44, 46 angeordnet. Die erste Kammer 50 ist benachbart zu dem ersten Kolbenring 42. Die vierte Kammer 56 ist benachbart zu dem dritten Kolbenring 46. Ein innerer Kolben 58 ist in der Durchgangsbohrung 40 des Hauptkolbens 38 positioniert und ist mit dem Hauptkolben relativ zu dem Gehäuse 34 axial bewegbar. Der innere Kolben 58 ist durch einen Elektromotor 60 um seine Längsachse herum relativ zu dem Hauptkolben 38 drehbar. Der innere Kolben 58 weist eine axial verlaufende, ausgerichtete erste und zweite Bohrung 62 bzw. 64 auf, die durch eine innere Wand 66 getrennt sind, die unter einem Winkel zu der Längsachse des inneren Kolbens verläuft. Die erste Bohrung 62 des inneren Kolbens 58 ist mit der ersten Kammer 50 fluidmäßig verbunden. Die zweite Bohrung 64 des inneren Kolbens 58 ist mit der vierten Kammer 56 fluidmäßig verbunden.
Eine erste und eine zweite Öffnung 68, 70 sind in dem inneren Kolben 58 gebildet. Die Öffnungen 68, 70 befinden sich im Wesentlichen radial entgegengesetzt zueinander, wobei sich die erste Öffnung 68 auf einer Seite der Wand 66 befindet und sich die zweite Öffnung 70 auf der anderen Seite der Wand befindet. Die erste Öffnung 68 öffnet sich in die erste Bohrung 62 des inneren Kolbens 58 hinein. Die zweite Öffnung 70 öffnet sich in die zweite Bohrung 64 des inneren Kolbens 58 hinein. Die erste und die zweite Öffnung 72, 74 sind in dem Hauptkolben 38 gebildet. Die Öffnungen 72, 74 befinden sich auf radial entgegengesetzten Seiten des Hauptkolbens 38, wobei sich die erste Öffnung 72 auf einer Seite des zweiten Kolbenringes 44 befindet und sich die zweite Öffnung 74 auf der anderen Seite des zweiten Kolbenringes befindet. Die erste Öffnung 72 öffnet sich in die zweite Kammer 52 hinein. Die zweite Öffnung 74 öffnet sich in die dritte Kammer 54 hinein. In einer ersten Drehposition des inneren Kolbens 58 relativ zu dem Hauptkolben 38 (2) öffnet sich die erste Öffnung 68 des inneren Kolbens in die erste Öffnung 72 des Hauptkolbens hinein, um die erste und die zweite Kammer 50, 52 fluidmäßig zu verbinden; und die zweite Öffnung 70 des inneren Kolbens öffnet sich in die zweite Öffnung 74 des Hauptkolbens hinein, um die dritte und die vierte Kammer 54, 56 fluidmäßig zu verbinden. In einer zweiten Drehposition des inneren Kolbens 58 relativ zu dem Hauptkolben 38 (3) öffnet sich die erste Öffnung 68 des inneren Kolbens in die zweite Öffnung 74 des Hauptkolbens hinein, um die erste und die dritte Kammer 50, 54 fluidmäßig zu verbinden; und die zweite Öffnung 70 des inneren Kolbens öffnet sich in die erste Öffnung 72 des Hauptkolbens hinein, um die zweite und die vierte Kammer 52, 56 fluidmäßig zu verbinden.
Ein erster und ein zweiter Kolbensitz 76 bzw. 78 sind in der Bohrung 36 des Gehäuses 34 gebildet. Der erste und der zweite Kolbensitz 76, 78 sind axial beabstandet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Kolbensitz 76 durch eine in der Innenfläche 48 der Bohrung 36 gebildete Schulter definiert und der zweite Kolbensitz 78 ist durch einen in der Bohrung eingesetzten kreisringförmigen Ring definiert. In einer ersten Position des Hauptkolbens 38 relativ zu dem Gehäuse 34 (2) steht der zweite Kolbenring 44 mit dem ersten Kolbensitz 76 in Eingriff. In einer zweiten Position des Hauptkolbens 38 relativ zu dem Gehäuse 34 (3) steht der zweite Kolbenring 44 mit dem zweiten Kolbensitz 78 in Eingriff.
Ein erster, ein zweiter, ein dritter, ein vierter und ein fünfter Kanal 80, 82, 84, 86 bzw. 88 sind in dem Gehäuse 34 gebildet und axial beabstandet. In der ersten Position des Hauptkolbens 38 relativ zu dem Gehäuse 34 (2) sind der erste und der zweite Kanal 80, 82 mit der zweiten Kammer 52 fluidmäßig verbunden; der dritte und der vierte Kanal 84, 86 sind mit der dritten Kammer 54 fluidmäßig verbunden; und der fünfte Kanal 88 ist durch den dritten Kolbenring 46 verschlossen. In der zweiten Position des Hauptkolbens 38 relativ zu dem Gehäuse 34 (3) sind der zweite und der dritte Kanal 82, 84 mit der zweiten Kammer 52 fluidmäßig verbunden; der vierte und der fünfte Kanal 86, 88 sind mit der dritten Kammer 54 fluidmäßig verbunden; und der erste Kanal 80 ist durch den ersten Kolbenring 42 verschlossen.
Der erste Kanal 80 und der fünfte Kanal 88 sind mithilfe eines ersten Abschnitts 90 des zweiten Fluiddurchgangs 24 mit dem inneren Wärmetauscher 18 fluidmäßig verbunden. Der zweite Kanal 82 ist mithilfe des vier ten Fluiddurchgangs 31 mit dem Kältemittelsammler 20 und dem Einlass 28 des Verdichters 12 fluidmäßig verbunden. Der dritte Kanal 84 ist mithilfe eines zweiten Abschnitts 92 des zweiten Fluiddurchgangs 24 mit dem äußeren Wärmetauscher 14 fluidmäßig verbunden. Der vierte Kanal 86 ist mithilfe des dritten Fluiddurchgangs 30 mit dem Auslass 26 des Verdichters 12 fluidmäßig verbunden.
In dem oben erwähnten Kühlmodus des Systems 10 wird der Elektromotor 60 betätigt, um den inneren Kolben 58 in seine erste Position (wie in 2 gezeigt) relativ zu dem Hauptkolben 38 zu stellen. Unter Druck stehendes Fluid von dem Verdichter 12 tritt durch den vierten Kanal 86 hindurch in die dritte Kammer 54 ein. Das unter Druck stehende Fluid in der dritten Kammer 54 strömt durch die zweite Öffnung 74 in dem Hauptkolben 38, die zweite Öffnung 70 in dem inneren Kolben 58 und die zweite Bohrung 64 in dem inneren Kolben hindurch in die vierte Kammer 56. Das unter Druck stehende Fluid in der vierten Kammer 56 wirkt auf den dritten Kolbenring 46 und das unter Druck stehende Fluid in der dritten Kammer 54 wirkt auf den zweiten Kolbenring 44, um den Hauptkolben 38 in seine erste Position (in 2 gezeigt) zu bewegen, in der der zweite Kolbenring mit dem ersten Kolbensitz 76 in Eingriff steht. In dieser ersten Position des Hauptkolbens 38 tritt das unter Druck stehende Fluid durch den dritten Kanal 84 hindurch aus der dritten Fluidkammer 54 aus, um das System 10 in der Richtung X zu zirkulieren. Fluid, das aus dem inneren Wärmetauscher 18 austritt, weist einen reduzierten Druck (im Vergleich zu dem unter Druck stehenden Fluid, das aus dem Verdichter 12 austritt) auf und strömt durch den ersten Kanal 80 in die zweite Kammer 52 und tritt durch den zweiten Kanal 82 hindurch aus der zweiten Kammer aus, um zu dem Verdichter 12 zurückzukehren. Der niedrigere Druck in der zweiten Kammer 52 gleicht sich (durch die erste Öffnung 72 in dem Hauptkolben 38, die erste Öffnung 68 in dem inneren Kolben 58 und die erste Bohrung 62 in dem inneren Kolben hindurch) mit dem Druck in der ersten Kammer 50 aus.
In dem oben erwähnten Heizpumpmodus des Systems 10 wird der Elektromotor 60 betätigt, um den inneren Kolben 58 in seine zweite Position (wie in 3 gezeigt) relativ zu dem Hauptkolben 38 zu stellen. Unter Druck stehendes Fluid von dem Verdichter 12 tritt durch den vierten Kanal 86 hindurch in die dritte Kammer 54 ein. Das unter Druck stehende Fluid in der dritten Kammer 54 strömt durch die zweite Öffnung 74 in dem Hauptkolben 38, die erste Öffnung 68 in dem inneren Kolben 58 und die erste Bohrung 62 in dem inneren Kolben hindurch in die erste Kammer 50. Das unter Druck stehende Fluid in der ersten Kammer 50 wirkt auf den ersten Kolbenring 42 und das unter Druck stehende Fluid in der dritten Kammer 54 wirkt auf den dritten Kolbenring 46, um den Hauptkolben 38 in seine zweite Position (in 3 gezeigt) zu bewegen, in der der zweite Kolbenring 44 mit dem zweiten Kolbensitz 78 in Eingriff steht. In dieser zweiten Position des Hauptkolbens 38 tritt das unter Druck stehende Fluid durch den fünften Kanal 88 hindurch aus der dritten Fluidkammer 54 aus, um das System 10 in der Richtung Y zu zirkulieren. Fluid, das aus dem äußeren Wärmetauscher 14 austritt, weist einen reduzierten Druck (im Vergleich zu dem unter Druck stehenden Fluid, das aus dem Verdichter 12 austritt) auf und strömt durch den dritten Kanal 84 in die zweite Kammer 52 und tritt durch den zweiten Kanal 82 hindurch aus der zweiten Kammer aus, um zu dem Verdichter 12 zurückzukehren. Der niedrigere Druck in der zweiten Kammer 52 gleicht sich (durch die erste Öffnung 72 in dem Hauptkolben 38, die zweite Öffnung 70 in dem inneren Kolben 58 und die zweite Bohrung 64 in dem inneren Kolben hindurch) mit dem Druck in der vierten Kammer 56 aus.
Die vorliegende Erfindung verwendet das aus dem Verdichter 12 austretende, unter Druck stehende Fluid, um das Druckdifferenzial an dem Hauptkolben 38 zu erzeugen und dabei zu helfen, den Hauptkolben in die erforderliche Position für die erforderliche Richtung der Fluidströmung durch das System 10 hindurch zu treiben. Der Elektromotor 60 dreht den inneren Kolben 58, um das unter Druck stehende Fluid entweder zu der vierten Kammer 56 für den Kühlmodus zu lenken oder das unter Druck stehende Fluid zu der ersten Kammer 50 für den Heizpumpmodus zu lenken. Mit dieser Anordnung ist die Bewegung des Hauptkolbens zwischen seiner ersten und seiner zweiten Position sehr schnell und die Größe des Elektromotors 60 und des Umkehrventils 32 kann bei einem Minimum gehalten werden.
Der Verdichter 12 ist vorzugsweise ein elektronisch verstellbarer Verdichter, dessen Betrieb durch ein elektronisches Verdrängungssteuerventil (nicht gezeigt) gesteuert wird. Ein Beispiel für ein/en geeigneten/s Verdichter und Steuerventil ist in der EP-A-0 993 977 beschrieben. Der Verdichter 12 ist vorzugsweise ein Taumelscheibenverdichter. Als eine Alternative kann ein Schrägscheibenverdichter verwendet werden. Als eine weitere Alternative kann der Kältemittelsammler 20 anderswo in dem System 10 angeordnet sein. Alternativ kann ein Zweiwege-Kältesammler in dem System 10 verwendet werden. Der Elektromotor 60 kann durch ein alternatives Mittel zum Drehen des inneren Kolbens 58 wie z. B. ein mit dem inneren Kolben über eine Zahnstangenanordnung verbundenes Solenoid ersetzt sein. Der kreisringförmige Ring, der den zweiten Kolbensitz 78 definiert, kann durch eine zylindrische Hülse ersetzt sein, die sich an dem dritten Kolbenring 46 vorbei erstreckt.

Claims

Klimaanlage für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen ersten Wärmetauscher (14), der außerhalb des Innenraumes positionierbar ist; einen zweiten Wärmetaucher (18) zum Behandeln von Luft, die in den Innenraum eintritt; einen ersten Fluiddurchgang (22) zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher; einen zweiten Fluiddurchgang (24) zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher; eine Ausdehnungsvorrichtung (16), die in dem ersten Fluiddurchgang positioniert ist; einen Verdichter (12), um Fluid in den zweiten Fluiddurchgang und entweder in einer ersten Richtung nacheinander durch den ersten Wärmetauscher, die Ausdehnungsvorrichtung und den zweiten Wärmetauscher hindurch oder in einer zweiten Richtung nacheinander durch den zweiten Wärmetauscher, die Ausdehnungsvorrichtung und den ersten Wärmetauscher hindurch zu pumpen; und ein Umkehrventil (32) in dem zweiten Fluiddurchgang zum Steuern der Richtung der Fluidströmung; dadurch gekennzeichnet, dass das Umkehrventil (32) umfasst: ein Gehäuse (34) mit einer axial verlaufenden Bohrung (36); einen Hauptkolben (38) mit axial beabstandeten Kolbenringen (42–46), die einen dichtenden Gleitsitz in der Bohrung herstellen, sodass sich der Hauptkolben in einer axialen Richtung (A) relativ zu dem Gehäuse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegen kann; axial beabstandete Fluidkammern (50–56) in der durch die Kolbenringe definierten Bohrung; einen inneren Kolben (58), der in einer Durchgangsboh rung (40) in dem Hauptkolben positioniert ist, wobei der innere Kolben relativ zu dem Hauptkolben zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehbar ist und eine erste und eine zweite ausgerichtete Bohrung (62, 64) aufweist, die durch eine Wand (66) getrennt sind und vorbestimmte Fluidkammern abhängig von der Position des inneren Kolbens fluidmäßig verbinden; ein Mittel (60) zum Drehen des inneren Kolbens; Fluidkanäle (80–88), die vorbestimmte Fluidkammern mit dem Verdichter und mit dem zweiten Fluiddurchgang abhängig von der Position des Hauptkolbens fluidmäßig verbinden; wobei in der ersten Position des inneren Kolbens unter Druck stehendes Fluid durch den inneren Kolben von dem Verdichter zu mindestens einer vorbestimmten Fluidkammer gelenkt wird, um den Hauptkolben in seine erste Position zu bewegen; und wobei in der zweiten Position des inneren Kolbens unter Druck stehendes Fluid durch den inneren Kolben von dem Verdichter zu mindestens einer weiteren vorbestimmten Fluidkammer gelenkt wird, um den Hauptkolben in seine zweite Position zu bewegen.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Mittel (60) zum Drehen des inneren Kolbens einen Elektromotor umfasst.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Mittel (60) zum Drehen des inneren Kolbens ein Solenoid umfasst.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Umkehrventil (32) ferner einen ersten und einen zweiten Kolbensitz (76, 78) umfasst; wobei in der ersten Position des Hauptkolbens (38) einer der Kolbenringe (44) mit dem ersten Kolbensitz (76) in Eingriff steht; und wobei in der zweiten Position des Hauptkolbens der eine Kolbenring (44) mit dem zweiten Kolbensitz (78) in Eingriff steht.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der innere Kolben (58) eine erste radial verlaufende Öffnung (68), die sich in die erste Bohrung (62) in dem inneren Kolben hinein öffnet, und eine zweite radial verlaufende Öffnung (70) aufweist, die sich in die zweite Bohrung (64) in dem inneren Kolben hinein öffnet; wobei der Hauptkolben (38) eine erste Öffnung (72), die sich in eine vorbestimmte Fluidkammer (52) hinein öffnet, und eine zweite Öffnung (74) aufweist, die sich in eine weitere vorbestimmte Fluidkammer (54) hinein öffnet; wobei in der ersten Position des inneren Kolbens die ersten Öffnungen ausgerichtet sind und die zweiten Öffnungen ausgerichtet sind; und wobei in der zweiten Position des inneren Kolbens die erste Öffnung in dem inneren Kolben mit der zweiten Öffnung in dem Hauptkolben ausgerichtet ist und die zweite Öffnung in dem inneren Kolben mit der ersten Öffnung in dem Hauptkolben ausgerichtet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 5, wobei die erste und die zweite Öffnung (68, 70) in dem inneren Kolben (58) im Wesentlichen radial ausgerichtet sind; und wobei der innere Kolben axial mit dem Hauptkolben (38) bewegbar ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Hauptkolben (38) einen ersten, einen zweiten und einen dritten axial beabstandeten Kolbenring (42, 44, 46) aufweist, die eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte axial beabstandete Fluidkammer (50–56) in der Bohrung (40) des Gehäuses (34) definieren, wobei die erste Bohrung (62) in dem inneren Kolben (58) mit der ersten Fluidkammer (50) fluidmäßig verbunden ist und die zweite Bohrung (64) in dem inneren Kolben mit der vierten Fluidkammer (56) fluidmäßig verbunden ist.
Klimaanlage nach Anspruch 7, wobei das Umkehrventil (32) einen ersten, einen zweiten, einen dritten, einen vierten und einen fünften axial beabstandeten Fluidkanal (80–88) aufweist, wobei der erste und der fünfte Fluidkanal (80, 88) mit dem zweiten Wärmetauscher (18) fluidmäßig verbunden sind, der zweite Fluidkanal (82) mit dem Verdichtereinlass (28) fluidmäßig verbunden ist, der dritte Fluidkanal (84) mit dem ersten Wärmetauscher (14) fluidmäßig verbunden ist und der vierte Fluidkanal (86) mit dem Verdichterauslass (26) fluidmäßig verbunden ist; wobei in der ersten Position des Hauptkolbens (38) der erste und der zweite Fluidkanal mit der zweiten Fluidkammer (52) fluidmäßig verbunden sind, der dritte und der vierte Fluidkanal mit der dritten Fluidkammer (54) fluidmäßig verbunden sind und der fünfte Fluidkanal geschlossen ist; und wobei in der zweiten Position des Hauptkolbens der erste Fluidkanal geschlossen ist, der zweite und der dritte Fluidkanal mit der zweiten Fluidkammer fluidmäßig verbunden sind und der vierte und der fünfte Fluidkanal mit der dritten Fluidkammer fluidmäßig verbunden sind.
Umkehrventil für eine Klimaanlage, umfassend ein Gehäuse (34) mit einer axial verlaufenden Bohrung (36); einen Hauptkolben (38) mit axial beabstandeten Kolbenringen (42–46), die einen dichtenden Gleitsitz in der Bohrung herstellen, sodass sich der Hauptkolben in einer axialen Richtung (A) relativ zu dem Gehäuse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegen kann; axial beabstandete Fluidkammern (50–56) in der durch die Kolbenringe definierten Bohrung; Fluidkanäle (80–88), die mit vorbestimmten Fluidkammern abhängig von der Position des Hauptkolbens verbindbar sind; gekennzeichnet durch einen inneren Kolben (58), der in einer Durchgangsbohrung (40) in dem Hauptkolben positioniert ist, wobei der innere Kolben relativ zu dem Hauptkolben zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehbar ist und eine erste und eine zweite ausgerichtete Bohrung (62, 64) aufweist, die durch eine Wand (66) getrennt sind und vorbestimmte Fluidkammern abhängig von der Position des inneren Kolbens fluidmäßig verbinden; ein Mittel (60) zum Drehen des inneren Kolbens; wobei in der ersten Position des inneren Kolbens ankommendes, unter Druck stehendes Fluid durch den inneren Kolben zu mindestens einer vorbestimmten Fluidkammer gelenkt wird, um den Hauptkolben in seine erste Position zu bewegen; und wobei in der zweiten Position des inneren Kolbens ankommendes, unter Druck stehendes Fluid durch den inneren Kolben zu mindestens einer weiteren vorbestimmten Fluidkammer gelenkt wird, um den Hauptkolben in seine zweite Position zu bewegen.
Umkehrventil nach Anspruch 9, wobei das Mittel (60) zum Drehen des inneren Kolbens einen Elektromotor umfasst.
Umkehrventil nach Anspruch 9, wobei das Mittel (60) zum Drehen des inneren Kolbens ein Solenoid umfasst.
Umkehrventil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Umkehrventil (32) ferner einen ersten und einen zweiten Kolbensitz (76, 78) umfasst; wobei in der ersten Position des Hauptkolbens (38) einer der Kolbenringe (44) mit dem ersten Kolbensitz (76) in Eingriff steht; und wobei in der zweiten Position des Hauptkolbens der eine Kolbenring (44) mit dem zweiten Kolbensitz (78) in Eingriff steht.
Umkehrventil nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der innere Kolben (58) eine erste radial verlaufende Öffnung (68), die sich in die erste Bohrung (62) in dem inneren Kolben hinein öffnet, und eine zweite radial verlaufende Öffnung (70) aufweist, die sich in die zweite Bohrung (64) in dem inneren Kolben hinein öffnet; wobei der Hauptkolben (38) eine erste Öffnung (72), die sich in eine vorbestimmte Fluidkammer (52) hinein öffnet, und eine zweite Öffnung (74) aufweist, die sich in eine weitere vorbestimmte Fluidkammer (54) hinein öffnet; wobei in der ersten Position des inneren Kolbens die ersten Öffnungen ausgerichtet sind und die zweiten Öffnungen ausgerichtet sind; und wobei in der zweiten Position des inneren Kolbens die erste Öffnung in dem inneren Kolben mit der zweiten Öffnung in dem Hauptkolben ausgerichtet ist und die zweite Öffnung in dem inneren Kolben mit der ersten Öffnung in dem Hauptkolben ausgerichtet ist.
Umkehrventil nach Anspruch 13, wobei die erste und die zweite Öffnung (68, 70) in dem inneren Kolben (58) im Wesentlichen radial ausgerichtet sind; und wobei der innere Kolben axial mit dem Hauptkolben (38) bewegbar ist.
Umkehrventil nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der Hauptkolben (38) einen ersten, einen zweiten und einen dritten axial beabstandeten Kolbenring (42–46) aufweist, die eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte axial beabstandete Fluidkammer (50–56) in der Bohrung (40) des Gehäuses (34) definieren, wobei die erste Bohrung (62) in dem inneren Kolben (58) mit der ersten Fluid kammer (50) fluidmäßig verbunden ist und die zweite Bohrung (64) in dem inneren Kolben mit der vierten Fluidkammer (56) fluidmäßig verbunden ist.
Umkehrventil nach Anspruch 15, wobei das Umkehrventil (32) einen ersten, einen zweiten, einen dritten, einen vierten und einen fünften axial beabstandeten Fluidkanal (80–88) aufweist, wobei in der ersten Position des Hauptkolbens (38) der erste und der zweite Fluidkanal (80, 82) mit der zweiten Fluidkammer (52) fluidmäßig verbunden sind, der dritte und der vierte Fluidkanal (84, 86) mit der dritten Fluidkammer (54) fluidmäßig verbunden sind und der fünfte Fluidkanal (88) geschlossen ist; und wobei in der zweiten Position des Hauptkolbens der erste Fluidkanal geschlossen ist, der zweite und der dritte Fluidkanal mit der zweiten Fluidkammer fluidmäßig verbunden sind und der vierte und der fünfte Fluidkanal mit der dritten Fluidkammer fluidmäßig verbunden sind.