DE2931104C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beheizung des Innenraums von Nutzfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei einer derartigen Vorrichtung, die im allgemeinen auch zum Belüften ausgelegt ist, ist es beispielsweise aus der DE-OS 26 34 713 bekannt, im Bereich des Fahrerplatzes einen Hauptschalter vorzusehen, durch den die Vorrichtung in Betrieb gesetzt werden kann und der es ermöglicht, das oder die Gebläse auf voller oder halber Drehzahl laufen zu lassen. Gewöhnlich werden beim Anfahren die Gebläse auf volle Drehzahl eingestellt, wobei beim Heizungsbetrieb die Gebläse über einen Kühlwasserthermostaten erst in Betrieb gesetzt werden, wenn die Wärmetauscher eine genügend große Wärmemenge zur Verfügung stellen. Die Antriebsmotoren bzw. Gebläse laufen dann - unabhängig davon, ob beheizt oder belüftet wird - solange auf vollen Touren, bis der Fahrer den Hauptschalter zu­ rückstellt, um die Antriebsmotoren mit einer reduzierten Drehzahl zu betreiben. Da der Fahrer sich jedoch auf die Lenkung des Fahrzeugs konzentriert, wird das Zurückschal­ ten der Gebläse gewöhnlich vergessen, die dann auf vollen Touren weiterlaufen, was an sich nicht erforderlich ist, jedoch zu einem vorzeitigen Verschleiß der Kohlebürsten und zu einer permanenten Geräuschbelästigung der Fahr­ gäste führt.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Verschleiß der Kohlebürsten zu reduzieren und damit die Betriebsdauer der Antriebsmotoren für die Gebläse er­ heblich zu vergrößern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei der eingangs näher erläuterten Vorrichtung erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwischen einem Hauptschalter in der positiven Speise­ leitung und Anschlüssen für die jeweiligen Drehzahlstufen des oder der Antriebsmotoren ein zeitabhängig arbeitendes Umschaltrelais angeordnet ist, das den oder die Antriebs­ motoren zunächst auf ihrer vollen Drehzahl und nach einer bestimmten Zeitspanne auf einer reduzierten Drehzahl lau­ fen läßt.

Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß nach der Betäti­ gung des Hauptschalters die Antriebsmotoren der Gebläse zunächst auf vollen Touren, beispielsweise mit 5000 UpM, laufen, nachdem der Wasserthermostat eine Wassertempera­ tur von beispielsweise 60°C festgestellt hat, damit die Vorrichtung nicht zunächst ohne Heizleistung arbeitet. Gleichzeitig wird das zeitabhängig arbeitende Umschalt­ relais in Tätigkeit gesetzt, das auf eine bestimmte Zeit­ spanne voreingestellt ist. Die Zeitspanne kann in Ab­ hängigkeit von den Jahreszeiten oder den äußeren Klima­ bedingungen beliebig eingestellt werden. Nach Ablauf der Zeitspanne schaltet das Relais um, so daß die Antriebs­ motoren mit einer verminderten Drehzahl von beispiels­ weise 3000 UpM umlaufen. Die Gebläse laufen dann weiter mit reduzierter Leistung, wobei die Kohlebürsten erheb­ lich geschont werden und der Geräuschpegel sowie der Stromverbrauch sinken, was eine bedeutende Energieein­ sparung mit sich bringt. Beim Aufheizen steht damit eine hohe Gebläseleistung zur Verfügung, während zum Aufrechter­ halten der voreingestellten Raumtemperatur eine normale Gebläseleistung aufgebracht wird. Durch diese Schon-Schaltung wird die Lebensdauer der Kohlebürsten mindestens verdrei­ facht. Das Zurückschalten erfolgt ohne Eingreifen des Fahrers, so daß dieser gleichzeitig entlastet ist und sich unvermindert auf den Fahrbetrieb konzentrieren kann.

Der Raumthermostat ist zweckmäßigerweise in der Anschluß­ leitung für die reduzierte Drehzahl vorgesehen. Das oder die Gebläse können damit in Abhängigkeit von der Raum­ temperatur aus- bzw. eingeschaltet werden.

Ist in der kalten Jahreszeit die Anheizzeit mit der vollen Leistung nicht ausreichend, so ist es lediglich erforder­ lich, mit dem Hauptschalter die Stromzufuhr zu unter­ brechen und durch erneutes Einschalten die volle Heiz­ periode noch einmal ablaufen zu lassen. Dies kann ge­ gebenenfalls durch einen zusätzlichen Zeitschalter, der dem Hauptschalter zugeordnet ist, und/ oder temperaturabhängig gesteuert werden, was auf die Innen­ temperatur und/oder die Außentemperatur bezogen sein kann.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, die anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltschema der Vor­ richung, wobei die Speiseschaltung für den oder die Antriebsmotoren der Gebläse durch einen Block veranschaulicht ist,

Fig. 2 die Speiseschaltung für einen Permanentmagnet­ motor,

Fig. 3 die Speiseschaltung für einen Reihenschlußmotor und

Fig. 4 die Speiseschaltung mit Relais für beliebig viele Motoren.

An ein negatives bzw. Nullpotential 10 ist ein Nulleiter 11 angeschlossen, der zu einem Anschluß 12 einer allgemein mit 13 bezeichneten Speiseschaltung für einen oder mehrere elektrische Anriebsmotoren 30 eines oder mehrerer - nicht dargestellter - Gebläse führt.

Die Speiseschaltung 13 hat außerdem positive Anschlüsse 14 für die volle Drehzahl der Antriebsmotoren 30 und 15 für eine reduzierte Drehzahl der Antriebsmotoren 30.

Das positive Betriebspotential 16 wird über eine Speise­ leitung 17 zugeführt, in der sich ein Hauptschalter 18 be­ findet. Außerdem ist in der Speiseleitung 17 ein Wasser­ thermostat 19 angeordnet, der die Speiseleitung 17 erst dann schließt, wenn eine Wassertemperatur von beispiels­ weise 60°C erreicht ist, damit die Anheizzeit nicht mit kaltem Wasser abläuft und ein zeitabhängig arbeitendes Umschaltrelais 20 schon umschaltet, bevor die volle Heizleistung aufgebracht wird. Das zeitabhängig arbeiten­ de Umschaltrelais 20 wird über Leitungen 21 und 22 ge­ speist, wobei die Leitung 21 mit dem Nulleiter 11 verbun­ den ist und die Leitung 22 hinter dem Wasserthermostat 19 von der Speiseleitung 17 abzweigt. Das zeitabhängig arbeitende Umschaltrelais 20 kann auf eine beliebig ver­ änderbare Zeitspanne eingestellt werden. Diese beträgt zweckmäßigerweise 15 oder 20 Minuten.

Das Umschaltrelais 20 hat einen Eingang 23, der an die Speiseleitung 17 angeschlossen ist, und zwei Ausgänge 24 und 25, wobei der Ausgang 24 für die volle Drehzahl über eine Anschlußleitung 26 mit dem Anschluß 14 und der Aus­ gang 25 über eine Anschlußleitung 27 mit dem Anschluß 15 der Speiseschaltung 13 für die Antriebsmotoren 30 verbun­ den ist.

In der Anschlußleitung 27 befindet sich zweckmäßigerweise ein Raumthermostat 28, der die Stromzufuhr zwischen dem Ausgang 25 und dem Anschluß 15 unterbricht, sobald inner­ halb der Fahrerkabine oder des Fahrgastraums die vorein­ gestellte Temperatur erreicht ist. Die Aufrechterhaltung dieser Temperatur bei reduzierter Drehzahl der Gebläse­ motoren 30 wird durch den Raumthermostat 28 gesteuert, der je nach Bedarf die Gebläse einschaltet.

Dem Hauptschalter 18 kann ein nicht dargestellter Zeit­ schalter zugeordnet sein, der den gesamten Betriebsab­ lauf wiederholt steuert, was zweckmäßigerweise temperatur­ abhängig erfolgt.

Das in Fig. 1 gezeigte Schaltschema stellt die Anheiz­ phase dar, in der die Antriebsmotoren 30 auf vollen Touren laufen und das Wasser in den Wärmetauschern be­ reits eine Temperatur von mindestens 60°C erreicht hat, wodurch der Wasserthermostat 19 geschlossen worden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist die Speiseschaltung 13 mindestens einen Permanentmagnetmotor 30 auf, der mit einem Permanentmagneten 31 versehen ist.

Der Null-Anschluß 12 steht mit einer Ankerwicklung 32 in Verbindung, während der positive Anschluß 14 für die volle Drehzahl mit einer Ankerwicklung 33 verbunden ist. Außer­ dem ist mit der Ankerwicklung 33 der weitere positive An­ schluß 15 über einen Vorwiderstand 29 verbunden, so daß bei Umschaltung des Umschaltrelais 20 auf den Ausgang 25 das positive Betriebspotential 16 über den Vorwiderstand 29 dem Motor 30 zugeführt wird, der dann mit einer redu­ zierten bzw. halben Drehzahl umläuft. An den Anschlüssen 12, 14, 15 können in Parallelschaltung mehrere Antriebs­ motoren 30 liegen, deren Anzahl von der Belastbarkeit des elektronischen Umschaltrelais 20 abhängt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 hat der Reihen­ schlußmotor 30 Feldwicklungen 34 und 35, wobei die Feld­ wicklung 35 zwischen dem Anschluß 15 und der Ankerwicklung 33 liegt. Wird das positive Betriebspotential 16 über den Anschluß 14 der Feldwicklung 35 zugeführt, so erfolgt eine Feldschwächung, wodurch der Motor 30 auf der vollen Dreh­ zahl läuft. Wird das positive Betriebspotential 16 dem Anschluß 15 zugeführt, so wird das Feld der Wicklung 35 verstärkt und demgemäß die Drehzahl des Motors 30 reduziert. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können mehrere Motoren 30 parallelgeschaltet werden, wobei deren Anzahl von der Belastbarkeit des Umschaltrelais 20 abhängt.

Soll eine beliebige Anzahl von Motoren 30 über ein einzi­ ges Umschaltrelais 20 gesteuert werden, so ist die Relais- Speiseschaltung gemäß Fig. 4 vorzusehen. Außer den An­ schlüssen 12, 14 und 15 weist diese Schaltung eine direkte Verbindung mit dem positiven Betriebspotential 16 über die Speiseleitung 17 auf. Zwischen dem Null-Anschluß 12 und dem positiven Anschluß 14 liegt ein Relais 36 mit einem Schaltkontakt 37, der die Speiseleitung 17 mit einer Leitungsschiene 38 verbindet, an der in Parallel­ schaltung die Ankerwicklungen 33 der Motoren 30 liegen, die über ihre Ankerwicklungen 32 an eine Null-Schiene 39 angeschlossen sind, die mit dem Null-Anschluß 12 in Ver­ bindung steht.

Außerdem liegt zwischen dem Null-Anschluß 12 und dem posi­ tiven Anschluß 15 für die reduzierte Drehzahl der Motoren 30 ein Relais 40, dessen Schaltkontakt 41 über einen Vor­ widerstand 42 an die Leitungsschiene 38 angeschlossen ist.

Bei dieser Schaltung fließt über das elektronische Umschalt­ relais 20 nur ein relativ geringer Steuerstrom, während die volle Leistung der Schiene 38, 39 direkt von der Speiseleitung 17 über den Schaltkontakt 37 oder 41 zuge­ führt wird.

Es kann auch für jeden Motor 30 ein eigenes Relais-Paar 36, 40 und ein eigener Vorwiderstand 42 vorgesehen sein.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Beheizung des Innenraums von Nutzfahrzeugen, bestehend aus einem ein­ baufertigen oder unmittelbar in die Karosserie eingebauten Gehäuse mit einem mindestens einen elektrischen Antriebs­ motor aufweisenden Gebläse, einem Wärmetauscher, Luftein­ tritts- und -austrittsöffnungen, wobei die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors mehrstufig regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Hauptschalter (18) in der positiven Speiseleitung (17) und Anschlüssen (14 und 15) für die jeweiligen Drehzahlstufen des oder der Antriebsmotoren (30) ein zeitabhängig arbeitendes Umschaltrelais (20) angeordnet ist, das den oder die Antriebsmotoren (30) zunächst auf ihrer vollen Drehzahl und nach einer bestimmten Zeitspanne auf einer reduzierten Drehzahl laufen läßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speiseleitung (17) hinter dem Hauptschalter (18) ein Wasserthermostat (19) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einer Anschlußleitung (27) zwischen einem Ausgang (25) des Umschaltrelais (20) für eine reduzierte Drehzahl und dem zu dem oder den Antriebsmotoren (30) führenden Anschluß (15) ein Raumthermostat (28) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptschalter (18), gegebenenfalls temperaturabhängig, ein Wiederhol-Zeitschalter zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne veränderbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne auf 20 Minuten einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Anschlüsse (12, 14, 15) mindestens ein Permanentmagnetmotor (30) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Anschlüsse (12, 14, 15) mindestens ein Reihenschlußmotor (30) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Anschlüssen (12, 14, 15) mehrere Mo­ toren (30) in Parallelschaltung liegen.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Anschlüssen (12, 14, 15) jeweils ein Relais (36, 40) liegt, die die Speisung mehrerer zwischen zwei Schienen (38 und 39) in Parallel­ schaltung liegenden Antriebsmotoren (30) mit der vollen Betriebsleistung über die Speiseleitung (17) steuern.