CH643190A5

CH643190A5 - Einrichtung zum beheizen der bedienungskabine einer von einer brennkraftmaschine angetriebenen maschine, insbesondere des fahrerhauses eines fahrzeugs.

Info

Publication number: CH643190A5
Application number: CH1088279A
Authority: CH
Inventors: Gottfried Dipl Ing Moser; Hansjuergen Dipl Ing Gross
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz Ag
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1979-12-07
Publication date: 1984-05-30
Also published as: FR2463018B1; FI68375C; SE440996B; US4352455A; HU182062B; YU321579A; DE2932448C2; GB2056046B; BR8000856A; FR2463018A1; JPS5628010A; NL7909282A; FI793998A7; IN154096B; SE8005623L; ES487708A1; ATA772479A; PL128719B1; IT1126803B; DD149920A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Beheizen der Bedienungskabine einer Maschine, die von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, insbesondere des Fahrerhauses eines Fahrzeuges, wobei erwärmtes Öl der Brennkraftmaschine einem Wärmetauscher in der Bedienungskabine zugeführt und in das Ölsystem der Brennkraftmaschine zurückgeführt wird.

Eine solche Einrichtung ist bei einer luftgekühlten Brennkraftmaschine bekannt (DE-PS 2 633 621). Diese Heizeinrichtung ist grundsätzlich problemlos, reicht jedoch bei sehr niedrigen Aussentemperaturen und geringer Belastung der Brennkraftmaschine nicht unter allen geforderten Bedingungen aus.

5 Aber auch die Heizeinrichtungen bei flüssigkeitsgekühl-ten Brennkraftmaschinen, bei denen von der Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine durchflossene Wärmetauscher zur Heizung der Bedienungskabine benutzt werden, weisen Probleme auf. Dies einmal, wie oben geschildert, wenn die io Brennkraftmaschine über längere Zeit mit geringer Leistung betrieben wird, und zum anderen, wenn bei kalter Brennkraftmaschine nach längerem Stillstand erst die Kühlflüssigkeit aufgewärmt werden muss, bevor sie Wärme abgeben kann. Dadurch ist z. B. schnelles Entfrosten der Scheiben der 15 Bedienungskabine nicht sichergestellt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zum Beheizen der Bedienungskabine zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln eine ausreichende Heizleistung schnell zur Verfügung gestellt werden kann. Dies soll 20 unabhängig von der Belastung und der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine erfolgen können. Die Einrichtung soll darüber hinaus auch die schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine fördern. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine von der Brennkraftmaschine angetriebene 25 Hydraulikpumpe, die aus dem Ölsammelbehälter der Brennkraftmaschine Öl entnimmt, und durch ein Druckabbauelement, das mit der Druckseite der Hydraulikpumpe verbunden ist und an dessen Abströmleitung der Wärmetauscher in der Bedienungskabine angeschlossen ist.

30 Bei der Hydraulikpumpe kann es sich um eine übliche, für Arbeitshydrauliken an Maschinen und Fahrzeugen benutzte Pumpe mit relativ geringem Fördervolumen und hohem Förderdruck von ca. 150 bar handeln, die direkt oder unter Zwischenschaltung einer schaltbaren Kupplung mess chanisch von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der von der Hydraulikpumpe erzeugte Druck wird im Druckabbauelement abgebaut, wobei die in der Hydraulikpumpe und im Druckabbauelement erzeugte Wärme eine Temperaturerhöhung des Öls bewirkt, die entweder im Wärmetauscher 40 des Fahrerhauses zu Heizzwecken oder auch zur schnellen Erwärmung des Öls der Brennkraftmaschine und damit zur schnellen Erreichung der erforderlichen Betriebsöltempera-tur herangezogen werden kann. Das Druckabbauelement kann aus einer einfachen starren Drossel bestehen oder auch 45 aus einer verstellbaren Drossel, die beispielsweise thermostatisch verstellbar ist und eine konstante Öltemperatur erzeugt, wobei nach Erreichen der gewünschten Temperatur die Drossel so weit geöffnet wird, dass von der Hydraulikpumpe keine nennenswerte Arbeit mehr aufgebracht wird, so Gemäss einer Ausführungsform kann zwischen Hydraulikpumpe und Druckabbauelement ein Wegeventil vorgesehen sein, an dem ein zum Ölsammelbehälter führender Rücklauf angeschlossen ist. Dieses Ventil dient dann zum wahlweisen Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtung, wo-55 bei in der einen Endstellung das Öl drucklos in die Ölwanne zurückfliesst, während in der anderen Endstellung das Öl von der Hydraulikpumpe das Druckabbauelement passieren muss.

Da das Öl der Brennkraftmaschine so verschmutzt sein 60 kann, dass die Hydraulikpumpe Schade^ leiden könnte,

wird in vorteilhafter Weise ein Ölfilter vorgeschaltet. Die Hydraulikpumpe kann aber auch in vorteilhafter Weise an die Druckölleitung der Brennkraftmaschine hinter der Mo-torÖldruckpumpe angeschlossen sein, wobei dann gegebe-65 nenfalls ein zusätzlicher Ölfilter oder der Motorölfilter zur Reinigung des Öls benutzt wird. Abgesehen davon, dass unter Umständen die Druckölleitung baulich bzw. fertigungstechnisch besser zu erreichen ist, so dass keine eigene Saug

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leitung für die Hydraulikpumpe vorgesehen werden muss, wird dadurch der Druck der Motorölpumpe als Vordruck benutzt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Druckabbauelement und dem Wärmetauscher ein Regulierventil eingebaut und eine das Regulierventil und den Wärmetauscher umgehende Bypassleitung mit einem Überdruckventil vorgesehen ist.

Dadurch kann zusätzlich noch die durch den Wärmetauscher fliessende Ölmenge reguliert werden, so dass die Heizeinrichtung nicht nur über die Luftmenge, die den Wärmetauscher durchströmt, sondern auch über die Temperatur des Wärmetauschers gesteuert werden kann. In weiterer Ausgestaltung kann auch eine das Druckabbauelement umgehende Bypassleitung vorgesehen sein, wobei der Durch-fluss durch das Druckabbauelement oder die Bypassleitung durch ein weiteres Wegeventil beherrscht wird. Dieses weitere Wegeventil kann entweder hand- oder auch thermostatisch gesteuert sein, wobei die Steuerung entweder von dei Temperatur des Öles im Bereich des Wärmetauschers oder aber im Bereich des Ölsammelbehälters erfolgen kann.

Durch diese Ausgestaltung kann ein Druckabbauelement 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 entfallt. Dadurch wird gleichzeitig eine Kühlung des Motoröls erfolgen, da der Wärmetauscher der Heizung als Ölkühler arbeitet. Bei dieser Schaltungsanordnung wird daher das Druckabbauelement nur im Sinne einer reinen Zusatzheizung benutzt. Es sei darauf hingewiesen, dass das Druckabbauelement beliebig ausgebildet sein kann. Entscheidend ist nur, dass durch das Element in Verbindung mit der Pumpe das Öl erwärmt wird.

Die erfindungsgemässe Heizeinrichtung kann sowohl bei luftgekühlten als auch bei wassergekühlten Brennkraftmaschinen benutzt werden und kann sowohl der Heizung einer Bedienungskabine als auch der schnellen Erwärmung des Motoröls der Brennkraftmaschine dienen.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Grundschema der erfindungsgemässen Heizeinrichtung mit einem Wegeventil zwischen Hydraulikpumpe und Druckabbauelement,

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

Fig. 3 ein erweitertes Schema einer Heizeinrichtung nebst einer durch ein Wegeventil beherrschten Bypassleitung zum Druckabbauelement und

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

In den Fig. 1 bis 4 ist, soweit im einzelnen dargestellt, mit 1 eine Hydraulikpumpe bezeichnet, die bei einer verhältnismässig geringen Mengen 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 erfolgen. An die Druckseite 4 der Hydraulikpumpe 1 ist über eine Leitung 5 und ein Wegeventil 6 ein mit 7 bezeichnetes Druckabbauelement angeschlossen. Das Druckabbauelement 7 kann in beliebiger Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Drossel. Es dient dazu, in Verbindung mit der Hydraulikpumpe 1 Öl der Brennkraftmaschine aufzuwärmen. An die Abströmleitung 8

des Druckabbauelements 7 ist ein mit 9 bezeichneter Wärmetauscher angeschlossen, der in üblicher Weise in der nicht dargestellten Bedienungskabine einer Maschine bzw. im Fahrerhaus 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 Ausgestaltung gemäss Fig. 2 kann auch die von der Hydraulikpumpe 1 und dem Druckabbauelement 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 Druckabbauelement 7 vorgesehen und ein zusätzliches Wegeventil 16 eingebaut, wodurch Öl auch ohne Durchgang durch das Druckabbauelement 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 Druckabbauelement 7 der zusätzlichen Belastung und Erwärmung des Kreislaufes und kann zu- und abgeschaltet werden.

Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen wurde davon ausgegangen, dass die Hydraulikpumpe 1 unabhängig von sonstigen Ausgestaltungen der Brennkraftmaschine 01 direkt, gemäss Fig. 4 jedoch indirekt über den Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine aus der Ölwanne ansaugt, wobei sie Öl aus der Druckölleitung 17 hinter der Motorölpumpe 18 entnimmt. 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 Motorölpumpe 18 und Motorölfilter 19 ein Ölkühler 20 und eine thermostatisch geregelte Bypassleitung 21 parallel zum Ölkühler vorgesehen sein. Es sei jedoch daraufhingewiesen, dass hier ein Wärmetauscher wie der Wärmetauscher 9 in Fig. 1 bis 3 als Ölkühler dienen kann, wenn diesem Öl unter Umgehung des Druckabbauelementes 7 zugeführt wird. In diesem Fall kann die den Wärmetauscher verlassende erwärmte Luft, falls in der Bedienungskabine nicht erwünscht, ins Freie strömen.

Durch die Ausgestaltung gemäss Fig. 4 ist es in vorteilhafter Weise möglich, die erfindungsgemässe Heizeinrichtung einfach an einen beliebigen Motor anzuschliessen, da die Druckölleitung bzw. der Motorölfilter üblicherweise von aussen ohne grosse konstruktive und fertigungsmässige Veränderung der Brennkraftmaschine erreicht werden können. Wie in der Ausführung nach Fig. 1 und 3 werden - in Fig. 4 nicht mehr dargestellt - die Hydraulikpumpe 1, die Leitung 5 mit Ventilen 6 und 16 und das Druckabbauelement 7 sowie ,die Abströmleitung 8 bis zum Wärmetauscher 9 gut isoliert, so dass die volle Wärmemenge im Wärmetauscher zur Verfügung steht.

Die Motorölpumpe 18 und die Hydraulikpumpe 1 gegebenenfalls mit Filterung können zu einer Baueinheit zusam-mengefasst sein. Dies kann in Reihenbauweise oder auch in Parallelschaltung erfolgen. Möglich ist auch eine einzige Pumpe, wobei dann das Drucköl für die Schmierung der Brennkraftmaschine in ihrem Druck reduziert werden kann. Die beschriebene Baueinheit kann dann auch vollständig in der Ölwanne od.dgl. untergebracht werden.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Einrichtung zum Beheizen der Bedienungskabine einer Maschine, die von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, insbesondere des Fahrerhauses eines Fahrzeuges, wobei erwärmtes Öl der Brennkraftmaschine einem Wärmetauscher in der Bedienungskabine zugeführt und in das Ölsy-stem der Brennkraftmaschine zurückgeführt wird, gekennzeichnet durch eine von der Brennkraftmaschine angetriebene Hydraulikpumpe (1), die aus dem Ölsammelbehälter (2) der Brennkraftmaschine Öl entnimmt, und durch ein Druckabbauelement (7), das mit der Druckseite (4) der Hydraulikpumpe (1) verbunden ist und an dessen Abströmleitung (8) der Wärmetauscher (9) in der Bedienungskabine angeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Hydraulikpumpe (1) und Druckabbauelement (7) ein Wegeventil (6) vorgesehen ist, an dem ein zum Ölsammelbehälter (2) führender Rücklauf (11) angeschlossen ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikpumpe (1) ein Öl-filter (3) vorgeschaltet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite der Hydraulikpumpe (1) an die Druckölleitung (17) hinter der Motorölpumpe (18) der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.

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

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckabbauelement (7) und dem Wärmetauscher (9) ein Regulierventil (12) eingebaut und eine das Regulierventil (12) und den Wärmetauscher (9) umgehende Bypassleitung (13) mit einem Überdruckventil (14) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Druckabbauelement (7) umgehende Bypassleitung (15) vorgesehen ist, wobei der Durchfluss durch das Druckabbauelement (7) oder die Bypassleitung (15) durch ein weiteres Wegeventil (16) beherrscht wird.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wegeventil (6) am Rücklauf (11) thermostatisch in Abhängigkeit der Öltemperatur im Bereich des Wärmetauschers (9) und/oder dem Ölsammelbehälter (2) steuerbar ist (Fig. 3).

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Wegeventil (16) an der Bypassleitung (15) des Druckabbauelements (7) thermostatisch in Abhängigkeit der Öltemperatur im Bereich des Wärmetauschers (9) und/oder dem Ölsammelbehälter (2) steuerbar ist (Fig. 3).