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Einrichtung zum an- bzw. aufheizen einer maschine.
CH656201A5
Switzerland
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English - Inventor
Gottfried Moser Hansjuergen Gross
Description
translated from
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum An-bzw. Aufheizen einer Maschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Es sind allgemein elektrische Heizvorrichtungen bekannt, durch die entweder das Öl oder das Kühlmittel von Brennkraftmaschinen angewärmt werden kann. Diese Heizvorrichtungen nehmen kurzfristig hohe Leistungen auf. Sie sind in der Ölwanne bzw. in den Kühlmittelräumen der Brennkraftmaschine angeordnet und müssen dort dauernd verbleiben. Diese Heizvorrichtungen können daher entweder nur bei stationären Anlagen oder bei Fahrzeugen zum Anheizen von Brennkraftmaschinen oder bei Maschinen im Stand benutzt werden, da die erforderliche hohe elektrische Leistung nur von aussen zugeführt werden kann. Ein weiteres Aufheizen der Brennkraftmaschine auch während der ersten Betriebsphase ist daher nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der oben erwähnten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln so'.vohl zum Anheizen im Stillstand als auch zum weiteren Aufheizen während der ersten Betriebsphase von Maschinen geeignet ist, wobei eine derartige Einrichtung sowohl angebaut als auch vollständig extern zum Anheizen herangebracht und schnell angeschlossen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die erfindungsgemässe Einrichtung wird dem durch die Hydraulikpumpe angesaugten und auf Druck gebrachten Öl, das sich dabei auch erwärmt und dem Drosselelement zugeführt ist, unmittelbar Wärme zugeführt. Das Öl wird dem Ölsumpf entnommen und diesem erwärmt wieder zugeführt. Das Drosselelement kann als fest eingestelltes oder aber auch verstellbares Drosselelement ausgeführt sein. Insbesondere kann das Drosselelement thermostatisch verstellbar ausgebildet sein und eine konstante Öltemperatur erzeugen, wobei nach Erreichen der gewünschten Temperatur das Drosselelement so weit öffnet, dass die Hydraulikpumpe keine nennenswerte Arbeit mehr leisten muss.
Die Hydraulikpumpe kann von der Maschine, insbesondere der Brennkraftmaschine antreibbar sein. Insbesondere ist die Hydraulikpumpe über eine Kupplung mit der Maschine verbindbar, wobei die Hydraulikpumpe direkt an der Maschine befestigt sein kann. Es kann auch vorteilhaft sein, die Hydraulikpumpe von einem der Maschine getrennten Antriebsmotor, insbesondere einem Elektromotor, antreiben zu lassen, wobei der Elektromotor auch als zusätzlicher Antrieb vorgesehen sein kann. Dadurch kann durch Fremdenergie oder durch bordeigene Energie die Hydraulikpumpe vor dem Starten der Brennkraftmaschine angetrieben werden und das Öl anheizen. Das Aufheizen kann durch Abschalten des Elektromotors und Kuppeln der Hydraulikpumpe mit der Brennkraftmaschine nach dem Starten der Maschine erfolgen, so dass eine sehr schnelle Aufheizung möglich ist. Dies ist insbesondere für den militärischen Einsatz von grösser Bedeutung.
Bildet die Hydraulikpumpe zusammen mit ihrem Antriebsmotor und dem Drosselelement eine Baueinheit, die über Schnellkupplungen an den Ölsumpf anschliessbar ist, so erhält man ein z.B. fahrbares Hilfsaggregat, das an beliebigen Maschinen insbesondere Brennkraftmaschinen, von aussen angeschlossen werden kann. Der Antriebsmotor der Hydraulikpumpe kann hierbei beliebig ausgeführt sein, ist aber insbesondere ein Elektromotor. Das an den Ölsumpf der Maschine angeschlossene Hilfsaggregat entnimmt dem Ölsumpf Öl, erwärmt es und führt es dem Ölsumpf wieder zurück.
Wird gemäss Anspruch 5 in der Abströmleitung des Drosselelements ein Wärmetauscher angeordnet, so kann dieser -bei einer Ausbildung als Öl-/Luftwärmetauscher - entweder zum An- oder Beheizen des Maschinenraums bzw. des Motorraums oder der Fahrzeugskabine bzw. des Fahrerhauses eines Kraftfahrzeugs dienen. Bei flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen kann es vorteilhaft sein, den Wärmetauscher als Öl-/Kühlmittelwärmetauscher auszubilden, so dass gleichzeitig beim An- und Aufheizen der Ölmenge auch das Kühlmittel aufgeheizt wird.
Ist die Hydraulikpumpe dauernd mit der Brennkraftmaschine gekuppelt, so ist es vorteilhaft, eine das Drosselelement und ggfs. den Wärmetauscher umgehende Bypassleitung mit einem durchflussregelnden, verstellbaren Ventil anzuordnen, so dass dann z.B. für den Sommerbetrieb durch Öffnen des Bypasses das Drosselelement und ggfs. der Wärmetauscher abgeschaltet werden können.
Je nach Grösse der Hydraulikpumpe und deren Drehzahlbereich sowie zur Vereinheitlichung der Drosselelemente wird vorgeschlagen, mehrere parallel geschaltete Drosselelemente vorzusehen, die einzeln oder gemeinsam mit der Druckseite der Hydraulikpumpe verbindbar sind. Hierdurch kann eine vorteilhafte Anpassung der Heizvorrichtung an verschiedene Grössen von Maschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, erfolgen. Ferner können die Drosselelemente einfacher ausgestaltet sein, wobei der zu verarbeitende Volumen5
io
15
20
25
io
35
•10
45
50
55
60
b5
3
656 201
ström pro Drosselelement und damit der Verstellbereich der Drosselelemente geringer gehalten werden kann. Dies kann einmal zu geringeren Geräuschen führen und zum anderen auch die Sicherheit erhöhen, da bei Ausfall z.B. der thermostatischen Regelung eines Drosselelements das zweite Drosselelement einen Arbeitsausgleich schaffen kann, so dass nicht andauernd eine Erwärmung des Öls erfolgt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann den Drosselelementen eine druckabhängige Steuereinrichtung zugeordnet sein, die die Drosselelemente je nach Fördervolumen zu- und abschaltet. Dies kann durch getrennte federbelastete Ventile erfolgen, die auf verschiedenen Öffnungsdrücke einstellbar sind. Es kann auch durch eine federbelastete Steuerung eines Drosselelements selbst geschehen, so dass bei Erhöhung oder Erniedrigung des Druckes in der Zuflussleitung Drosselelemente zu- und abgeschaltet werden.
Nachfolgend werden zur weiteren Erläuterung der Erfindung mehrere in den Zeichnungen vereinfacht dargestellte Ausführungbeispiele beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum An- bzw. Aufheizen mit einer sowohl von einer Brennkraftmaschine als auch von einem zusätzlichen Antriebsmotor antreibbaren Hydraulikpumpe,
Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 modifizierte Schaltung mit einer von der Brennkraftmaschine dauernd angetriebenen Hydraulikpumpe und einer Bypassleitung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Einrichtung mit einer Baueinheit aus einer Hydraulikpumpe, einem Drosselelement und einem Antriebsmotor,
Fig. 4 eine Heizvorrichtung mit zwei parallel geschalteten Drosselelementen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung besteht aus einer Hydraulikpumpe 1 und mindestens einem Drosselelement 4. Die Hydraulikpumpe 1 saugt aus einem Ölsumpf 2, z.B. einer Ölwanne, einem Ölsammelbehälter oder dgl. einer Maschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine, Öl an. Über eine Druckleitung 3 ist das Öl dem Drosselelement 4 zugeführt, dessen Abströmleitung 5 an den Ölsumpf 2 angeschlossen ist und das Öl in den Ölsumpf zurückführt. In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1, 2 und 4 ist in der Abströmleitung 5 ein Wärmetauscher 6 angeordnet, über den das Kühlmittel der Brennkraftmaschine, die Luft des Maschinenraums oder die Bedienungskabine usw. das Fahrerhaus beheizt werden kann. 5 Gemäss Fig. 1 kann die Hydraulikpumpe 1 über eine schaltbare Kupplung 7 von einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine 8 angetrieben werden. Die Hydraulikpumpe 1 ist ferner direkt mit einem Elektromotor 9 gekuppelt, der über Schnellanschlüsse 10 mit einer Energiequelle 11 io verbindbar ist.
Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 ist die Hydraulikpumpe 1 dauernd mit der Brennkraftmaschine 8 gekuppelt. Parallel zum Drosselelement 4 und dem Wärmetauscher 6 ist eine Bypassleitung 12 vorgesehen, deren Durchfluss durch 15 ein verstellbares Ventil 13 gesteuert werden kann.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Hydraulikpumpe 1 fest mit einem Elektromotor 9 gekuppelt und zusammen mit dem Elektromotor und dem Drosselelement 4 zu einer Baueinheit 14 zusammengefasst. Diese Baueinheit kann 20 als fahrbares Heizaggregat ausgebildet sein. In der Saugleitung der Hydraulikpumpe 1 und in der Abströmleitung 5 des Drosselelements 4 sind Schnellkupplungen 15 eingebaut, durch die die Baueinheit 14 an den Ölsumpf beliebiger Maschinen angeschlossen werden kann.
25 In Abänderung zu den Ausführungen nach den Fig. 1 bis 3 sind in Fig. 4 zwei parallel geschaltete Drosselelemente 4 vorgesehen. In der Zuleitung zu einem Drosselelement 4 ist ein Überdruckventil (nicht dargestellt) eingebaut, das bei Überschreitung eines bestimmten Druckes das zweite Dros-30 selelement zuschaltet. In den Drosselelementen 4 können jedoch auch druckgesteuerte Ventile angeordnet sein, die aui unterschiedliche Druckniveaus ansprechen. Unterhalb eines bestimmten Druckniveaus ist nur ein Drossek ement und oberhalb dieses Druckniveaus ist ein zweites, drittes Drossel-35 element usw. zugeschaltet. Ist ein Überdruckventil in die Zuleitung zu einem Drosselelement eingebaut, so können die Drosselelemente in einfacher Weise als Drossel-Blenden ausgeführt sein.
G
2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
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Claims (9)
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1. Einrichtung zum An- bzw. Aufheizen einer einen Ölsumpf mit einer Ölmenge aufweisenden Maschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, wobei die Einrichtung ein Heizelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement aus einem mit der Druckseite einer Hydraulikpumpe (1) verbundenen Drosselelement (4) besteht, wobei die Saugseite der Hydraulikpumpe (1) am Ölsumpf (2) anzuschliessen und die Abströmleitung (5) des Drosselelementes (4) in den Ölsumpf (2) zu münden bestimmt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (1) eine Kupplung aufweist, um sie mit der Maschine zu verbinden.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Antriebsmotor, insbesondere einen Elektromotor (9), für die Hydraulikpumpe aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (1) zusammen mit dem Drosselelement (4) und den Antriebsmotor (9) eine Baueinheit (14) bildet, die über Schnellkupplungen (15) an den Ölsumpf (2) anschliessbar ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abströmleitung (5) des Drosselelements (4) ein Wärmetauscher (6) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Drosselelement (4) und gegebenenfalls den Wärmetauscher (6) umgehende Bypassleitung (12) mit einem durchflussregelnden, verstellbaren Ventil (13) angeordnet ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallel geschaltete Drosselelemente (4) vorgesehen sind, die einzeln oder gemeinsam mit der Druckseite der Hydraulikpumpe (1) verbindbar sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine druckabhängige Steuereinrichtung, durch die die Drosselelemente (4) je nach Fördervolumen zu- und abschaltbar sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselelemente (4) federbelastete Ventile aufweisen, die auf verschiedene Öffnungsdrücke einstellbar sind.