Ein Blick ins Innere des Heizkörper-Thermostat II

[STdesign]

Hallo zusammen,

vor geraumer Zeit hatte ich mit einem anderen Produkt ein Heizkörper-Thermostat II erhalten. Verwendung dafür habe ich keine. Bevor es rumliegt habe ich einen Blick ins Innere geworfen. Alle, die es interessiert, dürfen gern weiterlesen.

Los geht's:

Das Gehäuse lässt sich sehr gut und einfach öffnen.

• Den silbernen Dreh-/Drucksteller abziehen. Dieser ist nur gesteckt. Die größte Gefahr ist, dass die seitlichen Plastikfedern, die die Kappe zentrieren, durch schräges abziehen abbrechen. Eine hat es bei mir leider erwischt.

   

• Nach lösen der 4 kleinen Kreuzschlitz-Schrauben Können zwei Plastikkappen abgenommen werden. Und der Blick auf die Platine wird frei. Gut erkennbar sind die drei Mikroschalter für die Bedienung (drücken, links/rechts drehen).

   

• Die Platine liegt nur locker drin und ist nicht weiter befestigt (wird von den zuvor entfernten Teilen gehalten). Also einfach rausnehmen. Eine zweite Platine mit dem Display und die Motorleitungen sind gesteckt.

   

• Die Teile nochmal einzeln.

   

• Das Gehäuse des Thermostats besteht aus zwei ineinander gesteckten Teilen, die sich nun einfach auseinander schieben lassen. Dadurch wird auch der Motor sehr gut zugänglich.

   

• Der Motor mit aufgesetztem Getriebe lässt sich nach lösen der beiden Schrauben und aushängen der Kabel leicht entnehmen.

   

• Nach lösen drei weiterer Schrauben lässt sich das Getriebe abnehmen und Zahnrad für Zahnrad zerlegen.

   

• Der Motor selbst lässt sich nicht weiter auseinander nehmen.

Ein paar Erkenntnisse:

• Das Gerät lässt sich sehr gut und einfach zerlegen.
• Das Getriebe lässt sich problemlos erreichen und bei Bedarf schmieren. Es häufen sich in letzter Zeit Meldungen über laute Heizkörper-Thermostate II. Einen Versuch ist es sicher wert.
• Der Stempel, welcher den Ventilstift betätigt, dreht sich selbst nicht, sondern verschiebt sich nur linear. Ein Unterschied zum alten Heizkörper-Thermostat 
• Evtl. hilft es bei Geräuschen auch die Laufbahn des Stempels zu schmieren, damit sich dieser leicht, einwandfrei und ohne "stuckern" bewegen lässt.
• Die Zahnräder des Getriebes erscheinen mir fast alle identisch (Zähnezahl habe ich nicht gezählt). Sie dienen scheinbar eher der Längenüberbrückung, als diversen Übersetzungen. Das ist unüblich, weil im Eingriff stehende Verzahnungen eigentlich ungleiche Zähnezahlen haben sollen, damit nicht immer gleiche Flankenpaarung im Eingriff sind (negativ für Verschleiß und Geräuschbildung). Bei diesen Miniaturgetrieben ggf. vernachlässigbar.
  🍅auf den Augen gehabt, Korrektur unten: es ist eine mehrstufige Untersetzung
  
• Die Position wird m.E. nicht über die Dauer der Motoransteuerung ermittelt, sondern über das erfassen der (halben) Motordrehungen über einen federnden Kontakt auf der Hauptplatine.

   

Das Gerät ist derzeit noch zerlegt. Wer spezielle Fragen hat oder Bilder wünscht gern melden.

[WHasse1]

Vielen Dank für die interessanten Einblicke. Das Schmieren der Zahnräder ist aufgrund der Geräuschproblematik eine gute Idee. Ich empfehle aufgrund der Plastikzahnräder ein hochwertiges Teflonfett zu nehmen. Ich habe so etwas im Modellbau im Einsatz und es wird auch hier gute Dienste leisten können. Ein Versuch wäre es wert.

[STdesign]

Du scheinst Erfahrung damit zu haben: Ist Teflonfett, wie Teflonspray, ein Trockenschmierstoff? Falls ja, fehlt dann nicht die dämpfende Wirkung der zähen Masse, die sonst "klappernde" Hohlräume füllt?

Ich hätte spontan an Gleitmittel (aus dem Baumarkt natürlich 😅) gedacht. Ohne zu wissen, was dort drin ist oder ob es was taugt.

[WHasse1]

Ich nutze dieses:

[Maurice]

Die Zahnräder mögen identisch sein, aber es greift ja immer das kleinere in das größere. Ist eine klassische mehrstufige Untersetzung, keine Längenüberbrückung. Mit jedem Zahnrad reduziert sich die Drehzahl und erhöht sich das Drehmoment.

[STdesign]

Stimmt natürlich, voll der Blackout. Fast schon peinlich 😂 weil ich auch mal vor längerer Zeit Getriebelehre und gehört hatte.

[Maurice]

Getriebelehre habe ich nie gehört, in einer früheren Karriere (Alter ca. 8 - 14) war ich aber begeisterter Lego-Technic-Konstrukteur. 😂

[STdesign]

Dito ... und bin ich immernoch. Aber wie es manchmal so ist, sieht man die einfachsten Zusammenhänge vor lauter Bäumen nicht 🙈 Stattdessen kommen sofort die Gedanken an Flankenpressung und Abwicklung der Evolvente hoch 🤣 Am besten einfach mal länger Urlaub nehmen und die Lego-Kiste vom Speicher holen 😁

[charly11]

Super Bilder, das ist ja wirklich interessant. An welcher Stelle wird denn die Druckkraft des Stempels gemessen. Mein Thermostat meldet ab und zu schwergängiges Ventil, obwohl das gar nicht der Fall ist. Würde mich sehr interessieren, ob das irgendwo auch gemessen wird, wobei ich ja annehme, dass der Service sich auf meine Mail meldet und das Teil eh Retoure geht. Ist also mehr aus Neugierde, da ja irgendwann auch die Garantie abläuft. Wie fährt denn der Stempel aus, über ein Zahnrad?

[STdesign]

Sicher weiß ich es natürlich nicht, jedoch würde ich denken, dass das Drehmoment über den Stromfluss ermittelt wird. Ist üblich bis hin zu großen Elektromaschinen, weil I ~ M ist.

Wird der Strom zu groß, kommt die Fehlermeldung. So meine Theorie.

Der Stempel bewegt sich nur linear und wird über drei Stege geführt. Im Stempel ist ein Schraubengewinde welches die rotatorische Zahnraddrehung in eine axiale Bewegung wandelt.

Es könnte also sein, dass diese lineare Bewegung selbst bereits schwergängig ist durch Verschmutzung oder eine unsauber gearbeitete Laufbahn des Stempels oder durch verklebtes Fett usw. Und gar nicht der Ventilstift selbst schwergängig ist. 

[charly11]

Ich habe auch die Vermutung, dass da etwas schwergängig in der linearen Bewegung geht. Das Ventil scheint es zumindest nicht zu sein. Doof ist nur, dass ja bei der Meldung in der App beim Heizungsventil auch kein erneuter Versuch mehr erfolgt. Das mit dem Strom, da hätte ich eigentlich auch drauf kommen können.  Vielen Dank für die rasche Antwort und die weiteren Aufnahmen. Schönen Abend noch.

[STdesign]

Kurze Info für alle Nachahmer:

Das Heizkörper-Thermostat II lag bis eben auseinander genommen im Keller auf der Werkbank, nicht sonderlich verpackt.

Hab's jetzt wieder zusammengebaut. Batterien rein, an einen Ventilblock montiert. Fertig, läuft wie zuvor.

Also keine Angst vorm zerlegen! Das Teil ist sehr schrauberfreundlich konstruiert.

[WHasse1]

Hast du die Getrieberäder vor dem Zusammenbau gefettet? Wäre interessant, ob das Getriebe dann wirklich ruhiger läuft.

[STdesign]

Nein, habe nichts gemacht. Es war aber auch vorher nicht merklich laut.

[Egal123]

Moin,

ich reihe mich mal in die E05-Geplagten ein. Habe den Thermostat auch schon entsprechend der tollen Anleitung zerlegt. Getriebe läuft sehr leicht. Der Motor samt Getriebe läuft mit 2V aus Netzteil auch ohne Probleme. Auch wenn ich beim Stempel ordentlich gegendrücke. Also vermute ich ein elektrisches Problem.

Zur Positionserfassung: Die 2 silbernen Teile auf der Motorscheibe sind Magnete. Die Pulserfassung erfolgt vermutlich über U5, ein Hall-Sensor. Ich werde mal bei Gelegenheit ein Oszi anschließen und schauen, wie die Pulse aussehen. Vielleicht sind ja die Magnete zu schwach bzw. werden mit der Zeit schwächer.

Dan habe ich mit den Motor-Treiber mal angeschaut, ob der eine Strombegrenzung hat. Es scheint der SGM42513A-1.75 zu sein. Da ist der Motor mit seiner Stromaufnahme weit weg. Ist wohl nicht das Problem.

Hat schon mal jemand in die Richtung geschaut?

[Egal123]

Ich habe heute ein Oszi angeschlossen und U5 liefert wie zu erwarten war einwandfreie Rechteck-Impulse, wenn sich der Motor dreht. Tastverhältnis ca. 50%. Also alles bestens. Der Fehler war es nicht. Bei mir kommt auch ab und zu E03, je nachdem, was gerade beliebt. Außerdem habe ich festgestellt, dass die App behauptet, der Thermostat sei zu 100% auf. In Wahrheit war er jedoch zu. Deutet auch wieder auf Probleme mit der Positionserfassung hin. Auch die Fahrt in die Ausgangsposition vor der Kalibrierfahrt wurde immer wieder abgebrochen, obwohl die Home-Position nicht erreicht war.

Nächster Verdacht ist Wackelkontakt: Ein genauer Blick mit der Lupe auf die Lötstellen des aufgelöteten µC-Moduls (Lötstellen rotes Modul zu Basisplatine) waren jetzt nicht der Hit in Dosen.  Habe diese jetzt nachgelötet und siehe da, der Motor lief jedes mal in Home-Position. Harren wir der Dinge. ob es wieder Errors hagelt.

Den Controller meine ich

Fortsetzung folgt...

[STdesign]

Sehr schön. Danke für die Fortsetzung des Tear Down!

Dann ist der Bügel P1 nur der Abnehmer für den Hall Sensor U5? Ich hätte zunächst erwartet, dass es ein "Schleifkontakt" ist, und auf meinem Foto keine Schleifspuren zu sehen sind, weil das Thermostat unbenutzt ist.

 

[Egal123]

Hi STdesign,

Der Bügel ist für eine gute Masse-Verbindung zum Display wegen EMV.

U5 geht direkt zum roten Modul. Das Macht die Steuerung und funkt.

[Egal123]

Hier ist die Fortsetzung, schneller als gedacht: E03 / E05 !!!

Wieder das Ding auf die Werkbank geschnallt und direkt am Controller und am Hall ein Draht angelötet:

Dann die Platine mit den Fingern mechanisch belastet. Dabei den Pieper angeschlossen gehabt. Keine Unterbrechung. Dann schließe ich jetzt mal den Wackelkontakt aus. 

Es Zeigte sich noch folgendes Phänomen: Bein Einschalten fährt der Stößen nur ganz kurz in Richtung Home-Position und behauptet, dann wäre er dort. Der Stößel war aber weit davon entfernt.

 

Obere Kurve Motoransteuerung, untere Kurve Hall-Pulse. Mit 450ms ist es ein Turbo-Stößel!

--> Da ist was anderes noch Faul.

Da ich auf der 3,3V Versorgung einen ordentlichen Ripple gesehen habe, habe ich mal in der Bastelkiste nach einem Kondensator gesucht und habe 10uF gefunden. Diese mal in Richtung Motor-Controller verfrachtet:

 (Ja, ich weiß, sauber gelötet geht anders, war nur der Test)

Und der Stößel fährt in die richtige Home-Position. Jetzt hängt der Thermostat halb zerlegt wieder an der Heizung.

Harren wir der Dinge. ob es wieder Errors hagelt.

Fortsetzung folgt...

[Geomo]

@Egal123 leider ist auf dem Foto praktisch nichts zu erkennen.