DE2650904A1

DE2650904A1 - Anordnung zur anbringung einer waermeempfindlichen kapsel in der wand eines wasserbehaelters oder dergleichen

Info

Publication number: DE2650904A1
Application number: DE19762650904
Authority: DE
Inventors: Rene Elie Neveux
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1976-11-06
Publication date: 1977-05-18
Also published as: US4127838A; BR7607462A; JPS5912847B2; FR2331007A1; IT1071830B; GB1566865A; ES453118A1; FR2331007B1; JPS5260347A

Description

DIPL-ING. HORST POSE DIPL.-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE 265Q9Q4

3353 Bad Gandersheim, 5₁ November 1976

Postfach 129

HohenhSfen5

Telefon: (05382) 2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm

Unsere Akten-Nr. 2472/27

Societe Anonyme Praneaise du PERODO
Patentgesuch vom 5. November 1976

Societe Anonyme Prancaise du PERODO 64, Avenue de la Grande-Armee

75-Paris, Prankreich

Anordnung zur Anbringung einer wärmeempfindlichen Kapsel in der Wand eines Wasserbehälters oder der-

gleichen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anbringung einer wärmeempfindlichen Kapsel, insbesondere einer Thermostatkapsel, in der Wand eines eine Plüssigkeit aufnehmenden Behälters, wobei diese Kapsel ein ein wärmeempfindliches Element enthaltendes Gehäuse aufweist und an einem Ende dies Gehäuse eine mit dem wärmeempfindlichen Element in Wärmekontakt stehende, vorzugsweise an diesem Gehäuse befestigte Metallfläche vorgesehen ist, ferner mit einer in dieser Wand ausgebildeten Ausnehmung, deren Boden mit einer in den Behälter mündenden Öffnung versehen ist, und mit einer Vorrichtung zum diese Ausnehmung abdichtend verschließenden Pesthalten der Kapsel in dieser Ausnehmung. Bevorzugt wird die Erfindung verwendet bei Wasserbehältern in Kühlsystemen \on Kraftfahrzeugen. - Eine Anordnung nach dem vorstehend zitierten Oberbegriff ist vorgeschlagen worden in der DT-OS 26 28 835 der Anmelderin.

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Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandershtlm, Kto.-Nr. 22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715

Ra/St

Eine wärmeempfindliche Kapsel hat im allgemeinen die Form einer Kapsel, die ein wärmeempfindliches Element enthält, z.B. Wachs oder Öl, das sich durch Wärme ausdehnt, um einen entsprechenden Thermostatenmechanismüs zu "betätigen, oder um eine Temperatur anzuzeigen. Das wärmeempfindliche Element kann auch eine Bimetallscheibe sein, die an einem Ende des Gehäuses der Kapsel angeordnet ist und sich unter Wärmeeinwirkung verformt, um eine Verbindung zwischen zwei Kontakten herzustellen oder zu unterbrechen, welche Kontakte mit zwei aus dem Gehäuse herausragenden Anschlußfahnen verbunden sind. Derartige Kapseln werden oft in Wasserbehältern von Radiatoren für die Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren, beispielsweise zum Einschalten und Ausschalten eines "Ventilators entsprechend der Temperatur des Wassers, eingesetzt, wobei der Ventilator dazu dient, die Luftströmung durch den Kühler zu beschleunigen, wenn die Wassertemperatur zu hoch wird.

Bei der Anordnung einer Thermostatkapsel - dieser Begriff soll im folgenden generisch für die verschiedenen der oben angedeuteten Bauarten solcher Bauelemente verwendet werden - in der Wand eines Wasserbehälters muß sichergestellt sein, daß sowohl diese Wand richtig abgedichtet wird und daß die Wärme vom Wasser dieses Behälters gut zum wärmeempfindlichen Element der Thermostatkapsel, z.B. der erwähnten Bimetallscheibe übertragen wird. Diese Kapsel wird im allgemeinen in einer Ausnehmung der Wand des Wasserbehälters angebracht. Bei einer bekannten Konstruktion mündet diese Ausnehmung im Wasserbehälter und die Kapsel wird in einem Gewindestopfen aus Metall, z.B. Messing, genau eingepaßt, der die Wärmeübertragung sicherstellt. Dieser Stopfen ist mit einem Kragen versehen, welcher im eingeschraubten Zustand dichtend gegen den äußeren Rand der Ausnehmung anliegt. Bei anderen Ausführungsformen ist der Boden der Ausnehmung von einer dünnen Metallwand verschlossen, welche zugleich Abdichtung und Wärmeübertragung gewährleistet.

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Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Anordnungen und insbesondere Kühlsysteme weiter zu vereinfachen und zu verbilligen.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Man kann so die erfindungsgemäße Anordnung wie ein Ventil benutzen, wobei die Abdichtzone als Ventilsitz und die Metallfläche der Thermostatkapsel als Schließglied wirkt. Man kann also durch dieses Ventil z.B. den Flüssigkeitsbehälter füllen oder leeren, und man kann dadurch z.B. bei einem Kraftfahrzeug ein .gesondertes Ablaßventil einsparen. Daher braucht zur Betätigung dieses "Ventils" nicht die gesamte Thermostatkapsel aus der Ausnehmung herausgenommen werden, sondern es genügt, sie etwas zu lösen bzw. zu lockern, wie das im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wird.

Die Metallfläche, welche an einem Ende des Gehäuses der Thermostatkapsel vorgesehen ist, kann von einem G-ewindestopfen gebildet werden, in den diese Kapsel genau eingepaßt ist, wie das aus dem Stand der Technik bekannt ist. Bevorzugt wird jedoch wegen der größeren Wirtschaftlichkeit eine Lösung, bei welcher am Ende der Kapsel eine Metallplatte vorgesehen ist, welche die Bimetallscheibe festhält und deren Rand auf die Wand des Kapselgehäuses aufgebördelt ist. Hierbei geht man dann bevorzugt so vor, daß die Innenseite der Ausnehmung zwischen der nach außen mündenden öffnung und der in den Behälter mündenden Öffnung eine sich verjüngende Zone aufweist, gegen welche ein hierzu etwa komplementär ausgebildeter Endabschnitt einer die Kapsel aufnehmenden Hülse dichtend anliegt, und daß der Endabschnitt der Hülse zwischen dem umgebördelten Rand des Metallbodens der Kapsel und der sich verjüngenden Zone eingespannt ist und dadurch als Abdichtung wirkt. Man erhält so sin eine zusätzliche Abdichtung in radialer Richtung, welche die Sicherheit einer erfindungsgemäßen Abdichtung erheblich erhöht,

Ferner wird die erfindungsgemäße Anordnung mit Vorteil so ausgebildet, daß die Hülse auf ihrer Innenseite mit einer gegen das Gehäuse der Kapsel anliegenden Schulter versehen ist,

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und daß die Hülse mit einem in ein Innengewinde der Ausnehmung einschraubbaren Außengewinde versehen ist. Die Hülse selbst wird in bevorzugter Weise aus Kunststoff hergestellt bzw, gespritzt.

Eine erfindungsgemäße Anordnung eigent sich gleichermaßen für eine Behälterwand aus Metall wie für eine solche aus Kunststoff. Bas Ausführungsbeispiel zeigt die Anwendung bei einem aus Kunststoff gespritzten Behälter.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel. Es zeigt

Fig. 1 eine raumbildliche Darstellung einer an sich bekannten Thermostatkapsel oder -zelle, bei der die Unterseite von einer Metallplatte verschlossen ist,

Fig. 2 eine Darstellung analog Fig. 1, bei der die Metallplatte nicht dargestellt ist, um die Lage der Bimetallscheibe 3 in der Kapsel zu zeigen, und

Fig. 3 eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform, welche die Anbringung der Kapsel nach Fig. 1 in einer Behälterwand zeigt.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Thermostatkapsei weist ein zylindrisches Gehäuse 1 aus isolierendem Werkstoff auf, dessen offenes unteres Ende 2 wie in Fig, 2 dargestellt, eine Bimetallscheibe 3 aufnimmt. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist dieses untere Ende 2 von einem kreisförmigen Versehlußdeckel 4 aus Metall verschlossen, welcher die Bimetallscheibe 3 in ihrer Lage festhält und dessen Rand 5 nach oben umgebogen und bei 6 auf die Außenseite 7a der zylindrischen Wand 7 des Gehäuses 1 umgefalzt bzw. aufgebördelt ist. Die Bimetallscheibe 3 ist bei normaler Temeratur konvex nach außen. Überschreitet

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ihre Temperatur einen vorgegebenen Wert, so ändert sie abrupt ihre Gleichgewichtslage und wird konvex nach innen, wobei sie eine Verbindung zwischen zwei (nicht dargestellten) Kontakten herstellt oder öffnet, welche Kontakte jeweils mit einer von zwei Anschlußfahnen 8,9 verbunden sind, die aus der Oberseite 10 des Gehäuses 1 herausragen. Die Metallplatte 4 steht in Wärmekontakt mit dem TJmfangsteil der Bimetallscheibe 3 und hält diese im Gehäuse 1 fest. Der mittlere Teil 11 der Metallplatte 4 ist so tiefgezogen, daß er leicht nach außen vorsteht und dadurch im Gehäuseinneren eine Ausnehmung für die Bimetallscheibe 3 bildet; diese Ausnehmung wird benötigt, wenn die Bimetallscheibe nach außen konvex ist.

Diese Thermostatkapsel an sich bekannter Bauart soll beim Ausführungsbeispiel in der Wand des Kühlwasserbehälters eines (nicht dargestellten) Kraftfahrzeugs befestigt werden und dient dazu, einen (nicht dargestellten) Lüfter ein- oder auszuschalten, je nach dem, ob die Wassertemperatur unter oder über der vorgegebenen Schalttemperatur der Thermostatkapsel liegt. Die Schaltfahnen 8,9 liegen hierzu beispielsweise im Stromkreis des Lüftermotors oder einer Magnetkupplung, über die der Lüfter bei Bedarf vom Motor des Kraftfahrzeugs angetrieben wird,

Fig. 3 zeigt die Anbringung der in ihrer Gesamtheit mit

12 bezeichneten Kapsel in der Wand 13 des nur schematisch angedeuteten Kühlwasserbehälters, dessen Wasserseite mit 14 bezeichnet ist und der aus Kunststoff hergestellt ist. Die Wand

13 ist mit einem zylindrischen, hohlen Vorsprung 15 versehen, der senkrecht von dieser Wand nach außen absteht und dessen hohle Innenseite eine mit einem Innengewinde 16 versehene Ausnehmung bildet, wobei das Innengewinde 16 gleichzeitig mit dem Vorsprung 15 und der übrigen Wanl 13 geformt bzw. gespritzt ist. Die Wand 13 erstreckt sich bis ΐηέ Innere des hohlen Vorsprungs 15 und bildet an dessen Basis einen Boden 17, der von einer zentralen öffnung 18 durchdrungen ist, welche also in den Wasserbehälter mündet. Auf der Innenseite des Vorsprunge 15 ist zwischen dem Gewinde 16 und dem Boden 17

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ein sich verjüngender, "bevorzugt kegelstumpfförmiger Abschnitt 19 vorgesehen, dessen kleinerer Querschnitt dem Boden 17 zugewandt ist. Der Vorsprung 15 ist mit einem rohrförmigen seitlichen Fortsatz 20 versehen, der ebenfalls bei der Herstellung angeformt bzw. gespritzt wurde und mit Behälterwand 13 und ■Vorsprung 15 einstückig ist. Dieser Fortsatz 20 mündet auf der einen Seite in der Ausnehmung des Vorsprungs 15 knapp oberhalb des sich verjüngenden Abschnitts 19, d.h. zwischen diesem Abschnitt 19 und dem oberen Ende 15a der Ausnehmung, und er mündet auf der anderen Seite auf der Außenseite des Wasserbehälters 14 und bildet so eine nach außen mündende Öffnung.

Die Kapsel 12 wird in dieser Ausnehmung des Vorsprungs 15 angebracht, und zwar mittels einer Hülse 21 aus Kunststoff. Diese hat einen zylindrischen unteren Abschnitt 22 mit einem Außengewinde 23, und einen oberen Abschnitt 24 kleineren Durchmessers, dessen Außenseite als Sechskant ausgebildet ist und dessen zylindrische Innenseite über eine Schulter 25 mit der zylindrischen Innenseite des unteren Abschnitts 22 verbunden ist. Das untere Ende des unteren Abschnitts 22 verjüngt sich an einer Zone 26 nach unten hin, und zwar komplementär zur Zone 19, also bevorzugt kegelstumpfförmig. Die Hülse 21 ist so bemessen, daß die Kapsel 12 einschließlich des Deckels 4 in die Innenausnehmung des Abschnitts 22 paßt, und daß wenn die Oberseite 10 der Kapsel 12 gegen die Schulter 25 anliegt, der Metalldeckel 4 einige Millimeter über den unteren Rand 27 des Abschnitts 22 herausragt. Die Dicke des Abschnitts 22 ist so gewählt, daß wenn die Hülse 21 wie dargestellt voll in den Vorsprung 15 eingeschraubt ist, d.h. wenn der untere Rand der Metallplatte 4 gegen den Boden 17 in Anlage kommt, der sich verjüngende Endabschnitt 26 stark zusammengepreßt wird zwischen der Zone 19 einerseits und dem hochgebogenen Rand 5 der Metallplatte 4 andererseits, um so die Kapsel 12 auch um die Metallplatte 4 herum gut abzudichten. Der hochgezogene Rand 5 ist also satt in die zylindrische Innenausnehmung des Abschnitts 22 eingepaßt.

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Die Kapsel 12 wird wie folgt montiert;

Man führt zunächst die Kapsel 12 in der gezeichneten Lage von unten nach oben in die Kunststoffhülse 21 ein und schraubt dann diese mit ihrem Außengewinde 23 in das Innengewinde 16. Wenn die Verschraubung gut angezogen ist, wird der sich verjüngende Endabschnitt 26 der Kunststoffhülse in der beschriebenen Weise radial eingespannt, so daß der Metalldeckel 4 die Verbindung zwischen der Öffnung 18 und der Außenseite des Behälters 13 sicher absperrt. Da der Metalldeckel 4 wärmeleitend mit dem Umfangsteil der Bimetallscheibe 3 verbunden ist, hält er diese nicht nur fest, sondern überträgt auch auf sie die Temperatur des auf der Seite 14 des Behälters 13 befindlichen Wassers oder einer sonstigen Flüssigkeit bzw. eines sonstigen Gases.

Wenn sich nun der Vorsprung 15 z.B. auf der Unterseite des Wasserbehälters befindet, braucht man nur die Hülse 21 etwas in Öffnungsrichtung zu schrauben, um zwischen ihrem sich verjüngenden Abschnitt 26 und der Zone 19 einen Durchlaß zu bilden, der die Öffnung 18 mit dem Rohr 20 verbindet und so ein Entleeren des Wasserbehälters ermöglicht. Hülse 21 und Kapsel 12 dienen also zusammen als Schließglied eines Ventils, dessen Sitz vom Wasserbehälter selbst gebildet wird. Dieses Ventil kann z.B. beim Füllen des Wasserbehälters auch zum Drosseln des Wasserstroms dienen, wenn der Behälter .schon beinahe gefüllt ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform ragt das Außengewinde 23 im eingeschraubten Zustand nicht über das Innengewinde vor, vgl. Fig. 3. Man könnte jedoch auch das Außengewinde 23 länger machen und hierauf eine Kontermutter aufschrauben und mit ihr lie Hülse 21 sichern, wie das z.B. in Fig. 2 der DT-OS 26 28 835 der Anmelderin dargestellt ist, auf deren gesamten Offenbarungsgehalt zur Vermeidung von Längen Bezug genommen wird.

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Naturgemäß sind im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens der vorliegenden Erfindung zahlreiche weitere Abwandlungen und Modifikationen möglich, insbesondere durch Substitution von technischen Äquivalenten. So könnte z.B. die Hülse 21 außen glatt, also ohne Gewinde, ausgebildet sein und könnte mittels einer Hut- oder Überwurfmutter befestigt sein, die auf ein Außengewinde des Vorsprungs 15 aufgeschraubt ist. Das Gehäuse 1 der Kapsel 12 braucht nicht überall zylindrisch ausgebildet zu sein, doch wird es an seinem unteren, vom Metalldeckel 4 verschlossenen Abschnitt bevorzugt rotationssymmetrisch ausgebildet.

Patentanwälte

Dipl.-[ng. Horst Rosa Dipi.-ing. Peter Kose)

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Claims

DIPL.-ING. HORS^T fttfSE DIPL.-ING. PETER KOSEL

PATENTANWÄLTE 2650004

3353 Bad Gandershelm, 5. November 1976 Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382) 2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm Unsere Akten-Nr. 2472/27

Societe Anonyme Francaise du FERODO
Patentgesuch vom 5. November 1976

Patentansprüche

inordnung zur Anbringung einer wärmeempfindlichen KapsaT7 insbesondere einer Thermostatkapsel, in der Wand eines eine Flüssigkeit aufnehmenden-Behälters, wobei diese Kapsel ein ein wärmeempfindliches Element enthaltendes Gehäuse aufweist und an einem Ende dieses Gehäuses eine mit dem wärmeempfindlichen Element in Wärmekontakt stehende, vorzugsweise an diesem Gehäuse befestigte Metallfläche vorgesehen ist, ferner mit einer in dieser Wand ausgebildeten Ausnehmung, deren Boden mit einer in den Behälter mündenden Öffnung versehen ist, und mit einer Vorrichtung zum diese Ausnehmung abdichtend verschließenden Festhalten der Kapsel in dieser Ausnehmung, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhaltevorrichtung (21) die Metallfläche (4), ggf« unter Zwischenschaltung eines Dichtrings, dichtend in Lage gegen eine Abdichtzone (17) der Innenseite der Ausnehmung (15) hält, daß diese Ausnehmung (15) seitlich mit einer nach außen mündenden Öffnung (20) versehen ist, und daß die Abdichtzone (17) zwischen der nach außen mündenden Öffnung (20) und der in den Behälter (13) mündenden Öffnung (18) liegt.

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Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandershelm, Kto.-Nr.22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715

2, Anordnung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Ausnehmung (15) zwischen der nach außen mündenden Öffnung (20) und der in den Behälter (13) mündenden Öffnung (18) eine sich verjüngende, vorzugsweise kegelstumpfförmige Zone (19) aufweist, gegen welche ein hierzu etwa komplementär ausgebildeter Endabschnitt (26) einer die Kapsel (12) aufnehmenden Hülse (21) dichtend anliegt.

3« Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (26) der Hülse (21) zwischen der Kapsel (12) und der sich verjüngenden Zone (19) eingespannt ist und dadurch als Abdichtung wirkt,

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (21) auf ihrer Innenseite mit einer gegen das Gehäuse der Kapsel (12) anliegenden Schulter (25) versehen ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (21) mit einem in ein Innengewinde (16) der Ausnehmung (15) einschraubbaren Außengewinde (23) versehen ist.

Patentanwälte

Dipl.-Inq. Horsi Rose DlpL-I:>Q. PoterKosel

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