WO2008154920A1 - Kühlanlage - Google Patents

Abstract

Es wird eine Kühlanlage angegeben mit einem Kaltemittelkreislauf, der mehrere Verdampferstrecken und einen eine Verteilung von Kaltemitteln auf die Verdampferstrecken bewirkenden Verteiler (5) aufweist, wobei der Verteiler (5) fur jede Verdampferstrecke ein ansteuerbares Ventil (14) aufweist. Man möchte mit einfachen Mitteln einen gewünschten Betrieb der Kühlanlage erreichen. Hierzu ist vorgesehen, dass der Verteiler (5) einen als Nockenwelle (21) ausgebildeten Rotor aufweist, der fur jedes Ventil (14) einen Nocken (25) aufweist.

Description

Kühlanlage

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage mit einem Kältemittelkreislauf, der mehrere Verdampferstrecken und einen eine Verteilung von Kältemitteln auf die Verdampferstrecken bewirkenden Verteiler aufweist, wobei der Verteiler für jede Verdampferstrecke ein ansteuerbares Ventil aufweist.

Eine derartige Kühlanlage ist beispielsweise aus DE 19547 744 A1 bekannt. Diese Kühlanlage weist einen einzelnen Verdichter und einen einzelnen Kondensator auf, jedoch zwei voneinander getrennt ausgebildete Verdampfer. Der vom Kompressor geförderte Kältemittelstrom wird nach dem Kondensator und vor den Expansionsorganen mittels eines 3/2- Wegeventils in zwei Teilströme aufgeteilt, wobei die Stellung des 3/2- Wegeventils von einer Reglereinheit gesteuert wird. Mit einer derartigen Ausbildung ist es schwierig, mehr als zwei Verdampferstrecken zu versorgen.

US 5,832,744 zeigt eine andere Kühlanlage, bei der der Verteiler zwischen einem Kältemitteleinlass und mehreren Kältemittelauslässen ein Ventil aufweist, dem eine rotierende Turbinenscheibe nachgeschaltet ist. Die Turbinenscheibe soll dafür sorgen, dass das Kältemittel gleichmäßig auf alle Ausgänge des Verteilers und damit auch gleichmäßig auf alle Verdampfer verteilt wird.

Eine derartige Ausbildung sichert zwar theoretisch eine gleichmäßige Verteilung des Kältemittels auf die einzelnen Verdampfer. Bereits kleine Un- terschiede in Abmessungen, die sich beispielsweise bei der Herstellung ergeben können, bewirken allerdings, dass das Kältemittel ungleichförmig auf die einzelnen Verdampfer verteilt wird. Darüber hinaus ist es bei derartigen Verteilern erforderlich, dass die einzelnen Verdampfer im Grunde die gleiche thermische Belastung und auch den gleichen Strömungswider- stand haben. Wenn dies nicht der Fall ist, dann kann der Fall auftreten, dass ein Verdampfer zuviel Kältemittel enthält, so dass das Kältemittel nicht vollständig verdampft wird, bevor es durch den Verdampfer hindurch gelaufen ist. Ein anderer Verdampfer, der an den gleichen Verdampfer angeschlossen ist, kann zu wenig Kältemittel erhalten, so dass der Verdampfer die gewünschte Kälteleistung nicht erbringen kann. Die Überbzw. Unterversorgung der Verdampfer kann vor allem dann zu Schwierigkeiten führen, wenn Temperatursensoren, die an den Verdampfern oder anderen Stellen der Kühlanlage angeordnet sind, ein Expansionsventil steuern. Das Expansionsventil kann unter ungünstigen Umständen in Eigenschwingungen versetzt werden, was die Kapazität und die Effektivität der Kühlanlage weiter verschlechtert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen vor- bestimmten Betrieb der Kühlanlage zu erreichen.

Diese Aufgabe wird bei einer Kühlanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Verteiler einen als Nockenwelle ausgebildeten Rotor aufweist, der für jedes Ventil einen Nocken aufweist.

Wenn im Folgenden von einer "Kühlanlage" die Rede ist, dann ist dieser Begriff weit zu verstehen. Er umfasst insbesondere Kühlsysteme, Gefriersysteme, Klimaanlagen und Wärmepumpen, also alle Anlagen, in denen ein Kältemittel umgewälzt wird oder umläuft. Der Begriff "Kühl-anlage" wird lediglich zur Vereinfachung verwendet. Die Verdampferstrecken können in unterschiedlichen Verdampfern angeordnet sein. Die Erfindung wird aus Gründen der Einfachheit im Zusammenhang mit mehreren Verdampfern erläutert. Die Erfindung ist aber auch anwendbar, wenn ein Verdampfer mehrere einzelne oder gruppenweise ansteuerbare Verdampferstrecken aufweist. Wenn der Verteiler für jeden Verdampfer ein ansteuerbares Ventil aufweist, dann kann er die Versorgung der Verdampfer individuell steuern, d.h. es ist dann möglich, jedem Verdampfer die Menge an Kältemittel zuzuführen, die er benötigt. Man muss keine Rücksicht mehr darauf nehmen, 5 dass die Verdampfer alle den gleichen Strömungswiderstand haben. Auch ist es von untergeordneter Bedeutung, wenn die Verdampfer unterschiedliche Kälteleistungen abgeben müssen. Bei einem Verdampfer, bei dem eine größere Kälteleistung erforderlich ist, wird das Ventil länger offen gehalten, so dass er entsprechend mehr Kältemittel erhält als ein Ver-0 dampfer, der weniger Kälteleistung erbringen muss. Die Ansteuerung der Ventile erfolgt auf einfache Weise durch einen Rotor, der als Nockenwelle ausgebildet ist. Durch eine Drehung dieser Nockenwelle kommt der Nocken, der einem bestimmten Ventil zugeordnet ist, in Eingriff mit oder außer Eingriff mit dem Ventil, so dass er das Ventil öffnet oder schließt.5 Für den Antrieb der Nockenwelle ist dementsprechend auch nur ein Rotationsmotor erforderlich. Wenn dieser Rotationsmotor als Schrittmotor ausgebildet ist, dann kann man die Drehwinkellage der Nockenwelle sehr genau einstellen. Man kann die Nockenwelle auch an vorbestimmten Drehwinkelpositionen anhalten, so dass beispielsweise ein Ventil für einen län- o geren Zeitraum geöffnet wird. Umgekehrt kann man die Nockenwelle kurzzeitig auch relativ schnell drehen, so dass das Ventil einer Verdampferstrecke, die an und für sich kein Kältemittel bekommen soll, nur ganz kurz geöffnet wird. Da eine Verdampferstrecke relativ träge ist, führt eine nur kurzzeitige Öffnung des zugeordneten Ventils praktisch nicht zu einer5 Änderung der Kälteleistung.

Vorzugsweise sind alle Nocken in verschiedenen Winkelstellungen angeordnet. Damit wird sichergestellt, dass in jeder Drehwinkellage der Nockenwelle nur ein Ventil geöffnet ist. Man kann dann jede Verdampfer- o strecke individuell mit Kältemittel versorgen. Vorzugsweise weist der Verteiler mehrere Ventilmodule auf, die parallel zur Achse der Nockenwelle nebeneinander angeordnet sind. Man kann den Verteiler modulartig aufbauen. Jedes Ventilmodul enthält dann ein Ventil oder gegebenenfalls mehrere Ventile. Wenn eine größere Anzahl von Verdampferstrecken vom Verteiler versorgt werden müssen, dann setzt man eine entsprechende Anzahl von Ventilmodulen zusammen. Da die einzelnen Ventilmodule nebeneinander angeordnet sind, hat man im Grunde wenig räumliche Beschränkungen.

Vorzugsweise weist die Nockenwelle mehrere Nockenwellenmodule auf. Auch die Nockenwelle kann also modulartig zusammengesetzt werden, so dass man die Nockenwelle an die Anzahl der verwendeten Ventile anpassen kann.

Hierbei ist bevorzugt, dass die Nockenwellenmodule auf einer Trägerwelle befestigt sind. Die Trägerwelle kann einfach als Rohr oder Stange ausgebildet sein. Die Nockenwellenmodule werden aufgeschoben und dann auf der Trägerwelle verspannt, verklebt oder auf andere Weise befestigt. Damit lassen sich auch die Winkelstellungen der einzelnen Nocken einstel- len.

Vorzugsweise ist die Nockenwelle axial verlagerbar und weist für mindestens zwei Ventile jeweils ein die Nockenwelle umgebendes Betätigungselement auf, das bei verlagerter Nockenwelle öffnend auf das Ventil wirkt. In manchen Fällen ist es gewünscht, mehrere Ventile oder sogar alle Ventile gleichzeitig zu öffnen. Da man andererseits die Nocken für die individuelle Öffnung der Ventile benötigt, verwendet man ein zusätzliches Mittel, mit dem die Ventile geöffnet werden können. Dieses zusätzliche Mittel wird durch ein Betätigungselement gebildet, das die Nockenwelle umgibt, also in jeder Drehwinkelposition der Nockenwelle auf das Ventil einwirken kann. Zum Einwirken wird die Nockenwelle dann in eine Position verlagert, in der die Nocken nicht mehr mit dem Ventil zusammenwirken können, sondern nur noch das Betätigungselement.

Hierbei ist bevorzugt, dass das Betätigungselement eine konusabschnitt- förmige Betätigungsfläche aufweist. Die Betätigungsfläche bildet also eine Art Rampe, mit der das Ventilelement des Ventils betätigt wird, so dass in Abhängigkeit von der axialen Stellung der Nockenwelle auch eine größere oder kleinere Öffnung des Ventils möglich ist.

Vorzugsweise ist die Nockenwelle über eine Gewindeverbindung, die koaxial zur Rotationsachse der Nockenwelle angeordnet ist, mit einem Antriebsmotor verbunden, der in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, wobei die Nockenwelle mit einer Rücklaufsperre zusammenwirkt, die eine Drehung nur in eine Richtung erlaubt und in die entgegengesetzte Richtung verhindert. Mit einer derartigen Ausbildung ist es relativ einfach, die Nockenwelle so zu betreiben, dass sie einerseits gedreht werden kann, andererseits aber auch axial verlagert werden kann. Wenn der Antrieb in eine erste Richtung dreht, wird die Nockenwelle ebenfalls gedreht. Die Rücklaufsperre lässt diese Drehung zu. Wenn der Antrieb in die entge- gengesetzte Richtung dreht, dann wird die Rücklaufsperre wirksam. Die

Nockenwelle kann nicht weiter gedreht werden. In diesem Fall dreht der Antrieb das eine Teil der Gewindeverbindung aus dem anderen Teil der Gewindeverbindung heraus. Da das mit dem Antrieb verbundene Teil der Gewindeverbindung ortsfest ist, führt dies dazu, dass das mit der Nockenwelle verbundene Teil der Gewindeverbindung axial verlagert wird und dadurch die Nockenwelle mit verlagert. Dadurch ergibt sich die axiale Verlagerung der Nockenwelle. Wenn der Antrieb wieder in die erste Richtung dreht, dann zieht der Gewindeeingriff der beiden Teile der Gewindeverbindung die Nockenwelle wieder in ihre axiale Ausgangsposition zu- rück. Vorzugsweise weist der Verteiler einen Einlass auf, der in einen die Nockenwelle umgebenden Einlassraum mündet. Durch den Einlassraum kann das durch den Einlass zuströmende Kältemittel auf alle Ventile verteilt werden, so dass es in den Verteiler abströmen kann, dessen Ventil geöffnet wird.

Vorzugsweise ist zwischen dem Einlass und dem Einlassraum ein Nockenwellenlager angeordnet. Das Nockenwellenlager wird vom Kältemittel durchströmt. Dies hat den Vorteil, dass man zur Lagerung der Nockenwelle keine Öffnung nach außen vorsehen muss.

Vorzugsweise weist mindestens ein Ventil ein Ventilelement auf, auf das ein zugeordneter Nocken unmittelbar wirkt. Der Nocken betätigt also dann, wenn er mit dem Ventilelement in Eingriff kommt, das Ventilelement so, dass es öffnet. Damit lässt sich die Baugröße klein halten.

Hierbei ist bevorzugt, das das Ventilelement als Stößel ausgebildet ist, der durch den Nocken von der Nockenwelle weg bewegbar ist. Dies ist eine relativ einfache Ausbildung. Der Stößel kann beispielsweise einen Konus aufweisen, der an einem Ventilsitz anliegt, wenn das Ventil geschlossen ist.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement als Blattfeder ausgebildet ist. Die Blattfeder liegt mit einem Schließabschnitt auf dem Ventilsitz auf, wenn das Ventil geschlossen ist. Hierbei hat die Blattfeder eine ausreichende innere Vorspannung, um das Ventil geschlossen zu halten. Der Nocken der Nockenwelle hebt dann den Schließabschnitt der Blattfeder gegen die innere Vorspannung der Blattfeder vom Ventilsitz ab.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Ventil ein Ventilelement aufweist, das über eine Umlenkeinrichtung vom zugeordneten Nocken betätigbar ist. In diesem Fall ist man bei der Bewegungssteuerung des Ventilelements freier, d.h. man kann das Ventilelement auch ziehend betätigen, um es zu öffnen.

Vorzugsweise ist die Umlenkeinrichtung als zweiarmiger Hebel ausgebildet, der um eine Achse verschwenkbar ist und mit einem Arm ziehend auf das Ventilelement einwirkt. Der zweiarmige Hebel kann dabei durchaus eine gebogene Form aufweisen, so dass man auch mit einer derartigen Maßnahme den benötigten Bauraum kleinhalten kann.

Hierbei ist bevorzugt, dass die Achse durch eine Stange gebildet ist, die mehrere Module miteinander verbindet. Die Stange bekommt also zwei Aufgaben, nämlich zum Einen die Verbindung von Modulen und zum anderen die Drehlagerung des zweiarmigen Hebels.

Vorzugsweise weist mindestens ein Ventil ein Ventilelement auf, das durch einen Druck am Ausgang des Ventils vom Ventilsitz abhebbar ist. Damit erreicht man zwei Vorteile. Zum Einen kann ein Überdruck in einem Verdampfer entweichen, wenn er groß genug ist, um das Ventilelement vom Ventilsitz abheben zu können. Zum anderen ist auch ein Durchfluss in umgekehrter Richtung gut möglich, beispielsweise dann, wenn der Verdampfer im Winter als Kondensator verwendet wird, um eine Heizwirkung zu erzielen, oder heißes Gas zum Abtauen verwendet wird. Darüber hinaus hat diese Ausgestaltung den Vorteil, dass die Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass schließend auf das Ventil einwirkt. Auch in diesem Fall kann man auf einfache Weise eine gute Dichtigkeit erzeugen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kühlanlage, Fig. 2 einen Verteiler von außen,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform des Verteilers im Längsschnitt,

Fig. 4 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt V-V nach Fig. 3,

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform eines Verteilers in perspektivi- scher Darstellung ohne Gehäuse,

Fig. 7 die Nockenwelle der Ausführungsform nach Fig. 6,

Fig. 8 einen Querschnitt durch den Verteiler nach Fig. 6,

Fig. 9 eine Explosionsdarstellung zweier Module,

Fig. 10 einen dritten Verteiler ohne Gehäuse in Draufsicht,

Fig. 11 den Verteiler nach Fig. 10 in perspektivischer Darstellung,

Fig. 12 ein Modul des Verteilers nach Fig. 10,

Fig. 13 eine vierte Ausführungsform eines Verteilers in Längsschnitt,

Fig. 14 die Nockenwelle des Verteilers nach Fig. 13 in perspektivischer Darstellung und

Fig. 15 einen Schnitt XV-XV nach Fig. 13.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Kühlanlage 1 , bei der ein Verdichter 2, ein Kondensator 3, ein Sammler 4, ein Verteiler 5 und eine Verdampferanordnung 6 mit mehreren parallel angeordneten Verdampfern 7a-7d in einem Kreislauf zusammengeschaltet sind. Die Verdampferanordnung 6 kann auch einen einzelnen Verdampfer aufweisen, der mehrere Verdampferstrecken aufweist, die einzeln oder gruppenweise angesteuert werden sollen. Es ist auch möglich, die Verdampferanordnung 6 mit mehreren Verdampfern vorzusehen, von denen mindestens einer mehrere Verdampferstrecken aufweist.

In an sich bekannter Weise verdampft flüssiges Kältemittel in den Ver- dampfem 7a-7d, wird durch den Verdichter 2 komprimiert, im Kondensator 3 verflüssigt und im Sammler 4 gesammelt. Der Verteiler ist dafür vorgesehen, das flüssige Kältemittel auf die einzelnen Verdampfer 7a-7d zu verteilen.

Am Ausgang eines jeden Verdampfers 7a-7d ist ein Temperatursensor 8a- 8d angeordnet. Der Temperatursensor 8a-8d ermittelt die Temperatur des den Verdampfer 7a-7d verlassenden Kältemittels. Diese Temperatur- Information wird an eine Steuereinheit 9 weitergeleitet, die in Abhängigkeit von den Temperatursignalen der Temperatursensoren 8a-8d den Verteiler 5 steuert. Die Steuereinrichtung 9 kann auch in den Verteiler 5 integriert sein.

Die Fig. 2 bis 15 zeigen nun verschiedene Ausführungsformen des Verteilers 5 in teilweise schematisierter Darstellung. Dabei zeigt Fig. 2 den Ver- teuer 5 von außen. Der Verteiler 5 weist ein rohrartiges Gehäuse 10 auf, an dessen einer Stirnseite ein Einlass 11 angeordnet ist. Etwa radial zum rohrförmigen Gehäuse 10 sind mehrere Auslässe 12 angeordnet, von denen jeder mit einer Verdampferstrecke 7a-7d verbunden werden kann. An der dem Einlass 11 gegenüber liegenden Seite ist ein Antrieb 13 angeord- net, der als elektrischer Schrittmotor ausgebildet ist. Diese äußere Ausbildung kann bei allen Ausführungsbeispielen verwendet werden. Die Fig. 3 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform des Verteilers 5. Es ist zu erkennen, dass jedem Auslass 12 ein Ventil 14 zugeordnet ist. Das Ventil 14 ist in vergrößerter Darstellung in Fig. 4 zu erkennen. Das Ventil 14 weist ein konusförmiges Ventilelement 15 auf, das durch die Kraft einer Feder 16 in Richtung auf einen Ventilsitz 17 belastet ist. Ohne Hinzutreten äußerer Kräfte bringt die Feder 16 das Ventilelement 15 zur Anlage an den Ventilsitz 17. Die Feder 16 ist dabei in einem Einsatz 18 abgestützt, der in den Auslass 12 eingepresst ist und eine Öffnung 19 aufweist, durch die bei geöffnetem Ventil 14 Kältemittel strömen kann.

Das Kältemittel wird durch den Einlass 11 zugeführt und gelangt dann in einen Einlassraum 20, von dem alle Ventile 14 abgehen.

Zur Betätigung der Ventile 14 ist eine Nockenwelle 21 vorgesehen, die in dem Einlassraum 20 angeordnet ist. Das Kältemittel, das in den Einlassraum 20 gelangt, umgibt also die Nockenwelle 21.

Die Nockenwelle 21 steht mit dem Antrieb 13 in drehfester Verbindung. Wenn sich also ein Läufer 22 des Antriebs 13 dreht, wird die Nockenwelle 21 mitgedreht. Am gegenüber liegenden Ende ist die Nockenwelle 21 in einem Lager 23 gelagert, das Öffnungen 24 aufweist, durch die Kältemittel vom Einlass 11 in den Einlassraum 20 gelangen kann.

Die Nockenwelle weist für jedes Ventil 14 einen Nocken 25 auf, wobei die einzelnen Nocken, wie dies insbesondere aus Fig. 5 zu erkennen ist, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, das sechs Auslässe 12 aufweist, sind die einzelnen Nocken 25 daher so angeordnet, dass in Umfangsrichtung alle 60° ein Nocken angeordnet ist. In axialer Richtung der Nockenwelle 21 haben die Nocken 25 einen Abstand, der dem axialen Abstand der Ventile 14 entspricht. Man kann nun jedes Ventil 14 einzeln ansteuern und zwar dadurch, dass die Nockenwelle 21 so gedreht wird, dass der dem Ventil zugeordnete Nocken 25 das Ventilelement 15 vom Ventilsitz 17 abhebt und damit das Ventil 14 öffnet. Solange das Ventil 14 geöffnet ist, strömt Kältemittel vom Einlass 11 zu dem entsprechenden Auslass 12. Alle anderen Ventile 14 sind geschlossen, so dass alle anderen Auslässe 12 nicht mit Kältemittel versorgt werden.

Durch die Wahl der Zeiten, in denen jeweils ein Ventil 14 geöffnet ist, las- sen sich unterschiedliche Kältemittelmengen den einzelnen Verdampferstrecken 7a-7d zuführen.

Wenn ein Auslass 12 kein Kältemittel erhalten soll, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Man kann die Drehrichtung der Nockenwelle 21 umkehren, bevor der dem entsprechenden Ventil 14 zugeordnete Nocken 25 das Ventil 14 erreicht. In diesem Fall wird das entsprechende Ventil 14 überhaupt nicht geöffnet. Man kann auch den Nocken 25 so über das Ventilelement 15 bewegen, dass das Ventil 14 nur kurzzeitig geöffnet wird und dementsprechend nur sehr wenig Kältemittel in den entsprechenden Aus- lass gelangt. Aufgrund der thermischen Trägheit der Verdampfer spielt eine derart kleine Kältemittelmenge keine größere Rolle.

Das Ventilelement 15 wird hier im Wesentlichen radial zur Nockenwelle 21 bewegt. Der Nocken 25 wirkt hier mit einer radial nach außen gerichteten Druckkraft auf das Ventilelement 15 ein.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsform, bei der gleiche und einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. In den Fig. 6, 7 und 9 ist das Gehäuse 10 aus Gründen der Übersicht weggelassen. Die Nockenwelle 21 weist, wie beim Ausführungsbeispiei der Fig. 3 bis 5 auch, Nocken 25 auf, von denen jeder einem Ventil 14 zugeordnet ist.

Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 3 bis 5 darge- 5 stellt ist, wirken die Nocken 25 aber nicht mehr direkt auf das Ventilelement 15, sondern über einen zweiarmigen Hebel 26, der um eine Achse 27 verschwenkbar ist. Der Nocken 25 wirkt dabei auf einen Arm 28 und verschwenkt ihn. Der andere Arm 29 des Hebels, der mit dem Ventilelement 15 in Eingriff steht,0 wird in die gleiche Richtung verschwenkt. Dabei zieht er das Ventilelement 15 vom Ventilsitz 17 weg radial nach innen. Die Nockenwelle 21 wirkt also über eine Umlenkeinrichtung, nämlich den Hebel 26, auf das Ventilelement 15. 5 Das Ventilelement 15 kann auch durch einen Druck im Auslass 12 geöffnet werden, wenn dieser Druck größer ist als der Druck im Einlassraum 20. Dies hat mehrere Vorteile. Zum Einen wird ein Überdruck im Auslass 12 verhindert. Zum Anderen kann der Verteiler 5 auch mit umgekehrter Durchflussrichtung betrieben werden, beispielsweise dann, wenn man die o Kühlanlage mit heißem Gas abtauen will oder wenn der Verdampfer als Kondensator genutzt wird, beispielsweise um im Winter als Heizung zu wirken. Darüber hinaus wird bei dieser Ausge-staltung die Druckdifferenz zwischen dem Einlassraum 20 und Auslass 12 verwendet, um das Ventilelement 15 zusätzlich am Ventilsitz 17 in Anlage zu halten, so dass die 5 Dichtigkeit verbessert wird .

Wie insbesondere aus Fig. 6 zu erkennen ist, ist der Verteiler aus mehreren Modulen 30 aufgebaut. Jedes Modul 30 weist einen Ring 31 auf, in dem der Hebel 26 gelagert ist. Die Achse 27 dient gleichzeitig dazu, meh- o rere Module 30 miteinander zu verbinden. Am Ring 31 ist eine Basis 32 für jeden Auslass 12 angeordnet. In der Basis 32 befindet sich dann das Ventil 14. Wie insbesondere in Fig. 7 zu erkennen ist, weist die Nockenwelle 21 eine Trägerwelle 33 auf, auf der mehrere Nockenwellenmodule 34 angeordnet sind. Jedes Nockenwellenmodul 34 trägt einen Nocken 25. Zwischen den 5 Nockenwellenmodulen 34 können Abstandshalter 35 angeordnet sein. Die Nockenwellenmodule 34 sind drehfest und axial fest auf der Trägerwelle

33 gehalten, beispielsweise durch Aufschrumpfen, Aufklemmen, Kleben, Schweißen oder dergleichen.

o Durch die Verwendung von Modulen 30, 34 lässt sich der Verteiler an unterschiedliche Bedürfnisse anpassen. Wenn mehr oder weniger Auslässe 12 erforderlich sind, werden entsprechend mehr oder weniger Module 30,

34 verwendet. 5 Auch die in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Ausführungsform lässt sich durch eine Aufeinanderfolge von Modulen realisieren, die parallel zur Rotationsachse der Nockenwelle 21 nebeneinander angeordnet sind.

Die Fig. 10 bis 12 zeigen eine dritte Ausführungsform eines Verteilers oh- 0 ne das Gehäuse 10.

Der Verteiler weist wiederum eine Reihe von Modulen 30 auf. Jedes Modul 30 weist eine Auslassöffnung 36 auf, die in nicht näher dargestellter Weise mit dem Auslass 12 verbunden ist. Die Auslassöffnung 36 steht mit5 einem Ventilsitz 37 (Fig. 12) in Verbindung, der durch einen Dichtabschnitt 39 einer Blattfeder 38 verschlossen ist. Die Blattfeder 38 ist an ihrem dem Dichtabschnitt 39 abgewandten Ende mit dem Modul 30 verbunden. Sie weist eine Vorspannung auf, die ausreicht, um den Dichtabschnitt 39 in Anlage am Ventilsitz 37 zu halten und damit das Ventil zu verschließen, o wenn keine äußeren Kräfte wirken. Um die Blattfeder 38 mit dem Dichtabschnitt 39 vom Ventilsitz 37 abzuheben, weist die Nockenwelle 21 wiederum einen Nocken 25 auf. Wenn die Nockenwelle 21 gedreht wird, dann hebt der Nocken 25 die Blattfeder 38 an, so dass der Dichtabschnitt 39 vom Ventilsitz 37 frei kommt.

Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich, dass das Ventil 14 öffnet, wenn der Druck im Auslass 12 größer ist als der Druck im Einlassraum 20.

Die Fig. 13 bis 15 zeigen ein weiteres Merkmal, das zusammen mit jeder Ausführungsform des Verteilers nach den vorangegangenen Ausführungsbeispielen verwendet werden kann. Dargestellt ist dieses zusätzliche Merkmal in Zusammenhang mit einem Verteiler, wie er in den Fig. 6 bis 9 dargestellt ist.

Die Nockenwelle 21 (Fig. 14) weist neben den Nocken 25 ein Betätigungselement 40 für jedes Ventil 14 auf, das eine konusartige Betätigungsfläche 41 aufweist. Das Betätigungselement 40 mit der Betätigungsfläche 41 befindet sich normalerweise in Axialrichtung außerhalb einer Position, in der es mit dem Arm 28 des doppelarmigen Hebels 26 zusam- menwirken könnte. In diesem Fall erfolgt die Steuerung der Ventile ausschließlich über die Nocken 25 der Nockenwelle 21. Dementsprechend wird auch immer nur ein Ventil 14 zur gleichen Zeit geöffnet.

in manchen Fällen ist es jedoch erwünscht, alle Ventile 14 gleichzeitig zu öffnen. Hierzu steht die Nockenwelle 21 über eine Gewindeverbindung 42 mit dem Läufer 22 des Antriebs 13 in Verbindung. Wenn der Läufer 22 im Uhrzeigersinn gedreht wird, dann werden die beiden Gewindeelemente der Gewindeverbindung 42 ineinander geschraubt. Wenn sie bis zum Anschlag ineinander geschraubt worden sind, dann führt die Drehung des Läufers 22 dazu, dass auch die Nockenwelle 21 gedreht wird. An ihrer dem Antrieb 13 abgewandten Seite ist die Nockenwelle 21 mit einer Rücklaufsperre 43 versehen, die eine Drehung in eine Richtung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Uhrzeigersinn, zulässt, eine Drehung in die entgegengesetzte Richtung jedoch verhindert. Die Rücklaufsperre 43 ist in Fig. 15 näher dargestellt. Sie weist eine Feder 44 auf, die ein Rastelement 45 radial nach außen drückt. Das Rastelement 45 weist eine flache Flanke 46 und eine steile Flanke 47 auf. In der Innenseite des Gehäuses 10 sind Zähne 48 vorgesehen. Wenn sich die Nockenwelle 21 im Uhrzeigersinn dreht (in der Darstellung der Fig. 15 ist die Drehrichtung entgegengesetzt des Uhrzeigers), dann gleitet die flache Flanke 46 über die Zähne 48 an der Innenseite des Gehäuses 10 hinweg und die Drehung ist möglich. Wenn sich hingegen die Nockenwelle 21 in die entgegengesetzte Richtung dreht, dann verhakt sich die steile Flanke 47 des Rastelements 45 in einem Zahn 48 und eine weitere Drehung der Nockenwelle 21 ist nicht möglich.

Wenn sich der Läufer 22 dann weiter dreht, dann werden die beiden Teile der Gewindeverbindung 42 auseinander geschraubt. Da der Läufer 22 mit Axiallagern 49 festgehalten ist, kann er sich nicht weiter in Axialrichtung bewegen. Die durch das Auseinanderschrauben der beiden Teile der Gewindeverbindung 42 verursachte Bewegung wirkt sich also nur auf die Nockenwelle 21 aus, die entsprechend verlagert wird und mit der Betätigungsfläche 41 der Betätigungselemente 40 auf die Hebel 26 einwirkt und die Ventile 14 alle Auslässe 12 öffnet. In Abhängigkeit von der Steigung der Gewindeverbindung 42 und der Steigung der Betätigungsfläche 41 lässt sich dabei eine sehr feinfühlige Steuerung des Öffnungsgrades der Ventile 14 realisieren.

Claims

Patentansprüche

5 1. Kühlanlage mit einem Kältemittelkreislauf, der mehrere Verdampferstrecken und einen eine Verteilung von Kältemitteln auf die Verdampferstrecken bewirkenden Verteiler aufweist, wobei der Verteiler für jede Verdampferstrecke ein ansteuerbares Ventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (5) eine als Nockenwelle0 (21) ausgebildeten Rotor aufweist, der für jedes Ventil (14) einen

Nocken (25) aufweist.

2. Kühlanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass alle Nocken (25) in verschiedenen Winkelstellungen angeordnet sind.5

3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (5) mehrere Ventilmodule (30) aufweist, die parallel zur Achse der Nockenwelle (21 ) nebeneinander angeordnet sind.

0 4. Kühlanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die

Nockenwelle (21) mehrere Nockenwellenmodule (34) aufweist.

5. Kühlanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwellenmodule (34) auf einer Trägerwelle (33) befestigt sind.5

6. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (21 ) axial verlagerbar ist und für mindestens zwei Ventile (14) jeweils ein die Nockenwelle (21) umgebendes Betätigungselement (40) aufweist, dass bei verlagerter o Nockenwelle (21 ) öffnend auf das Ventil wirkt.

7. Kühlanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (40) eine konusabschnittsförmige Betätigungsfläche (41 ) aufweist.

5 8. Kühlanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (21 ) über eine Gewindeverbindung (42), die koaxial zur Rotationsachse der Nockenwelle (21) angeordnet ist, mit einem Antriebsmotor (13) verbunden ist, der in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, wobei die Nockenwelle (21 ) mit einer Rücklauf sperre0 (43) zusammenwirkt, die eine Drehung nur in eine Richtung erlaubt und in die entgegengesetzte Richtung verhindert.

9. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler 5 einen Einlass (11 ) aufweist, der in ei-5 nen die Nockenwelle (21 ) umgebenden Einlassraum (20) mündet.

10. Kühlanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlass 11 und dem Einlassraum (20) ein Nockenwellenlager (23) angeordnet ist. 0

11. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ventil (14) ein Ventilelement (15) aufweist, auf das ein zugeordneter Nocken (25) unmittelbar wirkt. 5

12. Kühlanlage nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (15) als Stößel ausgebildet ist, der durch den Nocken (25) von der Nockenwelle (21) weg bewegbar ist.

13. Kühlanlage nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das o Ventilelement als Blattfeder (38) ausgebildet ist.

14. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ventil (14) ein Ventilelement (15) aufweist, das über eine Umlenkeinrichtung vom zugeordneten Nocken (25) betätigbar ist.

15. Kühlanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung als zweiarmiger Hebel (26) ausgebildet ist, der um eine Achse (27) verschwenkbar ist und mit einem Arm (29) ziehend auf das Ventilelement (15) einwirkt.

16. Kühlanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (27) durch eine Stange gebildet ist, die mehrere Module (30) miteinander verbindet.

17. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ventil (14) ein Ventilelement (15, 38) aufweist, das durch einen Druck am Ausgang des Ventils (14) vom Ventilsitz (17, 37) abhebbar ist.