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Luftheizanlage für Kraftfahrzeuge od. dgl. Die Erfindung bezieht sich
auf Anlagern für die Bcheizung von Luft in Kraftfahrzeugen und setzt sich zur Aufgabe,
Verbesserungen, bei dierartigen Anlagen herbeizuführen.
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Keine der biisner bekanntgewordenen Anlagen für die Luftheizung in
Kraftfahrzeugen, hat sich als zweckmäßig erwiesen auf Grund der Tatsache, daß die
zu diesem Zweck verwendeten Wärmetauscher stets eine für die Erwärmung der durch
dieselben strömende Luft ungenügende Kapazität besaßen. Außerdem sind Anlagen oder
obenerwähnten Art melietens mit einem zum Anbrie@b einest Ventilators dienenden
Elektromotor ausgerüstet.. Um nun die Zufuhr einer genügend erwärmtem: Luftnnenge
zu dem Innern, des Kraftfahrzeuges zu gewährleisten, läßb man den Ventilator einen
Teil derbereits im Motorraum vorerwärmten Luft ansaugen, der abermalig erwärmt unter
Druck in das; Fahrzeuginnere geleket wird. Lufterwärmungs.ei;nrichtungen der oben
geschilderten Aus, führung müssen als völlig unzureichend für diese Zwecke bezeichnet
werden unter Berücksichtigung der schädlichen, und in vielen Fällen giftigen Gase
sowie des Wasserdampfes, die in dem Luftstrom enthalten sind. Anlagen dieser Art
sind ferner insofern nachteilig, als der Elektromotor eine nicht unwesentliche Belastung
des Fahrzeugakkumulators darstellt und daß dieAnlage aus diesem Grund nicht immer
gebrauchsfähig -isst.
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Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, die eingangs erwähnten und auch
weitere Nachtedle zu beheben, die bei Luftheizanlagen bisher bekannter
Bauart
auftreten. Die Luftheiizanlage gemäß der Erfindung ist dazu vorgesehen, den während
der Fahrt des. Fahrzeuges, in dein die Anlage eingebaut ist, entstehenden bzw. hervorgerufenen
Stauwind oder Luftstrom aufzufangen: und zum Zwecke der Luftheizung auszunutzen.
Dieser Wind oder Luft= stro@m wird hierbei durch einen oder mehrere Wärmetauscher
der erfindungsgemäßem: Bauart geleitet, in dem die Luft erwärmt und danach dem Fahrzeug
zugeführt wird. Da durch die bekannte Staudruckfärderung der im Innern des Fahrzeuges
vorhandenen Luft ein gewisser Überdruck verliehen wird, wird der Zug verhindert,
der sonst stets im Fahrzeug während der Fahrt vorherrschend ist. Mit Ausnahme von
zwei einstellbaren Reguliervorrichtungen für Kühlwasser- und Luftdurchsatz weist
die Anlage gemäß der Erfindung keinerlei bewegliche Teile auf, die bei sonstigen
Anlagen dieser Art leicht dem Verschleiß ausgesetzt sind.
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Im nachstehenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert,
die einige Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt.
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Fig. i zeigt einen Wärmetauscher gemäß der Erfindung, dessen äußere
Gestalt aus dem linken Teil dieser Figur hervorgeht, bei, dessen Mittelteil die
äußere Umhüllung ausgebrochen, ist und dessen rechter Teil einen Längsschnitt durch
die Mittellinie des Wärmetauschers darstellt; Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der
Linier II-II der Fig. i ; Fig. 3 zeigt den Wärmetauscher nach Fig. i von dem einen
Ende aus gesehen bei entfernter Umhüllung Fig..I veranschaulicht eine Rippenausführung
für den oben dargestellten Wärmetauscher, während Fig. 5 einen Schnitt nach der
Linie V -V der Fig. 4. zeigt; Fig. 6 zeigt einen Querschnitt einer abgeänderten
bzw. alternativen Ausführungsform des. Wärmetauschers; Fig.7 ist eine Draufsicht
der Luftheizanlage gemäß der Erfindung als, im Vorderteil einer Kraftwagenkarosserie
eingebaut; Filg.8 zeigt ein Abzweigrohr ih Seitenansicht mit einem Mundstück für
die Luftzufuhr in das Innere des Fahrzeuges:; Fig. 9 veranschaulicht dasselbe Mundstück
von oben gesehen, während Fig. zo einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 8 darstellt;
Fig. 11, 12 und 13 zeugen eine andere Ausfüh:-rungsform einesMundstückes inDraufsicht,
Seitenansicht :und als Schnitt nach der Linie XIII-XIII der Fig. ii, das, zum verdeckten
Einbau unterhalb der äußeren Bekleidung des. Kraftfahrzeugeis, vorgesehen ist; Fig.
14. veranschaulicht eiirren Längss:chnitb durch eine Reguliervorrichtung für die
Luftheizanlage gemäß der Erfindung,- in Fig. 15 wird die, letztgenannte Vorrichtung
von oben gezeigt, während Filg. 16 eine Detailkonstruktion dieser Vorrichtung darstellt;
schließlich ist Fig. 17 ein Querschnitt nach der Linie XVII-XVII der Fig. 14-Unter
Hinweis: auf die besondere Ausführungsform der Erfindung, wie dilese in der Zeichnung
dargestellt ist, besteht die Luftheizanlage aus einer Lufteinlaßvorrichtung i (Fig.
7), die ihn Vorderteil des Fahrzeuges befestilgt und in an sich bekannter Weilse
mit einem schützenden versehen ist. Die von und, im, diesem Lufteinlaß aufgesammelte
Luft wird! durch ein Rohr od. dgl., das mit 2 bezeichnet ist, einem Wärmetauscher
zugeführt. Wie aus Fig. i heirvorgeht, besteht dieser Wärmetauscher aus: einer Anzahl
parallel ausgerichteter Rohre 3, in denen; je ein weiteres Rohr 4 in deren Längsrichtung
derart angeordnet ist, daß zwischen der Innenfläche der Rohre 3 und der Außenfläche
der Rohre q. ein, zylindrischer Hohlraum 5 entsteht, durch den Kühlflüssigkeit vom
Motor passieren kann:. Die Enden der Rohre 3 sind jeweils feste mit einem Bodenteil?
eiirrer Verbindungskammer 6 verbunden, während die Enden der Rohre 4 jeweils. in
einem Deckel 8 der betreffenden Verbindungskammer befestigt sind. Somit kann Luft
ungehindert durch die vom einem zum anderem Ende durchgehenden Rohre q. strömen.
Die beiden Verbindungskammern, 6 haben die Form eines zylindrischen Hohlringes.
Der zwischen einem jeden Rohr 3 und q. vorhandene Hohlraum 5 steht somit in direkter
Verbindung mit den Kammern 6, so daß die Kühlflüssigkeit= ungehindert von der einen
zu der andtre,n Verbindungskammer 6 fließen kann. Um die Rohre 3 und in der Längsrichtung
des Wärmetauschers hintereinander sind in regelmäßigen, Abständen. und senkrecht
zur Mittelachse des Wärmetauschers Rippen 9 angeordnet, wobei, jeweils zwei benachbarte
Rippen 9 einen im wesentlichen scheibenförmigen Kanal io bilden. Jede in der Hauptsache
scheibenförmige Rippe 9 ist in radialer Richtung und bi's zu einer zweckmäßigen
Tiefe von: außen nach .innen mit einer Anzahl von Einschnitten i i versehen, die
zwischen den Rohren 3 und q verlaufen;, deren gegenüberstehende Kanten in entgegengesetzten
Richtungen leicht umgebogen sind, wie in Fig. 1 bei 12 und 13: angedeutet, so daß
im Innern des. Wärmetauschers außer den bereüts. erwähntenscheibenfärmigenKanälen
io auch mit dem Wärmetauscher parallele, sich in dessen Längsrichtung erstreckende
Durchlässe entstehen. Infolge der umgebogenen Kanten i2 und 13 wird somit die Luft
bzw.. der Luftstrom von einer derartigen Öffnung in; der einen Rippe g zu einer
anderenÖffnung der nächstfodgendenRippe geleitte , so daß ein sich schraubenförmig
fortbewegender Luftstrom entsteht, der nun durch den parallel zu den Rohren gerichteten
Luftstrom durch die Öffnungen i i gekreuzt wird. In der Mitte einer jeden Rippe
9 ist eine kreisrunde Öffnung 1q. vorgesehen, @vobei die Öffnungen 1q. sämtlicher
Rippen 9 einen Mittelkanal bilden. Um die Rohre 3 und die Rippen; 9, d. h:. um denen
nach außen: liegende Kanten, ist teils eine Schutzhülse aus geeignetem, vorzugsweise
blankem Material und teil auch eine weitere äußere Umhüllung angebracht, die mit
16
bzw. 17 bezeichnest ist. Wie bei 15 in Fig. 2 angedeutet, ist
zwischen der Schutzhülle 16 und denn Umfang der Rippen 9 ein gewisser Zwischenraum
vorhanden. D'ie Umhüllungen 16 und 17 sind an den Enden dies Wärmetauschers mit
Hilfe eines. Ringes 18 vereinigt. Die Kühlflüssigkeit, wird dem Wärmetauscher durch
ein Rohr 19 an dessen eiintim Ende zugeführt und durch eiirr entsprechendes Rohr
2o an dessen anderem Ende wieder entnommen, wobei die beiden letztgenannten Rohre
jeweils in diel entsprechende Verbindungskammer münden, und zwar in den Deckel 8
der beiden Kammern 6.
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Bei geringer Fahrtgeschwindigkeit, d. h. wenn nur eine geringe Menge
Luft durch den Wärmetauscher strömt, wird dien hauptsächliche Teil dieser Luftmenge
seihen Weg durch die Öffnungen 11, 14 und 15 sowie durch die Rohre 4 nehmen, da
diese Durchgänge derselben dien gerilngsten Luftwiderstand entgegenbringen. Bei
größerer Fahrtgeschwimdigkeit wird jedoch eine größere Luftmenge entlang den Kanälen
To zwischen je zwei Rippen g geleitet, wo sie den geradeaus fließenden Luftstrom
durch den Wärmetauscher aufteilt mitt dem Ergebnis, daß auch eine größere Luftmenge
der Erwärmung unterworfen wird.. Ein Wärmetauscher der oben erwähnten Konstruktion
ruft: somit eine allmählich fortschreitende Wirkung hervor, die davon abhängig ist,
ob die durch denselben strömende, Luftmenge vergrößert. oder verkleinert wird, wodurch
die Temperatur bei ungefähr, gleichbleibender Menge der durch das Kühlsystem kreisenden
Flüssigkeit auf einem in der Hauptsache konstanten Werit gehalten. wiird. Die Temperatur
kann mit Hilfe einer Reguliervorrichtung auf die erwünschte Höhe gebracht werden,
die die Menge der von dem Motor entnommenen Kühlflüssigkeit regelt. Wenn: auch die
Luftmenge an sich keiner Regelung bedarf, so eist jedoch eine solche für, die Richtung
des Luftstromes, durch das. Fahrzeug erforderlich.
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Von der Auslaßseite des Wärmetauschers, wird die erwärmte Luft durch
einen Schlauch 21 gr'ö ßeren Kalibers einem Abzweigrohr 22 zugeführt., das den entsprechenden
Luftstrom so aufteilt, da.ß ein Teil desselben den Enteisungsdüsen 27 der Frontscheiben
durch das Rohr, 23 zugeleitet wird, während der übrige Teil durch ein; Mundstück
24 dem Inneren des Fahrzeuges zugeführt wird und dort ausströmen kann. Zwecks Regelung
des Luftstromes zu den Enteisungsd'üsen 27 ist eine Drosselklappe 25 (Feg. 9) vorgesehen,
beispielsweisse hinter der Stelle, an dein das Rohr 23 von dem an dem Mundstück
befestigten, Abzweigrohr 22 abgezweigt ist, wodurch die zu dem Mundstück und durch
dieses in das Innere, des, Fahrzeuges, strömende Luft reguliert und die den Enteisungsdüsen
zugeleitete Luftmenge größer oder kleiner gemacht werden kann. Die Drosselklappe
25- kann mittels eines Hebels, od. dgl., der mit 26 bezeichnet ist, betätigt werden.
Das ein Fig.8 bis To dargestellte Mundstück dielt zur Befestigung an der Innenseite
der Fahrzeugbeikleidung, während das Mundstück gemäß Fig. 11 bis 13, dessen Form
etwas von der dein zuerst genannten Mundstückes abweicht., zum Einbau zwischen dem
Rahmen der Karosserie und der Bekleidung des, Kraftfahrzeuges vorgesehen ist.
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Der Wärmetauscher gemäß der Erfindung kann alternativ so, ausgeführt
werden, wie aus Fig. 6 hervorgeht, die ebenfalls einen Querschnitt etwa nach der
Linie II-II der Fig. 1 darstellt. Hier sind. die Rohre 3 und 4 gemäß der im vorhergehenden
beschriebenen Ausführungsform durch drei Rohre 51 ersetzt, die an beiden Enden in
dem Bodenteil 7 der jeweiligen Verbindungskammer befestigt sind, im welchem Fall
der Deckel 8 nicht durchbrochen ist, sondern eine solide Einheit bildet. Ferner
üst hier drei äußere Umhüllung 17 durch eine Isolierhülse 52 ausgetauscht worden.
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Das dem Wärmetauscher die Flüssigkeit zuführende Rohr 19 ist durch
einen Schlauch 28 (Feg. 7) an die Reguliervorrichtung angeschlossen, die im einzelnen
in Fig. 14 biss 17 veranschaulicht ist. Diese Reguliervorrichtung wird vorzugsweise
an der Oberseite des Motors montiert und dienet zur Regelung der dem Wärmetauscher
zugeführten Flüssigkeitsmenge des Kühlwasserkreislaufsystems. Die Reguliervorrichtung
ist zweckmäßig zweiteilig und aus einem Oberteil29 sowie einem Unterteil
30 zusammengesetzt, obwohl auch andere Konstruktionen möglich sind, ohne
von dein grundlegenden Prinzip der Erfindung abzuweichen. In dein Oberteil münden
zwei Rohre 31, die milt Verlängerungsstutzen 32 versehen sind, die zur Halterung
der entsprachendenSchläuche28 (Fig.7) vorgesehen sind. In der Mitte des; Oberteiles.
z9 befindet sich eine axiale Bohrung, in der eine Welle 33 drehbar gelagert isst
und: durch einen Teil 34 je nach der Betätigung einer mit einer feststehenden Konsole
36 zusammenwirkenden Verstellvorrichtung 35 nach dien eiirren oder der anderen Richtung
gedreht werden kann. Um die Welle 33 ist eine kreisrunde Abstandscheibe 37 in einer
größeren Aussparung 38 in; dem Mittelteil des Oberteiles 29 vorgesehen. Zwischen
dieser Scheibe 37 und' der planen Fläche am Boden der Aussparung 38 ,ist eine Packung
39 angebracht. Um nun ein dichtes Anliegen der Scheibe 37 gegen die Packung 39 zu
gewährleisten und zur Sicherstellung eines flüssigkeiitsdichten Verschlusses zwischen
dieser Packung und der Bodenfläche der Aussparung 38, ist eine sekundäre Schraubendruckfed'er
4o dazu vorgesehen:, an ihrem oberen Ende einen nach: oben gerichtete@n Druck gegen
die Scheibe 37 auszuüben und gleichzeitig an ihrem unteren Enden mit einem entsprechenden,
nach unten gerichteten, Druck gegen eine Dichtungsscheibe 41 anzufliegen. D@ilei
letztgenannte Scheibe bewirkt Abdichtung zwischen dem Oberteil der Reguliervorrichitung
und einer Regulierscheibe 42. Die Dichtungs.- und die Regulierscheiben 41 bzw. 42
sind fest miteinander verbunden in an selch bekannter Weise, und sind somit gemeinsam
drehbar durch die Welle 33, die an ihrem unteren Ende eine in die Scheibe 42 eingreifende
Fassung 44 trägt. Die kombinierten Dichtungs- und Regulierscheiben 41, 42 werden
in ihrer relativen Lage gehaltert durch eine primäre schraubenförmige
Druckfedeir
45, deren. oberesEnde gegen die Unterseite der Regulierscheibe 42 anliegt, während
ihr unteres Ende auf einer Reihe von Wulsten 46 ruht, die in dem Bodenteil des als
Behälter 47 ausgebildeten Unterteiles 3,o der Reguliervorrichtung geformt sind.
Die Primärfeder 45 ist aus stärkerem Material ausgeführt als,- die Sekundärfeder
40, so d.aß die Druckspannung der ersitnenann.ten Feder größer isst als die der
Sekundärfeder. In den Dichtungs- und Regulierscheiben 41, 42 sind an zwei diametralen
Punkten tropfenförmige, d. h. nach der cinenSelite halbkreisförmig:.-und nach der
ander=n Seite spitz zusammenlaufende Öffnungen 43 ausgearbeitet; deren verengte
Spitzen mit 4311 bezeichnet, sind (Feg. 16, r7). Diese Öffnungen sind' dazu vorgesehen,
um mit den, Rohrmündungen 3 i zusammenzuwirken. Die Kühlflüssigkeit wird dem Behälter
47 durch eine Rohrleitung 40 zugeleitet, die in denselben zwischen den Wulsten 46
mündet, :so daß die Feder 45 kein Hindernis für den Durchgang dieser Flüssigkeit
ausmacht. Wenn, nun erwärmte; Flüssigkeit denn Wärmetauscher zugeführt werden soll,
so wird die Dichtungs- und Regulierscheibenkombination 41, ,f2 gedreht, bis die
öffnungsteitler 43 den Rohrmün.-dunger:3i genlau gegenübers=tehen. Die tropfeinförm.ige
Ausbildung dieser Öffnungen und insbesondere der spitz zusammenlaufende Teil 4311
derselben. gestatten, daß stets die gewünschte Flüssigkeitsmenge dem Wärmetauscher
zugeleitet werden. kann, was wiederum die Regelung der Temperatur der in das Innere
des Fahrzeuges strömenden: Luft erheblich vereinfachet. Eine geringere bz-w. kleine
Menge Kühlflüssigkeit fließt dann zu dem Wärmetauscher, wenn der verengte Teil 4311
der Öffnung .43 mehr oder weniger der Rohrmündung 31 gegenüberstrht, während
die maximale Erwärmung im Innern des Fahrzeuges erreicht wird, wenn der hauptsächlich
zirkuläre Teil d=ieser Öffnung 43 zur Übereinstimmung mit der entsprechenden Rohrmündung
31 eingestellt wird. Die Drehbewegung der- Kombination 41, 42 erfolgt mit Hilfe
der Welle 33, der durch Betätigung der '#,'ersitellvorri#chtung 35 untrer Vermittlung
des, Teiles, 34, b°@ispielsweise eines Hebelarmes:, eine Drehbewegung in der ciinen
oder anderen Richtung erteilt werden kann.
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Die Erfindung ist keineswegs auf die als Beispiele .in der Zeichnung
dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsfarmen beschränkt, da viele für
den Fachmann naheliegende Abänderungen in konstruktiver Hinsicht mö=glich sind,
ohne von dem Grundprinzip der Erfindung abzuweichen.