DE1480095A1

DE1480095A1 - Heizungs- und Belueftungsanlage insbesondere fuer Kraftfahrzeuge mit elektrisch angetriebenem Luefter

Info

Publication number: DE1480095A1
Application number: DE19651480095
Authority: DE
Inventors: Erich Pfitzenmayer
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1965-10-28
Filing date: 1965-10-28
Publication date: 1969-09-11
Also published as: SE315820B; GB1149104A; DE1480095B2

Description

"Heizungs- und Belüftungsanlage insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit elektrisch angetriebenem Lüfter" Die Erfindung betrifft eine Heizungs- und Belüftungsanlage insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Wärmetauscher, einem Lüfter und einem Gleichstrommotor für den Lüfter, Luftverteilungssteuerklappen und einem Lüfter-Drehzahl-Wahl-Schalter mit mindestens einem Vorwiderstand. Für den Antrieb von Lüftern in Kraftfahrzeug-Heizungs- und Belüftungsanlagen werden Gleichstromelektromotoren mit Vorwiderständen benutzt. Zur Anpassung des vom Lüfter geforderten Luftstromvolumens an die jeweiligen klimatischen Bedingungen sowie an die Fahrzustände ist eine Abstufung der Lüfterdrehzahl erwünscht. Eine derartige Abstufung wird in bekannter Weise durch Einschalten von Widerständen in den Stromkreis zwischen Stromquelle und Elektromotor erreicht. Um bei einer Überlastung des Elektromotors eine Beschädigung oder Zerstörung desselben durch unzulässig große Ströme zu vermeiden, werden in den Stromkreis in an sich bekannter Weise Sicherungen eingebaut, die bei Überschreiten einer bestim3aten Stromstärke durchschmelzen und so den Stromkreis zwischen Stromquelle und Verbraucher unterbrechen. Andererseits muss auch eine zu starke Erwärmung der Vorwiderstände infolge Überlastung des Elektromotors vermieden werden bzw. die Erwärmung der Vorwiderstände muss auf ein bestimmtes noch zulässiges Maß beschränkt werden. Dazu sind Sicherungen mit absolut konstanter Unterbrechungscharakteristik erforderlich. Die hierzu notwendige Fertigungsgleichmässigkeit ist nur unter großen Schwierigkeiten zu erzielen und mit einem für die Massenfertigung untragbaren Kostenaufwand verbunden. Bis jetzt ist daher bei Heizungs- und Belüftungsanlagen in

Kraftfahrzeugen kein wirtschaftlich trag4aizurässiger Über-

lastunösschutz vorhanden. Dies führt dazu, dass häufig Schäden an der Elektrik von Heizungs- und Belüftungsanlagen der vorgenannten Art auftreten, die auf Überhithung der Vorwiderstände zurückzuführen sind. Ferner können die Vorwiderstände nicht in das Kunststoffgehäuse der Heizungs- und Belüftungsanlage eingebaut werden, da durch die unzulässig hohe Erwärmung das Kunststoffgehäuse zerstört wird und akute Brandgefahr im Kraftfahrzeug entsteht. Durch diese Umstände ist es erforderlich, die-Vorwiderstände an einer Stelle.im Kraftfahrzeug unterzubringen, die nicht wärmeempfindlich ist. Diese getrennte Unterbringung erfordert zusätzliche Leitungen und Steckverbindungen, sodass ' sich eine Verteuerung der Gesamtanlage ergibt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zuverlässigen Überlastungsschutz zu schaffen, der auch in Großserienfertigung auf einfache Weise mit konstanter Unterbrechungscharakteristik hergestellt werden kann und bei dem die Nachteile der bisher bekannten Heizungs- und Belüftungsanlage vermieden sind. Demgemäss besteht die Erfindung bei einer Heizungs- und Belüftungsanlage der eingangs erläuterten Art darin, dass dem Vorwiderstand eine temperaturabhängige Vorrichtung zum Kurzschliessen des Vorwiderstandes zugeordnet ist. Die Wärme des Vorwiderstandes wirkt auf die temperaturabhängige Schaltvorrichtung ein, welche bei einer bestimmten Temperatur einen Kontakt schliesst, der den Vorwiderstand überbrückt. Durch diese Überbrückung kann bei Überlastung des Elektromotors ein so großer Strom fliessen, dass die im Hauptstromkreis der Kraftfahrzeugelektrik der Heizungs- und Belüftungsanlage zugeordnete Hauptsicherung sofort anspricht. Der nach Überbrückung des Vorwiderstandes fliessende Strom ist dann so groß, dass die Toleranzen in der Ansprech- bzw. Abschaltcharakteristik der herkömmlichen Hauptsicherung mit Sicherheit ausgeglichen werden. Die Absicherung des Stromkreises durch temperaturabhängige Überbrückung der Schalter hat den zusätzlichen Vorteil, dass eine unerwünschte Überhitzung und damit verbundene Zerstörung des Vorwiderstandes mit Sicherheit vermieden wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient als temperaturabhängige Vorrichtung ein Bimetallschalter, der in thermischer Nachbarschaft zum Vorwiderstand angeordnet ist.

Bei einer arideren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung

dient als temperaturabhängige Vorrichtung ein @umhenen Thermo

stat betätigter Sehalter. In vorteilhafter Weise wird als Thermostat ein Dehnstoffelement vorgesehen.

Bei Verwendungsmehrerer Vorwiderstände für verschiedene Drehzahlstufendes Lüfters ist jedem Vorwiderstand eine eigene temperaturabhängige Schaltvorrichtung zugeordnet. Durch die erfindungsgemässe Sicherung des Vorwiderstandes gegen unzulässig starke Erhitzung wird eine zusammengefasste Anordnung aller Teile der Heizungs- und Belüftungsanlage,

über

mit Ausnahme der%Boxdenzüge oder dergleichen verbundenen

Fernbetätigungsmittel für den Drehzähl-Wahlschalter und die Luftverteilungs-Steuerklappen in einem gemeinsamen Kunststoffgehäuse ermöglicht. In an sich bekannter Weise sind Steckverbindungsmittel zwischen dem Stromkreis,dem Vorwiderstand und Elektromotor in der Heizungs- und Belüftungsanlage einerseits und der Stromversorgungsanlage im Kraftfahrzeug andererseits vorgesehen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich dann, wenn die temperaturabhängigen Teile der Schaltvorrichtung zum Kursschliessen des Vorwiderstandes im Kaltluftstrom des Lüfters angeordnet sind. Dadurch wird unter anderem auch erreicht, dass auch unter erschwerten Bedingungen ein Anlauf den Elektromotors möglich ist, selbst dann, wenn zunächst nur eine Teilt drehzahl eingeschaltet ist. Blockiert beispielsweise der Elektfiomotor im Winter bei tiefen Ausser Braturen infolge zu großer Lagerreibung, die durch die erhöhte Viskosität der Schmiermittel bei tiefen Temperaturen hervorgerufen wird, so steigt durch den vergrößerten Strombedarf des Motors die Temperatur des Vorwiderstandes schnell an und verursacht über die temperaturabhängige Schaltvorrichtung ein Schliessen des Überbrückungskontaktes. Der Elektromotor bekommt dadurch die schvolle Stromstärke und beginnt anzulaufen. Sobald sich der Lüfter in Bewegung gesetzt hat, wird die Temperaturabhängige Schaltvorrichtung, die vorteilhafterweise im Kaltluftstrom des Lüfters angeordnet ist, abgekühlt und öffnet den Überbrückungskontakt, sodass der Vorwiderstand wieder in den Stromkreis eingeschaltet wird, Infolge dessen sinkt die Drehzahl des Lüftermotors auf den dem gewählten Vorwidersstand zugeordneten Wert.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann

zur Drehzahleinstellung ein kontinuierlich verstellbarer

Vorwiderstand verwendet werden. Diesem kontinuierlich ver-

stellbarem Vorwiderstand werden nach einem weiteren Merkmal

der Erfindung ataa stufenweise einschaltbare temperaturab-

hängige Sahaltvorriehtungen ,mit unterschiedlicher Soh*'lt-

temperatur zugeordnet. Der kontinuierlich einstellbare

Regelbereich des Vorwiderstandes wird damit hiräahtlißi

der Überlastung in einzelne Stufen unterteilt, wobei auch

bei eingestellter Teildrehzahl eine sichere Überbrickung

des gesamten, Vorwiderstdncles, bei unzulässiger BrwäiM rig ..

gewährleistet ist.- .

Bine weitere Mgliohkeit -be*teht r6ih etn*r weiterfit> 4.:

ftihrungolo . der -Mx!tr t'inf daan M4_tg@tide@.

des Kontaktabstandes bei einer temperaturabhängigen Schaltvorrichtung in Abhängigkeit von der Einstellung des wirksamen

Widerstand,Zrtes des korUnuierlich verstellbaren Vorwider-

standes vorgesehen sind.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Überlastungsschutzes liegt darin, dass eine Unterbringung der Vorwiderstände in der Nähe des Elektromotors, d.h. innerhalb des Kunststoffgehäuses der Heizungs- und Belüftungsanlage möglich ist, da die Temperatur der Vorwiderstände mit großer Genauigkeit und Sicherheit auf ein durch die Schaltcharakteristik der temperaturabhängigen Schaltvorrichtung, beispielsweise der Bimetallfühlers beschränktes Maß gehalten werden kann. Die Ansprechzeit eines Bimetallfühlers ist im Vergleich zu herkömmlichen Sicherungen relativ klein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele der.Brfindung darstellt. Dabei zeigt:

Big. 1 schematisch in Schrägansicht ein AusfUhrungs-

beispiel der erfindungsgemässen Anlage, und

Fig. 2 ein zugehöriges Schaltschema, und

Fig. 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel.

In einem Gehäuse 1 einer erfindungsgemässen Heizungs- und

Belüftungsanlage ist@ein Gleichstrommotor 2 mit Lüfter 3

angeordnet. Dem Gleichstrommdor. 2 sind Vorwiderstände 4 und 5

vorgeschaltet, die nebeneinander auf einer isolierenden Trag-

platte 6 befestigt sind. Dabei ist beim Ausführungsbeispiel

die Anordnung- 0 j44#tth,.ddqs der Vorwiderstand 4 eine

derabsetzung der Drehzahl den Lüftermotore 2 auf ein Drittel der vollen Umlaufzahl bewirkt, während die Bemessung des Vorwiderstandes 5 derart ist, dass der Lüftermotor 2 mit zwei Drittel der vollen Drehzahl läuft.

Zur Verbindung der Vorwiderstände und den Elektromotors im Gehäuse 1 mit der Stromversorgungsanlage und den Betätigungsmitteln im Kraftfahrzeug ist eine Steckvorrichtung 7 am Gehäuse 1 befestigt. Diese Steckvorrichtung weist einen Anschluss 8 für einen Pol des Antriebsmotors und drei Anschlüsse 9, 1o und 1l für die verschiedenen Drehzahleinstellungen auf. Über den Anschluss 9 wird dem Elektromotor 2 die volle Stromstärke zugeführt, sodass er mit voller Drehzahl umläuft. Bei entsprechender Einstellung des Wählschalters, bei der dem Elektromotor 2 der Strom entweder Uber den Anschluss 1o oder über den Ansahiuss 1l

zugefUhrt wird, werden in den Stromkreis die Vorwiderstände 5

bzw. 4 wahlweise eingeschaltet. Dadurch wird eine Verminderung

der Drehzahl auei Drittel oder ein Drittel der Normaldreh-

zahl erreicht.

In thermischer Nachbarschaft der torwtderstände 4, 5 iet je

eine temperaturabhingige Schaltvorrichtung 12 bzw. 13 ange-

bracht. üemäss dem AudfUhrungebeispiel besteht die'doheltvor-

richtung 12 bzw;,13 aus einem Bimetsllsahaltkontakt, der bei

Brwilxgmung die Kontakte W und 128 ;btw. 131 und 13" iahlie$gt,

Dadurch werden, bei überhitzung der Vorwidorstände,in orfindungs-

geaIteser Veiss diese Vorwiderständl kurzgeeahloesen bsK:über-

brückt. 8rfolgt die Ob'erbrockung dann, wenn durch einen unzu'

lässig hohen Strom der jeweils eingeschaltete Vorwiderstand unzulässig stark erwärmt wird, dann bewirkt der Überstrom ein Ansprechen der Hauptsicherung im Stromversorgungsteil. Reicht andererseits beim Einschalten des Lüftermotors, beispielsweise im Winterbetrieb und bei Einstellung des Drehzahlwählschalters auf ein Drittel der Normaldrehzahl der dadurch dem Elektromotor 2 zugeführte Strom nicht aus, um diesen zum Anlaufen zu bringen, dann wird durch die Überhitzung des Vorwiderstandes,bei dessen Überbrückung durch das temperaturabhängige Element 12 bzw. 13, dem Motor 2 die volle Stromstärke zugeführt, sodass dieser anlaufen kann. Bleibt er weiter blockiert, dann spricht, wie im zuvor erläuterten ersten Fall, die Hauptsicherung im Stromversorgungsteil an. Durch diese Maßnahme ist somit sichergestellt, dass eine Überlastung des Motors bzw. der Vorwiderstände mit Sicherheit vermieden wird. In Figur 1 ist ein weiterer Teil 14 des Gehäuses der Heizungs-und Belüftungsanlage dargestellt. Dabei ist ersichtlich, dass die Vorwiderstände 4 und 5 mit ihren temperaturabhängigen Schaltelementen 12 und 13 unterhalb einer Öffnung 15 kK angeordnet sind, sodass diese Bauelemente sich im Kaltluftstrom des Lüfters 3 befinden. In Fig. 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, bei dem an Stelle einzelner Vorwiderstände 4 und 5 ein ikontinuierlich einstellbarer Vorwiderstand 16 vorgesehen ist, von dem rmit Hilfe eines verschiebbaren Kontaktes 17 die der jeweils g;ewünschten vrelizahl des 2 entsprechende: äj)aiinung bzw. Stromstärke abgenommen werden kann. Dem Widerstand 17 sind thermisch benachbart temperaturabhängige Bimetallschalter 18,19 und 2o oder andere geeignete temperaturabhängige Schalter zugeordnet, die bei Überschreiten bestimmter eingestellter Schalttemperaturen den Widerstand 16 überbrücken. Dabei können die Schalttemperaturen der Schaltelemente 18, 19 und 2o unterschiedlich oder auch gleich eingestellt werden. Vorzugsweise ist die Einrichtung so getroffen, dass die Betätigunrg jedes einzelnen thermischen Schalters unabhängig von den anderen die Überbrückung des Widerstandes 16 bewirkt. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst auch alle vorteilhaften Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale.und Maßnahmen.

Claims

Ansprüche 1.Heizungs- und Belüftuhgsanlage insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Wärmetauscher, einem Lüfter und einem Gleich-Strommotor für den Lüfter, Luftverteilungssteuerklappen und einem Lüfter-Drehzahl-Wahlschalter mit mindestens einem Vorwiderstand, dadurch gekennzeichnet, dass dem Vorwiderstand eine temperaturabhängige Vorrichtung zum Kurzschliessen des Vorwiderstandes zugeordnet ist. 2.Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als temperaturabhängige Schaltvorrichtung bin Bimetallschalter dient, der in thermischer Nachbarschaft zum Vorwiderstand angeordnet ist. 3. Anlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als temperaturabhängige Schaltvorrichtung ein durch einen Thermostat betätigter Schalter dient. 4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Thermostat ein Dehnstoffelement vorgesehen ist. 5. Anlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung mehrerer Vorwiderstände jedem Vorwiderstand eine eigene temperaturabhängige Schaltvorrichtung zugeordnet ist. 6. Anlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, über dass alle Teile der Anlage, mit Ausnahme der/Bowdenzüge oder

dergleichen verbundene Fernbetätigungsmittel für den Drehzahl-Wahlschalter und die Luftverteilungs-Steuerklappen in einem . gemeinsamen Kunststoffgehäuse angeordnet sind. 7. Anlage nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, gekennzeichnet durch an sich bekannte Steckverbindungsmittel zwischen dem Stromkreis des Vorwiderstandes und Elektromotors in der Heizungs- und Belüftungsanlage einerseits und der Stromversorgungsanlage im Kraftfahrzeug andererseits. B. Anlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturabhängigen Teile de rSchaltvorrichtung im Kaltluftstrom des Lüfters angeordne@ sind. g. Anlage nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Drehzahleinstellung des Lüfters ein kontinuierlich verstellbarer Vorwiderstand dient. 1o. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem kontinuierlich verstellbarem Vorwiderstand stufenweise einschaltbare Bimetallschalter mit unterschiedlicher Schaltgemperatur zugeordnet sind: 11. Anlage nach Anspruch 9 gekennzeichnet durch Mittel kur Änderung des Kontaktabstandes bei einer temperaturabhängigen Schaltvorrichtung, insbesondere $imetallschalter, in Abhängigkeit von der Einstellung des wirksamen