DE805231C - Kraftfahrzeugheizung - Google Patents

Description

• Kraftfahrzeugheizung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeugheizung und bezweckt vor allem eine wirtschaftliche Ausnutzung der vom Kühlmittel des Motors abgeführten Wärme sowie eine für die Insassen des Kraftfahrzeuges angenehme, anpassungsfähige Heizung. Die Erfindung besteht demgemäß zu einem wesentlichen Teile 'darin, daß die Heizung selbsttätig in Abhängigkeit vom Zustand der erwärmten Luft, insbesondere der Heizluft selbst, geregelt wird. Als regelnde Zustandsgrößen können hierbei Temperatur oder Druck der erwärmten Luft bzw. Heizluft oder auch beide Zustanidsgrößen gemeinsam -dienen. Die Regelung kann ferner derart erfolgen, daß z. B. bei im wesentlichen gleichbleibender oder auch veränderlicher Kühlluftmenge die Verteilung der erwärmten Kühlluft auf die z. B. ins Freie geführte Entlüftungsluft einerseits und auf die zur Heizung verwendete Reizluft anderseits je nach dein Heizbedarf oder in Abhängigkeit von dem Zustand der erwärmtest Luft bzw. der Heizluft geändert wird, oder auch (gegebenenfalls auch gleichzeitig) dadurch, daß die Menge der erwärmten Kühlluft insgesamt, beispielsweise durch ein regelbares Gebläse, durch eine verstellbare Jalousie o. dgl. geregelt wird.
• Durch die Erfindung ist eine angenehme, gleichbleibende Heiz#",-irkung auf denWagenkasten erzielbar. Das lästige Überheizen des Wageninnern kann ebenso vermieden werden wie eine zu niedrige Temperatur der Innenluft, so daß die gesundheitlichen Bedingungen verbessert werden bzw. die Insassen des Fährzeugs nicht gezwungen sind, der Regelung dec Temperatur selbst ihre Aufmerksamkeit zu ,widmen, z. B. durch An- oder Abstellen der Heizung oder durch Öffnen und Schließen der Fenster. Durch eine Abhängigkeit der Regelung vom Zustand der erwärmten Luft, insbesondere der Heizluft (sei es innerhalb der Heizleitung, sei es bereits nach dem Austritt der Heizluft in das Innere des Wagenkastens), wird ferner eine unmittelbar auf den Heizbedarf ansprechende Regelung der Heizwirkung erreicht.
• Zweckmäßig wird jedoch neben der selbsttätigen Regelung zugleich eine von Aden Fahrzeuginsassen vorzunehmende willkürliche Regelbarkeit der Heizung vorgesehen, so daß diese die Möglichkeit haben, je nach der Außentemperatur oder nach eigenem Gutdünken die Heizung ein- oder auszuschalten bzw. auf stärker oder schwächer und damit die selbsttätige Regelung z. B. zu korrigieren bzw. auf einen vorgewählten Regelzustand einzustellen.
• Am einfachsten und zweckmäßigsten ist es, neben einer einfachen zwischen Belüftung und Beheizung wechselnden Umstellklappe, welche also den Weg der Heizluft absperrt oder freigibt, eine selbsttätige Regelung derart vorzusehen, daß der Druck der Heizluft im wesentlichen konstant gehalten wird, da andernfalls, z. B. je nach der Drehzahl des :%-lotors und damit des Ventilators, der Druck der Heizluft und infolgedessen die Heizwirkung einer ständigen Änderung unterliegen würde.
• Besonders zweckmäßig und in der Regel von erheblicher Wichtigkeit ist es ferner, in diesem Falle zugleich eine Regelung der den Kühler durchsetzenden Kühlluftmenge z. B. ;in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur vorzusehen, so daß, um den Wärmezustand des Motors zu halten, nicht nur der Umlauf des Kühlmittels, sondern auch die Kühlluftmenge geregelt wird. Dies geschieht beispielsweise durch einen Thermostaten, welcher einerseits den Umlauf des Kühlmittels, z. B. durch Eröffnen oder Schließen einer den Kühler oder einen Teil der Kühleinrichtung kurzschließenden Umlaufleitung, und andererseits die Kühlluftmenge, z. B. durch eine Jalousie, ein einfaches in der Kühlluftleitung angeordnetes Drosselorgan oder auch durch ein regelbares Gebläse, regelt. Die Regelung des Gebläses oder Ventilators erfolgt hierbei beispielsweise durch Regelung der Drehzahl oder durch Verstellung der Leit- bzw. Laufschaufeln des Gebläses. Das Gebläse kann als Axial- oder Radialgebläse, ferner als ein- oder mehrstufiges Gebläse ausgebildet sein. Der Regelung des Gebläseantriebes dient zweckmäßig ein stufenlos schaltbares Reibradgetriebe oder ein ähnliches hierfür geeignetes Übersetzungsgetriebe.
• Die Erfindung besteht des weiteren im wesentlichen darin, daß nur ein Teil der zum Wärmeaustausch zwischen Motorkühlmittel und Kühlluft dienenden Kühleinrichtung, z. B. nur einer von mehreren Kühlern oder eine von mehreren Kühlerstufen, zur Wärmeabgabe an die die Heizluft liefernde Kühlluft verwendet wird. Insbesondere wird hierbei der die Heizung vermittelnde Teil der Kühleinrichtung ständig oder im wesentlichen ständig, der übrige Teil der Kühleinrichtung dagegen, z. B. unter Verwendung einer durch Thermostat gesteuerten Kurzschlußleitung, nur zeitweise oder im wesentlichen nur zeitweise bei erhöhtem Kühlbedarf des Motors vom Kühlmittel durchströmt. Jedem der Kühler oder Kühlerstufen kann hierbei ein besonderes Gebläse zugeordnet sein, woben das die Heizluft liefernde Gebläse regelbar sein kann bzw. zweckmäßig nur dieses Gebläse regelbar ist.
• Durch die Unterteilung der Kühleinrichtung ist es möglich, den Wärmeaustausch vom Motorkühlmittel, in der Regel Kühlwasser, an die Kühlluft in besonders zweckentsprechender Weise stattfinden zu lassen. So ist es bei milderem Wetter, wenn die gesamte Kühleinrichtung zur Rückkühlung des Motorkühlmittels @in Anspruch genommen wird, zweckmäßig, die Heizluft nur aus einem kleineren Kühlluftstrom zu entnehmen, wobei dieser Kühlluftstrom noch einer besonderen Regelung unterliegen kann, ohne daß hierdurch die Kühlwirkung auf das Motorkühlmittel wesentlich beeinträchtigt wird. Andererseits kann bei strenger Kälte, wenn der Bedarf des Motors an Kühlung in der Regel geringer, der Bedarf an Wärme für die Beheizung des Wageninnern dagegen groß ist, ein intensiverer Wärmeaustausch besser mit kleinerem Kühler erzielt werden. Außerdem lassen sich die kleineren Kühler gegebenenfalls an vorteilhafterer Stelle im Motorraum bzw. im Fahrzeug unterbringen.
• Der oder die Kühler sind vorzugsweise als Preßluftkühler mit @in bezug auf den Kühlluftstrom verhältnismäßig kleinem Durchmesser, aber großer Tiefe ausgebildet und zweckmäßig seitlich neben oder über dem Motor angeordnet. Ein solcher Kühler ermöglicht insbesondere auch die Anbringung druckdichter Jalousien zur Regelung des Kühlluftstromes. Er kann ferner ohne Schwierigkeiten gemeinsam mit dem Motor gelagert werden, so daß Relativbewegungen zwischen Motor und Kühler bzw. zwischen Ventilator und Kühler vermieden werden können. Es können daher starre Kühlwasserleitungen verwendet und der Wirkungsgrad des Ventilators, die Beaufschlagung des Kühlers durch die Ventilatorluft und die Geräuschlosigkeit der Anordnung verbessert werden.
• Zweckmäßig dient die Heizluft zur Beheizung des Fußbodens des Wagenkastens, da erfahrungsgemäß bei kalten Füßen das Kältegefühl der Fahrgäste am stärksten angeregt wird und die Gefahr einer Erkältung am größten ist. Der Boden des Wagenkastens ist zu diesem Zwecke vorteilhaft doppelwandig ausgeführt und besitzt in der Nähe der Füße, und zwar um die Zugluft abzufangen, ganz oder teilweise möglichst nahe an den Türen, Öffnungen, durch welche die warme Heizluft in das Innere des Wagenkastens austreten kann. Ein restlicher Teil der Heizluft kann gegebenenfalls nach hinten ins Freie ausströmen oder auch für andere Zwecke, z. B. zum Entfrosten der Windschutzscheibe, zum Beheizen der Batterie o. dgl.. verwendet werden.
• Eine solche Beheizung des \Vagenkastens hat den Vorteil, daß ,das Innere nicht unnötig hoch aufgeheizt wird, was wegen der im Winter getragenen Winterkleidung unangenehm wäre, während andererseits die vorzugsweise Erwärmung der Füße und Beine ein angenehmes Wärmegefühl der Insassen erzeugt und ungesunde Rückwirkungen auf die Insassen vermeidet. Dies ist besonders auch in Verbindung mit der gleichmäßigen, selbsttätigen Regelung der Beheizung durch die warme Frischluft der Fall. Im Sommer kann -dagegen die warme Kühlluft ohne Belästigung der Fahrgäste vom Wagenkasten ferngehalten bzw. ins Freie abgeführt werden.
• Die Erfindung sei an Hand einiger schematischer Skizzen (Abb. i bis 3) noch etwas näher erläutert.
• Vom Motor m wird -das warme Kühlwasser über die Leitung ze,l zum Kühler k1, von dort über die Leitung w2 zum Kühler k2 und von diesem über die Leitung zel,' zum Motor zurückgeleitet. In der Leitung w2 befindet sich ein Thermostat t, welcher bei niedriger Kühlwassertemperatur in an sich bekannter Weise das Kühlwasser statt zum Kühler k2 mehr oder weniger durch die Kurzschlußleitung ze,4 unmittelbar zum Motor zurückleitet. Vor jedem der beiden Kühler k1 und k2 befindet sich ein Ventilator oder Gebläse v1 bzw. v2, welches die Kühlluft durch den Kühler fördert. Das Gebläse v1 liefert ,die im Kühler k1 erwärmte Kühlluft in eine Leitung 1, die sich in eine Leitung h und eine Leitung e verzweigt. Die Leitung h dient hierbei als Heizleitung, welche z. B, in den doppelten Boden ,des Wagenkastens und von hier in das Innere des Wagenkastens bzw., z. B. nach Durchströmen einer Drosselstelle, ins Freie fuhrt, während die Leitung e als Entlüftungsleitung z. B. unmittelbar nach außen ausmündet. In den Leitungen h und e sind die Drosselklappen dl und d2 angeordnet.
• Die Regelung kann nun z. B. in der Weise erfolgen, daß die Klappe dl von Hand verstellt werden kann, beispielsweise in Offen- und Schließstellung oder auch in eine beliebige Mittelstellung, während die Klappe d2 sich selbsttätig in Abhängigkeit vom Druck der erwärmten Luft öffnet und schließt. Sie kann zu diesem Zweck durch eine Feder belastet sein, welche dem Druck der vom Kühler k1 ikommenden Luft entgegenwirkt, oder auch durch eine vom Druck in der Leitung l oder vorzugsweise in der Heizleitung h beeinflußte Barometerdose o. dgl. betätigt werden, und zwar derart, daß bei steigendem Druck in 1 oder h die Drossel d2 sich selbsttätig öffnet. Beim Schließen der Drossel dl wird sich in jedem Falle bei laufendem Ventilator oder Gebläse v1 die Drossel d2 selbsttätig öffnen.
• Gegebenenfalls können auch dl und d= gemeinsam von Hand betätigt werden, derart, daß beim Schließen von dl sich d2 öffnet und umgekehrt. In diesem Falle erfolgt die Regelung der Heizwirkung z. B, durch Regelung es Ventilators bzw. Gebläses v1, welche jedoch auch in den Fällen einer selbsttätigen Regelung der Drosseln dl, d2 o. dgl zusätzlich vorgesehen sein kann. Der Ventilator bzw. Idas Gebläse kann 'hierzu mit verstellbaren Schaufeln versehen sein, welche in Abhängigkeit vom Druck bzw. von der Temperatur in den Leitungen l bzw. lc, wenn nicht in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers, z. B. durch den Thermostaten t, verstellt werden. Statt mittels verstellbarer Schaufeln kann eine entsprechende Regelung auch durch Drehzahländerung des Gebläses, z. B. mittels eines selbsttätig sich verstellenden Reibradgetriebes oder durch Anwendung eines ähnlichen, zweckmäßig stufenlos schaltbaren Übersetzungsgetriebes, vorgesehen sein. Ferner kann auch in der Gebläseleitung statt dessen oder zusätzlich vor oder hinter dem Gebläse bzw. dem Kühler eine der Regelung des Luftdurchsatzes dienende verstellbare Jalousie, eine Drosselklappe, eine Dralldrossel o. dgl., angeordnet sein.
• Die Kühleinrichtung besteht, wie bereits erwähnt, aus den beiden Kühlern k1 und k2, wobei der Kühler k 1 ständig, der Kühler k2 jedoch nur bei erhöhtem Kühlbedarf des Motors, d. h. wenn die Kühlung des Kühlwassers durch den Kühler k1 nicht ausreicht und die Temperatur in der Leitung z(,2 verhältnismäßig niedrig ist, mehr oder weniger in Wirkung tritt. Der Ventilator bzw. das Gebläse v2 ist aus Gründen der Einfachheit zweckmäßig nicht regelbar. Gegebenenfalls kann auch z. B. die Drosselklappe d2 oder ein entsprechendes Regelorgan von er Kühlwassertemperatur, also z. B. vom Thermostaten t, bedient werden.
• Die Anordnung nach Abb. a unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. i lediglich dadurch, daß die Kühlerstufen k1' und k2' zu einem einzigen Kühler,der üblichen Bauart oder auch als Preßluftkühler gedrungener Bauart vereinigt sind. Ein einziger Ventilator bzw. ein einziges Gebläse fördert die Kühlluft durch beide Stufen des Kühlers.
• Bei der Anordnung nach Abb. 3, die im übrigen derjenigen nach Abb. a entspricht, sind in der Heizleitung lc zwei Drosselorgane dl und d3 angeordnet. Die Drossel dl wird hierbei zweckmäßig wieder willkürlich durch Hand verstellt, während die Drossel d3 selbsttätig durch eine Zustandsgröße der erwärmten Luft in der Leitung 1 bzw. la betätigt wird. Beispielsweise kann die Verstellung in Abhängigkeit von der Temperatur der erwärmten Luft (gegebenenfalls auch der Luft im Innern des Wagenkastens) erfolgen, z. B. mittels eines in der Leitung oder an sonstiger geeigneter Stelle angeordneten Thermostaten. Die Drossel d2 in der Entlüftungsleitung, welche den Austritt der Luft unmittelbar ins Freie regelt, wird zweckmäßig wieder selbsttätig durch den Druck der Luft in der Leitung 1 verstellt und kann zu diesem Zweck wieder durch Feder oder Gewicht belastet sein. Bei steigender Temperatur der erwärmten Luft bzw. der Heizluft schließt sich in diesem Falle die Drossel d3, während ein steigender Druck die Drossel d' auf Öffnung betätigt. Natürlich kann auch die Verstellung der Drossel d3 durch den Druck, die Verstellung der Drossel d2 durch die Temperatur erfolgen. Ferner können beide Drosseln in -Mbhängigkeit von der Temperatur oder dem Druck oder auch einzeln oder gemeinsam von beiden Zustandsgrößen selbsttätig verstellt werden. An Stelle zweier Drosselklappen kann auch ein gemeinsames Drossel- oder Umschaltorgan an der Abzweigstelle beider Leitungen h und e vorgesehen sein.
• Im übrigen gilt für die Anordnungen nach Abb. 2 und 3 sinngemäß das gleiche wie für die Anordnung nach Abb. i. Die einzelnen Regelungsarten können miteinander kombiniert werden, wodurch eine allen Erfordernissen noch mehr angepaßte Regelung und gegebenenfalls eine noch gleichmäßigere Heizung erzielbar ist. Auch lassen sich die einzelnen Merkmale .der Erfindung in sinngemäßer Weise gegeneinander austauschen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kraftfahrzeugheizung durch die vom Motor vorzugsweise unter Vermittlung des Nlotorkühlmnittels erwärmte Kühlluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung selbsttätig in Abhängigkeit vom Zustand der erwärmten Luft geregelt wird.
2. 2. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,.daß 6lieHeizung selbsttätig in Abhängigkeit vom Zustand der Heizluft geregelt wird.
3. 3. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung selbsttätig in Abhängigkeit vom Druck oder der Temperatur der erwärmten Luft, insbesondere der Heizluft, oder in Abhängigkeit von beiden Größen geregelt wird.
4. 4. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch eine derartige Regelung, insbesondere in Abhängigkeit vom Druck der erwärmten Luft bzw. Heizluft, daß der Druck der Heizluft im wesentlichen gleich gehalten wird.
5. 5. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis ,4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Heizung durch Änderung der zur Heizung verwendeten Luftmenge erfolgt.
6. 6. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Heizung durch Änderung der Verteilung der erwärmten Kühlluft auf die z. B. ins Freie geführte Entlüftungsluft einerseits und auf die zur Heizung verwendete Heizluft anderseits erfolgt.
7. 7. Kraftfahrzeugheizung nach .Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Heizung durch Änderung der Gesamtmenge der vom Kühler erwärmten Kühlluft erfolgt. B. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Heizung durch Drosselorgane erfolgt, welche z. B. in der Leitung für die Heizluft, in der Entlüftungsleitung oder in beiden angeordnet sein können, insbesondere derart, daß bei Erhöhung des Druckes oder der Temperatur der erwärmten Luft bzw. der Heizluft das in der Heizleitung angeordnete Drosselorgan auf Schließen, das in der Entlüftungsleitung angeordnete Drosselorgan auf öffnen betätigt wird. 9. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Heizung durch vom Druck der erwärmten Luft bzw. der Heizluft z. B. gegen Federwirkung, Gewichtsbelastung o. dgl. unmittelbar verstellte Drosselorgane erfolgt. io. Kraftfahrzeugheizung durch die vom Motor vorzugsweise unter Vermittlung des Motorkühlmittels erwärmte Küihlluft, insbesondere nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung durch die erwärmte Kühlluft sowohl willkürlich als auch selbsttätig regelbar ist. i i. Kraftfaihrzeug,heizung durch die vom Motor vorzugsweise unter Vermittlung des Motorkühlmittels erwärmte Kühlluft, insbesondere nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Heizluftmenge allein oder zusätzlich unter Verwendung eines regelbaren Gebläses, z. B. mit regelbarer Antriebsübersetzung oder verstellbaren Leit- oder Luftschaufeln, erfolgt. 12. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis i i,dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Gebläses mittels stufenlos schaltbaren Antriebes, z. B. mittels Reibradgetriebes, erfolgt. 13. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Gebläses in Abhängigkeit von der Temperatur des Motorkühlmittels erfolgt. 14. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Gebläses in Abhängigkeit vom Zustand der erwärmten Luft bzw. Heizluft erfolgt. 15. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Gebläses oder auch die Regelung der Heizluft durch Drosselorgane o. dgl. in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur durch einen Thermostaten erfolgt, welcher zugleich den Umlauf des Kühlmittels regelt. 16. Kraftfahrzeugheizung durch Ausnutzung der vom Motorkühlmittel auf die Kühlluft übertragenen Wärme, insbesondere nach Anspruch i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der zum Wärmeaustausch dienenden Kühleinrichtung, z. B. nur einer von mehreren Kühlern oder eine von mehreren Kühlerstufen, zur Wärmeabgabe an die die Heizluft liefernde Kühlluft verwendet wird. 17. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der die Heizung vermittelnde Kühler bzw. Kühlerstufe ständig oder im wesentlichen ständig, der oder die weiteren Kühler bzw. Kühlerstufen dagegen, z. B. unter Verwendung einer durch Thermostat gesteuerten Kurzschlußleiutng, nur zeitweise oder im wesentlichen nur zeitweise bei erhöhtem Kühlbedarf vom Kühlmittel durchströmt wird. 18. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch 16 ,und 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Kühler oder Kühlerstufen ein besonderes Gebläse zugeordnet ist, wobei das die Heizluft liefernde Gebläse regelbar sein kann bzw. nur dieses Gebläse regelbar ist. i9. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler oder deren mehrere mit Bezug auf den Kühlluftstrom einen verhältnismäßig geringen Durchmesser bei verhältnismäßli-g großer Tiefe besitzt und zweckmäßig seitlich neben oder über ,dem Motor angeordnet und gemeinsam mit diesem am Fahrzeug gelagert ist. 2o. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis i9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung durch eine vor oder hinter dem Gebläse bzw. Kühler angeordnete drucklichte verstellbare Jalousie erfolgt, 21. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizluft zur Be'heizung des Bodens ;des Wagenkastens dient. 22. Kraftfahrzeugheizung nach Anspruch i bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizluft durch Öffnungen in der Nähe der Füße der Vahrzeuginsassen in das Wageninnere austritt. 23. Kraftfahrzeugheizung, insbesondere nach \tispruch i bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Motor erwärmte Kühlluft zum Abfangen der Zugluft in oder Nähe der Türen in das Wageninnere austritt. 24. Kraftfahrzeugheizung, insbesondere nach Anspruch i bis 23, -dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Motor erwärmte Kühlluft außer zum Beheizen des Wagenkastens zur Entfrostung der Windschutzscheibe, zur Beheizung der Batterie o. dgl. dient.