DE3033661A1 - Einrichtung zum beheizen der bedienungskabine eines geraetes oder fahrzeuges - Google Patents
Einrichtung zum beheizen der bedienungskabine eines geraetes oder fahrzeugesInfo
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Description
Einrichtung zum Beheizen der Bedienungskabine eines Gerätes oder Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beheizen der Bedienungskabine eines mit einer antreibenden
Brennkraftmaschine ausgestatteten Gerätes oder Fahrzeuges, die eine mit einer Saugleitung
an das Schmierölsystem der Brennkraftmaschine angeschlossene Hydraulikpumpe, ein von
dieser beaufschlagtes Arbeitselement, weiterhin
einen in der Bedienungskabine oder deren Heizluftzuführung
angeordneten Luft-Öl-Wärmetauscher
sowie die an dessen Rücklauf angeschlossene ölwanne der Brennkraftmaschine umfaßt und die einen
Bypaß zum Arbeitselement, der von einem Wegeventil beherrscht wird, und einen Bypaß zum
Wärmetauscher, der ebenfalls von einem Steuerorgan beherrscht wird, aufweist.
Es ist eine derartige Einrichtung vorgeschlagen worden (P 29 49 834.8), bei der die Wärmeerzeugung
an einer Drossel stattfindet, die Temperaturregelung mittels eines Steuerorgans in der Druckleitung hinter
der Hochdruckförderpumpe vorgenommen wird und die Regelung der Bypaßleitungen zu den Einrichtungen zum
Druckabbau und zur Wärmeübertragung unter anderem thermostatisch erfolgen , wobei nur eine Umgehung
oder Beaufschlagung dieser beiden Einrichtungen vorgesehen ist. Diese Einrichtung erreicht weder hinsichtlich
der Regelbarkeit, noch hinsichtlich der Ausnutzung der durch die Brennkraftmaschine angebotenen
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Wärme ein optimales Ergebnis. Die Absteuerung eines Teilstroms zur Regulierung der Temperaturerzeugung
beeinflußt zugleich den Mengenstrom und das Druckniveau vor dem Element zum Druckabbau. Eine solche
Regulierung ist überempfindlich sein und reagiert auf jede Änderung der Fördermenge mit veränderter Wärmeerzeugung.
Die vorgesehene Drossel als Element zum Druckabbau ist für den vorgesehenen Anwendungsfall,
bei der Förderpumpe einen mit der Motordrehzahl stark veränderlichen Volumenstrom
liefert ,außerordentlich ungeeignet. Ein großer Drosselquerschnitt ermöglicht bei geringem Durchsatz
keine Temperaturerzeugung, während ein kleiner Drosselquerschnitt den von der Pumpe bei hohen
Drehzahlen geförderten Durchsatz nicht zuläßt und zu großen Verlusten an der Pumpe führt. Während die
Temperaturregulierung im allgemeinen an dem Steuerorgan hinter der Hochdruckförderpumpe erfolgt und
damit direkt in die Temperaturerzeugung eingreift, kann die Abstellung der Heizung bei gleichzeitig notwendiger
Aufheizung des Heizmittels nur vor dem Wärmetauscher erfolgen. Damiterfolgt die Bedienung der Heizeinrichtung
mittels zweier Steuerorgane, was notgedrungen zu zv/ei Bedienungselementen führt und zum
anderen mit einer Vielzahl von Kombinationsstellungen zu einem verwirrenden Bedienungssystem mit gegenseitiger
Beeinflussung der Steuerorgane führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein für die Wärme^__erzeugung im gesamten Drehzahlbereich
geeignetes Arbeitselement zum Druckabbau im Heizmittel einzuführen, die Bedienungsmöglichkeit eindeutig und empfindlich für Änderungen in der Temperatur-
Klöcknor-Hi imboirü-Dcuk -".G
Ali
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wahl zu machen, und weiter eine Belastung des Motors ausschließlich im erforderlichen Rahmen zu gestatten.
In weiterer Ausgestaltung sollen Möglichkeiten vorgeschlagen
v/erden , die Leistungsaufnahme der Heizung so zu gestalten, daß keine Leistungseinbußen an der
Brennkraftmaschine spürbar sind.
Die Lösung hierfür liegt erfindungsgemäß darin, daß
das Arbeitselement ein auf konstanten Öffnungsdruck
konstruktiv festgelegtes, ggfs. vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil ist, daß das Steuerorgan im Bypaß
zum Wärmetauscher ein von einem Handregulierhebel verstellbarer Mengenteiler ist und daß das Wegeventil im
Bypaß zu Arbeitselement ein mehrfach ansteuerbares Stellglied aufweist, das von einem Betätigungschalter
für den Heizbetrieb und oberhalb einer festgesetzten
Temperatur im Öffnungssinn vorrangig von einem Temperaturschalter an der Brennkraftmaschine ansteuerbar ist,
wobei der Öffnungspunkt für das Wegeventil bei einer zu
Heizzwecken erforderlichen Temperatur liegt. Mit dem hier vorgeschlagenen Arbeitselement findet unabhängig
von dem durchgesetzten Mengehstrom eine bei etwa konstantem Förderdruck der Hydraulikpumpe gleichbleibende
Temperaturerhöhung am Heizmittel statt. Damit ist die für die Regulierbarkeit der Kabinenheizung zunächst
wichtigste Voraussetzung gegeben, da der Wärmeübergang am Wärmetauscher in erster Linie von der Temperaturdifferenz
abhängt. Die Fördermenge der Hydraulikpumpe ist dabei vorzugsweise so auszulegen, daß bereits bei
geringster Motordrehzahl die volle Heizleistung erzielbar ist. Die Regulierbarkeit der Heizung erfolgt erfindungsgemäß
dadurch, daß ein Bypaß zum Wärmetauscher
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von einem Mengenteiler beherrscht wird, der von einem Handregulierhebel vorzugsweise stufenlos beeinflußt
wird und auf diese Weise eine kontinuierliche Reduzierung der Heizkapazität zijläßt. Wird keine Heizleistung
benötig b und der gesainte Förder strom am Mengenteiler abgesteuert, so findet in wünschenswerterweise
dennoch eine Erwärmung des Heizmittels in einem bestimmten Maße statt. Dabei bleibt der Bypaß zum
Arbeitselement so lange geschlossen,bis das Heizmittel eine Temperatur erreicht hat, die zur optimalen Wirksamkeit
des Wärmetauschers ausreichend ist. Hat der Motor diese Temperatur erreicht, die über einen Temperaturschalter
im Heizmittel oder auch an einem Bauteil der Brennkraftmaschine abgegriffen wird,so öffnet der Bypaß
zum Arbeitselement und die in der Brennkraftmaschine anfallende Wärme wird alleine zur Deckung des Heizwärmebedarfs
herangezogen. Durch diese temperaturabhängige Schaltung wird auch ein Betätigungsschalter für
den Heizbetrieb übersteuert, mit dem der Bypaß prinzipiell geöffnet und geschlossen werden kann. Während durch den
Temperaturschalter erfindungsgemäß verhindert wird,
daß der Brennkraftmaschine mehr Leistung entzogen wird
als zu Heizzwecken erforderlich ist, kann durch den Betätigungsschalter erreicht werden, daß der Brennkraftmaschine
überhaupt Leistung verloren geht. Dies kann zum einen wünschenswert sein, wenn aufgrund der Umgebungstemperatur
ohnehin kein Heizungsbetrieb zu erwarten ist oder wenn die volle Ausgangsleistung des
Motors zu anderen Betriebszwecken gefordert wird. In besonderer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird durch
den gleichen oder einen weiteren Temperaturschalter dafür gesorgt, daß unterhalb einer bestimmten Betriebs-«
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rnfcclcK-Dsute AG
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temperatur der Bypaß geschlossen bleibt, damit unabhängig von Leistungsangebotder Brennkraftmaschine
und Heizungsbedarf am Wärmetauscher dor Motor zwangsweise auf eine mindest erforderliche Betriebstemperatur
gebracht wird. In besonderer erfindungsgemäßer Ausgestaltung
von Betätigungsschalter und Heizungsregulierhebel sind diese zu einerBaueinheit vereinigt, so daß
nach Abregulierung des Heizmittel stromes zum Wärmetauscher in weiterer Heb4bewegung der Bypaß zum Arböitselement
geöffnet wird.
Wie bereits oben erwähnt, ist die Hydraulikpumpe so
ausgelegt, daß bereits bei Leerlaufdrehzahlen ein ausreichender
Förderstrom zum Wärmetauscher geliefert wird. Bei ausreichender Betriebstemperatur wird der Bypaß
zum Arbeitselement geöffnet, so daß keine weitere Leistung verloren geht. Bis diese Temperatur erreicht
ist, wird jedoch bei höheren Drehzahlen ein größerer Heizmittelstrom gefördert, als er für die Auslegung
des Wärmetauschers erforderlich ist. Damit wird der Brennkraftmaschine mehr Energie entzogen als erforderlich.
Um dies zu verhindern, wird etwa ab mittleren Drehzahlen in zunehmender Taktlänge der Bypaß von dnem
drehzahlabhängigen Zeitschaltgerät geöffnet. Damit ist der Heizwärmebedarf auch in diesem Drehzahlbereich einwandfrei
zu decken, während andererseits bezüglich der Brennkraftmaschine eine Energieeinsparüng möglich ist.
Wie oben beschrieben, kann durch den Betätigungsschalter die Leistungsaufnahme der Hydraulikpumpe ausgesetzt
werden, wenn ein hohes Leistungsangebot der Brennkraftmaschine gefordert wird. Wenn diese Schaltung jedoch
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Klöckosr-MumboWt-Deütz AG
3O33661Ä*
nicht vorgenommen werden kann, da ein Heizbetrieb unbedingt
erforderlich ist, und wenn zudem dieser Spitzen— leistungsbedarf nur zeitweise, z. B. bei Beschleunigung
des Fahrzeugs notwendig ist,kann durch einen erfindungsgemäß
als Kick-down wirkenden,am Fahrhebel angeordneten Schalter ein zeitlich begrenztes Öffnen des Bypasses bewirkt
werden. Hierdurch kann auch bei an sich eingeschalteter Heizung die Brennkraftmaschine jederzeit ihre
SpitzenIeäshung für Antriebszwecke bereitstellen.
Treibt die Brennkraftmaschine z« B. eine Arbeitshydraulik
an, so kann der gleiche Effekt auch durch einen z. B. am Druckzylinder angeordneten Druckschalter zur Spitzenleistungsfreigabe durch Heizungsabstellung erreicht werden.
Da die erfindungsgemäße Einrichtung insbesondere auch
bei luftgekühlten Brennkraftmaschinen Anwendung finden
kann und einerseits jegliche Energieeinsparung anzustreben ist und zum anderen ein möglichst großer Anteil
der in der Brennkraftmaschine anfallenden Abwärme Heizzwecken zugänglich gemacht werden sollte, ist in er—
findungsgernäßer Weise eine solche Brennkraftmaschine mit
einem thermostatisch geregelten Lüfterantrieb zu versehen,
der erst dann zur Wirkung kommt, wenn zum einen der Motor seine Betriebstemperatur erreicht hat und zum
anderen der Heizwärmebedarf voll gedeckt ist.
In der Fig. ist eine Hydraulikpumpe 2 über eine Saugleitung 1 mit der Ölwanne 10 einer Brennkraftmaschine verbunden
und beaufschlagt über eine Druckleitung 3 ein ggfs. vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil 4. In einem Bypaß
5 zum Druckbegrenzungsventil ist ein Wegeventil 6 mit einem Stellglied 7 angeordnet. Zwischen einer Zuflußleitung 8
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zu einem Wärmetauscher 9 und einer Rücklaufleitung 10
zur Ölwanne 11 sind in einem ersten Bypaß 12 zum Wärmetauscher ein Überdruckventil 13 und in einem
zweiten Bypaß parallel hierzu ein Mengenteiler 14 angeordnet. Diese^r Mengenteiler ist durch einen Heizungsregulierhobel
15 verstellbar, mit dem zugleich der Betätigungsschalter 16 für das Stellglied 7 am Wegeventil
6 zusammengefaßt int. Dieses Stellglied kann weiterhin
von einem Schalter 17 am Fahrhebel lfl der Brennkraftmaschine,
von einem Temperaturschalter 19 an der Ölwanne oder einem anderen Bauteil der Brennkraftmaschine,
von einem Druckschalter 20 an der Arbeits- oder Lenkhydraulik 21 der Brennkraftmaschine', die über eine
eigene Hydraulikpurnpe 22 und einen eigenen Sammelbehälter
23 verfügt, sowie endlich von einem Zeitschaltgerät 24, das in Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine
arbeitet, angesteuert werden. Während bei den erstgenannten Ansteuerungen jeweils ein druck- ,
temperatur- oder stellungsabhängiger Schaltpunkt definiert ist, verändern sich am Zeitschaltgerät in
Abhängigkeit der Motordrehzahl die Phasen in denen der Bypaß taktend geöffnet wird. Der Temperaturschalter
9 kann auf eine sehr große Hysterese angelegt sein, so daß er beispielsweise bei Überschreiten von
den Bypaß öffnet und bei Unterschreiten von z. B. 50 den Bypaß schließt.
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Claims (9)
1. Einrichtung zum Beheizen der Bedienungskabine eines mit einer antreibenden Brennkraftmaschine ausgestatteten
Gerätes oder Fahrzeuges, die eine mit einer Saugleitung an das Schmierölsystem der Brennkraftmaschine
angeschlossene Hydraulikpumpe, ein von dieserbeaufschlagtes Arbeitselement, weiterhin einen
in der Bedienungskabine oder deren Heizluftzuführung angeordneten Luft-Öl~Wärmetauscher sowie die an
dessen Rücklauf angeschlossene Ölwanne der Brennkraft maschine umfaßt und die einen Bypaß zum Arbeitselement, der von einem Wegeventil beherrscht
wird, und einen Bypaß zum Wärmetauscher, der ebenfalls von einem Steuerorgan beherrscht wird,
aufweist,
dadurch gekennzeichnet-., daß das Arbeitselement ein
auf konstanten Öffnungsdruck konstruktiv festgelegtes, ggfs. vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil
(4) ist, daß das Steuerorgan im Bypaß zum Wärmetauscher (9) ein von einem Handregulierhebel (15)
verstellbarer Mengen taxier (:14) ist und daß das Wegeventil (6) im Bypaß (5) zum Arbeitselement (4)
ein mehrfach ansteuerbares Stellglied (7) aufweist, das von einem Betätigungsschalter (16) für den Heisbetrieb
und oberhalb einer festgesetzten Temperatur im Öffnungssinn vorrangig von einem Temperaturschalter
(19) an der Brennkraftmaschine ansteuerbar
ist, dessen Öffnungspunkt für das Wegeventil (6 bei einer zu Heizzwecken erforderlichen Temperatur
liegt.
BAD ORIGINAL
K!ockn-T-Hii;nbAii-ni-ut/AG Δλϊ>
L ■.: i.; JAl1)
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß dar» Stellglied (7) am Wegeventil (6) im Schließsinn von einem Temperaturschalter
(19) an der Brennkraftmaschine unterhalb einer festgesetzten Temperatur vorrangig gegenüber
dem Betätigungsschalter (16) für den Heizbetrieb ansteuerbar ist, dessen Schließpunkt für das
Wegeventil (6) bei einer für den Motorbetrieb erforderlichen Temperatur liegt.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (7) am
Wegeventil (6) zusätzlich mit einem motordrehzahlbeeinflußten
Taktschaltgerät (24) ansteuerbar und
im Öffnungssinn für dr-n Bypaß (5) gegenüber den Signalen vom Betätigungsschaltc-r (16) und Temperaturschalter
(19) übersteuernd verbunden ist, wobei zunehmende Motordrehzahlen mit zunehmenden Taktzeiten
der Öffnung des Bypasses (5) gekoppelt sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, für Geräte oder Fahrzeuge mit einer von der Brennkraftmaschine
angetriebenen Hydraulikpumpe eines Arbeits- oder Lenkhydrauliksystems, dadurcn gekennzeichnet, daß das Stellglied (7) am
Wegeventil (6) zusätzlich mit einem Druckgeber oder Druckschalter (20) im Hydrauliksystem ansteuerbar
und im Öffnungssinn für den Bypaß (5) gegenüber den Signalen vom Betätigungsschalter (16) und Temperaturschalter
(19) übersteuernd verbunden ist, wobei ein hoher Betriebsdruck im Hydrauliksystem mit einer
Öffnung des Bypasses (5) gekoppelt ist.
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''3 M r, λ r-. noißlMÄl F360/1
BAD ORIGINAL
Αγ-Φ" m
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5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (7) am
Wegeventil (6) zusätzlich mit einem als Kick-down wirkenden Endschalter (17) oder Weggeber am Fahrhebel
(l8) des Fahrzeuges ansteuerbar und im Öffnungssinn für den Bypaß (5) gegenüber den Signalen vom
Betätigungsschalter (16) und Temperaturschalter (19) übersteuernd verbunden i.st, wobei die Vollaststellung
des Fahrhebels (18) mit einer Öffnung des Bypasses
(5) gekoppelt ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschalter
(16) für den Heizbetrieb als Baueinheit mit dem Heizungsregulierhebel (15) ausgeführt ist, wobei sich
der Regulierbereich an den Scha Itweg anschließt.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Mengenteiler
(14) ein weiterer Bypaß (12) mit einem Überdruckventil (13) zum Schutz des Wärmetauschers (9) vorgesehen ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (13)
als Baueinheit mit dem Mengenteiler (14) ausgeführt ist.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer luftgekühlten Brennkraftmaschine,
dadurch gekennzeichnet, daß diese einen an sich be kannten, thermostatisch geregelten Lüfterantrieb
aufweist.
ort /wi α vrj o^
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