DE2315235A1

DE2315235A1 - Automatische temperatursteuerung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2315235A1
Application number: DE2315235A
Authority: DE
Inventors: Rudolph Joseph Franz
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1972-03-28
Filing date: 1973-03-27
Publication date: 1973-10-11
Also published as: FR2178649A5; GB1433892A; ES413029A1; IT981666B; US3774676A

Description

Patentanwälte üipl.-lnfj. W. Scherrmonn Dr.-Ing. R. Roger

1 C O O E ⁷³ Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 348

1040 3 27. März 1973

Telefon

PA 64 rünae Stuttgart (0711)354539

35941?

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Eaton Corporation, 100 Erieview Plaza, Cleveland, Ohio 44114 Automatische Temperatursteuerung für Kraftfahrzeuge

Die Frfindung betrifft eine automatische Temperatursteuerung für Kraftfahrzeuge, mit einer Heizschlange oder -spirale, einem Verdampfer, einem Kondensor und einem über eine Kupplung mit dem Fahrzeugmotor kuppelbaren Kompressor.

Temperatursteuer- oder Regelsysteme dieser Art sind in den ÜS-PSen 3 344 130, 3 460 754 und 3 263 739 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Temperatursteuerung zu vereinfachen und außerdem wirksamer" zu gestalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Temperatursteuerung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Unterdruckquelle ein die Kraftfahrzeuginnentemperatur und die Umgebungstemperatur messender und den aus der Unterdruckquel3,e herrührenden Unterdruck entsprechend steuernder Temperaturfühler verbunden ist, der mit einem zumindest eine automatische und eine Leerlaufstellung aufweisenden und an die Unterdruckquelle angeschlossenen Unterdruckwähler verbunden ist und daß sie eine durch einen Unterdruck-Servo- motor betätigbare, den Zustrom von erwärmter und gekühlter sowie von Mischluft in den Fahrgastraum steuernde Misch-

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luftklappe aufweist, deren Unterdruck-Servomotor über den Fühler mit gesteuertem Unterdruck beaufschlagbar ist und der ein erwärmte oder gekühlte Luft in den Fahrgastraum einblasendes motorgetriebenes Gebläse zugeordnet ist, dessen Motordrehzahl durch einen von dem. Untrsrdruck-Servomotor betätigbaren Programmgeber in Abhängigkeit von den jeweiligen Temperaturverhältnissen und der jeweiligen Stellung des Unterdruck-Servomotors und der Mischluftklappe regelbar ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften der neuen Temperatursteuerung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführung; beispieles des Gegenstandes der Erfindung sowie aus den anschließenden Unteransprüchen.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 das Heizungs- und Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges mit einer Temperatursteuerung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 den elektrischen Programmgeber und die mit den Unter drucksteuerorganen zusammenwirkenden elektrischen Steuerelemente des Heizungs- und Kühlsystems nach Fig. 1 in schematischer Darstellung,

Fig. 3 den Unterdruck-Serv^motor und Programmgeber des Heizungs- und Kühlsystems nach Fig. 1 teilweise im Querschnitt und in einer Seitenansicht,

Fig. 4 den Programmgeber des Heizungs- und Kühlsystems nach Fig. 1 bei abgenommener Kontaktplatte in der Draufsicht und

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Pig. 5 ein Elektro-Unterdruckrelais des Heizungs- und Kühlsystems nach Fig. 1 unter Weglassung einzelner Teile, teilweise im Ausschnitt und im Querschnitt sowie in einer Seitenansicht.

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In Fig. 1 sind die Unterdruekkoraponenten eines automatischen Temperaturregelsystems schematisch dargestellt, das einen Temperaturfühler und ein Unterdrucksteuerventil 10 aufweist, welches einen Unterdruckservomotor 11 und einen Unterdruckwähler 12 gesteuert mit Unterdruck beaufschlagt. Der Unterdruckwähler 12 ist ein Drehwähler an sich bekannter Bauart, er wird deshalb im einzelnen nicht weiter erläutert.

Der Unterdruckservomotor 11 weist einen vorragenden Kolben 13 auf, Welcher mit einer Mischluftklappe 15 über eine Zugfeder 16 verbunden ist, die als Ausgleichsfeder dient und eine Rückbewegung des Kolbens 13 bezüglich der Mischluftklappe gestattet, wenn die Mischluftklappe in einer maximaler Luftzufuhr entsprechenden Stellung steht.

Ein von einem Gebläsemotor 18 angetriebenes Gebläse 17 bläst Luft mit Umgebungstemperatur durch einen Kanal 19 des Fühlers und des Ünterdrucksteuerventiles 10 über ein auf die Umgebungstemperatur abgestimmtes Bimetallelement 20. Der Umgebungsluftkanal 19 mündet in ein Auslaßende verringerter Querschnittsfläche; er saugt Luft über einen innerhalb des Kraftfahrzeuges liegenden Einlaßkanal 21 über ein dem Kraftfahrzeuginnenraum zugeordnetes Bimetallelement 22 an. Das der Umgebungstemperatur zugeordnete Bimetallelement 20 und das dem Kraftfahrzeuginnenraum zugeordnete Bimetallelement 22 sind derart zusammengeschaltet, daß-sie ein Unterdrücketeuerventil 23 derart steuern, daß dieses den Unterdruck in Abhängigkeit von den Erfordernissen der Temperatur im Kraftfahrzeuginnenraum und in der Umgebung steuert. Das Unterdrucksteuerventil 23 weist einen Unterdruckausgang 24 auf, der an eine Unterdruckverteilerleitung oder eine Unterdruckquelle angeschlossen ist und über den in Abhängigkeit von den Temperaturbedingungen in dem Ventil gesteuerter Unterdruck über einen Unterdruckeingang 25, welcher mit einem ünterdruckausgang 26 des Unterdruckservomotors 11 verbunden ist, angesaugt wird,

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Der Unterdruckausgang 26 ist mit einem Unterdruckvorratsbehälter 27 über eine Unterdruckleitung 28 verbunden. Der Vorratsbehälter 27 ist mit einem von dem Motor herrührenden Unterdruck beaufschlagt, beispielsweise ist er mit der Ansaugleitung eines (nicht dargestellten) Verbrennungsmotors über ein Anschlußfitting 29 verbunden, welches in die Ansaugleitung eingeschraubt oder sonstwie an diese angeschlossen ist. Ein Unterdruckausgang 30 des Unterdruckwählers 12 1st mit der Unterdruckleitung 28 verbunden; er stellt eine Verbindung von Kanälen 7, 8, 9 des Unterdruckwählers mit dem Unterdruck her. Außerdem ist ein Unterdruckausgang 31 eines elektrischen Unterdruckrelais 32 über eine Unterdruckleitung 33 mit der Unterdruckquelle verbunden.

Ein Unterdruck-betätigter Wasserventilsolenoid 35 ist mit einem Unterdruckausgang 36 über eine Unterdruckleitung 37 mit der Unterdruckquelle verbunden.

Bei. in einer "AUTOMATISCH"-Stellung stehendem Unterdruckwähler 12 ist ein Kanal des Unterdruckwählers 12, der mit gesteuertem Unterdruck beaufschlagt ist, mit einem Kanal 2 des Unterdruckwählers verbunden, welcher über eine Unterdruckleitung 41 mit einem Unterdruckausgang 39 eines Unterdruckservomotors 40 in Verbindung steht. Der Unterdruckservomotor 40 weist einen vorragenden Kolben 42 auf, der bei einer vorbestimmten Zunahme des Unterdrucks bezüglich des Motors zurückziehbar ist und an seinem äußeren Ende mit einer Regelklappe 44 verbunden ist. Die Regelklappe 44 steuert die Luftzirkulation und verteilt gleichzeitig die vom Armaturenbrett und von den Registern am Fußboden kommende Luft während des Übergangs von Heiz- auf Belüftungsbetrieb und umgekehrt, v/ährend andererseits die Klappe so eingestellt wird, daß während des Kühlbetriebs Luft von dem Klimagerät durch das Armaturenbrett und während des Heizbetriebes über den Fußboden verteilt wird.

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Das Elektrounterdruckrelais 32 weist einen Unterdruckeingang 45 auf, in dem eine Drusselstelle. 46 vorgesehen ist. Der Unterdruckeingang 45 ist über eine Unterdruckleitung 47 mit einem Kanal 3 des Unterdruckwählers 12 verbunden. Das Elektrounterdruckrelais 32 ist in Fig„ 5 dargestellt; es wird im" weiteren noch im einseinen ,erläutert werden.

Wenn der Unterdruckwähler 12 in der "AUTOMATISCH"-Stellung steht, ist sein Kanal 3 mit einem Kanal 1 verbunden, welcher über eine Unterdruckleitung 52 und eine Unterdruckzweigleitung 53 mit den Unterdruckausgängen 48^ 49" von. Unterdruckmotoren 50, 51 in Verbindung steht« Der Unterdruckmdtor weist einen Kolben oder Betätigungsteil 55 auf, der mit einer Rück führ klappe 56 verbunden ist., die bei der Rückbewegung des Kolbens 55 aus einer offenen in- die geschlossene Stellung überführt werden kann, um dadurch zur Erzielung optimaler Heiz- und Kühlbedingungen eine Rücksirkulation entweder der erwärmten oder gekühlten Luft durch den Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges zu erzielen ο Der Unterdruckmotor 15 ist mit einem Kolben oder Betätigungsteil 47 ausgerüstet, welcher bei Beaufschlagung des Unterdruckausganges

58 mit dem von einer Unterdruckquelle kommenden Unterdruck über das Elektrounterdruckrelais 32 eine Frischluftklappe

59 bei geschlossener Rückführklappe 56 öffnet, urn damit die Zirkulation von Frischluft durch den Fahrgastraum während der Beheizung, Kühlung oder Belüftung des Fahrgastraumes zu ermöglichen. Das Elektrounterdruckventil 32 ist derart eingerichtet, daß es die Frischluftklappe 59 geschlossen und das System solange ausgeschaltet hält, bis eine vorbestimmte Kühltemperatur erreicht wird, während andererseits die Frischluftklappe ebenfalls geschlossen gehalten wird, wenn unter der Steuereinwirkung einer Programmschaltung maximale Kühlung erforderlich ist, wie dies im einzelnen noch erläutert werden wird. - . *

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Der Wasserventilsolenoid 35 und ein von diesem gesteuertes Ventil sind ihrerseits von der elektrischen Programmschaltung gesteuert.Der Wasserventilsolenoid 35 kann ein üblicher Solenoid sein, der bei seiner Entregung eine Ventilöffnung bewirkt, so daß der im einzelnen nicht beschrieben werden muß. Das Ventil des Unterdruck-V7asserventilsolenoiden 35 ist mit einem Wasserventil-Unterdruckmotor 60 über eine Unterdruckleitung 61 verbunden. Der Unterdruckmotor 60 weist einen Kolben 62 auf, der bei einer über das Wasserventil und eine Unterdruckleitung 37 erfolgenden Verbindung des Unterdruckmotors mit einer Unterdruckquelle bezüglich des Motors zurückbewegbar ist. Der Kolben 62 ist schematisch derart dargestellt, daß er mit einem Wasserventil 63 gekuppelt ist. Das Wasserventil 63 kann an sich bekannter Bauart sein; es steht bei Entregung des Wasserventilsolenoiden in seiner am weitesten geöffneten Stellung. Der Kolben 62 ist derart vorgespannt, daß er das Wasserventil 63 bei drr unter der Steuereinwirkung eines Servoprograrrangebers (Fig. 2), der von dem Servounterdruckmotor 11 betätigt ist, erfolgenden Erregung des Solenoiden das Wasserventil 63 schließt.

Ein Entfroster-Unterdruckmotor 66 ist mit einem Unterdruckausgang 67 über eir^e an einen Kanal 5 des Unterdruckwählers 12 angeschlossene Unterdruckleitung 69 mit dem Unterdruckwähler 12 verbunden. Der Entfroster-Unterdruckmotor 66 kann mit doppelt wirkenden Membranen ausgerüstet sein, wobei eine Membran einen Kolben 70 des Motors 69 bei der Einstellung des Unterdruckwähxers 12 auf eine "BESCHLAG"-Stellung um einen vorbestimmten Weg verstellt, so daß eine Luftzirkulationsklappe 71, die von diesem Kolben 70 betätigt ist, eine Verstellung um die Hälfte ihres Verstellweges erfährt, wobei in dieser Stellung des Unterdruckwählers 12 die Unterdruckleitung 69 mit der Unterdruckquelle verbunden ist. Der Unterdruckmotor 66 weist außerdem einen zweiten Unterdruckausgang 72 auf, der über eine Unterdruckleitung 73

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mit einem Kanal 6 des Unterdruckwählers 12 verbunden ist, so daß die Zirkulationsklappe 71 in ihre voll geöffnete "Entfrostungs"- oder "Enteisungs^uStellung überführt werden kann, in der eine maximale Menge heißer Luft über die Windschutzscheibe und die Fensterscheiben geleitet wird, wobei durch geeignete Kanäle Vorkehrungen getroffen werden können, um sowohl die Seitenfensterscheiben als auch die hintere Fensterscheibe zu entfrosten.

Im folgenden sei besonders auf die Fig. 2, 3, 4 und 5 und die Progrämmschaltung Bezug genommen, welche automatisch die jeweils notwendigen Gebläsedrehzahlen zusammen mit den erforderlichen Programmfunktionen ansteuert. Der Servounterdruckmotor 11 weist einen einen Teil des Motors bildenden elektrischen Programmgeber auf, der in Abhängigkeit von dem in der Unterdruckkammer des Motors herrschenden gesteuerten Unterdruck betätigt ist. Der Programmgeber ist in den Fig. 3 und 4 als eine Art Schieberschalter dargestellt welcher eine Anzahl verschieblicher Kontaktfinger 74, 75, 77, %8, 79 aufweist, die über feststehende Kontakte 80, 81, 82, 83, 84 und 85 hinwegführbar sind, die in Fig. 2 schematisch derart dargestellt sind, daß sie sich auf einer feststehenden Kontaktplatte 86 erstrecken. Die Kontaktplatte 86 bildet die obere Abdeckung eines Programmgebersgehäuses 88 an dem sie auf zweckmäßige Weise befestigt ist (Fig. 3). Die feststehenden Kontakte 80, 85 sind nach unten weisend angeordnet; über sie gleiten die Gleitkontaktfirmer 74, 75 und 77, 78, 79 hinweg, welche auf einer isolierten Schieberplatte 89 angeordnet sind, die in dem Programmgebergehäuse 88 verschieblich derart angeordnet ist, daß widerstände in den Stromkreis des Gebläsemotors 18 ein-und aus diesem ausgeschaltet werden können, um dadurch den Gebläsemotor 4 mit vier automatisch einstellbaren Gebläsedrehzahlen betreiben und außerdem bestimmte programmierte Funktionsabläufe des Systems steuern zu können.

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Das Programmgebergehäuse 88 sitzt auf einer Platte 90, die in Gestalt einer Metallplatte ausgebildet sein kann und auf einem Gehäuseteil 91 des Unterdruckservomotors 11 zwischen zwei aufrechtstehenden Armen 92 angeordnet' ist, die einstückig mit der Platte ausgebildet sein können. Das Programmgebergehäuse ist seinerseits mit aufeinander ausgerichteten seitlich vorstehenden Flanschen 93 ausgebildet, in denen Schlitze 94 vorgesehen sind, durch welche Maschinenschrauben

95 verlaufen. Die Maschinenschrauben 95 können in die Platte 90 eingeschraubt sein und es gestatten , die Stellung der Kontaktplatte 86 bezüglich der Kontaktfinger 74, 75 und 77, 78 sowie 79 einzujustieren, um dadurch den zeitlichen Ablauf der Programmfunktionen abzustimmen, d.h. die Kontaktplatte 86 derart anzuordnen, daß sie die jeweils notwendigen Steuerfunktionen zum richtigen Zeitpunkt auslösen kann.

Im Boden des Programmgebergehäuses 88 ist ein Längsschlitz

96 vorgesehen, der mit einem in der Platte 90 ausgebildeten Schlitz 97 fluchtet und in den ein geschlitzter Antriebt.-teil 99 ragt, welcher von der isolierten Schieberplatte 89 der Kontaktfinger 74, 75 und 77, 78 sowie 79 nach unten ragt und von der Platte 90 nach unten vorsteht. Der Antriebsteil 90 ist mit einem durchgehenden Schlitz 110 ausgebildet, welcher einander gegenüberliegende Wandteile aufweist, die von gegenüberliegenden Schlitzenden her konvergieren, so daß sich einen Vorsprung aufweisende Eingriffr,£lächen ergeben, die eine Linienberührung mit einem aufrechtstehenden Antriebsarm 102 gewährleisten, der mit dem zu bewegenden Kolben 13 verbunden ist.

Der aufrechtstehende Antriebsarm 102 weist einen U-förmigen unteren Endteil 103 auf, der unten im Abstand von dem Gehäuse tiil 91 steht. Der U-förmige untere Endteil 103 verfügt übar einen nach innen ragenden Flansch 104, der mit einem horizontalen Flansch 105 eines Winkelstückes 106 vernietet oder anders^wie verbunden ist und die Bewegung des Antriebsarmes 102 längs des Gehäuseteiles 91 gestattet. Der vertikale Schenkel des Winkelstückes 106 verläuft längs der Aussenseite einer Membran 107 bis über deren Mittelteil hinaus nach

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unten entlang der Aussenseite einer Membranplatte 108, die sich ihrerseits längs der Aussenseite der Membran 107 erstreckt. Eine innenliegende Membranverstärkung 109 von im wesentlichen topfartiger Gestalt liegt an den innenliegenden Enden und Wandungsteilen der Membran 107 an, wenn der Kolben 13 in seiner vorgeschobenen Stellung steht. Der vertikale Schenkel des Winkelstückes 106 kann einstückig mit dem Kolben 13 ausgebildet sein; er ist mit der Membranplatte und einem Sockelteil der topfartigen Membranverstärkung mittels eines Nietes 110 vernietet. Dies Stirnwand und ein oben liegender Teil des zylindrischen Wandungsteiles des Gehäuseteiles 91 sind geschlitzt, so daß der horizontale Schenkel oder Flansch 105 von dem Gehäuseteil 91 abstehend Durchlaß findet und die volle Rückbewegung der Membran 107 und des Kolbens 13 möglich sind.

Der Gehäuseteil 91 sitzt stumpf auf einem Gehäuseteil 111; er ist mit einem nach aussen ragenden radialen Flansch versehen, der eine ringsuralaufende Dichtungsnut 112 aufweist und eine Abdichtung der Membran gegenüber den Gehäuseteilen 111 bewirkt. Der Gehäuseteil 111 ist ebenfalls mit einem Radialflansch 113 ausgebildet, welcher in üblicher Weise über den Radialflansch des Geh'äuseteiles 91 gebördelt ist. Die Membran 107 und der Kolben 13 sind durch eine Druckfeder in die in Fig.3 dargestellte vorgeschobene Stellung vorgespannt.

Die feststehenden Kontakte 80 auf der Kontaktplatte 86 umfassen eine Anzahl von im Abstand angeordneten Kontakten, mit welchen der Kontaktfinger 74 aufeinanderfolgend in Eingriff kommt, wenn der Ant.riebservomotor durch einen Unterdruck betätigt wird, welcher von den auf die Umgebungstemperatur und die Innentemperatur des Kraftfahrzeuges ansprechenden Fahlelementen 20, 22 gesteuert ist. In Fig. 2 können die Kontaktfinger 74, 75 und 77, 78 sowie 79 während des Heizbetriebes von der linken auf die rechte Seite der Kontaktplatte 86 bewegt werden, so daß das Gebläse zunächst mit hoher Dreh-

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zahl betrieben und anschließend c.ie Gcbläoedrehzahl auf ihre vierte oder niedrigste Drehzahlstufe abgesenkt wird, sowie der Kontaktfinger mit dem mittleren Kontakt der Kontakt 80 in Eingriff kommt. Der erste Kontakt 80 auf der linken Seite der Kontaktplatte 86 schließt über Kontakte i^i eines Gebläseschalters 116, einen Leiter 117, einen Kontakt 118 und einen Schaltarm 119 eines Hochgeschwindigkeitsgebläserelais 120, sowie einen von dem Schaltarm 119 zu dem Gebläsemotor 18 verlaufenden Leiter 121 einen Erregungsstromkreis des GeblSsemotors 18. Damit wird die hohe Gebläsedrehzahl eingestellt, die notwendig ist, um den Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges aufzuwärmen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Kontakte RM durch Schiebekontakte 155 elektrisch miteinander verbunden sind. Diese Kontakte weisen elektrisch miteinander verbundene Kontakte 155 und zwei andere ebenfalls elektrisch miteinander verbundene Kontakte 155h, welche von den Kontakten 155 isoliert sind, auf. Bei einer Bewegung nach rechts (Fig. 2) des Kontaktfingers 74 werden über die aufeinanderfolgend berührten Kontakte Widerstände 3 R, 2 R , 1 R in den Gebläsemotorstromkreis eingeschaltet.

Der Kontakt 81 wird über einen Verzögerungsschalter 151, einen elektrischen ünterdruckrelaisschalter 140 und einen Kontakt A eines an eine Batterie 124 über einen Ignitronschalter 123 und einen Leiter 125 angeschlossenen Wählers erregt. In dem Leiter 125 liegt, wie dargestellt, eine Sicherung 126. Der Kontakt 81 wird lediglich während des Heizbetriebes erregt.

Sowie die Temperatur des Fahrgastraumes auf einen Wert ansteigt, bei dem eine Klimatisierung erforderlich wird, wird die Schieberplatte 89 längs des Programmgebergehäuses 88 soweit verschoben, daß der Kontaktfinger 74 mit dem über die drei Widerstände 1 R, 2 R, 3 R mit dem Gebläsemotor 118 verbundenen Kontakt 80 in Berührung kommt. Dem Kontaktfinger 74 wird Strom über den mit dem Kontakt 82 in Eingriff stehenden Kontaktfinger 75 zugeführt. Der Kontakt 82 steuert die Gebläsedrehzahl während des Kühlbetriebes. Wenn die

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Temperatur in dem Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Temperaturzunähme der Umgebung ansteigt, werden durch den Kontaktfinger 74 die Widerstände 1 R, 2 R, 3 R aus dem Gebläsemotorstromkreis ausgeschaltet, so daß die Gebläsedrehzahl auf einen hohen Wert heraufgesetzt wird, wobei der gesamte Widerstand aus dem Motorstromkreis ausgeschaltet ist, wenn der Kontaktfinger 74 mit dem vorletzten Kontakt 80 in Berührung kommt. Der letzte Kontakt 80 dient zur Erregung des Gebläsemotors bei hoher Gebläsedrehzahl, wenn der Servomotor 11 einen überlaufweg durchläuft. Der Kontakt 82 wird über den Kontakt A des Wahlschalters 122 über einen Leiter 127 erregt. Wenn der Kontaktfinger 74 mit dem vorletzten Kontakt 80 in Berührung kommt, steht die Mischluftklappe 15 in ihrer maximalen Luftklirratisierungssteilung. Mit zunehmender Temperatur tritt jedoch eine Überlaufbewegung der Membran 107 und den Kolbens 13 gegen die Druckfeder 16 auf. Der Kontaktfinger 7 4 kommt sodann mit dem letzten Kontakt der Kontaktplatte 86 in Eingriff. Hiermit wird ein über einen an einem Kontakt H des Gebläseschalters angeschlossenen Leiter 129 ein Stromkreis des Gebläsemotors 18 geschlossen. Der Kontakt H ist über die Schiebekontakte 155h mit einem Kontakt 130 elektrisch verbunden. Der Kontakt 130 ist seinerseits über einen Leiter 132-an einen Kontakt 131 des Gebläseschalters angeschlossen, während der Kontakt 131 über einen Leiter 134 mit einer Relaisspule 133 des Hochgeschwindigkeitsgebläserelais 120 in Verbindung steht. Damit erfolgt eine Erregung der Relaisspule, wodurch der Schaltarm 119 mit einem Kontakt 135 des Relais in Eingriff gebracht wird. Der Gebläsemotor 18 liegt sodann über einen Leiter 135 unmittelbar an der Batterie 124, so daß das Gebläse mit einer hohen Gebläsedrehzahl angetrieben ist, wenn maximale Kühlung erforderlich ist.

Bei dieser Stellung der Kontaktfinger 74, 75 steht der Fontakt finger 77 mit einem Kontakt 83 in Eingriff. Dadurch wird ein ErregerStromkreis einer Soleniodspule 137 des Wasserventil-Soleniods 35 geschlossen, so daß das nicht daigestellte

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Wasserventil des Wasserventil-Solenoiden geöffnet und der Servomotor 60 an eine Unterdruckquelle angeschlossen werden. Dies hat zur Folge, daß das Wasserventil 63 in eine geschlossene Stellung überführt und in dieser gehalten xtfird. Damit wird der Wasserzustrom zu einer nicht dargestellten Heizspirale abgesperrt, wenn maximale Kühlung erforderlich ist. Wenn der Kontaktfinger 77 mit dem Kontakt 83 in Eingriff kommt, berührt ein elektrisch mit den Kontaktfingern 77, 78 verbundener Kontaktfinger 79 den Kontakt 85, wodurch eine Solenoidspule 139 des elektrischen Unterdruckrelais 32 erregt und Kontakte 140 des Relaisschalters 141 geöffnet werden. Zufolge der Erregung der Solenoidspule 139 wird auch ein Ventil 145 des Unterdruckrelais 32 geöffnet, so daß die Servomotoren 50, 51 an ihre Unterdruckquelle angeschlossen und die Frischluftklappe geschlossen, sowie die Rückführklappe 56 geöffnet v/erden, so daß gekühlte Luft durch den Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges rückzirkulieren lassen wird.

Das elektrische Unterdruckrelais 32 ist im einzelnen in Fig. 5 dargestellt:

Wie aus den Fig. 1 und 5- zu entnehmen, ist der Unterdruckausgang 31 über die Unterdruckleitung 33 mit der Unterdruckquelle verbunden. Der Unterdruckausgang 31 weist einen Ventilsitz 144 auf, der einen Sitz für ein mit einer elastischen Kugel arbeitendes Ventil 145 bildet. Das Ventil 145 ist in der Mitte einer Ankerplatte 146 gehaltert, auf der sich eine konische Feder 147 abstützt, die das Ventil 145 in eine geschlossene Stellung vorspannt. Bei Erregung der Solenoidspule 139 werden die Ankerplatte 146 und das Ventil 145 in einer der öffnung des Ventiles entsprechenden Richtung bewegt. Durch den in der Unterdruckquelle herrschenden Unterdruck wird über den Unterdruckeingang 45_;über die Drossel^telle 46 in diesem Unterdruckeingang und durch den Unterdruckausgang 31 Unterdruck erzeugt. Damit

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werden die Servomotoren 50, 51 über den Unterdruckwähler 12 mit der Unterdruckquelle verbunden, so daß die Frischluftklappe 59 geschlossen und die Rückführklappe 56 geöffnet und damit die Rückzirkulation gekühlter Luft durch das Kraftfahrzeug eingestellt werden.

Mit dem Kugelventil 145 wirkt ein Kolben 148 zusammen, der seinerseits mit einem beweglichen Kontakt 141 des Schaltarmes 140 in Eingriff steht, so daß der Stromkreis über das Relais bei Erregung der Solenoidspule 139 unterbrochen wird. Der Schaltarm 140 ist derart vorgespannt, daß ein Stromkreis des Gebläsemotors 18 bei Entregung der Solenoidspule 139 geschlossen wird, wobei dann gleichzeitig das Ventil 145 schließt und die Unterdruckbeaufschlagung des Ventiles über den Unterdruckeingang 45 und den Unterdruckausgang 31 absperrt.

Die Solenoidspule 139 des elektrischen Unterdruckrelais 32 wird über einen Leiter 149 erregt, der über einen wärmeempfindlichen Motorschalter 150 an Erde liegt. Der Motorschalter 150 kann ein bimetallischer, temperaturfühlergesteuerter Schalter sein, der im kalten Zustand geschlossen ist und sich zur Entregung der Solenoidspule'139 öffnet, wenn das Motorkühlmittel eine zweckmäßige Zirkulationstemperatur erreicht, etwa zwischen 50 und 60° C.

Wenn der Schalter 1FO schließt, wird die Solenoidspule 139 erregt, so daß das Ventil 145 geöffnet und der Frischluft-Unterdruckmotor 15 sowie der Rückführ-Unterdruckmqtor 51 über den Unterdruckeingang 45 und den Drosselkanal oder die Querschnittsverengung 46 an die Unterdruckquelle angeschlossen werden. Auf diese Weise wird das öffnen der Rückführklappe 56 verzögert, womit der Eintritt von kalter Luft' in den Fahrgastraum verhindert wird. Die Zeitverzögerung ist abhängig von der Motorgröße; sie liegt etwa zwischen einer und fünf Minuten. Bei der Erregung der Solenoidspule 139 wird der Kontaktarm 140 in dem Sinne bewegt, daß der Stromkreis des Gebläsemotors 18 unterbrochen und dadurch verhütet wird, daß Kaltluft in den Fahrgastraum eingeblasen wird,

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bevor der Motor warm ist.

Was die mit niederer Gebläsedrehzahl erfolgende Umwälzung durch das System anbelangt, so ist in Fig. 1 dargestellt, daß der Rückftihr-Servomotor 51 einen Verzögerungsschalter 151 trägt. Der Verzögerungsschalter 151 kann in Gestalt eines Endschalters ausgebildet sein, der durch einen Kolben 151a betätigt ist, welcher auf seine Eingriffstellung mit einer nicht dargestellten Membran des Servomotors 51 zu vorgespannt ist. Der Kolben 151a schließt nach dem Schließen des Relaisschalters 140 den Verzögerungsschalter 141 in an sich bekannter und deshalb nicht weiter dargestellter Weise, wodurch ein Erregerstromkreis zu dem Kontakt 81 hergestellt wird.

Der Verzögerungsschalter 181 schließt nach Ablauf einer vorbestimmten VerzögerungsZeitspanne von zwischen 10 und 15 Sekunden nach dem Schließen der Kontakte des Relaisschalters 140. Dadurch ist erreicht, daß beim Anwärmen des Motors und bei sich öffnendem temperaturempfindlichem Schalter 150 der Verzögerungsschalter 151 geöffnet ist. Der Gebläsemotor 18 wird sodann über den Relaisschalter 140, einen Leiter 152 und die Widerstände 1 R, 2 R, 3 R erregt. Auf diese Weise wird eine Erneuerung und 'Umwälzung der ganzen aufgespeicherten Luft mit niederer Geschwindigkeit erreicht, bevor das Gebläse über den Kontakt 81 die Kontaktfinger 75, 74 und den ersten feststehenden Kontakt 80 auf der linken Seite der Fig. 2 in bereits beschriebener Weise mit hoher Drehzahl betrieben wird.

Das System weist außerdem exnen auf die Umgebungstemperatur ansprechenden Schalter 153 auf, der im Stromkreis einer Solenoidspule 154 liegt, wenn der Wähler in seiner "AUTOMATISCH"- oder "ENTEISEN"-Stellung steht. Der tsnoeraturempfindliche Schalter 153 wird über den Wähler 122 erregt, um das Einrücken der Kompressorkupplung auszulösen, wenn die Umgebungstemperatur über einem vorbestimmten niederen

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Temperaturwert steht, der in der Größenordnung von minus 4°C liegen kann. Für den temperaturempfindlichen Schalter kann eine (nicht dargestellte) überbrückung vorgesehen werden, die es gestattet, erforderlichenfalls den auf die Umgebungstemperatur ansprechenden Schalter 153 oberhalb oder unterhalb seiner Schließtemperatur zu überbrücken.

Die Schiebekontakte 155 des Gebläseschalters 116 stehen normalerweise in einer Stellung, in der ein Stromkreis durch die Kontakte RM geschlossen 1st. Die Kontakte 155, 155h können auch von Hand' in dem Gebläseschalter verschoben werden, um dadurch einen Stromkreis zwischen dem Kontakt B des Gebläseschalters und einem Kontakt 156 herzustellen, in dem der Gebläsemotor über einen Leiter 157 und Widerstände¹ 5 R, 6 R liegt. Auch ist es möglich, die Kontakte 155 derart zu verschieben, daß ein Stromkreis zwischen dem Kontakt B und einem Kontakt 159 hergestellt und die Erregung des Gebläsemotors 18 über den Widerstand 6 R mit einer höheren Drehzahl erfolgt. Darüber hinaus kann durch die Schiebekontakte ein Stromkreis zwischen dem Kontakt B und dem Kojitakt 131 hergestellt werden, womit die"Solenoidspule13 erregt und ein Stromkreis zwischen dem Kontakt 135 und dem Kontaktarm 119 sowie dem an die Batterie 124 über den Leiter 123 angeschlossenen Leiter 136 geschlossen wird. Der Gebläseschalter 116 ermöglicht somit drei handgesteuerte Gebläsedrehzahlen, welche unter überbrückung der vier vorgrammierten automatisch einstellbaren Gebläsedrehzahlen einstellbar sind.

Soll das System automatisch gesteuert werden, so werden die Wähler 12, 122 in eine "AUTOMATISCH^-Stellung eingestellt. Liegt die Umgebungstemperatur unter etw minus 4,5 C 20 ist der auf die Umgebungstemperatur ansprechende Schalter 153 geöffnet, während die Kompressorkupplung ausgerückt ist. Ist das Motorkühlmittel kalt, 30 ist der temperaturempfindliehe Motorschalter 150 geschlossen. Es v/erden die Solenoiaspule 139 erregt und der Schaltarm 140 in seine geöffnete Stellung überführt. Dadurch werden das Ventil 145 geöffnet und die Servomotoren 50, 51 über den Unterdruckwähler 12 und die

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Drosselstelle 46 an ihre Vakuumquelle angeschlossen« Hierauf wird der Gebläsestromkreis unterbrochen, während die Rückführ-Klappe 56 in einer Rückzirkulations-Stellung gehalten ist. Der Verzögerungsschalter 151 steht auch offen.

Sowie die Motorkühlmitteltemperatur einen Temperaturwert zwischen ca. 50 und 60° C erreicht, öffnet der temperaturempfindliche Motorschalter 150, wodurch die Solenoidspule 139 entregt wird. Der Gebläsemotor 18 läuft dann mit einer Erregung über den Schaltarm 140, einen Leiter 152 und Widerstände 1 R, 2 R, 3 R mit einer niedrigen Umwälz- oder Luftaustauschgeschwindigkeit um. Damit wird die gespeicherte abgestandene Luftmenge umgewälzt und erneuert.

Sowie die Rückführ-Klappe 56 schließt und die Prischluftklappe 59 öffnet, schließt der Verzögerungsschalter 151, womit, ein Erregerstromkreis über den Schaltarm 140 zu dem Kontakt 81 zu dem Verzögerungsschalter 151 hergestellt wird. Dies hat zur Folge, daß der Gebläsemotor 18 derart erregt wird, daß er mit einer höheren Drehzahl umläuft. Mit zunehmender Erwärmung des Fahrgastraumes werden die Widerstände 3 R, 2 R, 1 Rj gesteuert von den auf die Umgebungstemperatur und die Innentemperatur des Kraftfahrzeuges ansprechenden Fühlelemente 20 bzw. 22, sowie dem Servomotor 11 und dem dadurch gesteuerten Programmgeber,in den Stromkreis eingeschaltet.

Sowie die Umgebungstemperatur eine Temperatur von ca. minus 4° C erreicht, schließt der Schalter 153, so d?ß die Solenoidspule 154 erregt wird, welche den (nicht dargestellten) Kompressor mit dem Motor kuppelt, so daß er von diesem angetrieben wird.

Der Wähler 12 verbindet außerdem den Servomotor 14 mit einer gesteuerten Unterdruckquelle, so daß die Regelklappe 44 aus der Heiz-Stellung in eine Mittel-Stellung und schließlich in eine Klimatisierungs-Stellung überführt wird und sich 309841/0446

eine kontinuierliche Änderung der Luftabgäbe vomfußboden auf beide Höhenlagen und schließlich auf die Höhe des Armaturenbretters ergibt, entsprechend den Anforderungen an erwärmter oder gekühlter Luft, wie sie von dem Fühler 10 festgestellt werden.

Wenn Kühlung erforderlich ist, erregt der Servomotor 11, welcher den Programmgeber entsprechend dem gesteuerten; durch den Fühler 10 bestimmten Vakuum verstellt _f den unmittelbar mit dem Kontakt A des Wahlschalters 122 verbundenen Kontakt 82? außerdem werden selektiv die Widerstände 1 R, 2 R, 3 R aus dem Stromkreis des Gehläsemotors 18 ausgeschaltet, sowie die Mischluftklappe 15 am Ende ihres Bewegungsweges in einer Klimatisierung-Stellung ankommt. Die Ausgleichsfeder 16 gestattet eine fortgesetzte Rückbewegung des Servomotors 11 und des Kolbens 13, so daß der Kontaktfinger 74 mit dem letzten Kontakt 80 der Kontaktplatte 86 in Eingriff kommen kann. Dadurch werden die "Kontakte R, M des handbetätigten Gebläseschalters überbrückt und der Gebläsemotor 18 unmittelbar an die Batterie 124 angeschlossen, so daß der Gebläsemotor 18 mit einer hohen Drehzahl umläuft.

Die Kontaktfinger 77 kommen auch mit dem Kontakt 83 in Berührung, wodurch die Erregung des Wasserventilsolenoiden erfolgt. Dadurch wird die Heißwasserdurchströmung der Heizspirale unterbrochen. Außerdem berührt der Kontaktfinger den Kontakt 85, was zur Folge hat, daß die Solenoidspule 139 erregt und das Ventil 145'sowie der Schaltarm 140 des Relais 32 geöffnet werden. Die Servomotoren 50, 53 sind nun über den Programmgeber 12 und den Unterdruckeingang 45 des elektrischen Unterdruckrelais an die Unterdruckquelltj angeschlossen; sie schließen die Frischluftklappe 59 und überführen die Rückführ-Klappo 56 in deren Rückzirkulationsstellung während der Verzögerungsschalter 151 öffnet. Die Luft in dem Kraftfahrzeug wird nun von dem über den Leiter 136 unmittelbar an die Batterie 124 angeschlossenen,mit hoher Drehzahl umlaufenden Gebläsemotor 18 umgewälzt. 309841/0446

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Es ist darauf hinzuweisen, daß während der automatischen Heizung und Klimatisierung die "AUTOMATISCH"-und "KUPPLUNG"-Schalter des Wählers 122 geschlossen sind. Der "ENTEISUNG"-Lüftungsschalter ist offen.

Wenn das System auf Belüftung umgeschaltet werden soll, werden die "AUTOMATISCH"- und "ENTEISUNG"-Schalter umgeschaltet, während der "KUPPLUNGS"-Schalter ausgeschaltet wird.

Beim Enteisen werden der "AUTOMATISCH"-, der "KUPPLUNG"- und der "ENTEISUNGS^aSchalter eingeschaltet, während, wenn der Wähler 122 in seiner "ABTAU"-Stellung steht, die "AUTOMATISCH"- und "KUPPLUNGS"-Schalter eingeschaltet und der "ENTEISUNG"-Schalter ausgeschaltet ist. Bei beiden Betriebszuständen ist der Unterdruckwähler 12 auf die "ABTAUEN"- und "ENTEISEN"-Stellung eingestellt, um eine teilweise oder volle Bewegung der Klappe 71 zu gewährleisten.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß der Unterdruckwähler 12 die automatischen Programmfunktionen überbrücken und die Betriebsweise der Luftzirkulationsklappe so verändern kann, wie dies für den jeweiligen Klimatisierungs-, Enteisungs- oder Abtauvorgang erforderlich ist.

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Claims

P at e η t a η s ρ r Ü c h e

T.) Automatische Temperatursteuerung für Kraftfahrzeuge,

ft einer Heizschlange oder -spirale, einem Verdampfer, einem Kondensor und einem über eine Kupplung mit dem Fahrzeugmotor kuppelbaren Kompressor, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Unterdruckquelle ein die Kraftfahrzeuginnentemperatur und die Umgebungstemperatur messender und den aus der Unterdruckquelle herrührenden Unterdruck entsprechend steuernder Temperaturfühler (20,22) verbunden ist, der mit einem zumindest eine automatische und eine Lecrlaufstellung aufweisenden und an die Unterdruckquelle (29) angeschlossenen Unterdruckwähler (12) verbunden ist und daß sie eine durch einen Unterdruck-Servomotor (11) betätigbare, den Zustrom von erwärmter und gekühlter sowie von Mischluft in den Fahrgastraum steuernde Mischluftklappe (15) aufweist, deren Unterdruck-Servomotor (11) über den Fühler (20, 22) mit gesteuertem Unterdruck beaufschlagbar ist und der ein erwärmte oder gekühlte Luft in den Fahrgastraum einblasendes mötorgetriebenes Gebläse (17) zugeordnet ist, dessen Motordrehzahl durch einen von dem Unterdruck-Servomotor (11) betätigbaren Programmgeber in Abhängigkeit von den jeweiligen Temporaturverhältnissen und der jeweiligen Stellung des Unterdruck-Servomotors (11) und der Mischluftklappe (15) regelbar ist.
2. Temperatursteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Erregerstromkreis des Gebläsemotors (18) ein Relais mit normalerweise geschlossenen Kontakten und einer zum öffnen der Kontakte dienenden Solenoidspule (139) liegt,dessen Solenoidspule (139 über einen auf die Fahrzeugmotortemperatur ansprechenden temperaturempfindliche Schalter (150) erregbar ist, dex bei kaltem Fahrzeugmotor geschlossen ist und die Solenoidspule (139) erregt und damit den Gebläsemotor (18) im entregten Zustand halten kann, bis

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bei höheren Fahrzeugkühlmitteltemperaturen das Schließen des Schalters (150) erfolgt.
3. Temperatursteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei parallel liegende Servomotoren Ϊ5Ο,51) aufweist, von denen einer eine Frischluftklappe (59) und der andere eine alternativ zu der Frischluftklappe (59) betätigbare Umwälzklappe (56) betätigt und daß das Relais (32) ein Elektro-Unterdruckrelais ist, das mit der Unterdruckquelle (29) einerseits und mit den beiden parallel liegenden, unterdruckbetätigten Servomotoren (50, 51) andererseits verbunden ist und durch das das Schließen der Umwälzklappe (56) und das öffnen der Frischluftklappe (59) bei Erregung der Solenoidspule (139) auslösbar ist.
4. Temperatursteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein den Zustrom von Heißwasser zu der Heizschlange oder -spirale steuerndes Wasserventil (63) aufweist, dessen öffnungs- und Schließbewegung auf elektrischem Wege durch eine Betätigungseinrichtung (137) steuerbar ist und daß die Betätigungseinrichtung (137) durch den Programmgeber in dem Sinne steuerbar ist, daß bei Auftreten eines extremen Bewegungsweges des Unterdruck-Servomotors (11) und des von diesem betätigten Programmgebers bei maximalem Kühlbedarf der HeißwasserZustrom zu der Heizschlange oder -spirale dadurch ab«?perrbar ist, daß ein Unterdruckservomotor (60; an eine Unterdruckquelle angeschlossen und von diesem das Wasserventil (63) geschlossen werden.
5. Temperatursteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckservomotor (11) und Programmgeber mit einer in einem Gehäuse (91, 111) angeordneten und mit dem vorragenden Kolben (13) verbundenen Membran (107) ausgebildet ist, die über einen Unterdruckausgang (26) des Gehäuses (111,91) einseitig mit Unterdruck beaufschlagbar ist und der von der Membran (107) ange-

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triebene Kolben (13) über eine bei Erreichen einer Extremstellung der Mischluftklappe (15; eine weitere Rückbewegung des Kolbens (13) gestattende Ausgleichsfeder (16) mit der Mischluftklappe (15) verbunden ist und außerdem dem Kolben (13) ein von diesem betätigbarer Schieberschalter mit einer Anzahl feststehender (80 bis 85) Kontakte und einer Anzahl bei Bewegung des Kolbens (13) und der Mischluftklappe (15) mit einzelnen der feststehenden Kontakte in Eingriff bringbarer beweglicher Kontakte (74, 75, 77, 78, 79) zugeordnet ist und daß unter der Wirkung der Ausgleichsfeder (16) bei Bewegung der Mischluftklappe Π5) in die Extremstellung maximaler Klimatisierung und bei Bewegung des Kolbens (13) über seine entsprechende Extremstellung hinaus ein beweglicher Kontakt mit wenigstens einem feststehendem Kontakt (80) in Eingriff bringbar ist.
6. Temperatursteuerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Programmgeber eine Anzahl in Reihe liegender Widerstände (1 R, 2 R_r 3 R) wahlweise in den Stromkreis des Gebläsemotors (18) ein- und aus diesem ausschaltbar sind und daß dadurch die Drehzahl des Gebläsemotors (18) in Abhängigkeit von den jeweiligen Temperaturbedingungen veränderbar ist.

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