WO2003091816A2

WO2003091816A2 - Regulierventil für klimaanlagen

Info

Publication number: WO2003091816A2
Application number: PCT/EP2003/004432
Authority: WO
Inventors: Sascha Kubis; Siegfried Roth; Andreas SCHÖNBRUNN; Jean-Jacques Robin; Joachim Reissner
Original assignee: Otto Egelhof Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2003-11-06
Also published as: AU2003227688A1; WO2003091816A3

Abstract

Regulierventil für Klimaanlagen, insbesondere thermisches Expansionsventil für Fahrzeugklimaanlagen, mit einem Gehäuse mit einer Fluideintrittsöffnung, einer Fluidaustrittsöffnung, einem Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung verbindenden Fluidkanal, in welchem eine einen Durchflussquerschnitt vorbestimmter Grösse aufweisende Durchflussöffnung vorgesehen ist, einen auf einer Seite der Durchflussöffnung gehaltenen, einen grösseren Durchmesser als die Durchflussöffnung aufweisenden und relativ zur Durchflussöffnung hin und her beweglichen Regulierelement durch dessen Hin- und Herbewegung der Öffnungsquerschnitt der Durchflussöffnung veränderbar ist, und einer thermisch geregelten Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Regulierelements relativ zur Durchflussöffnung, insbesondere über einen auf das Regulierelement wirkenden Obertragungsstift, wobei unabhängig von der thermischen Regelung, insbesondere willkürlich, betätigbare Mittel vorgesehen sind, durch welche eine Relativstellung des Regulierelements und der Durchflussöffnung zueinander erzeugbar ist, in welcher das Regulierelement die Durchflussöffnung verschliesst.

Description

Regulierventil für Klimaanlagen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Regulierventil für Klimaanlagen, insbesondere thermisches Expansionsventil für Fahrzeugklimaanlagen, mit einem Gehäuse mit einer Fluideintrittsöffnung, einer Fluidaustritt- söffnung, einem Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung verbindenden Fluidkanal, in welchem eine einen Durchflussquerschnitt vorbestimmter Größe aufweisende Durchflussoffnung vorgesehen ist, einen auf einer Seite der Durchflussoffnung gehaltenen, einen größeren Durchmesser als die Durchflussoffnung aufweisenden und relativ zur Durchflussoffnung hin und her beweglichen Regulierelement durch dessen Hin- und Herbewegung der Öffnungsquerschnitt der Durchflussoffnung veränderbar ist, und einer thermisch geregelten Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Regulierelements relativ zur Durchflussoffnung, insbesondere über einen auf das Regulierelement wirkenden Übertragungsstift.

Bei Fahrzeugen wird es zunehmend üblich, Klimaanlagen mit mindestens einem zusätzlichen Verdampfer auszurüsten, um beispielsweise vorne und hinten oder die linke und die rechte Seite getrennt kühlen zu können. Zur Vermeidung eines unnötigen Energieverbrauches ist es wünschenswert, die zusätzlichen Verdampfer bei nicht bestehendem Bedarf abschalten zu können. In der Kühlmittelleitung angeordnete separate Abschaltventile sind aber verhältnismäßig kostenaufwändig und benötigen zusätzlichen Bauraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu lösen. Insbesondere soll eine Abschaltmöglichkeit geschaffen werden, die kostengünstig ist und möglichst wenig Bauraum beansprucht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass unabhängig von der thermischen Regelung, insbesondere willkürlich, betätigbare Mittel vorgesehen sind, durch welche eine Relativstellung des Regulierelements und der Durch- flussöffnung zueinander erzeugbar ist, in welcher das Regulierelement die Durchflussoffnung verschließt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Regulierventils kann dieses nicht nur zur Regulierung des Kältekreislaufs des jeweiligen Ver- dampfers sondern zusätzlich zum Abschalten des zugehörigen Verdampferkreislaufes eingesetzt werden, in dem die Durchflussöffnung durch das Regulierventil vollständig verschlossen wird. Dies erfolgt erfindungsgemäß beispielsweise durch Bewegen des Regulierelementes über geeignete Betätigungsmittel, durch welche das Regulierelement in eine vollständige Schließstellung bewegbar ist. Die Mittel umfassen dabei bevorzugt ein translatorisch oder rotatorisch zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position versetzbares Element.

Durch das erfindungsgemäße Regulierventil mit zusätzlicher Schließfunk- tion kann somit ein separates Schließventil zum Absperren eines Kältekreislaufes eingespart werden. Durch die Verwendung von bereits vorhandenen Teilen des Regulierventils zur Realisierung der Schließfunktion kann auch der zusätzliche Bauraum vorteilhafterweise gering gehalten werden. Auch von der Kostenseite her können damit Vorteile erzielt wer- den.

Die Mittel zum Erzeugen der vollständigen Schließstellung des Regulierelements können entweder im Inneren des Ventilgehäuses oder außerhalb angeordnet sein. Im zweiten Fall sind die Mittel gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. O 03/091816

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Bewegung des Regulierelementes eine insbesondere elektrisch betriebene Wegerzeugungseinrichtung vorgesehen. Dabei kann es sich beispielsweise um ein beheizbares Membran- und/ oder Balgsystem, ein beheizbares Bimetall, einen Schrittmotor, einen Gleichstromgetriebemotor oder eine pneumatische, mit Unterdr ck oder Überdruck arbeitende Membrandruckdose handeln. Damit kann jeweils in geeigneter Weise eine Translationsbewegung des Regulierelementes relativ zur Durchflussöffnung und damit eine Schließ- bewegung erzeugt werden.

Über einen zwischen dem Regulierelement und der Wegerzeugungseinrichtung angeordneten Übertragungsstift kann ein Abstand zwischen dem Regulierelement und der Wegerzeugungseinrichtung überbrückt werden, so dass letztere auch weiter entfernt angeordnet sein kann. Die konstruktiven Möglichkeiten werden dadurch erhöht, und der Aufbau des Ventils kann vereinfacht werden.

Der Übertragungsstift ist bevorzugt gegenüber dem Gehäuse mittels einer elastischen Ringdichtung, insbesondere einer O-Ringdichtung abgedichtet, wobei ebenfalls bevorzugt mehrere Dichtringe vorgesehen sind. Die Wegerzeugungseinrichtung kann dadurch vorteilhafterweise vom Kältekreislauf abgetrennt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine in Schließrichtung auf das Regulierelement wirkende separate Regulierfeder zum Einstellen der Öffnungscharakteristik des Ventils vorgesehen. Diese Regulierfeder kann in bekannter Weise ausgebildet und angeordnet sein, so dass nur verhältnismäßig geringe konstruktive Änderungen am Expansions- ventil notwendig sind, um die erfindungsgemäße zusätzliche Schließfunktion zu realisieren.

Zur Gewährleistung der ordnungsgemäßen Funktion des Expansionsven- tils im nicht abgesperrten Zustand ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine automatische Rückstelleinrichtung für die Schließmittel, insbesondere eine auf den Übertragungsstift wirkende Feder vorgesehen. Die Anordnung ist dabei bevorzugt so vorgesehen, dass die Mittel zum Bewegen des Regulierelementes in seine vollständige Schließstellung bei nicht abgesperrtem Ventil das Regulierelement vollständig freigegeben. Hierdurch kann eine unerwünschte Hysterese beim Betrieb des thermischen Expansionsventils vermieden werden.

Eine bevorzugte konstruktive Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Expansionsventils besteht darin, dass der Übertragungsstift durch das Zentrum der auf das Regulierelement wirkenden Regulierfeder geführt ist. Damit kann eine besondere platzsparende Anordnung erhalten werden.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wirken die Mittel zum Bewegen des Regulierelements in die vollständige Schließstellung zugleich als Regulierfeder. Eine separate Regulierfeder kann dadurch vorteilhafterweise eingespart werden. Zudem ermöglicht diese Ausgestaltung einen besonders Platz sparenden Aufbau des erfindungsgemäßen Expansionsventils. Eine solche Zusatzfunktion kann beispielsweise mit einem Memb- ran-Balgsystem erreicht werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Durchflussöffnung in einem Einsatz vorgesehen ist, der in einer entsprechenden Ausnehmung im Gehäuse in Bewegungsrichtung des Regulierelementes durch unabhängig von der thermischen Regelung, insbesondere willkürlich betätigbare Mittel zwischen einer Arbeitsstellung, in welcher das Regulierelement durch die Betätigungseinrichtung zwischen einer maximalen Öffnungsstellung und einer minimalen Öffnungs Stellung verstellbar ist, und einer Schließstellung, in welcher das Regulierelement die Durchfluss- Öffnung vollständig verschließt, hin und her bewegbar ist.

Auch durch diese Ausgestaltung des Regulierventils kann dieses nicht nur zur Regulierung des Kältekreislaufs des jeweiligen Verdampfers sondern zusätzlich zum Abschalten des zugehörigen Verdampferkreislaufes einge- setzt werden, indem die Durchflussöffnung durch das Regulierventil vollständig verschlossen wird. Dies erfolgt bei dieser Ausgestaltung durch Bewegen des Einsatzes in seine Schließstellung, in welcher das auf einer Seite der Durchflussoffnung gehaltene Regulierelement die Durchflussöffnung vollständig verschließt.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung befindet sich der Einsatz bei betätigten Bewegungsmitteln in seiner Arbeits Stellung und bei nicht betätigten Mitteln in seiner Schließstellung. Insbesondere bei elektrisch betätigten Bewegungsmitteln kann dadurch sichergestellt werden, dass bei Ausfall der Energieversorgung das Ventil automatisch geschlossen wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine gegenüber dem Gehäuse abgestützte Gegenfeder vorgesehen, durch welche die Betäti- gungseinrichtung entgegen ihrer Öffnungsbewegung belastet ist. Durch eine solche Gegenfeder kann die Erfindungscharakteristik des Regulierventils eingestellt werden.

Bevorzugt ist die Gegenfeder dabei zwischen einem mit der Betätigungs- einrichtung bewegungsfest verbundenen Anschlag, beispielsweise einer an dem Übertragungsstift angebrachten Scheibe, und dem die Durchtrittsöffnung aufweisenden Einsatz eingespannt. Die Gegenfeder dient damit vorteilhafterweise zugleich als Rückstelleinrichtung für den Einsatz in seine Schließ Stellung bei nicht betätigten Bewegungsmitteln.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Ausnehmung für den Einsatz eine vom Regulierelement wegweisende Stufe auf, die von einem am Einsatz vorgesehenen Außenbund derart hintergriffen wird, dass die am Einsatz angreifende Gegenfeder den Außenbund in Anschlag- richtung gegen die Stufe drängt. Die Stufe dient vorteilhafterweise als Wegbegrenzung für die Gegenfeder und den die Durchflussoffnung aufweisenden Einsatz. Bei betätigten Bewegungsmitteln ist der Außenbund des Einsatzes dann von der Stufe abgehoben.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausnehmung für den Einsatz in einer Regulierschraube vorgesehen, die in Richtung der Bewegung der Betätigungseinrichtung für das Regulierelement in das Gehäuse eingeschraubt ist. Damit kann vorteilhafterweise eine Verstellung der Regelungscharakteristik des Expansionsventils vorgenommen werden, indem die Regulierschraube mehr oder weniger weit in das Gehäuse eingeschraubt wird. Entsprechend der Einschraub tiefe der Regulierschraube verstellt sich der die Bewegung des Einsatzes in Richtung auf seine Schließ Stellung begrenzende Anschlag sowie die von der Stufe abgehobene Stellung des Einsatzes bei betätigten Bewegungsmitteln und damit die maximale Länge der Gegenfeder.

Das Regulierelement ist bevorzugt durch eine Feder in Richtung auf die Betätigungseinrichtung belastet. Damit wird zum einen eine stabile Anordnung erreicht, bei welcher das Regulierelement in der Arbeitsstellung des Einsatzes an der Betätigungseinrichtung in Anlage gehalten werden kann, und zum anderen ein dichter Verschluss der Durchflussöffnung in der Schließstellung des Einsatzes, da das Regulierelement durch die Federkraft gegen die im Durchmesser kleinere Durchflussöffnung gedrängt wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Feder von einem Käfig getragen, der sich am die Durchflussöffnung aufweisenden Einsatz abstützt. Damit ergibt sich ein konstruktiv einfacher Aufbau.

Der Käfig kann zudem nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Zusatzfunktion aufweisen, indem die Mittel zur Hin- und Herbewegung des Einsatzes über den Käfig auf den Einsatz wirken. Dadurch können vorteilhafterweise Bauteile eingespart werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Bewegung des Einsatzes eine insbesondere elektrisch betriebene Wegerzeugungseinrichtung vorgesehen. Dabei kann es sich beispielsweise um ein beheizbares Membran- und/oder Balgsystem, ein beheizbares Bimetall, einen Schrittmotor, einen Gleichstromgetriebemotor oder eine pneumatische, mit Unterdr ck oder Überdruck arbeitende Membrandruckdose handeln. Damit kann jeweils in geeigneter Weise eine Hin- und Herbewegung des Einsatzes im Gehäuse und damit eine Schließbewegung erzeugt werden.

Über einen zwischen dem Einsatz und der Wegerzeugungseinrichtung angeordneten Übertragungsstift kann ein Abstand zwischen dem Einsatz und der Wegerzeugungseinrichtung überbrückt werden, so dass letztere auch weiter entfernt angeordnet sein kann. Die konstruktiven Möglichkeiten werden dadurch erhöht, und der Aufbau des Ventils kann vereinfacht werden. Der Übertragungsstift ist bevorzugt gegenüber dem Gehäuse mittels einer elastischen Ringdichtung, insbesondere einer O-Ringdichtung abgedichtet, wobei ebenfalls bevorzugt mehrere Dichtringe vorgesehen sind. Die Wegerzeugungseinrichtung kann dadurch vorteilhafterweise vom Kälte- kreislauf abgetrennt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Wegerzeugungseinrichtung und dem Regulierelement bzw. dem Einsatz ein elastisches Längenausgleichselement angeordnet. Damit kann eine sichere Funktion auch bei Längenänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen gewährleistet werden.

Ein elastisches Längenausgleichselement kann auch zwischen der thermisch geregelten Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Regulierele- mentes und dem Regulierelement vorgesehen sein, um Längenänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen auszugleichen.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Regulierventils für Fahrzeugklimaanlagen ist bevorzugt im Gehäuse eine weitere Kühlmitteleintrittsöff- nung und eine weitere Kühlmittelaustrittsöffnung sowie ein diese verbindender Kühlmittelkanal vorgesehen, an welchen eine Druckkammer der thermischen Regeleinrichtung angeschlossen ist. In an sich bekannter Weise wird dadurch die erforderliche thermische Verbindung zwischen dem Kältemittelmassenstrom und der thermischen Reguliereinrichtung hergestellt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die auch für sich beansprucht wird, betrifft ein Regulierventil für Klimaanlagen, insbesondere Expansionsventil für Fahrzeugklimaanlagen, mit einem den Durchflussquer- schnitt einer Durchflussoffnung des Ventils verändernden Regulierele- ment, das durch einen Ventilstößel betätigbar ist, der ein erstes Teil und ein zweites Teil sowie ein Zwischenelement umfasst, dessen zwischen das erste Teil und das zweite Teil des Ventilstößels eingeschaltete Länge kontrolliert veränderbar ist, wobei die zwischen das erste Teil und das zweite Teil des Ventilstößels eingeschaltete Länge des Zwischenelementes durch eine translatorische Bewegung mindestens eines Teils des Zwischenelementes quer zur Längsachse des Ventilstößels oder durch eine rotatori- sche Bewegung mindestens eines Teils des Zwischenelementes relativ zum Ventilstößel veränderbar ist.

Durch die Verwendung eines Zwischenelementes, dessen zwischen das erste Teil und das zweite Teil des Ventilstößels eingeschaltete Länge durch eine translatorische oder rotatorische Bewegung veränderlich ist, wird die Möglichkeit geschaffen, präzise arbeitende und in der Herstellung verhält- nismäßig kostengünstige Regulierventile zur Verfügung zu stellen. Zum Verstellen des Zwischenelements können ganz unterschiedliche Antriebe verwendet werden, insbesondere elektrische, elektromagnetische oder hydraulische Antriebe, wobei auch ein Servobetrieb möglich ist, bei dem beispielsweise die Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang des Regulierventils als Druckmittel und ein Magnetventil zur Servosteuerung verwendet wird.

Dieses Regulierventil kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung als reines Schließventil eingesetzt werden, indem das Zwischenelement zur Gewährleistung einer Schließfunktion ausgebildet ist, also zwischen einer eingeschalteten Länge, bei welcher der Ventilstößel das Regulierelement in einer Öffnungsstellung hält, und einer eingeschalteten Länge, bei welcher der Ventilstößel die Durchflussoffnung nicht öffnet, verstellbar ist. Besonders bevorzugt ist dieses Regulierventil mit einer weiteren, insbesondere thermisch geregelten VerStelleinrichtung für den Ventilstößel versehen. Bei dieser Ausgestaltung ist das Regulierventil also beispielsweise als thermostatisches Expansionsventil mit gleichzeitiger Schließ- funktion ausgebildet. Das heißt, bei einer ersten eingeschalteten Länge des Zwischenelements kann der Durchflussquerschnitt der Durchflussoffnung durch das Regulierelement über die thermisch geregelte Verstellein- richtung in üblicher Weise eingestellt werden, während bei einer zweiten eingeschalteten Länge des Zwischenelements kein Öffnen der Durchfruss- Öffnung durch den Ventilstößel möglich ist. Auf diese Weise kann eine Platz sparende Ausgestaltung eines abschaltbaren Expansionsventils geschaffen werden.

Als Zwischenelement ist insbesondere ein quer zur Längsachse des Ventil- stößeis hin und her beweglicher Schieber vorgesehen. Damit können besonders einfache und funktionssichere Varianten des erfindungsgemäßen Regulierventils geschaffen werden.

Beispielsweise kann der Schieber zwischen einer ersten Stellung, in wel- eher er zwischen die beiden Teile des Ventilstößels eingeschaltet ist und einer zweiten Stellung, in welcher er von dieser zurückgezogen ist, beweglich sein. Dabei kann der Schieber bevorzugt zwei untereinander parallele, zur Längsachse des Ventilstößels senkrechte Flächen aufweisen, die auf einer Seite zu einer Auflaufschräge zusammenlaufen. Der Schieber wird bei dieser Variante also quasi wie ein Keil zwischen die beiden Teile des Ventilstößels geschoben, um dessen Länge zu vergrößern bzw. die beiden Teile in Wirkverbindung miteinander zu bringen. Entsprechend wird der Schieber zurückgezogen, um die Länge des Ventilstößels zu verringern bzw. die Wirkverbindung zwischen den beiden Teilen des Ventilstößels aufzuheben. Anstelle der am Schieber vorgesehenen Auflaufschrägen könnten auch die einander zugewandten Enden der beiden Teile des Ventilstößels entsprechend abgeschrägt oder abgerundet ausgebildet sein. Auch könnten die Enden mit Kugeln oder Walzen versehen sein, die ein reibungsarmes Einschalten des Schiebers zwischen die beiden Teile des Ventilstößels ermöglichen.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist der Schieber min- destens zwei Abschnitte auf, in welchen die Abmessungen des Schiebers in Längsrichtung des Ventilstößels voneinander verschieden sind. Durch Verschieben des Schiebers kann wahlweise der eine oder der andere Abschnitt zwischen die beiden Teile des Ventilstößels eingeschaltet und so dessen Länge gezielt verändert bzw. die beiden Teile miteinander in Wirk- Verbindung gebracht werden. Eine entsprechende Einsenkung kann dabei auf beiden Seiten des Schiebers oder auch nur auf einer Seite vorgesehen sein.

Bevorzugt ist es, wenn der Schieber in den beiden Abschnitten jeweils zwei zueinander parallele und zur Längsachse des Ventilstößels senkrechte Flächen aufweist. Dadurch ergeben sich zwei sichere Ruhelagen des Schiebers, in denen der Ventilstößel eine kleinere oder größere Länge aufweist.

Durch schräg oder gekrümmt zur Längsachse des Ventilstößels verlaufende Flächen zwischen den beiden Abschnitten des Schiebers, welche die zu dieser Achse senkrechten Flächen der beiden Abschnitte miteinander verbinden, kann eine reibungsarme Bewegung des Schiebers gewährleistet werden. Statt solcher schräg oder gekrümmt verlaufender Flächen oder zusätzlich hierzu können die einander zugewandten Enden der beiden Teile des Ventilstößels schräg oder abgerundet ausgebildet sein, oder an diesen Enden können drehbar gelagerte Kugeln oder Walzen vorgesehen sein.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Schieber auf mindestens einer einem Teil des Ventilstößels zugewandten Seite eine in Längsrichtung des Schiebers verlaufende, zumindest bodenseitig runde, insbesondere im Querschnitt teilkreisförmige Rinne auf und ist das der Rinne zugewandte Ende des zugehörigen Teils des Ventilstößels abgerun- det, insbesondere kugelförmig ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung kann der Kontaktbereich zwischen Schieber und Ventilstößel vergrößert, insbesondere von einem quasi punktförmigen Bereich zu einem linienför- migen oder flächigen Bereich erweitert werden.

Bevorzugt ist das Zwischenelement in Richtung der Längsachse des Ventilstößels beweglich in einer Führung gehalten, die quer zur Längsachse des Ventilstößels hin und her beweglich ist. Durch eine solche Führung, die insbesondere als ein Gehäuse ausgebildet ist, kann die Bewegung des Zwischenelements in Richtung der Längsachse des Ventilstößels bei Betä- tigung des Ventilstößels durch die zusätzliche Versteileinrichtung vom Antrieb des Zwischenelementes entkoppelt werden. Dadurch kann eine Beeinträchtigung der Axialbewegung des Ventilstößels vermieden werden.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Zwischenelement schwimmend in der Führung gehalten ist. Eine einwandfreie Funktion des Ventils kann dadurch besonders gut gewährleistet werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Führung besteht in einem Gehäuse mit einem Langloch, in welchem ein Schieber als Zwischenele- ment in Richtung der Längsachse des Ventilstößels hin und her beweglich angeordnet ist. Das Langloch kann dabei einen mittleren Abschnitt mit größerem Durchmesser aufweisen. Damit kann das Durchgreifen eines Ventilstößels ermöglicht werden, dessen Querschnitt größer ist als derjenige des Zwischenelements.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Zwischenelement mindestens eine Kugel oder Walze mit senkrecht zur Längsachse des Ventilstößels verlaufender Walzenachse umfassen. Eine solche Kugel kann beispielsweise zwischen einer zwischen die beiden einander zugewandten Enden der Teile des Ventilstößels eingeschalteten Stellung und einer zurückgezogenen Stellung bewegbar sein. In der eingeschalteten Stellung der Kugel oder Walze stehen die beiden Teile des Ventilstößels miteinander in Wirkverbindung, so dass der Ventilstößel das Regulierelement betätigen kann. In der zurückgezogenen Stellung der Kugel oder Walze kann dagegen keine Betätigung des Regulierelements erfolgen, da die beiden Teile des Ventilstößels nicht wirkverbunden sind.

Um ein Einschalten der Kugel oder Walze zu erleichtern, können die einander zugewandten Enden der beiden Teile des Ventilstößels mit einer zur zurückgezogenen Stellung der Kugel oder Walze weisenden Schräge ausgebildet sein. Es können aber auch drei Kugeln oder Walzen vorgesehen sein, von denen zwei jeweils mit einem Ende der beiden Teile des Ventilstößels drehbar verbunden sind, während die dritte Kugel oder Walze zwischen die beiden anderen Kugeln oder Walzen einschaltbar ist. Hierdurch kann eine besonders reibungsarme Bewegung der dritten Kugel oder Walze zwischen ihrer eingeschalteten und ihrer zurückgezogenen Stellung erreicht werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist als Zwischenelement eine um eine zur Längsachse des Ventilstößels senkrechte Achse verdreh- bare Walze oder Scheibe vorgesehen, die in Drehrichtung mindestens zwei verschiedene Durchmesser aufweist. In einer ersten Drehstellung weist daher das Zwischenelement eine geringere zwischen die beiden Teile des Ventilstößels eingeschaltete Länge auf als in der zweiten Drehstellung. Beispielsweise kann die Walze oder Scheibe im Querschnitt oval ausgebildet sein. Dadurch ergeben sich jeweils zwei Drehstellungen mit geringerer und mit größerer eingeschalteter Länge.

Nach noch einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Zwischenelement als Kniehebel ausgebildet, dessen Schenkel auf die einander gegenüberliegenden Enden der beiden Teile des Ventilstößels wirken und dessen Knie senkrecht zur Längsachse des Ventilstößels beweglich ist. Durch Verschieben des Knies in Richtung auf die Längsachse des Ventilstößels werden die beiden Schenkel des Kniehebels auseinandergespreizt, wo- durch entweder die Länge des Ventilstößels vergrößert wird oder die beiden Teile des Ventilstößels in Wirkverbindung miteinander gebracht werden. Im zweiten Fall wird das Knie des Kniehebels bevorzugt so weit bewegt, dass es sich in der Längsachse des Ventilstößels befindet.

Die Bewegung des Zwischenelementes kann beispielsweise elektrisch, elektromagnetisch oder hydraulisch angetrieben erfolgen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein insbesondere elektrisch beheiztes Dehnstoffelement zu verwenden. Alle genannten Antriebsmöglichkeiten sind für die Bewegung des Zwischenelementes geeignet und weisen Vorteile auf.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann zum Antrieb die Druckdifferenz zwischen Niederdruck- und Hochdruckseite des Ventils verwendet werden. Eine separate Einrichtung zur Erzeugung eines Hydraulikdrucks ist dadurch entbehrlich. Besonders bevorzug ist es bei dieser Variante, wenn die Beaufschlagung des Zwischenelementes mit der Druckdifferenz über einen Elektromagneten gesteuert ist. Dabei kann auch ein Servobetrieb realisiert werden, durch den die erforderlichen Betätigungskräfte gering gehalten werden können. Dementsprechend kann der zur Betätigung erforderliche Elektromagnet klein gehalten werden.

Nach einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Rücksetzelement, insbesondere ein Federkraftspeicher, zum Zurücksetzen des Antriebs vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass die Bewegung des

Zwischenelementes in seine Ausgangsstellung einfach und sicher erfolgen kann.

Nach noch einer Ausgestaltung der Erfindung wirkt der Antrieb über ein Verbindungsteil auf das Zwischenelement, welches Verbindungsteil einer Bewegung des Zwischenelementes in Richtung der Längsachse des Ventilstößels zulässt. Auch dies gewährleistet eine weitgehend unbeeinträchtigte Bewegung des Ventilstößels.

Das Regulierelement des erfmdungsgemäßen Regulierventils kann außerdem in an sich bekannter Weise als Nadel, Kegel oder Kugel ausgebildet sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen. In diesen zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Expansionsventil mit skizziertem Kältekreislauf, Fig. 2 ein Detail von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 ein entsprechendes Detail einer Variante des erfindungsgemäßen Expansionsventils,

Fig. 4 ein entsprechendes Detail noch einer Variante des erfindungsgemäßen Expansionsventils,

Fig. 5 ein entsprechendes Detail einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Expansionsventils,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Expansionsventil,

Fig. 7 einen Schnitt durch das Grundelement eines erfindungsgemäßen Regulierventils,

Fig. 8 einen um 90° gedrehten Schnitt durch eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Regulierventils in einer ersten Stellung,

Fig. 9 das Ventil von Fig. 8 in einer zweiten Stellung,

Fig. 10 eine Seitenansicht in vergrößerter Darstellung eines bei der ersten Variante verwendeten Schiebers,

Fig. 11 eine Draufsicht auf die Oberseite des Schiebers von Fig. 10,

Fig.12 eine um 90° gedrehte Seitenansicht des Schiebers von Fig. 40, Fig. 13 eine Draufsicht auf die Oberseite des bei der ersten Variante verwendeten Führungsgehäuses in vergrößerter Darstellung,

Fig. 14 eine Seitenansicht des Gehäuses von Fig. 13,

Fig. 15 eine Darstellung gemäß Fig. 8 einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Regulierventils in einer ersten Stellung,

Fig. 16 das Regulierventil von Fig. 15 in einer zweiten Stellung,

Fig. 17 eine Darstellung gemäß Fig. 8 einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Regulierventils in einer ersten Stellung,

Fig. 18 das Regulierventil von Fig. 17 in einer zweiten Stellung,

Fig. 19 ein Detail einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen

Regulierventils,

Fig. 20 ein Detail noch einer Variante des erfindungsgemäßen

Regulierventils,

Fig. 21 ein Detail noch einer weiteren Variante des erfindungsge- mäßen Regulierventils,

Fig. 22 ein Detail einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen

Regulierventils, Fig. 23 ein Detail noch einer Variante des erfindungsgemäßen

Regulierventils ,

Fig. 24 ein Detail noch einer Variante des erfindungsgemäßen Regulierventils,

Fig. 25 eine Seitenansicht eines anderen Schiebers,

Fig. 26 einen Schnitt gemäß Linie A-A in Fig. 25,

Fig. 27 ein Schnitt gemäß Linie B-B in Fig. 25 und

Fig. 28 einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Regulierventil.

Das in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Expansionsventil umfasst ein Gehäuse 1 mit einer ersten Kältemitteleintrittsöffnung 2, einer ersten Kältemittelaustrittsöffnung 3 und einem die erste Eintrittsöffnung 2 und die erste Austrittsöffnung 3 verbindenden ersten Kältemittelkanal 4. An die erste Kältemitteleintrittsöffnung 2 ist die Austrittsseite eines Sammlers 5 angeschlossen, dessen Eintritts seite mit der Austrittsseite eines Verflüssigers 6 verbunden ist, dessen Eintrittsseite wiederum mit der Austrittsseite eines Kompressors 7 in Verbindung steht. An die erste Austrittsöff- nung 3 ist die Eintrittsseite eines Verdampfers 8 angeschlossen.

In dem ersten Kältemittelkanal 4 ist eine Durchflussöffnung 9 mit verringertem Querschnitt ausgebildet. Die Größe des Durchflussquerschnitts der Durchflussöffnung 9 bestimmt den maximalen Öffnungsquerschnitt des ersten Kältemittelkanals 4. In Strömungsrichtung I vor der Durchflussoffnung 9 ist eine als Regulierelement dienende Kugel 10 angeordnet, deren Durchmesser größer ist als der Durchflussquerschnitt der Durchflussöffnung 9. Die Kugel 10 wird auf einer Seite von einem die Durchflussoffnung 9 durchgreifenden Übertragungsstift 11 beaufschlagt, der in Achsrichtung II der Durchflussöffnung 9 beweglich im Gehäuse 1 geführt ist und anderen Ends in einen auf das Gehäuse dichtend aufgesetzten Thermokopf 12 ragt.

Der Thermokopf 12 ist in herkömmlicher Weise mit zwei durch eine

Membran 13 getrennten Kammern 14 und 15 ausgebildet, die thermisch an den Kühlmittelkreislauf angeschlossen sind. Die untere Kammer 15 steht hierfür mit einem zweiten Kältemittelkanal 16 in Verbindung, der im Ventilgehäuse 1 zwischen einer zweiten Kältemitteleintrittsöffnung 17 und einer zweiten Kältemitteleintrittsöffnung 18 vorgesehen ist. Die zweite Kältemittelaustrittsöffnung 17 ist an die Ausgangsseite des Verdampfers 8, die zweite KäTtemitteleintrittsöffnung 18 an die Eingangsseite des Kompressors 7 angeschlossen. In der unteren Kammer 15 herrscht daher der Verdampfungsdruck po.

Der Druck in der oberen Kammer 13 wird durch die Temperatur bestimmt, die das überhitzte Kältemittel im zwischen Verdampfer 8 und Kompressor 7 angeordneten Kanal 16 des Ventils besitzt und die damit auf den Thermokopf 12 übertragen wird. Zum Füllen der oberen Kammer 14 ist ein Füllrohr 19 vorgesehen.

Auf der dem Übertragungsstift 11 abgewandten Seite der Kugel 10 greift eine Regulierfeder 20 unter Zwischenschaltung einer die Feder 20 umfassenden Haube 21 an. Die Regulierfeder 20 stützt sich andererseits an einer Einstellschraube 22 ab, die in ein entsprechendes Gewinde 23 im Gehäuse 1 eingeschraubt ist. Durch Verdrehen der Einstellschraube 22 kann die Federcharakteristik der Regulierfeder 20 und damit die der von der Membran 13 über den Übertragungsstift 11 auf die Kugel 10 ausgeübten Kraft entgegengerichtete Kraft, also die Öffnungscharakteristik des Expansionsventils eingestellt werden. Zur Fixierung einer eingestellten Federcharakteristik der Regulierfeder 20 ist eine Madenschraube 32 vorgesehen, die in das Gehäuse 1 eingedreht ist und auf das Gewinde der Einstellschraube 22 einwirkt.

Durch das Zentrum der Regulierfeder 20 greift ein zweiter Übertragungs- stift 24 hindurch, der in der Einstellschraube 22 längs der Achse II, also koaxial zum ersten Übertragungsstift 11 hin- und herbeweglich geführt ist. Das untere Ende des zweiten Übertragungsstiftes 24 ist unter Zwischenschaltung einer Längenausgleichsfeder 25 mit einer beheizbaren Bimetallfeder 26 verbunden, die in einer Kammer 27 angeordnet ist, die in einer Erweiterung 28 der Einstellschraube 22 vorgesehen ist.

Über Anschlussleitungen 29 ist die Bimetallfeder 26 mit einer hier nicht dargestellten, außerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Energiequelle verbunden. Die Anschlussleitungen 29 sind durch eine Dichtung 30 in der Erweiterung 28 der Einstellschraube 22 nach außen geführt, so dass die Kammer 27 nach außen abgeschlossen ist. Außerdem ist die Kammer 27 durch Ringdichtungen 31 , die zwischen dem zweiten Übertragungsstift 24 und der Einstellschraube 22 vorgesehen sind, gegenüber dem ersten Kältemittelkanal 4 und damit gegenüber dem Kältemittelkreislauf abgedichtet.

Das andere Ende des zweiten Übertragungsstiftes 24 endet in seiner Ruhestellung mit Abstand vor der an der Kugel 10 anliegenden Haube 21. Bei nicht betätigtem zweiten Übertragungsstift 24 kann die Kugel 10 daher ungehindert in Abhängigkeit der einerseits von der Membran 13 über den ersten Übertragungsstift 11 ausgeübten Kraft und andererseits in Abhängigkeit von der durch die Regulierfeder 20 ausgeübten Gegenkraft bewegt werden, so dass eine ungehinderte Regulierung des Öff- nungsquerschnittes der Durchflussoffnung 9 gegeben ist.

Zur Betätigung des zweiten Übertragungsstiftes 24 wird die Bimetallfeder 26 beheizt. Dadurch verstärkt sich ihre Wölbung nach oben, so dass der zweite Ubertragungs stift 24 in Richtung auf die Kugel 10 verschoben wird. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Kugel 10 von dem zweiten Übertragungsstift 24 bei entsprechender Beheizung der Bimetallfeder 26 soweit nach oben verschoben wird, dass sie die Durchtrittsöffnung 9 vollständig verschließt. Ein Durchtritt von Kältemittel durch den Kältemittelkanal 4 ist dann nicht mehr möglich, so dass kein Kältemittel mehr zum Verdampfer 8 gelangen kann. Der Kältemittelkreislauf des Verdampfers 8 ist somit abgeschaltet.

Nach Abschalten der Heizung der Bimetallfeder 26 kehrt diese in ihre Ausgangslage zurück, wobei sie den Übertragungsstift 24 mitnimmt. Die Kugel 10 wird dadurch wieder freigegeben und kann durch die Membran 13 unter Gegenwirkung der Regulierfeder 20 in die entsprechende Öffnungsstellung verschoben werden. Der dem Verdampfer 8 zugeordnete Kältekreislauf ist dann wieder eingeschaltet.

Die in Fig. 3 dargestellte zweite Variante stimmt weitgehend mit der ersten Variante der Fig. 1 und 2 überein. Es ist lediglich die Bimetallfeder 26 durch eine beheizbare Membrankapsel 33 ersetzt und als Heizeinrichtung 34 eine so genannte PTC-Heizung, also ein Kaltleitwiderstand vorgesehen. Die Membrankapsel 33 enthält ein sich bei Erwärmung ausdehnendes Medium, insbesondere ein Gas, so dass bei Einschaltung der Heizung 34 der zweite Übertragungsstift 24 durch die sich aufblähende Membrankapsel 33 nach oben verschoben wird und die Kugel 10 in ihre die Durchflussoffnung 9 vollständig verschließende Stellung verschiebt. Nach Abschalten der Heizung 34 verkleinert sich das Volumen der Kapsel 33 wieder, so dass der zweite Übertragungsstift 24 in seine Ausgangsstellung zurückgezogen wird und die Regulierkugel 10 freigibt.

Bei der in Fig. 4 dargestellten dritten Variante ist in der Kammer 27 anstelle der Membrankapsel 33 eine Innenkammer 35 vorgesehen, die auf ihrer dem zweiten Übertragungsstift 24 zugewandten Seite durch ein

Balgelement 36 verschlossen ist. Die Innenkammer 35 ist mit einem sich bei Erwärmung ausdehnenden Medium, insbesondere einem Gas gefüllt und wiederum durch eine PTC-Heizung 34 beheizbar.

Bei Einschalten der Heizung 34 vergrößert sich das Volumen des in der Innenkammer 35 vorhandenen Gases und komprimiert dadurch das Balgelement 36, welches seinerseits den zweiten Übertragungsstift 24 nach oben bewegt, so dass dieser die Kugel 10 in ihre die Durchflussöffnung 9 verschließende Stellung verschiebt. Nach Ausschalten der Heizung verringert sich das Gasvolumen wieder, so dass das Balgelement 36 und mit diesem der zweite Ubertragungsstift 24 in ihre Ausgangsstellung zurückkehren und die Regulierkugel 10 freigegeben wird. Die Federwirkung des Balgelements 36 unterstützt dabei die Rückkehr der genannten Elemente in ihre Ausgangsstellung.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante ist wiederum eine auf ihrer Oberseite durch ein Balgelement 36 verschlossene Innenkammer 35 zur Betätigung des zweiten Übertragungsstiftes 24 vorgesehen. Die Schließfunktion ist mit der zuvor beschriebenen Variante identisch. Zusätzlich über- nimmt das Balgelement 36 hier jedoch die Funktion der Regulierfeder 20, die bei dieser Variante daher weggelassen ist. Es ist folglich auch keine Einstellschraube 22 erforderlich, so dass die Baugröße des Expansionsventils bei dieser Variante entsprechend verringert ist. Die Einstellung der Öffnungscharakteristik dieses Expansionsventils erfolgt über die Füllung der Innenkammer 35, also die Vorspannung des Balgelements 36.

Alle dargestellten und beschriebenen Varianten ermöglichen ein vollständiges Verschließen der Durchflussöffnung 9 des Expansionsventils und damit ein Abschalten des dem Verdampfer 8 zugeordneten Kältekreislau- fes, wobei kein separates Schließventil erforderlich ist. Durch Verwendung von vorhandenen Bauteilen des Expansionsventils können Teile und Bauraum eingespart werden. Die normale Regulierfunktion des thermostatischen Expansionsventils bleibt dabei voll erhalten.

Das in Fig. 6 dargestellte Expansionsventil umfasst ein Gehäuse 101 mit einer ersten Kältemitteleintrittsöffnung 102, einer ersten Kältemittelaustrittsöffnung 103 und einem die erste Eintrittsöffnung 102 und die erste Austrittsöffnung 103 verbindenden ersten Kältemittelkanal 104. An die erste Kältemitteleintrittsöffnung 102 ist die Austritts seite eines hier nicht dargestellten Sammlers angeschlossen, dessen Eintritts seite mit der Austrittsseite eines hier ebenfalls nicht dargestellten Verflüssigers verbunden ist, dessen Eintrittsseite wiederum mit der Austrittsseite eines ebenfalls nicht dargestellten Kompressors in Verbindung steht. An die erste Austrittsöffnung 103 ist die Eintrittsseite eines nicht dargestellten Verdampfers angeschlossen.

In dem ersten Kältemittelkanal 104 ist eine Durchflussöffnung 105 mit verringertem Querschnitt angeordnet. In Strömungsrichtung III vor der Durchflussöffnung 105 ist eine als Regulierelement dienende Kugel 106 angeordnet, deren Durchmesser größer ist als der Durchflussquerschnitt der Durchflussöffnung 105. Die Kugel 106 wird auf einer Seite von einem die Durchflussoffnung 105 durchgreifenden Ubertragungsstift 107 beaufschlagt, der in Achsrichtung IV der Durchflussöffnung 105 beweglich im Gehäuse 101 geführt ist und mit seinem anderen Ende in einen auf das Gehäuse 101 dichtend aufgesetzten Thermokopf 108 ragt.

Der Thermokopf 108 ist in herkömmlicher Weise mit zwei durch eine Membran 109 getrennten Kammern 110 und 111 ausgebildet, die thermisch an den Kühlmittelkreislauf angeschlossen sind. Die untere Kammer 111 steht hierfür mit einem zweiten Kältemittelkanal 112 in Verbindung, der im Ventilgehäuse 101 zwischen einer zweiten Kältemitteleintrittsöffnung 113 und einer zweiten Kältemittelaustrittsöffnung 114 vorgesehen ist. Die zweite Kältemitteleintrittsöffnung 113 ist an die Ausgangsseite des Verdampfers, die zweite Kältemittelaustrittsöffnung 114 an die Eingangs- seite des Kompressors angeschlossen. In der unteren Kammer 111 herrscht daher der Verdampfungsdruck po.

Der Druck in der oberen Kammer 110 wird durch das Füllmedium der oberen Kammer und durch die Temperatur bestimmt, die das überhitzte Kältemittel im zwischen Verdampfer und Kompressor angeordneten Kanal 112 des Ventils besitzt und die damit auf den Thermokopf 108 übertragen wird.

Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die Durchflussoffnung 105 des Ex- pansionsventils in einem Einsatz 115 vorgesehen. Dieser Einsatz 115 ist in einer Ausnehmung 116, die im Inneren einer Regulierschraube 117 vorgesehen ist, in Bewegungsrichtung der Kugel 106 hin und her beweglich geführt. Die Bewegung des Einsatzes 115 wird dabei auf einer Seite durch eine von der Kugel 6 wegweisende Stufe 118 der Ausnehmung 116 begrenzt, die mit einem Außenbund 119 des Einsatzes 115 als Anschlag zusammenwirkt .

In der anderen Richtung ist der Einsatz 115 durch eine Gegenfeder 120 belastet, die sich andererseits an einer Scheibe 121 abstützt, die mit dem Ubertragungsstift 107 bewegungsfest verbunden ist. Auf der der Gegenfeder 120 abgewandten Seite des Einsatzes 115 stützt sich ein Käfig 122 ab, an dessen anderem Ende ein zweiter Ubertragungsstift 123 angreift. Der zweite Ubertragungsstift 123 ist in einer Fortsetzung 116' der Ausneh- mung 116 der Regulierschraube 117 koaxial zum ersten Ubertragungsstift 107 hin und her beweglich geführt. Das untere Ende des zweiten Übertragungsstiftes 123 ist mit einer hier nicht näher dargestellten Wegerzeugungseinrichtung 124 verbunden. Dabei kann es sich beispielsweise um eine beheizbare Bimetallfeder, eine beheizbare Membrankapsel oder um ein Balgelement handeln.

Über Ringdichtungen 125 zwischen dem zweiten Ubertragungsstift 123 und der Regulierschraube 117 ist das Innere des Ventilgehäuses 101 abgedichtet. Ebenso sind zwischen Regulierschraube 117 und Ventilge- häuse 101 O-Ringdichtungen 126 und 127 vorgesehen, die zum einen das Innere des Ventilgehäuses 101 nach außen und zum anderen die beiden Seiten der Durchflussöffnung 105 gegeneinander abdichten. Dieselbe Funktion hat eine Ringdichtung 129 im Außenumfang des Einsatzes 115 zwischen diesem und der Regulierschraube 117. Schließlich ist im Inne- ren des Käfigs 122 eine Druckfeder 28 vorgesehen, die sich auf der Innenseite des Käfigs 122 abstützt und die Ventilkugel 106 in Richtung auf die Durchflussöffnung 105 belastet.

Die Funktionsweise des in Fig. 6 dargestellten Expansionsventils ist wie folgt: Durch Betätigen der Wegerzeugungseinrichtung 124 verschiebt das zweite Übertragungsglied 123 über den Käfig 122 den Einsatz 115 mit der Durchflussöffnung 105 relativ zu der Ventilkugel 106. Die andererseits vom ersten Ubertragungsstift 107 beaufschlagte Ventilkugel 106 befindet sich dadurch in der in der rechten Hälfte von Fig. 6 dargestellten, von der Durchflussöffnung 105 abgehobenen Stellung. Zugleich ist der Außenbund 119 von der Stufe 118 der Ausnehmung 116 in der Regulierschraube 1 17 abgehoben. In dieser Stellung kann die Ventilkugel 106 über das erste Übertragungsglied 107 zur mehr oder wenigen Freigabe der Durchflussoffnung 105 verstellt werden. Die Verstellung erfolgt dabei über den Thermokopf 108 in Abhängigkeit vom Verdampfungsdruck po und der Temperatur im zweiten Kältemittelkanal 112.

Entgegen der Verstellung der Ventilkugel 106 durch das erste Übertragungsglied 107 wirkt die Feder 120, die zwischen dem Einsatz 115 und der am ersten Übertragungsglied 107 angeordneten Scheibe 121 eingespannt ist. Hinzu kommt als Gegenkraft die Kraft der Feder 128, die zwischen dem Käfig 122 und der Ventilkugel 106 angeordnet ist. Die Kraft der Feder 128 ist jedoch relativ gering.

Durch Deaktivieren der Wegerzeugungseinrichtung 124 zieht sich der zweite Ubertragungsstift 123 aus der Ausnehmung 116' in Richtung auf die Außenseite des Ventilgehäuses 101 zurück. Durch die Kraft der Ge- genfeder 120 wird daraufhin der Einsatz 115 in Richtung auf die Ventilkugel 106 verschoben, bis sein Außenbund 119 auf der Stufe 118 der Ausnehmung 116 in der Regulierschraube 117 anschlägt. In dieser Stellung liegt die Ventilkugel 106 auf der Durchtrittsöffnung 105 auf und verschließt diese vollständig, wobei die Ventilkugel 106 über die Feder 128 gegen die Durchtrittsöffnung 105 gedrängt wird. In dieser Schließstellung kann also kein Kältemittel die Durchflussöffnung 105 passieren. Diese Schließstellung ist, allerdings nur für die Ventilkugel, in der linken Hälfte der Figur 6 dargestellt.

Durch Ein- oder Ausdrehen der Regulierschraube 117 kann die Charakteristik des dargestellten Expansionsventils verstellt werden, da mit der Regulierschraube 117 auch die Wegerzeugungseinrichtung 124, die in einem außerhalb des Gehäuses 101 gelegenen, hier nicht dargestellten Kopf der Regulierschraube 117 angeordnet ist, bewegt wird, so dass sich der Abstand zwischen dem von dem zweiten Ubertragungsstift 122 der Wegerzeugungseinrichtung 124 beaufschlagten Einsatz und der an dem ersten Ubertragungsstift 107 angeordneten Scheibe 121 entsprechend verändert.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausgestaltung ermöglicht ein vollständiges Verschließen der Durchflussoffnung 105 des Expansionsventils und damit ein Abschalten des diesem Expansionsventil zugeordneten Kältekreislaufes, wobei kein separates Schließventil erforderlich ist. Durch Verwendung von vorhandenen Bauteilen des Expansionsventils zum vollständigen Verschließen der Durchflussöffnung 105 können Teile und Bauraum eingespart werden. Die normale Regulierfunktion des thermostatischen Expansionsventils bleibt dabei voll erhalten.

Das in Fig. 7 in seinem Grundaufbau dargestellte, als Expansionsventil für eine Klimaanlage ausgebildete erfindungsgemäße Regulierventil umfasst ein Gehäuse 201 mit einer ersten Kältemitteleintrittsöffnung 202, einer ersten Kältemittelaustrittsöffnung und einem die erste Eintrittsöffnung 202 und die erste Austrittsöffnung verbindenden ersten Kältemittelkanal 204. An die erste Kältemitteleintrittsöffnung 202 wird die Austrittsseite eines hier nicht dargestellten Sammlers angeschlossen, dessen Eintrittsseite mit der Austrittsseite eines hier ebenfalls nicht Eintrittsseite mit der Austrittsseite eines hier ebenfalls nicht dargestellten Verflüssigers verbunden ist, dessen Eintrittsseite wiederum mit der Austrittsseite eines ebenfalls nicht dargestellten Kompressors in Verbindung steht. An die erste Austrittsöffnung 203 ist die Eintrittsseite eines nicht dargestellten Verdampfers angeschlossen.

In dem ersten Kältemittelkanal 204 ist eine Durchflussöffnung 205 mit einem definierten Durchflussquerschnitt vorgesehen, deren freier Durchflussquerschnitt durch das in den nachfolgenden Figuren dargestellte Regulierelement 206 bestimmt wird.

Oberhalb des ersten Kältemittelkanals 204 ist in dem Ventilgehäuse 201 ein zweiter Kältemittelkanal 207 vorgesehen, der eine zweite Kältemitteleintrittsöffnung 208 mit einer zweiten Kältemittelaustrittsöffnung 209 verbindet. Der zweite Kältemittelkanal 207 steht mit einer Kammer 210 eines hier nicht dargestellten, oberhalb des Gehäuses 201 anzuordnenden Ther okopfes in Verbindung, der in herkömmlicher Weise ausgebildet sein kann.

Bei der in den Fig. 8 und 9 dargestellten ersten Variante des erfindungsgemäßen Regulierventils ist das Regulierelement 206 als Kugel ausgebildet, die in Strömungsrichtung V vor der Durchflussoffnung 205 im Kältemittelkanal 204 angeordnet ist und deren Durchmesser größer ist als der Durchflussquerschnitt dieser Durchflussöffnung 205. Die Kugel 206 wird auf einer Seite von einem die Durchflussöffnung 205 durchgreifenden Ventilstößel 211 beaufschlagt, der in Richtung seiner Längsachse VI beweglich im Gehäuse 201 geführt ist und mit seinem anderen Ende in einen auf das Gehäuse 201 dichtend aufgesetzten, hier nicht dargestellten Thermokopf ragt. Auf der dem Ventilstößel 211 abgewandten Seite der Regulierkugel 206 ist eine Druckfeder 213 angeordnet, die sich in einem im Gehäuse 201 eingebrachten Stopfen 212 abstützt und die Regulierkugel 206 über eine topf- förmig ausgebildete Haube 213a in Richtung auf die Durchflussöffnung 205 belastet. Zwischen Stopfen 212 und Gehäuse 201 ist eine O-

Ringdichtung 214 vorgesehen, die in eine Nut 215 des Stopfens 212 eingelegt ist.

Wie man in den Fig. 8 und 9 erkennt, umfasst der Ventilstößel 211 ein erstes Teils 216 und ein zweites Teil 217. Während das vom ersten Teil

216 abgewandte Ende des zweiten Teils 217 vom Thermokopf beaufschlagt wird, greift das vom zweiten Teil 217 abgewandte Ende des ersten Teils 216 des Ventilstößels 211 an der Regulierkugel 206 an. Zwischen den beiden einander zugewandten Enden der beiden Teile 216 und 217 des Ventilstößels 211 ist ein Schieber 218 eingeschaltet, dessen genaues Aussehen sich aus den Fig. 10 bis 12 ergibt.

Demnach weist der Schieber 218 im Wesentlichen die Form eines lang gestreckten Quaders mit quadratischem Querschnitt auf. In zwei vonein- ander abgewandten Längsseiten des Schiebers 218 ist jeweils eine Kuhle 219 vorgesehen, so dass der Schieber 218 einen ersten Abschnitt 220 aufweist, in welchem er eine größere Höhe aufweist als in einem zweiten Abschnitt 221, der durch die beiden Kuhlen 219 bestimmt wird. In den beiden Abschnitten 220 und 221 weist der Schieber 218 jeweils zwei zueinander parallele Flächen 222, 223 und 224, 225 auf, die über gekrümmte Flächen 226, 227 miteinander verbunden sind.

Der Schieber 218 ist in ein Führungsgehäuse 228 eingesetzt, welches in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist. Das Führungsgehäuse 228 ist mit einem Langloch 229 versehen, welches in einem mittleren Bereich 230 einen größeren Durchmesser aufweist als in den beiden daran anschließenden äußeren Bereichen 231 und 232. Darüber hinaus ist das Langloch 229 nur im mittleren Bereich 230 durch das ganze Führungsgehäuse 228 hindurchgeführt, während es in den beiden äußeren Bereichen 231 und 232 als Sackloch ausgebildet ist.

Die beiden äußeren Abschnitte 231 und 232 des Langlochs 229 sind im Übrigen so ausgebildet, dass der. Schieber 218 mit seinen beiden längsseitigen Enden in diese Abschnitte 231, 232 lose einsetzbar ist. Der Schieber 18 ist dadurch im Langloch 229 des Führungsgehäuses 228 schwimmend gelagert. Der Durchmesser des mittleren Abschnitts 230 ist außerdem so groß gewählt, dass die beiden Teile 216 und 217 des Ventilstößels 211 von beiden Seiten des Führungsgehäuses 228 frei in das Langloch 229 eingreifen können.

Das Führungsgehäuse 228 mit dem Schieber 218 ist, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt, in eine Sacklochbohrung 233 des Gehäuses 201 des Regulierventils eingesetzt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die beiden Teile 216 und 217 des Ventilstößels 211 in das Langloch 229 des Führungsgehäuses 228 eingreifen können und die Flächen 222, 223 und 224, 225 senkrecht zur Längsachse VI des Ventilstößels 211 verlaufen.

Das Führungsgehäuse 228 ist in dem Sackloch 233 des Ventilgehäuses 201 quer zur Längsachse des Ventilstößels 211 verschiebbar geführt. Es ist auf der einen Seite von einer sich im Sackloch 233 abstützenden Druckfeder 234 belastet. Auf der anderen Seite greift an dem Führungsgehäuse 228 ein Druckstift 235 an, der mit dem Anker 236 eines elektrischen Stellmagneten 237 verbunden ist. Die Bewegung des Gehäuses 228 in die Sacklochbohrung 233 hinein wird durch einen Anschlag 238 begrenzt.

Fig. 8 zeigt die Ruhestellung des Stellmagneten 237, in welcher der Anker 236 nicht ausgefahren ist. In diesem Fall befindet sich der Schieber 218 in einer Stellung, in welcher die einander zugewandten Enden der beiden Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 in den beiden Kuhlen 219 des Schiebers 218 zu liegen kommen. Die Gesamtlänge des Ventilstößels 211 ist dadurch so kurz, dass selbst bei maximaler Stellbewegung durch den Thermokopf die Regulierkugel 206 die Durchflussöffnung 205 vollständig verschließt, das Ventil also geschlossen ist. Anders als dargestellt kann der Ventilstößel 211 in dieser Stellung des Schiebers 18 auch bei maximalem Verstellweg durch den Thermokopf einen Abstand zur Regulierkugel 206 aufweisen, also nicht an dieser anliegen.

Bei Bestromung des Stellmagneten 237 fährt, wie in Fig. 9 dargestellt, der Magnetanker 236 aus und verschiebt das Gehäuse 228 mit dem Schieber 218 in das Sackloch 233 entgegen der Kraft der Feder 234. Dadurch werden die beiden Teile 216 und 217 des Ventilstößels 211 durch die Schrägflächen 226 und 227 des Schiebers 218 auseinander bewegt, bis sie in der Endstellung des Schiebers 218 an den parallelen Flächen 222 und 223 im Abschnitt 220 des Schiebers 218 anliegen. In dieser Stellung weist der Stößel 211 eine vergrößerte Gesamtlänge auf, so dass die Regulierkugel 206 zumindest bei Betätigung des Ventilstößels 211 über den Thermokopf die Durchflussöffnung 225 öffnen kann. Je nach Ventil kann die Regulierkugel 206 die Durchflussöffnung 205 aber auch bereits ohne Beaufschlagung durch den Thermokopf freigeben und zwischen einer minimalen und einer maximalen Öffnung verschiebbar sein. Wird der Stellmagnet 237 anschließend wieder stromlos geschaltet, so verschiebt die Druckfeder 234 das Gehäuse 228 mit dem Schieber 218 in seine in Fig. 8 dargestellte Ausgangsstellung zurück, in welcher die beiden Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 in den Kuhlen 219 des Schiebers 218 zu liegen kommen. Das Ventil ist dann wieder geschlossen.

Die in den Fig. 15 und 16 dargestellte Variante des erfindungsgemäßen Regulierventils stimmt mit der in den Fig. 8 bis 14 dargestellten Variante weitgehend überein. Unterschiedlich ist hier lediglich der Antrieb für den Schieber 218, der bei dieser Variante ein Wachsdehnelement 239 verwendet. Dieses ist in einem Gehäuse 240 angeordnet, welches seitlich am Ventilgehäuse 201 befestigt ist. Das Wachsdehnelement 239 umfasst einen Kolben 241, der über einen Stößel 242 auf das Gehäuse 228 mit dem Schieber 218 wirkt. Die Rückstellung erfolgt wieder über die Druck- feder 234. Fig. 15 zeigt die unbetätigte Stellung des Wachsdehnelements 239, in welcher die beiden Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 in den Kuhlen 219 des Schiebers 218 zu liegen kommen, Fig. 16 die Betätigungsstellung des Wachsdehnelements 239, in welcher der Kolben 241 ausgefahren ist und über den Stößel 242 das Gehäuse 228 mit dem Schieber 218 in Richtung auf den Boden des Sackloches 233 bewegt hat. In dieser betätigten Stellung liegen die beiden einander zugewandten Enden der beiden Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 wieder an den beiden parallelen Flächen 222, 223 des Abschnitts 220 des Schiebers 218 an.

Die in den Fig. 17 und 18 dargestellte Variante eines erfindungsgemäßen Schiebers stimmt ebenfalls weitgehend mit der in den Fig. 8 bis 14 dargestellten Variante überein. Im Unterschied hierzu erfolgt der Antrieb des Schiebers 218 hier hydraulisch, wobei die Druckdifferenz zwischen Hochdruckseite und Niederdruckseite des Ventils als Hydraulikdruck verwen- det wird. Um dies zu erreichen, ist im Ventilgehäuse 201 ein zusätzlicher Kanal 243 vorgesehen, der auf der Hochdruckseite zwischen Eingangsöffnung 202 und Durchflussöffnung 205 an den ersten Kanal 204 angeschlossen ist. Der zusätzliche Kanal 243 ist zur Außenseite des Ventilgehäuses 201 geführt und steht dort mit einem Kanal 244 in Verbindung, der in einem seitlich am Ventilgehäuse 201 befestigten Block 245 vorgesehen ist. Das andere Ende des Kanals 244 mündet in einen Zylinderraum 246, in welchem ein Kolben 247 verschiebbar geführt ist. Der Kolben 247 weist eine Schubstange 248 auf, die mit dem Führungsgehäuse 228 in Wirkverbindung steht. Der Kolben 247 weist dabei einen gegenüber dem Schieber 218 deutlich größeren Durchmesser auf und ist andererseits über das Sackloch 233 von der Niederdruckseite des Ventils beaufschlagt.

Des Weiteren ist an dem Block 245 auf der dem Ventilgehäuse 201 abgewandten Seite ein Stellmagnet 249 angeordnet, der mit seinem Magnetan- ker 250 in den Block 245 und dort in den Hydraulikkanal 244 greift. Der Magnetanker 250 ist dabei als Ventilstößel mit konischer Spitze 251 ausgebildet, die mit einem im Kanal 244 vorgesehenen Ventilsitz 252 zusammenwirkt. Das heißt, der Stellmagnet 249 ist als Magnetventil ausgebildet, um den Durchfluss durch den Hydraulikkanal 244 zu steu- ern.

Bei Bestromung des Stellmagneten 249 fährt der Magnetanker 250 aus und schließt dadurch am Ventilsitz 252 den Hydraulikkanal 244 ab. Am Kolben 246 steht dadurch lediglich auf der Niederdruckseite Druck an, so dass sich der Kolben 246 in seiner in Fig. 17 dargestellten linken Stellung befindet. In dieser Stellung greifen die beiden Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 in die beiden Kuhlen 219 des Schiebers 218.

Wird der Stellmagnet 249 stromlos geschaltet, so zieht sich der Magnet- anker 250 zurück und öffnet den Hydraulikkanal 244. Nun steht über den Hydraulikkanal 244 und den Kanal 243 im Ventilgehäuse 201 auf der linken Seite des Kolbens 247 ein höherer Druck an als auf dessen rechter Seite. Dadurch wird der Kolben 247, wie in Fig. 18 dargestellt, nach rechts verschoben. Über den Stößel 248 wird dadurch auch das Führungsgehäu- se 228 mit dem Schieber 218 nach rechts verschoben, so dass die beiden Teile 216, 217 über die Schrägflächen 226, 227 auseinander bewegt werden, bis sie an den beiden parallelen Flächen 222, 223 im Bereich 220 des Schiebers 218 anliegen. Wird der Stellmagnet 249 wieder bestromt, so schließt der Magnetanker 250 den Hydraulikkanal 244 erneut ab, so dass der auf der rechten Seite des Kolbens 247 anstehende Niederdruck zusammen mit der Kraft der Druckfeder 234 den Kolben 247 in seine linke Stellung zurückbewegt. Alternativ kann ein insbesondere elektromagnetisch betätigtes 2/3-Wegeventil vorgesehen sein, welches den linken Kolbenraum wahlweise mit der Hochdruckseite oder der Niederdruckseite des Regulierventils verbindet.

Die in Fig. 19 skizzierte weitere Variation des erfindungsgemäßen Regulierventils besteht darin, zwischen dem Schieber 218 und den beiden Teilen 216, 217 des Ventilstößels 211 Kugeln oder Walzen 253 vorzuse- hen, durch welche die Reibung bei Bewegung des Schiebers 218 verringert wird. Die Kugeln oder Walzen 253 können dabei in beliebiger Weise um eine senkrecht zur Längsachse des Ventilstößels 211 verlaufende Achse VII drehbar gelagert sein.

Die in Fig. 20 dargestellte weitere Variation des erfindungsgemäßen Regulierventils umfasst ebenfalls zwei Kugeln oder Walzen 253 zur Reibungsverringerung. Der Schieber ist hier jedoch als Keil ausgebildet, der zwischen einer zwischen die Kugeln oder Walzen 253 eingeschobenen Lage und einer aus diesen herausgezogenen Lage verschiebbar ist. In der zwi- schengeschobenen Lage sind die beiden Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 miteinander wirkverbunden, während sie in der herausgezogenen Lage des Keils 218 nicht wirkverbunden sind, so dass sich eine Verschiebung des mit der Betätigungseinrichtung, beispielsweise einem Thermokopf, verbundenen Teils 217 des Ventilstößels 211 nicht auf den auf das Regulierelement wirkenden Teil 216 überträgt. Zudem kann das auf das Regulierelement wirkende Teil 216 soweit in Richtung auf das andere Teil 217 verschoben werden, dass das Regulierelement die Durchflussoffnung vollständig verschließen kann. In diesem Falle wäre das Regulierventil also geschlossen.

Bei der in Fig. 21 skizzierten weiteren Variation sind ebenfalls wieder zwei Kugeln oder Walzen 253 zur Reibungsminderung vorgesehen. Anstelle eines keilförmigen Schiebers ist hier jedoch eine dritte Kugel oder Walze 255 vorgesehen, die durch einen Schieber 256 zwischen einer zwischen die beiden Kugeln oder Walzen 253 geschobenen und einer ganz oder teilweise herausgezogenen Stellung verschiebbar ist. Die Rückstellung erfolgt dabei über ein Federelement 257. Auch auf diese Weise kann die Wirkverbindung zwischen den beiden Teilen 216 und 217 des Ventilstößels 211 wahlweise hergestellt oder aufgehoben werden, wodurch sich die oben beschriebenen Wirkungen ergeben.

Bei der in Fig. 22 skizzierten weiteren Variation sind zwei Kugeln oder Walzen 258 durch einen Schieber 259 zwischen einer zwischen die beiden Teile 216 und 217 des Ventilstößels eingeschobenen und einer ganz oder teilweise herausgezogenen Stellung verschiebbar, wobei die Rückstellung durch ein Federelement 260 erfolgt. Zur Erleichterung des Einschiebens sind die beiden einander zugewandten Enden der Teile 216 und 217 jeweils mit einer Einlaufschräge 261, 262 versehen. Auch hier sind die Wirkungen dieselben wie zuvor beschrieben. In Fig. 23 ist die Verwendung eines Kniehebels 263 skizziert, dessen Schenkel 264 und 265 an den beiden einander zugewandten Enden der Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 angreifen. Durch Verschieben des Kniegelenks 266 des Kniehebels 263 in Richtung auf die Längsachse VI des Ventilstößels 211 werden die Schenkel 264, 265 des Kniehebels 263 gespreizt und schieben die beiden Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 auseinander oder treten bei bereits auseinander befindlichen Teilen 216, 217 mit diesen in Eingriff. In dieser Stellung sind die beiden Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 miteinander wirkverbunden bzw. weisen eine vergrößerte Länge auf, so dass die Durchflussöffnung des Ventils geöffnet bzw. das Regulierelement des Ventils betätigbar ist, beispielsweise durch einen Thermokopf.

In der zurückgezogenen Stellung des Kniegelenks 266 sind die beiden Schenkel 264, 265 von den beiden Enden der beiden Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 entfernt oder mit diesen aufeinander zu bewegt, so dass die beiden Teile 216, 217 nicht miteinander in Wirkverbindung stehen bzw. die Länge des Ventilstößels 211 verringert ist. In diesem Fall ist die Durchflussoffnung des Ventils geschlossen und /oder das Regulierelement nicht betätigbar. Zur Rückstellung des Kniehebels 263 in seine Ausgangsstellung, in welcher das Kniegelenk 266 von der Längsachse VI des Ventilstößels 211 entfernt ist, ist eine Rückstelleinrichtung, beispielsweise eine bogenförmige Rückdrückfeder 267 vorgesehen.

Fig. 24 skizziert schließlich eine Variante des Regulierventils, bei welcher zwischen den beiden einander zugewandten Enden der beiden Teile 216, 217 des Ventilstößels 211 eine Scheibe oder Walze 268 mit ovalem Querschnitt angeordnet ist. Die Scheibe oder Walze 68 ist um eine senkrecht zur Längsachse VI des Ventilstößels 211 verlaufende Achse VIII drehbar gelagert. Durch Verdrehen der Scheibe oder Walze 268 ändert sich der Durchmesser der Scheibe oder Walze 268 zwischen den beiden Enden der beiden Teile 16, 217 des Ventilstößels 211. Diese werden dadurch auseinander bewegt bzw. in Wirkeingriff miteinander gebracht. Es ergeben sich wieder die zuvor beschriebenen Wirkungen auf die Durchflussoffnung bzw. das Regulierelement.

Alle dargestellten Varianten zeichnen sich durch die Möglichkeit aus, ein Regulierventil auf einfache Weise abschaltbar zu gestalten. Die Verstellung erfolgt dabei durch eine translatorische oder rotatorische Bewegung des Zwischenelementes, also grundsätzlich mechanisch. Die Betätigung des Zwischen elementes selbst kann dabei auf verschiedene Weise, beispielsweise elektromagnetisch oder hydraulisch erfolgen. Es ist aber auch eine Betätigung durch ein Wachsdehnelement möglich. Durch diese Ausgestaltungen kann auch eine hohe Genauigkeit des Ventils und eine kosten- günstige Herstellung realisiert werden.

Die Fig. 25 bis 28 zeigen einen Schieber 218, der auf seiner dem Ende 270 eines Teils 217 des Ventilstößels 211 zugewandten Seite eine Rinne 269 mit teilkreisförmigem Querschnitt aufweist. Das Ende 270 des Teils 217 ist entsprechend kugelförmig ausgebildet. Damit kann zwischen dem

Schieber 218 und dem Teil 217 des Ventilstößels 211 ein linienförmiger oder flächiger Kontakt hergestellt werden.

Bezugszeichenliste

Gehäuse erste Kältemitteleintrittsöffnung erste Kältemittelaustrittsöffnung erster Kältemittelkanal Sammler Verflüssiger Kompressor Verdampfer Durchflussoffnung Regulierkugel erster Ubertragungsstift Thermokopf Membran obere Kammer von 12 untere Kammer von 12 zweiter Kältemittelkanal zweite Kältemitteleintrittsöffnung zweite Kältemittelaustrittsöffnung Füllrohr Regulierfeder Haube Einstellschraube Innengewinde zweiter Ubertragungsstift Ausgleichsfeder Bimetallfeder

Kammer

Erweiterung von 22

Anschlussleitung

Dichtung

Dichtring

Madenschraube

Membrankapsel

PTC-Heizung

Innenkammer

Balgelement

Strömungsrichtung

Achse von 9

Gehäuse erste Kältemitteleintrittsöffnung erste Kältemittelaustrittsöffnung erster Kältemittelkanal

Durchflussoffnung

Ventilkugel erster Ubertragungsstift

Thermokopf

Membran obere Kammer von 108 untere Kammer von 108 zweiter Kältemittelkanal zweite Kältemitteleintrittsöffnung zweite Kältemittelaustrittsöffnung

Einsatz

Ausnehmung 116' Fortsetzung von 116

117 Regulierschraube

118 Stufe von 116

119 Außenbund von 115

120 Gegenfeder

121 Scheibe

122 Käfig

123 zweiter Ubertragungsstift

124 Wegerzeugungseinrichtung

125 Ringdichtung

126 Ringdichtung

127 Ringdichtung

128 Feder

129 Ringdichtung

III Strömungsrichtung

IV Achse von 105

201 Ventilgehäuse 202 erste Eintrittsöffnung

203 erste Austrittsöffnung

204 erster Fluidkanal

205 Durchflussöffnung

206 Regulierkugel 207 zweiter Fluidkanal

208 zweite Eintrittsöffnung

209 zweite Austrittsöffnung

210 Kammer

211 Ventilstößel 212 Stopfen 213 Druckfeder

213a Haube

214 Dichtung

215 Nut

216 Teil von 211

217 Teil von 211

218 Schieber

219 Kuhle

220 Bereich von 218

221 Bereich von 218

222 Fläche

223 Fläche

224 Fläche

225 Fläche

226 Fläche

227 Fläche

228 Führungsgehäuse

229 Langloch

230 Abschnitt von 229

231 Abschnitt von 229

232 Abschnitt von 229

233 Sackloch

234 Druckfeder

235 Druckstift

236 Magnetanker

237 Stellmagnet

238 Anschlag

239 Wachsdehnelement

240 Gehäuse

241 Kolben 242 Stößel

243 Kanal

244 Kanal

245 Block 246 Zylinder

247 Kolben

248 Schubstange

249 Stellmagnet

250 Magnetanker 251 Spitze von 250

252 Ventilsitz

253 Kugel oder Walze

254 Auflaufschräge

255 Kugel oder Walze 256 Schieber

257 Federelement

258 Kugel oder Walze

259 Schieber

260 Federelement 261 Schrägfläche

262 Schrägfläche

263 Kniehebel

264 Schenkel von 263

265 Schenkel von 263 266 Kniegelenk

267 Rückdrückfeder

268 Scheibe oder Walze

269 Rinne

270 Ende von 217 V Durchflussrichtung

VI Längsachse von 211

VII Drehachse von 253

VIII Drehachse von 268

Claims

Ansprüche

Regulierventil für Klimaanlagen, insbesondere thermisches Expansionsventil für Fahrzeugklimaanlagen, mit einem Gehäuse (1, 101, 201) mit einer Fluideintrittsöffnung (2, 102, 202), einer Flui- daustrittsöffnung (3, 103, 203), einem Eintrittsöffnung (2, 102, 202) und Austrittsöffnung (3, 103, 203) verbindenden Fluidkanal (4, 104, 204), in welchem eine einen Durchflussquerschnitt vorbestimmter Größe aufweisende Durchflussoffnung (9, 105, 205) vorgesehen ist, einen auf einer Seite der Durchflussoffnung (9, 105, 205) gehaltenen, einen größeren Durchmesser als die Durchflussöffnung (9,

105, 205) aufweisenden und relativ zur Durchflussöffnung (9, 105,

205) hin und her beweglichen Regulierelement (10, 106, 206) durch dessen Hin- und Herbewegung der Öffnungsquerschnitt der Durchflussoffnung (9, 105, 205) veränderbar ist, und einer thermisch geregelten Betätigungseinrichtung (12, 108) zum Bewegen des Regulierelements (10, 106, 206) relativ zur Durchflussöffnung (9, 105, 205), insbesondere über einen auf das Regulierelement (10, 106,

206) wirkenden Ubertragungsstift (11, 107, 211), dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass unabhängig von der thermischen Regelung, insbesondere willkürlich, betätigbare Mittel (26, 33, 36, 124, 218) vorgesehen sind, durch welche eine Relativstellung des Regulierelements (10,

106, 206) und der Durchflussöffnung (9, 105, 205) zueinander erzeugbar ist, in welcher das Regulierelement (10, 106, 206) die Durchflussöffnung (9, 105, 205) verschließt.

2. Regulierventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein translatorisch oder rotatorisch zwischen einer ersten Position oder einer zweiten Position versetzbares Element (23,

115, 218) umfassen.

3. Regulierventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (26, 33, 36, 124, 218) im Inneren des Ventilgehäuses

(1) oder außerhalb des Ventilgehäuses (1) angeordnet und gegenüber diesem insbesondere abgedichtet sind.

4. Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (26, 33, 36) vorgesehen sind, durch welche das Regulierelement (10) in eine Stellung bewegbar ist, in welcher es die Durchflussoffnung (9) vollständig verschließt.

5. Regulierventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Schließrichtung auf das Regulierelement (10) wirkende separate Regulierfeder (20) zum Einstellen der Öffnungscharakteristik des Ventils vorgesehen ist.

6. Regulierventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Rückstelleinrichtung für die Schließmittel, insbesondere eine auf den Ubertragungsstift (24) wirkende Feder, vorgesehen ist.

7. Regulierventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (26, 33, 36) zum Bewegen des Regulierelementes (10) in die vollständige Schließstellung bei geöffnetem Ventil das Regulierelement (10) vollständig freigeben.

8. Regulierventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ubertragungsstift (24) durch das Zentrum der auf das Regulierelement (10) wirkenden Regulierfeder (20) geführt ist.

9. Regulierventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (36) zum Bewegen des Regulierelementes (10) in die vollständige Schließ Stellung zugleich als Regulierfeder wirken.

10. Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Durchflussoffnung (105) in einem Einsatz (115) vorgesehen ist, der in einer entsprechenden Ausnehmung (116) im Gehäuse (101) in Bewegungsrichtung des Regulierelementes (106) durch unabhängig von der thermischen Regelung, insbesondere willkürlich betätigbare Mittel (124) zwischen einer Arbeitsstellung, in welcher das Regu- lierelement (106) durch die Betätigungseinrichtung (108) zwischen einer maximalen Öffnungsstellung und einer minimalen Öffnungsstellung verstellbar ist, und einer Schließstellung, in welcher das Regulierelement (106) die Durchflussöffnung (105) vollständig verschließt, hin und her bewegbar ist.

11. Regulierventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Einsatz (115) bei betätigten Bewegungsmitteln (124) in seiner Arbeitsstellung und bei nicht betätigten Bewegungsmitteln

(124) in seiner Schließ Stellung befindet.

12. Regulierventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegenüber dem Gehäuse (101) abgestützte Gegenfeder (120) vorgesehen ist, durch welche die Betätigungseinrichtung (107, 108) entgegen ihrer Öffnungsbewegung belastet ist.

13. Regulierventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfeder (120) auf den Ubertragungsstift (107) wirkt.

14. Regulierventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfeder (120) direkt auf die Betätigungseinrichtung

(108), insbesondere eine von dieser umfasste Membran (109) wirkt.

15. Regulierventil nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfeder (120) zwischen einem mit der Betätigungseinrichtung (107, 108) bewegungsfest verbundenen Anschlag (121) und dem die Durchtrittsöffnung (105) aufweisenden Einsatz (115) eingespannt ist.

16. Regulierventil nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (116) für den Einsatz (115) eine von dem Regulierelement (106) wegweisende Stufe (118) aufweist, die von einem am Einsatz (115) vorgesehenen Außenbund (119) derart hinter- griffen wird, dass die am Einsatz (115) angreifende Gegenfeder (120) den Außenbund (119) in Anschlagrichtung gegen die Stufe (118) drängt.

17. Regulierventil nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (116) für den Einsatz (115) in einer Regulierschraube (117) vorgesehen ist, die in Richtung der Bewegung der Betätigungseinrichtung (108) für das Regulierelement (106) in das Gehäuse (101) eingeschraubt ist und einen die Bewegung des Einsatzes (115) in Richtung auf seine Schließstellung begrenzenden

Anschlag aufweist.

18. Regulierventil nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierelement (106) durch eine Feder (128) in Richtung auf die Betätigungseinrichtung (108) belastet ist.

19. Regulierventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (128) von einem Käfig (122) getragen ist, der sich am die Durchflussöffnung (105) aufweisenden Einsatz (115) abstützt.

20. Regulierventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (124) zur Hin- und Herbewegung des Einsatzes (115) über den Käfig (122) auf den Einsatz (115) wirken.

21. Regulierventil nach den Ansprüchen 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierelement (106) fest mit dem Ubertragungsstift (107) verbunden ist.

22. Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegung des Regulierelementes (10) oder des Einsatzes (115) eine insbesondere elektrisch betriebene Wegerzeugungseinrichtung (26, 33, 36, 124) vorgesehen ist.

23. Regulierventil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Wegerzeugungseinrichtung ein beheizbares Membran- und/oder Balgsystem (33, 36), ein beheizbares Bimetall (26), ein Schrittmotor, ein Gleichstromgetriebemotor oder eine pneumatische, mit Unterdruck oder Überdruck arbeitende Membrandruckdose vorgesehen ist.

24. Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Regulierelement (10) oder Einsatz (115) einerseits und

Wegerzeugungseinrichtung (26, 33, 36, 124) andererseits ein Ubertragungsstift (24, 123) angeordnet ist.

25. Regulierventil nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Ubertragungsstift (24, 123) gegenüber dem Gehäuse (1) mittels einer elastischen Ringdichtung (31, 125), insbesondere O- Ringdichtung, abgedichtet ist, die bevorzugt mehrere Dichtringe umfasst.

26. Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Wegerzeugungseinrichtung (26, 33, 36, 124) und dem Regulierelement (10, 106) ein elastisches Längenausgleichsele- ment (25) angeordnet ist.

27. Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der thermisch geregelten Betätigungseinrichtung (12, 108) und dem Regulierelement (10, 106) elastische Längenausgleichsmittel vorgesehen sind.

28. Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) eine weitere Kühlmitteleintrittsöffnung (17) und eine weitere Kühlmittelaustrittsöffnung (18) sowie ein diese verbindender Kühlmittelkanal (16) vorgesehen sind, an welchen eine Druckkammer (15) der thermischen Betätigungseinrichtung (12) angeschlossen ist.

29. Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierelement (10, 106) als Nadel oder Kugel oder Kegel ausgebildet ist.

30. Regulierventil für Klimaanlagen, insbesondere Expansionsventil für Fahrzeugklimaanlagen, mit einem den Durchflussquerschnitt einer Durchflussöffnung (205) des Ventils verändernden Regulierelement

(206), das durch einen Ventilstößel (211) betätigbar ist, der ein erstes Teil (216) und ein zweites Teil (217) sowie ein Zwischenelement (218) umfasst, dessen zwischen das erste Teil (216) und das zweite Teil (217) des Ventilstößels (211) eingeschaltete Länge kontrolliert veränderbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen das erste Teil (216) und das zweite Teil (217) des Ventilstößels (211) eingeschaltete Länge des Zwischenelementes (218) durch eine translatorische Bewegung mindestens eines Teils des Zwischenelementes (218) quer zur Längsachse (VI) des Ventilstößels (211) oder durch eine rotatorische Bewegung mindestens eines Teils des Zwischenelementes (268) relativ zum Ventilstößel (211) veränderbar ist.

31. Regulierventil nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (218, 268) zur Gewährleistung einer Schließfunktion des Ventils ausgebildet ist.

32. Regulierventil nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere, insbesondere thermisch geregelte Verstelleinrich- tung für den Ventilstößel (211) vorgesehen ist.

33. Regulierventil nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenelement ein quer zur Längsachse (VI) des Ventilstößels (211) hin und her beweglicher Schieber (218) vorgesehen ist.

34. Regulierventil nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (218) zwischen einer ersten Stellung, in welcher er zwischen die beiden Teile (216, 217) des Ventilstößels (211) eingeschaltet ist, und einer zweiten Stellung, in welche er von diesen zu- rückgezogen ist, beweglich ist.

35. Regulierventil nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (218) zwei zur Längsachse (VI) des Ventilstößels (211) senkrechte, untereinander parallele Flächen (222, 223) aufweist, die auf einer Seite zu einer Auflaufschräge (254) zusammenlaufen .

36. Regulierventil nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (218) mindesten zwei Abschnitte (220, 221) aufweist, in welchen die Abmessungen des Schiebers (218) in Richtung der Längsachse (VI) des Ventilstößels (211) voneinander verschieden sind.

37. Regulierventil nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (211) in den beiden Abschnitten (220, 221) jeweils zwei zueinander parallele und zur Längsachse (VI) des Ventilstößels

(211) senkrechte Flächen (222, 223, 224, 225) aufweist.

38. Regulierventil nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (218) zwischen den beiden Abschnitten (220, 221) zur Längsachse (VI) des Ventilstößels (211) schräg oder gekrümmt verlaufende Flächen (226, 227) aufweist, welche die zu dieser Achse (VI) senkrechten Flächen (222, 223, 224, 225) miteinander verbinden.

39. Regulierventil nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (218) auf mindestens einer einem Teil (216, 217) den Ventilstößels (211) zugewandten Seite eine in Längsrichtung des Schiebers (218) verlaufende, zumindest bodenseitig runde, insbesondere im Querschnitt teilkreisförmige Rinne (269) aufweist, und dass das der Rinne (269) zugewandte Ende (270) des zugehörigen Teils (217) des Ventilstößels (211) abgerundet, insbesondere kugelförmig ausgebildet ist.

40. Regulierventil nach einem der Ansprüche 30 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (218) in Richtung der Längsachse (II) des Ventilstößels (211) beweglich in einer Führung (228) gehalten ist, die quer zur Längsachse (VI) des Ventilstößels (211) hin und her beweglich ist.

41. Regulierventil nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (218) schwimmend in der Führung (228) gehalten ist.

42. Regulierventil nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung ein Gehäuse (228) mit einem Langloch (229) umfasst, in welchem ein Schieber (218) als Zwischenelement in Richtung der Längsachse (VI) des Ventilstößels (211) hin und her beweglich angeordnet ist.

43. Regulierventil nach einem der Ansprüche 30 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement mindestens eine Kugel oder Walze (253, 255, 258) mit senkrecht zur Längsachse (VI) des Ventilstößels (211) verlaufender Walzenachse (VII) umfasst.

44. Regulierventil nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel oder Walze (253) zumindest in einer Stellung des Schiebers (218) zwischen Schieber (218) und einem Teil (216, 217) des Ventilstößels (211) eingeschaltet ist.

45. Regulierventil nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kugel oder Walze (255, 258) vorgesehen ist, die zwischen einer zwischen die beiden Teile (216, 217) des Ventilstößels (211) eingeschalteten Stellung und einer zurückgezogenen Stellung beweglich ist.

46. Regulierventil nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Zwischenelement weisenden Enden der beiden Teile (216, 217) des Ventilstößels (211) mit einer zur zurückgezogenen Stellung der Kugeln oder Walzen (258) weisenden Schräge (261,

262) ausgebildet sind.

47. Regulierventil nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass drei Kugeln oder Walzen (253, 255) vorgesehen sind, von denen eine Kugel (255) zwischen einer zwischen die beiden anderen Kugeln (253) eingeschalteten und einer zurückgezogenen Stellung beweglich ist.

48. Regulierventil nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenelement eine um eine zur Längsachse (VI) des Ventilstößels (211) senkrechte Achse (VIII) verdrehbare Scheibe oder Walze (268) vorgesehen ist, die in Drehrichtung mindestens zwei verschiedene Durchmesser aufweist.

49. Regulierventil nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement als Kniehebel (263) ausgebildet ist, des- sen Schenkel (264, 265) auf die einander gegenüberliegenden Enden der beiden Teile (216, 217) des Ventilstößels (211) wirken und dessen Knie (266) senkrecht zur Längsachse (VI) des Ventilstößels (211) beweglich ist.

50. Regulierventil nach einem der Ansprüche 30 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Zwischenelementes (218) über einen elektrischen, elektromagnetischen oder hydraulischen Antrieb (237, 249) erfolgt.

51. Regulierventil nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb die Druckdifferenz zwischen Hochdruckseite und Niederdruckseite des Ventils verwendet wird.

52. Regulierventil nach Anspruch 51 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung des Zwischenelementes mit der Druckdifferenz über ein Magnetventil (249) gesteuert ist.

53. Regulierventil nach einem der Ansprüche 30 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Zwischenelementes über ein insbesondere elektrisch beheiztes Dehnstoffelement (239) erfolgt.

54. Regulierventil nach einem der Ansprüche 30 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rücksetzelement (234), insbesondere ein Federkraftspeicher, zum Zurücksetzen des Antriebs (237, 239, 249) vorgesehen ist. .-.-.-