DE19714668C2 - Viskofluidheizgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Viskofluidheizgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wärmeerzeuger in Viskofluidbauweise verrühren Viskofluid, um Wärme zu erzeugen. Viskofluidwärmeerzeuger sind kompakt und wir­ kungsvoll. Daher werden Wärmeerzeuger in Viskofluidbauweise oft in Fahrzeugen verwendet, die einen begrenzten Raum haben.

Die JP-7-52722 U beschreibt ein Fahrzeugheizsystem mit einem gattungsgemäßen Wärmeerzeuger in Viskofluidbauweise, einen Kühlmitteltemperatur­ sensor und einer Regelschaltung. Ein Motor treibt den Wärmeer­ zeuger mittels einer elektromagnetischen Kupplung an. Der Tempe­ ratursensor ist in einem Kanal vorgesehen, durch den das Kühl­ mittel strömt. Das Kühlmittel kühlt den Motor oder absorbiert die Wärme des Motors. Die Regelschaltung regelt die elektroma­ gnetische Kupplung in Übereinstimmung mit der durch den Tempera­ tursensor erfaßten Temperatur. Wenn die Kühltemperatur gleich einer oder geringer als eine erste vorbestimmte Schwelltempera­ tur ist, betätigt die Regelschaltung die elektromagnetische Kupplung und läßt den Wärmeerzeuger Wärme erzeugen. Wenn die Kühlmitteltemperatur gleich einer oder größer als eine zweite vorbestimmte Schwelltemperatur ist, rückt die Regelschaltung die Kupplung aus und beendet die Erzeugung von Wärme durch den Wär­ meerzeuger. Entsprechend dient der Wärmeerzeuger in Viskofluid­ bauweise als eine Hilfsheizvorrichtung und heizt die Fahrgast­ zelle, wenn die Kühlmitteltemperatur gering ist.

Eine andere Bauart eines Wärmeerzeugers in Viskofluidbauweise setzt eine einzige vorbestimmte Schwelltemperatur ein. Dieser Wärmeerzeuger rückt die elektromagnetische Kupplung auf der Grundlage einer einzigen vorbestimmten Schwelltemperatur wahl­ weise ein oder aus. Veränderungen der Kühlmitteltemperatur wer­ den erfaßt und mit der Schwelltemperatur verglichen, um zu bestimmen, ob die elektromagnetische Kupplung einzurücken oder auszurücken ist. Wenn die erfaßte Temperatur unter die Schwell­ temperatur fällt, wird die Kupplung eingerückt und der Wärmeer­ zeuger erzeugt Wärme. Entsprechend beginnt die Kühlmitteltempe­ ratur anzusteigen. Im Gegensatz dazu wird, wenn die erfaßte Tem­ peratur den Schwellwert übersteigt, die Kupplung ausgerückt und der Wärmeerzeuger hört auf, Wärme zu erzeugen. Entsprechend be­ ginnt die Kühlmitteltemperatur zu fallen. Dies führt zu einem sich wiederholenden Ein- und Ausrücken der elektromagnetischen Kupplung und ruft daher sich wiederholende und abrupte Schwan­ kungen der Motordrehlast hervor. Daher fühlt sich der Fahrer un­ angenehm.

Die Verwendung von zwei vorbestimmten Schwelltemperaturen (T, T - ΔT) verringert das sich wiederholende Ein- und Ausrücken der elektromagnetischen Kupplung. ΔT ist der Unterschied zwischen den beiden Schwelltemperaturen. Die erfaßte Temperatur wird je­ doch mit den Temperaturen T - ΔT, T in einer elektronischen Re­ gelschaltung Verglichen. Dadurch wird der Aufbau der Regelschal­ tung und einer elektrischen Schaltung zum Einrücken der elektro­ magnetischen Kupplung komplizierter. Entsprechend ist das System schwierig und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Viskofluidheizgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß eine möglichst optimale Temperaturregelung ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Viskofluidheizgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist das thermoempfindliche Schaltelement direkt in die Gehäusewand des Wärmeerzeugers eingesetzt, so daß die Temperatur des Wärmeerzeugers unmittelbar erfaßt werden kann. Die elektrische Schaltung der Regelvorrichtung zum Regeln der durch das Scheren des viskosen Fluids erzeugten Wärme wird somit in unmittelbarer Abhängigkeit der Temperatur des Wärmeerzeugers aktiviert und deaktiviert.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.

Andere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist, die beispielhaft die Grundsätze der Erfindung darstellen.

Die Erfindung wird zusammen mit ihrer Aufgabe und ihren Vortei­ len am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit dem beigefügten Zeichnungen verstanden.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Wär­ meerzeuger in Viskofluidbauweise in einem Heizsystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, bei dem ein Hilfsheizschalter ausgeschaltet ist und ein wärmeempfindlicher Schalter angeschaltet ist;

Fig. 2 ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Wär­ meerzeuger in Viskofluidbauweise in einem Heizsystem dar­ stellt, bei dem ein Hilfsheizschalter angeschaltet und ein wärmeempfindlicher Schalter angeschaltet ist;

Fig. 3 ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Wär­ meerzeuger in Viskofluidbauweise in einem Heizsystem dar­ stellt, bei dem ein Hilfsheizschalter angeschaltet und ein wärmeempfindlicher Schalter ausgeschaltet ist;

Fig. 4 ist eine Graphik, die eine Temperaturhysterese-Eigen­ schaft eines wärmeempfindlichen Schalters zeigt;

Fig. 5 ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Wär­ meerzeuger in Viskofluidbauweise in einem Heizsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 6 ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Wär­ meerzeuger in Viskofluidbauweise in einem Heizsystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, bei dem ein wärmeempfindlicher Schalter ausge­ schaltet ist;

Fig. 7 ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Wär­ meerzeuger in Viskofluidbauweise der Fig. 6 darstellt, bei dem ein wärmeempfindlicher Schalter angeschaltet ist;

Fig. 8 ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Wär­ meerzeuger in Viskofluidbauweise in einem Heizsystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, bei dem ein wärmeempfindlicher Schalter ausge­ schaltet ist; und

Fig. 9 ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Wär­ meerzeuger in Viskofluidbauweise der Fig. 8 darstellt, bei dem ein wärmeempfindlicher Schalter angeschaltet ist.

Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, ist ein Fahrzeugmotor 11 mit einem Radiator 14 durch einen Wasserkanal 13 verbunden. In dem Kanal 13 ist eine Pumpe 12 zum Zirkulieren von Kühlmittel in dem Kanal 13 vorgesehen. Auch ein Radiator 14 ist in dem Kanal 13 vorgesehen. Der Motor 11 wird durch das zirkulierte Kühlmit­ tel gekühlt. Das Kühlmittel in dem Radiator 14 wird durch ein elektrisches Kühlgebläse 15 gekühlt. Ein Paar Nebenkanäle 131, 132 ist zwischen dem Kanal 13 und dem Motor 11 angeordnet. Ein Temperatursensor 17 ist in dem Nebenkanal 131 zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur in dem Kanal 131 vorgesehen. Ein Regler 18 regelt das Gebläse 15 auf der Grundlage der erfaßten Temperatur, die von dem Sensor 17 übertragen wird. Wenn die erfaßte Tempera­ tur unter einer vorbestimmten Schwelltemperatur ist, aktiviert der Regler 18 das Gebläse 15 nicht. Wenn im Gegensatz dazu die erfaßte Kühlmitteltemperatur die Schwelltemperatur erreicht, be­ tätigt der Regler 18 das Gebläse 15.

Ein Radiator 16 ist in dem Nebenkanal 132 vorgesehen. Das Kühl­ mittel in dem Radiator 16 von dem Kanal 132 wird von der Wärme befreiend durch ein elektrisches Kühlgebläse 19 gekühlt. Das Ge­ bläse 19 wird aktiviert, indem ein Hauptheizschalter 20 ange­ schaltet wird. Heiße Luft von den Radiator 16 strömt in eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs. Entsprechend nutzen der Radiator 16 und das Gebläse 19 das Kühlmittel, das durch den Motor aufge­ heizt worden ist, um die Fahrgastzelle zu erwärmen.

Ein Radiator 21 und ein Wärmeerzeuger 22 in Viskofluidbauweise sind in dem Nebenkanal 131 angeordnet. Kühlmittel in dem Radia­ tor 21 wird durch ein elektrisches Kühlgebläse 23 gekühlt.

Der Aufbau des Wärmeerzeugers in Viskofluidbauweise 22 wird nun beschrieben. Der Wärmeerzeuger 22 umfaßt ein vorderes Gehäuse 25 und ein hinteres Gehäuse 26. Das vordere Gehäuse 25 umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 251, der von der Vorderseite des vorde­ ren Gehäuses 25 vorsteht. Das hintere Gehäuse 26 ist unter Zwi­ schenlage einer Platte 27 durch einen Bolzen 28 an dem vorderen Gehäuse 25 befestigt. Die Platte 27 hat eine hohe thermische Leitfähigkeit. Eine Heizkammer 29 ist zwischen der Platte 27 und dem vorderen Gehäuse 25 definiert. Ein Wassermantel 30 ist zwi­ schen der Platte 27 und dem hinteren Gehäuse 26 definiert. Der Wassermantel 30 steht mit dem Nebenkanal 131 durch eine Einlaß­ öffnung 261 und eine Auslaßöffnung 262 in Verbindung. Das von dem Motor 11 ausgelassene Kühlmittel tritt in den Nebenkanal 131 und wird in den Wassermantel 30 durch die Einlaßöffnung 261 ge­ saugt. Das Kühlmittel in dem Wassermantel 30 wird dann aus dem Auslaß 262 ausgelassen und strömt in den Radiator 21.

Eine Drehwelle 31 ist in der Mitte des zylindrischen Abschnittes 251 und des vorderen Gehäuses 25 unter Zwischenlage des Ra­ diallagers 32 gelagert. Die Drehwelle 31 dreht sich bezüglich der Gehäuseteile 25, 26. Ein scheibenförmiger Rotor 33 ist an dem hinteren Ende der Welle 31 befestigt und in der Heizkammer 29 untergebracht. Die Heizkammer 29 ist mit einem Silikonöl ge­ füllt, das ein viskoses Fluid ist. Ein Dichtmechanismus 34 ist zwischen dem vorderen Gehäuse 25 und der Welle 31 angeordnet, um zu verhindern, daß das Fluid in der Heizkammer 29 entlang des Umfangs der Drehwelle 31 ausleckt.

Eine elektromagnetische Kupplung 35 ist um den zylindrischen Ab­ schnitt 251 vorgesehen. Die Kupplung 35 umfaßt einen Elektroma­ gneten 354 und eine Riemenscheibe 351. Die Riemenscheibe 351 ist auf dem zylindrischen Abschnitt 251 mit einem Schrägkugellager 37 gelagert. Die Riemenscheibe 351 dreht sich bezüglich des zy­ lindrischen Abschnittes 251 und dient als eine erste Kupplungs­ platte der Kupplung 35. Die Riemenscheibe 351 ist mit dem Motor 11 durch einen Riemen 36 verbunden. Ein Ring 38 ist an dem vor­ deren Ende der Drehwelle 31 befestigt. Eine zweite Kupplungs­ platte 352 ist an den Ring 38 durch eine Blattfeder 353 gekop­ pelt. Ein Anregen des Elektromagnets 354 bewegt die zweite Kupp­ lungsplatte 352 gegen die Kraft der Blattfeder, wodurch die Kupplungsplatte 352 mit der Riemenscheibe 351 gekuppelt wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu ermöglicht beim Entregen des Elektromagneten 354 die Kraft der Blattfeder 353, daß sich die Kupplungsplatte 352 von der Riemenscheibe 351 trennt.

Ein mit einem Gewinde versehenes Loch 55 ist in dem hinteren Ge­ häuse 26 und der Platte 27 ausgebildet. Ein wärmeempfindlicher Schalter 40 mit einem mit einem Gewinde versehenen Gehäuse 41 ist in das Gewindeloch 55 eingeschraubt. Der Schalter 40 wird wahlweise durch die Temperatur des Viskofluids in der Heizkammer 29 an- und abgeschaltet. Das Viskofluid wird in die Heizkammer 29 durch das Loch 55 eingespritzt, bevor der Schalter 40 in das Loch 55 eingeschraubt wird. Der Schalter 40 dient auch als ein Stopfen zum Dichten des Lochs 55.

Der Innenaufbau des wärmeempfindlichen Schalters 40 wird nun be­ schrieben. Der Schalter 40 umfaßt eine innere Abdeckung 42 und eine innere Stütze 44, die in dem Gehäuse 41 vorgesehen sind. Elektroden 47, 49 sind an der inneren Stütze 44 befestigt und in dem zwischen der inneren Abdeckung 42 und der inneren Stütze 44 definierten Raum untergebracht. Eine Blattfeder 48 wird zwischen der Elektrode 49 und der Stütze 44 gehalten und erstreckt sich zu der Elektrode 47. Ein feststehender Kontakt 45 und ein beweg­ licher Kontakt 46 sind jeweils an der Elektrode 47 und der Blattfeder 48 befestigt. Eine Bimetallplatte 43 ist in dem zwi­ schen der Innenwand des Gehäuses 41 und der inneren Abdeckung 42 definierten Raum untergebracht. Die Bimetallplatte 43 wird durch Wärme verformt. Ein Zapfen 50 ist gleitfähig durch die innere Abdeckung 42 gelagert. Das gebundene Ende des Zapfens 50 ist an der Bimetallplatte 43 befestigt. Der Zapfen 50 überträgt die Be­ wegung der Bimetallplatte 43 auf die Blattfeder 48.

Die Elektrode 47 ist elektrisch mit dem Elektromagneten 354 und dem Gebläse 23 durch Leitungen 511, 521 verbunden. Der Elektro­ magnet 354 und das Gebläse 23 sind mit einer Stromquelle durch Leitungen 512, 522 verbunden. Die Elektrode 49 ist auch mit der Stromquelle 53 durch eine Leitung 54 und einen Hilfsheizschalter 39 verbunden.

In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Zustand hält die Bi­ metallplatte 43 den Zapfen 50 weg von der Blattfeder 48. Daher ist der bewegliche Kontakt 46 mit dem feststehenden Kontakt 45 durch die Kraft der Blattfeder 48 in Kontakt. Dadurch sind die Elektroden 47 und 49 elektrisch verbunden. In dem in Fig. 3 dar­ gestellten Zustand läßt die Bimetallplatte 43 den Zapfen 50 ge­ gen die Blattfeder 48 gegen die Kraft der Feder 48 drücken. Da­ durch trennt sich der bewegliche Kontakt 46 von dem feststehen­ den Kontakt 45, wodurch die Elektrode 47 von der Elektrode 49 getrennt wird.

Der Schalter 40 hat eine Thermoempfindlichkeit, die in der Gra­ fik der Fig. 4 gezeigt sind. Wenn die Temperatur um die Bime­ tallplatte 43 eine erste Schwelltemperatur T1 erreicht, hat die Bimetallplatte 43 eine erste Form, die in Fig. 3 gezeigt ist, und verhindert, daß ein elektrischer Strom zwischen den Elektro­ den 47 und 49 strömt. Wenn die Temperatur um die Bimetallplatte 43 auf eine zweite Schwelltemperatur T2 (< T1) fällt, hat die Bimetallplatte 43 eine zweite Form, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, und ermöglicht, daß ein elektrischer Strom zwi­ schen den Elektroden 47 und 49 strömt.

Wenn das System in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand ist, ist der Hilfsheizschalter 39 ausgeschaltet. Daher wird kein elektrischer Strom zu der elektromagnetischen Kupplung 35 geschickt und das Kühlgebläse 23 ist von der Stromquelle 53 getrennt. Daher ist die Kupplung 35 ausgerückt und der Wärmeerzeuger 22 in Vis­ kofluidbauweise erzeugt keine Wärme. In diesem Zustand bleibt die Temperatur um die Bimetallplatte 43 unter der zweiten Schwelltemperatur T2 und daher ist der wärmeempfindliche Schal­ ter 40 angeschaltet.

Wenn der Hilfsheizschalter 39 angeschaltet ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird, da der wärmeempfindliche Schalter 40 an­ geschaltet ist, ein elektrischer Strom der Kupplung 35 und dem Gebläse 23 von der Stromquelle 53 zugesandt. Die Kupplung 35 und das Gebläse 23 werden entsprechend aktiviert. Das Aktivieren der Kupplung 35 überträgt die Antriebskraft des Motors 11 auf die Antriebswelle 31, wodurch der Rotor 33 gedreht wird. Der Rotor 33 verrührt dann das viskose Fluid in der Heizkammer 29. Ent­ sprechend erzeugt der Wärmeerzeuger 22 Wärme. Die erzeugte Wärme wird auf das Kühlmittel in dem Wassermantel 30 durch die Platte 27 übertragen. Folglich wird das in den Wassermantel 30 durch die Einlaßöffnung 261 gesaugte Kühlmittel aufgeheizt und aus der Auslaßöffnung 262 ausgelassen.

Wenn die Kupplung 35 aktiviert bleibt, erreicht die Temperatur um die Bimetallplatte 43 die erste Schwelltemperatur T1. Dadurch wird der wärmeempfindliche Schalter 40 ausgeschaltet, wodurch die Kupplung 35 und das Gebläse 23 deaktiviert werden. Entspre­ chend hört der Wärmeerzeuger 22 auf, Wärme zu erzeugen.

Wenn die Kupplung 35 deaktiviert bleibt, fällt die Temperatur um die Bimetallplatte 43 auf die zweite Schwelltemperatur T2. Da­ durch wird der wärmeempfindliche Schalter 40 angeschaltet, wie in Fig. 3 gezeigt ist, wodurch die Kupplung 35 und das Gebläse 23 aktiviert werden. Der Wärmeerzeuger 22 fängt an, Wärme zu er­ zeugen.

Wie zuvor beschrieben ist, aktiviert und deaktiviert der wär­ meempfindliche Schalter 40 direkt die Kupplung 35 auf der Grund­ lage der ersten und zweiten Schwelltemperaturen T1, T2. Dadurch vereinfacht sich die Regelung des Systems im Vergleich zum her­ kömmlichen System, das in der JP-7-52722 U offenbart ist. Auch die Kosten des offenbarten Heizsystems sind geringer als die beim Stand der Technik.

Der wärmeempfindliche Schalter 40 umfaßt die Bimetallplatte 43, die gemäß der Temperatur um sie herum verformt wird. Insbesonde­ re verändert die Bimetallplatte 43 ihre Form zwischen der ersten Form, bei der verhindert wird, daß ein Strom durch den Schalter 40 strömt, und der zweiten Form, bei der ermöglicht wird, daß ein Strom durch den Schalter 40 strömt. Dies vereinfacht den Aufbau des Schalters 40 und verbessert die Erfassungsgenauig­ keit.

Ein zweites Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5 beschrieben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der wärmeempfindliche Schalter 40 in der Nähe der Auslaßöffnung 262 des hinteren Gehäuses 26 vorgesehen. Der Schalter 40 erfaßt die Kühlmitteltemperatur in dem Wassermantel 30 in der Auslaßöffnung 262. Entsprechend wird der Heizzustand des Wärmeerzeugers 22 ge­ nau erfaßt.

Ein drittes Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Drehwelle 31 des Wärmeerzeugers 24 direkt an den Motor 11 ohne Zwischenlage einer Kupplung gekoppelt. Eine Speicherkam­ mer 60 für viskoses Fluid ist zwischen dem hinteren Gehäuse und der Platte 27 definiert. Eine Abziehöffnung 271 und eine Rück­ führöffnung 272 sind in der Platte 27 ausgebildet, so daß die Heizkammer 29 mit der Speicherkammer 60 in Verbindung ist. Der Durchmesser der Rückführöffnung 272 ist größer als der der Ab­ ziehöffnung 271. Der Abstand zwischen der Abziehöffnung 271 und der Achse der Welle 31 ist kürzer als der Abstand zwischen der Rückführöffnung 272 und der Achse der Welle 31.

Ein Zylinder 56 zur Belüftung ist am hinteren Gehäuse 26 vorge­ sehen. Ein Spulenkörper 57 ist gleitfähig durch den Zylinder 56 gelagert. Ein Zapfen 58 steht von der Innenwand des hinteren Ge­ häuses 26 vor. Der Zapfen 58 verhindert ein Verdrehen des Spu­ lenkörpers 57. Eine Feder 59 erstreckt sich zwischen dem Zylin­ der 59 und dem Spulenkörper 57, um den Spulenkörper 57 zur Plat­ te 27 vorzuspannen.

Der Zylinder 56 ist mit einer Pumpe 62 mit einem zwischenge­ schalteten elektromagnetischen Ventil 61 verbunden. Die Pumpe 62 wird durch den Motor angetrieben und erzeugt einen Unterdruck.

Ein mit einem Gewinde versehenes Loch 55 ist in dem hinteren Ge­ häuse 26 ausgebildet und steht mit der Speicherkammer 60 in Ver­ bindung. Der wärmeempfindliche Schalter 40 ist in das Loch 55 zur Erfassung der Temperatur des viskosen Fluids in der Spei­ cherkammer 60 eingeschraubt. Das elektromagnetische Ventil 61 ist mit dem Schalter 40 durch eine Leitung 511 und mit der Stromquelle 53 durch eine Leitung 512 verbunden.

In den Fig. 6 und 7 ist der Hilfsheizschalter 39 angeschal­ tet. Wenn die Temperatur des viskosen Fluids in der Speicherkam­ mer 60 die erste Schwelltemperatur T1 erreicht, wird der wärmeempfindliche Schalter 40 ausgeschaltet, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Dadurch wird das elektromagnetische Ventil 61 entregt. In diesem Zustand setzt das Ventil 61 das Innere des Zylinders 56 mit der Umgebung in Verbindung. Der Druck in dem Zylinder 56 wird gleich dem Umgebungsdruck. Die Kräfte der Feder 59 und der Umgebungsluftdruck drücken den Spulenkörper 57 gegen die Platte 27, wodurch der Spulenkörper 57 die Rückführöffnung 272 schlie­ ßen läßt. Viskoses Fluid in der Heizkammer 29 wird in die Spei­ cherkammer 60 durch die Abziehöffnung 271 aufgrund der Weissen­ berg-Wirkung gesaugt. Daher nimmt das Volumen des viskosen Fluids in der Heizkammer 29 ab und der Wärmeerzeuger 24 erzeugt weniger Wärme.

Wenn die Temperatur des viskosen Fluids in der Speicherkammer 60 auf die zweite Schwelltemperatur T2 fällt, wird der wärmeemp­ findliche Schalter 40 angeschaltet, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Dadurch wird das elektromagnetische Ventil 61 angeregt. In die­ sem Zustand setzt das Ventil 61 das Innere des Zylinders 56 mit der Pumpe 62 in Verbindung. Der Druck in dem Zylinder 56 wird geringer als der Umgebungsdruck. Der Spulenkörper 57 trennt sich somit von der Platte 72. Dadurch öffnet sich die Rückführöffnung 272. Obwohl das viskose Fluid in der Heizkammer 29 in die Spei­ cherkammer 60 durch die Abziehöffnung 271 gesaugt wird, wird das Fluid in die Heizkammer 29 von der Speicherkammer 60 durch die Rückführöffnung 272 zurückgeführt. Die Menge des viskosen Fluids, die in die Heizkammer 29 zurückgeführt wird, ist größer als die Menge des Fluids, die in die Speicherkammer 60 gesaugt wird. Daher nimmt das Volumen des viskosen Fluids in der Heiz­ kammer 29 zu und der Wärmeerzeuger 24 erzeugt mehr Wärme.

Der Einsatz von zwei unterschiedlichen Schwelltemperaturen ver­ ringert ein sich wiederholendes Aktivieren und Deaktivieren des Wärmeerzeugers 24. Abrupte Drehmomentschwankungen des Motors 11 sind entsprechend verringert.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Platte 27 mit einem zylindri­ schen Abschnitt 273 versehen. Ein Elektromagnet 64 ist in dem zylindrischen Abschnitt 273 untergebracht. Ein Spulenkörper 63 ist gleitfähig in dem Elektromagneten 64 untergebracht. Eine Speicherkammer 67 für viskoses Fluid ist zwischen dem Spulenkör­ per 63 und einem Ende der Drehwelle 31 definiert. Ein Sprengring 66 ist in der Innenwand der Speicherkammer 67 eingepaßt. Eine Feder 65 erstreckt sich zwischen dem Spulenkörper 63 und dem Sprengring 66, um den Spulenkörper 63 von dem Sprengring 66 weg vorzuspannen. Im angeregten Zustand bewegt der Elektromagnet den Spulenkörper 63 gegen die Kraft der Feder 65 und in Kontakt mit dem Sprengring 66. Wenn der Elektromagnet 64 entregt wird, drückt die Kraft der Feder 65 den Spulenkörper 63 von dem Spren­ gring 66 weg. Entsprechend verändert sich das Volumen der Spei­ cherkammer 67 durch Anregen und Entregen des Elektromagneten 64. Das Volumen des in der Heizkammer 29 und der Speicherkammer 67 gehaltenen viskosen Fluids ist geringer als das Minimalvolumen der Heizkammer 29 und der Speicherkammer 67.

Ein mit einem Gewinde versehenes Loch 55 ist in der Platte 27 ausgebildet. Ein wärmeempfindlicher Schalter 40 ist in das Loch 55 eingeschraubt. Der Elektromagnet 64 ist mit dem Schalter 40 durch eine Leitung 511 und mit der Stromquelle 53 durch eine Leitung 512 verbunden.

In den Fig. 8 und 9 ist der Hilfsschalter 39 angeschaltet. Wenn die Temperatur des viskosen Fluids in der Heizkammer 29 die erste Schwelltemperatur T1 erreicht, wird der wärmeempfindliche Schalter 40 ausgeschaltet, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Dadurch wird der Elektromagnet 64 entregt. Entsprechend trennt sich der Spulenkörper 63 von dem Sprengring 66 und das Volumen der Spei­ cherkammer 67 wird maximiert. Das Volumen des viskosen Fluids in der Heizkammer 29 wird auf nahezu Null verringert. Daher erzeugt der Wärmeerzeuger 24 nahezu keine Wärme.

Wenn die Temperatur des viskosen Fluids in der Heizkammer 29 auf die zweite Schwelltemperatur T2 fällt, wird der wärmeempfindli­ che Schalter 40 angeschaltet, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Dadurch wird der Elektromagnet 64 angeregt. Entsprechend tritt der Spu­ lenkörper 63 mit dem Sprengring 66 in Kontakt. Das Volumen der Speicherkammer 67 wird minimiert und das Volumen des viskosen Fluids in der Heizkammer 29 wird maximiert. Daher erzeugt der Wärmeerzeuger 24 mehr Wärme.

Obwohl vier Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung be­ schrieben wurden, sollte Fachleuten offensichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung in vielen anderen speziellen Formen ausge­ führt werden kann ohne den in den Patentansprüchen dargelegten Kern und Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist zu verstehen, daß die Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt werden kann:

Anstelle der Bimetallplatte 43 in dem wärmeempfindlichen Schal­ ter 40 kann eine Platte eingesetzt werden, die aus einer Legie­ rung mit Formerinnerungsvermögen hergestellt ist. Ein Thermostat kann anstelle des wärmeempfindlichen Schalters 40 verwendet wer­ den. Ein druckempfindlicher Schalter, der eine Druckhysterese- Eigenschaft zwischen zwei Schwelldruckwerten hat, kann anstelle des wärmeempfindlichen Schalters 40 eingesetzt werden. In diesem Fall wird die in dem Wärmeerzeuger 24 erzeugte Wärme in Druck umgewandelt. Der Wärmeerzeuger 24 wird wahlweise aktiviert und deaktiviert entsprechend der Schwelldruckwerte.

Die vorliegende Erfindung kann auch bei anderen Bauarten von Hilfsheizvorrichtungen wie beispielsweise bei Zahnradpumpheiz­ vorrichtungen oder Überlaststromheizvorrichtungen angewendet werden, die durch einen Fahrzeugmotor angetrieben werden.

Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele nur als darstellend und nicht als beschränkend zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die aufgezeigten Einzelheiten be­ schränkt, sondern sie kann innerhalb des Bereichs der beigefüg­ ten Patentansprüche abgewandelt werden.

Es ist eine verbesserte Viskoheizvorrichtung für ein Fahrzeug­ heizsystem offenbart. Die Viskoheizvorrichtung hat einen Wärme­ erzeuger 22; 24; 68, der einen Rotor 33 umfaßt, der viskoses Fluid umrührt, um Wärme zu erzeugen. Ein Fahrzeugmotor 11 über­ trägt seine Drehung auf den Rotor 33 über eine elektromagneti­ sche Kupplung 354. Ein thermoempfindlicher Schalter 40 ist an dem Wärmeerzeuger 22 angebracht und verbindet und trennt wahl­ weise die elektromagnetische Kupplung 354 mit einer Stromquelle 53. Der thermoempfindliche Schalter 40 wird auf der Grundlage der Stärke der durch das umgerührte viskose Fluid erzeugten Wär­ me aktiviert und deaktiviert. Der thermoempfindliche Schalter 40 wird deaktiviert, wenn die Umgebungstemperatur den vorbestimmten Höchstwert T übersteigt, und er wird aktiviert, wenn die Tempe­ ratur geringer als der vorbestimmte Niedrigstwert T - ΔT ist.

Claims (17)

1. Viskofluidheizgerät mit einem Wärmeerzeuger (22; 24; 68), der ein eine Kammer (29) ausbildendes Gehäuse (25, 26) aufweist, in dem ein viskoses Fluid durch einen sich drehenden Körper (33) geschert wird, und mit einer eine elektrische Schaltung (54, 511, 512) umfassenden Regelvorrichtung (54, 354, 511, 512; 54, 56, 59, 61, 62, 511, 512; 54, 63, 64, 65, 66, 511, 512) zum Regeln der durch das Scheren des viskoses Fluids erzeugten Wärme, wobei ein thermoempfindliches Schaltelement (40) mithilfe eines ersten vorbestimmten Schwellwertes (T) und eines zweiten vorbestimmten Schwellwertes (T - ΔT) wahlweise die elektrische Schaltung aktiviert und deaktiviert, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoempfindliche Schaltelement (4) in die Gehäusewand des Wärmeerzeugers (22; 24; 68) eingesetzt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoempfindliche Schaltelement (40) die elektrische Schaltung (511, 512) aktiviert, wenn die auf der erzeugten Wärme beruhende Temperatur den zweiten Schwellwert (T - ΔT) erreicht, und die elektrische Schaltung (511, 512) deaktiviert, wenn die Temperatur den ersten Schwellwert (T) erreicht, und wobei der erste Schwellwert (T) größer als der zweite Schwellwert (T - ΔT) ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das thermoempfindliche Schaltelement (40) ein Element (43) mit einer Form, die gemäß der auf der erzeugten Wärme beruhenden Temperatur veränderbar ist,
einen feststehenden Kontakt (45) und
einen beweglichen Kontakt (46) umfasst, der auf der Grundlage der Veränderung der Form des Elements (43) wahlweise mit dem feststehenden Kontakt (45) in Kontakt tritt und sich davon trennt.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (43) ein Bimetall umfasst.

5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (43) eine Legierung mit Formerinne­ rungsvermögen umfasst.

6. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Fahrzeugmotor (11) zum Drehen des sich drehenden Körpers (33).

7. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Mechanismus (35, 56, 59, 62, 271, 272; 63, 64, 65, 66, 67) zum Verändern der Wärmemenge des viskosen Fluids.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus eine Stromquelle (53) und eine elektromagnetische Kupplung (35) umfasst, die wahlweise den sich drehenden Körper (33) mit dem Motor (11) verbindet und trennt, wobei die elektromagnetische Kupplung (35) durch das thermoempfindliche Schaltelement (40) wahlweise aktiviert und deaktiviert wird.

9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (59, 61, 62, 271, 272) eine Menge des viskosen Fluids verändert.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus ein erstes Durchgangsloch (271) und ein zweites Durchgangsloch (272) umfasst, die beide in einer Wand der Kammer (29) vorgesehen sind, wobei das erste Durchgangsloch (271) das viskose Fluid aus der Kammer (29) entlädt, und das zweite Durchgangsloch (272) das viskose Fluid in die Kammer (29) einführt, wobei ein Element (57) wahlweise mit der Wand in Berührung tritt und sich davon trennt, wodurch das Element (57) das zweite Durchgangsloch (272) schließt, wenn das Element (57) mit der Wand in Kontakt tritt, und das zweite Durchgangsloch (272) öffnet, wenn sich das Element (57) von der Wand trennt, wobei eine Unterdruck erzeugende Pumpe (62) wahlweise mit dem Element (57) durch ein zwischen dem Element (57) und der Pumpe (62) angeordnetes Ventil (61) verbunden oder getrennt wird, und wobei das Ventil (61) derart angeordnet ist, dass die Pumpe (62) mit dem Element (57) bei Aktivierung des thermo­ empfindlichen Schaltelements (40) verbunden ist.

11. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (63, 64, 65, 66, 67) ein Füllvermögen der Kammer (29) verändert.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (29) einen zusätzlichen Raum (67) und ein bewegliches Element (63) hat, das in den zusätzlichen Raum (67) mit Hilfe eines Vorspannelements (64) bei Betätigung des thermoempfindlichen Schaltelements (40) eintritt, um dessen Füllvermögen zu verringern.

13. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Fluidkreislauf (13, 30, 131, 132, 261, 262), der benachbart zu dem Wärmeerzeuger (22; 24; 68) vorbeitritt und Wasser zum Kühlen des Motors (11) zirkuliert, und zumindest einen Heizkern (16, 21), der mit dem Fluidkreislauf (13, 30, 131, 132, 261, 262) verbunden ist, wobei das in dem Kreislauf (13, 30, 131, 132, 261, 262) strömende Wasser durch den Wärmeerzeuger (22; 24; 60) erhitzt wird und die Wärme des Wassers durch den Heizkern (16, 21) abgestrahlt wird.

14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkreislauf (13, 30, 131, 132, 261, 262) einen Wassermantel (30) umfasst, der benachbart zur Kammer (29) angeordnet ist.

15. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoempfindliche Schaltelement (40) an der Kammer (29) angebracht ist und auf der Grundlage der Temperatur des viskosen Fluids wahlweise aktiviert und deaktiviert wird.

16. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand der Kammer (29) eine Öffnung zum Einführen des viskosen Fluids hat, wobei das thermoempfindliche Schalt­ element (40) in der Öffnung befestigt ist, um als ein wasserdichter Stopfen zu dienen.

17. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoempfindliche Schaltelement (40) an dem Wassermantel (30) angebracht ist und wahlweise auf der Grundlage der Temperatur des Wassers in dem Wassermantel (30) aktiviert und deaktiviert wird.