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ERFINDUNGSGEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Entspannungsventil für ein Kältemittel,
das in einem Kältemittelkreislauf
einer Klimaanlage, einer Kühlvorrichtung
oder dergleichen verwendet wird.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Das
herkömmliche
Entspannungsventil der vorliegenden Art wird beispielsweise durch
die japanische vorläufige
Patentveröffentlichung
Nr. 2000-97522 offenbart, die durch den vorliegenden Anmelder eingereicht
wurde, in welcher ein als Antriebselement bezeichnetes Element,
das eine mit Arbeitsgas gefüllte
Druckkammer beinhaltet, an einen Ventilkörper aus einer Aluminiumlegierung
oder dergleichen gekoppelt ist, wobei die Auslenkung der Membran,
die durch den Druck des in die Druckkammer eingefüllten Arbeitsgases
betätigt
wird, auf eine Ventileinrichtung übertragen wird, so daß der Kältemittel-Strom gesteuert wird.
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Bei
der vorstehend erwähnten
Art von Entspannungsventilen wird ein Schraubenmechanismus zur Kopplung
des Antriebselements und des Ventilkörpers verwendet.
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Bei
dem Schraubenmechanismus ist es jedoch notwendig, Schraubwindungen
auf den beiden zu verbindenden Elementen vorzusehen, und beim Verbinden
der zwei Elemente muß das
Antriebselement gedreht werden, bis es das Ende der Schraubenwindung
erreicht, damit der Kopplungsvorgang abgeschlossen wird. Gleichzeitig
müssen
an dem Schraubenkopplungsbereich Maßnahmen vorgenommen werden,
die verhindern, daß Kältemittel-Gas
austritt.
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EP-A-O
537 776 offenbart ein Entspannungsventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Entspannungsventils,
bei welchem das Antriebselement an dem Ventilkörper durch einen einfachen
Vorgang gekoppelt werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Entspannungsventil umfaßt einen
ersten Kanal, durch den Kältemittel
von einem Kompressor zu einem Verdampfer strömt, einen zweiten Kanal, durch
welchen Kältemittel
vom Verdampfer zum Kompressor strömt, ein Ventilgehäuse, das
eine Ventilkammer aufnimmt, die in der Mitte des ersten Kanals ausgebildet
ist und einen Ventilkörper
aufnimmt, und ein Antriebselement mit einer Antriebsfunktion zur
Betätigung
des Ventilkörpers,
wobei eine Kupplungseinrichtung zum Kuppeln des Ventilgehäuses und
des Antriebselements einen zylindrischen Bereich umfaßt, der
auf dem oberen Bereich des Ventilgehäuses montiert ist, mehrere Vorsprünge, die
von dem zylindrischen Bereich in Richtung der äußeren Umfangsrichtung vorstehen, und
eine Anzahl von Klauen, die an dem Gehäuse des Antriebselements derart
ausgebildet sind, daß sie
mit den Vorsprüngen
an dem Ventilgehäuse
zusammenwirken.
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Ferner
umfaßt
die Kupplungseinrichtung zum Kuppeln des Ventilgehäuses und
des Antriebselements eine ringförmige
Nut, die an dem oberen Bereich des Ventilgehäuses angebracht ist, eine Anzahl von
Vorsprüngen,
die von der ringförmigen
Nut in Richtung der inneren Umfangsrichtung vorspringen, und eine
Anzahl von Klauen, die an dem Gehäuse des Antriebselements angeformt
und derart ausgebildet sind, daß sie
mit den Vorsprüngen
an dem Ventilgehäuse
angreifen.
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Die
Kupplungseinrichtung zum Kuppeln des Ventilgehäuses und des Antriebselements
ist mit zwei Vorsprüngen
und zwei Klauen ausgestattet, die in Abständen von 180° angeordnet
sind.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel kann
die Kupplungseinrichtung zum Kuppeln des Ventilgehäuses und
des Antriebselements mit drei Vorsprüngen und drei Klauen ausgestattet
sein, die in Abständen
von 120° angeordnet
sind, oder mit vier Vorsprüngen
und vier Klauen, die in Abständen
von 90° angeordnet
sind.
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Ferner
umfaßt
das Entspannungsventil ein Dichtungsglied aus einem elastischen
Material, das an dem oberen Bereich des Ventilgehäuses montiert ist
und durch das Antriebselement druckbelastet wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Querschnitt durch das erfindungsgemäße Entspannungsventil;
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2 ist
ein Querschnitt, der den Aufbau des Antriebselements zeigt;
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3 ist
eine Draufsicht der Konstruktion des Antriebselements;
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4 ist
eine Draufsicht der Konstruktion des Antriebselements;
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5 ist
ein Querschnitt durch den oberen Bereich des Entspannungsventilgehäuses;
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6 ist
eine erläuternde
Darstellung der Konstruktion der Kupplungseinrichtung;
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7 ist
eine erläuternde
Darstellung der Konstruktion der Kupplungseinrichtung;
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8 ist
eine erläuternde
Darstellung der Konstruktion der Kupplungseinrichtung; und
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9 ist
ein Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Entspannungsventil
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
ein Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entspannungsventils.
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Ein
Entspannungsventil, das insgesamt durch die Bezugsziffer 1 bezeichnet
ist, umfaßt
ein quadratisch-säulenförmiges Ventilgehäuse 10,
das beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung geformt ist.
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Das
Ventilgehäuse 10 umfaßt erste
Kanäle 11 und 12,
durch welche das Kältemittel
strömt,
das von einem Kondensator und einem Behälter in Richtung eines Verdampfers
strömt,
welche den nicht dargestellten Kältemittel-Kreislauf
bilden, wobei eine Ventilkammer 20 in der Mitte der ersten
Kanäle 11, 12 gebildet
ist. Die Ventilkammer 20 ist mit einem Ventilsitz ausgestattet,
der eine Öffnung 22 bildet,
die den Kanal 11 mit dem Kanal 12 verbindet, und
ein kugelförmiger
Ventilkörper 30 wird
durch ein Ventilelement 32 getragen, derart, daß er dem
Ventilsitz gegenüberliegt.
Das Ventilelement 32 wird über eine Druckfeder 34 durch
eine Druckeinstellschraube 36 gelagert, und durch Einstellen
der Schraubung der Druckeinstellschraube 36 in Richtung
der Ventilkammer 20 wird die Druckkraft des Ventilkörpers 30 auf
die Öffnung
gesteuert.
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Das
Ventilgehäuse 10 ist
mit einem zweiten Kanal 26 versehen, durch welches Kältemittel
von einem Verdampfer zu einem nicht dargestellten Kompressor strömt.
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Eine Öffnung 28 ist
entlang der Längsachse des
Ventilgehäuses 10 senkrecht
zu dem zweiten Kanal 26 ausgebildet, und der Umfang der Öffnung 28 an
der oberen Oberfläche 110 auf
der Oberseite des Ventilgehäuses 10 bildet
einen Montagebereich 100 zur Montage eines Antriebselements 200.
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Das
Antriebselement 200 umfaßt ein oberes Gehäuse 210 und
ein unteres Gehäuse 220,
welche an ihrem Umfang zur Bildung einer einteiligen Gehäusestruktur
verschweißt
sind, sowie eine Membran 230, die zwischen den oberen und
unteren Gehäusen
einliegt.
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Eine
Druckkammer 240 wird zwischen der Membran 230 und
dem oberen Gehäuse 210 gebildet,
welche mit einem Arbeitsgas gefüllt
und durch einen Stopfen 242 abgedichtet ist.
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Ein
Anschlagselement 60 ist zwischen der Membran 230 und
dem unteren Gehäuse 220 angeordnet,
und das Anschlagselement 60 überträgt die Auslenkung der Membran 230 auf
den Ventilkörper 30 durch
eine Antriebstange 50.
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Ein
Dichtungsring 52 ist durch einen Federring 54 an
der Außenseite
der Antriebstange 50 in dem Ventilgehäuse 10 montiert, so
daß das
Kältemittel
abgedichtet wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Entspannungsventil
kann das Antriebselement 200 an dem Montagebereich 100 des
Ventilgehäuses 10 durch
einen einfachen Montagevorgang angebracht werden.
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2 ist
ein Querschnitt durch das untere Gehäuse 220, 3 ist
eine Draufsicht darauf, 4 ist eine Draufsicht auf das
Ventilgehäuse,
und 5 ist ein Querschnitt desselben.
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Das
untere Gehäuse 220 umfaßt einen
Verbindungsbereich 221, der mit dem oberen Gehäuse 210 zu
verbinden ist, und einen flachen Bereich 222, mit einer Öffnung 224,
die in dessen Mitte ausgebildet ist. Eine Anzahl von Klauen 226,
die sich zur Mitte der Öffnung 224 erstrecken,
ist an dem inneren Umfang des flachen Bereichs 222 ausgebildet.
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Andererseits
ist ein Montagebereich 100, der von der oberen Oberfläche 110 des
Ventilgehäuses vorspringt,
an dem oberen Bereich des Ventilgehäuses 10 vorgesehen.
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Der
Montagebereich 100 umfaßt einen zylindrischen Bereich 104 und
mehrere Vorsprünge 102, die
von dem zylindrischen Bereich 104 nach außen vorspringen.
Zwischenräume 106 werden
zwischen benachbarten Vorsprüngen 102 gebildet,
welche die Klauen 226 des unteren Gehäuses 220 des Antriebselements 200 passieren
können.
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Auf
der oberen Oberfläche 110 des
Ventilgehäuses
ist eine ringförmige
Dichtungsnut 120 ausgebildet, in welche ein ringförmiges Dichtungsglied 150 eingesetzt
ist.
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Das
Dichtungsglied 150 besteht aus einem elastischen Material
und ist dazu vorgesehen, in einem freien Zustand über die
obere Oberfläche 110 des
Ventilgehäuses
vorzuspringen.
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Wenn
das Antriebselement 200 mit dem Ventilgehäuse 10 zusammengebaut
wird, wird zunächst
ein Antriebselement 200 zusammengebaut und auf solche Weise
vervollständigt,
daß die
Membran 230 und das Anschlagselement 60 in seinem
Innenraum vorhanden sind, und mit Gas gefüllt. Anschließend wird
das untere Gehäuse 220 derart
angeordnet, daß es
die obere Oberfläche 110 des
Ventilgehäuses
berührt,
so daß die
Klauen 226 des unteren Gehäuses 220 des Antriebselements 200 die Zwischenräume 106 passieren,
die an dem Montagebereich 100 des Ventilgehäuses 10 vorhanden
sind. Dann wird bei gleichzeitigem Komprimieren des Dichtungsglieds 150 das
Antriebselement 200 um seine Achse gedreht. Durch diese
Bewegung gelangen die Klauen 226 des Antriebselements in
Kontakt mit der unteren Oberfläche
der Vorsprünge 202 an dem
Montagebereich 100 des Ventilgehäuses. Durch Lösen der
Kraft zum Drücken
des Antriebselements 200 werden die Klauen 226 gegen
die Vorsprünge 202 durch
die Elastizität
des Dichtungsglieds 150 gedrückt, und das Antriebselement 200 wird
hierdurch sicher an dem Montagebereich 100 des Ventilgehäuses befestigt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Entspannungsventil
kann das Antriebselement an dem Ventilgehäuse durch einen einfachen Vorgang
montiert werden. Hierdurch kann die Anzahl der zum Zusammenbau des
Antriebselements mit dem Ventilgehäuse erforderlichen Schritte
minimiert werden,
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6 zeigt
eine weitere Montagekonstruktion des erfindungsgemäßen Entspannungsventils, wobei
(a) ein ebener Aufbau des Antriebselements ist und (b) ein ebener
Aufbau des Ventilgehäuses
ist.
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Das
untere Gehäuse
des Antriebselements umfaßt
einen flachen Bereich 222a und eine Öffnung 224a, welche Öffnung 224a in
dem zentralen Bereich des flachen Bereichs 222a ausgebildet
ist. Ferner sind zwei Klauen 226a, die in die Öffnung 224a vorspringen,
an diese angeformt, welche um 180° beabstandet
sind. Ferner beträgt
der Winkel, den die Seitenkanten jeder fächerförmigen Klaue 226a einschließen, beispielsweise
annähernd
60°.
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Andererseits
umfaßt
der Montagebereich 100a, der auf der oberen Oberfläche 110 des
Ventilgehäuses
gebildet ist, einen zylindrischen Bereich 104a und zwei
Vorsprünge 102a,
die von diesem vorspringen. Zwischenräume 106a werden zwischen den
zwei Vorsprüngen 102a gebildet.
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Nach
der Montage des Antriebselements an dem Ventilgehäuse wird
das Antriebselememt in die obere Oberfläche 110 des Ventilgehäuses in
der Position eingesetzt, in der die Klauen 226a an dem
unteren Gehäuse
des Antriebselements nicht mit den Vorsprüngen 102a des Montagebereichs
des Ventilgehäuses
zusammenwirken. Danach wird das Antriebselement gedreht, bis die
Klauen 226a des Antriebselement in Berührung mit der rückseitigen Oberfläche der
Vorsprünge 102a des
Ventilgehäuses geraten.
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Die
Konstruktion zum Einpassen des Dichtungsglieds in die Nut 120 in
der oberen Oberfläche 110 des
Ventilgehäuses
ist wie bei der ersten Ausführungsform
gestaltet.
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7 zeigt
noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Montagemechanismus.
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Das
untere Gehäuse
des Antriebselements umfaßt
einen flachen Bereich 222b und eine Öffnung 224b, welche Öffnung 224b in
dem zentralen Bereich des flachen Bereichs 222b vorgesehen
ist, sowie ferner zwei fächerförmige Klauen 226b,
die so geformt sind, daß sie
in die Öffnung 224b vorspringen.
Der Öffnungswinkel
der Klauen 226b beträgt
beispielsweise annähernd
90°.
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Ein
Montagebereich 100b ist an der oberen Oberfläche 110 des
Ventilgehäuses
vorgesehen. Der Montagebereich 100b umfaßt einen
zylindrischen Bereich 104 und zwei Vorsprünge 102b,
die von dem zylindrischen Bereich 104b nach außen vorspringen.
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Bei
der Montage des Antriebselements an dem Ventilgehäuse werden
die Klauen 226b des Antriebselements durch die Zwischenräume 106b an dem
Ventilgehäuse
geführt,
und das Antriebselement wird gedreht, bis die Klauen 226b in
Kontakt mit den Vorsprüngen 102b geraten.
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8 zeigt
noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Montagemechanismus.
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Das
untere Gehäuse
des Antriebselements umfaßt
einen flachen Bereich 222c und eine Öffnung 224c, welche Öffnung 224c in
der Mitte des flachen Bereichs 222c ausgebildet ist, mit
drei Klauen 226c, die in Abständen von 120° angeordnet
sind. Der Öffnungswinkel
jeder fächerförmigen Klaue 226c beträgt beispielsweise
annähernd
60°.
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Ein
Montagebereich 100c ist an der oberen Oberfläche 110 des
Ventilkörpers
ausgebildet. Der Montagebereich 100c umfaßt einen
zylindrischen Bereich 104c und drei Vorsprünge 102c,
die von dem äußeren Umfang
des zylindrischen Bereichs vorspringen.
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Bei
der Montage des Antriebselememts an dem Ventilgehäuse werden
die Klauen 226c des Antriebselements durch die Zwischenräume 106c des Ventilgehäuses geführt, und
das Antriebselement wird gedreht, bis die Klauen 226c in
Kontakt mit den Vorsprüngen 102c geraten.
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Alle
zuvor erwähnten
Ausführungsbeispiele umfassen
ein Dichtungsglied, das in die Nut 120 an der oberen Oberfläche 110 des
Ventilgehäuses
eingesetzt ist.
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9 ist
ein Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Die
Konstruktion des Entspannungsventils ist ähnlich den zuvor erwähnten, so
daß die
Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und auf eine
detaillierte Beschreibung derselben verzichtet wird.
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Die
Konstruktion der Montageeinheit 100 am oberen Bereich des Ventilgehäuses 10 ist
ebenfalls ähnlich
den zuvor erwähnten.
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Das
Antriebselement 300 umfaßt ein oberes Gehäuse 310,
ein unteres Gehäuse 320 und
eine Membran 330, die eine Druckkammer 340 begrenzt. Ein
Arbeitsgas ist in die Druckkammer 340 eingefüllt, welche
durch einen Stopfen 342 abgedichtet ist.
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Das
untere Gehäuse 320 umfaßt zwei
Stufenbereiche und ist mit der Montageeinheit des Ventilgehäuses verbunden.
Der Montagemechanismus ist der gleiche wie zuvor beschrieben. In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Dicke des Anschlagselements 60a vergrößert, damit
sie der Größe des unteren
Gehäuses 320 entspricht.