DE1241722B

DE1241722B - Anlage zum Temperieren von Fahrerkabinen, insbesondere an landwirtschaftlichen Maschinen, Baumaschinen od. dgl.

Info

Publication number: DE1241722B
Application number: DEF45263A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Wingen
Original assignee: Georg Fritzmeier GmbH and Co KG
Current assignee: Georg Fritzmeier GmbH and Co KG
Priority date: 1965-02-16
Filing date: 1965-02-16
Publication date: 1967-06-01
Also published as: AT266619B; FR1468351A; US3370645A; GB1113158A

Description

Anlage zum Temperieren von Fahrerkabinen, insbesondere an landwirtschaftlichen Maschinen, Baumaschinen od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Temperieren von Fahrerkabinen, insbesondere an landwirtschaftlichen Maschinen, Baumaschinen od. dgl. mit zwei koaxialen, zu einem geschlossendn Umlaufkühlsystem verbundenen konzentrischen Rohrschlangensätzen für ein mit Außenluft gekühltes und zur Temperierung der Innenluft dienendes Kühlfluid, wobei auf einer zu den Rohrschlangensätzen zentralen Antriebswelle zwei entgegengesetzt axial ansaugende, je einem Rohrschlangenansatz zugeordnete Gebläse vorgesehen sind, die die Rohrschlangen mit Innen- bzw. Außenluft bestreichen.
Es ist eine Temperier-ungsanlage dieser Bauart bekannt, bei der als Gebläse die Rohrschlangensätze radial außen umgebende Gitterzylinder vorgesehen sind, die über eine stationäre zentrale Antriebswelle vom Fahrzeugmotor mit Hilfe eines Keilriemens angetrieben werden. Mit dieser Anlage kann keine verbrauchte Luft aus dem Fahrzeug abgeführt werden. Es ist lediglich möglich, die Fahrzeuginnenluft umzuwälzen und dabei zu kühlen. Darüber hinaus ist diese bekannte Anlage durch die Gitterzylinder verhältnismäßig raumaufwendig und für die relativ kleinen Fahrerkabinen üblicher Fahrzeuge ungeeignet.
Es ist ferner eine Lüfterhaube bekannt, die dazu dient, Kabinenluft auszutauschen und durch Frischluft zu ersetzen. Diese Lüfterhaube besitzt auf einer zentralen Antriebswelle oberhalb bzw. unterhalb des Kabinendachs je ein Flügelrad, von dem das obere Gebrauchsluft absaugt und das untere Frischluft einbläst, wobei für eine getrennte Führung der beiden Luftströme gesorgt ist. Auch in diesem Fall ist es lediglich möglich, Kabineninnenluft durch Außenluft zu ersetzen, d. h., es ist keine Temperierung des Kabineninnenraums möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, die sehr kompakt ist, so daß sie bequem in dem verhältnismäßig kleinen Fahrerkabinenraum untergebracht werden kann, ohne den Fahrer zu stören und die trotz Kompaktheit und geringer Abmessungen eine befriedigende Temperierung bzw. Be- oder Entlüftung der Kabine gewährleistet.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die beiden Gebläse axial zwischen den ihnen zugeordneten Rohrschlangensätzen angeordnet sind, derart, daß sie zu einem doppeltwirkenden Gebläserad vereinigt sind, das zusammen mit der Antriebswelle gegenüber den Rohrschlangensätzen axial verschiebbar ist, wobei in Mittelstellung jeweils ausschließlich die äußeren bzw. inneren Rohrschlangensätze mit Luft bestrichen werden und je nach Verschiebung jeweils ein Flügelrad die Luft sowohl nach der Außen- als auch nach der Innenseite der Kabine bläst.
Diese Anlage gestattet es, durch den einfachen Gedanken der Axialverschiebung zweier entgegengesetzt ansaugender und radial blasender Flügelräder nicht nur die Kabinenluft zu kühlen bzw. zu wärmen, d. h. die Kabinenluft in stetigem Kreislauf an den Rohrschlangen vorbeizuführen, sondern auch die verbrauchte Kabinenluft abzusaugen oder Frischluft einzublasen und. den Kabinenraum unter einen geringen Überdruck zu setzen, so daß das Eindringen von Staub von außen durch Fugen und Ritzen verhindert wird. Dadurch, daß die wesentlichen Teile zentralsymmetrisch zur Antriebsachse ausgebildet und die Anlageteile außerhalb und innerhalb des Kabinengehäuses formgleich ausgestaltet werden können, ist außerdem eine gedrängte Bauweise bei geringen Fertigungskosten möglich.
Vorteilhaft ist die Anlage in an sich bekannter Weise im Dach der Fahrerkabine angeordnet. Zweckmäßig sind bei der erfindungsgemäßen Anlage die Rohrschlangensätze in ringförmig geschlossenen, mit ihrem zentralen Freiraum die Flügelräder umschließenden Gehäusen untergebracht und durch einen in der Kabinengehäuseebene liegenden und sich bis an den Druckstutzen der Flügelräder erstreckenden Ringkeil getrennt, der in Mittelstellung der Flügelräder ein Vermischen beider Luftströme verhindert.
Vorteilhaft sind dabei die Ringgehäuse an den Ansaugseiten der Flügelräder nach außen abgedeckt und besitzen einen nach innen zentral eingezogenen Ringflansch, der den zentralen Ansaugstutzen der zugeordneten Flügelräder mindestens um die Verstellhöhe überdeckt. Die Verschiebbarkeit der Antriebswelle mit den Flügelrädern läßt sich mit Vorteil in der Weise verwirklichen, daß die Antriebswelle mittelbar durch sich radial nach außen erstreckende Lenker am oberen bzw. unteren mit dem Kabinendach fest verbundenen Ringgehäuse axial beweglich angelenkt ist. Die Axialverschiebung der Flügelräder mit Motor und Antriebswelle kann dann einfach mittels Hebel über eine zur Antriebswelle konzentrische Schrätellerführung erfolgen.
Eine besonders kompakte Anlage läßt sich dadurch erreichen, daß der Antriebsmotor innerhalb des zentralen Freiraums des unteren Ringgehäuses angeordnet wird.
Vorteilhaft ist der Antriebsmotor ein Hydraulik-oder Luftmotor, dessen Antriebsmittel von der.Hydraulikanlage oder-den Abgasen des Fahrzeugmotors oder andereidDruckgaslieferern abgezweigt und durch die dann als Rohre ausgebildeten Lenker zu- bzw. abgeleitet wird.
Um ein zu schnelles Zusetzen und Verschmutzen der Anlage zu vermeiden, ist das obenliegende Ringgehäuse mit einem mit der Antriebswelle rotierenden Siebteller abgedeckt, der über Zentrifugalwirkung die angesaugten Verunreinigungen der Luft abschleudert.
Für höhere Ansprüche ist in der Antriebswelle im oberen Ringgehäuse ein vom Antriebsmotor angetriebener Kompressor zur Verdichtung des Kühlmittels vorgesehen, -der überdie dann als Rohre ausgebildeten Lenker mit den Kühlrohren in Strömungsverbindung steht, wobei er zweckmäßig für den Fall einer Beheizung der Kabine elektrisch von dem Antriebsmotor abkuppelbar ist.-Zu- einer einfacheien Lösung kommt man, wenn als Kühlfluid Wasser mit Schwerkraftumlauf vorgesehen wird, wobei auf den oben befindlichen Kühlrohrschlangen ein ' wasserbefeuchteter Filzmantel od. dgl. vorgesehen ist und diese dann durch Verdampfen des im Filz enthaltenen Wassers unter dem Flügelradluftstrom gekühlt werden.
Die Anlage nach der Erfindung kann ohne weiteres auch für das Heizen der Kabine herangezogen werden. Hierzu wird zweckmäßig unterhalb des Ringkeiles in dem über die Kühlrohrschlangen wieder in den Innenraum zurückgelangenden Luftstrom ein im Querschnitt etwa tragflächenartiger Ringflügel vorgesehen, der mittels Widerstandsbeheizung auffieizbar ist. Selbstverständlich muß dann der Kühlmittelumlauf unterbunden werden.
Auch läßt sich eine Beheizung der Kabine dadurch erreichen, daß zwischen den Rohrschlangen mit dem Kühlwassersystem des Fahrzeugs verbindbare Heizschlangen vorgesehen werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Axialschnitt durch eine nach der Erfindung ausgebildete Anlage zum Temperieren von Fahrerkabinen.
Mit 1 und 2 sind zwei Ringgehäuse bezeichnet, die sich jeweils auf der Ober- bzw. Unterseite eines durch die strichpunktierte Linie 3 angedeuteten Kabinendachs befinden. Diese Gehäuse sind auf der Kabinenaußen- bzw. -innenseite durch einen nach einwärts gezogenen Flansch 4 und 5 abgedeckt und in der Ebene des Kabinendachs durch einen Ringkeil 6 voneinander getrennt. Innerhalb des so abgegrenzten Ringraums der Ringgehäuse laufen Sätze 8 und 9 von konzentrischen Rohrschlangen 10 (Verflüssiger) und 11 (Verdampfer), wobei die beiden Sätze durch einen Strömungsanschluß 7 für den Kühlmittelstrom von oben nach unten und durch einen weiteren, nicht dargestellten Anschluß für die umgekehrte Strömungsrichtung zu einem geschlossenen Umlaufsystem verbunden sind.
Im Kern der beiden Gehäuse sitzen auf einer gemeinsamen Antriebswelle 20 zwei Flügelräder 21 und 22, deren axiale Ansaugstutzen von dem axial gerichteten Abschnitt der eingezogenen Gehäuseteile 4 und 5 über ein gewisses Stück überlappt sind. Mit Hilfe des Flügelrads 21 wird in Richtung des Pfeiles 23 Außenluft angesaugt und zum Zweck der Kühlung des Fluids in den Rohrschlangen 10 über die Blasöffnungen 24 in das Ringgehäuse 1 geblasen, aus dem sie nach Umströmen der Rohrschlangen über die öffnungen 25 in Richtung der Pfeile 26 wieder entweicht.
Das Flügelrad 22 saugt in Richtung der Pfeile 30 Luft aus dem Inneren der Kabine an und bläst sie* über die Radialöffnungen 31 in das untere Ring7 gebäuse 2, aus dem die Luft nach Umströmen der Rohrschlangen 11 in Richtung der Pfeile 32 aus den öffnungen 33 temperiert in die Kabine zurückströmt.
Auf der Welle 20 sitzt ein in noch zu beschreibender Weise mit Antriebsmittel gespeister Hydraulik-oder Luftmotor 35, der über eine im Kern der-Flügelräder untergebrachte Elektromagnetkupplung 36 ' mit einem Kompressor 37 kuppelbar ist, der für die Verflüss ' igung des Kühlfluids bestimmt ist. Die eine Kgpplungshälfte 38 ist mit der Welle 20 des Antriebsmotors, die andere 39 mit der Welle 40 des Kompress sors fest verbunden, Zur Vermeidung einer Schmierung wurde die Stabilisierung des Motors 35 und des Kompressors 37 über die Magnetkupplung 36 durch ein _Polyamidlager erreicht, welches die beiden Kupplungshälften der Elektromagnetkupplung bildet.
Die Einheit aus Antriebsmotor 35, Flügelrädei-fi 21 und 22 und Kompressor 37 kann gegenüber den Ringgehäusen 1 und 2 axial verschoben werden. Hierfür sind Antriebsmotor 35 und Kompressor 37 mittels Lenker50und51 an die Ringgehäuse gelenkig angeschlossen. Diese Lenker sind als Rohre ausgebildet, und zwar sorgen die Lenker 51 für den Zu- und Abstrom des Motorantriebsmittels über Stutzen 52, während die Lenker 50 die Strömungsverbindung zwischen Kompressor und den Rohrschlangen 10 für das verflüssigte Kühlmittel herstellen.
Das Einschalten des Motors 35 erfolgt an dem über dem Kopf des in der Kabine sitzenden Fahrers angeordneten Schaltkopf 60, der mittels des Hebels 61 beispielsweise einen Hydraulikschalter betätigt. Über den gleichen Schaltkopf kann die Axialverschiebung der Einheit erfolgen. Hierfür dient ein Hebel 62, welcher eine sehr flach ausgeführte Schrägtellerführung betätigt und somit den Winkel gegenüber den Lenkern 51 verändert. Die Führung dieser Verstellung ist selbstverständlich axial zum Antriebsmotor 35.
In der in der Figur dargestellten Mittelstellung der Anlage dient, wie bereits erwähnt, das untere Flügelrad zum Ableiten der Verdampferkälte in den Kabinenraum, das obere Flügelrad zum Abführen der Verflüssigerwärme an die Außenluft. Hierbei wird durch den Ringkeil 6, der bis an den Druckstutzen der Flügelräder herangeführt ist, ein Vermischen der Radialluftströme beider Flügelräder verhindert. Wird nun durch Verschwenken des Hebels 61 die Einheit in Richtung des Pfeiles X nach oben verschoben, so wird die Luft aus dem untenhegenden Kabinenraum zum Teil über den Ringkeil geblasen -und zusammen mit der Frischluft des Flügelrads 21 über das Ringgehäuse 1 an die Außenluft abgeführt, womit eine Entlüftung der Kabine erreicht wird. Erfolgt dagegen eine Verschiebung in - Richtung des Pfeiles Y nach unten, so wird Frischluft über den Ringkeil 6 nach unten in den Kabinenraum gedrückt. Somit ist auf einfache Weise eine Be- und Entlüftung geschaffen.
Das sich auf den Rohrschlangen 11 bildende Kondenswasser wird in dem einen Tropfmantel bildenden unteren Ringgehäuse aufgefangen und durch ein Abflußrohr, welches zweckmäßig zwischen den beiden Hydraulik- oder Luftanschlüssen 52 liegt, nach außen abgeführt.
Zur Verhinderung einer Verschmutzung infolge starker Verunreinigung der Außenluft ist das obere Ringgehäuse 1 mit einem rotierenden Siebteller 70 abgedeckt, der mit der Kompressorachse drehfest verbunden ist und durch die entstehenden Zentrifugalkräfte die Staubteilchen der Luft wegschleudert.
Mit dieser Anlage ist ohne weiteres auch eine Beheizung der Kabine bei kalter Witterung möglich. Hierzu ist unterhalb des Ringkeiles 6 ein als Stromabweiser wirkender Ringflügel 71 eingebaut, der eine Widerstandsheizung dargestellt und über die Zuführungsleitung 72 mit Strom versorgt wird. Der Ringflügel besitzt zweckmäßig im Querschnitt die Form eines Tragflügels, wodurch sich der Vorteil einer großen Heizfläche im Zusammenhang mit einer intensiven Auffielzung der strömenden Luft durch Stau und Sog ergibt. In dem Schaltkopf 60 befindet sich zweckmäßig ein Thermostat, welcher bei eingeschalteter Heizung die eingestellte Raumtemperatur selbsttätig erhält. Die Einstellung der Raumtemperatur erfolgt über ein sogenanntes Ringtherinometer, welches ebenfalls in dem Schaltkopf sichtbar angebracht wird und durch entsprechende Ableitmaßnahmen mit der Kabelzuführung zum Heizdraht verbunden ist. Mit dem Einschalten der Heizung wird selbstverständlich automatisch der Kompressor 37 mittels der Elektromagnetkupplung 36 abgeschaltet.
Eine kleine Anzeigelampe zwischen dem Ringthennometer zeigt dem Fahrer, ob die Heizung eingeschaltet ist oder nicht.
Eine Beheizung der Kabine läßt sich auch dadurch erreichen, daß zwischen den Rohrschlangen mit dem Kühlwassersystem des Fahrzeugs verbindbare Heizschlangen vorgesehen werden, in denen sich als Flüssigkeit Wasser mit einer 201/oigen Kochsalzlösung oder Wasser aus dem Kühlsystem des Fahrzeugmotors in Schwerkraftumlauf befindet.

Claims

Patentansprüche: 1. Anlage zum Temperieren von Fahrerkabinen, insbesondere an landwirtschaftlichen Maschinen, Baumaschinen od. dgl., mit zwei koaxialen, zu einem geschlossenen Umlaufkühlsystem verbundenen konzentrischen Rohrschlangensätzen für ein mit Außenluft gekühltes und zur Temperierung der Innenluft dienendes Kühlfluid, wobei auf einer zu den Rohrschlangensätzen zentralen Antriebswelle zwei entgegengesetzt axial ansaugende, je einem Rohrschlangensatz zugeordnete Gebläse vorgesehen sind, die die Rohrschlangen mit Innen-bzw. Außenluft bestreichen, d a d u r c h g e - k e n n- z e i c h n e t, daß die beiden Gebläse axial zwischen den ihnen zugeordneten Rohrschlangensätzen (10, 11) angeordnet sind, derart, daß sie zu einem doppeltwirkenden Gebläserad vereinigt sind, das zusammen mit der Antriebswelle gegenüber den Rohrschlangensätzen axial verschiebbar ist, wobei in Mittelstellung jeweils ausschließlich die äußeren bzw. inneren Rohrschlangensätze (10, 11) mit Luft bestrichen werden und je nach Verschiebung jeweils ein Flügelrad die Luft sowohl nach der Außen- als auch nach der Innenseite der Kabine bläst. - 2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die an sich bekannte Anordnung im Dach der Fahrerkabine. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen (10, 11) in an sich bekannter Weise in ringförmig geschlossenen, mit ihrem zentralen Freiraum die Flügelräder (21, 22) umschließenden Gehäusen (1, 2) untergebracht sind, wobei die Flügelräder durch einen in der Dachebene liegenden und sich bis an den Druckstutzen der Flügelräder erstreckenden Ringkeil (6) getrennt sind, der in Mittelstellung der Flügelräder eine Vermischung beider Luftströme verhindert. 4. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringgehäuse (1, 2) an der Ansaugseite der Flügelräder (21, 22) nach außen abgedeckt sind und einen nach innen eingezogenen Flansch (4, 5) aufweisen, der den zentralen Ansaugstutzen der zugeordneten Flügelräder mindestens um die Verstellhöhe überdeckt. 5. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverschiebung der Flügelräder (21, 22) mit Motor (35) und Antriebswelle (20) mittels Hebel (62) über eine zur Antriebswelle konzentrische Schrägtellerführung (63) erfolgt. 6. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (20) mittelbar durch sich radial nach außen erstrekkende Lenker (50, 51) am oberen bzw. unteren, mit dem Kabinendach fest verbundenen Ringgehäuse (1 bzw. 2) axial beweglich angelenkt ist. 7. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (35) innerhalb des zentralen Freiraums des unteren Ringgehäuses (1) angeordnet ist. 8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (35) ein Hydraulik- oder Luftmotor ist, dessen Antriebsmittel von der Hydraulikanlage oder den Abgasen des Fahrzeugmotors oder anderen Druckgaslieferem abgezweigt und durch die dann als Rohre ausgebildeten Lenker (51) zu- bzw. abgeleitet wird. 9. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das obenliegende Ringgehäuse (1) von einem mit der Antriebswelle (20) rotierenden Siebteller (70) abgedeckt ist. 10. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle (20) im oberen Ringgehäuse (1) ein vom Antriebsmotor (35) angetriebener Kompressor zur Verdichtung des Kühlmittels vorgesehen ist, der über die dann als Rohre ausgebildeten oberen Lenker (50) mit den Kühlrohren (10, 11) in Strömungsverbindung steht. 11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (36) elektrisch vom Antriebsmotor (35) abkuppelbar ist. 12. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlfluid Wasser mit Schwerkraftumlauf vorgesehen ist, wobei auf den oben befindlichen Kühlrohrschlangen (10) ein wasserbefeuchteter Filzmantel od. dgl. vorgesehen ist. 13. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Ringkeils (6) vor dem Druckstutzen des unteren Flügelrads (22) ein im Querschnitt etwa tragflächenartiger Ringflügel (71) vorgesehen ist, der mittels Widerstandsbeheizung aufheizbar ist. 14. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rohrschlangen (11) mit dem Kühlwassersystem des Fahrzeugs verbindbare Heizschlangen vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1108 099; USA.-Patentschrift Nr. 3 139 736.