DE3033661C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Bei einer derartigen aus der US- 41 92 456 bekannten Ein­ richtung ist der Bypaß durch ein Wegeventil gesteuert, dessen Stellglied von einem Temperaturschalter betätigbar ist. Der Temperaturschalter erfaßt die Temperatur des Druckmittels nach dem Drosselelement. Zwischen dem Drossel­ element und dem Wärmetauscher ist ein Mengenteiler angeord­ net. Ausgehend vom Mengenteiler ist ferner ein den Wärme­ tauscher umgehender Bypaß vorgesehen, der das Druckmittel unmittelbar in das Druckmittelreservoir zurückführt. Bei Betrieb der unter Zwischenschaltung von Hydraulikfluid von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Hydraulikpumpe wird das Druckmittel am Drosselelement erhitzt und in einem fest vorgegebenen Teilstrom durch den Wärmetauscher ge­ führt. Der Reststrom des Mengenteilers strömt unmittelbar über den Bypaß des Wärmetauschers in das Druckmittel­ reservoir ab. Unterhalb einer vorgebbaren Grenztemperatur ist der Bypaß des Drosselelementes geschlossen und ober­ halb dieser Grenztemperatur geöffnet, so daß das von der Hydraulikpumpe geförderte Druckmittel nicht weiter erhitzt wird. Der Temperaturschalter bildet somit einen Begrenzer für die Aufheizung des Druckmittels.

Unabhängig von einer geforderten Heizleistung treibt die Brennkraftmaschine permanent die Hydraulikpumpe an, so daß ein bestimmter Anteil der Antriebsenergie permanent an die Hydraulikpumpe des Heizkreises abgegeben wird. Die Brenn­ kraftmaschine muß daher nach dem Maximum der geforderten Antriebsleistung plus der für den Betrieb der Heizpumpe erforderlichen Antriebsleistung ausgelegt werden. Ferner ist bei der bekannten Heizeinrichtung die Förderleistung der Heizpumpe so vorgesehen, daß sie bei niedrigen Dreh­ zahlen der Brennkraftmaschine bereits einen zu Heizzwecken ausreichenden Volumenstrom zur Verfügung stellt. Bei hohen Drehzahlen ist dieser Volumenstrom zu groß, wodurch - bei eingeschaltetem Drosselelement - eine größere Menge an Druckmittel aufgeheizt wird als später dem Wärmetauscher zugeführt wird. Über den Bypaß des Wärmetauschers fließt daher bei hohen Drehzahlen ein nicht unbeträchtlicher, aufgeheizter Volumenstrom ungenutzt in das Druckmittel­ reservoir zurück.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von der Brennkraftmaschine aufzubringende Antriebsleistung der Hy­ draulikpumpe der Heizeinrichtung auf ein Maß zu redu­ zieren, das minimal zum Betrieb der Heizeinrichtung erfor­ derlich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Das Schaltgerät steuert das Stellglied des Ventils durch eine Impulskette an, deren Tastverhältnis sich in Ab­ hängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine ändert. Bei niedriger Drehzahl ist das Ventil im wesentlichen ge­ schlossen, d. h., die durch die Impulse des Schaltgerätes erzwungenen Öffnungszeiten des Ventils sind vernachlässig­ bar klein. Bei steigender Drehzahl wird die Impulsbreite anwachsen, wodurch auch die Öffnungszeiten des Ventils an­ wachsen und ein bestimmter Teil des von der Hydraulikpumpe gelieferten Volumenstroms über den Bypaß abgesteuert wird. Bei hohen Drehzahlen überwiegen die Öffnungszeiten des Ventils, so daß nur der für die Aufheizung benötigte Vo­ lumenstrom in dem Drosselelement aufgeheizt wird. Auf die­ se Weise kann die von der Brennkraftmaschine abgezogene, mittels des Drosselelements zur Aufheizung des Volumen­ stroms benötigte Antriebsenergie der Hydraulikpumpe auf das notwendige Maß begrenzt werden. Von der Brennkraft­ maschine ist daher immer nur eine Arbeitsleistung zu er­ bringen, die minimal zur Aufheizung benötigt wird. Dies führt im Ergebnis zu einer Energieeinsparung an der Brenn­ kraftmaschine, deren verbleibende Antriebsenergie nunmehr ausschließlich zur Deckung der Arbeitsleistung heran­ gezogen werden kann.

Ist bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung vor dem Wärmetauscher ein Mengenteiler angeordnet, der einen vor­ gebbaren Anteil des von dem Drosselelement herangeführten Volumenstroms dem Wärmetauscher zuführt und den Reststrom über einen den Wärmetauscher umgehenden Bypaß zum Druck­ mittelreservoir abführt, kann es vorteilhaft sein, das Stellglied in einer Endstellung eines mit dem Mengenteiler verbundenen Heizungsregulierhebels über einen Betätigungs­ schalter im Sinne eines Öffnens des das Drosselelement um­ gehenden Bypasses zu schalten. Bei ausgeschalteter Heiz­ einrichtung ist das Drosselelement auf diese Weise kurz­ geschlossen und damit die Energieaufnahme der Pumpe ver­ nachlässigbar klein gehalten. Die antreibende Brennkraft­ maschine gibt an die Heizeinrichtung im wesentlichen keine Arbeitsleistung ab.

Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 3 wird eine relativ rasche Aufheizung des Öls der Brennkraftmaschine erzielt, so daß diese eine vorteilhaft kurze Aufwärmzeit aufweist und damit bereits kurz nach dem Starten - ohne Schädigung einzelner Teile der Brennkraftmaschine - voll belastet werden kann. Dabei wird der das Drosselelement umgehende Bypaß von einem Temperaturschalter sowie von einem Betäti­ gungsschalter angesteuert. Über den Betätigungsschalter wird das Drosselelement dann eingeschaltet (Bypaß ge­ schlossen), wenn ein erhöhter Wärmebedarf gefordert ist. Bei anliegendem Signal des Betätigungsschalters wird somit der Bypaß geschlossen. Bei Erreichen einer zulässigen Grenztemperatur schaltet der Temperaturschalter und öffnet den Bypaß, wodurch das Drosselelement außer Betrieb ge­ stellt wird.

Das Signal des Temperaturschalters ist dem Signal des Be­ tätigungsschalters überlagert, d. h., fordert der Betäti­ gungsschalter ein Schließen des Bypasses um eine Tempera­ turerhöhung über das Drosselelement zu erzielen, wird bei anliegendem Signal des Temperaturschalters der Befehl vom Betätigungsschalter ignoriert und entsprechend dem Befehl vom Temperaturschalter der Bypaß geöffnet, um eine Über­ hitzung des Druckmittels zu vermeiden. Das dem Signal des Betätigungsschalters überlagerte Signal des Temperatur­ schalters ist somit dem Signal des Betätigungsschalters übergeordnet (höhere Priorität).

In extremen Betriebsfällen kann zur Deckung einer Spitzenlast die mögliche Antriebsleistung der Brennkraft­ maschine in vollem Umfang zur Verfügung gestellt werden, indem der Bypaß unabhängig von anderen Signalen ständig geöffnet ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist insbesondere bei luftgekühlten Brennkraftmaschinen anwendbar. Um einerseits eine hohe Energieeinsparung zu erzielen und andererseits einen möglichst großen Anteil der in der Brennkraftmaschine anfallenden Abwärme Heizzwecken zugänglich zu machen, ist die luftge­ kühlte Brennkraftmaschine mit einem an sich bekannten, thermostatisch geregelten Lüfterantrieb versehen, der erst dann zum Einsatz gelangt, wenn zum einen der Motor seine Betriebstemperatur erreicht und zum anderen der Heizwärmebedarf voll gedeckt ist.

In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Hydraulikpumpe 2 über einen Sauganschluß 1 mit der Ölwanne 11 einer Brennkraftmaschine verbunden und beauf­ schlagt über einen Druckanschluß 3 ein, vorzugsweise vorge­ steuertes, Drosselelement 4. In einem Bypaß 5 zum Drossel­ element 4 ist ein Ventil 6 mit einem Stellglied 7 ange­ ordnet. Zwischen einer Zuflußleitung 8 zu einem Wärme­ tauscher 9 und einer Abströmleitung 10 zur Ölwanne 11, die als Druckmittelreservoir dient, sind in einem Bypaß 12 zum Wärmetauscher ein Überdruckventil 13 und parallel hierzu ein Mengenteiler 14 ange­ ordnet. Dieser Mengenteiler 14 ist durch einen Heizungsre­ gulierhebel 15 verstellbar, mit dem zugleich ein Betäti­ gungsschalter 16 für das Stellglied 7 am Ventil 6 zu­ sammengefaßt ist. Das Stellglied 7 ist von einem Zeitschaltgerät 24, das in Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine arbeitet ansteuerbar. Das Stellglied 7 kann weiterhin von einem Endschalter 17 am Fahrhebel 18 der Brennkraft­ maschine, von einem Temperaturschalter 19 an der Ölwanne 11 oder einem anderen Bauteil der Brennkraftmaschine, von einem Druckschalter 20 in der Arbeits- oder Lenkhydraulik 21 der Brennkraftmaschine, die über eine eigene Hydraulik­ pumpe 22 und einen eigenen Sammelbehälter 23 verfügt, angesteuert werden. Während sich am Zeitschaltgerät 24 in Abhängigkeit der Motordrehzahl die Phasen, in denen der Bypaß taktend geöffnet ist, verändern, ist bei den übrigen Ansteuerungen jeweils ein druck-, temperatur- oder stellungsabhängiger Schalt­ punkt definiert ist. Der Temperaturschalter 9 kann auf eine sehr große Hysterese ausgelegt sein, so daß er beispielsweise bei Überschreiten von 70° den Bypaß 5 öffnet und bei Unterschreiten von z. B. 50° den Bypaß 5 schließt.

Claims (4)

1. Heizeinrichtung für eine Bedienungskabine einer von einer Brennkraftmaschine betriebenen Vorrichtung, insbe­ sondere ein Fahrzeug, wobei die Heizeinrichtung folgende Merkmale aufweist:

• - es ist eine von der Brennkraftmaschine angetriebene Hydraulikpumpe (2) vorgesehen, deren Sauganschluß (1) mit einem Druckmittelreservoir (11) und deren Druckanschluß (3) mit einem Drossel­ element (4) verbunden ist,
• - an das Drosselelement (4) ist ein Wärmetauscher (9) zum Beheizen der Bedienungskabine angeschlossen, wobei die Abströmleitung (10) des Wärmetauschers (9) in das Druckmittelreservoir (11) mündet,
• - es ist ein das Drosselelement ( 4) umgehender Bypaß (5) mit einem den Bypaß (5) steuernden Ventil (6) vorgesehen,
• - das Ventil (6) ist über ein Stellglied (7) von mindestens einer Stellgröße betätigbar,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - das Druckmittelreservoir die Ölwanne (11) der Brennkraftmaschine ist,
• - das Ventil (6) über das Stellglied (7) von einem motordrehzahlab­ hängigen Schaltgerät (24) geöffnet und geschlossen wird, wobei bei zunehmender Motordrehzahl der Brennkraftmaschine die Öffnungszeiten des Bypasses (5) zunehmen und bei abnehmender Motordrehzahl die Öffnungszeiten abnehmen.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, mit einem vor dem Wärmetauscher (9) angeordneten Mengenteiler (14), der einen vorgebbaren Anteil des von dem Drosselelement (4) herangeführten Volumenstroms dem Wärmetauscher (9) zuführt und den Reststrom über einen den Wärmetauscher (9) um­ gehenden Bypaß dem Druckmittelreservoir (11) zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (7) in einer Endstellung eines mit dem Mengenteiler (14) verbundenen Heizungsregulierhebels (15) unabhängig vom Signal des Schaltgerätes (24) im Sinne eines Öffnens des das Drosselelement (4) um­ gehenden Bypasses (5) geschaltet ist.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, mit einem die Temperatur des Druckmittels erfassenden Tem­ peraturschalter (19) zur Betätigung des Stellglieds (7), wobei das Stellglied unterhalb einer Grenztemperatur das Ventil (6) schließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Temperatur­ schalters (19) dem Signal des Heizungsregulierhebels (15) überlagert ist, derart, daß unabhängig von dem Signal des Heizungsregulierhebels (15) bei Erreichen einer Grenz­ temperatur des Druckmittels der das Drosselelement (4) um­ gehende Bypaß (5) durch das Signal des Temperaturschalters (19) in Öffnungsstellung gesteuert ist.

4. Verwendung der Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bei einer luftgekühlten Brennkraft­ maschine mit einem an sich bekannten, thermostatisch gere­ gelten Lüfterantrieb.