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Luftheizung für Kraftfahrzeuge mit einem Ventil für die Regelung des
Heizmittelstroms, das durch einen temperaturempfindlichen Balgen betätigt wird Die
Erfindung betrifft Luftheizungen für Kraftfahrzeuge. Solche Heizeinrichtungen verlangen
ein Ventil für die Regelung des Heizmittelstroms. Das Ventil kann von einem temperaturempfindlichen
Balgen gesteuert werden, so daß die Heizung unwirksam gemacht wird, wenn eine gewünschte
Temperatur erreicht wird.
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Man kennt Regeler für stationären Betrieb, die beispielsweise auf
einer Schalttafel oder unmittelbar an einer Wand angebracht sind und bei denen ein
von Hand zu verstellender Zeiger die Einstellung des Balgens auf einen bestimmten
Temperaturbereich bewirkt.
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Entsprechend den besonderen Bedingungen, unter denen ein Fahrzeug
gebraucht wird, müssen die Grenztemperaturen, bei denen das Ventil durch den Balgen
betätigt wird, veränderbar sein, und zwar zweckmäßig durch eine vom Fahrer zu bedienende
Handsteuerung.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Temperaturbereich, in dem der
Balgen wirksam ist, durch eine handbediente Fernsteuerung veränderbar ist, beispielsweise
durch einen Bowdenzug, der über eine Steuerkurve die Stellung eines als einstellbares
Widerlager für das eine Ende des Balgens dienenden Hebels regelt.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Steuerkurve dazu
eingerichtet, beispielsweise durch einen Mechanismus aus Schlitz und Stift, das
Ventil in seinen Endstellungen für vollständigen
Schluß oder vollständige
Öffnung zu verriegeln, so daß es auf weitere Änderungen der Temperatur nicht mehr
anspricht.
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Die Erfindung ist mit ihren Merkmalen im nachstehenden an Hand des
zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Fig. i ist die Teilseitenansicht eines Kraftfahrzeuges, zum Teil fortgebrochen
und zum Teil im Schnitt dargestellt, mit einer Temperaturregelvorrichtung nach der
Erfindung; Fig. 2 veranschaulicht in vergrößertem Maßstab und teilweise im Schnitt
eine Ansicht aus der Ebene der Linie 2-2 in Fig. i ; Fig. 3 ist wiederum in vergrößertem
Maßstab ein Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2 in Pfeilrichtung gesehen; Fig.
4 ist eine vergrößerte Draufsicht in Richtung der Pfeile aus der Ebene 4-4 in Fig.
2; Fig.5 und 6 sind Schnitte durch verschiedene Teile des Temperaturregelventils.
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Fig. i veranschaulicht das Vorderteil eines Kraftfahrzeuges io mit
einem Wasserkühler i i und einem Spritzbrett 12. Eine Luftzuführung 13
ist
von der Vorderseite des Fahrzeuges aus durch das Spritzbrett i2 hindurchgeführt
und enthält einen Wärmeaustauscher 14.
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Eine Leitung 16 verbindet den Kühler mit dem Temperaturregelventil
15 im Spritzbrett 12 und führt an dem Wärmeaustauscher 14 vorbei. Eine Leitung 17
verbindet das Ventil 15 mit dem Wärmeaustauscher 1,4, und eine Leitung i8 führt
von diesem zum Kühler i i zurück. Heißes Wasser strömt vom Kühler durch Rohr 16
und durch das Temperaturregelventil 15 über Leitung 17 zum Wärmeaustauscher
14 und kehrt von :diesem über Leitung 18 zum Kühler ii zurück.
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Das Regelventil regelt die Strömungsmenge des heißen Wassers zum Wärmeaustauscher.
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Ein Regelventil nach der vorliegenden Erfindung ist in allen Einzelheiten
in den Fig.2 bis 6 dargestellt.
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Gemäß Fig. 2 ist die Ventilgrundplatte ig an dem Spritzbrett i2 durch
Bolzen 2o befestigt und besitzt einen vorgepreßten Teil 21, der bei 22 (Fig. 5)
eine Öffnung aufweist.-- Ein Rohrstutzen 23 dient zum Anschluß der Leitung 16 und
ein Rohrstutzen 24 zum Anschluß der Leitung 17. Der Rohrstutzen 24 ist durch Hartlötung
an einem runden Abschlußglied 25 befestigt (Fig. 5). In diesem Abschlußglied 25
ist eine Gummidichtung 26 untergebracht. .Die ganze Anordnung besteht infolgedessen
aus den Rohrstutzen 23 und 24 und dem Abschlußglied 25, das an der Grundplatte ig
durch Haltelappen 27 befestigt ist, die durch Schlitze in der Grundplatte ig hindurchgreifen.
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Ein Ventilschaft 28 ragt durch eine Öffnung 29 in dem Abschlußglied
25 hindurch und wird von dieser geführt. An dem kugelförmigen Ende 30 dieses Ventilschaftes
28 ist ein Kupplungsstück 31 befestigt (Fig.6). Ein Ventil 32, eine Ventilführung
33 und eine Dichtscheibe 34, sind auf dem Kupplungsstück 31 befestigt und werden
durch das Ende 35 dieses Stückes in der durch Fig. 6 veranschaulichten Form gehalten.
Ein Ventilsitz-'36 ist in den Rohrstutzen 24 eingesetzt.
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Der Ventilschaft 28 ist auch an seinem anderen Ende 37 kugelförmig
ausgebildet (Fig. 5) und besitzt an diesem Ende zwei Ringnuten 38 und 39. Die Gummidichtung
26 besitzt die Form einer Membranseheibe mit einem hülsenförmigen Mittelteil 40
(Fig. 5), der den Ventilschaft 28 im Bereich der Ringnut 38 umfaßt und mittels eines
Klemmringes 41 darauf festgelegt ist. Ein Abschlußring 42 um den Ventilschaft 28
umschließt den Hülsenteil 4o der Dichtungsscheibe 26. Dieser Abschlußring wird durch
ein Befestigungsglied 43 in der Ringnut 39 in seiner Stellung gehalten. Die Hinundherbewegung
des Ventilschaftes 28 wird durch eine entsprechende Durchbiegung der Gummidichtung
26 ermöglicht.
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Auf der Grundplatte ig (Fig. 3) ist ein Gehäuse 44 mit Hilfe von Lappen
45 befestigt, die durch Schlitze in der Grundplatte ig hindurchgreifen und :dann
umgebogen sind. Der Regelventillhebel 46 innerhalb. des Gehäuses 44 ist mit diesem
an einem Ende mit Hilfe eines Drehzapfens 47 verbunden. Der Hebel 46 besitzt ein
kanalförmiges Profil und weist Seitenflansche 48 auf, von denen einer zu einem Arm
49 verlängert ist. Der Regelventilhebel 46 besitzt einen Schlitz 5o (Fig. 5) zur
Aufnahme einer Federklemme 51. Ein Ende dieser Federklemme liegt an der Innenseite
des Kanalprofilteiles des Hebels 46, und sein anderes Ende ist so, angeordnet, daß
es den Halsteil 52 des Ventilschaftes 28 nahe seinem kugligen Ende 37 umfaßt. Die
Klemme 51 sorgt dafür, daß der Ventilschaft 28 und der Regelventilhebel 46 während
einer Bewegung dieser Teile zusammenbleiben. Die Bewegung des Hebels 46 und damit
auch des Ventilschaftes 28 wird in einer Richtung durch einen abgebogenen Anschlag
53 (Fig. 4) begrenzt.
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Auf dem Gehäuse 44 sitzt auf einer vom Gehäuse getragenen Welle 55
eine Kurvenscheibe 54 (Fig. 2). Am Ende der Welle 55 ist eine Federscheibe 56 befestigt,
die gegen die Kurvenscheibe drückt und dadurch eine ungewollte Verdrehung derselben
verhindert. Die Bewegungen der Kurvenscheibe 54 werden -mit Hilfe eines Bowdenzuges
57 ferngesteuert, der an der Kurvenscheibe bei 58 befestigt ist. Zur Befestigung
des Bowdenzuges 57 dient eine Stütze 59 mit einem Klemmteil 6o. Der Bowdenzug führt
zu dem Instrumentenbrett 61 (Fig. i) des Motorfahrzeuges und besitzt hier einen
Stellknopf 62. Mittels dieses Bowdenzuges kann die Kurvenscheibe 54 auf ihrer Welle
55 verdreht werden. Auf dem Arm 49 (Fig. 4) des Regelventilhebels 46 sitzt ein Zapfen
63. Dieser Zapfen greift in einen Schlitz 64 der Kurvenscheibe 54 und arbeitet mit
diesem zusammen. Die Breite des Schlitzes 64 ist so groß, daß der Zapfen 63 darin
eine aus der Einziehung des Ventilschaftes a8 resultierende Querbewegung während
der Öffnungs-und Schließbewegung ;des Ventils 32 ausführen kann. Die beiden Endteile
65 und 66 (Fig. 2) dieses Schlitzes sind jedoch schmaler, so daß der
Zapfen
63 in den beiden Endlagen der Kurvenscheibe in den Schlitzenden spielfrei geführt
wird. Wird die Kurvenscheibe 54 also in Richtung des Pfeiles A verstellt, so gelangt
der Zapfen 63 schließlich unverrückbar in den Endteil 65 des Schlitzes; wenn die
Kurvenscheibe in Richtung des Pfeiles B verstellt wird, so kommt der Zapfen 63 schließlich
unverrückbar in das Ende 66 des Schlitzes zu liegen.
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Der Regelventilhebel 46 trägt einen Balgenrahmen 67 (Fig. 4), der
aus einer runden Endwand 68 und einem Paar Armen 69 besteht. Lappen 70 an den Enden
der Arme 69 fassen durch Schlitze im Hebel 46 und sind dann umgelegt, wie in Fig.
3 und ,4 gezeigt. Auf diese Weise ist der Balgenrahmen 67 starr mit dem Regelventilhebel
46 verbunden und macht seine Bewegungen- mit. In den Ansätzen 71 einer der Wände
des Gehäuses 44 ist ein mit der Kurvenscheibe zusammenarbeitender Hebel 72 (Fig.
3) um eine Welle 73 schwenkbar gelagert. An einem Ende besitzt dieser Hebel eine
Vertiefung 74 zur Aufnahme eines Endes des Balgenschaftes 75. Dieser Balgenschaft
ragt durch eine Öffnung 76 in dem Regelventilhebel 46 hindurch und besitzt an seinem
anderen Ende eine abgesetzte Fläche 77, an der ein Kopf 78 ruht. Zwischen der Endscheibe
68 des Balgenrahmens 67 und dem Kopf 78 sitzt ein Balgen 79. Eine Kapillarröhre
8o ist durch den Rahmenteil 68 in den Balgen hineingeführt, die eine beliebige Länge
besitzt und in einer Kugel oder geschlossenen Röhre 81 (Fig. 4) endet. Der Balgen,
die Kapillarröhre 8o und die Kugel 81 sind mit einer temperaturempfindlichen Flüssigkeit
nach Art einer Thermometerflüssigkeit gefüllt. Der Balgenschaft 75 (Fig. 3) ist
von einer Ausgleichfeder 82 umgeben. Ein Ende dieser Feder stützt sich an dem Regelventilhebel
46 ab, während sich das andere Ende gegen eine Stellmutter 83 legt, die auf einen
Gewindeteil 84 des Balgenschaftes aufgeschraubt ist. Die Feder 82 gleicht den Druck
im Balgen 79 innerhalb eines bestimmten Lufttemperaturbereiches aus. Durch Einstellung
der Mutter 83 können Toleranzen in der Feder 82 und im Balgen 79 ausgeglichen werden,
wenn man die Ansprechtemperatur -der Vorrichtung einstellt. Der Regelventilhebel46
wird für gewöhnlich durch eine Hilfsfeder 85 (Fig. 2) in Richtung einer Ventilöffnungsbewegung
gedrückt. Ein Ende dieser Feder stützt sich am Kanalprofilteil des Regelerventilhebels
46 ab und wird hier durch einen herausgebogenen Lappen 86 gehalten. Das andere Ende
der Feder umfaßt einen Lappen 87 am Gehäuse 44.
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Hebel 72 (Fig. 3) besitzt einen Vorsprung 72R, der sich gegen die
Kurve 88 der Kurvenscheibe 54 legt. Die Kurve 88 ist so gewählt, daß bei einer Bewegung
der Kurvenscheibe 54 in Richtung des Pfeiles A (Fig. 2) Hebel 72 um seine Schwenkachse
73 so geschwenkt wird, daß der Balgenschaft 7 5 in Richtung des Pfeiles C (Fig.
3) verschoben wird. Bei einer Bewegung der Kurvenscheibe 54 in der entgegengesetzten
Pfeilrichtung B schwenkt der Hebel 72 infolgedessen in entgegengesetzter Richtung
und verschiebt dann auch den Balgenschaft 75 entgegen der Pfeilrichtung C. - Bewegt
Hebel 72 bei einer Verschwenkung der Kurvenscheibe 54 in Pfeilrichtung A den Balgenschaft
75 in Richtung des Pfeiles C, wird über -den Kopf 78 der Balgen 79 zusammengedrückt
und. über den Balgenrahmen 67 eine Schwenkung des Regelventilhebels 46 in Richtung
eines Ventilschlusses hervorgerufen. In einer solchen Stellung der Teile genügt
eine geringere Balgenbewegung, um das Ventil ganz zu schließen. Wird dagegen die
Kurvenscheibe 54 in Richtung des Pfeiles B verschwenkt, so gilt das Umgekehrte.
Der Hebel 72 schwenkt in entgegengesetzter Richtung, infolgedessen verschiebt
sich auch der Balgenschaft 75 entgegen der Pfeil-- richtung C, so daß sich der Balgen
ausdehnt und eine größere Balgenbewegung erforderlich ist, um das Ventil 32 in eine
völlig geschlossene Lage überzuführen. Bei einer Verschwenkung des Hebels 72 zur
Verschiebung .des Balgenschaftes in Pfeilrichtung C wird nicht nur der Balgen 79
zusammengedrückt,- sondern gleichzeitig auch der Balgenrahmen 67 im ganzen verschoben,
wodurch seinerseits der Regelventilhebel 46 geschwenkt wird, um das Ventil in Schließstellung
zu bewegen. Wird umgekehrt der Hebel 72 in entgegengesetzter Richtung geschwenkt
und bewegt sich infolgedessen der Balgenschaft 75 entgegengesetzt zur Pfeilrichtung
C, so kann sich der Balgen ausdehnen, und der Regelventilhebe146 bewegt unter dem
Einfluß der Hilfsfeder 45 das Ventil aus seiner Schließlage heraus (Fig. 4). Auf
diese Weise kann mit Hilfe des Bowdenzuges 57 und des Stellknopfes 62 (Fig. i und
2) die Einrichtung verstellt werden, um das Ventil innerhalb verschiedener Temperaturänderungsbereiche
arbeiten zu lassen. In geöffneter Stellung des Ventils 32 strömt das Heizmittel
durch Rohr 16 (Fig. i), Rohrstutzen 2@3, das Regelventil, Rohrstutzen 24 und Leitungen
17 zum Wärmeaustauscher 14 und von dort durch Leitung 18 zurück zum Kühler.
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Nunmehr soll eine typische Arbeitsweise dieser Einrichtung unter normalen
Kaltwetterbedingungen beschrieben werden. Ist die Kurvenscheibe 54 im wesentlichen
auf eine Stellung gebracht, die in Fig. 2 veranschaulicht ist, so muß die Lufttemperatur
in der Umgebung von Balgen 79, Kapillarröhre 8o (Fig. 4) und Kugel Si auf etwa 21°
C ansteigen, um die Thermometerflüssigkeit so stark auszudehnen, daß das Ventil
32 geschlossen und dadurch der Umlauf der Heizflüssigkeit durch den Wärmeaus.tauscher
abgeschaltet wird. Bei jeder Temperatur unterhalb 210'C zieht sich der Balgen entsprechend
der umgebenden Raumtemperatur zusammen und verschiebt das Ventil in eine teilweise
oder völlig geöffnete Stellung. Steigt jedoch die Raumtemperatur, so dehnt sich
die Thermometerflüssigkeit und damit auch der Balgen aus und verschiebt das Ventil
in seine Schließstellung. Durch Einstellung der Kurvenscheibe 54 kann die Lufttemperatur,
bei welcher das Ventil 32 geschlossen oder geöffnet wird, nach Belieben eingestellt
werden.
Um :das Ventil 32 auch in seiner völlig geöffne-. ten oder
völlig geschlossenen Stellung festzustellen, so daß das Ventil nicht mehr auf Änderungen
der umgebenden Lufttemperatur anspricht, sind die schmaleren Endfeile 6.5 und 66
(Fig. 2) im Schlitz 64 der Kurvenscheibe 54 vorgesehen. Wird die Kurvenscheibe 54
in Richtung des Pfeiles A völlig geschwenkt und dadurch der Zapfen 63 am Regelventilhebe146
in den schmalen Endteil 65 des Schlitzes gebracht, so ist das Ventil vollständig
geschlossen. Wird umgekehrt die Kurvenscheibe 54 in Richtung des Pfeiles B bis zum
Ende verstellt und dadurch der Zapfen 63 in den schmaleren Endteil 66 des Schlitzes
gebracht, so ist das Ventil 3:2
vollständig geöffnet. An einer Stelle der
Kante des Schlitzes 64 an dem schmaleren Ende 65 befindet sich ein Vorsprung 65a
und am anderen. Ende 66 des Schlitzes ein Vorsprung 66a, über die der Zapfen 63
in den Endstellungen der Kurvenscheibe 54 hinübergleiten muß.