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Vorliegende
Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ein Verfahren zur exakten Temperaturregelung eines
für die
Motorkühlung und
die Beheizung eines Fahrzeuges vorgesehenen Kühlwassers, wobei in den Kühlwasserkreislauf
eines Verbrennungskraftmotors zwei hintereinander angeordnete Kühler eingebaut
sind, für
deren Umgehung ein thermostatisch gesteuertes Bypaßventil
mit elektromagnetischer Zusatzsteuerung gemäß der
DE 195 43 348 A1 vorgesehen
ist, so daß die
Kühler beim
Aufheizen eines Fahrzeuginsassenraumes über die Zusatzsteuerung vom
Kühlwasserkreislauf abtrennbar
sind, und wobei für
die Temperaturregelung des Kühlwassers
pro Kühler
jeweils ein Dreiwegeventil vorgesehen ist, über das das Kühlwasser
bei gleicher Durchflußmenge
mit zunehmender Außentemperatur
zunehmend über
einen Kühler
und abnehmend über
eine am Kühler
vorbeiführende
Bypaßleitung
durch einen gemeinsamen Wärmebehälter hindurchgeleitet
ist, wie schon aus der
DE
199 58 454 C2 und der
DE 100 04 756 A1 hervorgeht.
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Durch
das Abtrennen der beiden Kühler
vom Kühlwasserkreislauf
des Motors während
der Aufheizphase des Insassenraumes wird ein rascheres Aufheizen
bei geringerer Wärmeabgabe
an die Außenluft
erzielt und über
die Wärmebehälter wird
das während
der Aufheizphase im jeweiligen Kühler
etwas erkaltete Kühlwasser
wieder erwärmt,
bevor es nach dem Aufheizen den Motor durchströmt.
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Da
die beiden in der
DE
199 58 454 C2 und in der
DE 100 04 756 A1 vorgesehenen Dreiwegeventile
13 in
unmittelbarer Nähe
ihres Kühlers
und des Motorraumes angeordnet sind, wird der Durchfluß des Kühlwassers über die
beiden Kühler
mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit aufgrund der Wärmeabgabe
der Kühler
und des Motorraumes mit zunehmender Umgebungstemperatur der Dreiwegeventile
zunehmend erhöht,
so daß auch
bei verringerter Fahrgeschwindig keit und gleicher Drehzahl bzw. Wärmeabgabe
des Motors wie bei erhöhter
Fahrgeschwindugkeit (bei der die Umgebungstemperatur der Ventile
der Außentemperatur
entspricht), unabhängig
von der jeweiligen Außentemperatur,
ein annähernd
konstanter Temperaturabfall über
die beiden Kühler
und deren Bypaßleitungen
erzielt ist.
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Dadurch
erübrigt
sich weitgehendst die Inbetriebnahme eines für die Kühlung des Kühlwassers vorgesehenen Gebläses zwecks
Vermeidung einer Kühlwasserüberhitzung.
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In
der
DE 100 04 756
A1 ist, ergänzend
zur
DE 199 58 454
C2 , der Durchfluß des
Kühlwassers über die
beiden Kühler
jeweils durch ein thermostatisch gesteuertes Ventil
30 oder
ein Magnetventil
20, das in die Abflußleitung des jeweiligen Kühlers eingebaut
ist, solange verhindert, bis die Kühlwassertemperatur in den Wärmebehältern einen,
der (unteren) Motorbetriebstemperatur entsprechenden Wert erreicht
hat.
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Dadurch
ist verhindert, daß das
Kühlwasser über die
Dreiwegeventile 13 nach dem Erreichen einer Temperatur,
die annähernd
der Motorbetriebstemperatur entspricht, sowohl über die beiden Kühler, als
auch über
die an den Kühlern
vorbeiführenden Bypaßleitungen
jeweils durch den zugehörigen
Wärmebehälter hindurchgeleitet
wird, sobald der Ventilkörper
des für
die Kühler
vorgesehenen Bypaßventiles 905i in
seine obere Endlage gedrängt
wird, was nach einem längeren
Fahrzeugstillstand bei sehr niedrigen Außentemperaturen und vollständig erkalteten
Kühlern
zu einem vorübergehenden
Temperaturabfall des Kühlwassers
führen
würde.
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Außerdem ist
in der
DE 100 04 756
A1 parallel zu dem für
die Kühler
vorgesehenen Bypaßventil
905i eine
Verbindungsleitung
25 zwischen der vom Ventil abgezweigten
Bypaßleitung
und der Zuleitung
12 zu den Kühlern vorgesehen, so daß ein bestimmter,
relativ geringer Teil des Kühlwassers
während
der Warmlaufphase des Motors auch durch die Wärmebehälter strömt, um das in den Wärmebehältern enthaltene
Kühlwasser
gegebenenfalls etwas mit aufzuheizen bzw. für die Erwärmung des Motors mit zu nutzen,
falls die Kühlwassertemperatur
in den Behältern noch
entsprechend hoch ist.
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Ferner
sind in der
DE 100
04 756 A1 zusätzlich
zu einem in der
DE
199 58 454 C2 bereits vorgesehenen Relais d
3 zwei
weitere Relais d
4 und d
5 vorgesehen, über die
bei abgestelltem Motor und ausreichend hoher Kühlwassertemperatur (T
3) über
die Ausgangsstellung (
3) des Zündschloßes I, sowie über einen
Schließer
vom Relais d
4 und einen Öffner vom Relais d
5 die
Stromversorgung der elektromagnetischen Zusatzsteuerung des Bypaßventiles
905i unterbunden
wird, wenn über
den Thermostat H
Dr und den Schließer vom
Relais d
3 die Pumpe P
St der Standheizung
ST mit Strom versorgt wird, so daß der im Bypaßventil
905i untergebrachte
Ventilkörper
seine obere Endlage beibehält,
wodurch eine Nachbeheizung des Insassenraumes über den Thermostat H
Dr und das Gebläse BL des Heizkörpers R
H durch die Wärmeabgabe der Wärmebehälter und
der Kühler
unterstützt
wird, bis die Kühlwassertemperatur
im Bypaßventil
905i unter
einen, der unteren Motorbetriebstemperatur entsprechenden Wert abgefallen und
der Thermostat H
Dr über den am Bypaßventil
angebrachten Thermoschalter T
3 deaktiviert
ist.
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Ist
nach einer kurzen Motorbetriebsdauer der Latentwärmespeicher L noch nicht wieder
voll aufgeladen, so daß über die
Ausgangsstellung (3) des Zündschloßes I, sowie über den
im Latentwärmespeicher
eingesetzten Temperaturregler TL und ein Relais
d die Standheizung ST in Betrieb gesetzt wird, dann wird bei einer
ausreichend hohen Kühlwassertemperatur
(T3) über
die beiden Relais d4 und d5 ebenfalls
die elektromagnetische Zusatzsteuerung des Bypaßventiles 905i von
der Stromversorgung der Standheizung abgetrennt, so daß das Aufladen des
Latentwärmespeichers
durch die Wärmeabgabe der
Wärmebehälter und
gegebenenfalls auch durch die Wärmeabgabe
der Kühler
unterstützt
wird, bis der am Bypaßventil
angebrachte Thermoschalter T3 die Stromversorgung
vom Relais d4 und der Schließer vom
Relais d4 die Stromversorgung vom Relais
d5 unterbricht, so daß dann über den Öffner vom Relais d5 und über die
elektromagnetische Zusatzsteuerung vom Bypaßventil der im Ventil untergebrachte
Ventilkörper
in seine untere Erdlage gezogen wird, wodurch die Wärmebehälter und
die Kühler,
bis auf eine geringe, die Verbindungsleitung 25 durchströmende Kühlwassermenge
vom Kühlwasserkreislauf
abgetrennt werden, bis der Latentwärmespeicher über die Standheizung
voll aufgeladen ist und die Stromversorgung der Standheizung über den
im Speicher eingesetzten Temperaturregler TL beendet
ist.
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Ein
thermostatisch gesteuertes Dreiwegeventil
13, das den Zufluß über einen
Kühler
R
C bzw. über
eine Bypaßleitung
14 in
einen Wärmebehälter
10 hinein
so reguliert, daß der
Temperaturabfall des Kühlwassers
unabhängig
von der Außentemperatur und
der Fahrgeschwindigkeit möglichst
konstant bleibt, ist ebenso wie ein in die Abflußleitung
15 eines Kühlers eingebautes,
thermostatisch gesteuertes Ventil
30 bereits in der
DE 100 04 756 A1 aufgezeigt und
näher erläutert.
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Nachteilig
bei einem in der
DE
100 04 756 A1 aufgezeigten Kühlwasserkreislauf ist noch,
daß die Kühler von
unten nach oben und nicht, wie üblich, entgegen
dem thermischen Auftrieb von oben nach unten durchströmt sind.
Ferner ist keine Luftführung zu
den Kühlern
und den Wärmefühlern der
3-Wegeventile vorgesehen.
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Es
stellt sich die Aufgabe, diesen Nachteil zu vermeiden.
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Von
der
DE 100 04 756
A1 ausgehend liegt der Erfindung die Idee zugrunde, das
thermostatisch gesteuerte Dreiwegeventil
13 jeweils im
hinteren Bereich eines Kühlers
R
C am oberen Wasserkasten desselben anzuflanschen,
so daß die
Kühler
von oben nach unten durchströmt
sind, während
die an den Kühlern
vorbeiführenden
Bypaßleitungen
14 jeweils
unterseitig am Dreiwegeventil angeflanscht sind und nach vorne abgewinkelt,
ausreichend oberhalb der Austrittsöffnung einer am unteren Wasserkasten
des Kühlers
angeflanschten Abflußleitung
15, in
den Wärmebehälter
10 einmünden, wobei
die vom hinteren Bereich des unteren Wasserkastens abgezweigte Abflußleitung
15 des
Kühlers über ihr
oberes Ende ebenfalls nach vorne abgewinkelt ist und über ein
Magnetventil
20 oder ein thermostatisch gesteuertes Ventil
30 von
oben her bis in den unteren Bereich des Wärmebehälters nach unten gezogen ist.
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Dabei
sind die beiden Kühler
RC jeweils über zwei an ihren oberen Wasserkästen befestigte
Laschen 56 und zwei unter den Laschen befestigte Schwingmetallpuffer 58 gegen
zwei an der Außenwandung
einer am Fahrzeug vorgesehenen heckseitigen Ausbauchung befestigte
Winkel 57 abgestützt und
zusammen mit dem an ihrem oberen Wasserkasten angeflanschten Dreiwegeventil 13 in
der heckseitigen Ausbauchung untergebracht, während der über die Bypaßleitung 14 und
das Dreiwegeventil, sowie über
das Magnetventil 20 oder das thermostatisch gesteuerte
Ventil 30 und die Abflußleitung 15 mit dem
Kühler
RC in Verbindung gebrachte Wärmebe hälter 10 innenseitig
der Ausbauchung in einem vor dem heckseitigen Motorraum angebrachten Stauraum
untergebracht ist und mit seiner nach außen gerichteten Wandung im
unteren Bereich gegen einen Puffer 59 abgestützt ist,
der an einer, den Stauraum außenseitig
begrenzenden Verschalungsplatte 11 befestigt ist, wobei
die Verschalungsplatte eine Verlängerung
der Innenwandung des Fahrzeuginsassenraumes bildet, so daß eine heckseitige
Ausbauchung des Fahrzeuges im Bereich des Stauraumes nach innen
um die Distanz zwischen Außen- und
Innenwandung des Fahrzeuginsassenraumes verbreitert ist, wodurch
mehr Raum für
die Unterbringung des, der Außentemperatur
und der Motorraumtemperatur ausgesetzten thermostatisch gesteuerten Dreiwegeventiles 13 geschaffen
ist.
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In
Ergänzung
zur 100 04 756 A1 sind in vorliegender Anmeldung die räumlichen
Verhältnisse dargestellt, über die
die Außentemperatur
und der Fahrwind durch ihre Kälteabstrahlung,
sowie der Motorraum und ein Kühler
durch ihre Wärmeabstrahlung bei
unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten auf einen Wärmefühler 43,
der für
die Durchflußregulierung
des thermostatisch gesteuerten Dreiwegeventiles 13 vorgesehen
ist, einwirken können.
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Dabei
ist für
das Einströmen
des Fahrwindes in die heckseitigen Ausbauchungen des Fahrzeuges jeweils
stirnseitig einer Ausbauchung eine mit vertikalen Luftleitstegen
versehene Abdeckung 55 angebracht, über die der Fahrwind durch
die äußeren Luftleitstege
dem jeweiligen Kühler
zugeführt
wird, während über innere,
nach innen abgewinkelte Luftleitstege auch eine Ablenkung des Fahrwindes
gegen den Wärmefühler 43 des
Dreiwegeventiles 13 vorgesehen ist, um mit zunehmender
Fahrgeschwindigkeit bei zunehmender Kühlleistung des Kühlers eine
entsprechende Reduzierung der durch den Kühler hindurchgeleiteten Kühlwassermenge über das
Dreiwegeventil zu bewirken.
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In
der
DE 199 58 454
C2 sind bereits symbolisch dargestellte thermostatisch
gesteuerte Dreiwegeventile
13 vorgesehen, über die
der Durchfluß des Kühlwassers
durch den jeweiligen Kühler
R
C und durch eine am Kühler vorbeiführende Bypaßleitung
14 in
einen gemeinsamen Wärmebehälter
10 hinein so
gesteuert ist, daß der
Temperaturabfall des Kühlwassers
unabhängig
von der jeweiligen Außen-
bzw. Umgebungstemperatur der Ventile möglichst konstant gehalten ist.
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Auch
ist in der
DE 199
58 454 C2 bereits eine Nachbeheizung des Fahrzeuginsassenraumes
bei Motorstillstand ermöglicht,
indem am Thermostat H
Dr für die Beheizung
des Insassenraumes während
der Fahrt eine Pluszuleitung und an einem für die Aktivierung des Thermostaten
vorgesehenen, am Bypaßventil
905i angebrachten
Thermoschalter T
3 eine Minuszuleitung angelegt
ist, über
die der Thermostat ab einer, der unteren Motorbetriebstemperatur
entsprechenden Kühlwassertemperatur
aktiviert ist, so daß dann über den
Thermostat H
Dr bei einer Unterschreitung
der am Thermostat eingestellten Temperatur das Gebläse BL des
Heizkörpers
R
H in Betrieb gesetzt wird und über ein
bereits in der
DE
199 49 927 C1 vorgesehenes Relais d
3 auch
die Pumpe P
St der Standheizung ST, sowie
die elektromagnetische Zusatzsteuerung des Bypaßventiles
905i mit
Strom versorgt werden, so daß während der
Nachbeheizung des Insassenraumes durch den, über die Pumpe P
St durch
den Latentwärmespeicher
L hindurchgeleiteten Kühlwasserkreislauf
der Motor M vom Kühlwasserkreislauf
abgetrennt ist und über
die Zusatzsteuerung des Bypaßventiles
die Kühler
R
C vom Kühlwasserkreislauf
abgetrennt sind, bis die Kühlwassertemperatur
unter einen, der unteren Motorbetriebstemperatur entsprechenden
Wert abgefallen ist und der Thermoschalter T
3 die
Nachbeheizung über
den Thermostaten H
Dr beendet.
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In
der
DE 199 49 927
C1 ist bereits ein über den
Thermostat H
Dr betätigbares Relais d
3 vorgesehen, über das
gleichzeitig mit der Beheizung des Insassenraumes während der
Fahrt über
das Gebläse BL
des Heizkörpers
R
H, auch die elektromagnetische Zusatzsteuerung
des Bypaßventiles
905i und
die Pumpe P
St der Standheizung ST mit Strom
versorgt werden, so daß über die
Zusatzsteuerung des Bypaßventiles
die Kühler
R
C vom Kühlwasserkreislauf abgetrennt
sind und über
die Pumpe der Standheizung ein Teil des Kühlwassers vor dem Motor M von dem, über den
Motor geleiteten Kühlwasserkreislauf abgezweigt
wird und durch den Latentwärmespeicher
L hindurchgeleitet ist, um denselben gegebenenfalls rascher aufzuladen
bzw. um dessen Wärmeinhalt
für die
Beheizung des Insassenraumes mit zu nutzen (
2).
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In
der
DE 198 28 143
C1 ist in einer Weiterentwicklung der
DE 197 00 674 A1 vor dem
Latentwärmespeicher
L ein thermostatisch gesteuertes Bypaßventil
905w (
4)
ohne Zusatzsteuerung in den durch den Motor M hindurchgeleiteten
Kühlwasserkreislauf
eingebaut, um das Kühlwasser
nach dem Vorwärmen
des Motors durch die Wärmeabgabe
des Latentwärmespeichers
L über
eine elektrisch betriebene Pimpe P, bei einer Kühlwassertemperatur, die etwas
höher ist
wie die für
das Starten des Motors vorgesehene Temperatur, über eine vom Bypaßventil abgezweigte
Bypaßleitung
2 am
Latentwärmespeicher
vorbeizuleiten, wobei dann ein geringer Teil des Kühlwassers über eine
drosselbare Verbindungsleitung
3 von der Bypaßleitung
abgezweigt über
die vom Bypaßventil
abgezweigte Zuleitung
1 zum Latentwärmespeicher auch noch durch
den Latentwärmespeicher
hindurchgeleitet ist, um denselben wieder aufzuladen (
1).
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In
der
DE 197 00 674
A1 ist das Grundkonzept des Verfahrens der Temperaturregelung
dargestellt:
In
6 das Nachladen des Latentwärmespeichers L über die
Ausgangsstellung (
3) des Zündschloßes I und über einen im Speicher eingesetzten
Temperaturregler T
L durch die Standheizung
ST bei gleichzeitigem Vorwärmen
des Insassenraumes über
einen, durch eine Fernsteuerung oder eine Zeitschaltuhr aktivierbaren
Thermostat H
St durch das Gebläse BL des Heizkörpers R
H bei vom Kühlwasserkreislauf abgetrenntem
Motor M und abgetrennten Kühlern
R
C über die
elektromagnetische Zusatzsteuerung des Bypaßventiles
905 bzw.
905i (inclusive
Zusatzsteuerung).
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In 7 das
Vorwärmen
des Motors M durch die Wärmeabgabe
des Latentwärmespeichers
L über eine
elektrisch betriebene Pumpe P bei vom Kühlwasserkreislauf abgetrennten
Kühlern
RC über
die elektromagnetische Zusatzsteuerung des Bypaßventiles 905 bzw. 905i (incl.
Zusatzsteuerung).
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In 8 die Beheizung des Fahrzeuginsassenraumes über einen
Thermostat HDr und über das Gebläse BL des
Heizkörpers
RH, durch die Wärmeabgabe des Motors M über die
Pumpe PM des Motors, die hier in ihrer Förderleistung durch die elektrisch
betriebene Pumpe P unterstützt
ist.
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Die
beiden außenseitig
des Fahrzeuges oberhalb der hinteren Radkästen in einer heckseitigen
Ausbauchung des Fahrzeuges untergebrachten Kühler RC werden
hier ohne Umlenkung des Luftstromes vom Fahrwind durchströmt, wobei
die den jeweiligen Kühler
durchströmende
Kühlluft
außenseitig des
heckseitigen Motorraumes freiweg in denselben eindringt (2).
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Ein
Ventilator zwecks Beschleunigung des Luftstromes bei hohen Außentemperaturen
und niedrigen Fahrgeschwindigkeiten ist bei einem Sicherheitskraftfahrzeug
bei ausreichend dimensionierten Kühlern nicht erforderlich, so
daß auch
das Gebläse BL
des Heizkörpers
RH bei nach vorne geklappter Weiche 896 (1)
nur bei längeren
Bergfahrten über
einen im Heizkörper
RH eingesetzten Thermoschalter T2 (8) mit erhöhter Drehzahl
in Betrieb gesetzt wird, um eine Kühlwasserüberhitzung zu verhindern.
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In
der
DE 195 43 348
A1 ist ein thermostatisch gesteuertes Bypaßventil
905i mit
elektromagnetischer Zusatzsteuerung dargestellt.
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Während das
Kühlwasser über das
Bypaßventil
905i im
unteren Temperaturbereich an den Kühlern R
C vorbeigeleitet
ist, so daß die
an den Kühlern
vorbeigeführte
Bypaßleitung
seitlich oberhalb der Zuleitung des Kühlwassers vom Ventil abgezweigt
ist (siehe
DE 198
28 143 C1 ,
1), ist das Kühlwasser über das
Bypaßventil
905w im
oberen Temperaturbereich am Latentwärmespeicher L vorbeigeleitet,
so daß die
am Latentwärmespeicher
vorbeigeführte
Bypaßleitung
unten vom Ventil abgezweigt ist.
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In
der
DE 00330209 A ist
ein Kühlergehäuse a gelenkig über zwei
Federgehäuse
d, e an einem Fahrgestell b befestigt, wobei das jeweilige Federgehäuse aus
einem topfförmig
ausgebildeten Deckel d und einem ebenfalls topfförmig ausgebildeten Gehäuseteil
e besteht, das durch den Deckel ringsum überlappt ist, um das Federgehäuse innen
gegen grobe Verunreinigungen zu schützen.
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Über eine
innerhalb des Federgehäuses
untergebrachte, durch einen Bolzen i auf Vorspannung gehaltene Druckfeder
g werden vertikale, über
das Kühlergehäuse a nach
unten gerichtete Stöße gegen das
Federgehäuse
gedämpft,
während
horizontale Schwingungen durch die gelenkige Aufhängung des Kühlergehäuses über eine
Tragkonsole c an dem jeweiligen Federgehäuse gedämpft sein sollen, was aber
voraussetzt, daß die Überlappung
des Gehäuseteiles
durch den Deckel entsprechend nachgiebig ausgebildet bzw. nicht
zu eng gehalten ist.
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Durch
in vorliegender Anmeldung für
die Aufhängung
der Kühler
RC vorgesehene Schwingmetallpuffer der Fa.
Continental (durch einen Puffer aus Gummi oder dgl. miteinander
verbundene Metallflansche mit Innengewinde) sind horizontale und
auch vertikale Schwingun gen in allen Richtungen nach dem derzeitigen
Stand der Technik weitaus wirkungsvoller gedämpft.
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Ein
ebenfalls in vorliegender Anmeldung zur Anwendung gebrachter Puffer
aus Gummi oder dgl. hat nur einen für seine Befestigung vorgesehenen Metallflansch.
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In
der
DE 00528545 A ist
eine aus zwei Muffenhälften
3,
3a bestehende
Muffe für
die Verbindung zweier Rohrenden dargestellt, wobei die Abdichtung zwischen
den Muffenhälften
und den Rohrenden jeweils durch einen elastischen O- Ring aus Gummi oder
dgl. gebildet ist, der beim Verschieben einer Muffenhälfte auf
dem Rohrende über
einen konisch erweiterten Raum
4 in einen zylindrischen
Raum
6 einbringbar ist, wodurch der O- Ring zusammengepreßt eine
Abdichtung zwischen der Rohroberfläche und der zylindrischen Innenwandung
der Muffenhälfte
bildet.
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Das
Ende der zylindrischen Innenwandung ist durch eine nach innen gezogene
Lippe 7 gebildet, deren Innendurchmesser mit etwas Spiel
dem Außendurchmesser
des Rohres angepaßt
ist, so daß die
jeweilige Muffenhälfte
etwas beweglich auf dem Rohrende festgehalten ist, um beim Zusammenschrauben
der beiden Muffenhälften
größere Verspannungen
zu vermeiden, falls die Rohrenden nicht exakt fluchtend zueinander
ausgerichtet sind. Für
die Abdichtung der beiden Muffenhälften zueinander ist eine übliche Flachdichtung 10 vorgesehen.
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Derartige
Rohrverbindungen sind auch überlegenswert,
um übliche
Kühlwasserschläuche für den Kühlwasserkreislauf
eines Verbrennungskraftmotors durch Rohre zu ersetzen, falls dadurch
auch Verspannungen abbaubar sind, die durch eine Längenausdehnung
der Rohre bei einer Temperaturerhöhung entstehen.
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In
der
DE 19728009 C2 ist
ein Thermostatventil dargestellt, das im Normalfall kennfeldgesteuert über ein
Stellglied
22 in Form eines Gleichstrommotors oder dgl.
die Temperatur eines für
die Kühlung
eines Verbrennungskraftmotors und die Beheizung eines Insassenraumes
vorgesehenen Kühlwassers
regelt, wobei zusätzlich
im Ventil aus Sicherheitsgründen
ein zweiter, über
ein Dehnwachselement
29 betätigbarer Kühlmitteldurchlaß zu einem Motorkühler und
einem für
die Beheizung des Fahrzeuges vorgesehenen Heizkörper vorgesehen ist.
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Über die
kennfeldgesteuerte Regelung wird hier mit zunehmender Kühlwassertemperatur
ein Ventilkörper 3 zusammen
mit einem Ventilteller 28 nach unten gezogen, so daß das über einen
Anschlußstutzen 4 in
das Ventilgehäuse
einströmende Kühlwasser
zunehmend durch eine sich erweiternde ringförmige Öffnung zwischen dem Ventilgehäuse und
dem oberseitig ringförmig
ausgebildeten Ventilkörper 3 hindurch über den
Anschlußstutzen 5 dem Motorkühler und
dem Heizkörper
zugeführt
wird, während
gleichzeitig über
den Ventilteller 28 und ein am Ventilteller befestigtes
Schieberelement 38 eine im Anschlußstutzen 6 angebrachte
Austrittsöffnung 37, über die
das Kühlwasser
am Motorkühler
vorbeigeleitet wird, zunehmend verschlossen wird.
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Bei
einem Defekt in der kennfeldgesteuerten Regelung wird hier im oberen
Temperaturgrenzbereich des Kühlwassers
der Ventilteller 28 über
einen Arbeitsstift 35 des Dehnwachselementes 29 nach
unten vom Ventilkörper 3 abgehoben,
so daß das
Kühlwasser
auch durch den oberseitig ringförmig
ausgebildeten Ventilkörper 3 hindurch über den
Anschlußstutzen 5 dem
Motorkühler
zugeführt
wird, um eine Kühlwasserüberhitzung
zu verhindern, während gleichzeitig über das
am Ventilteller 28 befestigte Schieberelement 38 die
Austrittsöffnung 37 entsprechend
abgedichtet wird. Da ein Defekt in der kennfeldgesteuerten Temperaturregelung
auch eintreten kann, wenn sich der Ventilkörper 3 in einer Axiallage befindet,
in der der Zufluß des
Kühlwassers
zum Motorkühler
aufgrund einer verringerten Fahrgeschwindigkeit entsprechend weit
geöffnet
ist, kann es bei erhöhter
Fahrgeschwindigkeit auch zu einer Unterkühlung des Kühlwassers kommen, gegen die
bei diesem Ventil keine Gegenmaßnahme
vorgesehen ist, so daß dann
auch eine Beheizung des Insassenraumes nur ungenügend ist.
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In
der
DE 00347314 A ist
ein an der Frontseite eines Fahrzeuges unter einer Kühlerhaube
b angeordneter Kühler
a aufgezeigt, wobei die Kühlerhaube an
einer, die vordere Begrenzung des Motorraumes bildenden Stirnwand
d befestigt ist.
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Die
gewölbte äußere Wandung
der Kühlerhaube
b ist innenseitig durch ein Kühlerschutzgitter
x versteift und weist rings um einen Scheinwerfer i herum mehrere Öffnungen
e auf, an die außenherum eine
Leitwand f anschließt, über die
der Fahrwind nach innen abgelenkt hinterhalb des Scheinwerfers dem
Kühler
zugeführt
wird.
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Zur
Verstärkung
der Kühlleistung
des Kühlers
ist rückseitig
des selben, noch vor der Stirnwand d des Motorraumes, ein Ventilator
g angeordnet und für
den Austritt der Kühlluft
sind ebenfalls vor der Stirnwand außenseitig der Kühlerhaube
kiemenartige Schlitze h angebracht und unterseitig der Kühlerhaube
ein Luftauslaß o
vorgesehen.
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Der
Motorraum ist hier von einer direkten Kühlung durch den Fahrwind abgeschirmt
und da die Umlenkung der Kühlluft
nach außen
und nach unten kurz vor der Stirnwand d des Motorraumes ohne Ventilatorunterstützung einen
ziemlich hohen Rückstau bewirkt,
ist eine ausreichende Kühlung
des Kühlwassers
sehr stark von der Förderleistung
des Ventilators g abhängig,
die sich nachteilig auf die Antriebsleistung des Fahrzeuges auswirkt.
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Ungünstig ist
hier auch die Umlenkung des Fahrwindes um den Scheinwerfer i herum
nach innen durch die Leitwand f, da durch die Zusammenballung der
Luftmassen vor dem Kühler
ein Rückstau
auf Kosten der Luftgeschwindigkeit und der Kühlleistung des Kühlers bewirkt
wird, so daß es
wesentlich günstiger
wäre, den
Fahrwind geradlinig im Bereich des Scheinwerfers dem Kühler zuzuführen und
zwei kleinere Scheinwerfer außenseitig
des Kühlers
an der Kühlerhaube
anzubringen.
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Die
in den Entgegenhaltungen dargestellten Vorrichtungen vermögen die
in vorliegender Anmeldung ergänzte
Aufgabe nicht zu lösen.
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Die
Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten kennzeichnenden
Merkmale im Zusammenwirken mit den oberbegrifflichen Merkmalen gelöst.
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Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der rückbezogenen Patentansprüche.
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Es
zeigt:
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1 ein
Verfahren zur exakten Temperaturregelung eines für die Motorkühlung und
die Beheizung eines Fahrzeuges vorgesehenen Kühlwassers mit den beiden hintereinander
in den Kühlwasserkreislauf
eines Motors M eingebauten Kühlern
R
C, wobei hier entsprechend der
DE 100 04 756 A1 jeweils
in die Abflußleitungen
15 der
Kühler
ein Magnetventil
20 eingebaut ist, das den Durchfluß durch den
jeweiligen Kühler
erst freigibt, wenn das Kühlwasser
eine Temperatur erreicht, die der unteren Motorbetriebstemperatur
entspricht, wenn man davon ausgeht, daß die Betriebstemperatur durch
die Überhitzungstemperatur
begrenzt ist.
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Das
Kühlwasser
wird hier bei einer Temperatur, die erst annähernd der unteren Motorbetriebstemperatur
entspricht, in einer ersten Schaltstellung (2) des Zündschloßes I mittels
der Pumpe PM des Motors also lediglich über die
beiden an den oberen Wasserkästen
der Kühler
RC angeschlossenen Dreiwegeventile 13 und über die
von den Ventilen abgezweigten Bypaßleitungen 14 jeweils
an den Kühlern vorbei
durch die beiden Wärmebehälter 10 hindurch über eine
Rückleitung 18 zum
Motor M zurückgepumpt.
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Bei
einer Kühlwassertemperatur,
die der unteren Motorbetriebstemperatur entspricht, werden die beiden
Magnetventile 20 über
einen, am thermostatisch gesteuerten Bypaßventil 905i angebrachten Thermoschalter
T3 mit Strom versorgt, so daß dann der
Durchfluß des
Kühlwassers über die
beiden Kühler
RC freigegeben ist.
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Gleichzeitig
wird über
den Thermoschalter T
3 auch der Thermostat
H
Dr für
die Beheizung des Fahrzeuginsassenraumes während der Fahrt aktiviert,
so daß bei
einer Unterschreitung der am Thermostat eingestellten Temperatur
das Gebläse
BL des Heizkörpers
R
H in Betrieb gesetzt wird und über ein
Relais d
3 die elektromagnetische Zusatzsteuerung
des Bypaßventiles
905i und
die Pumpe P
St der Standheizung ST mit Strom
versorgt werden, wodurch die beiden Kühler R
C und
die Wärmebehälter
10 gemäß der
DE 100 04 756 A1 über die
Zusatzsteuerung des Ventiles vom Kühlwasserkreislauf abgetrennt
werden und über
die Pumpe der Standheizung etwas mehr Wärme dem Latentwärmespeicher
L zugeführt
wird, um denselben rascher aufzuheizen bzw. um dessen Wärmeinhalt
für die
Beheizung des Insassenraumes mit zu nutzen.
-
Da
in vorliegender Anmeldung eine parallel zum Bypaßventil
905i angeordnete
Verbindungsleitung
25 vorgesehen ist, die einen bestimmten,
relativ geringen Durchgangsquerschnitt aufweist und über die
ein geringer Teil des Kühlwassers
von der an den Kühleinrichtungen
R
C,
10 vorbeiführenden, vom Ventil abgezweigten
Bypaßleitung
aus über
die Zuleitung
12 den Kühleinrichtungen
zugeführt
wird, sind die Kühler
R
C und die Wärmebehälter
10 während der Aufheizphase
des Fahrzeuginsassenraumes nicht ganz vom Kühlwasserkreislauf abgetrennt
(siehe auch
DE 100
04 756 A1 ).
-
Über die
Verbindungsleitung 25 wird ein bestimmter Teil des Kühlwassers
während
der Warmlaufphase des Motors M durch die Wärmebehälter 10 hindurchgeleitet,
um das in den Behältern
enthaltene Kühlwasser
gegebenenfalls etwas aufzuheizen bzw. für die Erwärmung des Motors mit zu nutzen,
wenn die Kühlwassertemperatur
in den Behältern
noch ausreichend hoch ist, Außerdem
wird über
die Verbindungsleitung 25 nach einem längeren Motor- bzw. Fahrzeugstillstand
bei niedrigen Außentemperaturen ein
Teil des Kühlwassers
durch die Wärmebehälter hindurch
zur Pumpe PSt der Standheizung ST zurückgeleitet,
wenn die Standheizung in Betrieb genommen wird, um einen durch die
Stillstandszeit des Fahrzeuges bedingten Wärmeverlust des Latentwärmespeichers
L wieder auszugleichen.
-
Da
die Wärmebehälter
10 mit
den Zu- und Abflußleitungen
12,
16 u.
18 im
gegen Wärmeverlust geschützten, vor
dem heckseitigen Motorraum angeordneten Stauraum untergebracht sind
und denselben wieder etwas aufwärmen,
ist die von der Standheizung ST über
die Verbindungsleitung
25 abgezweigte Wärme keine Verlustwärme, da
durch das Aufwärmen
des Stauraumes ein weiterer Wärmeverlust
des Latentwärmespeichers
verringert und ein Spannungsverlust der beiden ebenfalls im Stauraum untergebrachten
Batterien B (
DE 198
28 143 C1 ;
2) bei niedrigen Außentemperaturen
verhindert ist.
-
Über den
Thermoschalter T
3 wird gemäß der
DE 100 04 756 A1 auch
noch ein mit einem Schließer versehenes
Relais d
4 betätigt, das seinerseits in einer Ausgangsstellung
(
3) des Zündschloßes I bei
Motorstillstand über
das Zündschloß und seinen
Schließer
ein mit einem Öffner
versehenes Relais d
5 betätigt.
-
Über das
Relais d5 wird dann bei Motorstillstand
die Stromzufuhr zur elektromagnetischen Zusatzsteuerung des Bypaßventiles 905i über den
im Latentwärmespeicher
L eingesetzten Temperaturregler TL und das
Relais d unterbunden (und auch die Stromzufuhr über den Thermostat HSt bei einer Beheizung des Insassenraumes
unterbunden), wenn die Kühlwassertemperatur
im Bypaßventil 905i nach einer
bestimmten Motorbetriebszeit über
einen der unteren Motorbetriebstemperatur entsprechenden Wert hinaus
angestiegen ist und über
den Thermoschalter T3 das Relais d4 betätigt
ist, was den Vorteil hat, daß dann
der im Bypaßventil
untergebrachte Ventilkörper
seine obere Endlage beibehält
und über die
Zuleitung 12 der Durchfluß des Kühlwassers über die Wärmebehälter 10 und die Kühler RC freigegeben ist, wenn der Latentwärmespeicher
L noch nicht wieder voll aufgeladen ist und die Standheizung ST über die
Ausgangsstellung des Zündschloßes I und über den
im Latentwärmespeicher
eingesetzten Temperaturregler TL und das
Relais d in Betrieb gesetzt wird, so daß dann die Standheizung beim
Wiederaufladen des Latentwärmespeichers
durch die Wärmeabgabe der
Wärmebehälter und
der Kühler
unterstützt
wird, bis die Kühlwassertemperatur
im Bypaßventil 905i unter
einen, der unteren Motorbetriebstemperatur entsprechenden Wert abgefallen
ist.
-
Ist
der Latentwärmespeicher
nach einer längeren
Motorbetriebszeit bereits voll aufgeladen, dann hat die vorübergehende
Stromversorgung des Relais d5 über die
Ausgangsstellung (3) des Zündschloßes I und den Schließer vom
Relais d4 keinen weiteren Nachteil.
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Gemäß der
DE 100 04 756 A1 wird
die Beheizung des Fahrzeuginsassenraumes über den Thermostat H
Dr und das Gebläse BL des Heizkörpers R
H bis zum Absinken der Kühlwassertemperatur im Bypaßventil
905i auf
einen der unteren Motorbetriebstemperatur entsprechenden Wert über den
am Bypaßventil
angebrachten Thermoschalter T
3 eine bestimmte
Zeit aufrecht erhalten, wenn der Motor beispielsweise bei einem
Verkehrsstau, einer Verpflegungspause oder einer Besorgung vorübergehend abgestellt
wird, wobei dann die Pumpe P
St der Standheizung
ST über
das Relais d
3 mit Strom versorgt wird und
für den
Kühlwasserumlauf
sorgt. Da bei Motorstillstand in der Ausgangsstellung (
3)
des Zündschloßes I die
elektromagnetische Zusatzsteuerung des Bypaßventiles
905i über den
Schließer
vom Relais d
4 und den Öffner vom Relais d
5 von
der Stromversorgung der Pumpe P
St abgetrennt
ist, so daß der im
Bypaßventil
untergebrachte Ventilkörper
seine obere Endlage beibehält,
wird die Beheizung des Insassenraumes über den Latentwärmespeicher
L durch die Wärmeabgabe
der Wärmebehälter
10 und der
Kühler
R
C unterstützt, bis die Aktivierung des Thermostaten über den
Thermoschalter T
3 beendet ist.
-
Auch
eine von der Ausdünstung
der Fahrzeuginsassen erzeugte feuchte Luft wird nach beendeter Fahrt
durch die Nachbeheizung über
die bei einem Sicherheitskraftfahrzeug im Dachboden angebrachten
Entlüftungsschlitze
vertrieben und durch trockenere Außenluft ersetzt, so daß die Ausblickscheiben
bei niedrigen Außentemperaturen
innen weniger vereisen.
-
2 zeigt
die beiden, jeweils aus einem Dreiwegeventil 13, einem
Kühler
RC, einer Bypaßleitung 14 und einem
gemeinsamen Wärmebehälter 10 bestehenden
Kühleinrichtungen, über die
der Temperaturabfall des Kühlwassers
zwischen der Zuleitung 12 zu den Kühleinrichtungen und der Rückleizung 18 zum
Motor bei einer ausreichend hohen Fahrgeschwindigkeit unabhängig von
der jeweiligen Außentemperatur
konstant gehalten ist.
-
Gemäß der
DE 100 04 756 A1 sind
die beiden in den Kühlwasserkreislauf
eingebauten Kühler R
C so ausgelegt, daß sie auch bei einer Außentemperatur
von +30°C
noch in der Lage sind, eine Kühlwasserüberhitzung
bei verringerter Fahrgeschwindigkeit, bei der die Kühlleistung
der Kühler
nachläßt, zu verhindern
bzw. möglichst
weit hinauszuzögern.
-
Die
geringere Drehzahl des für
den Heizkörper
RH vorgesehenen Gebläses BL (1) ist so
gewählt,
daß die
Kühlwassertemperatur
beim Aufheizen des Insassenraumes bzw. bei vom Kühlwasserkreislauf abgetrennten
Kühleinrichtungen
und einer, der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit angepaßten, nicht
zu niedrigen Motordrehzahl nur wenig ansteigt, so daß das Gebläse BL möglichst
nur bei längeren Bergfahrten
mit einer höheren
Drehzahl in Betrieb gesetzt wird, um eine Kühlwasserüberhitzung zu verhindern.
-
Da
sich die Umgebungstemperatur der Dreiwegeventile 13 bei
einer Außentemperatur
von +30°C
und verringerter Fahrgeschwindigkeit aufgrund der Wärmeabgabe
der Kühler
und des Motorraumes um beispielsweise 40° auf 70°C erhöhen kann, muß sich der
effektive Regelbereich der Dreiwegeventile 13 mit etwas
Reserve über
einen Temperaturbereich von –30°C bis +70°C erstrecken.
-
Das
Kühlwasser
wird hier bei einer Temperatur, bei der gemäß 1 die untere
Motorbetriebstemperatur nur annähernd
erreicht ist, über
die Zuleitung 12 und über
ein thermostatisch gesteuertes Dreiwegeventil 13, das im
hinteren Bereich des ersten Kühlers
RC am oberen Wasserkasten desselben angeschlossen
ist, durch eine unterseitig am Ventil angeflanschte, am Kühler vorbeiführende,
nach vorne abgewinkelte Bypaßleitung 14 hindurch
ausreichend oberhalb der Austrittsöffnung einer vom unteren Wasserkasten
des Kühlers
abgezweigten Abflußleitung 15 in
einen Wärmebehälter 10 eingeleitet,
wobei die vom hinteren Bereich des unteren Wasserkastens nach oben
abgezweigte Abflußleitung
ebenfalls nach vorne abgewinkelt ist und über ein Magnetventil 20 von
oben her bis in den unteren Bereich des Wärmebehälters nach unten gezogen ist.
-
Über eine
vom hinteren Bereich des Wärmebehälters 10 nach
oben abgezweigte, zum zweiten Kühler
RC führende
Verbindungsleitung 16, die über eine Zuleitung 17 mit
einem Ausgleichsbehälter
CO in Verbindung steht, wird das Kühlwasser über ein weiteres Dreiwegeventil 13,
das im hinteren Bereich dieses Kühlers
am oberen Wasserkasten desselben angeschlossen ist, durch eine unterseitig
am Ventil angeschlossene, spiegelbildlich zur ersten Bypaßleitung
ausgebildete Bypaßleitung 14 hindurch
in einen weiteren Wärmebehälter 10 eingeleitet,
von dem aus das Kühlwasser
dann über
eine vom hinteren Bereich dieses Behälters nach oben abgezweigte
Rückleitung 18 zum
Motor zurückströmt.
-
Eine
vom hinteren Bereich des unteren Wasserkastens nach oben abgezweigte,
spiegelbildlich zur ersten Abflußleitung ausgebildete Abflußleitung 15,
ist wiederum von oben her über
ein Magnetventil 20 bis in den unteren Bereich des Wärmebehälters 10 nach
unten gezogen.
-
Sobald
nun die untere Motorbetriebstemperatur erreicht ist, öffnen die
beiden Magnetventile 20 ihren Durchgang, so daß das Kühlwasser
auch über die
Abflußleitungen 15 in
die Wärmebehälter 10 einströmt, in denen
die Kühlwassertemperatur
inzwischen auf einen der unteren Motorbetriebstemperatur entsprechenden
Wert angestiegen ist, so daß auch
bei niedrigen Außentemperaturen
und vollständig
erkalteten Kühlern
kein wesentlicher Temperaturabfall des Kühlwassers im Motor zu befürchten ist,
da durch das aufgeheizte Kühlwasser
in den Wärmebehältern und
durch das über
die Bypaßleitungen 14 nachströmende Kühlwasser
eine vorübergehende Absperrung
gebildet ist, indem das über
die Abflußleitungen
in den unteren Bereich der Wärmebehälter einströmende kalte
Kühlwasser
eine Weile unten bleibt.
-
Durch
die jeweils nach vorne abgewinkelten Bypaßleitungen 14 und
Abflußleitungen 15 sind
mögliche
Verspannungen abbaubar, die bei unterschiedlichen Längenausdehnungen
zwischen den beiden Leitungen einerseits und den Kühlern RC andererseits bei Tempe raturachwankungen
des Kühlwassers
entstehen.
-
Um
die Gefahr von Dauerbrüchen
auszuschließen,
bieten sich Muffen nach der
DE
00528545 A an, die in die nach vorne abgewinkelten Schenkel der
Leitungen
14 u.
15 eingebaut, ein Durchbiegen derselben
erleichtern, so daß dann
auch Schwingungen der jeweils an zwei Schwingmetallpuffern
58 aufgehängten Kühleinrichtungen
besser gedämpft
sind (siehe
3).
-
Oberhalb
der beiden Kühler
RC sind hier an den Stirnseiten der bei
einem Sicherheitskraftfahrzeug vorgesehenen heckseitigen Ausbauchungen zwei
kreisrunde Öffnungen 21 angebracht,
in die jeweils ein mit einem luftdurchläßigen Flansch versehener Anschlußstutzen 22 für einen
Ladeluftkühler einsetzbar
ist.
-
Die Öffnungen 21 sind
jeweils durch einen Deckel 23 verschließbar.
-
3 zeigt
entsprechend der Ansicht 2 die vom Kühlwasser über die Zuleitung 12 zuerst durchströmte Kühleinrichtung
mit einem in 4 dargestellten thermostatisch
gesteuerten Dreiwegeventil 13, das für die zweite Kühleinrichtung
vorgesehen ist, so daß der
Ventilkörper 49 dieses
Ventiles für
die erste Kühleinrichtung
spiegelbildlich ausgebildet sein muß.
-
Das
am ersten Kühler
RC angeflanschte Dreiwegeventil 13 ist über eine
unterseitig am Ventil angeflanschte Bypaßleitung 14, die unterseitig
am Wärmebehälter 10 angeflanscht
ist, mit dem Behälter
in Verbindung gebracht.
-
Im
Gegensatz zu einem in 1 u. 2 vorgesehenen
Magnetventil 20 ist hier für die Absperrung der vom unteren
Wasserkasten des Kühlers
abgezweigten Abflußleitung 15 ein
thermostatisch gesteuertes Ventil 30 vorgesehen, dessen
oberseitig am Wärmebehälter 10 angeflanschtes
Ventilgehäuse durch
ein unteres Gehäuseteil 33 und
ein oberes Gehäuseteil 34 gebildet
ist, wobei im unteren, am Wärmebehälter angeflanschten
Gehäuseteil 33 ein
für die
Ventilbetätigung
vorgesehenes Dehnstoffelement 31 eingesetzt ist und im
oberen, am unteren Gehäuseteil
angeflanschten Gehäuseteil 34 zwei
Druckfedern 36 u. 37 untergebracht sind, über die
hier der Durchfluß des
Kühlwassers
im unteren Temperaturbereich über
die Abflußleitung 15 durch
einen Ventiltopf 35, der durch die Krafteinwirkung der
Druckfedern gegen den oberen Flansch des unteren Gehäuseteiles 33 angedrückt ist,
versperrt ist.
-
Um
ein Schließen
des Ventiles zu bewirken, muß die
Druckkraft der wirksam zwischen dem oberen Gehäuseteil 34 und dem
Ventiltopf 35 angeordneten Druckfeder 37 etwas
größer sein,
wie die Druckkraft der wirksam zwischen dem Ventiltopf und dem Dehnstoffelement 31 angeordneten
Druckfeder 36, die so ausgelegt ist, daß sie den im Dehnstoffelement
untergebrachten Kolben über
eine am nach oben abstehenden Ende desselben befestigte Druckscheibe 32 ganz
in seine Ausgangslage zurückdrückt. Sobald
nun die Kühlwassertemperatur
im Wärmebehälter einen
Wert erreicht, der annähernd der
Motorbetriebstemperatur entspricht, wird die Druckscheibe 32 über den
Kolben des Dehnstoffelementes entgegen der Krafteinwirkung der Druckfeder 36 gegen
den Ventiltopf 35 bewegt, um denselben bei einem weiteren
Temperaturanstieg des Kühlwassers
entgegen der Krafteinwirkung der Druckfeder 37 vom oberen
Flansch des unteren Gehäuseteiles 33 abzuheben,
bis letztendlich der Durchfluß des
Kühlwassers über die
am unteren Flansch des unteren Gehäuseteiles angeflanschte Abflußleitung 15 in
den Wärmebehälter hinein
ganz freigegeben ist, sobald der Motor seine Betriebstemperatur
erreicht hat.
-
Gegenüber einem
Magnetventil hat ein thermostatisch gesteuertes Ventil den Vorteil,
daß es
den Durchfluß eines
im Kühler
bei niedrigen Außentemperaturen
vollständig
erkalteten Kühlwassers
nur allmählich
freigibt und zwischendurch beim Einströmen eines sehr erkalteten Kühlwassers
auch wieder etwas schließt,
so daß ein
Temperaturabfall des Kühlwassers
im Motor mit Sicherheit ausgeschlossen ist.
-
Damit
eine im Ventiltopf 35 eingeschlossene Luft beim Einfüllen des
Kühlwassers
entweichen kann, ist im Boden des Ventiltopfes ein kleines Loch angebracht
und im Boden des ebenfalls topfförmig ausgebildeten
oberen Gehäuseteiles 34 eine
Entlüftungsschraube
befestigt.
-
Um
den Durchfluß des
Kühlwassers
durch das Ventil hindurch zu gewährleisten,
sind in der nach innen gezogenen Wandung des unteren Flansches vom
Gehäuseteil 33,
in der das Dehnstoffelement 31 eingesetzt ist, um das Dehnstoffelement
herum mehrere Durchgangsbohrungen angebracht, durch die hindurch
das Kühlwasser
in einen durch das Dehnstoffelement und den oberen erweiterten Teil
der Abflußleitung 15 gebildeten
Zwischenraum einströmt,
von dem aus das Kühlwasser
dann über den
unteren Teil der Abflußleitung
in den unteren Bereich des Wärmebehälters 10 einmündet.
-
Dabei
ist die, das Dehnstoffelement umschließende Abflußleitung über einen Flansch 38, der
oberseitig unterhalb der im unteren Gehäuseteil 33 angebrachten
Durchgangsbohrungen eine Vertiefung aufweist, am unteren Flansch
dieses Gehäuseteiles
angeflanscht.
-
Die
beiden Kühler
sind hier in Ergänzung
der
DE 100 04 756
A1 jeweils über
zwei an ihrem oberen Wasserkasten befestigte Laschen
56,
die über
einen Schwingmetallpuffer
58 jeweils gegen einen an der Außenwandung
der heckseitigen Ausbauchung befestigten Winkel
57 abgestützt sind,
an der Außenwandung
aufgehängt,
wobei für
die zusätzliche
Abstützung
der Kühleinrichtungen
jeweils ein Puffer
59 vorgesehen ist, der im unteren Bereich
des Wärmebehälters
10 an
einer Verschalungsplatte
11 befestigt ist (siehe auch
7).
-
Dabei
ist die in der
DE
100 04 756 A1 als Grundplatte bezeichnete Verschalungsplatte
11 zweckmäßigerweise
mittig zu den Flanschanschlüssen
des Wärmebehälters
10 und
des Ventiles
20 bzw.
30 geteilt, so daß die Befestigung
des Wärmebehälters
10 mit
dem Ventil
20 bzw.
30 am Kühler R
C über die
Bypaßleitung
14 und
die Abflußleitung
15 vereinfacht
ist.
-
4 zeigt
ein thermostatisch gesteuertes Dreiwegeventil 13, für dessen
Betätigung
ein Dehnstoffelement 41 vorgesehen ist, das jedoch im Gegensatz
zum Dehnstoffelement 31 gemäß 3 an seinem
Gehäuse
einen Flansch für
seine Befestigung an einem Ventilgehäuse 40 aufweist.
-
Am
dem Flansch entgegengesetzten Ende des Dehnstoffelementes sind zwei
nach oben bzw. nach unten abstehende Flanschanschlüsse am Gehäuse des
Dehnstoffelementes angeformt, wobei am nach unten abstehenden Flanschanschluß ein Wärmefühler 43 angeflanscht
ist, der über
den nach oben abstehenden Flanschanschluß, der hier durch einen Verschlußdeckel 44 mit
Zapfen abgedichtet ist, mit einer geeigneten Flüssigkeit, die sich bei Erwärmung besonders
stark ausdehnt, aufgefüllt
ist.
-
Dabei
umschließt
die eingefüllte
Flüssigkeit auch
eine im Dehnstoffelement untergebrachte Gummibuchse, in der ein
Kolben 42 verschiebbar eingebettet ist und die an ihrem,
dem freien Ende des Kolbens zugewandten Ende über einen nach außen gezogenen Bund
eine Abdichtung für
die im Wärmefühler und
im Dehnstoffelement eingeschlossene Flüssigkeit bildet.
-
Das
hier dargestellte Dreiwegeventil 13 ist gemäß der Ansicht 2 für den zweiten, über die Verbindungsleitung 16 eingespeisten
Kühler
RC vorgesehen (siehe auch 7)
und vom Stauraum eines Sicherheitskraftfahrzeuges aus betrachtet,
so angeordnet, daß der
Wärmefühler 43 der
Fahrzeugvorderseite zugewandt dem Fahrwind entgegengerichtet ist.
-
Ein
im Ventilgehäuse 40 axial
verschiebbar gelagerter, aus einem Rohr gefertigter Ventilkörper 49,
der durch eine im Ventilgehäuse
eingeschraubte 6kt- Schraube 53 mit Zapfen am Verdrehen
um seine eigene Achse gehindert ist, wird hier mittels einer Druckfeder 46,
die wirksam zwischen einem am hinteren Ende des Ventilgehäuses befestigten
Deckel 45 und einer Druckscheibe 47 angeordnet
ist, über die
Druckscheibe gegen eine Anschlagscheibe 48 angedrückt, die
in ihrer dargestellten Axiallage durch einen Sicherungsring festgehalten,
einen Endanschlag für
den Ventilkörper 49 bildet.
-
Sowohl
in der Druckscheibe 47, als auch in der Anschlagscheibe 48 ist
jeweils eine axial gerichtete Bohrung angebracht, durch die hindurch
das Kühlwasser
beim Verschieben des Ventilkörpers 49 entgegengesetzt
zur Verschieberichtung entweichen kann, wobei die in der Anschlagscheibe 48 angebrachte
Bohrung nach außen
versetzt ist.
-
Der
Kolben 42 des Dehnstoffelementes 41 ist über sein
nach außen
ragendes Ende mit etwas Spiel in einer Ansenkung zentriert, die
in der Anschlagscheibe 48 angebracht ist.
-
Bei
ansteigender Außen-
bzw. Umgebungstemperatur des Wärmefühlers 43 dehnt
sich die im Fühler
enthaltene Flüssigkeit
aus, so daß die
Flüssigkeit über die
im Dehnstoffelement untergebrachte Gummibuchse einen Druck auf das
in der Buchse eingeschobene, kegelig ausgebildete Ende des Kolbens 42 ausübt, wodurch
der Kolben ganz in die an der Anschlagscheibe angebrachte Ansenkung
eingeschoben wird, bis bei einer Umgebungstemperatur von –30°C ein Anschlag
durch die Anschlagscheibe 48 gegen den Kolben gebildet
ist.
-
Bei
einem weiteren Temperaturanstieg der den Wärmefühler umgebenden Luft, wird
dann der Ventilkörper 49 über den
Kolben und die Anschlagscheibe entgegen der Krafteinwirkung der
Druckfeder 46 im Ventilgehäuse 40 verschoben,
so daß durch
die Verschiebung des Ventilkörpers
der Durchfluß des
Kühlwassers
zum Kühler
durch eine in der Wandung des Ventilkörpers angebrachte dreieckförmige Durchgangsöffnung 51,
die in der dargestellten Axiallage des Ventilkörpers eine im Ventilgehäuse angebrachte
Durchgangsöffnung
zum Kühler
nahezu ganz verschließt,
zunehmend freigegeben wird.
-
Der
Flanschanschluß des
Ventilgehäuses
für den
Kühler
RC ist in einer Draufsicht zum Ventil in 7 dargestellt
und in derselben Querebenen angeordnet, wie die Flanschanschlüsse für die Zuleitung
des Kühlwassers
und für
die Bypaßleitung 14.
-
Für den Durchfluß des Kühlwassers über die Bypaßleitung 14 zum
Wärmebehälter ist
in der Wandung des Ventilkörpers 49 eine
zur Durchgangsöffnung 51 um
90° versetzte
und spiegelbildlich ausgebildete Durchgangsöffnung 52 angebracht,
deren Form in einem Schnitt 5-5 des Ventilkörpers in 5 dargestellt
ist und die in der dargestellten Axiallage des Ventilkörpers eine
im Ventilgehäuse
angebrachte Durchgangsöffnung
vollständig
freigibt.
-
Während also
der Durchfluß zum
Kühler über die
Durchgangsöffnung 51 mit
ansteigender Umgebungstemperatur des Wärmefühlers beim Verschieben des
Ventilkörpers
zunehmend vergrößert wird,
wird der Durchfluß über die
Bypaßleitung 14 zum
Wärmebehälter aufgrund
der spiegelbildlich zur Durchgangsöffnung 51 ausgebildeten
Durchgangsöffnung 52 zunehmend
verringert und bei einer Umgebungstemperatur des Wärmefühlers von
angenommen +70°C
nahezu ganz versperrt, wobei dann der Durchfluß des Kühlwassers zum Kühler über die Durchgangsöffnung 51 vollständig freigegeben
ist, so daß das
Gebläse
BL des Heizkörpers
RH bei ausreichend dimensionierten Kühlern RC nur bei längeren Bergfahrten mit erhöhter Drehzahl
in Betrieb gesetzt wird, um eine Kühlwasserüberhitzung zu verhindern.
-
Auf
ebener Fahrbahn jedoch, wird eine durch eine verringerte Fahrgeschwindigkeit
bewirkte verringerte Kühlleistung
der Kühler
durch eine erhöhte Wärmeabgabe
der Kühler
und des Motorraumes an den jeweiligen Wärmefühler ziemlich ausgeglichen, indem
der Wärmefühler dann über das
Dehnstoffelement den Durchfluß zum
Kühler
vergrößert, so
daß also
der Temperaturabfall des Kühlwassers über die beiden
Kühler
und deren Bypaßleitungen auch
bei verringerter Fahrgeschwindigkeit unabhängig von der jeweiligen Außentemperatur
einigermaßen
konstant gehalten ist, wenn die Drehzahl des Motors und damit dessen
Wärmeabgabe
mehr oder weniger immer der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit angepaßt wird,
so daß der
Motor weder überdreht
noch abgewürgt
wird.
-
Der
Zufluß des
Kühlwassers
zum Dreiwegeventil, der hier über
die zwischen den beiden Kühleinrichtungen
angebrachte Verbindungsleitung 16 erfolgt (7),
ist durch eine in Längsrichtung
des Ventilkörpers 49 verlaufende
längliche
Durchgangsöffnung 50 gebildet
(5), die auf der gegenüberliegenden Seite der für den Kühler vorgesehenen Durchgangsöffnung 51 in
der Wandung des Ventilkörpers
angebracht ist und die in einer Ansicht B des in 5 dargestellten
Ventilkörpers
bzw. in 6 in ihrer Form dargestellt
ist.
-
Die
Breite der Durchgangsöffnung 50 entspricht
den lichten Weiten der am Ventilgehäuse 40 angebrachten
Flanschanschlüsse
für die
Zuleitung zum Ventil, sowie für
den Anschluß am
Kühler
und für den
Anschluß des
Wärmebehälters über die
Bypaßleitung 14,
wobei die ausreichend lang ausgebildete Durchgangsöffnung so
angeordnet ist, daß der Durchfluß durch
dieselbe in den Endlagen des Ventilkörpers 49 nicht eingeengt
ist.
-
Dabei
ist zu beachten, daß zumindest
der erweiterte Teil der im Ventilkörper 49 für den Kühler vorgesehenen
Durchgangsöffnung 51 um
ein bestimmtes Maß axial
verlängert
sein muß,
damit der Durchfluß zum
Kühler
nicht eingeengt wird, wenn der Ventilkörper über den Wärmefühler 43 toleranzbedingt oder
aufgrund einer erhöhten
Umgebungstemperatur des Fühlers
bei Bergfahrten über
ein erforderliches Maß hinaus
verschoben wird.
-
Ist
dann der Durchfluß über die
Bypaßleitung 14 zum
Wärmebehälter 10 durch
die im Ventilkörper angebrachte
Durchgangsöffnung 52 ganz
versperrt, so ist das kein Nachteil.
-
5 zeigt
den Ventilkörper 49 in
einer Draufsicht zu 4 mit der jeweils in der Wandung des
Ventilkörpers
angebrachten Durchgangsöffnung 50 für den Zufluß des Kühlwassers, 51 für den Abfluß des Kühlwassers
zum Kühler
RC und 52 für den Abfluß des Kühlwassers zum Wärmebehälter 10 über die
Bypaßleitung 14.
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6 zeigt
den Ventilkörper 49 in
einer Ansicht B des in 5 dargestellten Ventilkörpers, mit der
Durchgangsöffnung 50 für den Zufluß des Kühlwassers
und der dahinter in der Wandung des Ventilkörpers angebrachten Durchgangsöffnung 51 zum Kühler, so
daß die
für die
Bypaßleitung 14 vorgesehene
Durchgangsöffnung 52 um
90° versetzt
zu den beiden Durchgangsöffnungen 50 u. 51 unten
angeordnet ist (4).
-
7 zeigt
entsprechend 2 die zweite vom Kühlwasser
durchströmte
Kühleinrichtung
in ihrer Einbaulage von oben mit dem über die Verbindungsleitung 16 eingespeisten
Dreiwegeventil 13, das im hinteren Bereich des Kühlers RC am oberen Wasserkasten desselben angeflanscht
ist und von dem aus die unten am Ventil angeflanschte Bypaßleitung 14 nach
vorne abgewinkelt in den vorderen Bereich des Wärmebehälters 10 eingeführt ist,
während die
vom hinteren Bereich des unteren Wasserkastens vom Kühler abgezweigte,
nach oben gezogene Abflußleitung 15 ebenfalls
nach vorne abgewinkelt in das thermostatisch gesteuerte Ventil 30 (bzw.
in das Magnetventil 20) einmündet.
-
Die
Wärmebehälter 10 sind
vorteilhaft aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitzahl gefertigt und erforderlichenfalls
außenseitig
im vorderen Bereich etwas nach innen abgesetzt, damit sie leichter demontierbar
sind.
-
Zwischen
dem Dreiwegeventil
13 und dem Wärmebehälter
10 ist eine Verschalungsplatte
11 angebracht,
die gemäß der
DE 100 04 756 A1 ,
als Grundplatte bezeichnet, zweckmäßigerweise mittig zu den Flanschanschlüssen des
Wärmebehälters
10 und
des Ventiles
20 bzw.
30 geteilt ist, so daß die Befestigung
des Wärmebehälters am
Kühler über die Bypaßleitung
14 und
die Abflußleitung
15 ververeinfacht
ist.
-
Die
Verschalungsplatte 11 ist vorderseitig ringsum an der Innenwandung
des Fahrzeuginsassenraumes und rückseitig
an einer Trennwand 286 befestigt, die den vorderseitig
durch eine Verschalung PL begrenzten Stauraum des Sicherheitskraftfahrzeuges
vom heckseitigen Motorraum abtrennt, so daß die heckseitigen Ausbauchungen
des Fahrzeuges im Bereich des Stauraumes jeweils nach innen bis
zur Verschalungsplatte hin um die Distanz zwischen Außen- und
Innenwandung des Fahrzeuginsassenraumes verbreitert sind und ausreichend
Raum für
die Unterbringung der Dreiwegeventile 13 und der nach vorne
abgewinkelten, jeweils spiegelbild lich ausgebildeten Bypaßleitungen 14 und Abflußleitungen 15 geboten
ist.
-
Die
Trennwand 286 ist im Bereich der Kühler RC und
der Dreiwegeventile 13 freigespart, so daß eine Montage
dieser Teile auch vom Motorraum aus ermöglicht ist und die in die heckseitigen
Ausbauchungen einströmende
Fahrwind bzw. die den Kühler durchströmende Kühlluft freiweg
in den Motorraum eindringen kann.
-
Stirnseitig
ist an den heckseitigen Ausbauchungen des Fahrzeuges jeweils eine
mit vertikalen Luftleitstegen versehene Abdeckung 55 vor
den Lufteinlaßöffnungen
zu den beiden Kühlern
angebracht, wobei die innenseitig der Kühler an den Abdeckungen angeformten
Luftleitstege nach innen abgewinkelt sind, so daß der Fahrwind bei entsprechend
hoher Fahrgeschwindigkeit direkt gegen die nach unten abstehenden
Wärmefühler 43 der
Dreiwegeventile 13 gerichtet ist und die Wärmefühler unbeeinflußt von der
Wärmeabgabe
der Kühler
und des Motorraumes eine Axiallage der in den Ventilgehäusen 40 verschiebbar
gelagerten Ventilkörper 49 bewirken,
die lediglich von der Außentemperatur
bestimmt ist, wobei die Ventilkörper
den Durchfluß des
Kühlwassers durch
die Kühler
und deren Bypaßleitungen 14 so steuern,
daß der
Temperaturabfall des Kühlwassers über die
beiden Kühleinrichtungen
unabhängig
von der jeweiligen Außentemperatur
konstant gehalten ist.
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Bei
zunehmend verringerter Fahrgeschwindigkeit wird es dann aufgrund
der Wärmeabgabe
der Kühler
und des Motorraumes zunehmend wärmer um
die Wärmefühler herum,
so daß dieselben
den Durchfluß des
Kühlwassers über die
beiden Kühler bei
gleichzeitiger Verringerung der Durchflußmenge über die Bypaßleitungen
zunehmend erhöhen.
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Über ein
in vorliegender Anmeldung beschriebenes Verfahren zur Temperaturregelung
eines für
die Motorkühlung
und die Beheizung eines Fahrzeuges vorgesehenen Kühlwassers
wird also sowohl ein Temperaturabfall des Kühlwassers bei einer Beheizung
des Fahrzeuginsassenraumes, als auch mehr oder weniger ein Temperaturanstieg
des Kühlwassers
bei verringerter Fahrgeschwindigkeit verhindert, so daß dieses
Verfahren im Vergleich zur herkömmlichen
Temperaturregelung des Kühlwassers
eine relativ exakte und energiesparende Temperaturregelung betrifft, über die
bei weniger Wärmeabgabe
an die Außenluft
mehr Wärme
für die
Behei zung des Fahrzeuges zur Verfügung steht.
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Auch
erfolgt eine Nachbeheizung des Fahrzeuges ohne Inbetriebnahme der
Standheizung lediglich über
die Pumpe derselben durch die Wärmeabgabe
des Latentwärmespeichers
und der Wärmebehälter, sowie
gegebenenfalls auch durch die Wärmeabgabe
der Kühler,
bis die Kühlwassertemperatur auf
einen, der unteren Motorbetriebstemperatur entsprechenden Wert abgefallen
ist.
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Dabei
wird dem Motor keine Wärme
entzogen, so daß dessen
Warmlaufphase nach einer nicht zu langen Stillstandszeit des Motors
wesentlich verkürzt
und der Ausstoß von
Kohlenmonoxyd aufgrund einer unvollständigen Verbrennung des Treibstoffes ganz
wesentlich eingeschränkt
ist.
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Ist
der Latentwärmespeicher
nach einem Vorwärmen
des Fahrzeuges und des Motors aufgrund einer zu kurzen Motorbetriebszeit
noch nicht wieder voll aufgeladen, dann wird die Standheizung beim
Wiederaufladen des Speichers durch die Wärmeabgabe der Wärmebehälter und
gegebenenfalls auch durch die Wärmeabgabe
der Kühler
unterstützt, bis
die Kühlwassertemperatur
auf einen, der unteren Motorbetriebstemperatur entsprechenden Wert
abgefallen ist, ohne daß dem
Motor dabei Wärme
entzogen wird, so daß dessen
Warmlaufphase nach einer nicht zu langen Stillstandszeit ganz wesentlich verkürzt ist,
was auch dann mit Einschränkung
der Fall ist, wenn der Motor vollständig erkaltet ist und durch
die Wärmeabgabe
des Latentwärmespeichers erst
vorgewärmt
wird, bevor er gestartet werden kann.
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Legende zur 100 06 873.1-22
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In
den neuen Ansprüchen
mit einbezogene Teile:
- 11 Verschalungsplatte, die
gemäß der DE 100 04 756.A1 ,
Seite 7, Zeile 15 bis 20, mittig zu den Flanschanschlüssen des
Wärmebehälters 10 und
des Ventiles 20 bzw. 30 geteilt ist, was in den
Ansprüchen nicht
berücksichtigt
ist (7).
- 16 Verbindungsleitung, die vom Wärmebehälter 10 der ersten
Kühleinrichtung
abgezweigt in das Dreiwegeventil 13 der zweiten Kühleinrichtung
einmündet
und die im hinteren Bereich des Wärmebehälters an der oberen Wandung
desselben angeschlossen ist (2).
- 17 Zuleitung zum Ausgleichsbehälter CO, abgezweigt von der
Verbindungsleitung 16 (2).
- 18 Rückleitung
zum Motor, abgezweigt vom Wärmebehälter 10 der
zweiten Kühleinrichtung
und angeschlossen im hinteren Bereich des Wärmebehälters an dessen oberer Wandung
(2).
- 21 kreisrunde Öffnung,
die jeweils oberhalb der beiden Kühler RC in
einer Stirnwandung der am Fahrzeug angebrachten heckseitigen Ausbauchungen angebracht
ist (2).
- 22 mit einem luftdurchlässigen Flansch versehener Anschlußstutzen
für einen
Ladeluftkühler,
der in die Öffnung 21 einsetzbar
und über
den Flansch an der Stirnwandung befestigbar ist (2).
- 23 Deckel zum Verschließen einer Öffnung 21 (2).
- 56 Lasche, die vorder- und rückseitig auf dem oberen Wasserkasten
eines Kühlers
RC befestigt ist (3).
- 57 Winkel, der innenseitig an der Außenwandung
einer heckseitigen Ausbauchung des Fahrzeuges befestigt ist (3).
- 58 Schwingmetallpuffer, der unterseitig an einer Lasche 56 des
Kühlers
RC und oberseitig an einem Winkel 57 befestigt
ist (3).
- 59 Puffer, der innenseitig an der hinteren Hälfte einer Verschalungsplatte 11 befestigt
ist und der zur zusätzlichen
Abstützung
einer Kühleinrichtung über deren
Wärmebehälter 10 dient,
indem der Wärmebehälter im
unteren Bereich über
seine Außenwandung gegen
den Puffer abgestützt
ist (3).