DE1964723C3 - Ausdehnungsdose und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

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ein^n Spalt, der auf Grund der Kapillarwirkung das Lot einsaugt und damit für eine gute Verlötung sorgt. Der das Ende des Kapillarrohres umgebende Hingraum sorgt dagegen dafür, daß das Lot nicht bis zu diesem Ende vorlaufen kann und eventuell die Kapillaröffnung verschließt Durch den Seitenanschluß verringert sich dabei die Bauhöhe der Ausdehnungsdose beträchtlich.

Der Verlötung des Randes der beiden Halbschalen miteinander kcnimt eine besondere Bedeutung zu. Durch die Nut und die beiden an die Nut angrenzenden, nach innen und nach außen führenden Spalte, die mit Lötmaterial verschlossene Lötspalte bilden, ist nicht nur im Randbereich eine dreifache Materialstärke gegeben, sondern die Lötung trägt auch zur Versteifung des Randes bei, so daß keine Aufspaltung unter Druckeinwirkung von innen zu erwarten ist Wichtig ist die Verlötung auch deswegen, weil der Seitenanrchluß den Rand durchbricht und dort ein lückenloser und dichtend verlöteter Übergang erforderlich ist Dazu und zur Lösung der genannten Aufgabe trägt das Verfahren zur Herstellung einer Ausdehnungsdose der eingangs genannten Gattung bei, das sich dadurch kennzeichnet, daß das Lötmaterial in eine Nut eingelegt wird, die danach durch das Umbördeln des Randes der einen Halbschale im wesentlichen geschlossen wird und bei dem dann die Membrandose auf die Löttemperatur erhitzt wird. Die Qualität der Verlötung ist dadurch nicht mehr von der Zuführung des Lötmateria's abhängig, da dieses bereits vor Beginn der Verlötung und vor dem Zusammenformen der Halbschalen eingelegt ist Es ist dadurch mit besonderer Sicherheit dafür gesorgt daß Rand und Seitenanschluß gemeinsam dicht verlötet sind Besonders vorteilhaft dabei erfolgt die Verlötung des Randes und des Kapillarrohrs im Seitenanschluß in einer einzigen Erhitzung, d.h. in einem gemeinsamen Lötvorgang.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Teil einer Ausdehnungsdose nach dem Zusammenlegen der Halbschalen und der mechanischen Verformung,

F i g. 2 einen schematischen Schnitt durch einen anderen Teil der Ausdehnungsdose nach der Verlötung,

F i g. 3 einen Schnitt entsprechend F i g. 2,

Fig.4 eine Draufsicht auf den Teil der unteren Halbschale nach den F i g. 2 und 3 und

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Teils einer Ausdehnungsdose nach der Fertigstellung.

Die in den F i g. I bis 5 dargestellte Ausdehnungsdose 11 besteht aus zwei Halbschalen 12,13, die aus einem dünnen korrosionsfesten Blech hergestellt sind. Die in F i g. 1 obere Halbschale 12 besteht aus einem ebenen Blechteil, das in einigem Abstand vom Rand eine umlaufende Ringausformung 14 und an einer Stelle eine von der Ringausformung 14 nach außen verlaufende Ausformung 15(Fig.2 und 3) besitzt Die Halbschale ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen kreisförmig, besitzt jedoch im Bereich der Ausformung 15 einen über die Kreisform hinausragenden Abschnitt 16, dessen äußere Begrenzungen sich im wesentlichen tangential an die Kreisform anschließen. Die Ausdehnungsdose läßt sich jedoch auch vorteilhaft aus viereckigen Blechteilen herstellen, wobei die Ringausformung in einer Ecke angeordnet ist.

Die untere Halbschale 13 besitzt eine Ringausfor

mung 14' und eine an die Ringausformung 14' angeschlossene nach außen verlaufende Ausformung 15'. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, bilden die Ausformungen 14,14' im zusammmengelegten Zustand beider Halbschalen einen Ringkanal 17, der mit dem von den Ausformungen 15 und 15' gebildeten Anschlußkana! 18 in Verbindung steht

Die Halbschale 13 besitzt ferner eine im Randbereich umlaufende Nut 19, an die sich ein im unverformten Zustand hochstehender Rand 20 unmittelbar anschließt Die Nut 19 und der Rand 20 laufen, wie aus F i g. 4 zu erkennen ist, um den Rand der Halbschale 13 um und sind im Bereich des Anschlußkanals 18 ausgesetzt In die Nut J9 ist Lötmaterial 21 in Form eines Lötdrahtes eingelegt

In F i g. 1 sind die beiden Halbschalen, die anfänglich lose zusammengelegt waren, wobei die Halbschale 12 auf Grund ihrer Außenabmessungen innerhalb des Randes 20 lag, durch Verformung des Randes 20 miteinander verbunden. Der Rand wird mit einem Werkzeug »zusammengeschlagen«. In F i g. 3 ist in den Ansciilußkanal 18 das eine Ende eines Kapillarrohrs 22 eingeschoben. Vor dem Zusammenschieben war auf das Kapillarrohr Lötmaterial 25 in Form eines Lötringes aufgeschoben worden.

Das Ende des Kapillarrohrs 22 liegt in einer Ausbuchtung 40, die den Ringkanal etwas vergrößert. Sie r«gt insbesondere in Richtung des Kapillarrohres etwas über den Ringkanal hinaus. Dabei entsteht zwischen der Außenfläche des Kapillarrohrs 22 in deren Endbereich und den angrenzenden Abschnitten der Halbschalen 11,12 ein Ringraum 41, der es verhindert, daß das Lot bis an das Ende 23 des Kapillarrohrs vorläuft und dieses verschließt.

In den F i g. 3 und 5 ist die Ausdehnungsdose nach dem Verlöten gezeigt. Es ist zu erkennen, daß das Lötmaterial 21 im Randbereich verlaufen ist, wobei es sich durch Kapillarwirkung insbesondere in den Spalt 26 zwischen den zueinandergekehrten Seiten der Halbschalen 12,13 hineingezogen hat. Es ist aber auch in den Spalt zwischen dem umgelegten Rand 20 und der Halbschale 12 gelaufen, so daß auch dort eine dichte und mechanisch feste Verbindung geschaffen ist. Es ist besonders vorteilhaft, daß sich an den Spalt 26 nach innen unmittelbar der relativ große Ringkanal 17 anschließt, da somit das Lötmaterial wegen der fehlenden Kapillarwirkung nicht weiterlaufen kann und es verhindert wird, daß unter Umständen beide Membranhälften zu weit nach innen zufammengelötet werden. Dazu trägt auch die Tatsache bei, daß der Spalt 42 zwischen den Mittelteilen der Halbschalen recht groß ist, so daß dort auf keinen Fall Kapillarwirkung auftreten kann.

Da die Verlötung der gesamten Membrandose in einer Erhitzung erfolgt, die beispielsweise im Ofen vorgenommen werden kann, ist auch das Lötmaterial 25 auf dem Kapillarrohr in den Spalt 27 zwischen den Ausformungen 15,15' und dem Kapillarrohr 22 gelaufen und hat diese beiden Teile sowie den anschließenden Randbereich mechanisch fest und flüssigkeitsdicht verlötet Auch dort ist es vorteilhaft, daß das Material allenfalls bis zur Endfläche 23 des Kapillarrohrs laufen kann und somit der freie Durchgang zwischen der öffnung 24 und dem Ringkanal 17 nicht gestört ist. Insbesondere durch den Ringraum 41 wird ein Weiterlaufen des Lotes verhindert.

In Fig.5 ist der in den Fig.l und 2 ebene Mittelabschnitt der Ausdehnungsdose 11 mit Wellungen

28 versehen. Die Wellungen verlaufen in Kreisform und erhöhen die Dehnbarkeit der Ausdehnungsdose.

Zur Herstellung der Ausdehnungsdose nach den F i g. 1 bis 5 wird wie folgt verfahren:

Die beiden Halbschalen 12,13 werden aus Blechmate- S rial ausgestanzt und durch Stanzung oder Prägung in ihre Ausgangsform gebracht. Es ist auch möglich, beide Schalen als zusammenhängendes Stück herzustellen, das danach nach Art einer Sackplombe zusammengeschlagen wird. In die Halbschale 13 bzw. in ihre Nut 19 wird danach das Lötmaterial 21 eingelegt. Beide Halbschalen werden zusammengefügt bzw. ineinandergelegt. Durch Umlegen des Randes 20 werden beide Halbschalen mechanisch miteinander verbunden (F i g. 1) und das Kapillarrohr 22, das mit dem Ring aus >5 Lötmaterial 25 versehen ist, in den aus den Ausformungen 15 und 15' gebildeten Anschlußkanal 18 eingeschoben. In diesem Verfahrensstadium kann auch der einer zu überwachenden Temperatur ausgesetzte Fühler auf das andere Ende des Kapillarrohrs aufgeschoben werden. Ein solcher Fühler, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann beispielsweise aus einem an beiden Enden verjüngten Rohrabschnitt bestehen, in den das Kapillarrohr, ebenfalls mit einem Ring aus Lötmaterial versehen, eingeschoben wird

Danach wird die gesamte Einheit Ausdehnungsdose/ Kapillarrohr, gegebenenfalls auch mit Fühler, in einen Lötofen eingebracht und erhitzt. Dabei verläuft das Lötmaterial in der bereits beschriebenen Weise. Die Wellungen 28 für die Arbeitserleichterung der Ausdehnungsdose werden nachträglich eingeformt, so daß absolute Gewähr dafür gegeben ist, daß die Weilungen in beiden Halbschalen konform ausgepreßt sind. Außer einem relativ kleinen Volumeninhalt der Ausdehnungsdose, der eine Kompensation der Reglertemperatur erleichtert oder überflüssig macht, ergibt sich auch ein sehr konstanter Inhalt der Ausdehnungsdose, was der Einstellung und Genauigkeit des Systems zugute kommt Auf diese Weise kann auch der Fühler sehr klein gehalten werden. In einem Härteprozeß wird das ursprünglich weiche Material der Halbschalen ausgehärtet. Die Ausdehnungsdose ist dann für das Füllen mit der Ausdehnungsflüssigkeit fertig.

Der beschriebene Verfahrensablauf läßt sich gut automatisieren, was bei den bisherigen Ausdehnungsdosen nicht der Fall war. Es können auch in dem beschriebenen Ablauf der einzelnen Verfahrensschritte Änderungen vorgenommen werden bzw. einzelne Schritte zusammmengefaßt werden. So kann beispielsweise das Kapillarrohr auch schon in die Ausformung einer Halbschale eingelegt werden, bevor die zweite Halbschale mit dieser mechanisch verbunden wird.

Die Festigkeit und Dichtheit der Verbindung der beiden Halbschalen untereinander und mit dem Kapillarrohr sind außerordentlich gut, so daß sich z. B. die nachträgliche Einprägung der Wellungen 28 ohne weiteres durchführen läßt, ohne daß die Verbindungsstellen gefährdet sind. Dies war bei den bisherigen Dosen nicht der FaIL Dieses Merkmal wirkt sich auch auf die Maßhaltigkeit der Ausdehnungsdose aus, so daß diese unmittelbar auf ein entsprechendes Steuerglied einwirken kann, d.h. ohne ein an der Dose fest befestigtes Druckglied Die seitliche Einführung des Kapillarrohres bringt außer dem Vorteil der geringeren Bauhöhe und des Fortfalls des Anschlußnippels auch eine wesentliche Materialeinsparung mit sich. Der Ansatz 16 erfordert kein zusätzliches Material, da er sich aus dem Zuschnitt beim Ausstanzen ohne Mehraufwand ergibt Der Ringkanal 17 wirkt nicht nur in der bereits beschriebenen Weise beim Lötvorgang förderlich, sondern stellt auch eine gleichmäßige Beaufschlagung der gesamten Fläche der Ausdehnungsdose sicher. Außer den Vorteilen der Ausdehnungsdose in der Herstellung, die mechanisiert werden kann, und in der Materialersparnis wird auch der Einbau vereinfacht, und infolge der geringen Bauhöhe und der geringen Abmessungen kann auch der zugehörige Regler kleiner und damit weniger aufwendig hergestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Ausdehnungsdose, die mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt ist und über ein Kapillarrohr mit einem Fühler in Verbindung steht und insbesondere als Arbeitsmembrandose in Temperatur- oder Energiereglern zur Einwirkung auf elektrische Schnappschalter dient, die aus zwei geprägten Halbschalen aus Blech besteht, die in ihren Randbereichen durch Verformung und Lötung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in eine einseitig herauslaufende Ausformung (IS, 15') der Halbschalen (12, 13) das Kapillarrohr (22) eingelötet ist und daß das in der Ausdehnungsdose (11) liegende Ende (23) des Kapillarrohre (22) von einem Ringraum (41) allseitig umgeben ist

2. Ausdehnungsdose nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausformung (15, 15') der Halbschalen (12,13) mit einem um die Ausdehnungsdose (U) umlaufenden Ringkanal (17) in Verbindung steht, der durch entgegengesetzte Ringausformungen (14,14') der Halbschalen (12,13) gebildet ist

3. Ausdehnungsdose nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Ausdehnungsdose (11) eine im wesentlichen kreisförmige Grundform hat und die Ausformung (15,15') zum Anschluß des Kapillarrohrs (22) in einem über die Kreisform hinausragenden Abschnitt (16) liegt

4. Ausdehnungsdose nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Kapillarrohr (22) im Bereich seines Austritts aus der Ausdehnungsdose (11) Lötmaterial (25) in Form eines Ringes aufgeschoben ist

5. Verfahren zur Herstellung einer Ausdehnungsdose, die mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt ist und über ein Kapillarrohr mit einem Fühler in Verbindung steht und insbesondere als Arbeitsmembrandose in Temperatur- oder Energiereglern zur Einwirkung auf elektrische Schnappschalter dient, die aus zwei geprägten Halbschalen aus Blech besteht und nach Umbördeln eines Randes einer Halbschale im wesentlichen geschlossen wird, wobei von parallelen Wänden begrenzte Spalte entstehen und wobei die Halbschalen durch Verlöten miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötmaterial (21) in eine Nut (19) eingelegt wird, die danach durch das Umbördeln des Randes (20) der einen Halbschale (13) im wesentlichen geschlossen wird, und daß dann die Membrandose auf die Löttemperatur erhitzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (12, 13) in ihrem Mittelbereich vor der Verlötung einen großen Abstand voneinander haoen.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verlöten im Mittelbereich der Ausdehnungsdose (11) ringförmige Wellungen (28) eingeformt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das während der Bearbeitung weiche Material der Ausdehnungsdose (U) nachträglich ausgehärtet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbscha- 6s len (1?, 13) Teile eines zusammenhängenden Blechabschnittes bilden, die zusammengebogen werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausdehnungsdose, die mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt ist und über ein Kapillarrohr mit einem Fühler in Verbindung steht und insbesondere als Arbeitsmembrandose in Temperatur- oder Energiereglern zur Einwirkung auf elektrische Schnappschalter dient die aus zwei geprägten Halbschalen aus Blech besteht die in ihren Randbereichen durch Verformung und Lötung miteinander verbunden sind.

Eine solche Ausdehnungsdose ist aus der britischen Patentschrift 10 72 814 bekanntgeworden. Bei ihr hat die eine Halbschale einen unverformten, in radialer Richtung abstehenden Rand, während der andere Rand um diesen herumgebogen ist jedoch einen keilförmigen, weit offenen Spalt besitzt, in den das Lot eingefüllt wird. Ein Anschluß ist bei dieser Ausdehnungsdose nicht vorgesehen. In ähnlicher Weise ist eine Ausdehnungsdose nach der US -Patentschrift 27 56 777 ausgebildet, bei der jedoch der verformte Randbereich an beiden Seiten des unverformten Randes anliegt und die Lötung durch eine äußere Lötnaht hergestellt ist

In der deutschen Patentschrift 11 87 089 ist eine Ausdehnungsdose dargestellt die bisher in der Praxis bei mit Ausdehnungsflüssigkeit arbeitenden Temperaturreg'ern üblich war. Sie besteht aus zwei Halbschalen mit einem aufgebördelten Rand, die bei ihrer Herstellung ineinandergesteckt wurden. Der Rand wurde mittels Rollnahtschweißung zusammengeschweißt. Im Mittelbereich wurden an beiden Halbschalen außen Nippel aufgesetzt die die beiden Widerlager bildeten, zwischen denen die Ausdehnung stattfand. Der eine Nippel war dichtend an der einen Halbschale befestigt und besaß eine Längsbohrung und eine darauf stoßende Querbohrung, in die das Kapillarrohr eingelötet war. Die Herstellung einer solchen Ausdehnungsdose war relativ aufwendig. Außer der Dichtschweißung im Randbereich erhöhte vor allem die Notwendigkeit des Anschlußnippels für das Kapillarrohr den Herstellungsaufwand erheblich. Dieser mußte an der Membran abdichtend angeschlossen sein, er mußte zwei sich treffende Bohrungen erhalten, und dann mußte das dünnwandige Kapillarrohr in eine der Bohrungen eingelötet werden, was wegen der Wandstärkenunterschiede zwischen dem dickwandigen Nippel und dem dünnwandigen Kapillarrohr viele Schwierigkeiten mit sich brachte. Die bekannte Ausdehnungsdose war außerdem sehr groß und vor allen Dingen hoch, was sich auf die Größe der Regler, in die sie eingebaut wurde, erheblich auswirkte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ausdehnungsdose der eingangs erwähnten Art und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Ausdehnungsdose zu schaffen, bei denen nur ein Minimum an Material- und Arbeitsaufwand, insbesondere an teurer Lötarbeit, benötigt werden und bei denen eine weitgehende Automatisierung möglich ist. Die Ausdehnungsdose soll außerdem mit geringer Baugröße herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in eine einseitig herauslaufende Ausformung der Halbschalen das Kapillarrohr eingelötet ist und daß das in der Ausdehnungsdose liegende Ende des Kapillarrohrs von einem Ringraum allseitig umgeben ist.

Durch die Erfindung ist ein Seitenanschluß der Membrandose problemlos herstellbar. Die Einlegung des Kapillarrohrs in die Ausformung bzw. Ausformungen der Halbschale bildet um das Kapillarrohr herum