EP2976583B1 - Kältegerät und luftverteilerventil dafür - Google Patents
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- EP2976583B1 EP2976583B1 EP14710243.8A EP14710243A EP2976583B1 EP 2976583 B1 EP2976583 B1 EP 2976583B1 EP 14710243 A EP14710243 A EP 14710243A EP 2976583 B1 EP2976583 B1 EP 2976583B1
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
- F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
- F25D17/042—Air treating means within refrigerated spaces
- F25D17/045—Air flow control arrangements
Definitions
- the present invention relates to a refrigerator, in particular a domestic refrigerator, and an air distribution valve, which is used in such a refrigerator to distribute cooled air on compartments of the refrigerator.
- Refrigeration appliances with several storage chambers held at different temperatures, it is known to cool a storage chamber in which it is acted upon with cold air from a colder chamber.
- This colder chamber may in turn be a storage chamber, in particular a freezer compartment, of the refrigeration appliance, but it may also be an evaporator chamber which itself does not receive refrigerated goods and from which cold air is distributed to the various storage chambers.
- a flap is needed between the colder chamber and the chamber cooled thereby to release the flow of cold air when needed, or to shut it off when it is not desired.
- the required multiple flaps and the actuators required for their operation lead to a considerable installation effort.
- an air distribution valve with a control body which in a housing between a position in which it connects an inlet with a first outlet and shuts off from a second outlet, and a position in which it connects the inlet to the second outlet and the second Outlet shut off, is rotatable. Since one of the two outlets is arranged on an end face of the control body, the passage cross sections of the two outlets are greatly different.
- a refrigerator according to the preamble of claim 1 is made WO 01/04555 A1 known.
- the object of the invention is to provide a refrigeration device or an air distribution valve for a refrigeration device, which make it possible with a simple, efficiently mountable structure and minimal flow resistance to control the distribution of cold air to chambers of the refrigerator.
- an air distributor valve having a housing having at least first and second inlets and at least first and second outlets and a control body which is sectioned in the direction of an axis and which is arranged in the housing about the axis between a control body a first open position in which a first of the sections connects the first inlet of the housing to the first outlet and blocks the second outlet from the second inlet, and is rotatable in a second open position in which the first section blocks the first outlet from the first inlet and the second Section connects the second inlet to the second outlet, the first inlet and outlet in a transverse to the axis extending cutting plane bounded by two walls and the control body has two walls which in the first open position depending on one of the walls of the inlet and the outlet continuously connect with each other.
- a corresponding structure is preferably also provided for the second inlet and outlet in section along a second cross-sectional plane running transversely to the axis.
- the first and second inlet are aligned with each other in the direction of the axis, so that both inlets can be conveniently shot to a same cold chamber, from which the cold air is distributed to the storage chambers of the refrigerator connected to the outlets.
- the control body is preferably subdivided in the direction of the axis into a first section controlling the passage of air between the first inlet and outlet and a second section controlling the passage of air between the second inlet and outlet.
- the control body can connect both the first inlet with the first outlet and the second inlet with the second outlet, although the passage cross section between the first inlet and outlet is smaller than in the first open position and the passage cross section between the second inlet and outlet is smaller than in the second open position.
- the sum of the passage cross sections in the intermediate position is preferably equal to the passage cross section between the first inlet and outlet in the first open position and the passage cross section between the second inlet and outlet in the second open position.
- the air flow through the valve during rotation between the first and second open position can be kept substantially equal.
- the sum of the passage cross sections in the intermediate position is preferably between the passage cross sections of the open positions to avoid an abrupt change in the air flow rate at the transition between the first and second open position.
- the first inlet and outlet may be divided into two parts at axially spaced first segments of the housing between which at least a second segment of the housing is located each having at least a part of the second inlet and outlet.
- the second inlet and the second outlet may also be divided into spaced-apart segments; However, since the second outlet can open into the chamber supplied by him substantially centrally, a sufficiently uniform distribution of cold air can be achieved in this chamber even without a subdivision of the second outlet.
- the housing still has a third inlet and a third outlet, and in a third open position, the control body connects the third inlet to the third outlet, while the first and second inlets and outlets are each blocked from each other.
- a combination refrigerator typically a freezer, a fresh food compartment and normal refrigeration compartment
- control body is rotatable from the second via the first to the third open position here.
- control body should connect both the first inlet with the first outlet and the third inlet with the third outlet in an intermediate position between the first and third open positions to interrupt the cold air flow at the transition between first and third open position to avoid.
- the passage cross-section between the first inlet and outlet in the intermediate position is smaller than in the first open position and the Passage cross section between the third inlet and outlet in the intermediate position smaller than in the third open position.
- the third inlet is aligned in the direction of the axis with the first and the second inlet to be supplied from the same chamber as this with cold air.
- An electric motor for rotating the control body may be part of the air distribution valve.
- a stepper motor can be used;
- an angle sensor may be provided to detect the orientation of the control body and to control the electric motor according to the detected orientation.
- the invention further relates to a refrigeration device, in particular a domestic refrigeration appliance, with an air distribution valve as described above and at least a first storage chamber into which the first outlet opens, and a second storage chamber into which the second outlet opens.
- a bypass outside the air distribution valve may extend from the evaporator chamber to one of the storage chambers.
- the rest passes through the bypass always in said a storage chamber, generally the coldest storage chamber of the device. Since the other storage chambers receive cold air exclusively via the air distribution valve, the throughput of cold air through these chambers is significantly lower than the throughput through the coldest chamber, and the risk of hypothermia is low.
- these storage chambers are arranged on different sides of a partition, and the air distribution valve is disposed in the partition itself.
- the inlets are preferably located on the same side of the partition as the first outlet. Thus, they can receive cold air from the same chamber into which the first outlet emits cold air, or a cold chamber, in particular an evaporator chamber from which the air distribution valve is fed with cold air, and one of the storage chambers, preferably the coldest storage chamber, can save energy on the same side be provided the partition.
- the air distribution valve has a third outlet as described above, it can be conveniently connected to a third storage chamber.
- FIG. 1 shows the air distribution valve according to the invention in a perspective view.
- a housing 1 of the air distribution valve has substantially the shape of an elongated cylinder.
- An inlet opening 2 is formed on an underside of the housing 1 and extends in the axial direction substantially over its entire length. On a side facing the observer, the inlet opening 2 is delimited by a wall 3 extending in a straight line in the axial direction.
- a parallel to the wall 3, also the inlet opening 2 bounding wall 4 is in Fig. 3 to see which shows the housing 1 in the cut state.
- An outlet opening 12 at the top of the housing 1 is bounded by parallel to the longitudinal axis walls 13, 14 and divided by a connecting the walls 13, 14 web 15 in outlets 16, 17.
- the outlets 16, 17 overlap in the axial direction with the sections 9, 10 of the inlet opening 2.
- Further outlet openings 18, 19, which overlap in the axial direction with the sections 8, 11, are located on an inward side Fig. 1 formed facing away from the viewer side housing 1.
- One of these openings, designated 19, is in Fig. 3 to recognize.
- Fig. 2 shows the cut housing 1 with a rotatably received therein control body 20.
- the control body 20 is formed by a plurality, each with one of the webs 5 and the web 15 in a same plane lying circular plates 21 along its axis into a plurality of sections 36, 37, 38th , 39 structured.
- Each of these sections 36, 37, 38, 39 comprises two curved walls connecting the panels 21 delimiting the respective section. In the case of the two middle sections 37, 38, these walls are denoted by 22, 23 and 24, 25, respectively.
- the two outer sections 36, 39 are each only half as long as the middle sections 37, 38, with them is in Fig. 2 4 each only one of the two walls, denoted by 26, can be seen.
- a journal 28 of the control body 20 serves for coupling to an electric motor which, in the Figures 1-4 not shown, for housing in a chamber 29 of the housing 1 is provided.
- FIGS. 5 and 6 show the housing 1 in each case in a view from above or from below.
- Fig. 5 In particular, the upwardly facing outlet opening 12 with the outlets 16, 17 and extensions 30 of the housing 1 can be seen, on the undersides of which the outlet openings 18, 19 are located.
- Fig. 6 shows the outlet openings 18, 19 and the elongated rectangular, divided into sections 8 to 11 inlet port 2.
- the operation of the Lucasverteilervenils is based on the Fig. 7 to 9 explains, each section along the in FIGS. 5 and 6 with A, B, C and D indicating levels.
- the plane A passes through the chamber 29 and housed therein, here denoting 31 electric motor.
- Around the journal 28 are also three sensors 33 for detecting the orientation mark 32 on the one hand in the orientation of Fig. 7 , on the other hand, in the orientations of the Fig. 8 and 9 represented, on the basis of their detection signals, the rotation of the motor 31 respectively upon reaching one of the in the Fig. 7, 8 . 9 shown orientations can be stopped.
- a single sensor could cooperate with a plurality of orientation marks of the axle journal 28.
- the sensors 33 could be completely eliminated if the electric motor 31 is a stepping motor.
- Fig. 7 shows the orientation mark 32 in a 12 o'clock position.
- the wall 26 of the control body 20 extends the wall 3 of the inlet opening 2 continuously to an outer wall 34 of the extension 30, and an in Fig. 2 and 4
- the hidden wall 27 of the control body 20 forms a continuous arc between the wall 4 of the inlet opening 2 and an inner wall 35 of the extension 30.
- an air duct of substantially constant cross-section extends from the portion 8 of the inlet opening 2 to the outlet opening 18.
- the wall 25 blocks the section 10.
- Fig. 8 is the control body 20 with respect to the orientation of the Fig. 7 turned 60 ° counterclockwise.
- the walls 26 obstruct the sections 8, 11 and the wall 25 further blocks the section 10 of the inlet opening 2.
- the wall 23 of the control body 20 continuously connects the wall 13 of the inlet opening 2 to the wall 13 of the outlet 16, while the wall 22 continuously connects the walls 4 and 14 so that an air passage through the valve leads from the section 9 to the outlet 16.
- Fig. 9 is the control body 20 with respect to the orientation of the Fig. 7 rotated 60 ° clockwise.
- the walls 24, 25 form a continuous transition between the walls 3, 4 of the inlet 10 and 13, 14 of the outlet 17, while the inlets 8, 9 are blocked.
- the sections 9, 10 of the inlet opening 2 can be considered as separate inlets 9, 10, since they may be open or closed independently, the sections 8, 11 are either open or both closed are as a single, albeit locally split-two inlet 7 and the outlet ports 18, 19 as a single outlet 6 to understand.
- Fig. 7 to 9 Based on Fig. 7 to 9 is easy to understand that starting from the orientation of Fig. 7 a small rotation in one or the other direction is sufficient to reduce the passage cross section between the inlet 7 and the outlet 6, but at the same time, depending on the direction of rotation, either a passage from the inlet 9 to the outlet 16 or from the inlet 10 to the outlet 17 open, with increasing rotation of the cross section of this passage increases in proportion as the decreases between inlet 7 and outlet 6.
- the flow resistance of the air distribution valve is therefore substantially independent of the orientation of the control body 20; only the distribution of air to the outlets 6, 16, 17 varies.
- Fig. 10 shows a schematic cross section through a domestic refrigerator, in which an air distribution valve of the type described above, here designated 50, is installed.
- the refrigerator is a combination refrigerator with a cold lower zone 51 and a warmer upper zone 52, which are separated from each other by a horizontal partition 53.
- An intermediate wall 54 divides the cold zone 51 into a freezer compartment 55 and an evaporator chamber 56 arranged between the freezer compartment 55 and the partition 53.
- the warmer zone 52 contains, for example, a normal cooling compartment 63 and a fresh-cooling compartment 62.
- the evaporator chamber 56 communicates with the freezer compartment 55. Air entered through the suction openings 57 into the evaporator chamber 56 is sucked through a vaporizer 59 by a fan 58 and reaches the inlet opening 2 of the air distribution valve 50 in a near-back wall Area of the evaporator chamber 56. From this region near the back wall branches off a bypass 67 from below. Over this, a large part of the air flow, typically 50-75%, passes directly back into the freezer compartment 55. The remainder of the air flow enters the air distribution valve 50, depending on the position of the valve 50 the normal cooling compartment 63, the fresh cooling compartment 62 or the freezer 55 to be supplied.
- FIG. 10 shown position of the air distribution valve 50 corresponds to that of Fig. 9 ,
- the air distribution valve 50 assumes this position when one in the upper storage chamber of the warmer zone 52, here the normal cooling compartment 63, arranged Temperature sensor cooling demand signaled.
- the air distribution valve 50 connects the evaporator chamber 56 with the outlet 17 located in the sectional plane and an adjoining air duct 61 extending upwardly in a rear wall 60 of the warm zone 52.
- the air duct 61 passes through the lower storage chamber of the warm zone 52, here the fresh cooling compartment 62, to open in the overlying normal cooling compartment 63.
- the air distribution valve 50 To get out of the Fig. 10 or 9 shown orientation in the Fig. 8 switch over and so to supply the fresh cooling compartment 62, the air distribution valve 50, the position of the Fig. 7 go through, in which the freezer compartment 55 is supplied. Since the freezer 55 has the most cooling needs, the orientation of the Fig. 7 the orientation most commonly occupied by the air distribution valve 50 and the other orientations can be achieved with short adjustment paths. In the rather rare case that must be switched between cooling of the normal cooling compartment 63 and the fresh cooling compartment 62, it is not disturbing if in between the freezer compartment 55 is also acted upon via the valve 50 with cold air for a short time. Therefore, the fan 58 can continue running during the switching.
- the valve 50 In the rather rare case that must be switched between cooling of the normal cooling compartment 63 and the fresh cooling compartment 62, it is not disturbing if in between the freezer compartment 55 is also acted upon via the valve 50 with cold air for a short time. Therefore, the fan 58 can continue running during the switching.
- the valve 50
- the air flow rate through the evaporator 59 is independent of the position of the valve 50, the position of the valve 50 also does not affect the temperature of the valve the evaporator chamber 56 resulting cold air. Due to the distribution of the cold air on the valve 50 on the one hand and the bypass 67 on the other hand, it is still possible to lower the air flow in normal cooling compartment 63 and the fresh cooling compartment 62 set in the freezer 55 and so to avoid excessive cooling of refrigerated goods in the warmer subjects.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, und ein Luftverteilerventil, das in einem solchen Kältegerät verwendbar ist, um gekühlte Luft auf Fächer des Kältegerätes zu verteilen.
- Bei Kombinationskältegeräten, d.h. Kältegeräten mit mehreren auf unterschiedlichen Temperaturen gehaltenen Lagerkammern, ist an sich bekannt, eine Lagerkammer zu kühlen, in dem sie mit Kaltluft aus einer kälteren Kammer beaufschlagt wird. Diese kältere Kammer kann ihrerseits eine Lagerkammer, insbesondere ein Gefrierfach, des Kältegerätes sein, es kann sich aber auch um eine Verdampferkammer handeln, die selber kein Kühlgut aufnimmt, und von der aus Kaltluft auf die diversen Lagerkammern verteilt wird. Im Allgemeinen wird zwischen der kälteren Kammer und der durch sie gekühlten Kammer eine Klappe benötigt, um den Fluss der Kaltluft im Bedarfsfall freizugeben bzw. ihn zu sperren, wenn er nicht erwünscht ist. Insbesondere in einem Kombinationsgerät mit einer Mehrzahl von Lagerkammern führen die benötigten mehreren Klappen und die zu ihrer Betätigung benötigten Stellglieder zu einem beträchtlichen Montageaufwand.
- So zeigt
JP 2003-176971A - Aus
US 2005 0011218 A ist ein Luftverteilerventil mit einem Steuerkörper bekannt, der in einem Gehäuse zwischen einer Stellung, in der er einen Einlass mit einem ersten Auslass verbindet und von einem zweiten Auslass absperrt, und einer Stellung, in der er den Einlass mit dem zweiten Auslass verbindet und vom zweiten Auslass absperrt, drehbar ist. Da einer der beiden Auslässe an einer Stirnseite des Steuerkörpers angeordnet ist, sind die Durchgangsquerschnitte der beiden Auslässe stark unterschiedlich. - Ein Kältegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus
WO 01/04555 A1 - Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät bzw. ein Luftverteilerventil für ein Kältegerät zu schaffen, die mit einem einfachen, effizient montierbaren Aufbau und minimalem Strömungswiderstand es ermöglichen, die Verteilung von Kaltluft auf Kammern des Kältegerätes zu steuern.
- Die Aufgabe wird zum einem gelöst, indem bei einem Luftverteilerventil mit einem wenigstens einen ersten und einen zweiten Einlass und wenigstens einen ersten und einen zweiten Auslass aufweisenden Gehäuse und einem in Richtung einer Achse in Abschnitte gegliederten Steuerkörper, der in dem Gehäuse um die Achse zwischen einer ersten Offenstellung, in der ein erster der Abschnitte den ersten Einlass des Gehäuses mit den ersten Auslass verbindet und den zweiten Auslass vom zweiten Einlass absperrt, und einer zweiten Offenstellung drehbar ist, in der der erste Abschnitt den ersten Auslass vom ersten Einlass absperrt und der zweite Abschnitt den zweiten Einlass mit dem zweiten Auslass verbindet, der erste Ein- und Auslass in einer quer zur Achse verlaufenden Schnittebene durch jeweils zwei Wände begrenzt sind und der Steuerkörper zwei Wände aufweist, die in der ersten Offenstellung je eine der Wände des Einlasses und des Auslasses kontinuierlich miteinander verbinden.
- Ein entsprechender Aufbau ist vorzugsweise auch für den zweiten Ein- und Auslass im Schnitt entlang einer zweiten quer zur Achse verlaufenden Schnittebene vorgesehen.
- Vorzugsweise fluchten erster und zweiter Einlass in Richtung der Achse miteinander, so dass beide Einlässe bequem an eine gleiche kalte Kammer angeschossen werden können, aus der die Kaltluft auf mit den Auslässen verbundene Lagerkammern des Kältegerätes verteilt wird.
- Der Steuerkörper ist in Richtung der Achse vorzugsweise in einen den Durchgang von Luft zwischen dem ersten Einlass und Auslass steuernden ersten Abschnitt und einen den Durchgang von Luft zwischen dem zweiten Einlass und Auslass steuernden zweiten Abschnitt unterteilt.
- In einer Zwischenstellung zwischen erster und zweiter Offenstellung kann der Steuerkörper sowohl den ersten Einlass mit dem ersten Auslass als auch den zweiten Einlass mit dem zweiten Auslass verbinden, wobei allerdings der Durchgangsquerschnitt zwischen erstem Ein- und Auslass kleiner ist als in der ersten Offenstellung und der Durchgangsquerschnitt zwischen zweitem Ein- und Auslass kleiner ist als in der zweiten Offenstellung. Indem der Steuerkörper jeweils über die Zwischenstellung von der ersten in die zweite Offenstellung und zurück gedreht wird, kann eine vollständige Sperrung des Verteilerventils während des Drehens vermieden werden. So bleibt der Luftstrom durch das Ventil während des Verstellens bestehen und muss nicht erst nach Erreichen einer neuen Offenstellung mit Verzögerung wieder in Gang gebracht werden.
- Die Summe der Durchgangsquerschnitte in der Zwischenstellung ist vorzugsweise gleich dem Durchgangsquerschnitt zwischen erstem Ein- und Auslass in der ersten Offenstellung und dem Durchgangsquerschnitt zwischen zweitem Ein- und Auslass in der zweiten Offenstellung. So kann der Luftdurchsatz durch das Ventil während der Drehung zwischen erster und zweiter Offenstellung im wesentlichen gleich gehalten werden. Falls der Durchgangsquerschnitt zwischen erstem Ein- und Auslass in der ersten Offenstellung und der Durchgangsquerschnitt zwischen zweitem Ein- und Auslass in der zweiten Offenstellung verschieden sind, liegt die Summe der Durchgangsquerschnitte in der Zwischenstellung vorzugsweise zwischen den Durchgangsquerschnitten der Offenstellungen, um eine abrupte Änderung des Luftdurchsatzes beim Übergang zwischen erster und zweiter Offenstellung zu vermeiden.
- Um eine gleichmäßige Verteilung der zugeführten Kaltluft über die Breite einer über den ersten Auslass versorgten Kammer hinweg zu gewährleisten, können der erste Einlass und Auslass in zwei Teile an axial beabstandeten ersten Segmenten des Gehäuses unterteilt sein, zwischen denen sich wenigstens ein zweites Segment des Gehäuses befindet, das jeweils wenigstens ein Teil des zweiten Ein- und Auslasses aufweist. Der zweite Einlass und der zweite Auslass können ebenfalls auf voneinander beabstandete Segment aufgeteilt sein; da allerdings der zweite Auslass in die von ihm versorgte Kammer im wesentlichen mittig einmünden kann, kann eine ausreichend gleichmäßige Verteilung der Kaltluft auf diese Kammer auch ohne eine Unterteilung des zweiten Auslasses erreicht werden.
- Vorzugsweise weist das Gehäuse noch einen dritten Einlass und einen dritten Auslass auf, und in einer dritten Offenstellung verbindet der Steuerkörper den dritten Einlass mit dem dritten Auslass, während die ersten und zweiten Ein- und Auslässe jeweils voneinander abgesperrt sind. Mit einem solchen Luftverteilerventil kann die Kaltluftverteilung auf drei Lagerkammern eines Kombinationskältegerätes, typischerweise ein Gefrierfach, ein Frischkühlfach und Normalkühlfach, gesteuert werden.
- Vorzugsweise ist hier der Steuerkörper von der zweiten über die erste in die dritte Offenstellung drehbar.
- Analog zum oben für die Zwischenstellung zwischen erster und zweiter Offenstellung Gesagten sollte der Steuerkörper in einer Zwischenstellung zwischen erster und dritter Offenstellung sowohl den ersten Einlass mit dem ersten Auslass als auch den dritten Einlass mit dem dritten Auslass verbinden, um eine Unterbrechung des Kaltluftstroms beim Übergang zwischen erster und dritter Offenstellung zu vermeiden.
- Auch hier ist vorzugsweise der Durchgangsquerschnitt zwischen erstem Ein- und Auslass in der Zwischenstellung kleiner als in der ersten Offenstellung und der Durchgangsquerschnitt zwischen drittem Ein- und Auslass in der Zwischenstellung kleiner als in der dritten Offenstellung.
- Vorzugsweise fluchtet der dritte Einlass in Richtung der Achse mit dem ersten und dem zweiten Einlass, um aus derselben Kammer wie diese mit Kaltluft versorgt zu werden.
- Um eine Mehrzahl von Kammern jeweils auf kurzen Wegen über das Luftverteilerventil mit Kaltluft beschicken zu können, ist jedoch von Vorteil, wenn wenigstens einer der Auslässe in Umfangsrichtung des Gehäuses gegen die anderen Auslässe versetzt ist.
- Ein Elektromotor zum Drehen des Steuerkörpers kann ein Bestandteil des Luftverteilerventils sein. Um die verschiedenen Offenstellungen reproduzierbar anfahren zu können, kann insbesondere ein Schrittmotor eingesetzt werden; alternativ kann ein Winkelsensor vorgesehen sein, um die Orientierung des Steuerkörpers zu erfassen und den Elektromotor entsprechend der erfassten Orientierung zu steuern.
- Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einem Luftverteilerventil wie oben beschrieben und wenigstens einer ersten Lagerkammer, in die der erste Auslass einmündet, und einer zweiten Lagerkammer, in die der zweite Auslass einmündet.
- Wenn die Einlässe des Luftverteilerventils mit einer Verdampferkammer verbunden sind, kann sich ein Bypass außerhalb des Luftverteilerventils von der Verdampferkammer zu einer der Lagerkammern erstreckt. So wird jeweils nur ein Teil des durch die Verdampferkammer zirkulierenden Luftstroms durch das Luftverteilerventil gesteuert, der Rest gelangt über den Bypass immer in besagte eine Lagerkammer, im allgemeinen die kälteste Lagerkammer des Geräts. Da die anderen Lagerkammern ausschließlich über das Luftverteilerventil Kaltluft empfangen, ist der Durchsatz an Kaltluft durch diese Kammern deutlich geringer als der Durchsatz durch die kälteste Kammer, und die Gefahr einer Unterkühlung ist gering.
- Vorzugsweise sind diese Lagerkammern auf verschiedenen Seiten einer Trennwand angeordnet, und das Luftverteilerventil ist in der Trennwand selber angeordnet.
- Die Einlässe befinden sich vorzugsweise auf derselben Seite der Trennwand wie der erste Auslass. So können sie Kaltluft aus derselben Kammer aufnehmen, in die der erste Auslass Kaltluft abgibt, oder eine kalte Kammer, insbesondere eine Verdampferkammer, aus der das Luftverteilerventil mit Kaltluft gespeist wird, und eine der Lagerkammern, vorzugsweise die kälteste Lagerkammer, können energiesparend auf derselben Seite der Trennwand vorgesehen sein.
- Wenn das Luftverteilerventil wie oben beschrieben einen dritten Auslass aufweist, kann dieser zweckmäßigerweise mit einer dritten Lagerkammer verbunden sein.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
-
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Luftverteilerventils; -
Fig. 2 das Luftverteilerventil derFigur 1 mit aufgeschnittenem Gehäuse und im Inneren des Gehäuses sichtbaren Steuerkörper. -
Fig. 3 das aufgeschnittene Gehäuse des Luftverteilerventils ohne den Steuerkörper; -
Fig. 4 den Steuerkörper ohne das Gehäuse; -
Fig. 5 eine Ansicht des Gehäuses von oben; -
Fig. 6 eine Ansicht des Gehäuses von unten; -
Fig. 7 Schnitte quer zur Drehachse des Steuerkörpers entlang der inFig. 5 und 6 mit A, B, C, D bezeichneten Ebenen in einer ersten Offenstellung; -
Fig.8 zuFig. 7 analoge Schnitte in einer zweiten Offenstellung; -
Fig.9 zuFig. 7 analoge Schnitte in einer dritten Offenstellung; -
Fig. 10 einen schematischen Querschnitt durch ein Kältegerät mit einem Luftverteilerventil gemäß der vorliegenden Erfindung. -
Fig. 1 zeigt das Luftverteilerventil gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. Ein Gehäuse 1 des Luftverteilerventils hat im Wesentlichen die Form eines langgestreckten Zylinders. Eine Einlassöffnung 2 ist an einer Unterseite des Gehäuses 1 gebildet und erstreckt sich in axialer Richtung im Wesentlichen über dessen gesamte Länge. An einer dem Betrachter zugewandten Seite ist die Einlassöffnung 2 durch eine sich geradlinig in axialer Richtung erstreckende Wand 3 begrenzt. Eine zu der Wand 3 parallele, ebenfalls die Einlassöffnung 2 begrenzende Wand 4 ist inFig. 3 zu erkennen, welche das Gehäuse 1 im aufgeschnittenen Zustand zeigt. Stege 5, die sich von einer Wand 3 zur anderen 4 erstrecken, gliedern die Einlassöffnung 2 in Abschnitte 8 bis 11.
Eine Auslassöffnung 12 an der Oberseite des Gehäuses 1 ist durch zur Längsachse parallele Wände 13, 14 begrenzt und durch einen die Wände 13, 14 verbindenden Steg 15 in Auslässe 16, 17 unterteilt. Die Auslässe 16, 17 überschneiden sich in axialer Richtung mit den Abschnitten 9, 10 der Einlassöffnung 2. Weitere Auslassöffnungen 18,19, die in axialer Richtung mit den Abschnitten 8, 11 überlappen, sind an einer inFig. 1 vom Betrachter abgewandten seitlichen Gehäuse 1 gebildet.
Eine dieser Öffnungen, mit 19 bezeichnet, ist inFig. 3 zu erkennen. -
Fig. 2 zeigt das aufgeschnittene Gehäuse 1 mit einem darin drehbar aufgenommenen Steuerkörper 20. Der Steuerkörper 20 ist durch mehrere, jeweils mit einem der Stege 5 bzw. dem Steg 15 in einer gleichen Ebene liegende kreisrunde Platten 21 entlang seiner Achse in mehrere Abschnitte 36, 37, 38, 39 gegliedert. Jeder dieser Abschnitte 36, 37, 38, 39 umfasst zwei gekrümmte Wände, die die den betreffenden Abschnitt begrenzenden Platten 21 verbinden. Im Fall der beiden mittleren Abschnitte 37, 38 sind diese Wände mit 22, 23 bzw. 24, 25 bezeichnet. Die beiden äußeren Abschnitte 36, 39 sind jeweils nur halb so lang wie die mittleren Abschnitte 37, 38, bei ihnen ist inFig. 2 bzw. 4 jeweils nur eine der beiden Wände, mit 26 bezeichnet, zu sehen. - Ein Achszapfen 28 des Steuerkörpers 20 dient zur Kopplung an einen Elektromotor, der, in den
Figuren 1-4 nicht dargestellt, zur Unterbringung in einer Kammer 29 des Gehäuses 1 vorgesehen ist. - Die
Fig. 5 und 6 zeigen das Gehäuse 1 jeweils in einer Ansicht von oben bzw. von unten. InFig. 5 sind insbesondere die nach oben gewandte Auslassöffnung 12 mit den Auslässen 16, 17 sowie Fortsätze 30 des Gehäuses 1 zu erkennen, an deren Unterseiten sich die Auslassöffnungen 18, 19 befinden.Fig. 6 zeigt die Auslassöffnungen 18, 19 sowie die langgestreckt rechteckige, in Abschnitte 8 bis 11 unterteilte Einlassöffnung 2. - Die Funktionsweise des Luftverteilervenils wird an Hand der
Fig. 7 bis 9 erläutert, die jeweils Schnitte entlang der inFig. 5 und 6 mit A, B, C bzw. D bezeichnenden Ebenen zeigen. Die Ebene A verläuft durch die Kammer 29 und den darin untergebrachten, hier mit 31 bezeichnenden Elektromotor. Am in die Kammer 29 eingreifenden Achszapfen 28 ist eine Orientierungsmarke 32 gezeigt. Um den Achszapfen 28 herum sind ferner drei Sensoren 33 zum Erfassen der Orientierungsmarke 32 einerseits in der Orientierung derFig. 7 , andererseits in den Orientierungen derFig. 8 und9 dargestellt, an Hand von deren Erfassungssignalen die Drehung des Motors 31 jeweils bei Erreichen einer der in denFig. 7, 8 ,9 dargestellten Orientierungen angehalten werden kann. Es versteht sich, dass anstelle der einen Orientierungsmarke 32 und der mehreren Sensoren 33 auch ein einziger Sensor mit mehreren Orientierungsmarken des Achszapfens 28 zusammenwirken könnte. Alternativ könnten die Sensoren 33 auch komplett entfallen, wenn der Elektromotor 31 ein Schrittmotor ist. -
Fig. 7 zeigt die Orientierungsmarke 32 in einer 12-Uhr-Stellung. Wie im Schnitt B zu erkennen, verlängert in dieser Orientierung die Wand 26 des Steuerkörpers 20 die Wand 3 der Einlassöffnung 2 kontinuierlich zu einer äußeren Wand 34 des Fortsatzes 30, und eine inFig. 2 und 4 verborgene Wand 27 des Steuerkörpers 20 bildet einen kontinuierlichen Bogen zwischen der Wand 4 der Einlassöffnung 2 und einer inneren Wand 35 des Fortsatzes 30. So erstreckt sich ein Luftkanal von im Wesentlichen konstantem Querschnitt vom Abschnitt 8 der Einlassöffnung 2 zur Auslassöffnung 18. Im Schnitt der Fig. C versperrt die Wand 23 den Abschnitt 9 der Einlassöffnung 2, und im Schnitt der Fig. C versperrt die Wand 25 den Abschnitt 10. Ein Schnitt durch die Auslassöffnung 19 entlang der Ebene B' inFig. 5 bzw. 6 sähe genauso aus wie der Schnitt entlang der Ebene B und ist daher nicht eigens dargestellt. An der Einlassöffnung 2 das Gehäuse 1 eingespeiste Kaltluft kann das Ventil daher nur über die Auslassöffnungen 18, 19 verlassen. Die Abschnitte 8, 11 der Einlassöffnung können daher als ein einziger, wenn auch örtlich zweigeteilter Einlass 7 und die Auslassöffnungen 18, 19 als ein einziger Auslass des Luftverteilerventils aufgefasst werden. - In
Fig. 8 ist der Steuerkörper 20 gegenüber der Orientierung derFig. 7 um 60° im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Die Wände 26 versperren die Abschnitte 8, 11 und die Wand 25 versperrt weiterhin den Abschnitt 10 der Einlassöffnung 2. Am Abschnitt 9 verbindet die Wand 23 des Steuerkörpers 20 kontinuierlich die Wand 13 der Einlassöffnung 2 mit der Wand 13 des Auslasses 16, während die Wand 22 die Wände 4 und 14 kontinuierlich miteinander verbindet, so dass ein Luftkanal durch das Ventil vom Abschnitt 9 zum Auslass 16 führt. - In
Fig. 9 ist der Steuerkörper 20 gegenüber der Orientierung derFig. 7 um 60° im Uhrzeigersinn verdreht. Hier bilden die Wände 24, 25 einen kontinuierlichen Übergang zwischen den Wänden 3, 4 des Einlasses 10 und 13, 14 des Auslasses 17, während die Einlässe 8, 9 versperrt sind. - In dem gleichen Sinne, in dem die Abschnitte 9, 10 der Einlassöffnung 2 als eigenständige Einlässe 9, 10 aufgefasst werden können, da sie unabhängig voneinander offen oder verschlossen sein können, sind die Abschnitte 8, 11, da sie entweder beide offen oder beide verschlossen sind, als ein einziger, wenn auch örtlich zweigeteilter Einlass 7 und die Auslassöffnungen 18, 19 als ein einziger Auslass 6 aufzufassen.
- Anhand der
Fig. 7 bis 9 ist leicht nachzuvollziehen, dass ausgehend von der Orientierung vonFig. 7 jeweils eine geringe Drehung in die eine oder andere Richtung genügt, um den Durchgangsquerschnitt zwischen dem Einlass 7 und dem Auslass 6 zu verringern, gleichzeitig aber, je nach Drehrichtung, entweder einen Durchgang vom Einlass 9 zum Auslass 16 oder vom Einlass 10 zum Auslass 17 zu öffnen, wobei mit fortschreitender Drehung der Querschnitt dieses Durchgangs in dem Maße anwächst, wie der zwischen Einlass 7 und Auslass 6 abnimmt. Der Strömungswiderstand des Luftverteilerventils ist daher im Wesentlichen unabhängig von der Orientierung des Steuerkörpers 20; lediglich die Verteilung der Luft auf die Auslässe 6, 16, 17 variiert. -
Fig. 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Haushaltskältegerät, in dem ein Luftverteilerventil der oben beschriebenen Art, hier mit 50 bezeichnet, eingebaut ist. Das Kältegerät ist ein Kombinationskältegerät mit einer kalten unteren Zone 51 und einer wärmeren oberen Zone 52, in die voneinander durch eine horizontale Trennwand 53 getrennt sind. Eine Zwischenwand 54 gliedert die kalte Zone 51 in ein Gefrierfach 55 und eine zwischen dem Gefrierfach 55 und der Trennwand 53 angeordnete Verdampferkammer 56. Die wärmere Zone 52 enthält z.B. ein Normalkühlfach 63 und ein Frischkühlfach 62. - Über Ansaugöffnungen 57 an einem vorderen Rand der Zwischenwand 54 kommuniziert die Verdampferkammer 56 mit dem Gefrierfach 55. Über die Ansaugöffnungen 57 in die Verdampferkammer 56 eingetretene Luft wird von einem Ventilator 58 durch einen Verdampfer 59 hindurchgesaugt und erreicht die Einlassöffnung 2 des Luftverteilerventils 50 in einen rückwandnahen Bereich der Verdampferkammer 56. Von diesem rückwandnahen Bereich zweigt nach unten ein Bypass 67 ab. Über diesen gelangt ein großer Teil des Luftstroms, typischerweise 50 -75%, direkt zurück in das Gefrierfach 55. Der Rest des Luftstroms tritt in das Luftverteilerventil 50 ein, um je nach Stellung des Ventils 50 dem Normalkühlfach 63, dem Frischkühlfach 62 oder dem Gefrierfach 55 zugeführt zu werden.
- Die in
Fig. 10 gezeigte Stellung des Luftverteilerventils 50 entspricht derjenigen derFig. 9 . Das Luftverteilerventil 50 nimmt diese Stellung dann ein, wenn ein in der oberen Lagerkammer der wärmeren Zone 52, hier dem Normalkühlfach 63, angeordneter Temperatursensor Kühlbedarf signalisiert. In dieser Stellung verbindet das Luftverteilerventil 50 die Verdampferkammer 56 mit dem in der Schnittebene liegenden Auslass 17 und einem daran anschließenden, sich in einer Rückwand 60 der warmen Zone 52 aufwärts erstreckenden Luftkanal 61. Der Luftkanal 61 passiert die untere Lagerkammer der warmen Zone 52, hier das Frischkühlfach 62, um in das darüberliegende Normalkühlfach 63 einzumünden. - Ein jenseits der Schnittebene an den (in
Fig. 10 nicht dargestellten) Auslass 16 des Luftverteilerventils 50 anschließender Luftkanal mündet bei 64 in das Frischkühlfach 62 ein. Die beiderseits der Schnittebene liegenden Öffnungen 18, 19 des Auslasses 6 münden über beiderseits vom Ventilator 58 durch die Verdampferkammer 56 verlaufende Rohrabschnitte 66 in das Gefrierfach 55. - Wenn der Kühlbedarf des Normalkühlfachs 63 gedeckt ist und ein Temperatursensor eines der anderen Fächer 62 oder 55 Kühlbedarf signalisiert, kann mit Hilfe des Luftverteilerventils 50 auf dieses Fach umgeschaltet werden, ohne zwischenzeitlich den Luftstrom durch den Verdampfer 59 zu unterbrechen.
- Um aus der in
Fig. 10 bzw. 9 gezeigten Orientierung in die derFig. 8 umzuschalten und so das Frischkühlfach 62 zu versorgen, muss das Luftverteilerventil 50 die Stellung derFig. 7 durchlaufen, in der das Gefrierfach 55 versorgt wird. Da das Gefrierfach 55 den meisten Kühlbedarf hat, ist die Orientierung derFig. 7 diejenige Orientierung, die das Luftverteilerventil 50 am häufigsten einnimmt, und die jeweils anderen Orientierungen sind mit kurzen Verstellwegen erreichbar. In dem eher seltenen Fall, dass zwischen Kühlung des Normalkühlfachs 63 und des Frischkühlfachs 62 umgeschaltet werden muss, ist es nicht weiter störend, wenn zwischendurch kurzzeitig das Gefrierfach 55 auch über das Ventil 50 mit Kaltluft beaufschlagt wird. Daher kann der Ventilator 58 während des Umschaltens weiterlaufen. Würde das Ventil 50 hingegen in der Stellung derFig. 7 eines der beiden wärmeren Fächer 62, 63 mit Kaltluft beaufschlagen, dann könnte es in diesem Fach bei einem Umschalten zwischen den anderen Fächern zu einer unerwünschten Unterkühlung kommen. - Da der Luftdurchsatz durch den Verdampfer 59 von der Stellung des Ventils 50 unabhängig ist, beeinflusst die Stellung des Ventils 50 auch nicht die Temperatur der aus der Verdampferkammer 56 hervorgehenden Kaltluft. Durch die Verteilung der Kaltluft auf das Ventil 50 einerseits und den Bypass 67 andererseits ist es trotzdem möglich, den Luftdurchsatz in Normalkühlfach 63 und des Frischkühlfach 62 niedriger einzustellen als im Gefrierfach 55 und so eine übermäßige Abkühlung von Kühlgut in den wärmeren Fächern zu vermeiden.
BEZUGSZEICHEN 1 Gehäuse 31 Elektromotor 2 Einlassöffnung 32 Orientierungsmarke 3 Wand 33 Sensor 4 Wand 34 äußere Wand 5 Steg 35 innere Wand 6 Auslass 36 Abschnitt 7 Einlass 37 Abschnitt 8 Abschnitt 38 Abschnitt 9 Einlass/Abschnitt 39 Abschnitt 10 Einlass/Abschnitt 40 Wand 11 Abschnitt 41 Wand 12 Auslassöffnung 42 Wand 13 Wand 50 Luftverteilerventil 14 Wand 51 kalte Zone 15 Steg 52 warme Zone 16 Auslass 53 Trennwand 17 Auslass 54 Zwischenwand 18 Auslassöffnung 55 Gefrierfach 19 Auslassöffnung 56 Verdampferkammer 20 Steuerkörper 57 Ansaugöffnung 21 Platte 58 Ventilator 22 Wand 59 Verdampfer 23 Wand 60 Rückwand 24 Wand 61 Luftkanal 25 Wand 62 Frischkühlfach 26 Wand 63 Normalkühlfach 27 Wand 64 Einmündung 28 Achszapfen 65 Rohrabschnitt 29 Kammer 66 Tür 30 Fortsatz 67 Bypass
Claims (13)
- Luftverteilerventil (50) zur Verteilung von Kaltluft auf verschiedene Kammern (55, 62, 63) eines Kältegeräts, mit einem wenigstens einen ersten und einen zweiten Einlass (7, 9, 10) und wenigstens einen ersten und einen zweiten Auslass (6, 16, 17) aufweisenden Gehäuse (1), wobei ein in Richtung einer Achse in Abschnitte (36, 37, 38, 39) gegliederter Steuerkörper (20) in dem Gehäuse (1) um diese Achse zwischen einer ersten Offenstellung, in der ein erster (36, 39) der Abschnitte den ersten Einlass (7) des Gehäuses (1) mit dem ersten Auslass (6) verbindet und ein zweiter (37) der Abschnitte den zweiten Auslass (16) von zweiten Einlass (9) absperrt, und einer zweiten Offenstellung drehbar ist, in der der erste Abschnitt (36, 39) den ersten Auslass (6) von ersten Einlass (7) absperrt und der zweite Abschnitt (37) den zweiten Einlass (9) mit dem zweiten Auslass (16) verbindet, und wenigstens der erste Ein- und Auslass (7, 6) in einer quer zur Achse verlaufenden Schnittebene durch jeweils zwei Wände (3, 4; 34, 35) begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkörper (20) zwei Wände (26, 27) aufweist, die in der ersten Offenstellung je eine der Wände (3, 4) des Einlasses (7) und eine der Wände (34, 35) des Auslasses (6) kontinuierlich miteinander verbinden.
- Luftverteilerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Einlass (7, 9) in Richtung der Achse miteinander fluchten.
- Luftverteilerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkörper (20) in Richtung der Achse in einen den Durchgang von Luft zwischen dem ersten Einlass (7) und Auslass (6) steuernden ersten Abschnitt (36, 39) und einen den Durchgang von Luft zwischen dem zweiten Einlass (9) und Auslass (16) steuernden zweiten Abschnitt (37) unterteilt ist.
- Luftverteilerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Zwischenstellung zwischen erster und zweiter Offenstellung der Steuerkörper (20) den ersten Einlass (7) mit dem ersten Auslass (6) verbindet, wobei der Durchgangsquerschnitt zwischen erstem Ein- und Auslass kleiner ist als in der ersten Offenstellung, und den zweiten Einlass (9) mit dem zweiten Auslass (16) verbindet, wobei der Durchgangsquerschnitt zwischen zweitem Ein- und Auslass kleiner ist als in der zweiten Offenstellung.
- Luftverteilerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Durchgangsquerschnitte in der Zwischenstellung gleich dem Durchgangsquerschnitt zwischen erstem Ein- und Auslass (7, 6) in der ersten Offenstellung und dem Durchgangsquerschnitt zwischen zweitem Ein- und Auslass (9, 16) in der zweiten Offenstellung ist oder zwischen diesen Durchgangsquerschnitten liegt.
- Luftverteilerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) ferner einen dritten Einlass (10) und einen dritten Auslass (17) aufweist und in einer dritten Offenstellung der Steuerkörper (20) den dritten Einlass (10) mit dem dritten Auslass (17) verbindet und die ersten und zweiten Ein- und Auslässe (7, 9; 6, 16) voneinander absperrt.
- Luftverteilerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Zwischenstellung zwischen erster und dritter Offenstellung der Steuerkörper (20) den ersten Einlass (7) mit dem ersten Auslass (6) verbindet, wobei der Durchgangsquerschnitt zwischen erstem Ein- und Auslass kleiner ist als in der ersten Offenstellung, und den dritten Einlass (10) mit dem dritten Auslass (17) verbindet, wobei der Durchgangsquerschnitt zwischen drittem Ein- und Auslass kleiner ist als in der dritten Offenstellung.
- Luftverteilerventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass erster, zweiter und dritter Einlass (7, 9, 10) in Richtung der Achse miteinander fluchten und dass wenigstens einer (6) der Auslässe in Umfangsrichtung des Gehäuses (1) gegen die anderen Auslässe (16, 17) versetzt ist.
- Kältegerät, inbesondere Haushaltskältegerät, mit einem Luftverteilerventil (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einer ersten Lagerkammer (55), in die der erste Auslass (6) einmündet, und einer zweiten Lagerkammer (62), in die der zweite Auslass (16) einmündet.
- Kältegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlässe (7, 9, 10) des Luftverteilerventils (50) mit einer Verdampferkammer (56) verbunden sind und dass sich ein Bypass (67) außerhalb des Luftverteilerventils (50) von der Verdampferkammer (56) zu einer der Lagerkammern (55) erstreckt.
- Kältegerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Lagerkammer (55, 62) auf verschiedenen Seiten einer Trennwand (53) angeordnet sind und das Luftverteilerventil (50) in der Trennwand (53) angeordnet ist.
- Kältegerät nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlässe (7, 9, 10) auf derselben Seite der Trennwand (53) angeordnet sind wie der erste Auslass (6).
- Kältegerät nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftverteilerventil (50) ein Luftverteilerventil nach einem der Ansprüche 6 bis 8 ist und dass eine dritte Lagerkammer (63) mit dem dritten Auslass (17) verbunden ist.
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