DE1959547B2 - Ventil,insbesondere thermostatisches Expansionsventil fuer Kaelteanlagen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, insbe- Besonders günstig ist es, wenn das zuletzt genannte sondere thermostatisches Expansionsventil für Kälte- Federende einen etwa parallel zur Achse umgebogeanlagen, dessen Schaft von einem Arbeitselement und nen Haken aufweist, der in Umfangsrichtung über in entgegengesetzter Richtung von einer mittels einer einen Schrägabschnitt in einen parallel zur WiderVorrichtung einstellbaren Sollwert-Feder belastet ist. 5 lagerfläche verlaufenden Auflageteil übergeht und in

Das Arbeitselement kann Teil eines thermostati- eine Ausnehmung der Widerlagerfläche greift,

sehen, pressostatischen od. dgl. Systems sein und er- Wenn die Feder völlig entspannt wird, kann sie sich zeugt einen Druck, dem die Kraft der Sollwert-Feder bei Erreichen des oberen Gewindeendes nicht mehr

entgegenwirkt. Wird ein vorgegebenes Kräftegleich- relativ zum Schaft drehen. Trotzdem tritt keine ungewicht über- bzw. unterschritten, so öffnet oder io zulässige Verformung auf, weil bei weiterer Drehung

schließt das Ventil. Damit das Ventil genau bei der des Schaftes der Haken aus der Ausnehmung austritt,

gewünschten Temperatur, dem gewünschten Druck in welcher er sonst infolge der Federspannung gehal-

od. dgl. anspricht, ist die Sollwert-Feder mit einer ten war.

Einstellvorrichtung versehen. Auf diese Weise kann, Vorzugsweise ist die Feder konisch gewickelt. Sie

wenn nicht eine Sollwert-Verstellung während des 15 kann dann bei der Montage mit ihrem Kleinstdurch-

Betriebes gewünscht wird, wenigstens eine Justierung messer den Schaft zentrisch führen, wenn sie mit

des Sollwerts in der Fabrik erfolgen, wie es bei den ihrem Größtdurchmesser in einem Hohlraum des

erwähnten Expansionsventilen häufig der Fall ist. Ventils gehalten ist.

Bei den bekannten Ventilen dieser Art stützt sich Zweckmäßigerweise hat der Schaft im Anschluß an

die Sollwert-Feder an einem fest mit dem Ventil- ao das Gewinde auf der dem Widerlager zugewandten

schaft gekuppelten Widerlager ab. Am anderen Ende Seite einen Abschnitt verminderten Durchmessers. Bei

der Feder greift ein axial verstellbares Widerlager an, Erreichen der voll gespannten Stellung tritt die Feder

das seinerseits mit einem die Axialverstellung bewir- aus dem Gewinde in den Abschnitt verminderten

kenden Betätigungsglied verbunden ist. Dies erfordert Durchmessers. Dann führt eine weitere Drehung des

einen erheblichen Aufwand. Dies gilt insbesondere, 25 Schaftes in Spannrichtung nicht zu einer Erhöhung

wenn die Sollwert-Feder zwischen Arbeitselement und der Federspannung.

Düse angeordnet ist, weil dann Schwierigkeiten be- Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Feder stehen, mit einem Betätigungsglied am verstellbaren und Widerlager zwischen Arbeitselement und Ventil-Widerlager anzugreifen. Es sind auch Ventile bekannt, sitz angeordnet, und der Schaft weist an seinem über bei denen die Sollwert-Feder auf der dem Arbeits- 30 den Sitz hinausragenden Ende ein Mittel zur Dreheinelement abgewandten Seite des Ventilsitzes angeord- stellung auf. Obwohl sich die Feder an einer unzunet und daher leichter zugänglich ist. Hierdurch wird gänglichen Stelle befindet, läßt sie sich auf einfache aber die Freizügigkeit in der Konstruktion behindert; Weise verstellen.

beispielsweise können keine Eckventile dieser Art ge- Des weiteren kann der Schaft mit seinem freien

baut werden. 35 Ende drehbar in einer Vertiefung der beweglichen

Es ist ferner ein thermostatisch gesteuertes Ventil Stirnplatte des Arbeitselements gelagert sein, das Gebekannt, bei dem das Verschlußstück auf den Ven- winde nahe dieser Lagerstelle tragen und im Bereich tilschaft aufgeschraubt ist. Die Sollwertfeder ist als des Widerlagers in einer Führung gehalten sein, die Zugfeder ausgebildet und liegt mit einer Einschnürung in die konisch gewickelte Feder hineinragt. Dies eran einer Schulter des Ventilschafts an. Das andere 40 gibt bei kurzer Bauhöhe eine sichere Führung der be-Ende der Feder greift in Gewindegänge eines gehäuse- weglichen Teile.

festen Teils ein und dient der ortsfesten Lagerung Zweckmäßigerweise ist die Feder in einem Teilge-

dieses Federendes. häuse untergebracht, das aus fest miteinander ver-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bundenen Blechformteilen besteht und aus dem der Ventil der eingangs beschriebenen Art durch Verein- 45 Schaft herausragt. Die Verwendung von Blechformfachung der Einstellvorrichtung billiger herzustellen teilen zwingt dazu, die einzelnen Gehäuseteile fest und eine möglichst große konstruktive Freiheit zu miteinander zu verbinden, z. B. durch Löten oder gewinnen. Schweißen. Die Feder befindet sich dann in einem ab-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- geschlossenen Raum, aus welchem nur der Schaft

löst, daß der Schaft drehbar im Gehäuse angeordnet 50 herausragt. Dies genügt aber, um die Feder verstellen

ist und ein Gewinde trägt, in dessen Gänge ein ent- zu können.

sprechend gewickeltes Ende der Feder greift, während Eine besonders einfache, aber sehr steife Kon-

das andere Ende der Feder an einem gehäusefesten struktion ergibt sich, wenn das Teilgehäuse durch ein

Widerlager anliegt. napfförmiges Element, den stirnseitigen Deckel des

Wenn der Schaft gedreht wird, verschiebt sich das 55 Arbeitselements und einen Widerlagereinsatz gebildet in das Gewinde greifende Federende in axialer Rieh- ist, wobei das napfförmige Element am Boden einen tung. Da das andere Federende an einem festen Ventilsitzeinsatz mit Einlaßstutzen, an einer Seiten-Widerlager anliegt, kann auf diese Weise die Soll- wand einen Auslaßstutzen, an einem Flansch, der am wert-Einstellung oder Justierung vorgenommen wer- offenen Ende zur Auflage des beweglichen Teils des den. Der Schaft übernimmt also die Funktion des 60 Arbeitselements vorgesehen ist, den Deckel und zwi-Betätigungsgliedes und des axial verstellbaren Wider- sehen Boden und offenem Ende den Widerlagereinlagers der Einstellvorrichtung. satz trägt.

In der Regel steht die Sollwert-Feder unter einer Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier

solchen Spannung, daß schon die Reibung am festen in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele

Widerlager ausreicht, um eine Drehung beim Ein- 65 näher erläutert,

stellen zu verhindern. Man kann aber auch das am Es zeigt

festen Widerlager anliegende Federende mit einer Fig. 1 ein erstes thermostatisches Expansionsven-Sicherung gegen Drehung versehen, til im Längsschnitt,,

F i g. 2 einen Teilschnitt längs der Linie A-A in F i g. 1 und

Fig. 3 ein zweites thermostatisches Expansionsventil im Längsschnitt.

Das Ventil nach F i g. 1 besitzt ein Gehäuse 1 mit einem Einlaßstutzen 2 und einem Auslaßstutzen 3. Im Einlaßstutzen 2 ist ein Ventilsitz 4 vorgesehen, der mit einem Verschlußstück 5 zusammenwirkt. Das Verschlußstück sitzt auf einem Ventilschaft 6, der mit einem Abschnitt 7 verjüngten Durchmessers durch eine dem Sitz 4 nachgeschaltete Düsenöffnung 8 greift. Der Durchmesser dieser Düsenöffnung 8 ist geringfügig größer als der Durchmesser des Schaftes 6.

Am oberen Ende des Gehäuses 1 befindet sich ein Arbeitselement 9, dessen Innenraum 10 über ein Kapillarrohr 11 mit einem Fühler verbunden ist. Das Arbeitselement wird durch eine Membran 12 und einen festen Deckel 13 begrenzt, die am Rand in einem Flansch 14 des Gehäuses 1 gehalten sind. Die Membran wirkt auf eine im Gehäuse 1 geführte Stirnplatte 15, die in der Mitte eine Vertiefung 16 zur Abstützung des oberen Endes des Schaftes 6 aufweist.

Der Schaft 6 ist nahe seinem oberen Ende mit einem groben Gewinde 17 versehen, in welches das entsprechend gewickelte Ende 18 einer konischen Sollwert-Feder 19 eingreift. Mit ihrem anderen Ende 20 stützt sich die Sollwert-Feder auf einem festen Widerlager 21 im Gehäuse ab. Ein abgebogener Haken 22 greift in eine Ausnehmung 51 des Gehäuses. Der Haken 22 weist einen Schrägabschnitt 52 und einen zum Widerlager 21 parallelen Auflageteil 53 auf. Die Ausnehmung 51 hat einen der Länge des Hakens 22 angepaßten Durchmesser. Das über den Sitz 4 hinausragende Ende des Schaftes ist hier durch eine einen sechseckigen Querschnitt aufweisende Verlängerung 23 des Verschlußstücks 5 gebildet. Es kann also leicht ein Werkzeug angreifen. Außerdem ist die Verlängerung in einer Bohrung des Gehäuses 1 in einer einen Strömungsquerschnitt frei lassenden Weise geführt. Die sechseckige Verlängerung ist auf den Schaft aufgeschweißt. Unterhalb des Gewindes 17 hat der Schaft 6 einen Abschnitt 54 verminderten Durchmessers.

Bei der Montage wird zunächst die Feder 19 auf den Schaftö geschraubt und dieser in das Gehäuse eingesetzt. Alsdann wird die Stirnplatte 15 eingelegt und das Arbeitselement 9 am Gehäuse befestigt. Schließlich wird die sechskantige Verlängerung 23 auf den Schaft 6 aufgeschoben, das Arbeitselement 9 in eine vorgegebene Stellung gebracht und dann die Verlängerung 23 am Schaft festgeschweißt.

Alsdann wird der Schaft gedreht, bis der gewünschte Druck der Sollwert-Feder erreicht ist. Sollte die Feder einen oberen Grenzwert der Spannung überschreiten, gelangt ihr oberes Ende vom Gewinde auf den Abschnitt 54 des Schaftes, so daß ein weiteres Spannen der Feder unmöglich ist. Sollte die Feder beim unteren Grenzwert der Spannung an die Stirnplatte 15 anstoßen, rutscht bei weiterer Drehung des Schaftes der Haken 22 aus der Ausnehmung 51, so daß keine weitere Verformung der Feder 19 erfolgt.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist ein napfförmiges Blechelement 24 am Boden mit einem Einsatz 25 versehen, der auch einen Einlaßstutzen 26 bildet und in welchem eine Hülse 27 mit dem Ventilsitz 28 eingepreßt ist. In einer Seitenwand des Blechelements 24 befindet sich eine Öffnung 29. In diesem Bereich schließt sich ein Auslaßstutzen 30,aus Blech an. Am offenen Ende trägt das Element 24 einen Flansch 31, auf welchem eine Membran 32 aufliegt und zusammen mit einem stirnseitigen Deqkel 33 eines Arbeitselements 34 befestigt ist. Der Innenraum 35 des Arbeitselements steht über ein Kapillarrohr 36 mit einem Fühler in Verbindung. Im Innern des Elements 24 ist zwischen Boden und offenem Ende ein Widerlagereinsatz 37 befestigt.

Ein Verschlußkörper 38 sitzt unter Zwischenschaltung eines Abschnitts 39 kleineren Durchmessers an einem Schaft 40, der mit seinem oberen Ende in eine Vertiefung 41 einer beweglichen Stirnplatte 42 eingreift. Der Schaft trägt wiederum ein Gewinde 43, in welches ein entsprechend gewickeltes Ende 44 einer konischen Sollwertfeder 45 eingreift. Das andere Ende 46 dieser Feder stützt sich an einem Widerlager 47 des Einsatzes 37 ab. Ein umgebogener Haken 48 greift in ein Loch dieses Einsatzes. Der Schaft 40 ist in einer Führung 49 des Einsatzes geführt und trägt an seinem freien Ende einen Schlitz 50, an welchem ein Schraubenzieher angreifen kann.

Bei der Montage werden zunächst das Element 24, der Einsatz 37, der Stutzen 30 und der Einsatz 25 mit eingepreßter Hülse 27 vereinigt. Dann werden die Feder 45 und die Stirnplatte 42 eingelegt und das Arbeitselement 34 befestigt. Schließlich wird von unten her der Schaft 40 eingedreht, wobei der Innendurchmesser der_ Hülse 27 etwas größer ist als der Durchmesser des Schaftes 40 und der Innendurchmesser des Einlaßstutzens 26 etwas größer als der Durchmesser des Verschlußstücks 38. Durch Drehen des Schaftes 40 läßt sich die gewünschte Spannung der Sollwert-Feder erzielen.

Beide Ausführungsformen befassen sich mit Ventilen, bei denen die Sollwert-Feder in der Fabrik fest justiert wird. Infolgedessen kann sich der Schaft vollständig innerhalb des zu regelnden Mediums befinden. Wenn es gewünscht wird, auch noch nach dem Einbau eine Einstellung vorzunehmen, kann der Schaft, wie es bei zahlreichen thermostatischen Ventilen der Fall ist, auch durch eine Dichtung nach außen geführt werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Ventil, insbesondere thermostatisches Expansionsventil für Kälteanlagen, dessen Schaft von einem Arbeitselement und in entgegengesetzter Richtung von einer mittels einer Vorrichtung einstellbaren Sollwert-Feder belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (6,40) drehbar im Gehäuse angeordnet ist und ein Gewinde (17, 43) trägt, in dessen Gänge ein entsprechend gewickeltes Ende (18, 44) der Feder (19, 45) greift, während das andere Ende (20, 46) der Feder an einem gehäusefesten Widerlager (21, 47) anliegt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Federende (20, 46) mit einer Sicherung (22, 48) gegen Drehung versehen ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Federende (20) einen etwa parallel zur Achse umgebogenen Haken (22) aufweist, der in Umfangsrichtung über einen Schrägabschnitt (52) in einen parallel zur Widerlagerfläche verlaufenden Auflageteil

(53) übergeht und in eine Ausnehmung (51) der Widerlagerfläche greift,

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (19, 45) konisch gewickelt ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (6) im Anschluß an das Gewinde (17) auf der dem Widerlager (21) zugewandten Seite einen Abschnitt (54) verminderten Durchmessers hat.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Feder (19,45) und Widerlager (21, 47) zwischen Arbeitselement (9, 34) und Ventilsitz (4,28) angeordnet sind und der Schaft (6, 40) an seinem über den Sitz hinausragenden Ende ein Mittel (23, 50) zur Dreheinstellung aufweist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (40) mit seinem freien Ende drehbar in einer Vertiefung (41) der beweglichen Stirnplatte (42) des Arbeitselements (34) gelagert ist, das Gewinde (43) nahe dieser Lagerstelle trägt und im Bereich des Widerlagers (47) in einer Führung (49) gehalten ist, die in die konisch gewickelte Feder (45) hineinragt.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (45) in einem Teilgehäuse untergebracht ist, das aus fest miteinander verbundenen Blechformteilen (24,33, 37) besteht und aus dem der Schaft (40) herausragt.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilgehäuse durch ein napfförmiges Element (24), den stirnseitigen Deckel (33) des Arbeitselements (34) und einen Widerlagereinsatz (37) gebildet ist, wobei das napfförmige Element am Boden einen Ventilsitzeinsatz (27) mit Einlaßstutzen (26), an einer Seitenwand einen Auslaßstutzen (30), an einem Flansch (31), der am offenen Ende zur Auflage des beweglichen Teils (32) des Arbeitselements vorgesehen ist, den Deckel (33) und zwischen Boden und offenem Ende den Widerlagereinsatz (37) trägt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen