DE2637568A1

DE2637568A1 - Heisswasser-zirkulationssystem fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE2637568A1
Application number: DE19762637568
Authority: DE
Inventors: Francis Joseph Perhats
Original assignee: ARDEN MARK Inc
Current assignee: ARDEN MARK Inc
Priority date: 1975-09-18
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1977-03-31
Also published as: SE7609107L; FR2324476A1; BE846224A; GB1551296A; FR2324476B1; CA1173414A

Description

MÜLLER-BORS · DELTEL · SCHÖN · XLiSRTJBL

PAT E Χ" ΪΛ Λ" W-Ä I, T E

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALT VON 1927- 197S) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CH EM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

S/We/th - S/A

Arden-Mark, Inc.
Barrington,-.111. 60010, USA

Heißwasser-rZirkulationssystem für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft allgemein eine Fahrzeugheizung wie eine Kraftfahrzeugheizung und bezieht sich insbesondere auf ein Hilfszirkulationssystern, welches die Benutzung der Heizung ermöglicht, wenn die Maschine des Fahrzeuges abgestellt ist. ■

Auf dem Gebiet der Fahrzeugheizsysteme wäre es zweckmäßig, eine Zirkulation des Kühlfluids für die Maschine herbeizuführen, wenn die Maschine des Fahrzeuges abgestellt ist. Beispielsweise könnte der Benutzer des Fahrzeugs dann die Fahrzeugheizung in Betrieb nehmen, wenn die Maschine selbst abgeschaltet ist, indem aufgeheiztes Fluid durch die Heizung zirkulieren würde. Daraus ergeben sich offensichtlich Vorteile für den Benutzer eines solchen Systems, weil es dann nicht mehr erforderlich wäre, die Maschine eines Fahrzeuges laufen zu lassen, um bei kalt.em Wetter von der Fahrzeugheizung gewärmt zu werden.

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MttJSCIIEif 86 · SIEBEETSTR. 4 · POSTi¹ACH 860720· KABEL: MITEBOPAT · TEIi. (089) 474005 · TELEX 5-24S85

(ο

Bei herkömmlichen Pleizungen für Fahrzeuge muß der Benutzer beispielsweise die Maschine im Leerlauf laufen lassen, um die Fahrzeugheizung in Betrieb zu halten, und zwar auch dann, wenn er nicht fahren möchte. Somit müssen Fahrzeuge, die geparkt sind, beispielsweise Polizeifahrzeuge oder Kraftfahrzeuge, die beispielsweise auf einen Fahrgast warten, usw., wertvolle Energie verschwenden und die Umgebung verunreinigen und darüber hinaus auch für die gegenwärtigen hochgezüchteten Maschinen iiachteile in Kauf nehmen, damit die Fahrzeugheizung Wärme abgeben kann. Die Möglichkeit, das bereits aufgeheizte Fluid innerhalb des Zirkulationssystems des Fahrzeugs zirkulieren zu lassen, oder die Möglichkeit, Fluide zu verwenden, die durch eine Einrichtung wie durch eine Immersionsheizung aufgeheizt werden könnten, würde den Benutzer des Fahrzeuges in die Lage versetzen, daß im Fahrgastraum des Fahrzeuges die Luft aufgeheizt wird.

Das grundlegende System, welches dazu dient, die Zirkulation des heißen Wassers im Heizsystem des Fahrzeuges aufrechtzuerhalten, während die Maschine abgestellt ist, wurde beispielsweise in der TJS-Patentschrift 2 170 032 sowie in der US-Patentschrift 2 230 051 beschrieben.

Das System nach der US-Pa tent schrift 2 170 032'wird nachfolgend zur Vereinfachung nach dem Erfinder auch als Page-System bezeichnet, und das System nach der US-Patentschrift 2 23Ο 051 wird nach dem Erfinder Conklin zur Vereinfachung auch als Conklin-System bezeichnet.

Bei dem Page-System xverden grundsätzlich eine Pumpe und ein Motor verwendet, die· in dem Heißwasserkreis d.es Fahrzeuges

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eingebaut sind,-"Hierzu wird ein"-zusätzlicher Heißwasserkreis verwendet. Da OeI dem Page-System, von einem zusätzlichen Heißwasserkreis Gebrauch gemacht wird, in welchem die Pumpe und der Motor eingebaut sind, ist hierbei auch die "Verwendung einer Ventileinrichtung erforderlich^ um die Strömung auf den ursprünglichen Heißwasserkreis des Fahrzeuges zu begrenzen, wenn die Maschine läuft, und auf den Hilfsheißwasserkreis, wenn die Maschine vorübergehend abgeschaltet ist und der durch eine Batterie betriebene Elektromotor verendet ..■ wird. - ........ . .

Das Conklin-System beschreibt eine vereinfachteAusführungs-■-form-, des Page-Systems, bei welchem kein zusätzlicher Kreislauf oder keine zusätzliche Pumpe und kein zusätzlicher Elektromotor erforderlich sind, die in das Heißwassersystera zu integrieren wären, sondern dieses System'-verwendet eine Pumpe und einen "Elektromotor zum direkten Einbau in den bereits vorhandenen Heißwasserkreis des Fahrzeuges. Im Gegensatz zu dem Page-System, in welchem ein getrennter Abzweig-, kreis verwendet wird, ermöglicht die Verwendung einer Pumpe . bei dem Coriklin-System aufgrund einer speziellen Konstruktion den Durchgang von in der Maschine erzeugtem heißem Wasser durch die Pumpe auch dann, wenn der Elektromotor nicht eingeschaltet ist und die Maschine noch läuft. In einer alternativen Ausführungsform könnten in dem Conklin-System dann, wenn die Maschine vorübergehend abgestellt ist und heißes Wasser vom Kühlsystem des Fahrzeuges zur Verfugung steht, der Elektromotor 27 und folglich auch die Pumpe 23 eingeschaltet werden, um eine Hilfspumpeneinrichtung zu liefern, durch welche das heiße Wasser durch den Heißwasserkern der Heizung zirkulieren könnte, wodurch der Lüfter 15 aufgeheizte Luft dem Fahrzeug zuführen würde, während die Maschine abgestellt ist. Somit kann der bereits vorhandene Kreislauf des

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Kühlsysterns des Fahrzeuges direkt verwendet werden, ohne daß ein Hilfsventilsteuerkreis erforderlich wäre, um zwei nützliche Funktionen, auszuführen. Vor allem läßt die durchströmbare Pumpeneinrichtung eine zusätzliche Rohrleitung und eine zusätzliche Yentilsteuereinrichtung überflüssig werden, die einem solchen Hilfskreis in einem derartigen System zugeordnet sein müßten. Außerdem kann der Erfindungsgegenstand rasch und leicht in einen bereits vorhandenen Heißwasserkreis eines Fahrzeuges eingebaut werden, so daß durch die Möglichkeit eines nachträglichen Einbaues eine maximale Nutzung möglich ist.

Verbesserungen an den Systemen nach den US-Patenten 2 230 und 2 170 032 sind beispielsweise in der US-Patentschrift 2 081 802 (Jackson) vorgesehen worden. Die dort vorgesehenen Verbesserungen beziehen sich auf die Verwendung von integrierten 'Motorpumpenanordnungen, welche direkt in einen Heißwasserkreis des Fahrzeuges eingesetzt werden können. Weiterhin sind automatische Einschalt- bzxv. Ausschalteinrichtungen vorgesehen worden, welche zusammen mit entsprechenden ThermoSteuerungen arbeiten, so daß der Betrieb und der Wirkungsgrad des Hilfsheizsystems gemäß der US-Patentschrift 2 230 051 verbessert x^erden können.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kombination einer durchströmbaren, elektrisch betätigbaren Pumpe, xielche dazu in der Lage ist, heißes Wasser durch eine Fahrzeugheizung zirkulieren zu lassen, wenn die Maschine des Fahrzeuges abgestellt ist, mit einer magnetisch angetriebenen Zentrifugalpumpenanordnung. Die Kombination der Heizkreispumpeneinrichtung mit einer magnetisch angetriebenen Zentrifugalpumpenanordnung verwendet eine Pumpenanordnung, wie sie in den US-Patentschriften 3 074 34-9, 3 117 526 und RE26 0⁰A (Zimmerman) beschrieben ist.

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Die Verwendung einer magnetisch angetriebenen Zentrifugalpump enanordnung in einem Heißwasserkreis eines Fahrzeuges, wodurch die Verwendung einer Heizung auch "bei abgestellter Maschine ermöglicht wird, führt für den Benutzer zu bedeutenden Vorteilen. Ba in der Motorpumpenanordnung keine Lager vorhanden sind und auch keine Dichtungen, wird die Langlebigkeit der Motorpumpeneinrichtung verbessert, wobei zugleich der Einbau und die Eeparatur des Systems in das Heizsystem erleichtert werden. Insbesondere die außerordentlich große Hitze und die Korrosion des Wassers, welches zirkuliert, in Verbindung mit den Rostpartikeln und den chemischen" Wasserzusätzen, haben einen nachteiligen Effekt auf herkömmliche Motorpumpenanordnungen, so daß eine Tendenz zur Störanfälligkeit dieser Anordnungen besteht. Die speziellen Zusätze und die Frontpartikeln, welche innerhalb des Heißwassersystems zirkulieren, können zerfallen und dadurch die Lageranordnungen beeinträchtigen, und zwar ebenso wie die Dichtungen bei Zentrifugalpumpenanordnungen, die in herkömtalicher Weise angetrieben werden.

Eine magnetisch angetriebene Zentrifugalpumpenanordnung würde in bezug auf Fremdstoffe und Zusätze weniger durchlässig sein, da keine Motorwellenöffnung in einer solchen Pumpenanordnung erforderlich ist. Dadurch würden das verunreinigte Wasser und die Chemikalien durch einen vollkommen abgeschlossenen Teil der Pumpe strömen und wären für immer daran gehindert, mit den mechanischen Teilen in Berührung zu kommen oder solche Teile nachteilig zu beeinflussen. Sie könnten auch nicht in eine Öffnung wie bei einer herkömmlichen Motorwelleneinrichtung gelangen. Bei der erfindungsgemäßen magnetisch angetriebenen Pumpe sind beispielsweise die einzigen Teile, mit denen das verunreinigte Wasser

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in Berührung kommt, aus in geeigneter Weise ausgewählten thermoplastischen Harzen hergestellt wie beispielsweise Nylon. Dadurch werden die Korrosion und sonstige nachteilige Beeinträchtigungen, welche von verunreinigtem Wasser herrühren könnten, .vollkommen vermieden. Sollte eine Zusammenballung durch größere Partikeln und durch eine Ansammlung von kleineren Partikeln innerhalb des Heizkreises 3^e&als auftreten, so ergeben sich bei der magnetisch angetriebenen erfindungsgemäßen Zentrifugalpumpenanordnung im Hinblick auf den Ausbau und auf die Reinigung verschmutzter Teile wesentliche Vorteile, da nur das magnetisch angetriebene Pumpenlaufrad selbst ausgebaut und gereinigt werden müßte.

Außerdem wird durch eine solche magnetisch angetriebene Zentrifugalpumpe weniger elektrische Energie verbraucht, da weniger nutzbare Energie durch Reibung in Dichtungen, Lagern oder dergleichen verbraucht wird. Außerdem wird durch den kompakten Aufbau einer solchen Motorpumpenanordnung weniger Raum zum Einbau benötigt, was sich insbesondere bei einem nachträglichen Einbau vorteilhaft ausi*/irkt.

Die Anwendung einer Zentrifugalpumpe in einem solchen System ermöglicht eine Strömung von Wasser zu einer Fahrzeugheizung, wenn die Maschine läuft und sie pumpt das zirkulierende Wasser, während die Zentrifugalpumpe abgeschaltet ist, da die Eigenschaften einer Zentrifugalpumpe die Strömung von Wasser durch die Pumpe in derselben Richtung ermöglichen, in der auch die Strömung durch die Pumpe in Zirkulation versetzt wird.

In ähnlicher Weise ermöglicht die Verwendung des Erfindungsgegenstandes bei einer Immersionsheizung, x>relche die zirkulierenden Fluide eines Fahrzeuges getrennt und unabhängig

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von der Maschine des Fahrzeuges, aufheizen kann, eine "wirkungsvollere Verwendung der Immersionsheizung, um die Maschine auf Temperaturen zu halten, welche das Anspringen der Maschine selbst bei außerordentlich niedrigen Temperaturen, erleichtern- . - -

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zirkulationssystem für eine !Fahrzeugheizung der eingangs näher erläuterten Art zti schaffen, -welches bei außerordentlich geringem Raumbedarf und besonders langer Lebensdauer besonders leicht nachträglich eingebaut-.-werden kann und bei sehr geringem Energieverbrauch eine besonders wirksame Heizung des Fahrgastraumes ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß eine integrierte Motorpumpenanordnung zum Einbau in das Vorhandene Ileißwasserzirlailationssysteni eines Fahrzeuges" zur Verfügung steht, wodurch die Möglichkeit geschaffen ist, die Fahrzeugheizung auch dann zu betreiben, wenn die Maschine des Fahrzeuges abgestellt ist. .Eine über längere Zeiten und kontinuierlich ausgedehnte Benutzung der Heizung läßt sich gemäß der Erfindung dadurch ermöglichen, daß eine fernsteuerbare Immersionsheizung verwendet wird, die dazu dient, die im Kreislauf des Fahrzeuges zirkulierenden Fluide aufzuheizen, und zwar unabhängig von der Aufheizung durch eine im Betrieb befindliche Maschine.

Weiterhin ergibt sich gemäß der Erfindung der Vorteil, daß bei der Anordnung keine Lager und Dichtungen in der Motorpump eneinrichtung erforderlich sind, so daß eine Beschädigung

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oder Beeinträchtigung der Mo torpumpenanordnung durch heißes oder korrosionsförderndes Wasser und durch Zusätze nicht zu befürchten sind, wobei auch gleichzeitig die Gefahr eines Lecks durch eine bei der erfindungsgemäßen Motorpump en-Laufradeinrichtung überflüssige Öffnung nicht besteht.

Weiterhin ist es bei der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht erforderlich, daß die Motorwelle in das Gehäuse der Pumpe eintritt, durch welches das heiße Wasser des Fahrzeuges hindurchgeht. Weiterhin xverden gemäß der Erfindung nichtmetallische Teile in dem Teil der Pumpe verwendet, welcher mit unter Druck stehendem heißem Wasser und korrosionsfördernden Zusätzen in Berührung kommen kann.

Die erfindungsgemäße Motorpumpenanordnung ist auch außerordentlich leicht zu installieren und .ebenso leicht zu reinigen und zu reparieren, außerdem besteht praktisch keine Gefahr· der Korrosion, des Rostes oder der Leckage. Weiterhin wird außerordentlich wenig elektrische Energie verbraucht, was durch eine Übertragungseinrichtung mit besserem Wirkungsgrad erreicht ist.

Die wesentlichsten Vorteile ergeben.sich insbesondere aus einer Kombination eines Heißzirkuliersystems, welches bei abgeschalteter Maschine zu betreiben ist, mit einer magnetisch angetriebenen Zentrifugalpumpenanordnung.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Heißwasser-Zirkulationssystem für ein Fahrzeug geschaffen, welches dazu dient, heißes Wasser in einem wassergekühlten Fahrzeug dazu zu verwenden, die Fahrzeugheizung zu betreiben, wenn die Maschine des Fahrzeuges vorübergehend abgestellt ist. Eine unabhängig angetriebene elektrische

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Zirkulationspumpe ist dazu im. Fahrzeug vorgesehen, und zwar in dem vorhandenen Heißwasserkreislauf. Dieser Heißwasserkreislauf führt von der Maschine des Fahrzeuges zu der Heißwasserheizung des Fahrzeuges und wieder zum Maschinenblock der Maschine des Fahrzeuges zurück. Gemäß der Erfindung wird eine magnetisch angetriebene Zentrifuga!pumpenanordnung verwendet, die mit einem Elektromotor derart integriert ist, daß die Zirkulationspumpe passiv den Durchgang von heißem Wasser zu der Fahrzeugheizung ermöglicht, wenn das heiße Wasser durch den Heißwasserkreislauf durch die Maschine des Fahrzeuges hindurchgepumpt wird. Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, durch Einschaltung eines Elektromotors die Zirkulation des Heißwasserkreislaufs auch dann fortzusetzen, wenn die Maschine des Fahrzeuges abgeschaltet ist, so daß auch dann die Heizung wirksam betrieben werden kann.

Die magnetisch betriebene Motorpumpenanordnung wird in den vorhandenen Heißwasserheizkreislauf des Fahrzeuges außerordentlich einfach eingebaut, indem einfach die vorhandene Zirkulationsleitung aufgetrennt wird, indem weiterhin ein Ende der aufgetrennten Leitung an die Eintrittsleitung der· Zirkulationspumpe angeschlossen wird und indem in ähnlicher Weise das andere Ende der aufgetrennten Leitung an die Ausgangsleitung der Zirkulationspumpe angeschlossen wird. "

Wenn die Maschine eines Fahrzeuges abgestellt wird, kann die Motorpumpeneinrichtung, welche gemäß der Erfindung in den Heißwasserkreislauf des Fahrzeugs eingesetzt wurde, durch einen manuellen Schalter oder durch eine thermostati^- sche Steuerung eingeschaltet werden. Durch das Einschalten der Motorpumpeneinheit wird die Zirkulation des noch heißen

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Wassers durch, die Fahrzeugheizung fortgesetzt, so daß der Benutzer in die Lage versetzt wird, eine Fahrzeugheizung mit Hilfe des noch vorhandenen heißen Wassers weiter zu. "betreiben, obwohl sie normalerweise kurz nach dem Abstellen der Maschine unwirksam werden würde. Eine zusätzliche Kopplung des Erfindungsgegenstandes mit einer Immersionsheizung kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes den Betrieb der Heizung noch weiter verlängern, so daß eine vorzeitige Abkühlung der Heizungsfluide nach dem Abstellen der Maschine verhindert wird.

Die Motorpumpeneinrichtung hat einen Pumpenteil, der eine magnetisch angetriebene Zentrifugalpumpe aufweist. Dadurch wird der Benutzer in die Lage versetzt, das Problem zu überwinden, welches bei herkömmlichen Motorpumpenanordnungen auftritt, bei welchen die Welle vom Motor direkt mit dem Pumpenlaufrad gekuppelt ist. Eine solche herkömmliche Motorpumpenanordnung fordert die Verwendung von Dichtungen und Lagern und entsprechenden Scheiben, um die Motorwelle, das Motorgehäuse und den Motorkreislauf gegen.Fluide abzudichten, welche durch das Pumpengehäuse zirkulieren, um deren, schädliche Wirkungen zu vermeiden. Gemäß der Erfindung ist jedoch keine Welle erforderlich, die mit dem Motorpumpenlaufrad innerhalb des Pumpengehäuses in Verbindung stehen würde, so daß keine Lager, Dichtungen, Scheiben usw. notwendig sind, wodurch die Lebensdauer der Motorpumpeneinheit verlängert wird. Da bekanntlich Heizfluide bzw. Kühlfluide stark aggresiv sind und große und kleine Eostpartikeln mit sich führen, da sie weiterhin hohe Temperaturen haben und Kühlmittelzusätze x^ie Antifrostmittel usw. enthalten, wird durch die Trennung der Motorwelle und der weiteren Motorteile von diesen Fluiden die Lebensdauer einer solchen Motorpumpenanordnung stark vergrößert. Die aggresiven und

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korrosiven Elemente können leicht durch Korrosion einen Satz von Lagern oder Dichtungen beschädigen, wenn sie mit diesen direkt in Berührung stehen. Dieser direkte Kontakt wird.gemäß der Erfindung Jedoch verhindert. : . .- -■ '

Das Pumpengehäuse der magnetischen Zentrifugalpumpenanordnung besteht hauptsächlich aus thermoplastischen Harzen und hat auch ein thermoplastisches Pumpenlaufrad. Gemäß einer "bevorzugten ' Ausführungsform der Erfindung sind nicht-metallische Elemente innerhalb des Pumpengehäuses vorgesehen, so daß in keiner Weise körrosionsforderndes Wasser, welches durch das Heizsystem zirkuliert, an irgendeiner Stelle mit Teilen in Berührung kommt, die leicht durch Korrosion und Abnützung unbrauchbar werden könnten.' Weiterhin ist die erfindungsgemäße Motorpumpenanordnung derart kompakt aufgebaut, daß sie im Fahrzeug nur ein Minimum an Raum einnimmt, wenn sie eingebaut ist, so daß der Einbau besonders einfach ist. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Anordnung derart aufgebaut, daß sie leicht instandgesetzt werden kann, wenn eine Verstopfung durch Rostpartikeln usw. in dem Pumpenteil der Heißwasserzirkulationseinrichtung auftreten sollte. Diese Eigenschaften lassen die erfindungsgemäße Einrichtung insbesondere für einen nachträglichen Einbau als Zubehörteil in ein Fahrzeug vorteilhaft erseheinen.

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Die Erfindung v/ird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Heißwasser-Kreislaufsystems gemäß der Erfindung, wie es bei einem herkömmlichen wassergekühlten Fahrzeug verwendet wird,

Fig. 2 eine von der Seite gesehene perspektivische Darstellung der Elektromotor-Pumpenanordnung, die einen magnetisch angetriebenen Zentrifugalpumpenteil hat,

Fig. 3 einen Schnitt durch den magnetisch angetriebenen Zentrifugalpumpenteil der Motorpumpenanordnung entlang der Linie 3-3 in der Fig. 2, in Pfeilrichtung gesehen, und

Fig. 4- eine Draufsicht auf den Pumpenflügel, wie er in dem magnetisch angetriebenen Zentrifugalpumpenteil gemäß der Erfindung verwendet wird.

Während die Erfindung dazu geeignet ist, in vielen verschiedenen Ausführungsformen verkörpert zu .werden, wird anhand der Zeichnung eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei darauf hinzuweisen ist, daß die nachfolgende Beschreibung nur zur beispielhaften Erläuterung der Erfindung dient und nicht zur Begrenzung der Erfindung.

In der Fig. 1 ist ein Heißwasserkreislauf für ein wassergekühltes Fahrzeug schematisch dargestellt. Für eine wassergekühlte Maschine 4- dienen ein· Kühler 1, eine Heißwasserleitung 2 und eine Kaltwasserrückführleitung 3 als Kühlsystem.

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Bei den meisten Fahrzeugen, die eine wassergekühlte Maschine haben, ist ein zusätzlicher"Kreislauf vorhanden, wie er beispielsweise durch die Leitungen 6-8-5 gebildet wird, so daß eine Fahrzeugheizung 11 betrieben werden kann. In der dargestellten Ausführungsform bilden die Heißwasserleitungen 6-8-5 einen von dem Kühlsystem 1-2-3 getrennten Kreislauf. Bei anderen Ausführungsformen könnte jedoch der Heißwasserzuführungskreis 6 direkt von dem Wasserkeislauf 2 abgezweigt sein, da sowohl der Heißwasserzuführungskreis 6 als auch der Wasserkreislauf 2 direkt von der Maschine aufgeheiztes.Was-, ser abführen, welches einem anderen Bestimmungspunkt zugeleitet wird.

Es ist ersichtlich, daß der Heißwasserübertragungskreis 6 ohne die Erfindung direkt an den Heißwasserübertragungskreis 8 angeschlossen ist, so daß heißes Wasser von der Maschine durch den Heizkörper 11 geführt werden kann, wobei gleichzeitig der Lüfter 9 Luft durch den Heizkörper 11 hindurchbläst und auf diese Weise die mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Wärme von dem Heizkörper 11 in das Fahrzeug hineinbringt. Die Fahrzeugwasserpumpe 30, welche durch einen Keilriemen 31 angetrieben wird, der über die Maschinenwelle 32 geführt ist, pumpt im Betrieb der Maschine das Wasser. Eine Zirkulationseinrichtung 7 ist zwischen dem Heißwasserübertragungskreis 6 und dem Heißwasserübertragungskreis 8 angeordnet, so daß eine Strömung vom Kreis 6 zum Kreis 8 erzeugt wird, die nachfolgend in beiden Wasserzirkulationszellen durch die Heizung hindurchgeführt wird. Wenn die Maschine 4- im Betrieb ist und somit Wasser durch den Kreis 6-8-11-5 hindurchpumpt, wird die elektrisch betätigte Zirkulationseinrichtung 7 nicht elektrisch aktiviert, sondern gestattet nur passiv die natürliche Strömung des von·der Maschine gepumpten Wassers aus dem Kreis 6 zu dem Kreis 8

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und weiter zur Heizung, von wo das Wasser wieder zur Maschine 4- zurückläuft. Wenn die Maschine 4- jedoch im Stillstand ist, · wird die Heißwasserzirkulationseinrichtung 7 elektrisch aktiviert, und zwar entweder durch einen manuell betätigbaren Schalter oder durch eine automatische Thermosteuerung, und diese Einrichtung gibt damit ihre passive Rolle auf, in welcher sie lediglich den Durchgang von Wasser erlaubt, und arbeitet aktiv als Pumpe, welche den Durchgang und die Zirkulation von heißem Wasser aufrecht erhält, welches noch in der Maschine 4- vorhanden ist,so daß eine Heißwasserzirkulation durch den Kreis 6-8-11-5 erfolgt. Dadurch wird eine Heißwasserzirkulation bewirkt, bei welcher das bereits in der Maschine befindliche heiße Wasser durch die Heizung 11 hindurchgeführt wird, um dieses heiße Wasser bei abgeschalteter Maschine auszunutzen, während gleichzeitig kälteres Wasser nach Verwendung in der Heizung zu der noch warmen Maschine zurückgepumpt wird, so daß es sich dort aufheizen kann und wieder zur Heizung zirkuliert, wonach sich der Vorgang wiederholt. Durch die Verwendung einer Immersions-.heizung H im Kreis 3 kann eine unbegrenzt lange Verwendung der Heizung 11 selbst dann geschehen, wenn die Maschine 4-bereits abgeschaltet ist. Auf diese Weise können heiße Fluide, welche durch die Maschine 4- aufgeheizt wurden, im wesentlichen heiß gehalten werden, um erneut in der Heizung 11 verwendet zu werden, während sie kontinuierlich durch die Zirkulationseinrichtung 7 umgewälzt werden.

Eine integrierte Pumpenmotoreinrichtung 7, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, weist ein Motorgehäuse 17, einen Motoransatz 16, ein Pumpenkammergehäuse 15 und einen Pumpeneinlaßdeckel 14- auf. In ähnlicher Weise weist der Teil der Motorpumpenanordnung 7₅ welcher die magnetisch antreibbare Zentrifugalpumpenanordnung 22 bildet, gemäß der Darstellung einen Eingangsöffnungsstutzen 13 und einen Ausgangsöffnungsstutzen 12 auf.

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Ein Querschnitt durch die magnetisch antreibbare Zentrifugalpumpenanordnung 22 ist in der Fig. 3 dargestellt. Diese Anordnung hat einen Pumpeneinlaßdeckel 14, ein Pumpenkaamergehäuse 15 und Eingangs- bzw. Ausgangsöffnungsstutzen 13 bzw. 12. Eine Motorwelle 21 erstreckt sich bis zu der magnetisch angetriebenen Zentrifuge!pumpenanordnung 22 und hat an ihrem Ende ein zylindrisches Magnetjoch 20- Das Pumpenlaufrad 16 dreht sich synchron zu dem zylindrischen Joch 20, welches an dem Elektromotor angebracht ist, und zwar nicht durch eine tatsächliche Befestigung einer kontinuierlichen Welle vom Motor, sondern durch die magnetische Kraft des Joches 20, welchem die magnetische Basis 23 des Laufrades 16 folgt. Somit ist die Pumpenkamiaer 24 vollkommen getrennt und abgedichtet von dem übrigen Teil des Motors, von der Motorwelle 21 oder von dem magnetischen Joch 20. Beim Eintritt von kaustischem heißem Kühlwasser durch den Eingangsöffnungsstutzen 13 ist diese Flüssigkeit innerhalb der Pumpenkammer 24 abgetrennt und hat kaum die Möglichkeit, in den freien Raum 25 hinunterzutropfen, da keine Dichtungen, Lager usw. verwendet oder benötigt *jerden, um die Motorwelle 21 an das rotierende Pumpenlaufrad 16 anzuschließen.

Eine Draufsicht auf das Pumpenlaufrad 16, welche auch die magnetische Pumpenlaufradbasis 23 erkennen läßt, ist in der. Fig. 4 veranschaulicht. Eine zentrale Öffnung 26 im Pumpenlaufrad 16 ermöglicht, das Pumpenlaufrad 16 auf eine Welle aufzusetzen, welche vom unteren Teil der Pumpenkammer selbst ausgeht, um welche sich das Laufrad 16 dreht.

In einer abgewandelten Ausführungsform kann beispielsweise anstatt einer Zentrifugalpumpenanordnung auch eine andere Pumpenanordnung verwendet werden.

- Patentansprüche -

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Heißwasser-Zirkulationssystem für ein Fahrzeug, bei welchem heißes Wasser einer wassergekühlten Maschine durch eine Fahrzeugheizung zirkuliert, so daß die Heizung des Fahrzeuges zu betreiben ist, wenn die Maschine im Stillstand ist, dadurch gekennz eichnet, daß das Heißwasser-Zirkulationssystem des Fahrzeuges eine Heizung, einen Wassermantel, eine Fahrzeugwasserpumpe und eine Fahrzeugheizung aufweist, daß weiterhin eine Leitungsexnrichtung vorgesehen ist, welche die Fahrzeugheizung mit dem Wassermantel verbindet, daß weiterhin eine zusätzliche Pumpe in Reihe mit der Rohreinrichtung angeordnet ist, daß die zusätzliche Pumpe durch einen Elektromotor antreibbar ist und keine durch ihr Gehäuse hindurchgehende Welle aufweist und daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, um in selektiver Weise den Elektromotor zu betätigen. . ·

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe derart ausgebildet ist, daß heißes Wasser durch die Pumpe auch dann hindurchgehen kann, wenn sie nicht in Betrieb ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe als Zentrifugalpumpe ausgebildet ist, welche ein Bewegungsantriebselement aufweist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dieses Antriebselement in einer nicht durchgehenden Weise mit dem Elektromotor kuppelt. ■ ■

4-, System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsexnrichtung eine Strahlerleitung aufweist, daß weiterhin eine Eingangsöffnungsstutzeneinrichtung vorgesehen

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ist, welciie mit dem Eingang der Pumpe verbunden ist, daß weiterhin eine Ausgangsöffnungsstutzeneinrichtung vorhanden ist, welche mit dem Ausgang der Pumpe verbunden ist,- dund daß die Stutzeneinrichtung abgestufte Teile aufweist, um den Anschluß der Strahlerleitung zu erleichtern.

5- System nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungsstutzeneinrichtung in parallelen Ebenen angeordnet ist und sich in entgegengesetzte Richtungen erstreckt.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung betätigbar ist, wenn die Maschine des ■ Fahrzeuges abgeschaltet ist.

7- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet", daß die Pumpe magnetisch mit dem Elektromotor gekuppelt ist.

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System weiterhin eine Immersionsheizeinrichtung aufweist, xvelche das heiße Wasser auf einer hohen Temperatur hält, und zwar unabhängig von der Temperatur der Maschine des Fahrzeuges, wodurch die Immersio.nsheizungseinrichtung dazu dienen kann, das Starten der Maschine bei niedriger Umgebungstemperatur zu fördern.

9- System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe ein Pumpenrad aufweist, an welchem ein zylindrischer Magnet angebracht ist, daß die Pumpe ein nichtmetallisches Gehäuse aufweist, daß das Gehäuse einen vorspringenden Abschnitt hat, welcher zur Aufnahme des zylindrischen Magneten dient, daß weiterhin eine Welle vorgesehen ist, welche durch den zylindrischen Magneten hindurchgeht, und daß der zweite zylindrische Magnet eine

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Ausnehmung aufweist, welche dazu dient, daß der zweite' zylindrische Magnet den Vorsprung umschließt, wodurch dann, wenn der Motor den zweiten zylindrischen Magneten' in Drehung versetzt, der zylindrische Pumpenmagnet auf der Welle! rotiert, so daß dadurch Wasser durch das System zirkuliert.

TO. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad aus Plastikmaterial "besteht.

11. Heißwasser-Zirkulationssystem für ein Fahrzeug, welches dazu dient, das heiße Wasser in einer wassergekühlten Maschine, durch eine fahrzeugheizung zirkulieren zu lassen, um die Fahrzeugheizung auch dann zu "betreiben, wenn die Maschine des Fahrzeuges abgestellt ist, wobei eine unabhängig elektrisch angetriebene Zirkulationspumpe in dem Heißwasser-Heizsystem des Fahrzeuges angeordnet ist und wobei die Pumpe eingeschaltet werden kann, wenn die Maschine des Fahrzeuges abgestellt ist, so daß die Zirkulation des heißen Wassers fortgesetzt wird, wodurch eine kontinuierliche fortgesetzte Verwendung der Fahr—-zeugheizung ermöglicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine- integrierte Pumpenmotoranordnung vorgesehen ist und daß die integrierte Pumpenmotoranordnung eine Pumpenanordnung aufweist, die magnetisch mit dem Antriebsmotor der Pumpenmotoranordnung gekuppelt ist, ohne.daß eine Welle durch die Pumpenanordnung hindurchgeht.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die--. Pumpenanordnung eine nicht-metallische Pumpenkammer und ein nicht-metallisches Pumpenlaufrad aufweist.

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13. System nach. Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung Eingangs- bzw. Ausgangsöffnungsstutzen aufweist, die sich in zueinander gegenüberangeordnete Richtungen erstrecken.

14·. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkulationssystem weiterhin eine Immersionsheizungseinrichtung aufweist, welche das heiße Wasser auf einer hohen Temperatur hält, wenn die Maschine des Fahrzeuges abgestellt ist, und daß die Immersionsheizung mit der integrierten Pumpenmotoranordnung zusammenwirkt, um fortwährend aufgeheiztes Wasser durch die Maschine des Fahrzeuges zirkulieren zu lassen, so daß die Effektivität der Immersionsheizung gesteigert wird.

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