膨胀阀的制作方法

本发明涉及一种膨胀阀。

背景技术：

1、从de 10 2019 111 208 a1中已知具有用于部分地容纳线性致动器的压力囊的膨胀阀。线性致动器用于引起膨胀阀的阀活塞的线性运动。膨胀阀还具有用于将膨胀阀连接到阀块的适配器。适配器焊接到压力囊上并拧入阀块中。这样做的缺点是膨胀阀包括大量单独的部件，并且需要复杂的工序将这些部件装配在一起。此外，对于阀座和阀活塞之间的调整以及膨胀阀的测试，只有在将膨胀阀(尤其是在客户侧)最终装配在阀块上之后才有可能进行。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有有利的紧凑设计和/或经济设计的膨胀阀。该目的通过本发明的第一项技术方案得以解决。本发明的有利实施方式被示于其他技术方案中。

2、本发明基于一种膨胀阀，该膨胀阀具有压力囊；至少部分地布置在所述压力囊中的线性致动器；阀活塞；以及阀块，所述阀块具有对应于阀活塞的阀座，其中，所述线性致动器被设置用于引起所述阀活塞的线性运动。

3、在上述膨胀阀中，所述阀块具有用于容纳所述压力囊的脚部区域(56)的圆形凹槽。

4、膨胀阀尤其被设置用于控制和/或调节流体通道中的流体流。“设置”尤其应理解为专门编程、设计和/或配备。对象被提供用于特定功能这一事实尤其应理解为，对象在至少一个应用和/或操作状态下满足和/或执行该特定功能。膨胀阀尤其可以被设置用于影响机动车中的流体流，尤其是冷却剂流。尤其是，膨胀阀可以被设置用于控制和/或调节空调系统、特别是机动车空调系统的空调回路中的制冷剂流。

5、膨胀阀特别设计为针阀。“针阀”尤其应理解为一种阀，其具有阀活塞，特别是针形的阀活塞，该阀活塞可线性移动以扩大和/或减小流体通道的通道开度。线性致动器在针阀内特别被设置用于引起针阀的阀活塞的线性运动。线性致动器的轴尤其偶联到阀活塞。在本文中，“流体流”尤其应理解为液体流、气体流和/或它们的组合。膨胀阀的流体通道被设置用于引导待调节和/或控制的流体流通过膨胀阀的阀块。特别地，流体通道完全在膨胀阀的阀块内延伸。特别地，流体通道具有至少一个流体入口以用于将流体流引入阀块中，以及至少一个流体出口以用于将流体流排出阀块。

6、与膨胀阀的阀活塞对应的阀座布置在阀块中。当膨胀阀处于打开状态时，流体流流过阀块内的阀座。通过使膨胀阀的阀活塞相对于膨胀阀的阀座移动，可以关闭或打开阀块内的流体通道或扩大或减小阀块内的流体通道的通道横截面。

7、线性致动器尤其包括具有定子和转子的电动马达以及不可旋转地连接至电动马达的转子的轴。除了线性致动器之外，膨胀阀还具有流体密封(fluid-tight)的压力囊，线性致动器的轴和线性致动器的电动马达的转子布置在该压力囊内。电动马达的转子特别地以不可旋转的方式布置在轴上。线性致动器的电动马达的定子特别地布置在压力囊的外侧并且在周向上完全包围电动马达的转子和压力囊。电动马达的转子、压力囊和电动马达的定子至少基本上彼此同轴地布置。压力囊的外壁位于电动马达的转子和定子之间的工作气隙中。线性致动器和/或针阀的控制单元布置在压力囊外部。特别地，膨胀阀具有壳体，在该壳体中布置有线性致动器、压力囊和控制单元。

8、线性致动器的轴借助在该轴的第一端处的滚珠轴承可旋转地被支承，该轴尤其面向针阀的阀活塞。滚珠轴承的内圈特别地被按压到轴的第一端上或者轴的第一端被压入滚珠轴承的内圈中。特别地，滚珠轴承的外环可以通过间隙配合或压配合容纳在相关联的滚珠轴承座中。为了支承与轴的第一端轴向相对的轴的第二端，线性致动器包括滑动轴承单元。滑动轴承单元具有轴承体，轴的第二端可滑动地支承在该轴承体中。轴承体至少基本上由塑料和/或纤维增强塑料形成。轴承体具有用于接收轴的第二端的轴承凹部。轴承体的轴承凹部的内部几何结构尤其至少基本上对应于轴的第二端的外部几何结构。可选地，轴承凹部可以具有三个内表面，这三个内表面布置成彼此成至少大致60°的角度并且切向地贴靠在轴的第二端上。轴的第二端在轴承体的轴承凹部中被引导，特别是以间隙配合。可选地或附加地，滑动轴承单元可以具有多个弹簧弹性臂，这些弹簧弹性臂均匀地布置在轴的第二端的外周边上并且贴靠在轴的第二端的外周边上。

9、为了将压力囊和布置在压力囊中的线性致动器的一部分连接到阀块，阀块具有圆形凹槽，其设置用于容纳压力囊的脚部区域。当将压力囊与布置在压力囊中的线性致动器的一部分一起装配在阀块上时，压力囊以这样的方式放置到阀块上，即、压力囊的脚部区域布置在阀块中的圆形凹槽中。在装配状态下，压力囊的脚部区域特别是机械地固定在阀块的圆形凹槽中。此外，在阀块的圆形凹槽内，压力囊的脚部区域和阀块之间存在特别完全的流体密封。

10、膨胀阀具有适配器，以用于将压力囊的脚部区域固定在阀块的圆形凹槽中。适配器特别设计为中空柱体。在装配状态下，适配器在压力囊上方被引导并且在周向方向上完全包围压力囊，特别是压力囊的脚部区域。优选地，适配器可以拧入阀块的圆形凹槽中以固定压力囊的脚部区域，由此压力囊的脚部区域被卡在阀块的圆形凹槽内。适配器优选地具有外螺纹，以用于旋入到阀块的圆形凹槽的相应内螺纹中。

11、为了将拧紧扭矩从装配工具传递到适配器，适配器在外周边上具有驱动几何结构。特别地，在垂直于适配器的轴向方向延伸的截面中，驱动几何结构沿周向具有多个凸形带动件和/或多个凹形带动件，以用于与装配工具相互作用。截面平面尤其穿过驱动几何结构延伸。作为螺纹连接的替代方案，可以想到的是，适配器被卡入、咬合、压入阀块的圆形凹槽中或以本领域技术人员认为合理的另一种方式被引入阀块的圆形凹槽中。特别地，在被嵌入(引入)圆形凹槽中之后，适配器可以借助例如粘接或焊接而固定在阀块的圆形凹槽中。

12、这种构造允许提供有利地紧凑的通用膨胀阀。该结构尤其如下实现：膨胀阀的压力囊的脚部区域被嵌入(引入)膨胀阀的阀块的圆形凹槽中并固定在那里。

13、在上述膨胀阀中，压力囊的脚部区域可以具有套环，在装配所述适配器的状态下，所述套环被夹紧在圆形凹槽的底部和所述适配器之间。套环布置在脚部区域的开口端处。套环从压力囊在脚部区域中的壁开始朝向径向向侧延伸。特别地，套环与压力囊的壁形成至少基本上90°的角度。压力囊在脚部区域的壁的壁厚与套环的径向延伸的总和尤其至少基本上对应于阀块的圆形凹槽的宽度。脚部区域中的压力囊的壁的壁厚与套环的径向延伸的总和优选略小于阀块的圆形凹槽的宽度。在压力囊装配在阀块上的状态下，套环的下侧与阀块的圆形凹槽的底部直接或间接贴靠。在压力囊装配在阀块上的状态下，套环的上侧贴靠在拧入阀块的圆形凹槽中的适配器的指向阀块的圆形凹槽的底部方向的端面上。装配时，先将压力囊的脚部区域插入阀块的圆形凹槽中，然后将适配器嵌入阀块的圆形凹槽中。在将适配器嵌入、特别是拧入阀块的圆形凹槽中时，脚部区域的套环特别是没有间隙地被夹紧在阀块的圆形凹槽的底部和适配器的指向阀块的圆形凹槽的底部方向的端面之间。以此方式，可以实现在阀块上有利地简单、安全和/或可靠地紧固压力囊。

14、此外，在所述圆形凹槽的底部和所述压力囊的脚部区域的套环之间和/或在所述压力囊的脚部区域的套环和所述适配器之间可以分别设置有至少一个密封元件。优选地，密封元件布置在所述圆形凹槽的底部和所述压力囊的脚部区域的套环之间并且密封元件布置在所述压力囊的脚部区域的套环和所述适配器之间。密封元件分别特别设计为平坦密封件。特别地，密封元件是环形的。密封元件优选设计为金属平坦密封件，例如铜平坦密封件。布置在圆形凹槽的底部和压力囊的脚部区域的套环之间的密封元件特别地具有比布置在压力囊的脚部区域的套环和适配器之间的密封元件更大的宽度。布置在环形凹槽的底部和压力囊的脚部区域的套环之间的密封元件的宽度特别地具有至少基本上与阀块的圆形凹槽的宽度对应的宽度。布置在压力囊的脚部区域的套环和适配器之间的密封元件的宽度特别地具有这样的宽度，该宽度至少基本上对应于适配器的指向阀块的圆形凹槽的底部的方向的端面的宽度。当嵌入、特别是拧入适配器时，密封元件在适配器和压力囊的脚部区域的套环之间或在压力囊的脚部区域的套环和阀块的圆形凹槽的底部之间被压入到阀块的圆形凹槽中。以此方式，可以实现有利地可靠的和/或耐压的、流体或气密的密封。

15、所述阀活塞在打开位置和关闭位置之间的移动路径可以完全在所述阀块内延伸。特别地，无论是在打开位置还是在关闭位置，阀活塞都完全布置在阀块内。由此可以实现有利的高集成密度。

16、阀块还可以具有腔室，阀活塞在该腔室中被防扭转地引导。阀活塞在其中被引导的腔室在阀块内沿轴向方向延伸。腔室尤其可以至少部分地形成引导流体流流过膨胀阀的阀块的流体通道的一部分。腔室至少部分地沿着被引导通过阀块的流体流的主流动方向延伸，其中当阀活塞处于打开位置时，流体流沿着主流动方向流过腔室。阀座尤其布置在腔室中。特别地，阀座布置在腔室的远离膨胀阀的线性致动器的端部处。阀活塞优选地至少部分地具有多边形横截面，并且阀块的腔室具有对应于阀活塞的多边形横截面的内部几何结构。特别地，在垂直于阀活塞的轴向方向延伸的截面中观察，阀活塞的横截面可以至少部分地具有多边形形状，其具有三个或更多个角，例如四个、六个或八个角。多边形优选地具有至少三个圆角，每个圆角分别通过凸形侧面或凹形侧面连接。特别地，多边形形状具有对应于正多边形的基本形状。多边形形状源自其所基于的基本形状，特别是通过角的倒圆和/或在基本形状的侧面上形成凸形或凹形侧面。特别地，多边形可以具有对应于等边三角形的基本形状。特别地，多边形形状可以至少基本上对应于din 32711中描述的p3g轮廓或基本上对应于h3轮廓。以此方式，可以实现阀活塞在阀块内的有利引导，并且尤其是对阀活塞的有利防扭转保护。

17、此外，所述压力囊还可以具有朝向径向外侧的台阶，并且所述适配器具有与所述压力囊的台阶相对应的朝向径向内侧的台阶。以此方式，可以实现压力囊在阀块上的有利固定。压力囊的台阶尤其在压力囊的整个外周边上延伸。特别地，通过使压力囊的外径并且特别地还有内径扩大，从而形成压力囊的台阶。特别地，压力囊在脚部区域中具有比在头部区域中更大的外径。特别地，对应于压力囊的台阶的适配器的台阶可以在装配状态下在压力囊的整个外周边上贴靠在压力囊的台阶上。然而，为了避免超定特别有利的是，在装配状态下，对应于压力囊的台阶的适配器的台阶在压力囊的整个外周边上与压力囊的台阶至少最小地轴向间隔开。这可以确保，压力囊在所有公差情况下都位于密封件上。

18、此外，所述线性致动器可以包括轴，所述轴至少借助滚珠轴承可旋转地支承，其中用于接收所述滚珠轴承的滚珠轴承座布置在阀块中。线性致动器的轴特别地被设置用于驱动或移动膨胀阀的阀活塞。线性致动器的轴借助滚珠轴承可旋转地支承在轴的第一端处，所述第一端面向针阀的阀活塞。滚珠轴承的内圈特别地被按压到轴的第一端上或者轴的第一端被压入滚珠轴承的内圈中。

19、滚珠轴承的外环特别是通过间隙配合或压配合容纳在相关的滚珠轴承座中，该滚珠轴承座布置在阀块中。通过将阀座集成到阀块中，可以实现膨胀阀的有利的紧凑设计和/或膨胀阀的单个部件的有利减少。滚珠轴承通过锁紧垫圈轴向固定。具体地，滚珠轴承的外环通过锁紧垫圈轴向固定。锁紧垫圈在其径向内侧上与滚珠轴承贴靠，特别是与滚珠轴承的外环贴靠。在其径向外侧上，锁紧垫圈可以在轴向方向上贴靠压力囊，特别是压力囊的台阶。然而，为了避免超定，特别有利的是，锁定垫圈与压力囊的台阶至少最小地轴向间隔开。以此方式可以实现滚珠轴承的有利的轴向间隙补偿。

20、根据本发明的膨胀阀不应限于上述应用和实施方式。特别地，根据本发明的膨胀阀可以具有不同于此处指定的数量的多个单独的元件、构件和单元，以便实现此处描述的功能。