DE3020759A1 - Verfahren zur regelung der temperatur eines raumes und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur regelung der temperatur eines raumes und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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- F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
- F01P2060/08—Cabin heater
Description
3020753
-5- 22. Mai 1980
8O-B-O3
EZDP/IIeu/Bü-
EZDP/IIeu/Bü-
Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG Mauserstr. 3, D - 7000 Stuttgart 30
Verfahren zur Regelung der Temperatur eines Raumes und
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Regelung der Temperatur eines Raumes, insbesondere des Fahrgastraumes
eines Kraftfahrzeuges, bei dem die Ist- und die Soll-Temperaturen einer Regeleinrichtung zugeführt und
von dieser zu Rechteckimpulsen konstanter Frequenz und veränderlicher Breite umgeformt und als Eingangssignale
an den elektromagnetischen Stellantrieb eines Schaltventiles zur Steuerung der Durchflussmenge eines Heizmediums
weitergegeben v/erden. Ein derartiges Verfahren
130QS0/01IO
—6~
-6- 22. Mai 198O
80-B-Ol EZDP/Heu/Bü.
wurde durch DE-OS 25 31 015 bekannt.
Bei dem bekannten Verfahren bzw. der bekannten Regeleinrichtung wird das Schaltventil im Heizungsvorlauf infolge
der Ansteuerung durch impulsförmige Signale taktweise geöffnet bzw. geschlossen. Dieses schlagartige Schliessen
des Schaltventiles führt zu erheblichen Druckstössen im Kreislauf des Heizmediums, insbesondere zu Überdruckspitzen vor und zu ünterdruckspxtzen hinter dem Schaltventil.
Durch diese übermässige Beanspruchung können Teile des Heizkreislaufes, also Schläuche, Leitungen
und der Wärmetauscher selbst, beschädigt oder zerstört werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, d.h. Druckstösse
zu vermeiden bzw. auf ein zulässiges Mass zu reduzieren, aber gleichzeitig die Vorteile der bekannten Taktsteuerung
beizubehalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,
dass der gesamte Durchflussquerschnitt des Schaltventiles stufenweise, vorzugsweise in zwei Stufen,geöffnet
bzw. geschlossen wird. Weitere Merkmale der Erfindung, insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens sind den vorstehenden Ansprüchen zu entnehmen.
Durch das erfindungsgemässe stufenweise Öffnen bzw.
Schliessen des gesamten Durchflussquerschnittes des Schaltventiles werden Druckstösse im Hexzungskreislauf
vermieden bzw. erheblich reduziert, da die gesamte zu
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regelnde Durchflussmenge in Teilströme aufgeteilt wird,
die jeweils taktweise geregelt werden. Infolge der somit verringerten, beim Schliessen des Schaltventiles verzögerten
Wassermenge ergeben sich entsprechend niedrigere Druckstösse. Da beide Stufen bzw. Durchflussquerschnitte
nach dem erfindungsgemässen Verfahren jeweils taktweise geöffnet bzw. geschlossen werden, bleiben die bekannten
Vorteile der Taktsteuerung erhalten, die vor allem in dem geringen regelungstechnischen und gerätetechnischen
Aufwand zu sehen sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vor, wobei
in einem Schaltventil zwei jeweils unabhängig voneinander angesteuerte Schliessglieder vorgesehen sind. Dieses
erfindungsgemässe Schaltventil, das nacheinander zwei unterschiedliche Durchflussquerschnitte freigibt, ermöglicht
eine besonders einfache, vorteilhafte Durchführung
des erfindungsgemässen Verfahrens: Zunächst wird bei einem relativ geringen Heizbedarf nur
das Schliessglied mit dem geringeren Durchflussquerschnitt impulsweise geöffnet bzw. geschlossen, während bei Überschreiten
eines bestimmten Heizbedarfes der kleinere Durchflussquerschnitt ständig geöffnet bleibt und dann
der grössere Durchflussquerschnitt impulsweise geöffnet bzw. geschlossen wird. Es ergibt sich somit eine dem
jeweiligen Heizbedarf besser angepasste Regelung, die damit die unerwünschten hohen Druckstösse vermeidet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im folgenden erläutert:
H360SQ/0130
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8O-B-O3 EZDP/Heu/Bü.
Es zeigen
Fig. 1 ein erfindungsgemässes Zweistufen-
Schaltventil ,
Fig. 2 ein erfindungsgemässes Zweistufen-
Schaltventil mit HilfsSteuerung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild mit symbolischer
Darstellung des erfindungsgemässen Zweistufen-Schaltventiles im Regelkreis
für den Heizungskreislauf und
Fig. 4 eine Schaltungsanordnung für die
Regeleinrichtung zur Ansteuerung des erfindungsgemässen Zweistufen-Schaltventiles
.
Fig. 1
zeigt das Zweistufen-Schaltventil 1, das in den Heizungsvorlauf
eingebaut werden kann und somit die Durchführung des erfindungsgemässen Regelungsverfahrens erlaubt. Dieses
Zweistufen-Schaltventil weist einen Zuflussstutzen 2 und
einen Abflussstutzen 3 auf, die beide durch die Gehäusetrennwand
4 voneinander abgeteilt werden. In dieser Gehäusetrennwand 4 ist ein maximaler Durchflussquerschnitt
vorgesehen, der durch den Ventilteller 7 verschlossen werden kann. Gleichzeitig ist in diesem Ventilteller
ein minimaler Durchflussquerschnitt 6 vorgesehen, der seinerseits durch den Ventilkegel 8 verschlossen bzw.
frei gegeben werden kann - bei Freigabe des minimalen
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3020753
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Durchflussquerschnittes 6 strömt das Heizmedium vom Zuflussraum
2 durch die Durchtrittskanäle 6' und den Durchflussquerschnitt
6 in den Abflussraum 3. Die beiden Schliessglieder sind an ihren dem Ventilteller 7 bzw. dem Ventilkegel
8 abgewandten Enden als Tauchanker 9 bzw. IO ausgebildet, die durch die Druckfedern 11 bzw. 12 belastet,
in Führungshülsen 13 bzw. 14 geführt sind. Die Tauchanker bzw. IO befinden sich im Inneren der Magnetspulen 15
bzw. 16, die "ihrerseits über die Spulengehäuse 17 bzw. mit dem Ventilgehäuse 2, 3, 4 verbunden sind. Die Wicklungen
der Magnetspulen 15 bzw. 16 weisen jeweils eigene Anschlüsse 19, 21 bzw. 20, 22 auf, die mit den Ausgängen
der noch zu beschreibenden Regeleinrichtung zu verbinden sind. Dieses Zweistufen-Schaltventil 1 arbeitet in der
Weise, dass bis zu einem bestimmten Heizbedarf, d.h. bis, zu einer bestimmten maximalen Stellgrösse, nur der Tauchanker
10 mit dem Ventilkegel 8,der also den kleineren Durchflussquerschnitt 6 freigibt, impulsweise geöffnet
bzw. geschlossen wird. Bei Überschreiten des vorbestimmten Heizbedarfes bzw. der vorbestimmten Stellgrösse
bleibt der Tauchanker 10 ständig in angezogener, d.h. der Durchflussquerschnitt 6 in geöffneter Stellung, und
der andere Tauchanker 9 mit dem Ventilteller 7 wird impulsweise angesteuert, so dass der grössere Durchflussquerschnitt
5 impulsweise geöffnet bzw. geschlossen wird, wobei ständig eine dem Durchflussquerschnitt 6
entsprechende Wassermenge durch das Ventil strömt. Es werden somit kleinere Durchflussströme als der dem
maximalen Ventilquerschnitt entsprechende Durchflussstrom "getaktet", d.h. stossweise verzögert bzw. beschleunigt.
Damit ergeben sich infolge der geringeren Massenkräfte geringere Druckspitzen, d.h. in einem Be-
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reich, in dem keine ündichtheiten oder Zerstörungen auftreten
.
Fig. 2
zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, nämlich das Zweistufen-Schaltventil 23 mit an sich bekannter
HilfsSteuerung. Dieses Ventil 23 weist ebenfalls einen Zuflussstutzen 24 und einen Abflussstutzen 25 auf,
die durch eine Gehäusetrennwand 26 voneinander abgeteilt
sind. In der Gehäusetrennwand 26 ist ein maximaler Durchflussquerschnitt
27 vorgesehen, der durch den Ventilteller 29 abgedeckt wird. Gleichzeitig ist in diesem
Ventilteller 29 ein minimaler Durchflussquerschnitt 28 vorgesehen, der über Durchflusskanäle 28" mit dem Zulaufraum
24 in Verbindung steht und andererseits im Abflussraum 25 durch den kleineren Ventilteller 30 abgedeckt
werden kann. Der Ventilteller 30 ist in seinem Schaft als Tauchanker 32 ausgebildet, der, durch eine
Druckfeder 34 belastet, in einer Führungshülse 36 verschiebbar ist. Letztere befindet sich im Inneren einer
Magnetspule 38, die über das Spulengehäuse 40 mit dem Ventilgehäuse 24, 25, 26 verbunden ist. In an sich bekannter
Weise ist zwischen dem Gehäusedeckel 48 und der Oberseite des grösseren Ventiltellers 29 mittels der
Membran 45 ein Steuerraum 46 abgeteilt, der einerseits über den Druckausgleichskanal 49 kleineren Querschnittes
mit dem Zuflussraum 24 und andererseits über den durch das Hilfsventil 51 verschliessbaren Druckausgleichskanal
50 mit dem Abflussraum 25 in Verbindung steht. Zwischen dem Gehäusedeckel 48 und der Oberseite des
Ventiltellers 2% ist im Steuerraum 46 eine Druckfeder
vorgesehen, die den Ventilteller 29 auf seinen Ventil-
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sitz 26 drückt. Auf dem Gehäusedeckel 48 ist mittels des Spulengehäuses 39 die weitere Magnetspule 37 befestigt,
die in ihrem Inneren eine Führungshülse 35 mit Tauchanker 31 und Druckfeder 33 aufnimmt. Der Tauchanker 31
ist an seinem unteren Ende als Hilfsventil 51 ausgebildet, das den Druckausglexchskanal 50 verschliesst bzw.
freigibt. Die Wicklungen beider Magnetspulen 37 und 38 weisen jeweils eigene Anschlüsse 41, 43 bzw. 42, 44 auf,
die jeweils mit den Ausgängen der noch zu beschreibenden Regeleinrichtung zu verbinden sind.
Dieses Zweistufen-Schaltventil 23 arbeitet in folgender Weise:
Bis zu einem bestimmten Heizbedarf, der einer bestimmten Durchflussmenge des Heizmediums entspricht, wird nur
die Magnetspule 38 impulsweise angesteuert und dadurch ein impulsweises öffnen bzw. Schliessen des minimalen
Durchflussquerschnittes 28 bewirkt. Wenn dieser bestimmte Heizbedarf überschritten und damit eine grössere
als die bestimmte Durchflussmenge erforderlich wird, bleibt der Tauchanker 32 in angezogener Stellung und
der kleine Durchflussquerschnitt 28 geöffnet, und die Magnetspule 37 erhält jetzt impulsförmige Eingangssignale,
die dann zu einem impulsweisen öffnen bzw. Schliessen des Hilfsventiles und damit auch des grösseren Ventiltellers
29 führen. Auch dieses Zx-zeistufen-Schaltventil
erlaubt die vorteilhafte Durchführung des erfindungsgemässen Regelungsverfahrens, in dem der Gesamtdurchflussstrom
in zwei Teilströme aufgeteilt wird, und zwar derart, dass zunächst ein minimaler Teilstrom taktweise geregelt
wird und dann der minimale Teilstrom ständig weiter f liesst und der zv/eite grössere Teilstrom taktweise gesteuert
wird. Durch diese gegenüber dem maximalen Gesamtdurchfluss strom geringeren getakteten Teilströme ergeben
sich auch hier erheblich verminderte Druckstösse, so dass
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EZDP/Heu/Bü.
EZDP/Heu/Bü.
der gerätetechnische Teil des Heizungskreislaufes entsprechend entlastet wird. Durch die Hilfssteuerung,
d.h. infolge der Membran 45 und des so gebildeten
Steuerraumes 46, ergibt sich der bekannte Vorteil,
dass das Hauptventil 29 mit geringeren Stellkräften
geöffnet und geschlossen werden kann, da der Druck
des Mediums zur Unterstützung der Schliess- bzw. Öffnungsbewegung mit herangezogen wird. Die Magnetspule kann daher für die Betätigung des Tauchankers 31 entsprechend schwächer dimensioniert werden.
d.h. infolge der Membran 45 und des so gebildeten
Steuerraumes 46, ergibt sich der bekannte Vorteil,
dass das Hauptventil 29 mit geringeren Stellkräften
geöffnet und geschlossen werden kann, da der Druck
des Mediums zur Unterstützung der Schliess- bzw. Öffnungsbewegung mit herangezogen wird. Die Magnetspule kann daher für die Betätigung des Tauchankers 31 entsprechend schwächer dimensioniert werden.
Fig. 3
zeigt ein Blockschaltbild für die Regelung des Heizkreislaufes, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug. In bekannter
Weise wird dem Kühlkreislauf der Verbrennungskraft- * maschine das Kühlwasser abgezweigt und als Heizmedium
über den Heizungsvorlauf 52 dem Wärmetauscher 60 zugeführt und nach Abkühlung über den Heizungsrücklauf 6 2
dem Kühlkreislauf wieder eingespeist. Das erfindungsgemässe Zweistufen-Schaltventil ist in diesem Heizkreislauf
im Heizungsvorlauf 52, d.h. vor dem Eintritt 59 des
Wärmetauschers 60, angeordnet und symbolisch als Parallelschaltung von zwei Einzelventilen 55 und 56 mit unterschiedlichem
Durchflussquerschnitt dargestellt. Der
Gesamtdurchfluss im Heizungsvorlauf 52 verzweigt sich also in die Teilströme 53 und 54 und wird vor dem Eintritt 53 des Wärmetauschers 60 wieder zusammengeführt. Die Schaltventile 55 und 56, die den Schliessgliedern und 29 bzv:. 8 und 30 in den Figuren 1 und 2 entsprechen, werden jeweils unabhängig durch die Magnetspule 57 und angesteuert, die wiederum den Magnetspulen 15 und 37 bzw. 16 und 38 in den Figuren 1 und 2 entsprechen.
Gesamtdurchfluss im Heizungsvorlauf 52 verzweigt sich also in die Teilströme 53 und 54 und wird vor dem Eintritt 53 des Wärmetauschers 60 wieder zusammengeführt. Die Schaltventile 55 und 56, die den Schliessgliedern und 29 bzv:. 8 und 30 in den Figuren 1 und 2 entsprechen, werden jeweils unabhängig durch die Magnetspule 57 und angesteuert, die wiederum den Magnetspulen 15 und 37 bzw. 16 und 38 in den Figuren 1 und 2 entsprechen.
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80-13-03 EZDP/Heu/Bü.
Die Magnetspulen 57 und 58 werden unabhängig voneinander über die Ausgänge 6 7 und 68 der Regeleinrichtung 66 angesteuert.
Durch die im folgenden zu beschreibende Regeleinrichtung 66, die ihre Eingangssignale von den in Reihe
geschalteten Temperaturfühlern 63 und 64 sowie dem Temperatursollwertgeber 6 5 erhält, ist gewährleistet,
dass entweder das Magnetventil 56, 58 mit dem kleineren Durchflussquerschnitt oder das Magnetventil 55, 57 mit
dem grösseren Durchflussquerschnitt getaktet wird, wobei
bei der zweiten Alternative das Ventil 56 geöffnet bleibt. Das somit in seinem Durchsatz stufenweise geregelte
Heizmedium tritt durch den Eintrittsstutzen in einen an sich bekannten Heizungs-Wärmetauscher 60
ein, um ihn durch den Austrittsstutzen 61 wieder zu verlassen. Dabei gibt das Heizmedium seine Wärme über
Wärmeaustauschflächen an die in den Fahrzeuginnenraum zu fördernde Luft ab - damit ist der Regelkreis bis
hin zu den Lufttemperaturfühlern 63, 64 geschlossen.
Fig. 4
zeigt eine Schaltungsanordnung für die in Figur 3 dargestellte Regeleinrichtung 66. Das Eingangssignal
für diese Regeleinrichtung 66 ist der Eingangswiderstand RE, der sich aus der Summe der hintereinander
geschalteten Einzelwiderstände der Temperaturfühler und 64 sowie des Sollwertgebers 65 ergibt. Die Regeleinrichtung
66 weist ferner zwei Ausgänge 67 und 68 auf, die mit den Magnetspulen 57 bzw. 58 gemäss Figur
zu verbinden sind. Der Eingangswiderstand RE ist Teil einer Brückenschaltung, die ferner aus den Festwiderständen
R lr R 2 und R 13 besteht. Der Anschlusspunkt
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zwischen den beiden Festwiderständen R 2 und R 13 ist direkt mit einem ersten Operationsverstärker OP 1 verbunden,
während der andere Anschlusspunkt zwischen dem Festwiderstand R 1 und dem Eingangswiderstand RE sowohl
über den Festwiderstand R 17 mit dem ersten Operationsverstärker OP 1 als auch über den Festwiderstand R 14
mit einem dritten als Vergleicher v/irkenden Operationsverstärker OP 3 verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers
OP 1 ist mit dem ersten Eingang eines zweiten Operationsverstärkers OP 2 verbunden/ dessen zweiter
Eingang mit einer Kippschwingschaltung zur Erzeugung einer Sägezahnspannung in Verbindung steht. Diese Kippschwingschaltung
besteht aus dem Festwiderstand R 5, dem Trimmwiderstand TP 1, dem Kondensator C 2, der Doppelbasisdiode
TR 1, dem Festwiderstand R 6 und dem Festwiderstand R 11. Der Ausgang des Operationsverstärkers
OP 2 ist schliesslich über den Festwiderstand R 9 mit der Basis eines Transistors TR 2 verbunden, dessen
Kollektor durch den Umschalter des Relais REL entweder mit dem Ausgang 67 oder 68 in Verbindung gebracht werden
kann. Dieses Relais REL steht mit dem Ausgang des dritten Operationsverstärkers OP 3 in Verbindung.
Die Regeleinrichtung 66 mit der vorbaschriebenen Schaltungsanordnung
arbeitet folgendermassen: Der erste Operationsverstärker OP 1 erzeugt in Abhängigkeit
vom Eingangswiderstand RE eine Ausgangsspannung U , die dem zweiten Operationsverstärker OP 2 zugeführt wird
und dort mit der von der Kippschwingschaltung erzeugten Referenzsägezahnspannung UR verglichen wird. Liegt die
Ausgangsspannung U, unter der Referenzspannung UR, so erzeugt der Operationsverstärker OP 2 in an sich bekannter
Weise ein impulsförmiges Spannungsausgangssignal,
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das den Transistor TR 2 durchschaltet und damit da jeweils angeschlossene Magnetventil mit Strom versorgt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ausgang der Regeleinrichtung 66 über den Umschalter des Relais REL
mit dem Kollektor des Transistors TR 2 verbunden, während der Ausgang 67 stromlos ist. Steigt dagegen die Ausgangsspannung
U, über die sägezahnartige Referenzspannung UR,
so wird vom Operationsverstärker OP 2 kein Ausgangssignal erzeugt, und die jeweils angeschlossenen Magnetspulen
bleiben stromlos, d.h. die zugehörigen Ventilquerschnitte geschlossen.
Das den Umschalter betätigende Relais REL erhält sein Eingangssignal von dem dritten Operationsverstärker OP 3,
der eine vorgegebene, durch die Widerstände R 10 und R bestimmte Referenzspannung mit der an der Brückenschaltung
abgegriffenen, vom Eingangswiderstand RE abhängigen Spannung vergleicht. Wird nun bei erhöhtem Heizbedarf
ein bestimmter Spannungs-Schwellwert am Eingang des Operationsverstärkers OP 3 unterschritten, so erzeugt
dieser ein Ausgangssignal für das Relais REL, welchem
den Umschalter betätigt und nun - wie es in der Figur gestrichelt dargestellt ist - den Ausgang 68 mit der
Spannungsquelle, den Ausgang 67 dagegen mit dem Kollektor des Transistors TR 2 verbindet, wodurch das an diesen
Ausgang 67 angeschlossene Magnetventil der Taktsteuerung unterworfen wird, während das andere Magnetventil ständig
geöffnet bleibt. Somit ermöglicht es diese Regeleinrichtung 66, das erfindungsgemässe Verfahren in Verbindung
mit den vorherbeschriebenen Zweistufenschaltventilen auf vorteilhafte und einfache Weise durchzuführen.
-16-
2?.. Mai 19BO
8O-B-O3
Zweistufen-Schaltventil Zuflussstutzen
Abflussstutzen Gehäusetrennwand
Durchflussquerschnitt, gross
Ventilteller, gross ) Schliessglieder
Ventilkegel, klein Tauchanker, qros s
10
Tauchanker, klein
11
Druckfeder, gross
Druckfeder, klein Führungshülse, gross
Führungshülse, klein
Magnetspule, gross Magnetspule, klein
Spulengehäuse, gross
Spulengehäuse, klein
) Anschlusskontakte (gross) für beide (gross und klein) (klein)
} Magnetspulen (gross)
Magnetspulen (klein)
Zweistufenschaltventil mit Servo
Zuflussstutzen
Ab flussstutzen
BAD GRIGiMAL
-17-
mn
/91
Bezugszah] inliste
22. Mai 1ORO HO-B-O3
26 | Gehäusetrennwand | , gross | r | klein | \ ', |
(gross) |
27 | Durchflussquerschnitt | , klein; | 2 8 ' Durchtri ttskanal ' | gross | (klein) | |
28 | Durchflussquerschnitt | ) Schliessglieder j | (gross) j | |||
29 | Ventilteller, gross | J ) |
(klein) j | |||
30 | Ventilteller,, klein | |||||
31 | Tauchanker, gross | |||||
32 | Tauchanker, klein | I I |
||||
33 | Druckfeder, gross | ! | ||||
34 | Druckfeder, klein | |||||
35 | Führungshülse, gross | |||||
36 | Führungshülse, klein | |||||
37 | Magnetspule, gross | |||||
I 38 | Magnetspule, klein | |||||
39 | Spulengehäuse, gross | |||||
40 | Spulengehäuse, klein | |||||
41 | Anschlusskontakte | ) | ||||
! 42 | für beide | |||||
' 43 _J | Magnetspulen | |||||
! 44 | Magnetspulen | |||||
45 | Membran | |||||
46 | Steuerraum | |||||
47 | Druckfeder | |||||
48 | Gehäusedeckel | |||||
49 | Druckausgleichskanal·, | |||||
50 | Druckausgleichskanal·, | |||||
BAD ORIGINAL
Bezugszahle niiste
Z.2, Mai 1980 8O-B-O3
EZDP/IIcu/Bü.
51 | Hilfsventil |
52 | Heizungsvorlauf |
53 | Verzweiqunqsabschnitt (gross) |
54 | Verzweiqunqsabschnitt (klein) |
55 | Schliessqlied (Stellglied), (gross) |
56 | Schliessqlied (Stellqlied), (klein) |
57 | Stellmotor (gross) |
58 | Stellmotor (klein) |
59 | Einlass für Wärmetauscher |
60 | Wärmetauscher (HK) |
61 | Auslass für Wärmetauscher |
62 | Heizunqsrücklauf |
63 | Fühler, aussen |
64 | Fühler, innen |
65 | Sollwert s te Her |
66 | Regler |
67 | Reglerausganq, qross |
68 | Reglerausqanq, klein |
69 | |
70 | |
71 | |
72 | |
73 | |
74 | |
75 |
BAD ORiGINAL
Leerseite
Claims (11)
- 22. Mai 198O 8O-B-O3Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG Mauserstr. 3, D - 7000 Stuttgart 30Ansprüchelv Verfahren zur Regelung der Temperatur eines Raumes, insbesondere des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges , bei dem die Ist- und Soll-Temperaturen einer Regeleinrichtung zugeführt und von dieser zu Rechteckimpulsen konstanter Frequenz und veränderlicher Breite umgeformt und als Eingangssignale an den elektromagnetischen Stellantrieb eines Schaltventiles zur Steuerung der Durchflussmenge eines Heizmediums weitergegeben werden, dadurch gekennzeichnet , dass der gesamte Durchflussquerschnitt (5; 27) des Schaltventiles (1; 23) stufenweise geöffnet bzw. geschlossen wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Durchflussquerschnitt (5; 27) in zwei Stufen geöffnet bzw. geschlossen wird.130050/0180-2-ORIQINAL INSPECTED-7- 2?. Mni 1Π8ΟUO-H-OJ Π ZDP/lieu/IMi.
- 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Schaltventil (1; 23) zwei Schliessglieder (7, 8; 29, 30) mit unterschiedlichen Durchflussquerschnitten (5,6; 27, 28) aufweist.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass das Schliessglied (7; 29) mit dem grösseren Durchflussquerschnitt (5; 27) gleichzeitig den Ventilsitz für das Schliessglied (8 ; 30) mit dem kleineren Durchflussquerschnitt (6; 28) bildet und Durchflussöffnungen (6'; 28') für den Durchtritt des Heizmediums bei freigegebenem kleineren Durchflussquerschnitt (6; 28) aufweist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , dass die beiden Schliessglieder (7, 8; 29, 30) durch federbelastete Tauchanker (9, 10; 31, 32) betätigbar sind, die jeweils von eigenen Magnetspulen (15, 16; 37, 38) verschiebbar sind.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schliessglieder (7, 8; 29, 30) bezüglich ihrer Schliessbewegungsrichtung koaxial angeordnet sind.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schliessglieder (7, 8; 29, 30) und ihre elektromagnetischen Stellantriebe (15, 16; 37, 38) sich diametral gegenüberliegend angeordnet sind.130050/0180-3-3020758-3- 22. Mai 19808O-B-O3 EZDP/Heu/Bü.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 oder 5 oder 6oder 7, dadurch gekennzeichnet/ dass der Ventilteller (29) des Schliessgliedes mit grösserem Durchflussquerschnitt (27) zur Bildung eines Steuerraumes (46) durch eine Membran (4 5) mit dem Ventilgehäuse (26, 48) verbunden ist und dass zwischen dem Steuerraum (46) und dem Zuflussraum (24) des Ventiles (23) eine Druckausgleichsverbindung (49) besteht.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass der Ventilteller (29) des Schliessgliedes mit grösserem Durchflussquerschnitt (27) und der zugeordnete Tauchanker (31) als getrennte Bauteile und dass der Tauchanker (31) als Hilfsventil (51) für eine Druckausgleichsver- ' bindung (50) zwischen dem Steuerraum (46) und dem Abflussraum (25) des Ventiles (23) ausgebildet sind.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7 oder 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , dass die Regeleinrichtung (66) als Folgeregler mit zwei Ausgängen (67, 68) ausgebildet ist, die jeweils mit den Eingängen (19, 20; 41, 42) der elektromagnetischen Stellantriebe (15, 16; 37, 38) des Ventiles verbunden sind.
- 11. Schaltungsanordnung für eine Regeleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der aus den Temperaturfühlern (63, 64) bzw. dem Temperatur-Sollwertgeber (65) resultierende Eingangswiderstand RE Teil einer Brückenschaltung, bestehend aus den weiteren Festwiderständen Rl, R 2,130050/0180-4--4- 22. Mai 19808O-B-O3 LIZDP/lleu/Bü.R 13/ ist, dass die Brückenschaltung einerseits mit einem ersten Operationsverstärker OP 1 und andererseits mit einem dritten Operationsverstärker OP 3 in Verbindung steht, dass dem ersten Operationsverstärker OP ein zweiter Operationsverstärker OP 2 nachgeschaltet ist, der einerseits von der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP 1 und andererseits von der Referenzsägezahnspannung einer Kippschwingschaltung, bestehend aus dem Trimmwiderstand TP 1, dem Kondensator C 2, der Doppelbasisdiode TR 1, dem Widerstand R und dem Widerstand R 11, beaufschlagt ist und somit ein impulsförmiges Spannungsausgangssignal liefert, welches über den Transistor TR 2 dem Eingang (68) des Magnetventiles (56, 58) mit dem kleineren Durchflussquerschnitt zugeführt wird, dass der dritte Operationsverstärker OP 3 bei Erreichen einer bestimmten Eingangsspannung in Abhängigkeit vom Eingangswiderstand RE die für das Anziehen des nachgeschalttiten Relais REL notwendige Ausgangsspannung liefert und dass nach Anziehen des Relais REL die Magnetspule (58) des Ventiles (56) mit dem kleineren Durchflussquerschnitt ständig unter Strom steht und das Ventil (56) somit geöffnet ist, während die Magnetspule (57) des Ventiles (55) mit dem grösseren Durchflussquerschnitt über den Transistor TR 2 mit dem zweiten Operationsverstärker OP 2 verbunden ist und somit impulsförmige Eingangssignale erhält.130050/0180
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