DE2431136C3 - Heizeinrichtung für Einrichtungen mit Hydraulikanordnung, insbesondere Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für . Einrichtungen mit Hydraulikanordnung, insbesondere Fahrzeuge, die eine Hydraulikpumpe mit einem aus einem Pumpenrad und einem feststehenden Turbinengehäuse bestehenden wärmeerzeugenden Teil aufweisen sowie einen Wärmetauscher und ein Gebläse für die *o Zufuhr von Heizluft.

Eine derartige Heizeinrichtung gehört zu der Gruppe der motorabhängigen Fahrzeugheizungen, sie ist jedoch in ihrer Verwendung nicht auf Fahrzeuge beschränkt, sondern kann überall dort Anwendung finden, wo « mittels eines hydrodynamischen Kreislaufes Wärme erzeugt werden kann. Dieses ist besonders vorteilhafterweise dort der Fall, wo bereits hydrodynamische Einrichtungen vorgesehen sind, z. B. in Form eines Druckluftnetzes oder eines unter Druck arbeitenden so ölkreislaufes oder eines Wasserkreislaufes. Das Prinzip dieser Heizeinrichtung läßt sich jedoch auch mit Erfolg dort anwenden, wo Wärme durch Reibung erzeugt wird, z. B. bei Reibgetrieben oder dergleichen.

Bei den motorabhängigen Heizanlagen wird unterschieden nach den Wärmequellen. Als solche sind bekannt; das Kühlwasser des Motors, der Wärmeinhalt des Motorenöles, ein Abgaswärmeaustauscher, das zum Motor gehörende Kühlgebläse oder mittels des Stromes der Lichtmaschine erzeugte Wärme. Diese bekannten Heizungen weisen jedoch wesentliche Nachteile auf. So muß vor der Wärmeentnahme aus dem Kühlwasser des Motors dieses erst die Betriebstemperatur erreicht haben, womit ein Betrieb der Heizanlage als Standheizung nicht möglich ist. ^h5

Bei Verwendung des Motorenöles ergeben sich Schwierigkeiten durch die Veränderung der Viskosität bei tiefen Temperaturen, ein Abgaswärmetauscher weist Nachteile in bezug auf Korrosionsfestigkeit und durch hohe Sicherheitsbestimmungen auf. Bei den Anordnungen mit Kühlgeblasen treten Nachteile für den Motor bei zu starker Verdammung der (Kühl-) Heizluft auf. Bei der Ausnutzung des Stromes der Lichtmaschine schließlich sind sehr leistungsfähige und damit teure Lichtmaschinen erforderlich.

Motorunabhängige Heizungen werden zum Einbau in Fahrzeuge und Boote angeboten, bei denen der Fahrzeuginnenraum bzw. die Kajüte auch bei stillstehendem Motor beheizt werden solL Darüber hinaus finden sie dort Anwendung, wo bei laufendem Motor die dem Motor zu entnehmende Heizleistung nicht oder nicht ausreichend zur Beheizung des Innenraumes zur Verfügung steht so daß eine zusätzliche Heizung erforderlich ist, daher wird für derartige Heizeinrichtungen auch der Begriff der Zusatzheizung verwendet

Die bekannten Heizeinrichtungen dieser Art bestehen aus einem mit flüssigem Brennstoff betriebenen wärmeerzeugenden TeiL einem hierzu vorwiegend ringförmig angeordneten oder axial hinter der Brennkammer angeordneten Wärmetauscher sowie Mittel zur Zufuhr der Heizluft die bei Durchströmen des Wärmetauschers oder Darüberströmen der Brennkammer aufgeheizt und sodann dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird. Die bekannten Heizeinrichtungen müssen Mittel zur Abfuhr des Abgases aufweisen, da diese Abgase toxische Stoffe sind, wodurch besondere Bedingungen an die Führung der Abgasleitungen gestellt werden. Die bekannten Heizeinrichtungen können sowohl mit Benzin als Treibstoff betrieben werden, als auch in anderer Ausführung mit Dieseltreibstoff. Eine derartige Heizeinrichtung ist z. B. in der DE-AS 21 39 504 beschrieben, wobei es sich um eine besonders kompakt aufgebaute Heizung handelt, bei welcher die einzelnen Elemente axial angeordnet sind.

Diese bekannten Heizeinrichtungen weisen jedoch einige Nachteile auf, die sich durch die Verwendung des flüssigen Brennstoffes ergeben. So herrschen z. B. im Inneren dieser Heizgeräte sehr hohe Temperaturen, wodurch sich besondere Anforderungen an die Werkstoffe und die Gestaltung der Brennkammern ergeben. Ferner isi die Abgasführung in bezug auf den Geräteeinbau in Fahrzeugen mitunter mit Schwierigkeiten verbunden. Weiterhin ist das Einsatzgebiet derartiger Heizungen begrenzt da sie in all den Anordnungen, in denen z. B. eine Explosionsgefahr bei Verwendung von Einrichtungen mit Brennkammern gegeben ist, nicht verwendet werden können.

Es sind ferner, insbesondere für die Verwendung in explosionsgefährdeten Räumen, elektrische Einrichtungen bekanntgeworden, die jedoch den Nachteil aufweisen, daß sie zu ihrem Betrieb eine relativ hohe elektrische Leistung benötigen, die nicht an allen Stellen zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung zu schaffen, die bei Einrichtungen angewendet werden kann, bei denen eine Beheizung mit flüssigen Brennstoffen nicht möglich ist bzw. bei Einrichtungen, die über eine Hydraulikpumpe verfügen und dabei mit hohem Wirkungsgrad arbeitet, sowie infolge des kompakten Aufbaues auch zu einem nachträglichen Einbau geeignet ist. Derartige Einrichtungen sind z. B. Hydraulikbagger, Planierraupen, Radlader oder Einrichtungen, bei denen eine Hydraulikanordnung vorgesehen ist.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß Wärme durch Verwendung eines hydrodynamischen Kreislaufes er-

zielt werden kann, wird diese Aufgabe bei einer Heizeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in axialer Anordnung in einem Gehäuse mot dem wärmeerzeugenden Teil ein Hydromotor und vor diesem auf gemeic^ainer Welle das Heizluftgebläse und ebenfalls in axialer Anordnung hinter dem Hydromotor der Wärmetauscher angeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung bewirkt die durch Rotation des Pumpenrades bewegte Flüssigkeit durch die Fliehkraft ein Drehmoment. Der Arbeitskreislauf (hydrodynamischer Kreislauf) wird dabei infolge Schlupf zwischen Pumpenrad und bestehiindem Turbinenrad aufrechterhalten. Bei diesem Vorgang erwärmt sich die Flüssigkeit und die so entstehende Wärme kann zu Heizzwecken abgeführt werden. Die Wärme wird zunächst dem Wärmetauscher zugeführt und ein besonderes Wärmeübertragungsmedium kann sodann die Wärme dem Fahrzeuginnenraum zu Heizzwecken zuführen. Hierzu sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung an dem feststehenden Turbinengehäuse die Heizflächen des Wärmetauschers angeordnet Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung ergibt sich dadurch, daß der Wärmetauscher Zulauföffnungen und Abflußöffnungen für einen flüssigen, den Raum zwisehen Pumpenrad und Turbinengehäuse füllenden Wärmeträger aufweist. Durch diese Zulauföffnungen bzw. Abflußöffnungen kann das zur Wärmeerzeugung erforderliche Medium der Anordnung zugeführt bzw. abgeführt werden. Es hat sich gezeigt, daß durch Füllungsveränderung des wärmeerzeugenden Teils zwischen dem Pumpenrad und dem feststehenden Turbinengehäuse eine Wärmesteuerung möglich ist. Hierzu ist gemäß einer Weiterführung der Erfindung hinter dem feststehenden Turbinengehäuse ein die ölzulaufbohningen zur Füllung abdeckender Thermostat mit Temperaturregelventil angeordnet. Hierdurch ist in sehr einfacher Ausgestaltung eine Regelbarkeit des Heizkreislaufes möglich. Zur Vermeidung der Kavitation bei Vakuumbildung wird durch Bohrungen Luft dem Rotationsraum zugeführt.

Einzelheiten der Erfindung sind anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

Dabei zeigt die Figur einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung. Diese Heizeinrichtung besteht aus einer zylindrischen Anordnung mit einem Hydromotor 2, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Zahnradmotor ausgeführt ist

Auf gleicher Welle mit dem Hydromotor ist auf der einen Seite ein Gebläse 1 angeordnet Dieses von dem Hydromotor angetriebene Gebläserad 1 fördert die Heizluft. Auf der anderen Seite des Hydromotors 2 ist auf der Motorwelle das Pumpenrad 5 angeordnet Den Hydraulikmotor 2 umgebend sind feststehende Leitschaufeln 3 angeordnet Die von dem Gebläse 1 angesaugte Heizluft wird den sternförmig angeordneten Heizflächen 9 zugeleitet Zwischen Pumpenrad 5 und Hydromotor 2 ist eine Wärmeisoliei scheibe 4 angeordnet die vor Wärmezufuhr zum Hydromotor 2 schützt Die Welle des Hydromotors 2 kann gegenüber dem Pumpenrad 5 eine Wärmeisolierung aufweisen. In dem rotierenden Pumpenrad 5 sind Schaufeln angeordnet, die das hydraulische Medium, z. B. öl, bei der Rotation des Pumpenrades 5 mitnehmen, die durch Rotation des Pumpenrades bewegte Flüssigkeit bewirkt dabei durch Fliehkraft die Mitnahme der in Rotation versetzten Ölmenge. Dadurch wird der Arbeitskreislauf durch die Rotationsdifferenz infolge des vorhandenen Schlupfes zwischen Pumpe 5 und Turbinengehäuse 6 aufrechterhalten. Bei diesem Vorgang erwärmt sich die Flüssigkeit und diese Wärme wird auf die sternförmig angeordneten Heizflächen 9 übertragen. Diese Übertragung erfolgt über den Wärmeträger 12, der über die Einfüllstelle 11 dem mit dem feststehenden Turbinengehäuse 6 eine bauliche Einheit bildenden Wärmetauscher zugeführt wird. Der Zustrom der von dem Gehäuse 1 angesaugten Heizluft erfolgt über den Heizluft-Eintrittsstutzen 13. Die Heizluft wird sodann an den feststehenden Leitschaufeln 3 vorbeigeführt zu den sternförmig angeordneten Heizflächen 9 und verläßt das Heizgerät über den Heizluftaustritt 14. Die Temperaturregelung der Heizluft erfolgt über den Thermostaten 10, der ein Temperaturregelventil aufweist, in dem der Zu- und Abfluß des Wärmeträgers über die am Umfang angeordneten Bohrungen 7 und 8 reguliert wird. Durch eine zusätzliche Verschiebung der Ventilplatte des Temperaturregelventils ist eine weitere Möglichkeit der Temperaturregelung der Heizluft gegeben. Der Hydraulikölzutritt zu dem Hydromotor 2 erfolgt über öleintrittsbohrungen 15. denen gegenüber mindestens eine in der Figur nicht dargestellte Austrittsbohrung angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   L Heizeinrichtung für Einrichtungen mit Hydraulikanordnung, insbesondere Fahrzeuge, die eine Hydraulikpumpe mit einem aus einem Pumpenrad und einem feststehenden Turbinengehäuse bestehenden wärmeerzeugenden Teil aufweisen sowie einen Wärmetauscher und ein Gebläse für die Zufuhr von Heizluft, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Anordnung in einem Gehäuse vor dem wärmeerzeugenden Teil (5, 6) ein Hydromotor (2) und vor diesem auf gemeinsamer Weile das Heizluftgebläse (1) und ebenfalls in axialer Anordnung hinter dem Hydromotor (2) der Wärmetauscher angeordnet sind.
2. 2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem feststehenden Turbinengehäuse (6) ein Wärmetauscher angeordnet ist
3. 3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher Zulauföffnungen (7) und Abflußöffnungen (8) für einen flüssigen, den Raum zwischen Pumpenrad (5) und Turbinengehäuse (6) füllenden Wärmeträger aufweist
4. 4. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem feststehenden Turbinengehäuse ein die Zulauföffnungen (7) zur Wärmesteuerung abdeckender Thermostat (10) mit Temperaturregelventil angeordnet ist