DE1480201C3 - Kombinierte Heizeinrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Heiz- meinsamen Welle des elektrischen Antriebsmotors einrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einer an das angeordnet ist, beaufschlagt somit lediglich die Zusatz-Kühlluftgebläse einer Brennkraftmaschine ange- heizung, während der normale, über den Fahrzeugschlossenen Frischluftleitung, die über einen von den wärmetauscher geführte Luftstrom die Zusatzhei-Abgasen der Brennkraftmaschine beaufschlagten 5 zung nicht beaufschlagt (deutsche Auslegeschrift Wärmeaustauscher und anschließend über einen 1132 017).

weiteren Wärmeaustauscher geführt wird, in wel- Bekannt ist es auch, am Ausgang des weiteren chem die Brennkammer einer mit flüssigem Wärmeaustauschers in der zum Fahrgastraum füh-Brennstoff betriebenen Zusatzheizung angeord- renden Frischluftleitung eine thermostatische Regelnet ist. ίο einrichtung, anzuordnen, um die Wärmemenge dem

Eine derartige Heizeinrichtung ist Gegenstand jeweiligen Bedarf anzupassen (deutsches Gebrauchs-

ein'es älteren deutschen Patentes 1240 753. Bei muster 1742 305). Dabei bieten sich verschiedene

diesem älteren Vorschlag dient als Frischluftquelle Möglichkeiten an. So kann man das Hilfsgebläse

ausschließlich das Kühlluftgebläse der Brennkraft- separat ein- und ausschalten und die Zusatzheizung

maschine. 15 durch die thermostatische Regeleinrichtung betätigen.

Es ist eine derartige kombinierte Heizeinrichtung Im vorliegenden Fall dient die thermostatische Regelbekannt, bei der jedoch die Zusatzheizung in dem einrichtung sowohl zur Betätigung der Zusatzheizung von den Abgasen beaufschlagten Wärmeaustauscher als auch des Hilfsgebläses. Welche der Regelungen angeordnet ist und als Frischluftquelle ausschließlich man wählt ist von untergeordneter Bedeutung, das Kühlluftgebläse der Brennkraftmaschine dient 20 wenn nur dafür gesorgt wird, daß zwar ein Beideutsche Patentanmeldung V 468811/63 c). trieb des Hilfsgebläses bei abgeschalteter Zusatz-Aufgabe der Erfindung ist es, diese eingangs ge- heizung möglich ist, nicht aber die umgekehrte nannte Heizeinrichtung wie auch andere kombinierte Funktion, um eine Überhitzung des weiteren Wärme-Heizeinrichtungen für Kraftfahrzeuge dahingehend austauschers und damit der Zusatzheizung zu verzu verbessern, daß die -Warmluftförderung in den 35 meiden.

Fahrgastraum in allen Betriebsfällen, also auch bei Bekannt ist es auch, die Abschaltung eines mit

Leerlauf und sogar Stillstand der Brennkraft- flüssigem Brennstoff betriebenen Heizgerätes so zu

maschine stabilisiert ist. steuern, daß zuerst die an die Brennstoffpumpe an-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- geschlossene Brennstoffzufuhr über ein fernsteuerlöst, daß in an sich bekannter Weise an die Frisch- 3° bares Ventil unterbunden wird und anschließend luftleitung vor der Zusatzheizung eine weitere Frisch- über einen thermostatisch gesteuerten Schalter das luftleitung mit einem Hilfsgebläse angeschlossen ist, nachlaufende Verbrennungsluftgebläse abgeschaltet daß zwischen dem Anschluß der weiteren Frischluft- wird,' um ein vollständiges Verbrennen von ölrückleitung und dem Hilfsgebläse ein Rückschlagventil ständen zu erreichen und dadurch ein Nachqualmen vorgesehen ist, und daß am Ausgang des weiteren 35 des Heizgerätes zu verhindern (österreichische Patent-Wärmeaustauschers in der zum Fahrgastraum füh- schrift 226 553).

renden Frischluftleitung in an sich bekannter Weise Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß

eine thermostatische Regeleinrichtung zur Betätigung über die Zusatzheizung sowohl bei Leerlauf der

der Zusatzheizung und des Hilfsgebläses angeord- Brennkraftmaschine als auch bei deren Stillstand

net ist. 40 Frischluft geschickt wird, um dem Fahrgastraum eine

Es ist eine kombinierte Heizeinrichtung bekannt, ausreichende Wärmemenge zuzuführen, wobei dafür bei der an eine erste Frischluftleitung vor der Zusatz- gesorgt ist, daß auch bei schnell arbeitendem Kühlheizung eine weitere Frischluftleitung mit einem luftgebläse der Brennkraftmaschine und bei hoher Hilfsgebläse angeschlossen ist - (USA.-Patentschrift Fahrzeuggeschwindigkeit die volle durch die Frisch-' 2 257 967). Die Einlasse beider Frischluftleitungen 45 luftleitung bzw. -leitungen strömende Luftmenge auch liegen in der Anströmzone des Kraftfahrzeuges. Bei über den weiteren Wärmeaustauscher der Zusatzin Fahrt befindlichem Fahrzeug wird somit beiden heizung und damit in den Fahrgastraum gelangt. Un-Frischluftleitungen auch bei nicht arbeitendem Hilfs- abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine gebläse Frischluft zugeführt. Ist aber der Staudruck läßt sich somit die zur Verfügung stehende Wärmegering, so wird über ein Regelorgan das Hilfsgebläse 50 menge dem jeweiligen Bedarf genau anpassen. Wäreingeschaltet. Dieses baut einen geringen Überdruck meverluste werden weitgehend vermieden. Mit einauf, der dazu führt, daß die vom Hilfsgebläse geför- fachen Mitteln wird eine feine Temperaturregelung derte Luft nicht nur über die Zusatzheizung, sondern ermöglicht.

auch durch die Kanalverzweigung in die erste Frisch- Die Unteransprüche stellen zweckmäßige Ausluftleitung, und zwar im umgekehrten Strömungs- 55 gestaltungen und Weiterbildungen der kombinierten sinn, also zum Einlaß hin strömt. Die Zusatzheizung Heizeinrichtung nach Patentanspruch 1 unter Schutz, erhält also nicht die gesamte vom Hilfsgebläse geför- An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an derte Luftmenge. einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Bekannt ist weiterhin eine kombinierte Heizein- Fig. 1 die Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einrichtung, bei welcher eine an einen Wärmeaus- 60 gebauter Heizeinrichtung,

täuscher des Kraftfahrzeugs angeschlossene und zum Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der eingebau-

Fahrgastraum führende, vom Fahrzeuggebläse ge- ten Heizeinrichtung,

speiste Frischluftleitung vorgesehen ist. Die Zusatz- F i g. 3 eine Schemazeichnung der Heizeinrichtung

heizung ist nicht in der Frischluftleitung angeordnet, und

sondern über eine Verbindungsleitung an die Frisch- 65 F i g. 4 ein elektrisches Schaltbild,
luftleitung angeschlossen. Das Hilfsgebläse der Zu- Die Erfindung wird nachstehend als Zusatzheizsatzheizung, das wie das Brennstoff und Verbren- einrichtung für die Heizanlage eines Kraftfahrzeuges nungsluft fördernde Kapselgebläse auf der ge- mit luftgekühltem Heckmotor beschrieben, obwohl

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sie auch bei anderen Kraftfahrzeugen und zu anderen druck des Kühlgebläses 30 an dem Rückschlagventil

Zwecken verwendet werden kann. 84 höher als der Abgabedruck des Hilfsgebläses

In Fig. 1 ist der hintere Teil des Kraftfahrzeugs 80 ist.

10 wiedergegeben, wobei die Brennkraftmaschine 12 In F i g. 4 zeigt die elektrische Steuerung eine Ener- und das Getriebe 14 im Umriß und die innere Rah- 5 giequelle, beispielsweise eine Batterie 90; die in mentrennwand 16, welche den Innenraum 17 des Reihe mit einem Zündschalter 92, einer Schmelz-Fahrzeuges begrenzt, dargestellt sind. sicherung 94, einem thermostatisch betätigten Schal-

Die Fahrzeugheizanlage verwendet die von der ter 96 und einem Wählschalter 98 über Leitungen 99

Brennkraftmaschine 12 abgegebene Wärme zum An- bzw. 99 a mit beiden parallelen Stromkreisen für die wärmen von Luft, die dann durch Leitungen 18 zum io Steuerung der Einrichtung verbunden ist.

Fahrgastraum 17 und durch je drei Austrittsöffnun- Der Wählschalter 98 ist mit einem von Hand zu

gen 19, 20 und 21 in diesen eingeführt wird. Die betätigenden Regelorgan 101 der Fahrzeugheizanlage

Austrittsöffnungen 19 liegen unter den Sitzen im hin- mechanisch gekoppelt. Das Regelorgan steht mit

teren Teil des Fahrgastraumes, die Austrittsöffnun- Ventilen in den Leitungen 40 und 41 in Verbindung, gen 20 am Boden des vorderen Teiles des Fahrgast- 15 Wenn das Regelorgan 101 geöffnet wird, um eine

raumes, und die Austrittsöffnungen 21 sind an der Wärmeabgabe zu erhalten, die höher als ein gewis-

Windschutzscheibe angeordnet, um diese beschlagfrei ser Prozentsatz der maximalen Wärmeabgabe liegt,

zuhalten. wird der Wählschalter98 geschlossen, um die Zu-

Die Zusatzheizeinrichtung 24 ist in einem zwischen satzheizeinrichtung 24 in Abhängigkeit von dem der Brennkraftmaschine 12, dem Getriebe 14 und so thermostatisch betätigten Schalter 96 ein- und aus-

der Trennwand 16 des Fahrzeugrahmens verbleiben- zuschalten. Der Wählschalter 98 soll zweckmäßig

den Raum26 (Fig. 1) angeordnet. Die Zusatzheiz- dann geschlossen werden, wenn das Regelorgan 101

einrichtung 24 ist in Reihe zwischen die normalen für eine Wärmeabgabe eingestellt ist, die 50-% oder

Auslässe der Fahrzeugheizanlage und die Einlasse der mehr der maximalen Wärmeabgabe entspricht. Mit Verteilleitungen 18 geschaltet. 35 diesem Wählschalter 98 wird ein Stromkreis über

In dem Strömungsbild gemäß F i g. 3 treibt die Leitung 99, Motor 74 und Erde geschlossen. Paral-Brennkraftmaschine über eine Riemenscheibe 28 und IeI zu diesem Stromkreis wird von dem Wählschalter eine Welle 29 ein Kühlluftgebläse 30 an. Auspuffgase 98 ein zweiter Stromkreis über die Leitung 99 a geder vorderen beiden Zylinder werden durch Wärme- schlossen, der einen zweiten, von dem Thermostaten tauscher 34 und 35 hindurchgeführt und durch eine 30 70 gesteuerten Schalter 104 enthält, sowie den Elek-Auspuffleitung 36 (Fig. 2) in die Atmosphäre ge- tromagneten 81-zur Betätigung des Brennstoffventils leitet. Frischluft wird von dem Gebläse 30 über bieg- und parallel zu dem Elektromagneten 81 die Hochsame Leitungen 38 und 39 durch die Abgaswärme- Spannungsspule 77 und den Unterbrecher 76. tauscher 34 und 35 in Richtung Fahrgastraum hin- Beide Schalter 96 und 104 werden am besten durch durchgeführt, deren Austrittsöffnungen 40 bzw. 41 35 denselben Thermostaten 70 gesteuert, bis zu einer mit einem weiteren Wärmetauscher der Zusatzheiz- Temperaturdifferenz von ungefähr 8 oder 16° C, einrichtung 24 verbunden sind, welche einen Brenner bei welcher die Schalter 96 und 104 nacheinander ge-48 und einen Abgasauslaß 50 aufweist. Die Zusatz- öffnet werden. Der Thermostat 70 weist ein spiralheizeinrichtung 24 hat drei ineinanderliegende Rohre förmiges Bimetallelement auf, das eine Welle 106 46, 52, 54 und Eintrittsstutzen 56, 57 sowie Aus- 40 dreht, auf welcher etwas außer Phase befindliche, getrittsstutzen 59, 60 am Außenrohr. Der äußere Ring- trennte Nocken 108 und 110 angeordnet sind, die, raum ist durch Axialwände in zwei Hälften 65, 67 wenn sich die Welle 106 dreht, nacheinander auf die unterteilt, die durch öffnungen 62, 63 mit dem mitt- Schalter 96 bzw. 104 einwirken, leren Ringraum 66 in Verbindung stehen. Am Aus- Bei normalen Außentemperaturen sind die beiden * gang (öffnung 63) des Wärmetauschers befindet sich 45 Schalter 96 und 104 geschlossen. Sie werden bei einer im Heizluftstrom ein Bimetallthermostat 70. solchen einstellbaren höheren Temperatur geöffnet,

Ein von einem Elektromotor 74 angetriebenes Ge- bei der keine zusätzliche Wärmeabgabe erforderlich

blase 72 führt dem Brenner 48 über einen Schlauch ist, sondern die Wärmeabgabe der Fahrzeugheizein-

73 Verbrennungsluft zu. Eine Zündvorrichtung für richtung genügt. Die Temperatur für das Abschalten

den Brenner 48 weist einen ebenfalls vom Motor 74 50 der Zusatzheizeinrichtung liegt gewöhnlich zwischen

angetriebenen Unterbrecher 76 und eine Hochspan- 65 und 129° C an deren Auslaß, was von der Ein-

nungsspule 77 auf. Der Motor 74 treibt außerdem stellung eines entsprechenden Thermostaten abhängt,

eine Brennstoffpumpe 78 an, deren mit dem Brenner Bei ansteigender Temperatur am Bimetallthermo-

48 verbundene Austrittsleitung durch ein Ventil 79 staten 70 öffnet zuerst der Schalter 104, welcher den.

gesteuert wird, das von einem Elektromagneten 81 55 Stromkreis unterbricht, der den Elektromagneten 81

betätigt wird. für die Steuerung der Vorrichtung zur Brennstoffzu-

Der Motor 74 treibt weiterhin ein Hilfsgebläse 80 fuhr die Hochspannungsspule 77 und den Unteran, welches der Heizanlage zusätzliche Luft zuführt, brecher 76 der Zündvorrichtung für den Brenner 48 wenn die Luftabgabe des Kühlluftgebläses 30 zu ge- enthält, so daß der Brenner 48 abgeschaltet wird. Der ring ist. Die aus dem Gebläse 80 austretende Luft 60 Motor 74 treibt jedoch das Gebläse 80 weiter an, um strömt durch ein Rückschlagventil 84 hindurch zu Luft zuzuführen, die über das Brennerrohr 46 streicht einem T-Stück 86, welches in der Luftleitung strom- und in die Verteilerleitungen 18 eintritt, um darin auf des Einlaßstutzens 56 angeordnet ist. Es kann ein verbliebene Wärme abzuführen. Wenn die Tempe-Gebläse 80 verwendet werden, welches eine mini- ratur der aus der Heizanlage austretenden Luft, die male Ausgangsenergie hat, jedoch ein ausreichend 65 von dem Thermostaten 70 abgefühlt wird, weiter angroßes Luftvolumen von etwa 1 nWmin abgibt. Das steigt, wird auch der Schalter 96 geöffnet, um den Rückschlagventil 84 verhindert eine Rückströmung Motor 74 und damit die Zusatzheizeinrichtung durch das Gebläse 80 hindurch, wenn der Abgabe- vollständig abzuschalten. In einer vereinfachten Aus-

führung könnte der Motor 74 auch von einem handbetätigbaren Schalter ein- und ausgeschaltet werden. Falls die Wärmeabgabe danach noch immer zu hoch ist, muß das Heizungsregulierorgan 101 auf eine geringere Wärmeabgabe eingestellt werden.

Wenn andererseits die Temperatur der aus der Heizanlage austretenden Luft so weit sinkt, daß der Schalter 104 schließt, wird der Brenner 48 wieder in Betrieb gesetzt. Somit wird, wenn das Heizungsregulierorgan 101 in dem erforderlichen Ausmaß geöffnet wird, der Schalter 98 geschlossen, um die Zusatzheizeinrichtung 24 lediglich in Abhängigkeit von der Stellung der Schalter 96 und 104 zu steuern.

Die Wärmeabgabe der Heizeinrichtung 24 ist für die meisten Betriebsbedingungen gleichbleibend, da sowohl die in dem Brenner 48 verbrannte Brennstoffmenge als auch die Drehzahl des Gebläses 80 gleichbleibend gehalten werden können. Wenn somit die Wärmeabgabe der Fahrzeugheizanlage gering ist, kann sie durch Wärmeabgabe der Zusatzheizeinrichfung 24 erhöht werden. Der Bimetallthermostat 70 fühlt die Temperatur der aus der kombinierten Heizeinrichtung austretenden Luft ab und bewirkt dadurch das jeweilig erforderliche An- und Abschalten der Zusatzheizeinrichtung 24.

Wenn das Motorgebläse 30 mit einer Drehzahl arbeitet, die ausreichend ist, um einen Ausgangsdruck zu erzeugen, der den Ausgangsdruck des Brenhergebläses 80 übersteigt, schließt sich das Rückschlagventil 84, um ein Rückströmen durch das Hilfsgebläse 80 hindurch zu verhindern, obwohl dieses Hilfsgebläse weiterarbeitet. Um dies zu erreichen, ist es erwünscht, daß das Hilfsgebläse 80 ein solches ist, das einen Ausgang von konstantem Druck statt einen Ausgang von konstantem Volumen liefert.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kombinierte Heizeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einer an das Kühlluftgebläse der Brenn- ■ kraftmaschine angeschlossenen Frischluftleitung, die über einen von den Abgasen der Brennkraftmaschine beaufschlagten Wärmeaustauscher und anschließend über einen weiteren Wärmeaustauscher geführt wird, in welchem die Brennkammer einer mit flüssigem Brennstoff betriebenen Zusatzheizung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise an die Frischluftleitung (38, 39, 40, 41) vor der Zusatzheizung (24) eine weitere Frischluftleitung (86) mit einem Hilfsgebläse (80) angeschlossen ist, daß zwischen dem Anschluß der weiteren Frischluftleitung (86) und dem Hilfs-, gebläse (80) ein Rückschlagventil (84) vorgesehen ist, und daß am Ausgang des weiteren Wärmeaustauschers in der zum Fahrgastraum führenden Frischluftleitung in an sich bekannter Weise eine thermostatische Regeleinrichtung (70) zur Betätigung der Zusatzheizung (24) und des Hilfsgebläses (80) angeordnet ist.

2. Kombinierte Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfs-' gebläse (80) und ein Brennluftgebläse (72) sowie eine Brennstoffpumpe (78) der Zusatzheizung (24) auf einer gemeinsamen Welle des Antriebsmotors (74) angeordnet sind.

3. Kombinierte Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die an die Brennstoffpumpe (78) der Zusatzheizung (24) angeschlossene Brennstoffzufuhrleitung ein fernsteuerbares Absperrventil (79) enthält.

4. Kombinierte Heizeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermostatische Regeleinrichtung (70) zwei Schalter (104, 96) aufweist, deren erster (104) bei Überschreiten einer Solltemperatur das Brennstoffabsperrventil (79) der Zusatzheizung (24) durch Betätigen eines Elektromagneten (81) schließt und die Zündvorrichtung der Zusatzheizung (24)' abschaltet und deren zweiter Schalter (96) bei Erreichen einer höheren Solltemperatur auch den Antriebsmotor (74) des Hilfsgebläses (80) abschaltet.

5. Kombinierte Heizeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der thermostatischen Regeleinrichtung (70) ein weiterer Wählschalter (98) angeordnet ist, welcher mechanisch mit einem von Hand zu betätigenden Regelorgan (101) verbunden ist, um den Beginn für das Arbeiten der thermostatischen Regeleinrichtung wählen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen