WO2002086646A1 - Beheizbares dehnstoffelement - Google Patents

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WO2002086646A1
WO2002086646A1 PCT/EP2002/002322 EP0202322W WO02086646A1 WO 2002086646 A1 WO2002086646 A1 WO 2002086646A1 EP 0202322 W EP0202322 W EP 0202322W WO 02086646 A1 WO02086646 A1 WO 02086646A1
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WO
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element according
working element
carrier
heating conductor
heating
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Application number
PCT/EP2002/002322
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Starck
Barbu Scarlat Frunzetti
Wolfgang Richter
Original Assignee
Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg
Behr Thermot-Tronik Gmbh
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Priority to US10/469,170 priority patent/US7172133B2/en
Priority to EP02735114A priority patent/EP1364264A1/de
Priority to KR1020037011542A priority patent/KR100880605B1/ko
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • G05D23/1921—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller using a thermal motor

Definitions

  • the invention relates to an expansion working element, in particular for actuating a thermostatic valve, with a housing and with a movable working pin which is led out of the housing, wherein expansion material and a heating device with an electrical resistance element attached to a carrier are arranged in the housing.
  • the coolant circuit of an internal combustion engine has a main valve 1 which blocks the flow when the coolant is cold and a bypass valve which is then open.
  • a valve is regulated on the basis of engine and operating data such as exhaust gas temperature, speed, torque and oil temperature via a gate device for controlling such a thermostatic valve by supplying electrical power to the heating device.
  • EP 718 738 A2 shows a heating device with a flat carrier on which a thick-film resistor is attached. It is disadvantageous that the thick-film resistor is only in contact with the expansion material, such as expansion material axis, on its side facing away from the support and, moreover, the heating surface is small due to the design of the support. In addition, the stroke of the actuating pin is limited by the central diagonal arrangement of the carrier.
  • DE 197 05 721 AI shows a generic device in which the PTC element is arranged on the outside of the housing.
  • the heat transfer to the expansion material in the housing is clearly poor.
  • This also applies in principle to the subject matter of DE 42 33 913 AI and DE 44 09 547 C2, in which a PTC element is arranged on the end face in the interior of the housing and has only a small contact area with the expansion material.
  • the invention has for its object to improve a generic device in that at cheaper and safer manufacturing a 's response (step response) and intrinsichere reliability is briefly given.
  • the stated object is achieved in a generic device in that the carrier has a cavity and in that the resistance heating element is a heating conductor which is wound around the carrier.
  • the configuration according to the invention ensures that the resistance heating element, as the heating conductor itself, is is poor and can therefore be heated up very quickly, the training as a heating conductor allowing a large heat transfer surface to the expansion material, which is supported by the formation of a cavity which is provided in the heating line. This cavity also allows for the large stroke of the actuating pin.
  • the heater in particular compared to the known thick-film element with the same dimensions, in particular the same outer dimensions of the housing, there is a six times larger heat dissipation area, so that specific heating powers are reduced in a corresponding manner with the same power supply. This significantly reduces the risk of local overheating.
  • the heater due to the cavity, the heater can be the same
  • Housing dimensions have a greater axial length without the stroke of the actuating pin being reduced. In this way, uniform expansion of the expansion material is achieved over a large part of the housing height due to its poor thermal conductivity. Overall, the reaction times of the device according to the invention are significantly reduced.
  • the heating conductor has a positive coefficient of electrical resistance, i.e. the resistance-temperature characteristic curve increases monotonously in the work area.
  • the heating conductor has a positive Temperaturkoeffezienten the electrical resistance of> 2 x 10 "3 / K.
  • the coolant of an internal combustion engine is the 'heating power of the lovedsflowerele- ments approximately reduced by one third in the usual temperature range, so that the supply of heat by the heating element at high temperatures is less than the heat dissipation by the coolant washing around the expansion material, so that overheating is excluded.
  • the carrier has an essentially cylindrical outer contour and that the carrier body has a polygonal outer contour, in particular the carrier having a cage-shaped structure.
  • a cage-shaped structure can be formed in that the carrier has longitudinal and transverse ribs.
  • the heating conductor is preferably wound around the longitudinal ribs of the carrier. This ensures all-round contact between the heating conductor and the expansion material, which increases the response speed.
  • the heating conductor is surrounded by an insulating layer that is resistant to high temperatures.
  • This can be an insulating layer made of polyimide lacquer, ceramic or glass.
  • the carrier body consists of high temperature resistant material.
  • the carrier can in particular be made of temperature-resistant, permanent plastic, such as polyphenylene sulfide (PPS) or liquid crystal polymer (Liquid Christall Polymer - LCP), a polymer that is self-reinforcing due to the formation of fibers, but also of epoxy resin, such as Araldit ® , and finally also Ceramics, in particular injection-molded polymer ceramics, ie polymer-bonded ceramics in the initial state.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • Liquid Christall Polymer - LCP liquid crystal polymer
  • Ceramics in particular injection-molded polymer ceramics, ie polymer-bonded ceramics in the initial state.
  • a heat conductor with a positive temperature coefficient preferably consists of an alloy based on an iron-nickel alloy, which can also have other elements such as chromium.
  • the nickel content is in particular between 65 and 75%, preferably around 70%, the ones content between 25 and 35%, preferably around 30%; the chromium content is optionally in the range of 0.5-2%, preferably approximately 1%.
  • the carrier in the housing of its contact parts bearing member by an O-ring seal is because in particular ⁇ sondere the O-ring or is disposed between the housing and supports in an annular shoulder of the support body but the O-ring seal is arranged in a laterally circumferential to a base of the annular groove Trä ⁇ gers.
  • the carrier can be sealingly connected to the housing.
  • This configuration is particularly advantageous if, as is provided in a further development, contact parts of the carrier are injected into a base.
  • a rational production of the carrier body with the contact parts provided in it and thus the device according to the invention is achieved with a method for producing a carrier for such a device, in which contact parts contact the injection molding machine. stuff for a carrier of a heat conductor in the form of a lead frame.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an inventive device for controlling a thermostatic valve.
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of a carrier for the heating conductor with injected
  • Fig. 3 is a partially sectioned illustration of the device according to the invention with a different type of seal compared to Fig. 1
  • FIG. 4 shows a perspective illustration of a heating device according to the invention
  • FIG. 5 shows a side view of a carrier according to FIG.
  • Fig. 6 shows a section through the object of Fig. 5 along the line I-I
  • FIG. 7 shows an illustration of a heating conductor carrier during production with a section corresponding to II -II of FIG. 4; 8a and b Alternative configuration of the contact parts with carrier, here plan view of the underside of the carrier and section along the line III-III.
  • Fig. 9 resistance-temperature characteristics of a preferably used heating conductor material.
  • a device 1 according to the invention has a substantially cylindrical housing 14 with a pot-shaped lower part 14a and an upper part 14b, which is firmly connected to the housing 14a by flanging the free end face of the housing lower part 14a.
  • a heating device 1 a is arranged in the area of the lower housing part 14 a facing away from the upper housing part 14 b.
  • An actuating pin 1b is led out through the upper housing part 14b and is surrounded by a membrane 1c within the housing.
  • the further interior of the housing 14 is filled with an expansion element ld, such as expansion wax.
  • the heating device la has a carrier 2.
  • This has an actual bobbin 7, which is formed like a cage from longitudinal and transverse ribs 8, 9.
  • the transverse ribs 9 -in the embodiment is only an ask- • stabilize the bobbin 7 and prevent while, of winding of the heating wire is formed a constriction of the longitudinal ribs 8.
  • At the upper end of the carrier body is a solid ring 10th
  • the ring 10 has lugs 11, the outer dimensions of which correspond to the inner diameter of the cylindrical lower housing part 14a.
  • a base 4 is formed, the diameter of which also corresponds to the inner diameter of the corresponds to the lower housing part 14a. Base 4 and ring 10 with lugs 11 thus center the carrier 2 in the housing 14.
  • FIG. 3 An alternative proper sealing of the carrier 2 is shown in FIG. 3.
  • a radially circumferential annular groove 17 is formed on the side of the base 4 of the carrier 2, which also receives an O-ring for sealing.
  • a sealing compound 19 is introduced in the area of a keyway 18 between the base 4 and the inner wall of the housing 14, which also acts as a seal due to the high internal pressure.
  • this sealing compound 19 can also be provided in the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 6 which shows the section II of FIG. 5 through the carrier 2, it can be seen that an inner boundary line of the longitudinal and transverse ribs 8, 9 of this exemplary embodiment form a circle, so that the interior of the carrier body 2 is cylindrical.
  • the outer sides or edges of the - in this exemplary embodiment 6- longitudinal - ribs 8 project beyond the outer dimensions of the - in this case one - transverse rib 9 such that the outer connecting line " between two adjacent longitudinal ribs 8 outside the outer dimensions of the transverse rib 9 touched even a heating wire 3 wound around the outer sides of the longitudinal ribs 8 does not cross the ribs 9 and therefore, just as in the area of the openings between the longitudinal and transverse ribs 8, 9, can also be washed around on all sides by the wax wax in the area of the transverse ribs 9.
  • the heating wire is guided in longitudinal ribs 8 in the form of a uniform hexagon.
  • longitudinal ribs 8 for example between 3 and 10, preferably between 4 and 8, is also possible.
  • FIG. 7 The injection of the contact parts 5, 6 into the carrier 2 is indicated in FIG. 7. From FIG. 7 it can be seen that the contact parts 5, 6 are in the form of a lead frame, in which the parts of the lead frame shown in broken lines in FIG. 7 are still present during the spraying process. As can be seen from FIG. 7, a plurality of carriers 2 are simultaneously injected into the mold. After the carrier 2 and the lead frame have been removed from the injection mold, the parts shown in broken lines are removed, so that only the contact parts 5, 6 shown in full lines remain connected to the individual carrier 2. This ensures a rational and well-sealed connection of the contact parts 5, 6 to the outside.
  • the contact parts 5, 6, are not made of flat material, but rather round.
  • the inner ends 5a and 6a are flattened and shaped as a fork 21.
  • the heating wire is attached to it in such a way that it is first wound behind the fork and the end is then passed through the gap 21 of the fork 21. By squeezing the fork tips, the end is securely fixed by melting the layer of insulating material when soldering at this point.
  • the electrical connection is established (see Fig. 8).
  • Fig. 9 shows the monotonically increasing resistance-temperature characteristic of the heating conductor.

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Abstract

Drehstoff-Arbeitselement (1d), insbesondere zur Betätigung eines Thermostatventils, mit einem Gehäuse (14) und mit einem aus dem Gehäuse herausgeführten beweglichen Arbeitsstift (1b), wobei in dem Gehäuse Dehnstoff und eine Heizeinrichtung mit einem auf einem Träger (2) angebrachten elektrischen Widerstandselement angeordnet sind. Insbesondere zur Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit einer solchen Vorrichtung sieht die Erfindung vor, dass der Träger (2) einen Hohlraum aufweist und dass das Widerstandsheizelement ein um den Träger gewickelter Heizleiter (3) ist.

Description

Beheizbares Dehnstoffelement
Die Erfindung betrifft ein Dehnstoff-Arbeitselement, insbesondere zur Betätigung eines Thermostatventils, mit einem Gehäuse und mit einem aus dem Gehäuse herausgeführten beweglichen Arbeitsstift, wobei in dem Gehäuse Dehnstoff und eine Heizeinrichtung mit einem auf einem Träger angebrach- tenen elektrischen Widerstandselement angeordnet sind.
Motoren weisen besonders in der Kaltlaufphase erhöhte Verbrauchs- und Emissionswerte auf. Diese Phase muss daher möglichst verkürzt werden. Dies wird durch Reduzierung der umgewälzten Kühlmittelmenge während der Kaltlauf- und Auf- wärmphase erreicht. Hierzu weist der Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors ein bei kaltem Kühlmittel den Durchfluss sperrendes Hauptvent l und ein dann offenes Umgehungsventil auf. Die Regelung eines solchen Ventils aufgrund von Motor- , Betriebsdaten wie Abgastemperatur, Drehzahl, Drehmoment und Öltemperatur erfolgt über eine gat- tungsgemäße Vorrichtung zum Steuern eines solchen Thermostatventils durch Zufuhr elektrischer Leistung zur Heizeinrichtung.
Die EP 718 738 A2 zeigt eine Heizeinrichtung mit einem ebenen Träger, auf dem ein Dickschichtwiderstand angebracht ist. Nachteilig ist, 'dass der Dickschichtwiderstand nur auf seiner dem Träger abgewandten Seite mit dem Dehnstoff, wie Dehnstoff achs , in Kontakt steht und im übrigen die Heiz- fläche durch die Ausbildung des Trägers gering ist. Darüber hinaus wird durch die mittig diagonale Anordnung des Trägers der Hubweg des Betätigungsstiftes begrenzt.
Die DE 197 05 721 AI zeigt eine gattungsgemäße Vorrichtung, bei der das PTC-Element an der Außenseite des Gehäuses angeordnet ist. Ersichtlich ist der Wärmeübergang auf den im Gehäuse befindlichen Dehnstoff schlecht. Dies gilt grundsätzlich auch für den Gegenstand der DE 42 33 913 AI und der DE 44 09 547 C2 , bei der ein PTC-Element stirnseitig im Inneren des Gehäuses angeordnet ist und lediglich eine geringe Kontaktfläche zum Dehnstoff aufweist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass bei preiswerter und sicherer Herstellung eine kurz'e Ansprechgeschwindigkeit (Sprungantwort) und intrinsichere Betriebssicherheit gegeben ist.
Erfindungsgemäß wird,die genannte Aufgabe bei einer gat- tungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass der Träger einen Hohlraum aufweist und dass das Widerstandsheizelement ein um den Träger gewickelter Heizleiter ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, dass das Widerstandsheizelement .als Heizleiter selbst mas- searm ist und damit sehr schnell aufheizbar ist, wobei die Ausbildung als Heizleiter eine hohe Wärmeübergangsfläche zum Dehnstoff ermöglicht, was durch die Ausbildung eines Hohlraumes, der in der Heizleitung gegeben ist, unterstützt wird. Dieser Hohlraum ermöglicht darüber hinaus den großen Hubweg des Betätigungsstiftes.
Erfindungsgemäß ergibt sich insbesondere gegenüber dem bekannten Dickschichtelement bei gleichen Abmessungen, insbe- sondere gleichen Außenabmessungen des Gehäuses, eine sechsfach größere Wärmeabgabefläche, so dass spezifische Heizleistungen in entsprechender Weise bei gleicher Leistungs- zuführung reduziert wird. Hierdurch wird die Gefahr einer lokalen Überhitzung deutlich reduziert. Darüber hinaus kann aufgrund des Hohlraumes die Heizeinrichtung bei gleichen
Gehäuseabmessungen eine größere axiale Länge aufweisen, ohne dass der Hub des Betätigungsstiftes reduziert wird. Hierdurch wird eine gleichmäßige Erwärmung des Dehnstoffes aufgrund seines schlechten Wärmeleitwertes über einen Groß- teil der Gehäusehöhe hin erreicht. Ingesamt werden die Reaktionszeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich verkürzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Heizleiter einen positiven Koeffizienten des elektrischen Widerstandes hat, d.h. die Widerstands -Temperatur-Kennlinie ist im Arbeitsbereich monoton steigend.
Hierdurch wird die Gefahr einer Dehnstoffüberhitzung und damit eine Zerstörung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die selbstregelnden Eigenschaften des Heizelements ausgeschaltet . In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Heizleiter einen positiven Temperaturkoeffezienten des elektrischen Widerstandes von > 2 x 10"3/K hat. Hierdurch wird im üblichen Temperaturbereich des Kühlmittels eines Verbrennungsmotors die 'Heizleistung des Widerstandsheizele- ments um ca. ein Drittel reduziert, so dass die Wärmezufuhr durch das Heizelement bei hohen Temperaturen geringer ist als die Wärmeabfuhr durch das den Dehnstoff umspülende Kühlmittel, so dass eine Überhitzung ausgeschlossen ist.
Gemäß bevorzugter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung- ist vorgesehen, dass der Träger eine im wesentlichen zylinderförmige Außenkontur hat und dass der Träger- körper eine mehrkantige Außenkontur hat, wobei insbesondere der Träger eine käfigförmige Struktur hat. Eine käfigförmi- ge Struktur kann dadurch gebildet werden, dass der Träger Längs- und Querrippen aufweist. Der Heizleiter ist dabei vorzugsweise um die Längsrippen des Trägers gewickelt. Hierdurch wird allseitiger Kontakt zwischen Heizleiter und Dehnstoff gewährleistet, wodurch die Ansprechgeschwindigkeit erhöht wird.
Zur allseitigen Isolierung der einzelnen Heizleiterwindungen ist vorgesehen, dass der Heizleiter von einer hochtem- peraturbes ändigen Isolierschicht umgeben ist. Es kann sich hierbei um eine Isolierschicht aus Polyimidlack, Keramik oder Glas handeln.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Trägerkörper aus hochtemperaturbeständigem Material besteht. Der Träger kann dabei insbesondere aus temperaturbe- , ständigem Kunststoff, wie Polyphenylensulfid (PPS) oder Flüssigkristallpolymer (Liquid Christall Polymer - LCP) , einem durch Paserbildung selbst verstärkenden Polymer, aber auch aus Epoxidharz, wie Araldit®, und schließlich auch aus Keramik, insbesondere spritzgießfähigem Polymerkeramik bestehen, d.h. im Ausgangszustand Polymer-gebundene Keramik.
Ein Heizleiter mit positivem Temperaturkoeffizienten be- steht vorzugsweise aus einer Legierung auf der Basis einer Eisen-Nickel -Legierung, die darüber hinaus weitere Elemente wie Chrom aufweisen kann. Der Nickelanteil liegt dabei insbesondere zwischen 65 und 75%, vorzugsweise bei ca. 70% der Einsenanteil bei 25 - 35%, vorzugsweise bei ca. 30%; der Chromanteil liegt gegebenenfalls im Bereich von 0,5 - 2%, vorzugsweise ca. 1%.
Der spezifische elektrische Widerstand eines solchen PTC- Drahtes steigt dabei von ca. 0,3 ΩmπArf1 bei Raumtemperatur von 200 weitgehend linear mit dem Faktor Cδ = 1+ΔT zur Be¬ stimmung des Widerstandes bei verschiedenen Temperaturen, wobei der Temperaturkoeffizient α im weitgehend linearen Anwendungsbereich ca. α = 3000 x 10"6/C° beträgt.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Träger im Gehäuse seiner Kontaktteile tragenden Enden durch einen O-Dichtring abgedichtet ist, weil insbe¬ sondere der O-Dichtring zwischen Gehäuse und Träger in einem Ringabsatz des Trägerkörpers angeordnet ist oder aber der O-Dichtring in einem seitlich an einem Sockel der Trä¬ gers umlaufenden Ringnut angeordnet ist. Hierdurch kann der Träger abdichtend mit dem Gehäuse verbunden werden. Diese Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft, wenn, wie in Weiterbildung vorgesehen ist, in einen Sockel, des Trägers Kontaktteile eingespritzt sind. Eine rationelle Herstellung des Trägerkörpers mit in diesem vorgesehenen Kontaktteile und damit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Trägers für eine solche Vorrichtung erreicht, bei dem Kontakteile dem Spritzwerk- zeugs für einen Träger eines Heizleiters in Form eines Stanzgitters zugeführt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt bzw. zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern eines Thermostatventils;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Trä- gers für den Heizleiter mit eingespritzten
Kontaktteilen;
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit gegenüber der Fig. 1 anderer Art der Abdichtung im
Bodenbereich;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung;
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Trägers gemäß Fig.
2;
Fig. 6 einen Schnitt durch den Gegenstand der Fig. 5 gemäß der Linie I-I
Fig. 7 eine Darstellung eines Heizleiterträgers bei der Fertigung mit einem Schnitt entsprechend II -II der Fig. 4; Fig. 8a und b Alternative Ausgestaltung der Kontaktteile mit Träger, hier Draufsicht auf die Unterseite des Trägers und Schnitt entlang der Linie III-III.
Fig. 9 Widerstands-Temperatur-Kennlinien eines bevorzugt eingesetzten Heizleitermaterials.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 14 mit einem topfförmigen Unterteil 14a und einem Oberteil 14b auf, welches durch Umbörde- lung der freien Stirnseite des Gehäuseunterteils 14a fest mit diesem zum Gehäuse 14 verbunden ist.
In dem *dem Gehäuseoberteil 14b abgewandten Bereich des Gehäuseunterteils 14a ist eine Heizeinrichtung la angeordnet. Durch das Gehäuseoberteil 14b ist ein Betätigungsstift lb herausgeführt, der innerhalb des Gehäuses von einem Mem- bran 1c umgeben ist. Der weitere Innenraum des Gehäuses 14 ist durch ein Dehnstoffelement ld, wie Dehnstoffwachs, ausgefüllt.
Die Heizeinrichtung la weist einen Träger 2 auf. Dieser weist einen eigentlichen Spulenkörper 7 auf, der käfigartig aus Längs- und Querrippen 8, 9 gebildet ist. Die Querrippen 9 -im Ausführungsbeispiel ist nur eine dargestellt- • stabilisieren den Spulenkörper 7 und verhindern während, des Wickeins des Heizdrahtes ein Einschnüren der Längsrippen 8. Am oberen Ende des Trägerkörpers ist ein massiver Ring 10 ausgeformt. Der Ring 10 weist Ansätze 11 auf, deren äußere Abmessungen dem Innendurchmesser des zylinderförmigen Gehäuseunterteils 14a entsprechen. Auf der dem Ring 10 abgewandten Seite des Trägers 2 ist ein Sockel 4 ausgebildet, dessen Durchmesser ebenfalls dem Innendurchmesser des Ge- häuseunterteils 14a entspricht. Sockel 4 und Ring 10 mit Ansätzen 11 zentrieren so den Träger 2 im Gehäuse 14. Innerhalb des Sockels 4 ist ein Ringabsatz 16 ausgebildet, der zur Abdichtung einen O-Ring 15 aufnimm .* Eine alterna- tive Abdichtung des Trägers 2 ist in der Fig. 3 dargestellt. Hier ist seitlich am Sockel 4 des Trägers 2 eine radial umlaufende Ringnut 17 ausgebildet, die ebenfalls einen O-Ring zur Abdichtung aufnimmt. Hierdurch ergibt sich eine große Auflagefläche 20 zwischen Träger 2 und Gehäu- se 14 und damit eine hohe Sicherheit auch im Hinblick auf den im Gehäuse 14 herrschenden großen Innendruck. Darüber hinaus ist bei der Ausgestaltung der Fig. 3 im Bereich einer Keilnut 18 zwischen Sockel 4 und innerer Wandung des Gehäuses 14 eine Abdichtmasse 19 eingebracht, die durch den hohen Innendruck ebenfalls abdichtend wirkt. Diese Abdicht- masse 19 kann auch grundsätzlich bei der Ausgestaltung der Fig. 1 vorgesehen sein.
In den Sockel 4 des Trägers 2 sind Kontaktteile 5, 6 mit inneren Anschlussenden 5a, 6a und äußeren Anschlussenden 5b, 6b eingespritzt, die jeweils aus dem Träger 2 herausragen. Um den Spulenkörper 7 ist einlagig ein Heiz- draht 3 gewickelt, an' dessen beiden Enden jeweils mit inneren Anschlussenden 5a, 6a Kontaktteile 5, 6 verbunden sind.
Aus Fig. 6, die den Schnitt I-I der Fig. 5 durch den Träger 2 zeigt, ist entnehmbar, dass eine innere Begrenzungslinie von Längs- und Querrippen 8, 9 dieser beispielhaften Ausführung einen Kreis bilden, so dass das Innere des Träger- körpers 2 zylindrisch ausgebildet ist. Die Außenseiten oder -kanten der -in dieser beispielhaften Ausführung 6- Längs - rippen 8 überragen die äußeren Abmessungen der -in diesem Fall einen- Querrippe 9 derart, dass die äußere Verbin- "dungslinie zweier benachbarter Längsrippen 8 außerhalb der äußeren Abmessungen der Querrippe 9 liegt. Somit berührt auch ein um die Außenseiten der Längsrippen 8 gewickelter Heizdraht 3 die Querrippen 9 nicht und kann daher ebenso wie im Bereich der Durchbrüche zwischen Längs- und Querrippen 8, 9 auch im Bereich der Querrippen 9 allseitig vom Dehnstoffwachs umspült- erden. Durch die Anordnung der
Längsrippen 8 wird der Heizdraht in der dargestellten beispielhaften Ausführung in Form eines gleichmäßigen Sechsecks geführt. Eine andere Anzahl von Längsrippen 8, beispielsweise zwischen 3 und 10, vorzugsweise zwischen 4 und 8, ist ebenfalls möglich.
Das Einspritzen der Kontaktteile 5 , 6 in den Träger 2 ist in der Fig. 7 angedeutet. Aus der Fig. 7 ist ersichtlich, dass die Kontaktteile 5 , 6 in Form eines Stanzgitters vor- liegen, bei dem während des Spritzvorganges die in der Fig. 7 strichpunktiert dargestellten Teile des Stanzgitters noch vorhanden sind. Es werden, wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist, gleichzeitig mehrere Träger 2 in die Form gespritzt. Nach Entnehmen der Träger 2 und des Stanzgitters aus der Spritzform werden die strichpunktiert dargestellten Teile entfernt, so dass mit dem einzelnen Träger 2 lediglich die durchgezeichnet dargestellten Kontaktteile 5, 6 verbunden bleibt. Damit ist eine rationelle und gut dichtende Verbindung der Kontaktteile 5, 6 nach außen sichergestellt.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Kontaktteile 5,6 sind diese nicht aus Flachmaterial, sondern rund ausgeführt. Die inneren Enden 5a und 6a sind dabei flachgedrückt und als Gabel 21 ausgeformt. Der Heizdraht ist derart daran befestigt, dass er zuerst hinter der Gabel aufgewickelt und das Ende dann durch den Spalt 21 der Gabel 21 geführt ist. Durch Zusammendrücken der Gabelspitzen ist das Ende sicher festgelegt durch Abschmelzen der IsolierstoffSchicht beim Verlöten an dieser Stelle. Die elektrische Verbindung ist hergestellt (siehe Fig. 8). Fig. 9 zeigt die monoton steigende Widerstand-Temperatur- Kennlinie des Heizleiters.

Claims

Patentansprüche
1. Dehnstoff-Arbeitselement, insbesondere zur Betätigung eines Thermostatventils, mit einem Gehäuse und mit einem aus dem Gehäuse herausgeführten beweglichen Ar- beitsstift, wobei in dem Gehäuse Dehnstoff und eine
Heizeinrichtung mit einem auf einem Träger angebrachte- nen elektrischen Widerstandselement angeordnet sind, dadurch -gekennzeichnet , dass der Träger (2) einen Hohlraum aufweist und dass das Widerstandsheizelement ein um den Träger gewickelter Heizleiter (3) ist.
2. Arbeitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (3) einen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes hat.
Arbeitselement nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass der Heizleiter (3 ) einen positiven Temperaturkoef - fezienten des elektrischen Widerstandes . von > 2 - x 10" 3/K hat .
4. Arbeitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine im wesentlichen zylinderförmige Außenkontur hat.
5. Arbeitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (2) eine mehrkantige Außenkontur hat.
6. Arbeitselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) eine käfig- förmige Struktur hat.
7. Arbeitselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) Längs- und Querrippen (8, 9) auf- weist.
8. Arbeitselement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (3) um Außenkanten der Längsrippen (8) gewickelt ist.
9. Arbei selement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (3) einlagig auf den Trägerkörper (2) aufgewickelt ist.
10. Arbeitselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Heizlei¬ ters (3) eine Nickel -Eisen-Legierung ist.
11. Arbeitselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter 'mit einer hochtemperaturbeständigen Isolierschicht überzogen ist. •
12. Arbeitselement nach Anspruch 11, .dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter mit einer Isolierschicht aus Polyimidlack überzogen ist.
13. Arbeitselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter mit einer Isolierschicht aus Keramik überzogen ist.
14. Arbeitselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter mit einer Glasisolierschicht überzogen ist.
15. Arbeitselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (2) aus hochtemperaturbetändigem Material besteht.
16. Arbeitselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (2) aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise Polyp enylensulfid (PPS) oder . Flüssigkristallpolymer (Liquid Christall Polymer LCP) besteht . •'
17. Arbeitselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) aus duroplastischem Kunststoff, insbesondere Epoxidharz, wie Araldit® besteht.
18. Arbeitselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Trägerkörper (2) aus spritzgießfähiger Polymerkeramik besteht.
19. Arbeitselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Sockel (4) des
Trägers (2) Kontaktteile (5, 6) eingespritzt sind.
20, Arbeitselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) im Gehäuse (14) seiner Kontaktteile .(5, 6) tragenden Enden durc einen O-Dichtring (15) abgedichtet ist.
21. Arbeitselement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Dichtring (15) zwischen Gehäuse (14) und Träger (2) in einem Ringabsatz (16) des Trägerkörpers (2) angeordnet ist.
22. Arbeitselement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Dichtring (15) in einer seitlich an ei- nem Sockel (4) der Trägers (2) umlaufenden Ringnut (17) angeordnet ist.
23. Arbeitselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sockel (4) des Träger- körpers (2) an seiner der Heizleiter zugewandten Seite eine Keilnut aufweist, in der Dichtmasse angeordnet ist.
24. Arbeitselement nach einem der Ansprüche 17 bis 23, da- . durch gekennzeichnet, daß Kontaktteile (5,6) aus Flachmaterial bestehen.
25. Arbeitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktteile (5,6) aus Rund- aterial bestehen.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Endteile (5a, 6a) der Kontaktteile (5,6) flach gedrückt und als Gabel ausgebildet sind.
27 . Vorrichtung nach Anspruch 26 , dadurch gekennzeichnet , daß der Heizdraht 3 unterhalb ' der 'Gabel auf das' Ende (5a , 6a) des Kontaktteils (5 , 6) aufgewickelt, durch die Gabel (21) geführt und deren Spitze zur Festlegung des Heizdrahtrandes zusammengedrückt ist.
28. 'Thermostatventil, insbesondere für den Kühlmittelkreis - lauf eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch ein Dehnstoff -Arbeitelement nach einem der vorangehenden Ansprüche .
29. Verfahren zur Herstellung eines Trägers für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Kontakteile dem einem Spritz -
Werkzeug für einen Träger eines Heizleiters in Form eines Stanzgitters zugeführt werden.
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