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Mercedes-Benz® W124/W126/R129: Anleitung zum Austausch des Hubmagneten im Monoventil/Duoventil der Fahrzeug-Heizung (Taktventile)

Bei Dauerheizen oder nachlassender Heizleistung: Fehlerursachen und Reparaturanleitung am Beispiel W126.

Ein kleiner Hinweis zu Beginn: Die Arbeit kann auch von einem unerfahrenen Schrauber wenigstens beim W126 in etwa 15 bis 30 Minuten erledigt werden, sofern das passende Werkzeug vorhanden ist. Andernfalls oder auch wenn Ihnen das Handwerkliche bisher fremd war, sollte man die Finger davon lassen. Vorsicht: Die Schraubenschlitze respektive die Schraubenkreuze sind mit nicht passendem oder schräg angesetzten Schraubendreher schnell so ausgeleiert, dass die Schrauben ausgebohrt werden müssten. Das wäre dann weitaus aufwendiger als die eigentliche Arbeit.


1. Funktionsweise der Heizungsanlage und mögliche Störungen beim Mercedes W124/W126/R129

Die Fahrzeuge ohne Klimaautomatik haben eine getrennte Heizungstemperaturregelung für die Fahrer- und die Beifahrerseite. Das Bauteil, welches den Zufluss von Heißwasser in den Wärmetauscher steuert, ist hier das Duoventil. 'Duo' deswegen, weil es aus zwei Ventilen besteht - für jede Seite eines.

Die Fahrzeuge mit Klimaautomatik haben eine gemeinsame Heizungstemperaturregelung für die Fahrer- und die Beifahrerseite. Das Bauteil, welches den Zufluss von Heißwasser in den Wärmetauscher für beide Seiten steuert, ist hier das Monoventil. 'Mono' deswegen, weil es eben nur aus einem Ventil besteht.

Funktionsweise beider Varianten: Stromlos ist das Ventil offen - d.h. das Kühlwasser hat freien Durchfluss zum Wärmetauscher. Die Taktventile schließen dann nicht. Es kann aber auch sein, dass sie von einem defekten Steuergerät (Regelelektronik) keine Ansteuerung bekommen. Denn das Steuergerät sendet bei Übereinstimmung von am Drehrad eingestellter Temperatur und Innenraumtemperatur - auch bei ausgeschaltetem Motor, aber eingeschalteter Zündung erstmals nach 30 Sekunden Wartezeit - alle 3,2 Sekunden einen Stromimpuls zum Ventil. Mit diesem Impuls alleine wird das für einen Moment geschlossen und sofort wieder für so lange Zeit stromlos geöffnet, die es das Steuergerät zum Heizen für erforderlich hält - maximal drei Sekunden. Wäre der Heizbedarf durch eine größere Temperaturdifferenz größer, würde das Steuergerät das Taktventil solange stromlos halten, bis die Wunschtemperatur erreicht ist. Umgekehrt: Wäre der Kühlbedarf durch eine größere Temperaturdifferenz größer, würde das Steuergerät das Taktventil solange unter Strom geschlossen halten, bis die Wunschtemperatur erreicht ist.


2. Die Heizungsregelung und Temperaturfühler

Das Steuergerät der Heizungsregelung berechnet also die Temperaturdifferenz zwischen der am Temperaturwählrad eingestellten Temperatur mit der vom Innenraumtemperaturfühler gemeldeten Temperatur. Aufgrund des Temperaturunterschieds errechnet es auf Basis seiner Programmierung diejenige Lufttemperatur am Wärmetauscher, welche zum Erreichen der eingestellten Wunschtemperatur sinnvoll ist. Und bis diese Temperatur am Wärmetauscher erreicht ist, wird das Ventil entweder stromlos gehalten (Heizen) oder unter Strom geschlossen (Kühlen).

  • HEIZEN: Wenn also die Innenraum-Temperaturfühler dem Steuergerät niedrigere Temperaturwerte melden, als am Stellrad für die Heizungsregelung eingestellt ist, dann muss geheizt werden: Bei großer Temperaturdifferenz würde das Heizventil dauerhaft offen sein (eine Prüflampe würde keinen Stromfluss anzeigen), bis die gewünschte Innenraumtemperatur nahezu erreicht ist. Erst dann wird das Taktventil alle 3,2 Sekunden angesteuert, um entsprechend des restlichen Wärmebedarfs nur noch sehr kurz - maximal 3 Sekunden je 3,2 Sekunden-Takt - den Zufluss zum Wärmetauscher freizugeben.
  • KÜHLEN: Wenn die Innenraum-Temperaturfühler dem Steuergerät höhere Temperaturwerte melden, als am Stellrad für die Heizungsregelung eingestellt ist, dann muss gekühlt werden: Bei großer Temperaturdifferenz würde das Heizventil dauerhaft geschlossen sein (eine Prüflampe würde einen dauerhaften Stromfluss anzeigen), bis die gewünschte Innenraumtemperatur nahezu erreicht ist. Erst dann wird das Taktventil alle 3,2 Sekunden angesteuert, um entsprechend eines möglicherweise entstehenden Wärmebedarfs den Zufluss zum Wärmetauscher sehr kurz - maximal 3 Sekunden je 3,2 Sekunden-Takt - freizugeben.

Man hört das regelmäßige 'Ticken' des angesteuerten Ventils im 3,2 Sekunden Abstand nur, wenn die am Temperatur-Wählrad eingestellte Temperatur in etwa mit der Innenraum-Temperatur übereinstimmt. Bei eingeschalteter Zündung und abgestelltem Motor kann man zudem sehr schön hören, wie nur für die Dauer der Ventilöffnung die elektrische Zusatz-Wasserumwälzpumpe zur Heizungsunterstützung mitläuft. Dieses Ticken tritt naturgemäß nicht auf, wenn die Sicherung defekt ist oder ein Kontaktproblem am Stecker vorliegt oder ein Kabel gebrochen ist oder das Steuergerät der Heizungsregelung defekt ist. Andersherum tritt das Ticken des Ventils auch auf, wenn dessen Gummimembrane defekt ist.

Die Innenraumluft wird über einen kleinen Schlauch und durch eine elektrische Luftpumpe zum Innentemperatursensor geführt, der hinter dem Handschuhfach positioniert ist. Die Luftansaugung befindet sich bei Fahrzeugen ohne Schiebedach am Armaturenträger hinter einem Gitter, bei Fahrzeugen mit Schiebedach oben links neben der Deckenleuchte. So werden für die Klimaautomatik mit nur einem Temperaturbereich drei Temperaturfühler benötigt: Einen für die Innenraumtemperatur (hinter dem Handschuhfach), einen für die Ausström-Temperatur im Heizungskasten mit dem Wärmetauscher (hinter dem Bedienteil der Heizung) und einen dritten vorn im Wasserkasten beim Scheibenwischermotor. Letzterer liefert die Außentemperatur an das Steuergerät und ist nahezu unverwüstlich.


3. Der Wärmetauscher

Der Bereich des Wärmetauschers, in den das heiße Wasser hinläuft, ist am wärmsten. Solange das Taktventil schließt, kommt kein heißes Wasser nach - das im Wärmetauscher befindliche Warmwasser kühlt durch die diesen durchströmende Luft ab. Sofern die Heizungssteuerung den Zulauf wieder freigibt, läuft heißes Wasser nach. Das zuvor eingeflossene Wasser wird dann im Wärmetauscher primär durch die elektrische Zusatzwasserpumpe ein Stück in Richtung Abgang transportiert. In dem Abgangsbereich wird die durchströmende Luftmenge weniger erwärmt als in der Nähe des Zuflusses. Das nutzen die Konstrukteure aus, indem sie an dessen wärmeren Bereichen die Belüftung der Fußraumdüsen abzweigen, an den kälteren diejenige für Entfroster- und Seitendüsen.

Die elektrische Zusatz-Umwälzpumpe sowie die Taktventile befinden sich übrigens im Rücklauf des Heizungswassers vom Wärmetauscher.


4. Störungen in der Mercedes Heizungsregelung durch defekte Mono-/Duo-Taktventile

  1. Da das Taktventil stromlos immer offen ist, führt eine
    • korrodierte oder durchgebrannte Sicherung (selten),
    • ein Kabelbruch
    • oder Korrosion an einer Kabelverbindung (selten)
    • oder eine aufgehängte Heizungssteuerungs-Software (Kontrolleuchte im Umluftschalter blinkt - Sicherung entfernen, Zündung an und wieder aus, 2 Minuten warten und Sicherung einsetzen)
    dazu, dass die Heizung maximal heizt (Notheizbetrieb).
  2. Ein häufigerer Defekt scheint jedoch ein durch Kalkablagerungen klemmendes Ventil zu sein. Kalk am Magnetventileinsatz und in der diesen umgebenden Plastikhülle lässt es klemmen und behindert die Regulierung. Dann bleibt das Ticken des Ventils aus. Vorsorglich stets nur destilliertes Wasser zum Kühlerfrostschutz in das Kühlsystem geben.
  3. Am Häufigsten jedoch reißt die Gummimembran des Magnetventil-Einsatzes nach etwa 20 Jahren oder 200.000 Km Fahrleistung ein. Dies beeinträchtigt die Regulierung erheblich. Nach dem ersten, stets kräftigen Aufheizen kommt nur noch lauwarme Luft. Denn beim ersten Takten nach dem Aufheizen bleibt der Magnetventil-Einsatz wegen der durchlässigen Membran hängen und öffnet den Zufluss zum Wärmetauscher nicht mehr vollständig. Erst nach dem Abstellen baut sich der Druck im Taktventil ab, wodurch der Magnetventil-Einsatz in die öffnende Ruheposition geht (Wärmetauscherabfluss ist dann frei).
  4. Die auch im Fahrbetrieb zum Heizen notwendige Zusatzwasserpumpe prüfen Sie an einem kalten Tag folgendermaßen: Kühlwasser warm fahren, aber Innenraum kühl halten. Nach dem Abstellen Heizungstemperatur-Wahlschalter auf Maximum stellen, Gebläse auf kleinste Stufe (zum besseren Hören), Luftverteilung gleichmäßig oben/unten und Zündung einschalten. Nach 30 Sekunden Verzögerung muss die Pumpe anspringen und hörbar sein und das Fahrzeug bei Kälte durch Umwälzen des Kühlwasserkreislaufs solange mit warmer Heizungsluft versorgen, bis die Kühlwassertemperatur auf Innenraumtemperatur abgekühlt ist.

5. Der Magnetventileinsatz des Mono-/Duo-Taktventils

Der Magnetventileinsatz besteht im Wesentlichen zwei beweglichen Bauteilen. Diese sind über eine flexible Gummi-Membran miteinander verbunden. Diese reißt nach etwa 20 Jahren oder 180.000 Kilometern Fahrleistung häufig ein. In Folge wird die Bewegung des Magnetkolbens gebremst, wodurch die Endpositionen nicht mehr zuverlässig erreicht werden. Ist diese Membran ganz kaputt, bewegt sich der Magnetkolben ebenfalls wie bei der Verkalkung gar nicht mehr. In diesen Fällen muss der Magnetventil-Einsatz erneuert werden. Kosten in 2012: 120 Euro brutto bei DB, in 2004 waren es dort noch 45 Euro brutto für dieses Teil. In anderen Teilen der Welt gibt es dieses noch für 40 USD inklusive Versand nach Deutschland (Ebay® USA).

Achtung: Für den W126 weist die DB-Datenbank den Magnetkolbeneinsatz nicht als einzeln erhältliches Ersatzteil aus. Ohne die spezifische Suche anhand der Fahrgestellnummer wird dieses Reparaturteil jedoch angezeigt [Ersatzteilnummer DB A0008350644 | Bosch 1147213007 (nicht lieferbar)]. Es soll nach Angaben in Foren nur im W123 mit Klimaautomatik, im W126 Mono- und Duoventil sowie im R/C107 passen. Ich übernehme hierfür keinerlei Gewähr. Vergewissern Sie sich beim DB-Mitarbeiter und durch Vergleich des ausgebauten defekten Einsatzes mit dem Neuteil unmittelbar vor der Abholung, ob es baugleich und passend für Ihr Mercedes-Modell ist.


6. Reparaturanleitung zur Erneuerung der Monoventil/Duoventil Magnetkolbeneinsätze

Zuerst öffnen Sie den Verschluss des Kühlerausgleichsbehälters, um einen möglichen Überdruck im Kühlsystem abzubauen. Vorsicht bei hoher Kühlwassertemperatur: Verbrühungsgefahr. Warten Sie mit der Reparatur, bis das Kühlwasser abgekühlt ist.

Das Monoventil respektive das Duoventil sitzt in Fahrtrichtung rechts direkt neben der Batterie zur Fahrzeugmitte hin. Fahrzeuge mit Alarmanlage haben direkt darüber den Motorhauben-Kontaktschalter sowie eine rechteckige Diagnosesteckdose. Diese ist mit zwei Kreuzschlitz-Schrauben vom Motorraum ausgehend am Stehblech zum Motorraum angeschraubt. Lösen Sie diese beiden Schrauben mit einem kurzen Knauf-Kreuzschlitzschraubendreher mittlerer Größe. Mit einem normalen Kreuzschraubendreher kommen Sie nicht an die Schrauben heran, weil der Peilstab des Automatikgetriebes im Weg ist. Vorsicht, dass die Schrauben nicht unter das Fahrzeug fallen. Dann kann der Diagnosestecker angehoben und beiseite geschoben werden. Nun sehen Sie von oben auf das direkt darunter befindliche Ventil und dessen Stecker. Dessen Deckelbefestigung scheint mit den Baujahren unterschiedlich zu sein - im Baujahr 1990 wurde normale Schlitzschrauben für mittelgroße Schraubendreher verwendet. Es sollen später auch Torx-Schrauben zum Einsatz gekommen sein. Sie können das vorab prüfen, wenn Sie am Diagnosestecker vorbei auf den Ventildeckel schauen.

Sollten Sie beim Duoventil teilweise nicht gut an die Deckelschrauben herankommen oder beim Herausziehen der Einsätze andere Bauteile im Weg sein, könnten Sie auch die beiden Befestigungsschrauben des Komplettgehäuses etwas lösen. Aber Vorsicht: Die Schrauben könnten verlorengehen - darum nur mit ausreichend magnetisiertem Werkzeug arbeiten, an welchem die Schraube auch nach dem Lösen haftet.

Nun ziehen sie vorsichtig mit gleichmäßigen leichten Wackelbewegungen den zweipoligen (Monoventil) bzw. dreipoligen (Duoventil) Kabelanschluss-Stecker ab. Achtung: Sollten Sie die am Taktventil ankommenden Stromimpulse prüfen wollen, dürfen Sie wegen der Kurzschlusssicherung nur eine maximal 2 Watt starke Prüflampe verwenden. Beim Anschlussstecker des Duo-Taktventils versorgt der mittlere Pin beide Taktventile. Das weiß/grüne Kabel steuert das Taktventil Fahrerseite, weiß/blau Beifahrerseite.

Bei Fahrzeugen mit Wischauflagenbeheizung (Scheibenheizung) geht vom Ventildeckel ein weiterer Schlauch ab - dieser muss abgenommen werden. Dann lösen Sie mit einem magnetisierten Schraubendrehen alle vier Schrauben (Monoventil) beziehungsweise 6 Schrauben (Duoventil). Das letzte Stück drehen Sie diese am besten mit der Hand, damit die Schrauben nicht unauffindbar in die Enge neben oder unter das Ventil verschwinden. Daher ist vorsorglich auch ein - beispielsweise an einem alten Lautsprechermagneten - magnetisierter Schraubendreher hilfreich. Sind die Schrauben entfernt, greifen Sie den Deckel mit zwei Fingern und ziehen ihn langsam und vorsichtig(!) leicht wackelnd nach oben heraus. Es könnte nämlich sein, dass die lose Metallumhüllung der Spule unten im Gehäuse bleibt. Dann ist die Spule beim Herausziehen nicht vor Beschädigungen geschützt. Bei durch Verkalkung klemmenden Magnetkolben jedoch wird dieser praktischerweise auch die Plastikhülle samt Spulenmantel mit herausziehen. Das vereinfacht zudem die Reinigung des Kolbenlochs der Plastikhülle.

Notieren Sie sich die Reihenfolge der Bauteile vor dem auseinanderziehen. Zerlegen Sie das Teil nicht ohne Not. Man kommt schon bezüglich der Unterlegscheiben leicht durcheinander. Achten Sie auch unbedingt darauf, wie rum der metallene Spulenschutz auf der Spule saß - zeigen dessen Aussparungen nach oben oder nach unten? Vorsicht - alle Teile sind nur lose zusammengesteckt.

Zuerst prüfen Sie die Gummimanschette. Ziehen Sie hierzu den Kolben leicht heraus, so dass sich die Manschette spannt. Ist sie intakt und nirgends auch nur für wenige Millimeter eingerissen, kann das Bauteil noch verwendet werden. Reinigen Sie in dem Fall zunächst unter fließend Wasser mit einer Bürste vorsichtig(!) das an der Kolbenstange befindliche empfindliche Sieb von Schlamm und Zusetzungen. Danach ziehen Sie den Magnetkolben aus seiner Plastikhülle und reinigen beides - die raue schwarze Unterseite eines gelben Küchenschwamms hat sich hierfür bewährt. Ebenso reiben sie das Loch im Plastikteil mit einem Papiertaschentuch oder ähnlichem aus. Schlussendlich sprühen Sie Magnetkolben und Plastikführung mit WD40-Öl ein (oder Sanitärfett verwenden) und setzen die beiden Teile wieder zusammen. Sie müssen ganz leicht ineinander gleiten können.

Beachten Sie beim Duoventil vor dem Einsetzen in das Gehäuse, dass die schmale Nase an der Deckelplatte für jeden Zylinder zur Außenkante der schmaleren Seite zeigen muss - die breiten Aussparungen der Metall-Zylinderdeckel liegen sich dann innen gegenüber. Nun lassen Sie diese Einheit wieder in das Gehäuse hineinrutschen. Danach schrauben Sie den Ventildeckel über Kreuz wieder fest. Beim Duoventil noch die beiden Komplettgehäuse-Befestigungsschrauben wieder festziehen. Bei Fahrzeugen mit Wischauflagenbeheizung (Scheibenheizung) muss noch dessen Kühlwasserschlauch mit einem Schlauchverbinder befestigt werden. Dann den zweipoligen Anschlussstecker aufstecken und den Diagnosestecker/Alarmanlagenkontakt vom Motorraum aus mit dem kurzen Knauf-Kreuzschlitzschraubendreher wieder anschrauben. Das kann in fünfzehn Minuten erledigt sein, wenn alles gut von der Hand geht. Beim ersten Mal dauert es sicher etwas länger.

Oft wird empfohlen, diesen Austausch nur bei kaltem Motor mit aufgestellter Motorhaube und ausgebauter Batterie und Waschwasserbehälter zu machen. Das ist beim W126 mit Monoventil unnötig. Ich konnte diese Reparatur bei betriebswarmen Motor und mit eingebauter Batterie vornehmen. Zum Austausch des kompletten Ventils mit Gehäuse jedoch muss alles in der Umgebung raus. Das ist extrem aufwendig, weil man an dessen untere Anschlüsse eigentlich gar nicht herankommt. Beim Kompletteil gibt es wie oben beschrieben zwei Varianten: Mit und ohne Wischauflagenbeheizung (Scheibenheizung). Die Funktion der Spule soll angeblich durch Alterung nachlassen. Folglich wäre es möglicherweise sinnvoll, ein komplettes Gehäuse zu erwerben und davon nur den Magnetkolbeneinsatz und auch das Spulenoberteil in das vorhandene Gehäuse einzusetzen. Denn das Gehäuseunterteil selbst altert nicht, kann also weiterverwendet werden. Es ist zudem derart eng verbaut, dass es nur unter großen Schwierigkeiten auszutauschen ist. Es ist auch eine Preisfrage: Das komplette Ventil mit Gehäuse, Spule im Deckel und Magnetkolben kostet Stand 2012 250 Euro brutto - der Magnetkolbeneinsatz die Hälfte.


7. Sonstige Fehlerursachen bei gestörter Heizleistung bei den genannten Mercedes-Baureihen W124/W126/R129

Gelegentlich ist der Thermostat defekt und öffnet oder schließt nicht mehr. Dies kann jedoch nicht dazu führen, dass die Heizungsanlage nur noch Kalt- oder Warmluft liefert. Ein intakter Thermostat schließt bei niedrigen Kühlwassertemperaturen den Wasserkühler vom Kühlwasserkreislauf aus, so dass die Heizung schneller anspricht. Ab 75 Grad Wassertemperatur öffnet der Thermostat den großen Wasserkreislauf. Selbst wenn er offen festhängen würde, wäre das Wasser nach etwa 6 Kilometern Fahrt ausreichend heiß, um Warmluft zu liefern. Ein defekter Thermostaten lässt entweder den Motor überhitzen (Festhängen in geschlossener Position) oder die Heizung langsamer ansprechen (Festhängen im geöffneten Zustand).

Das Spülen eines Heizungswärmetauschers ist überflüssig, weil er nicht als Ursache für ständige Kaltluft infrage kommt. Denn etwas Warmwasser fließt immer hindurch, um zumindest schwach zu heizen. Auch fällt der Wärmetauscher nicht plötzlich aus, sondern liefert bei zunehmender Verstopfung nur eine über Jahre sich langsam reduzierende Heizleistung.

Als weitere Ursache einer völlig ausgefallenen Heizung käme ein zu niedriger Kühlwasserstand in Betracht. Schauen sie hier zuerst nach.

Auch könnte nach einer Neubefüllung Luft im Kühlkreislauf sein. Lassen Sie den kalten Motor für einige Minuten mit geöffnetem Kühlerverschlussdeckel bei Stellung des Temperatur-Wählrades auf Maximum mit leicht erhöhter Drehzahl laufen.


 






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