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"Fahrzeug mit Regelung der Innentemperatur
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eines Fahrzeuginnenraumes auf einen willkürlich einstellbaren Sollwert"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einer Wärme an einen Fahrzeuginnenraum
abgebenden Heizung und einem auf das die abgegebene Wärmemenge einstellende Stellglied
der Heizung arbeitenden Regelorgan zur Regelung der Innentemperatur des Fahrzeuginnenraumes
auf einen zumindest willkürlich beeinflußbaren Sollwert.
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Bei einem bekannten Fahrzeug dieser Art sind ein direkt mit der Atmosphäre
verbundener Frischluftkanal und ein über einen Wärmetauscher der Heizung mit der
Atmosphäre verbundener Warmluftkanal vor Eintritt in den Fahrzeuginnenraum zu einem
Mischkanal zusammengeführt. Eine den jeweiligen über den Warmluftkanal einströmenden
Anteil des Gesamtluftmenge des Mischkanales einstellende Luftklappe wird von einem
der Außentemperatur ausgesetzten Dehnstoffregler betätigt, der zusätzlich über eine
Heizdrahtwicklung von einem zweiten Regler beeinflußt ist, der Soll- und Istwert
der Innentemperatur vergleicht. Die Regelung erfolgt somit in Abhängigkeit von Außen-und
Innentemperatur. Das Schwingungsverhalten dieser Regeluiig
ist
in bezug auf die Amplitudenweite an sich schon durch die Trcigheif des Dehnstoffreglers
ungünstig. Weiterhin wirkt sich die 7,eitverzögerw1ng zwischen der Änderung der
von dem Wärmetauscher abgegebenen Wärmemenge und der Änderung der innentemperatur
aus, die beträchtlich sein kann1 wenn der jiber den Frischluft1xanal einströmende
Anteil der Gesantluftmenge des Mischkanales von Null wesentlich verschieden ist.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen
darin, bei einem Fahrzeug der eingangs genannten Art das Schwingungsverhalten der
Regelung der Innentemperatur zu verbessern.
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Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise
dadurch gelöst, daß das Regelorgan in Abhängigkeit vom Vergleich zwischen einem
von dem Sollwert der Innentemperatur abhängigen Signal und einem von dem Istwert
der abgegebenen Wärmemenge abhängigen Signal arbeitet.
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Bei dem Fahrzeug nach der Erfindung ist durch den unmittelbaren Einfluß
der von der Heizung abgegebenen Wärmemenge auf das Regelorgan erreicht, daß die
Heizung in einem sehr engen Temperaturbereich arbeitet, d.h., daß die Änderungen
der abgegebenen Wärmemenge und damit die Schwingungsamplituden des Regelvorganges
klein sind.
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Um den Arbeitsbereich der Heizung in Richtung gegen Null gehender
abgegebener Wärmemenge zu begrenzen, ist bei dem Fahrzeug nach der Erfindung vorgesehen,
daß das Regelorgan mit Rückführung der Stellgrößenänderung "abgegeben Wärmemenge
gegen Null" arbeitet.
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Auch in der entgegengesetzten Richtung, d.h. im Sinne des Rrhihens
der abgegebenen Wärmemenge, ist der A'beitsbereich der Ileizung bei dem Fahrzeug
nach der Erfindung begrenzt, und zwar dadurch, daß das Regelorgan mit Rückführung
der Stellgrößen.inderung "abgegebene Wärmemenge gegen unendlich" arbeitet.
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Der Einfluß der Innentemperatur ist bei dem Fahrzeug nach der Erfindung
so berücksichtigt, daß das Regelorgan in Abhängigkeit von der Differenz zwischen
einem von dem Sollwert der Innentemperatur abhängigen Signal und einem Signal arbeitet,
das von der Summe aus einem von dem Istwert der abgegebenen Wärmemenge abhängigen
Signal und einem von den Istwert der Innentemperatur abhängigen Signal abhiingt.
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Schließlich erfolgt eine Beeinflussung des Regelvorganges durch die
Außentemperatur bei dem Fahrzeug nach der Erfindung so, daß das Regelorgan in Abhängigkeit
von der Differenz zwischen einem von dem Sollwert der Innentemperatur abhängigen
Signal und einem Signal arbeitet, das von der Summe aus vom jeweiligen Istwert von
abgegebener Wärmemenge bzw. Außentemperatur abhängigen Signalen abhängig ist.
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Bei dem Fahrzeug nach der Erfindung könnte das ltegelorgan zum Beispiel
einen Summierer aufweisen, der ein nusschließlich von der Summe der Istwertevon
Innentemperatur und abgegebener Wärmemenge abhängiges Ausgangssignal abgibt, dessen
Negativ-Wert in einem weiteren Summierer mit einem von dem Sollwert der Innentemperatur
abhängigen Signal summiert wird. Die Beeinflussung des Regelorganes durch die abgegebene
Wärmemenge gestaltet sich jedoch gerätetechnisch einfacher, wenn die Anordnung so
getroffen ist, daß das Itegelorgan
eine Vergleichsvorrichtung
fiir ein von dem Sollwert und fiir ein von dem Istwert der Innentemperatur abhängiges
Signal aufweist und das von dem Sollwert abhängige Signal unter Subtraktion des
von dem Istwert abhängigen Signales nachgefiihrt wird.
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Das ltegelorgan könnte bei dem Fahrzeug nach der Erfindung weiterhin
mit einem Summierer arbeiten, der ein ausschließlich von der Summe aus den Istwerten
der abgegebenen Wärmemenge und der Außentemperatur abhängiges Ausgangssignal abgibt,
das mit einem von dem Sollwert der Innentemperatur abhängigen Ausgangssignal verglichen
wird. Um jedoch wiederum dle Beeinflussung des Regelorganes durch die abgegebene
Wärmemenge gerätetechnisch zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, daß das Regelorgan
eine Vergleichsvorrichtung für ein von dem Sollwert der Innentemperatur abhängiges
Signal und fiir ein von dem Istwert der Außentemperatur abhängigesSignal aufweist
und das von dem Sollwert abhängige Signal unter Subtraktion des von dem Istwert
abhängigen Signales nachgetiihrt wird.
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Die gerätetechnische Ausbildung des Regelorganes bei dem Fahrzeug
nach der Erfindung ist beziiglich der Nachfiihrung des Sollwertes der Innentemperatur
dadurch vereinfacht, daß das Regelorgan eine Vorrichtung zur Bildung der Summe aus
vom jeweiligen Istwert der Innentemperatur bzw. Aussentemperatur abhängigen Signalen
aufweist und das von dem Sollwert der Innentemperatur abhängige Signal unter Subtraktion
der Summe nachgeführt wird.
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Bei dem Fahrzeug nach der Erfindung kann zur Rückführung der Stellgrößenänderung
"abgegebene Wärmemenge gegen Null" das Regelorgan mit einem Subtrahierer arbeiten,
der ein ausschließlich
von der Differenz der Istwerte voll abgegebener
Wärmemenge und Stellgrößenänderung abhängiges Ausgangssignal liefert, das mit einem
vom- Sollwert der Innentemperatur abhängigen Signal verglichen wird. Unter Beachtung
der Forderung nach einem gerätetechnisch einfachen Aufbau des Regelorganes in Bezug
auf seine Beeinflussung durch die abgegebene Wärmemenge ist es jedoch vorteilhafter,
daß das Regelorgan eine Vergleichsvorrichtung fjjr ein von dem Sollwert der Innentemperatur
abhängiges Signal und für ein von dem Istwert der Stellgrößenänderung "abgegebene
Wärmemenge gegen Nu3l" abhängiges Signal aufweist und das von dem Sollwert abhängige
Signal unter Summierung des von dem Istwert abhängigen Signales nachgeführt wird.
Um hierbei die gerätetechnisch einfache Summierung der Istwerte von Innen- und Außentemperatur
zur Nachführung des Sollwert es zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, daß das Regelorgan
eine Summiervorrichtung aufweist1 in der das temperaturabhfingig nachgefillirte
Signal und ein von dem Istwert der Stellgrößenänderung "abgegebene Wärmemenge gegen
Null" abhängiges Signal summiert werden.
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Bei dem Fahrzeug nach der Erfindung kann das I?egelorgan zur Rückführung
der Stellgrößennderung "abgegebene Wärmemenge gegen unendlich" mit einem Summierer
arbeiten1 der ein ausschließlich von der Summe aus den Istwerten der abgegebenen
Wärmemenge und der Stellgrößenänderung abhängiges Ausgangssignal erzeugt, das mit
einem von dem Sollwert der Innentemperatur abhängigen Signal verglichen wird Aus
den mehrfach schon genannten Griinden der einfacheren Beeinflussung des Regelorganes
von der abgegebenen Wärmemenge ist es jedoch zweckmäßig, daß das Regelorgan eine
Vergleichsvorrichtung für ein von dem Sollwert der Innentemperatur abhängiges Signal
und für ein von dem Istwert der Stellgrößenänderung
"abgegebene
Wärmemenge gegen unendlich" abhängiges Signal aufweist und das von dem Sollwert
abhängige Signal unter Subtraktion des von dem Istwert abhängigen Signales nachgefiihrt
wird. Um hierbei wiederum die einfache Summierung der Istwerte von Außen- und Innentemperatur
zur Nachführung des Sollwertes vornehmen zu können, ist es vorteilhaft, daß das
Regelorgan eine Subtraktionsvorrichtung aufweist, in der das temperaturabhängig
nachgefiihrte Signal und das von dem Istwert der Stellgrößenänderung "abgegebene
Wärmemenge gegen unendlich" abhängige Signal subtrahiert werden.
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Die Erfindung ist besonders fiir Fahrzeuge geeignet, bei denen die
Heizung mit der Abwärme der Brennkraftmaschine arbeitet, da durch die von der abgegebenen
Wärmemenge der Heizung abhängige Regelung die Störgröße Motorlast und bei mit Kühlwasser
betriebener Heizung auch die Störgröße Motordrehzahl aus geregelt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Vergleich
zwischen dem von dem Sollwert der Innentemperatur abhängigen Signal und dem von
dem Istwert der abgegebenen Wärmemenge abhängigen Signal gerätetechnisch so verwirklicht,
daß das Regelorgan ein Nodulierventil für einen Hilfsdruck zum Betrieb eines auf
das Stellglied der Heizung arbeitenden Dnickmittel-Stellmotor aufweist und das in
Abhängigkeit von dem Istwert der abgegebenen Wärmemenge gesteuerte Ventilstellglied
des Modulierventiles mit seiner mit einem unter dem ililfsdruck stehenden Steuerquerschnitt
zusammenarbeit enden Steuerkante wie auch der über einen Stelltrieb mit einem willkiirlich
betätigbaren Sollwert-Geber verbundene Steuerquerschnitt gegenüber dem Ventilgehäuse
des Modulierventiles relativbeweglich angeordnet sind.
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Die Beeinflussung des Ventilstellgliedes durch die abgegebene Wärmemenge
erfolgt hierbei so, daß das Ventilstellglied des Nodulierventiles von einem in einem
von durch die heizung aufgeheizt er Warmluft durchströmten Meßkanal angeordneten
I3imetall-Streifen betätigt ist.
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Zur Übertragung des Solllfertes der Innentemperatur auf das Nodulierventil
bzw. auf dessen Steuerquerschnitt ist die Anordnung so getroffen, daß der Stelltrieb
einen mit seinem Summengelenk mit dem Steuerquerschnitt verbundenen Differentiahebel
aufweist, dessen einer Hebelarm mit dem Sollwert-Geber verbunden und dessen anderer
Hebelarm nach Gehäuse Abgestiitzt ist.
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Zur Erzielung eines einfachen gerätetechnischen Aufbaues ist es vorteilhaft,
daß das Regelorgan mit Itiickfiihrung des von dem Istwert der Stellgrößenänderung
"abgegebene Wärmemenge gegen Null" abhängigen Stellweges des Stellgliedes der heizung
arbeitet.
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Zur einfachen Ubertragung dieses Stellweges auf das Elodulierventil
ist die Anordnung in vorteilhafter Weise so getroffen, daß das Stellglied der heizung
mit einem Anschlag fiir seinen der Stellgrößenänderung entsprechenden Stellweg verbunden
ist, der mit einem Gegenanschlag an dem einen Hebelarm eines Differentialhebels
zusammenarbeitet, dessen anderer Hebelarm auf den Steuerquerschnitt einwirkt.
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In Einsparung besonderer Stellmittel zwischen Anschlag und Differentialhebel
ist es vorteilhaft, daß der Anschlag an einem das Stellglied der heizung mit seinem
Stellmotor verbindenden Gestänge angeordnet ist.
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Die Summierung der von den beiden Differentialhebeln auf das Modulierventil
abgegebenen Ilebelweg-Signale erfolgt vorteilhafterweise so, daß das Summengelenk
des Differentialhebels für die Rückführung der Stellgrößenänderung "abgegebene Wärmemenge
gegen Null" mit dem Summengelenk des Differentialhebeis
für den
Sollwert der Innentemperatur verbunden ist.
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Entsprechend der Rückführung der der Stellgrößenänderung "abgegebene
Wärmemenge gegen Null" kann die Rückführung der Stellgrößenänderung "abgegebene
Wärmemenge gegen unendlich" auf das Modulierventil gestaltet sein.
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Zur Nachführung des Sollwertes der Innentemperatur in Abhängigkeit
vom Istwert ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß eine unter dem Einfluß der Innentemperatur
volumenveränderliche Ausdehnungsdose auf den Steuerquerschnitt arbeitet.
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Die Differenzbildung ist vorteilhafterweise dabei so vorgenommen,
daß die Ausdehnungsdose zwischen Gehäuse und den nach Gehäuse abgestützten Hebelarm
des Differentialhebels für den Sollwert der Innentemperatur geschaltet ist.
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Das Meßergebnis für den Istwert der Innentemperatur kann dadurch gerätetechnisch
direkt verwertet werden, daß die Ausdehnungsdose durch eine Kapillarleitung mit
einem Temperaturfühler verbunden ist.
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In entsprechender Weise kann die Außentemperatur gemessen und über
eine Ausdehnungsdüse auf den Steuerquerschnitt des Modulierventiles zur Wirkung
gebracht sein.
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In baulicher Vereinfachung des Regelorganes könnte eine mittels zweier
Kapillarleitungen mit jeweils einem Temperaturfühler für die Innentemperatur und
die Außentemperatur verbundene gemeinsame Ausdehnungsdose auf den Steuerquerschnitt
des Modulierventiles
geschaltet sein.
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Zur beweglichen Anordnung des Steuerquerschnittes ist es baulich vorteilhaft,
daß der Steuerquerschnitt an einem an einem gehäusefesten Lager angelenktem Halter
befestigt ist, der unter der Wirkung federnder Mittel an einem Anschlag an dem anderen
Hebelarm des Differentialhebels für die Rückführung anliegt.
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Um für den Steuerquerschnitt eine Gleichgewichtslage zu schaffen,
ist es zweckmäßig, daß auf die Summengelenke der Differentialhebel eine an einem
gehäusefesten Teil verankerte Gegenfeder einwirkt.
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Um zu verhindern, daß die Heizung beim Ausfall oder Abschalten der
Arbeitshilfskraft des Stellmotores auf volle Leistung gebracht oder ausgeschaltet
wird, ist vorgesehen, daß der Stellmotor für das Stellglied der Heizung doppeltwirkend
ist. iiierbei steuert das Modulierventil ein Umschaltventil zur wechselweisen Verbindung
der beiden Arbeitsdruckkammern des Stellmotores mit einer Arbeitsdruckquelle.
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Bei dem Fahrzeug nach der Erfindung kann eine Klimaanlage vorgesehen
sein, die der Heizung Frischluft von konstanter Temperatur zuführt, die von der
heizung erwärmt und danach in den Innenraum des Fahrzeuges geleitet wird.
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Wie die Erfindung beispielsweise verwirklicht sein kann, ist im folgenden
anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen für ein erfindungsgemäßes
Fahrzeug mit
flüssigkeitsgekühlter Brennkraftmaschine und von Kühlwasser
gespeister Heizung beschrieben. In der Zeichnung, die nur die zum Verständnis der
Erfindung erforderlichen Merkmale des Fahrzeuges zeigt, bedeuten Fig. 1 die Schemadarstellung
des Blockschaltbildes eines als Regelorgan für die Regelung der Innentemperatur
eines Fahrzeuginnenraumes arbeitenden Rechners, Fig. 2 eine Draufsicht auf ein nach
dem Blockschaltbild der Fig. 1 arbeitenden mechanischen Regelorganes für die Regelung
der Innentemperatur eines Fahrzeuginnenraumes, Fig. 3 das Modulierventil des Regelorganes
der Fig. 2 im Schnitt und in vergrößertem Maßstab, Fig. 4 ein Schnitt durch das
Modulierventil des Regelorganes der Fig. 2 nach Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 den
Differentialhebel für die Einstellung des Sollwertes der Innentemperatur des Regelorganes
in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab, Fig. 6 den Differentialhebel der Fig. 5 in Seitenansicht,
Fig.
7 den Differentialhebel für die Rückführung der Stellgrößenänderungen des Regelorganes
der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab, und Fig. 8 den Differentialhebel der Fig. 7
in Seitenansicht.
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Nach Fig. 1 weist der Rechner 9 einen Signalgeber 10 für ein dem Sollwert
Ti(Soll) der Innentemperatur analoges Eingangssignal 11, einen Signalgeber 12 für
ein dem Istwert Ta(Ist) der Außentemperatur T analoges Eingangssignal 13, einen
a Signalgeber 14 für ein dem Istwert Ti(Ist) der Innentemperatur Ti analoges Eingangssignal
15, einen Signalgeber 16 für ein der Stellgrößenänderung bQ(+) für Q gegen unendlich
analoges Eingangssignal 17, einen Signalgeber 18 für ein der Stellgrößenänderung
Au( ) für Q gegen Null analoges Eingangssignal 19 sowie einen Signalgeber 20 für
ein dem Istwert (Ist) der von der nicht näher dargestellten Heizung unmittelbar
abgegebenen Wärmemenge Q analoges Eingangssignal 21 auf.
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Die Eingangssignale 13 und 15 werden in einen Summierer 22 eingegeben,
der ein der Summe der Istwerte Ta(Ist) und Ti (Ist)- analoges Zwischensignal 23
liefert.
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Ein nicht gezeigter Multiplizierer liefert ein dem Negativ-Wert des
Zwischensignales 23 analoges Zwischensignal, das zusammen mit dem Eingangssignal
11 einem Summierer 24 zugeführt wird, der ein der Differenz der eingegebenen Signale
11 und 23 analoges Zwischensignal 25 abgibt. Ein Multiplizierer
26
liefert ein dem Negativwert des Eingangssignales 17 analoges Zwischensignal 27,
das zusammen mit dem Eingangssignal 19 und dem Zwischensignal 25 in einen Summierer
28 eingegeben wird, der ein der Summe der eingegebenen Signale analoges Zwischensignal
29 erzeugt. Ein weiterer Multiplizierer 30 bildet ein zum Negativwert des Eingangssignales
21 analoges Zwischensignal 31, das in einen Summierer 32 zusammen mit dem Zwischensignal
29 eingegeben wird. Der Summierer 32 gibt ein Ausgangssignal 33 ab, das dem Ausdruck
analog ist. Das Ausgangssignal 33 ist damit abhängig von der Differenz Ti(Soll)
- (15t)' d.h. von der Differenz aus dem Sollwert der Innentemperatur und dem Istwert
der abgegebenen Wärmemenge. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Wandlers wird ein
zum Ausgangssignal 33 proportionaler Unterdruck zu(33) eingestellt, der einem gegen
eine Feder 34 arbeitenden Unterdruck-Stellmotor 35 zur Betätigung eines Umschaltventiles
36 zugeleitet wird. Das Umschaltventil 36 steuert die wechselweise Verbindung der
beiden Unterdruckkammern 37 und 38 eines doppeltwirkenden Unterdruck-Stellmotores
39 mit einer Unterdruckquelle 40, die z.B. das Saugrohr der nicht näher dargestellten
Brennkraftmaschine sein kann. Die auf das Stellglied der Heizung arbeitende Kolbenstange
41 des Stellmotoros 39 ist mit je einem Anschlag 42 bzw. 43 für die Messung das
der Anderung AQ( ) bzw. aQ(+) der von der Heizung abgegebenen Wärmemenge entsprechenden
Stellweges versehen.
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Die über das Kühlwasser der Heizung zugeführte Abwärmemenge
der
Brennkraftmaschine ist von der Drehzahl der Kühlwasserpumpe und damit von der Maschinendrehzahl
nMot sowie von der Belastung der Brennkraftmaschine und damit von deren Drehmoment
MdM t abhängig. Schließlich ist die von der Heizung abgegebene Wärmemenge von dem
Frischluftdurchsatz des Wärmetauschers der Heizung und damit von der Fahrgeschwindigkeit
vF des Fahrzeuges abhängig. Diese Störgrößen vF; nMot und MdMot einer von der Abwärme
der Brennkraftmaschine über deren Kühlwasser gespeisten Heizung werden von dem Regler
9 durch den Vergleich zwischen Sollwert der Innentemperatur und Istwert der abgegebenen
Wärmemenge wirkungsvoll ausgeregelt.
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Bei dem Regelorgan 44 der Fig. 2 ist eine an fahrzeugfesten Teilen
vor dem Armaturenbrett bewegungsfest angeordnete Halterung 45 vorgesehen, die eine
Konsole 46 zur Halterung eines doppeltwirkenden Unterdruck-Stellmotores 47 mittels
einer Schraubbefestigung 48 aufweist. Die Halterung 45 ist mit einem zu ihr bewegungsfesten
Lagerarm 49 versehen, an dem ein zweiarmiger Umlenkhebel 50 drehbar gelagert ist.
Während an dem einen Hebelarm 51 des Umlenkhebels 50 ein zu dem Stellglied der Heizung
führender Seilzug 52 angelenkt ist, ist an dem anderen Hebelarm 53 das eine Ende
einer Stellstange 54 angelenkt, deren anderes Ende mit der Kolbenstange 55 des Unterdruck-Stellmotores
47 verbunden ist.
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An einer zur Halterung 45 bewegungsfesten Konsole 56 sind ein Umschaltventil
57 mit einem dessen Ventilstellglied betätigenden Unterdruck-Stellmotor 58 gehaltert.
Ein mittlerer Ventilanschluß 59 des Umschaltventiles 57 ist über eine eine Drossel
60 enthaltende Unterdruck-Speiseleitung 61 an das
Saugrohr der
Brennkraftmaschine angeschlossen. Zwei beiderseits des Ventilanschlusses 59 liegende
Ventilanschlässe 62 und 63 des Umschaltventiles 57 sind über je eine Unterdruck-Arbeitsleitung
64 bzw. 65 mit jeweils einer der beiden Unterdruck-Arbeitskammern 66 bzw. 67 des
Stellmotores 47 verbunden.
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Die Unterdruck-Arbeitskammer 68 des Stellmotores 58 steht mit einer
Unterdruck-Steuerleitung 69 in Verbindung, die sowohl über eine Drossel 70 an das
Saugrohr der Brennkraftmaschine als auch an ein Modulierventil 71 angeschlossen
ist, das den Unterdruck in der Steuerleitung 69 einstellt. In der Neutralstellung
des Umschaltventiles 57 ist der Stellmotor 47 von der Speiseleitung 61 abgeschaltet.
Dagegen ist in den beiden Endstellungen des Umschaltventiles 57 jeweils eine der
beiden Arbeitsdruckkammern 66 bzw. 67 des Stellmotores 47 mit der Speiseleitung
61 verbunden. Das Umschaltventil 57 ist auf den Stellmotor 47 so geschaltet, daß
bei ansteigendem Unterdruck in der Steuerleitung 69 der Seilzug 52 im Sinne der
Erhöhung der abgegebenen Wärmemenge betätigt wird.
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Das Modulierventil 71 ist mit einem Meßrohr 72 versehen, das auf einer
bewegungsfesten Konsole 73 (Fig. 4) der Halterung 45 mittels einer Schraubbefestigung
74 gehaltert ist. An einem Ende ist das Meßrohr 72 mit einem Anschlußstutzen 75
für einen Schlauch 76 versehen, über den unmittelbar von der Heizung aufgeheizte
Warmluft in das Meßrohr eingeleitet wird.
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Innerhalb des Meßrohres 72 ist ein Bimetall-Streifen 77 angeordnet,
dessen eines Ende ein knopfförmiges Ventilschließglied 78 trägt und dessen anderes
Ende über eine Schraubbefestigung 79 am Meßrohr 72 eingespannt ist. Das Ventilßchließglied
78 stützt'sich im Öffnungssinn an dem einen Ende einer
Ventilfeder
80 ab, deren anderes Ende an einem zungenartigen Fortsatz 81 des Meßrohres 72 abgestützt
und gehaltert ist.
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Außen ist das Meßrohr 72 mit einem Lagerzapfen 82 für die drehbare
Lagerung eines zweiarmigen Winkelhebels 83 versehen, an dessen einem Hebelarm 84
eine in einer Öse 85 des Meßrohres 72 verankerte Zugfeder 86 angreift. Die Zugfeder
86 hält den anderen Hebelarm 87 des Winkelhebels 83 in Anlage an einem Anschlagbolzen
88. In den Hebelarm 87 ist ein bolzenartiger Ventilsitz 89 eingeschraubt und mittels
einer Kontermutter 90 am Hebelarm fixiert. Der Ventilsitz 89 endet in einen Anschlußstutzen
91 für die Steuerleitung 69. Eine vom Anschlußstutzen 91 ausgehende Zentralbohrung
92 des Ventilsitzes 89 mündet in einen mit dem Ventilschließglied 78 zusammenarbeitenden
düsenartig verengten Steuerquerschnitt 93. Je kleiner der Abstand zwischen der äußeren
Mündung des Steuerquerschnittes 93 und dem Ventilschließglied 78 ist, umso höher
ist der Unterdruck in der Steuerleitung 69. Der Bimetall-Streifen 77 mißt über die
Temperatur der in das Meßrohr 72 eingeleiteten Warmluft die von der Heizung abgegebene
Wärmemenge und übt eine bei ansteigender Wärmemenge den Abstand zwischen Steuerquerschnitt
93 und Ventilschließglied 78 zu vergrößern suchende Stellkraft auf das Ventilschließglied
78 aus.
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Ein Verbindungshebel 94 ist mit seinem einen Ende an einer bewegungsfesten
Konsole 95 der Halterung 45 schwenkbar angelenkt. Zwischen zwei gabelförmig aufgespreizte
Zungen 96 am anderen Ende des Verbindungshebels 94 greift ein bewegungsfester Führungsarm
97 der Halterung 45 so ein, daß dieses Ende des Verbindungshebels 94 gegen Auslenkungen
in den Richtungen
der Anlenkachse an der Konsole 95 gesichert
ist.
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In korrespondierenden Lageröffnungen des Verbindungshebels 94 sind
zwei Differentialhebel 98 und 99 drehbar gelagert.
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Der in die jeweilige Lageröffnung des Verbindungshebels 94 eingesetzte
Lagerzapfen ist beim Differentialhebel 98 mit 100 und beim Differentialhebel 99
mit 101 bezeichnet.
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Der den Anschlagbolzen 88 für die Verstellung des Steuerquerschnittes
93 relativ zum Meßrohr 72 tragende Hebelarm des Differentialhebels 98 ist mit 102
bezeichnet. Der andere Hebelarm 103 dieses Differentialhebels weist einen Fuhrungsschlitz
104 auf, in den ein korrespondierender Anschlagbolzen 105 der Stellstange 54 eingreift.
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Bei Stellbewegungen des Stellmotores 47 im Sinne der Erhöhung der
abgegebenen Wärmemenge betätigt die Stellstange 5 den Umlenkhebel 54 mit Bezug auf
Fig. 2 im Uhrzeigersinn, so daß die mit dem Anschlagbolzen 105 zusammenarbeitende
Gegenanschlagfläche 106 (Fig. 7) des Führungsschlitzes 104 zur Rückführung dieser
Stellgrößenänderung 6 Q(+) für Q gegen unendlich auf das Modulierventil 71 im Sinne
einer Verringerung der abgegebenen Wärmemenge dient. In entsprechender Weise dient
die andere mit dem Anschlagbolzen 105 bei Stellbewegungen im Sinne einer Verringerung
der abgegebenen Wärmemenge zusammenarbeitende Gegenanschlagfiche 107 des Führungsschlitzes
104 zur Rückführung der Stellgrößenänderung n für Q gegen Null auf das Modulierventil
71 im Sinne einer Erhöhung der abgegebenen Wärmemenge. Die Rückführung auf das Modulierventil
71 ist dann jeweils dadurch verwirklicht, daß
der Differentialhebel
98 sowohl als Multiplizierer für die Bildung des Negativwertes der Stellgrößenänderung
AQ arbeitet als auch eine dem Betrag der Stellgrößenänderung Q analoge Verlagerung
des Steuerquerschnittes 93 relativ zum Meßrohr 72 über den Winkelhebel 83 einstellt.
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An dem einen Hebelarm 108 des Differentialhebels 99 ist ein Seilzug
109 angelenkt, der zur willkürlichen Einstellung des Sollwertes der Innentemperatur
dient und zu diesem Zweck zu einem nicht dargestellten Einstell- und Anzeigegerät
im Innenraum des Fahrzeuges geführt ist. Der andere Hebelarm 110 des Differentialhebels
99 weist einen Lagerzapfen 111 auf, an dem ein über zwei hintereinander geschaltete
Ausdehnungsdosen 112 und 113 an einem bewegungsfesten Rahmen 114 der Halterung 45
abgestützter Stützhebel 115 angelenkt ist. Von den beiden zueinander relativbeweglichen
Dosenteilen der über eine Kapillarleitung 116 mit einem Temperaturfühler 117 für
die Innenluft verbundenen Ausdehnungsdose 112 ist der eine mit dem Stützhebel 115
und der andere mit einem Distanzstück 118 verbunden. Dagegen ist von den beiden
zueinander relativbeweglichen Dosenteilen der über eine Kapillarleitung 119 mit
einem Temperaturfühler 120 verbundenen Ausdehnungsdose 113 der eine mit dem Distanzstück
118 und der andere mit dem Rahmen 114 verbunden. Auf diese Weise ist die Abstandsänderung
des Stützhebels 115 gegenüber dem Rahmen 114 analog der Änderung der Summe der Istwerte
von Innen- und Außentemperatur.
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Der Differentialhebel 99 bildet somit die Differenz aus dem Sollwert
der Innentemperatur und der Summe der Istwerte von Innentemperatur und Außentemperatur;
der hieraus resultierende analoge Differenzschwenkwinkel des Verbindungshebels 94
wird
auf das Modulierventil 71 als Lageänderung des Steuerquerschnittes
93 übertragen.
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In je eine Öse 121 bzw. 122 am Verbindungshebel 94 bzw. Rahmen 114
ist eine der Zugfeder 86 entgegenwirkende Gegenfeder 123 eingehängt, um den Winkelhebel
83 und damit den Steuerquerschnitt 93 in einer Gleichgewichtsstellung relativ zum
Meßrohr 72 zu halten bzw. in letztere zu bewegen.
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Änderungen der von der Heizung abgegebenen Wärmemenge werden unter
Ausschaltung irgendwelcher Störgrößen unmittelbar von dem Bimetall-Streifen 77 in
Lageänderungen des Ventilschließgliedes 78 relativ zum Fortsatz 81 und damit zum
Meßrohr 72 umgesetzt. Bei steigender Wärmemenge verringert sich der Abstand des
Ventilschließgliedes 78 zum Fortsatz 81, wodurch bei konstanter Lage des Steuerquerschnittes
93 relativ zum Meßrohr 72 sich der Abstand zwischen Ventilschließglied 78 und Steuerquerschnitt
93 vergrößert und damit der Unterdruck in der Zentralbohrung 92 und damit in der
Steuerleitung 69 absinkt. Bei abnehmender Wärmemenge übt der Bimetall-Streifen 77
eine Schließkraft im Sinne einer Vergrößerung des Abstandes zwischen Ventilschließglied
78 und Fortsatz 81 aus, so daß sich bei konstanter Lage des Steuerquerschnittes
93 relativ zum Meßrohr 72 der Abstand zwischen Steuerquerschnitt 93 und Ventilschließglied
78 verringert und somit der Unterdruck in der Steuerleitung 69 ansteigt.
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Demnach arbeitet das Regelorgan 44 wie folgt: Entsprechend dem am
Differentialhebel 99 erfolgende Vergleich
zwischen der Sollwert-Stellung
des Ilebelarmes 108 für die Innentemperatur und der zur Summe der Istwerte von Innen-
und Außentemperatur analogen Abstands stellung des Stützhebels 115 stellt der Verbindungshebel
94 die Lage des Steuerquerschnittes 93 relativ zum Meßrohr 72 ein, in der mit Hilfe
des Bimetall-Streifens 77 der Vergleich mit der abgegebenen Wärmemenge der Heizung
erfolgt. Je nachdem, ob der Istwert der abgegebenen Wärmemenge zu hoch oder zu niedrig
zur Erzielung des Sollwertes der Innentemperatur liegt, stellt der Bimetall-Streifen
77 einen niedrigeren oder höheren Unterdruck in der Steuerleitung 69 ein, worauf
der Stellmotor 47 in Stellungen für Verringerung oder Erhöhung der abgegebenen Wärmemenge
gebracht wird. Aufgrund der bereits oben beschriebenen Arbeitsweise des Differentialhebels
98 für die Rückführung der Stellgrößenänderungen Q(+) und A Q( ) sind die vom Regelorgan
ausgelösten Änderungen der abgegebenen itärmemenge dem Betrage nach sehr klein,
wodurch auch die Abweichungen des Istwertes der Innentemperatur vom Sollwert klein
gehalten werden. Durch seine Abhängigkeit vom Vergleich zwischen dem Sollwert der
Innentemperatur und dem Istwert der abgegebenen Wärmemenge spricht das Regelorgan
wesentlich schneller an, als wenn es nur in Abhängigkeit von den Istwerten von Innen-
und Außentemperatur arbeiten würde.