DE3125272C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftglied für in Flüssigkeit ar­ beitende Thermostaten nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Ein derartiges Kraftglied ist aus der DE-AS 19 58 563 be­ kannt. Bei diesem bekannten Kraftglied sind im Berührungs­ bereich zwischen Dichtungshals und Stößel ringförmige Nuten in der Membranoberfläche vorgesehen, um eine Labyrinthab­ dichtung zwischen Membran und Stößel zu bilden.

Nachteilig hierbei ist jedoch, daß kleinste Verletzungen der Dichtungsoberfläche sowohl stößelseitig als auch mem­ branseitig bereits ausreichen, um eine zuverlässige Ab­ dichtung zu verhindern.

Aus der US-PS 30 80 756 ist eine Abdichtung zwischen einem Stößel eines Kraftgliedes für Thermostaten und einer den Stößel umgebenden Membran bekannt, wobei der Stößel im Be­ reich der Abdichtung axial hintereinander mehrere abgestufte Abschnitte konischen Verlaufs aufweist, die in zugehörige konisch verlaufende Ringnuten der Membran eingreifen.

Nachteilig ist bei dieser Abdichtung, daß zur Axialbewegung des Kraftgliedes im Bezug auf die Membran eine hohe Reibung zu überwinden ist, da die konisch verlaufenden Abschnitte des Stößels jeweils mit ihrem größten Durchmesser den kleinsten Durchmesser der konisch verlaufenden Ringnuten in der Membran durchdringen müssen, wozu ein erheblicher Kraftaufwand nötig ist.

Aus der US-PS 30 46 787 ist eine Abdichtung zwischen einem Stößel eines Kraftgliedes für Thermostaten und einer den Stößel umgebenden Membran bekannt, bei der die Membran im Bereich der zentralen Öffnung einen geringeren Durchmesser aufweist als der Stößel, so daß bei eingeschobenem Stößel durch das an dieser Stelle komprimierte Membranmaterial eine erhöhte Dichtkraft auf den Stößel wirkt. Auch hierbei wird der Reibungswiderstand zwischen Membran und Stößel stark erhöht.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftglied für in Flüssigkeit arbeitende Thermostaten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem bei geringer Reibung zwischen Stößel und Membran eine sichere, auch bei zyklischen Relativbewegungen wirksame Abdichtung zwischen Stößel und Membran gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die Unteransprüche angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Kraftglied nach der Erfindung,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Membran im spannungsfreien Zustand vor ihrem Einbau und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3.

In Fig. 1 ist ein Kraftglied 10 dargestellt, das für einen Thermostaten in einer Kühlwasseranlage eines Kraftfahrzeugs geeignet ist.

Das Kraftglied besteht aus einem zylindrischen Napf 11 aus Messing, einer Membran 12 aus Gummi, einer deren Auspressen verhindernden Scheibe 13 aus Polytetra­ fluoräthylen, einem Dichtungsflansch 14 aus Messing, ei­ nem zylindrischen Stößel 18 aus Stahl und einem wärme­ dehnbaren Werkstoff 16, beispielsweise Wachs. Das in dem Napf 11 befindliche Wachs 16 umgibt die im wesentlichen zylindrische Membran 12, die eine zentrale zylindrische Stößeltasche 20 enthält. Die Membran 12 ist mit einem radialen Flansch zwischen einem äußeren Rand 21 des Dich­ tungsflanschs 14 und einer radialen Schulter 22 des Napfes 11 eingespannt. Dies erfolgt durch Umbördeln des Randes 24 des Napfes 11 über den Rand des Dichtungsflansches 14. Bei diesem Einspannen wird eine Ringwulst 25 des Flansches der Membran 12 in eine Ringnut 26 in der unteren Stirnfläche des Dichtungsflansches 14 gepreßt, so daß eine einwandfreie Dichtung eintritt. Von der Stößeltasche 20 der Membran 12 wird der zylindrische Stößel 18 aufgenommen, der sich durch eine zentrale Öffnung 27 im Dichtungsflansch 14 nach außen erstreckt; seine axiale Bewegung wird durch Volumenänderung des Wachses bei sich ändernden Temperaturen bewirkt. Die Scheibe 13 umgibt den Stößel 18 und ist in einer Aussparung 28 in der unteren Stirnfläche des Dichtungsflansches 14 auf­ genommen. Sie verhindert ein Auspressen der Membran bei der Auswärtsbewegung des Stößels durch die Öffnung 27.

Bei derartigen Kraftgliedern ist es äußerst wichtig, den Eintritt der den Thermostaten umgebenden Flüs­ sigkeit in die Stößeltasche 20 zu verhindern, ferner muß eine gleichmäßige Berührung zwischen Membran und Stößel zur Aufrechterhaltung einer einwandfreien Abdichtung bei geringer Reibung gewährleistet sein.

Die Erfindung weicht von den eingangs erwähnten Bauarten ab, indem an der Membran 12 im Bereich der Mündung der Stößeltasche 20 ein Dichtungshals 29 gebildet ist. Die ringförmige Aussparung 28 im Dichtungsflansch 14 hat eine axiale Länge, so daß sie den Dichtungshals voll aufnehmen kann.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Membran 12 im span­ nungsfreien Zustand vor dem Einbau. In diesem weist der Dich­ tungshals eine innere und eine äußere Mantelfläche 34 bzw. 32 auf, die radialen Abstand voneinander haben und gegen­ über dem eingebauten Zustand eine völlig andere Form auf­ weisen. Die innere Mantelfläche 34 wird durch zwei axialen Abstand voneinander aufweisende Wulste 36 und 38 gebil­ det, die radial einwärts gerichtet sind und abgerundete Querschnitte haben. Sie liegen axial zwischen den Enden des Dichtungshalses 29. Die äußere Mantelfläche 32 ist vor dem Zusammenbau konkav gewölbt. Der Spitzendurchmesser D 36, D 38 der Wulste 36 und 38 ist so gewählt, daß diese gegen den Stößel mit einem vorgegebenen Festsitz anlie­ gen. Der Außendurchmesser D 32 und die radiale Tiefe R 32 der konkaven äußeren Mantelfläche 32 sind so gewählt, daß der Dichtungshals beim Zusammenbau, also beim Einführen in die Aussparung 28 im axial mittleren Teil radial nach außen verformt wird, so daß die äußere Mantelfläche 32 in satte Anlage zur Mantelfläche der Aussparung 28 ge­ langt, während die Wulste 36 und 38 der inneren Mantelflä­ che 34 mit ausreichender Kraft gegen den Stößel 18 in An­ lage bleiben, wobei die Kraft durch das erfolgte Zusammen­ pressen des Dichtungshalses 29 gegeben ist. Diese Vorspan­ nung, die dem Dichtungshals 29 beim Zusammenbau erteilt wird, führt zu einem gleichmäßigen Zusammendrücken der Wulste gegen den Stößel 18, und zwar unter statischen und dynamischen Bedingungen.

Die Ringnut 40 zwischen den beiden Ringwul­ sten 36 und 38 kann einen abgerundeten Boden erhalten, da dann eine geringe Kraft zum Zusammendrücken zwecks optimaler Dichtung erforderlich ist. Es wird hierdurch auch die Reibung zwischen dem Stößel und der Membran ver­ ringert, so daß die Gefahr eines Festsetzens des Stößels verringert ist.

Ferner kann die freie Kante 42 der inneren Man­ telfläche 34 abgerundet werden, um den Eintritt des Stö­ ßels 18 beim Einwärtshub zu erleichtern.

Die Scheibe 13 verhindert ein Auspressen des Dichtungshalses 29 durch die Öffnung 27 des Dichtungsflan­ sches 14 beim Auswärtshub des Stößels.

Claims (4)

1. Kraftglied für in Flüssigkeit arbeitende Thermostaten fol­ gender Ausgestaltung:

• a) ein Napf (11) zur Aufnahme eines wärmedehnbaren Werk­ stoffs (16), beispielsweise Wachs, enthält außerdem eine Membran (12) aus elastomerem Werkstoff, die durch einen Dichtungsflansch (14) abgedichtet gegen den Napf festgespannt ist;
• b) die vom wärmedehnbaren Werkstoff umgebende Membran nimmt in einer Stößeltasche (20) einen durch Volumenänderungen des wärmedehnbaren Stoffs axial verschieblichen Stößel (18) auf, der durch eine zentrale Öffnung (27) des Dich­ tungsflansches nach außen geführt ist;
• c) eine starre Scheibe (13) verhindert das Auspressen der Membran (12) durch die Öffnung (27) des Dichtungsflan­ sches, umgibt den Stößel (18) und ist von einer ring­ förmigen Aussparung (28) des Dichtungsflansches aufge­ nommen;
• d) an der Membran (12) ist an der Mündung der Stößel­ tasche (20) ein den Stößel (18) umgebender Dichtungs­ hals (29) gebildet;
• e) die Mantelfläche der ringförmigen Aussparung (28) im Dichtungsflansch (14) ist so bemessen, daß sie den Dichtungshals (29) voll aufnimmt;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• f) der Dichtungshals (29) hat eine innere Mantelfläche (34), die aus zwei axialen Abstand voneinander aufwei­ senden radial nach innen gerichteten Wulsten (36, 38) besteht, und eine äußere Mantelfläche (32), die im spannungsfreien Zustand vor dem Einbau konkav ist;
• g) die beiden Wulste (36, 38) der inneren Mantelfläche (34) liegen mit einem vorgegebenen Festsitz gegen den Stößel (18) an;
• h) der Außendurchmesser (D 32) und die Tiefe (R 32) der konkaven äußeren Mantelfläche (32) vor dem Zusammen­ bau ist so bemessen, daß beim Einführen des Dichtungs­ halses in die ringförmige Aussparung während des Zu­ sammenbaus der Dichtungshals in seiner axialen Mitte radial nach außen verformt wird und abdichtend gegen die Mantelfläche der Aussparung zur Anlage gelangt, während die Wulste (36, 38) der inneren Mantelfläche durch das Zusammendrücken des Dichtungshalses an der Mantelfläche der Aussparung abdichtend gegen den Stö­ ßel (18) gehalten bleiben.

2. Kraftglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die radiale einwärts gerichteten ringförmigen Wulste (36, 38) des Dichtungshalses (29) abgerundeten Querschnitt aufweisen.

3. Kraftglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die freie Kante (42) der inneren Mantelfläche (34) des Dichtungshalses (29) abgerundet ist und daß die Nut ( 40) zwischen den beiden axialen Abstand voneinander aufweisenden Wulsten (36, 38) einen abgerundeten Boden hat.