DE4237036C1 - Verfahren zur Herstellung einer Thermostatkapsel-Ventilkombination für einen Kühlwasserregler einer Brennkraftmaschine sowie eine Thermostatkapsel-Ventilkombination - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Thermostatkapsel-Ventilkombination für einen Kühlwasserregler einer Brennkraftmaschine sowie eine Thermostatkapsel-VentilkombinationInfo
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- G05D23/021—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste
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Description
Aus der DE-PS 30 00 601 ist ein Thermostatventil für
einen Kühlwasserkreislauf bekannt, welches unter an
derem aus einem Gehäuse mit darin eingebrachten Dehn
stoff und einem herausfahrbaren Betätigungsstift be
steht. Üblicherweise ist das Gehäuse aus Messing und
einseitig verschlossen. Aus der gegenüberliegenden Sei
te des Gehäuses ragt der Betätigungs- oder Steuerstift
heraus, der proportional zum temperaturbedingten Aus
dehnungsgrad des Dehnstoffes (Wachs) aus dem Gehäuse
herausgefahren wird und daher für Steuerzwecke ana
log einer bestimmten Temperatur einsetzbar ist. Be
merkenswert bei derartigen Thermostatkapseln ist, daß
durch die Ausdehnung des Dehnstoffes der Steuerstift
eine sehr große Kraft entwickelt, so daß selbst starke
Gegenfedern zusammengedrückt werden, wenn der Steuer
stift aus dem Gehäuse der Thermostatkapsel heraus fährt.
Durch die große Kraftentwicklung des Dehnstoffes ist
die Abdichtung des durch den Dehnstoff aus dem Gehäuse
herausfahrenden Steuerstiftes sehr problematisch. Bei
einer ungenügenden Abdichtung tritt Dehnstoff entlang
der Wandung des Steuerstiftes aus dem Gehäuse aus, so
daß die Funktion der Thermostatkapsel nach und nach
ausfällt.
Aus diesem Grunde wird an der offenen Seite der
Kapsel eine dicke nach außen zeigende radiale Messing
bördenkante angeformt über die ein Messingring greift.
In dem Messingring ist ein Gummidichtpfropfen einge
paßt. Der Steuerstift wird koaxial durch den Messing
ring und dem Gummipfropfen geführt. Der Messingring
wird um die radiale Messingbördelkante des Messing
gehäuses maschinell gebördelt, so daß eine Verbin
dung zwischen dem Messingring und der Bördelkante
des Gehäuses geschaffen wird.
Anschließend wird ein Messingdeckel, durch den der
Steuerstift ragt, über die Bördelkante des Messing
ringes und über den Gummipfropfen gelegt und ma
schinell mit dem Messingring verbördelt.
Um ein Austreten des Dehnstoffes entlang des Steuer
stiftes durch den Gummipfropfen hindurch aus dem
Messingdeckel zu erschweren wird unterhalb des Mes
singdeckels, d. h. zwischen dem Gummipfropfen und dem
Messingdeckel noch eine kleine Ringscheibe aus einem
weichen Metall gelegt. Der Steuerstift wird paßgenau
durch die Öffnung der Ringscheibe geführt, um eine
bessere Abdichtung zu schaffen.
Trotz dieses erheblichen Aufwandes für die Abdichtung
der Thermostatkapseln zeigen sich nicht selten Undich
tigkeiten hinsichtlich des Austrittes von Dehnstoff,
die z. T. auch durch die Temperatur bedingte Ausdehnung
der Messingteile hervorgerufen wird.
Aber auch die Herstellung derartiger Thermostatkap
seln, die in dieser Form in über 95% aller Thermos
tatventile im Automobilbau vorzufinden sind, ist
äußerst aufwendig.
Zunächst muß der einseitig offene rohrförmige Grund
körper als Messingdrehteil äußerst präzise herge
stellt werden. Auf gleiche Weise ist dann der Messing
ring und der Messingabschlußdeckel mit der Öffnung für
den Steuerstift maschinell zu fertigen. Schließlich
erfordern der Zusammenbau und die beiden Umbördelungs
vorgänge eine weitere, sehr präzise arbeitende Maschine.
Bei einer weiteren Art einer Thermostatkapsel wird der
Steuerstift in einem Gummimantel eingebettet, wobei
der Gummimantel von dem Dehnstoff in der rohrförmigen
Kapsel umgeben ist. Der Gummimantel wird an eine
scheibenförmige, eine mittige Öffnung für den Steuer
stift aufweisende Messingscheibe anvulkanisiert. Auf
der anderen Seite der Messingscheibe wird ebenfalls
ein pfropfenförmiger Gummikörper anvulkanisiert. Der
Steuerstift kommt bei dieser Ausführungsform nicht
direkt mit dem Dehnstoff in der Kapsel in Berührung
sondern der Dehnstoff drückt auf den Gummimantel und
führt somit bei einer temperaturbedingten Ausdehnung
den Steuerstift aus der Thermostatkapsel heraus.
Die Abdichtung der Kapsel im Hinblick auf den Dehn
stoff erfolgt durch eine maschinelle Umbördelung des
offenen rohrförmigen Bereichs der Messingkapsel um die
oben erwähnte Messingscheibe herum, an der der Gummi
mantel für den Steuerstift anvulkanisiert ist.
Auch bei dieser Ausführung der Thermostatkapsel
treten Dehnstoffundichtigkeiten auf. Der Dehnstoff
kann bei dieser Kapsel zwar nicht entlang des
Steuerstiftes austreten wie bei der eingangs ge
schilderten Art. Undichtigkeiten sind jedoch an
der Umbördelungsstelle zwischen der Messingscheibe
und dem Messingkörper feststellbar, insbesondere
wenn sich die Messingteile temperaturbedingt aus
dehnen.
Die Herstellung dieser Thermostatkapsel ist äu
ßerst aufwendig, weil ein spezieller Vulkanisier
vorgang des Gummimantels für den Steuerstift an der
einen Seite der Messingscheibe und des Gummipfropfens
an der anderen Seite der Messingscheibe erforderlich
ist, der eine sehr komplizierte technische Gummi
spritzmaschine erfordert. Aber auch die Montage
einer derartigen Thermostatkapsel ist sehr kompli
ziert, weil der Gummimantel mit dem Steuerstift in
den Dehnstoff hereingedrückt und danach der Umbör
delungsvorgang maschinell erfolgen muß.
Aus der DE-AS-12 41 220 ist ein Thermostatventil be
kannt welches an einer Thermostatkapsel kraftschlüssig
angebrachte Schieberkolben aufweist. Das Thermostat
ventil wird aus einer Vielzahl vorher mechanisch zu
bearbeitender Bauteile hergestellt und anschließend
montiert. Aufgrund dieser Herstellungsweise wird ein
sehr teures Thermostatventil erhalten.
Aus der DE-GM 75 37 523 ist eine Thermostatkapsel be
kannt mit einem daran befestigten Ventilteller, der
aus nichtrostendem Blech oder auch aus Gummi oder
Kunststoff bestehen kann. Auch in diesem Fall erfor
dert die Herstellung sehr viele vorher zu bearbeiten
de einzelne Teile sowie Spezialwerkzeuge für die
Montage.
Aus der US-PS 51 04 093 ist die Herstellung eines
Ventiltellers aus Kunststoff bekannt, in dem eine
Thermostatkapsel eingeklemmt wird. Die Herstellung
der anderen Teile sowie die Montage erfordern viele
einzelne Arbeitsgänge sowie Spezialwerkzeuge für
ihre Montage.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Thermostat
kapsel-Ventilkombination zu schaffen, die einfach
herstellbar ist, eine leichte Montage ermöglicht
und insbesondere keine Abdichtungsprobleme hin
sichtlich des Austretens von Dehnstoff verur
sacht. Weiterhin soll nicht nur die Herstellung
der Thermostatkapsel sondern zugleich auch die
Herstellung des die Kapsel aufnehmenden Ther
mostatventiles wesentlich vereinfacht werden.
Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen
niedergelegten Merkmale gelöst.
Der Grundkörper der Thermostatkapsel ist als ein
Messingrohr ausgebildet mit an dem Außenmantel
an beiden Enden einer ringförmigen Nut oder auch
einer ringförmigen Erhebung bzw. eine radial nach
außen zeigender Rand.
An diesem Rohrteil wird an dem einen Ende ein, in
die ringförmige Nut eingreifender Ventilkolben aus
einem faserverstärkten Polyamid im Spritzgießver
fahren angespritzt, so daß die Thermostatkapsel
- - an dem Ende sicher verschlossen ist und
- - gleichzeitig ein weiteres Teil des Thermos
tatventiles, nämlich der Verschlußkolben
bzw. ein Ventilteller bereits vorhanden ist,
ohne daß dafür ein weiterer Herstellungsvorgang er forderlich wäre.
Im selben Spritzgießvorgang wird an dem anderen
Rohrende ebenfalls in die Ringnut eingreifend ein
Ventilteller angespritzt, wobei die Ausbildung des
Ventiltellers so gestaltet wird, daß gleichzeitig
ein aus Gummi gestalteter Abdichtstopfen, durch den
axial der Steuerstift geführt wird, damit in dem
Rohrende gehalten und abgedichtet wird.
Es wird somit durch ein Spritzgießvorgang erreicht,
- - daß eine in jeder Hinsicht ohne Dehnstoff- Leckage funktionierende Thermostatkapsel erhalten wird,
- - daß gleichzeitig mit der Herstellung der Thermostatkapsel auch bereits die Ven tilteller bzw. Kolben für das Verschließen bzw. Öffnen von Kühlwasserleitungen geschaf fen werden.
Insbesondere ist jedoch darauf hinzuweisen, daß eine
hervorragend Abdichtung der Thermostatkapsel erzielt
wird, die unabhängig von der Ausdehnung von Metalltei
len (was oft zu Leckagen führt) sehr sicher funktio
niert.
Durch die Ausbildung des Ventiltellers an dem einen
Rohrende, derart daß
- - der Ventilteller in die ringförmige Nut des Rohrendes eingreift,
- - daß der Ventilteller an seiner Oberseite ein, den Gummiabdichtstopfen (durch den axial der Steuerstift geführt wird) nach oben koaxial übergreifendes und in das Rohrende eingreifendes, tellerförmiges Teil aufweist,
wird die radiale und axiale Abdichtung des Steuer
stiftes dargestellt.
Überraschender Weise zeigte sich, daß durch die
Schrumpfung des Kunststoffes, die zwar nur sehr gering
bei glasverstärktem Polyamid ist, eine dauerhafte her
vorragende radiale Abdichtung des Steuerstiftes er
reicht wird. Desweiteren wurde ebenfalls eine äußerst
gute axiale Abdichtung des Steuerstiftes durch die
radiale Schrumpfung des Ventiltellerteiles um wenige
my erreicht.
Zusätzlich zu dem Vorteil der äußerst einfachen Her
stellung nicht nur der Thermostatkapsel sondern
auch noch wichtiger Teile des Thermostatventils
selbst in nur einem Spritzgießvorgang kommt noch
der Vorteil einer sehr guten Abdichtung des Steuer
stiftes ohne zusätzliche Bauteile gegen Austreten von
Dehnstoff hinzu.
Für die Abdichtung sind keine zusätzlichen beson
deren Bauteile wie beim geschilderten Stand der
Technik erforderlich, weil allein die Schrumpfung
des Kunststoffes für eine gute Abdichtung sorgt,
wobei eine Thermostatkapsel gemäß des Standes der
Technik aus Metallteilen durch die temperaturbe
dingte Ausdehnung der Metallteile besonders
leckagegefährdet ist.
Beispielsweise beträgt der Schrumpf bei Polyamid ca.
1,5%, was bei einem Durchmesser von 10 mm immerhin
150 my beträgt.
Durch die Schrumpfung des Kunststoffes und die sich
dadurch ergebende Quetschung des Gummistoffes wird
noch ein weiterer Vorteil erreicht, nämlich die axi
ale Abdichtung des Steuerstiftteiles welches durch
den Gummiabdichtstopfen läuft. Der Verschleiß des
Gummistopfens wird durch das Heraus- und Herein
fahren des Steuerstiftes verursacht und in einfacher
Weise durch die Schrumpfung des Kunststoffes kom
pensiert, so daß auch nach einem langen Gebrauch
der Thermostatkapsel keine Dehnstoff-Leckagen auf
treten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der
Zeichnung in Fig. 1 gezeigt.
Die gezeigte Thermostatkapsel setzt sich zusammen aus
einem Messingrohr 1 welches jeweils an beiden Enden
ringförmige Nuten 2 und 3 aufweist. In dem zylinder
förmigen Innenraum 4 des Rohres 1 befindet sich ko
axial der Steuerstift 5 und der Dehnstoff für die
Austreibung des Steuerstiftes 5.
In die Ringnut 3 greift ein Kunststoffventilteller 6
ein, der ebenfalls einen O-Ring 7 für Abdichtungs
zwecke zum nicht gezeigten Gehäuse eines Thermostat
ventiles aufweist.
In das obere Rohrende ist ein Gummistopfen 8 einge
setzt durch den koaxial der Steuerstift 5 geführt
wird. Der Ventilteller 6 besitzt ein den Gummisto
pfen 8 an seiner Oberseite koaxial übergreifendes
und den Stopfen gegenüber dem Rohr 1 und dem Steuer
stift 5 abdichtendes Randteil 9. Dieses Randteil 9
übergreift den Gummistopfen 8 teilweise so daß eine
Abdichtung des Stopfens in axialer Richtung erfolgt,
d. h. der Stopfen 8 wird gegen die Frontkante 10 des
Rohres 1 durch die Schrumpfung des Kunststoffes des
Ventiltellers 6 gepreßt.
Die Schrumpfung des Kunststoffes des Ventiltellers 6
in axialer Richtung zum Steuerstift 5 und in radialer
Richtung durch das Randteil 9 bewirkt somit in über
raschender Weise eine hervorragende Abdichtung des
Steuerstiftes 5 gegenüber der Wandung 11 des Gummi
stopfens 5.
Diese Abdichtung ist nicht beeinflußbar durch tempe
raturbedingte Ausdehnungen von Metallteilen wie bei
Thermostatkapseln gemäß des Standes der Technik.
Durch den Kolben 12 wird das Rohr 1 der Thermostatkapsel
unten verschlossen und gleichzeitig abgedichtet. Zu die
sem Zweck greift der Kunststoff des Kolbens 12 in die
Ringnut 2 ein, so daß eine hervorragende Abdichtung durch
die Schrumpfung des Kunststoffes gegeben ist. Weiterhin
kann der Kolben einen Kolbenring 14 aufweisen.
An der Unterseite des Kolbens, der auch als Ventil
teller ähnlich des oberen Ventiltellers 6 ausgebil
det sein kann, kann eine ringförmige Aussparung 13
angespritzt sein, als Führungsnut für eine Feder.
Das geschilderte Thermostatventil wird z. B. in
einem Arbeitsgang hergestellt durch Einlegen eines
entsprechend gestalteten Messingrohres 1 in eine
Spritzgußform. In das Rohr 1 wird vorher der Dehn
stoff, der Gummistopfen 8 und der Steuerstift 5 ein
gesetzt. Dann erfolgt das Anspritzen des oberen Ven
tiltellers 6 und des unteren Kolbens 12, so daß nach
dem Spritzgießvorgang eine fertige Thermostatkapsel
vorliegt, an der bereits ein Ventilteller und ein
Kolben bzw. auch ein unterer Ventilteller vorhanden
ist.
Im Vergleich zu der Herstellung von Thermostatkapseln
gemäß des Standes der Technik ergeben sich somit er
hebliche überraschende Vorteile hinsichtlich der Her
stellung, wobei die Lebensdauer und Funktionstüchtig
keit derartiger Kapseln den herkömmlichen Kapseln
weit überlegen sind.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung einer Thermostatkapsel-
Ventilkombination für einen Kühlwasserregler einer
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem,
mit einem Dehnstoff gefüllten Körper welcher einen
Steuerstift analog der Ausdehnung des Dehnstoffes
aus dem Körper herausführt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der durch ein ein- oder beidseitig offenes Rohr
(1), mit darin eingebrachtem Dehnstoff, dem Steuer
stift sowie einem den Steuerstift aufnehmenden Gummi
abdichtstopfen, gebildete Körper der Thermostatkap
sel in eine Spritzgießform eingelegt wird,
daß in einem Spritzgießvorgang an dem einen Ende
des Rohres ein
- - die radiale und axiale Abdichtung des Steuer stiftes (5) und
- - die Verschließung des Rohres (1) bzw. der Ther mostatkapsel übernehmender Kunststoffventilteller (6),
und an dem anderen Ende des offenen oder verschlosse
nen Rohres (1) ein Kolben (12) oder Ventilteller
angespritzt wird.
2. Thermostatkapsel-Ventilkombination hergestellt
nach dem Verfahren nach Anspruch 1 für einen
Kühlwasserregler einer Brennkraftmaschine eines
Kraftfahrzeuges mit einem, mit einem Dehnstoff
gefüllten Körper welcher einen Steuerstift analog
der Ausdehnung des Dehnstoffes aus dem Körper heraus
treibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Körper der Thermostatkapsel durch ein ein- oder beidseitig offenes Rohr (1) gebildet wird,
daß in bzw. an den Außenmantel der beiden Endbe reiche des Rohres (1) eine oder mehrere ringförmige Nuten (2, 3) angeordnet sind,
daß auf dem steuerstiftseitigen Ende des Rohres ein Kunststoffventilteller (6) angeordnet ist,
daß der Kunststoffventilteller (6) ein, einen Gummi dichtungsstopfen (8) an seiner Oberseite koaxial übergreifendes und den Stopfen (8) gegenüber dem Rohr und den Steuerstift (5) abdichtendes ring förmiges, Randteil (9) aufweist und an dem anderen Ende des Rohres (1) ein die Verschließung des Rohres (1) bzw. der Thermostatkapsel übernehmender Kunststoffkolben (12) oder Ventilteller angeordnet ist.
daß der Körper der Thermostatkapsel durch ein ein- oder beidseitig offenes Rohr (1) gebildet wird,
daß in bzw. an den Außenmantel der beiden Endbe reiche des Rohres (1) eine oder mehrere ringförmige Nuten (2, 3) angeordnet sind,
daß auf dem steuerstiftseitigen Ende des Rohres ein Kunststoffventilteller (6) angeordnet ist,
daß der Kunststoffventilteller (6) ein, einen Gummi dichtungsstopfen (8) an seiner Oberseite koaxial übergreifendes und den Stopfen (8) gegenüber dem Rohr und den Steuerstift (5) abdichtendes ring förmiges, Randteil (9) aufweist und an dem anderen Ende des Rohres (1) ein die Verschließung des Rohres (1) bzw. der Thermostatkapsel übernehmender Kunststoffkolben (12) oder Ventilteller angeordnet ist.
3. Thermostatkapsel-Ventilkombination nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet,
daß das beidseitig offene Rohr (1) aus einem
gut wärmeleitendem Metall besteht und rund
oder eckig ausgebildet ist.
4. Thermostatkapsel-Ventilkombination nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (12)
eine ringförmige,
in die ringförmige Nut (2),
des Rohres übergreifende Schulter aufweist.
5. Thermostatkapsel-Ventilkombination nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (12) an seinem größten Durchmesser,
eine ringförmige Nut für die Aufnahme eines Kolben
ringes (14) aufweist.
6. Thermostatkapsel-Ventilkombination nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilteller (6) und der Kolben (12) aus
glasfasergefülltem Polyphenylensulfid bestehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4237036A DE4237036C1 (de) | 1992-11-03 | 1992-11-03 | Verfahren zur Herstellung einer Thermostatkapsel-Ventilkombination für einen Kühlwasserregler einer Brennkraftmaschine sowie eine Thermostatkapsel-Ventilkombination |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4237036A DE4237036C1 (de) | 1992-11-03 | 1992-11-03 | Verfahren zur Herstellung einer Thermostatkapsel-Ventilkombination für einen Kühlwasserregler einer Brennkraftmaschine sowie eine Thermostatkapsel-Ventilkombination |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4237036C1 true DE4237036C1 (de) | 1994-05-11 |
Family
ID=6471958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4237036A Expired - Fee Related DE4237036C1 (de) | 1992-11-03 | 1992-11-03 | Verfahren zur Herstellung einer Thermostatkapsel-Ventilkombination für einen Kühlwasserregler einer Brennkraftmaschine sowie eine Thermostatkapsel-Ventilkombination |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4237036C1 (de) |
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1992
- 1992-11-03 DE DE4237036A patent/DE4237036C1/de not_active Expired - Fee Related
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Effective date: 20120601 |