DE2932448C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Behei­ zen des Fahrerhauses eines Fahrzeuges gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 26 28 697 be­ kannt, die eine Einrichtung zum Beheizen eines Fahrerhau­ ses zeigt, die aus einer Hydraulikpumpe und einem Drossel­ element sowie einem nach dem Drosselelement angeordneten Wärmetauscher besteht. Die DE-OS zeigt neben dem gesamten Aufbau der Einrichtung auch die Brennkraftmaschine, die die Hydraulikpumpe zwangsantreibt, d. h., solange die Brennkraftmaschine läuft, läuft auch die Hydraulikpumpe.

Bei dieser bekannten Einrichtung zum Beheizen des Fahrer­ hauses eines Fahrzeugs ist der Heizkreis getrennt von ei­ nem Nutzkreis vorgesehen. Dies führt zu einem erheblichen schaltungstechnischen Aufwand. Darüber hinaus müssen die Pumpen in ihrer Leistung so ausgebildet sein, daß sie das drucklose, zu pumpende Medium aus dem Speicher auf den in dem erforderlichen Kreis maximal notwendigen Druck bringen können. Insbesondere ist der DE-OS 26 28 697 nicht zu ent­ nehmen, daß als Heizmedium auch das Motoröl der Brenn­ kraftmaschine verwendet werden kann.

Aus der ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift, 1975, Heft 9 Seite 237 ist zwar bekannt, zu Heizzwecken das Motoröl der Brennkraftmaschine zu verwenden, bei stark gekühltem Mo­ tor - wie dies z. B. unter winterlichen Bedingungen er­ folgt - reicht die Ölwärme des Motoröls jedoch nicht aus, das Fahrerhaus ausreichend zu heizen. Die gerade bei ex­ tremen Witterungsbedingungen aus dem Schmierölkreislauf entzogene Wärme führt ferner zu einem Absinken der Öltem­ peratur unter dem optimalen Temperaturarbeitspunkt des Mo­ toröls, so daß keine ausreichende Schmierleistung mehr ge­ währleistet ist. Zudem ist gerade unter winterlichen Be­ dingungen, bei der die Fahrerhausheizung in Betrieb ist, insbesondere die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine er­ heblich länger. Während einer Warmlaufphase ist der Motor jedoch nur unzureichend geschmiert, wodurch ein erhöhter Verschleiß auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Beheizen der Bedienungskabine zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln eine ausreichende Heizleistung schnell zur Verfügung gestellt werden kann. Dies soll unabhängig von der Belastung und der Betriebstemperatur der Brenn­ kraftmaschine erfolgen können. Die Einrichtung soll darü­ berhinaus auch die schnelle Erwärmung der Brennkraftma­ schine fördern.

Gemäß der Erfindung ist nun vorgesehen, den bekannte Heizkreis an die Ölwanne der Brennkraftmaschine anzu­ schließen und das - durch die Verbrennung schon aufgeheizte Motoröl - zu Heizzwecken zu verwenden. Um die Hydraulikpum­ pe in ihrer Leistung kleiner auslegen zu können und somit auch die Antriebsleistung der Brennkraftmaschine für die Hydraulikpumpe senken zu können, ist diese an die Drucköl­ leitung hinter der Motorölpumpe angeschlossen. Die Hydrau­ likpumpe braucht daher leistungsmäßig nur so ausgelegt zu werden, daß sie den Differenzdruck zwischen dem Motoröl­ druck und dem benötigten maximalen Druck im Heizkreis er­ bringen muß. Durch das zwischen der Hydraulikpumpe und dem Drosselelement angeordnete Wegeventil wird der Ölstrom durch das Drosselelement gesteuert. Mit dem Wegeventil ist auf diese Weise der im Heizkreis notwendige Druck, der sich nach der zu erbringenden Heizleistung und der Tempe­ ratur des Motoröls in der Ölwanne bestimmt, zwischen Null und dem maximal erforderlichen Druck frei variierbar. Wird mittels des Wegeventils der Ölstrom zum Drosselelement vollständig - drucklos - abgesteuert, so ist die von der Brennkraftmaschine zu erbringende Antriebsleistung der Hy­ draulikpumpe vernachlässigbar gering.

Durch die gemäß der Erfindung vorgesehene Einrichtung ist neben den vorstehend genannten Vorteilen ferner die Warm­ laufphase einer Brennkraftmaschine erheblich verkürzt. Durch das Drosselelement wird - trotz eingeschaltetem Wär­ metauscher - das Motoröl erheblich schneller auf seinen Be­ triebspunkt gebracht, als es ohne das Drosselelement mög­ lich ist. Dies führt dazu, daß auch in der Warmlaufphase das Fahrerhaus bereits ausreichend beheizt wird und darü­ ber hinaus dem Motoröl Wärmeenergie zugeführt ist, was die Warmlaufphase merklich verkürzt und somit die Verschleißer­ scheinungen verringert.

Bei extremer Kälte bleibt z. B. das Drosselelement als zu­ sätzliches Heizelement zugeschaltet, wodurch auch unter extremen Bedingungen bei eingeschalteter Fahrerhaushei­ zung das Öl sicher im Temperaturarbeitspunkt gehalten wer­ den kann, wodurch eine optimale Schmierung gewährleistet ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann zwischen Hydrau­ likpumpe und Drosselelement ein Wegeventil vorgesehen sein, an dem ein zur Ölwanne oder dergleichen führender Rücklauf angeschlossen ist. Dieses Ventil dient dann zum wahlweisen Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtung, wobei in der einen Endstellung das Öl drucklos in die Ölwanne zurückfließt, während in der anderen Endstellung das Öl von der Hydraulikpumpe das Drosselement passieren muß.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschla­ gen, daß zwischen dem Drosselelement und dem Wärmetauscher ein Regulierventil eingebaut und eine das Regulierventil und dem Wärmetauscher umgehende Bypassleitung mit einem Überdruckventil vorgesehen ist.

Dadurch kann zusätzlich noch die durch den Wärmetauscher fließende Ölmenge reguliert werden, so daß die Heizein­ richtung nicht nur über die Luftmenge, die den Wärmetau­ scher durchströmt, sondern auch über die Temperatur des Wärmetauschers gesteuert werden kann. In weiterer Ausge­ staltung kann auch eine das Drosselelement umgehende By­ passleitung vorgesehen sein, wobei der Durchfluß durch das Drosselelement oder die Bypassleitung durch ein Wegeventil beherrscht wird. Dieses Wegeventil kann entweder hand- oder auch thermostatisch gesteuert sein, wobei die Steuerung entweder von der Temperatur des Öles im Bereich des Wärmetauschers oder aber im Bereich der Ölwanne erfol­ gen kann. Durch diese Ausgestaltung kann ein Drosselele­ ment benutzt werden, das mit einer fest eingestellten Drossel ohne eigene thermostatische Verstellung arbeitet. Weiterhin kann bei hinreichender Temperatur des Motoröls dieses direkt dem Wärmetauscher zugeführt werden, so daß dann die Arbeitsleistung der Hydraulikpumpe entfällt. Da­ durch erfolgt gleichzeitig eine Kühlung des Motoröls, da der Wärmetauscher der Heizung als Ölkühler arbeitet. Bei dieser Schaltungsanordnung wird daher das Drosselelement nur im Sinne einer reinen Zusatzheizung benutzt. Es sei darauf hingewiesen, daß das Drosselelement beliebig ausge­ bildet sein kann. Entscheidend ist nur, daß durch das Ele­ ment in Verbindung mit der Pumpe das Öl erwärmt wird.

Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung kann sowohl bei luft­ gekühlten als auch bei wassergekühlten Brennkraftmaschinen benutzt werden und kann sowohl der Heizung eines Fahrer­ hauses als auch der schnellen Erwärmung des Motoröls der Brennkraftmaschine dienen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeich­ nung verwiesen, in der mehrere Ausführungsbeispiele darge­ stellt sind. Es zeigt

Fig. 1 ein Grundschema der erfindungsgemäßen Heizeinrich­ tung mit einem Wegeventil zwischen Hydraulikpumpe und Drosselelement,

Fig. 2 eine Modifikation im Bereich des Wärmetauschers mit einem vorgeschalteten Regulierventil und einer By­ passleitung,

Fig. 3 ein erweitertes Schema einer Heizeinrichtung nebst einer durch ein Wegeventil beherrschten Bypasslei­ tung zum Drosselelement und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Anschlusses der Hydraulikpumpe an die Druckölleitung einer Brenn­ kraftmaschine.

In den Fig. 1 bis 4, soweit im einzelnen dargestellt, mit 1 eine Hydraulikpumpe bezeichnet, die bei einer ver­ hältnismäßig geringen Fördermenge von ca. 10 bis 20 qcm/min einen hohen Druck von ca. 150 bar erzeugen kann. Die Hydraulikpumpe saugt gemäß den Fig. 1 und 3 Öl über eine Saugleitung aus der Ölwanne 2 oder dergleichen einer Brennkraftmaschine an. Dies kann direkt gemäß Fig. 3 oder unter Zwischenschaltung eines Ölfilters 3 gemäß Fig. 1 er­ folgen. An die Druckseite 4 der Hydraulikpumpe 1 ist über eine Leitung 5 und ein Wegeventil 6 ein Drosselelement 7 angeschlossen. Das Drosselelement 7 kann in beliebiger Weise ausgebildet sein. Es dient dazu, in Verbindung mit der Hydraulikpumpe 1 Öl der Brennkraftmaschine aufzuwär­ men. An die Abströmleitung 8 des Drosselelements 7 ist ein mit 9 bezeichneter Wärmetauscher angeschlossen, der in üb­ licher Weise in dem nicht dargestellten Fahrerhaus einer Maschine bzw. eines Fahrzeuges angeordnet ist. Das vom Wärmetauscher 9 kommende Öl fließt über eine Leitung 10 in die Ölwanne 2 zurück, wobei gemäß Fig. 1 und 3 die Leitung 10 an einen Rücklauf 11 vom Wegeventil 6 angeschlossen ist, der ebenfalls in die Ölwanne 2 führt.

Bei der modifizierten Ausgestaltung gemäß Fig. 2 ist dem Wärmetauscher 9 ein Regulierventil 12 vorgeschaltet und parallel zu beiden eine Bypassleitung 13 vorgesehen, in der ein Überdruckventil 14 eingebaut ist. Durch diese Ausge­ staltung gemäß Fig. 2 kann auch die von der Hydraulikpumpe 1 und dem Drosselelement 7 erwärmte Ölmenge, die durch den Wärmetauscher 9 fließt, reguliert werden, so daß auch die Temperatur des Wärmetauschers 9 reguliert werden kann.

In Fig. 3 ist zusätzlich eine Bypassleitung 15 parallel zum Drosselelement 7 vorgesehen und ein zusätzliches Wegeven­ til 16 eingebaut, wodurch Öl auch ohne Durchgang durch das Drosselelement 7 den Wärmetauscher 9 erreichen kann, was dann wünschenswert ist, wenn das Öl der Brennkraftmaschine durch diese ausreichend erwärmt ist. In Fig. 3 dient das Drosselelement 7 der zusätzlichen Belastung und Erwärmung des Kreislaufes und kann zu- und abgeschaltet werden.

Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen wurde davon aus­ gegangen, daß die Hydraulikpumpe unabhängig von sonstigen Ausgestaltungen der Brennkraftmaschine Öl aus der Ölwanne ansaugt. Gemäß Fig. 4 ist jedoch die Hydraulikpumpe 1 an den Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlos­ sen und entnimmt Öl aus der Druckölleitung 17 hinter der Motorölpumpe 18. Dies kann einmal hinter dem Motorölfilter 19 erfolgen, so daß dieser mitbenutzt wird oder auch vor dem Motorölfilter 19, wobei vorteilhafterweise ein Hydrau­ lik-Ölfilter 3 zusätzlich angebaut werden kann. An den Schmierölkreislauf kann in üblicher Weise zwischen Motor­ ölpumpe 18 und Motorölfilter 11 ein Ölkühler 20 und eine thermostatisch geregelte Bypassleitung parallel zum Ölküh­ ler vorgesehen sein. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der Wärmetauscher 9 erfindungsgemäß als Ölkühler dienen kann, wenn diesem Öl unter Umgehung des Drosselelements 9 zugeführt wird. In diesem Fall kann die den Wärmetauscher verlassende erwärmte Luft, falls in dem Fahrerhaus nicht erwünscht, ins Freie strömen.

Durch die Ausgestaltung gemäß Fig. 4 ist es in vorteilhaf­ ter Weise möglich, die erfindungsgemäße Heizeinrichtung einfach an eine beliebige Brennkraftmaschine anzuschlie­ ßen, da die Druckölleitung bzw. der Motorölfilter übli­ cherweise von außen ohne große konstruktive und ferti­ gungsmäßige Veränderungen der Brennkraftmaschine erreicht werden können. Erfindungsgemäß werden die Hydraulikpumpe 1, die Leitung 5 mit Ventilen 6 und 16 und das Drosselele­ ment 7 sowie die Abströmleitung 8 bis zum Wärmetauscher 9 gut isoliert, so daß die volle Wärmemenge im Wärmetauscher 9 zur Verfügung steht.

Die Motorölpumpe 18 und die Hydraulikpumpe 1, ggfs. mit Filterung können erfindungsgemäß zu einer Baueinheit zu­ sammengefaßt sein. Dies kann in Reihenbauweise oder auch in Parallelschaltung erfolgen. Möglich ist auch eine ein­ zige Pumpe, wobei dann das Drucköl für die Schmierung der Brennkraftmaschine in seinem Druck reduziert werden kann. Die beschriebene Baueinheit kann dann auch vollständig in der Ölwanne oder dergleichen untergebracht werden.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Beheizen des Fahrerhauses eines Fahrzeugs, das von einer Brennkraftmaschine angetrieben ist, mit einer von der Brennkraftmaschine zwangsangetrie­ benen Hydraulikpumpe (1), deren Saugseite mit einem Spei­ cher (2) mit flüssigem Heizmedium und deren Druckseite (4) mit einem Drosselelement (7) verbunden ist, wobei in der Abströmleitung (8) des Drosselelementes (7) zum Speicher (2) ein dem Fahrerhaus zugeordneter Wärmetauscher (9) an­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizmedium das Motoröl und als Speicher (2) die Ölwanne der Brennkraftmaschine vorge­ sehen ist, und daß die Saugseite der Hydraulikpumpe (1) an die Druckölleitung hinter der Motorölpumpe (18) der Brenn­ kraftmaschine angeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hydraulikpumpe (1) und dem Drosselelement (7) ein den Ölstrom zum Dros­ selelement (7) steuerndes Wegeventil (6, 16) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (6) mit einem zur Ölwanne (2) führenden Rücklauf (11) verbunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (16) mit einem das Drosselelement (7) umgehenden Bypass (15) verbunden ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (1) hinter dem Motorölfilter (19) an die Druckölleitung (17) der Mo­ torölpumpe (18) angeschlossen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Drosselelement (7) und dem Wärmetauscher (9) ein Regulierventil (12) an­ geordnet ist und ein das Regulierventil (12) und den Wär­ metauscher (9) umgehender Bypass (13) mit einem Überdruck­ ventil (14) vorgesehen ist (Fig. 2).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (6) in Abhän­ gigkeit der Öltemperatur im Bereich des Wärmetauschers (9) und/oder der Ölwanne (2) thermostatisch steuerbar ist.