DE19723930C2 - Heizeinrichtung für viskoses Fluid - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrich­ tung für viskose Fluide und insbesondere auf Konstruktionen zum Kuppeln von Antriebswellen und Rotoren aneinander in Heizeinrichtungen für viskose Fluide.

Heizeinrichtungen für viskose Fluide werden in Automobilen typischerweise benachbart zum Wassermantel vorgesehen und sind mit Heizkammern versehen. In den Heizkammern wird ein viskoses Fluid mittels eines Rotors bewegt, um Hitze zu er­ zeugen. Ein Wärmeaustausch findet zwischen der Hitze und der Motorkühlflüssigkeit im Wassermantel statt. Hierdurch wird die Kühlflüssigkeit und der Passagierraum erwärmt.

Das US-Patent Nr. 4,993,377 beschreibt eine typische Heizein­ richtung für viskoses Fluid. Diese Heizeinrichtung umfaßt ein Gehäuse. Eine Heizkammer und ein Wassermantel, der benachbart zu der Heizkammer angeordnet ist, sind in dem Gehäuse ausge­ bildet. Ein Rotor ist in der Heizkammer angeordnet. In der äußeren Fläche des Rotors und den Wänden der Heizkammer sind labyrinthartige Nuten vorgesehen. Die labyrinthartigen Nuten erlauben eine effektive Aufheizung der Heizkammer. Wenn der Rotor durch den Motor gedreht wird, bringt der Rotor Scher­ kräfte auf das viskose Fluid in den labyrinthartigen Nuten auf und hierdurch wird das Fluid erwärmt. Ein Wärmeaustausch findet zwischen dem aufgeheizten viskosen Fluid und dem Kühl­ mittel, das in dem Wassermantel fließt, statt. Hierdurch wird das Kühlmittel und der Passagierraum erwärmt, da das Kühlmit­ tel in den Heizkreislauf fließt.

In solchen Heizeinrichtungen für viskoses Fluid umfaßt der Rotor ein Rotorgehäuse und eine Nabe, die das Rotorgehäuse mit der Antriebswelle verbinden. Das Rotorgehäuse und die Na­ be sind integral ausgebildet. Die axiale Länge der Nabe und die Dicke des Rotors sind in etwa gleich. Daher führt ein großer Rotor auch zu einem größeren Gehäuse. Hierdurch werden wiederum die Dimensionen des gesamten Hitzeerzeugers erhöht.

Dies führt jedoch zu dem Ergebnis, dass es schwierig wird, genügend Raum für den Hitzeerzeuger im Motorraum zu finden.

Weiterhin besteht die Notwendigkeit, dass die labyrinthartigen Nuten, die in dem Rotor und der Wand der Heizkammer ausgebildet sind, konzentrisch mit der Achse der Antriebswelle ausgeführt sind. Daher müssen der Rotor, die Heizkammer und die Antriebswelle gegeneinander ausgerichtet werden. Entsprechend muss der Rotor und die Heizkammer mit einer hohen Präzision gefertigt werden. Aufgrund dieser Tatsache ist die Herstellung einer solchen Heizeinrichtung für viskose Fluide schwierig und die Produktionskosten sind hoch.

Die Druckschrift DE 44 20 841 A1 offenbart eine Heizeinrichtung mit einem in einer mit viskosem Fluid gefüllten Heizkammer angeordneten Rotor, der durch ein Scheren des viskosen Fluides Wärme in der Heizkammer erzeugt. Jedoch weist diese Heizeinrichtung keine Maßnahme zur Vermeidung einer zu weit gehenden Schrägstellung des scheibenartigen Rotors auf. Diese Schrägstellung des Rotors kann aus einer Maßabweichung bei der Herstellung oder aus einer Versetzung der Achse der Antriebswelle aufgrund der Hebelwirkung der Antriebskraft herrühren. Dadurch kann sich ein bedenklicher Kontakt der Rotorscheibe mit der Innenwand der Heizkammer ergeben.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, eine kleinere Heizeinrichtung für viskoses Fluid zu schaffen, bei der die Haltbarkeit des Aufbaus zum Ankuppeln des Rotors verbessert ist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Heizeinrichtung für viskoses Fluid zu schaffen, die leicht hergestellt werden kann und auf diese Weise Herstellungskosten einspart.

Die vorstehend erwähnte Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil des neuen Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Heizeinrichtung geschaffen, die einen Rotor hat, der in Wirkverbindung mit der Antriebswelle ist und in einer Heizkammer angeordnet ist, in der auch das viskose Fluid vorliegt. Der Rotor ist so angeordnet, dass er mit der Antriebswelle gedreht wird, um Scherkräfte auf das viskose Fluid aufzubringen und Hitze in der Heizkammer zu erzeugen. Die Heizeinrichtung umfasst einen Rotor, der ein flaches Rotorgehäuse aufweist und eine Nabe, die separat davon an dem Rotorgehäuse ausgebildet ist. Die Nabe weist eine axiale Länge auf, die größer ist als die des Rotorgehäuses. Die Heizeinrichtung umfasst weiterhin eine Konstruktion zur Montage des Rotors der Antriebswelle. Die Montagekonstruktion ist zumindest an der Nabe vorgesehen und überträgt das Drehmoment der Antriebswelle auf den Rotor.

Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer­ den deutlich werden, wenn die folgende Beschreibung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, studiert wird.

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die als neu angese­ hen werden, sind vor allem in den anliegenden Ansprüchen dar­ gelegt. Die Erfindung wird zusammen mit den ihr zugrundelie­ genden Aufgaben sowie ihren Vorteilen besser verstanden wer­ den, wenn die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungs­ beispiele zusammen mit den begleitenden Zeichnungen studiert wird.

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der ein erstes Ausführungsbei­ spiel der Heizeinrichtung für viskoses Fluid gemäß der vor­ liegenden Erfindung darstellt.

Fig. 2 ist ein Querschnitt, der einen Ausschnitt, dargestellt in Fig. 1, zeigt.

Fig. 3 ist ein Querschnitt, der ein weiteres Ausführungsbei­ spiel der Heizeinrichtung für viskoses Fluid gemäß der vor­ liegenden Erfindung zeigt.

Fig. 4 ist ein Querschnitt, der ein weiteres Ausführungsbei­ spiel der Heizeinrichtung für viskoses Fluid gemäß der vor­ liegenden Erfindung zeigt.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Heizeinrichtung für visko­ ses Fluid gemäß der vorliegenden Erfindung, die in der Heiz­ vorrichtung eines Automobils integriert wird, wird folgend mit Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.

Wie in Fig. 1 dargestellt, befestigen eine Vielzahl von Bol­ zen 5 (nur einer ist dargestellt) ein Frontgehäuse 1 und ein Rückgehäuse 3 aneinander mit einer Trennplatte 2 und einer Dichtung 4, die zwischen diesen angeordnet ist. Ein Rück­ sprung ist an einer hinteren Fläche des Frontgehäuses vorge­ sehen. Eine Heizkammer 7 ist zwischen dem Rücksprung und einer flachen vorderen Fläche der Platte 2 ausgebildet. Ein Wassermantel 8 ist benachbart zu der Heizkammer 7 zwischen der hinteren Fläche der Platte 2 und der inneren Wandung des Rückgehäuses 3 vorgesehen. Eine Einlaßöffnung 9 und eine Aus­ laßöffnung (nicht dargestellt) sind im Rückgehäuse 3 vorgese­ hen. Kühlmittel zirkuliert durch den Heizkreislauf des Auto­ mobils und wird in den Wassermantel 8 durch die Einlaßöffnung 9 eingesaugt und von dem Wassermantel 8 durch die Auslaßöff­ nung ausgegeben.

Ein Vorsprung 2a und eine Trennwand 2b sind an der Rückseite der Platte 2 vorgesehen. Der Vorsprung 2a ist im Zentrum der Platte 2 vorgesehen, während sich die Trennwand 2b radial von dem Vorsprung 2a zur Mitte der Einlaßöffnung 9 und der Aus­ laßöffnung erstreckt. Eine Vielzahl von Lamellen 2c, 2d, 2e, 2f sind weiterhin an der Rückseite der Platte 2 vorgesehen und erstrecken sich in bogenartiger Weise um den Vorsprung 2a von der Nachbarschaft der Einlaßöffnung 9 zur Nachbar­ schaft der Auslaßöffnung. Das Ende des Vorsprungs 2a, der Trennwand 2b und der Lamellen 2c-2f stößt gegen die innere Wand des Rückgehäuses 3 an und definieren eine Passage zur Zirkulation des Kühlmittels durch den Wassermantel 8 zwischen der Einlaßöffnung 9 und der Auslaßöffnung.

Eine Dichtung 10 und ein Lager 11 sind benachbart zu der Heizkammer 7 vorgesehen. Eine Antriebswelle 12 ist drehbar in der Dichtung und der Lagerung 11 gelagert. Keilnuten 12a er­ strecken sich axial und parallel zueinander an dem hinteren Ende der Antriebswelle 12. Ein Rotor, der in der Heizkammer 7 angeordnet ist, ist an der Antriebswelle 12 befestigt. Die Heizkammer 7 ist mit Silikonöl, das als viskoses Fluid dient, gefüllt.

Der Rotor 13 umfaßt ein scheibenartiges Rotorgehäuse 131 und eine Nabe 132, die an dem Rotorgehäuse 131 befestigt ist. Ei­ ne Nabenbohrung erstreckt sich durch den Mittelpunkt des Ro­ torgehäuses 131 und die Nabe 132. Keilnuten 13a und 13b ent­ sprechen den Keilnuten 12a und sind in der Wand der Nabenboh­ rung vorgesehen. Die Keilnuten 13a wirken mit den Keilnuten 12a zusammen, um eine Relativdrehung zu verhindern und eine Axialverschiebung des Rotorgehäuses 131 bezüglich der An­ triebswelle 12 (in axialer Richtung) zu ermöglichen. Ein be­ stimmtes Spiel wird zwischen den Keilnuten 12a und den Keil­ nuten 13a, 13b vorgesehen, um ein gewisses Verschwenken des Rotorgehäuses 131 und der Nabe 132 bezüglich der Achse der Antriebswelle 12 zu ermöglichen.

Die Nabe 132 und der Rotor 131 sind unabhängige Teile. Zu­ sätzlich ist die axiale Länge der Nabe 132 (Schubrichtung der Antriebswelle 12) größer als die axiale Länge (Dicke) des Ro­ torgehäuses 131. Es wird bevorzugt, daß die Nabe 132 aus ei­ nem harten Material hergestellt ist. Dies wird für das Rotor­ gehäuse 131 nicht benötigt. Da das Rotorgehäuse 131 unabhän­ gig von der Nabe 132 ist, kann das Rotorgehäuse 131 aus einem Material hergestellt werden, das weicher und leichter zu be­ arbeiten ist. Die Nabe 132, die ein hohes Maß an Härte auf­ weisen muß, sollte aus einem Material hergestellt werden, das härter und teurer ist als das Material des Rotorgehäuses 131. Das Rotorgehäuse 131 wird geschliffen, bevor die Nabe 132 an das Gehäuse 131 angekoppelt wird. Daher wird im Vergleich zum Stand der Technik das Schleifen der vorderen und hinteren Fläche des Rotorgehäuses 131 erleichtert, da die Flächen flach und ungestört sind. Die Antriebswelle 12 und die Nabe 132 sind ebenfalls unabhängig voneinander. Da die Antriebs­ welle 12 und die Nabe 132 aus dem gleichen harten Material wie beim Stand der Technik hergestellt sind, ist die Kon­ struktion gemäß der vorliegenden Erfindung hinsichtlich Mas­ senproduktion vereinfacht und Teilekosten werden vermindert.

Eine Vielzahl von Nieten 15 befestigen das Rotorgehäuse 131 an der Nabe 132. Auf diese Weise wird das Rotorgehäuse 131 und die Nabe 132 wirkungsvoll zu einem Stück verbunden. Die­ ser Aufbau beschränkt die Drehung des Rotorgehäuses 131 und der Nabe 132 bezüglich der Antriebswelle 12, wohingegen eine Axialverschiebung zwischen diesen möglich ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Antriebsrad 17 an dem vor­ deren Ende der Antriebswelle 12 mittels eines Bolzens 16 be­ festigt. Ein Riemen B verbindet das Antriebsrad 17 mit dem Motor E eines Automobils. Auf diese Weise wird eine Antriebskraft des Motors E mittels des Riemens B übertragen, um die Antriebswelle 12 zu drehen. Die Keilwellenverbindung dreht das Rotorgehäuse 131 und die Nabe 132 einheitlich mit der An­ triebswelle 12. Die Rotation erzeugt einen Schereffekt, der auf das Silikonöl in dem Raum zwischen der inneren Wandung der Heizkammer 7 und der äußeren Fläche des Rotors 13 wirkt und Hitze erzeugt. Der Wärmeaustausch findet zwischen dem aufgeheizten Silikonöl und der Kühlflüssigkeit, die durch den Wassermantel 8 zirkuliert, statt. Die aufgeheizte Kühlflüs­ sigkeit fließt in den Heizkreislauf (nicht dargestellt) und erwärmt den Passagierraum.

Die Kontaktbeanspruchung σ[kgf/mm²], die auf die in Eingriff befindliche Fläche der Keilwellenverbindung wirkt, wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt.

σ = M/ψLRA

In der Gleichung gibt M[kgf . mm] das Übertragungsdrehmoment, das auf die Verbindung aufgebracht wird an, L[mm] gibt die Kontaktlänge der Keilnuten wider, R[mm] repräsentiert die Armhebellänge des Übertragungsdrehmomentes, A[mm²/mm] gibt die gesamte Kontaktfläche der Keilnuten pro Millimeter Keil­ nuten Kontaktlänge wieder und y gibt einen Kompensations­ koeffizienten wieder, der sich auf die Höhe des Kontaktes zwischen der Keilnutennabe und der Keilnutenwelle bezieht. Wenn der innere Durchmesser der Keilnutennabe durch Dk[mm] wiedergegeben wird, wohingegen der äußere Durchmesser der Keilnutenwelle durch D2 angegeben wird, wird die Hebellänge R[mm] des Übertragungsdrehmomentes durch die folgende Glei­ chung beschrieben.

R = (Dk + D2)/4

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Rotorgehäuse 131 und die Nabe 132 mit der Antriebswelle 12 über die Keilnutenver­ bindung verbunden. Diese Keilnutenverbindung verbindet also in einstückiger Weise das Gehäuse 131 und die Nabe 132. Mit anderen Worten verbindet die Keilnutenverbindung die einheitliche Masse des Rotorgehäuses 131 und der Nabe 132 mit der Antriebswelle 12. Als Ergebnis daraus ist die Keilnutenkon­ taktlänge L1 gleich der Summe der Dicke L2 des Rotorgehäuses und der axialen Länge L3 der Nabe 132 (L1 = L2 + L3). Wenn die Nabe 132 nicht zur Anwendung kommt, ist die Keilnutenkon­ taktlänge gleich L2. Jedoch ermöglicht die Anwendung der Nabe 132 eine vergrößerte Keilnutenkontaktlänge um die Länge L3. Die axiale Länge der Nabe 132 ist bevorzugt das zweifache der Dicke des Rotors 131.

Das Vorsehen der Nabe 132 erhöht die Länge der Keilnutenver­ bindung und setzt die Kontaktbeanspruchung σ der Kontaktflä­ che pro Flächeneinheit in der Keilnutenverbindung herab. Hierdurch wird die Lebensdauer des Keilnutenverbindungsab­ schnittes erhöht und die Standfestigkeit der Heizeinrichtung für viskoses Fluid verbessert.

Die Nabe ist nicht auf eine zylindrische Nabe beschränkt, so­ lange diese an der Antriebswelle im Zentrum des Rotors vorge­ sehen werden kann, um die Konstruktion zum Ankoppeln der An­ triebswelle an den Rotor zu verstärken.

Wie aus der Gleichung hinsichtlich der Kontaktbeanspruchung offensichtlich ist, ist die Kontaktbeanspruchung σ invers proportional zur Keilnutenkontaktlänge L. Daher wird durch eine Verlängerung der Keilnuten bei der vorliegenden Erfin­ dung die Kontaktbeanspruchung σ, die zwischen den Keilnuten 12a und den Keilnuten 13a und 13b wirkt, dramatisch herabge­ setzt.

Da die Nabe 132 die Keilnutenkontaktlänge L1 zwischen dem Ro­ tor 13 und der Antriebswelle 12 erhöht, kann die Dicke L des Rotorgehäuses 131 vermindert werden. Dies erlaubt die Produk­ tion kompakter Heizeinrichtungen für viskoses Fluid.

Die Heizrate H1 des viskosen Fluids an der Vorder- sowie Rückseite des Rotors und die Heizrate H2 des viskosen Fluids in der Umgebung des Rotors 13 wird durch die folgenden Glei­ chungen beschrieben.

H1 = πµω²r⁴/D

H2 = 2πµω²r³L₂/D

In diesen Gleichungen repräsentiert µ den Viskositäts- Koeffizienten, r den Radius des Rotors und D gibt den Abstand zwischen der Wandung der Heizkammer 7 und der äußeren Fläche des Rotors 13 wieder, und ω gibt die Winkelgeschwindigkeit des Rotors 13 an, wenn dieser dreht. Wenn die Bedingung 2L₂ < r erhalten wird, so ist die Bedingung H2 < H1 erfüllt. Dies führt zu einem großen Heizwert an der Front- sowie Rückseite des Rotors 13. Daher findet ein wirksamer Wärmeaustausch zwi­ schen der Heizeinrichtung für viskoses Fluid und der Kühlmit­ telzirkulation durch den Wassermantel 8, der in der Nähe der Rückseite des Rotors 13 angeordnet ist, statt. Entsprechend wird gegenüber Heizeinrichtungen für viskoses Fluid nach dem Stand der Technik, die Labyrinthnuten in der Heizkammer 7 aufweisen, eine hervorragende Wärmeübertragungswirkung auch bei der vorliegenden Erfindung bewirkt.

Bei diesem Typ der Heizeinrichtung für viskoses Fluid wirkt die Kraft, die durch eine Spannung erzeugt wird, die auf den Riemen B aufgebracht wird, der mit dem Antriebsrad 17 in Eingriff kommt, in radialer Richtung der Achse der Antriebs­ welle 12. Diese radiale Kraft versucht die optimale Achse O zu einer verschwenkten Achse O' zu verschieben, wie in Fig. 2 dargestellt. Weiterhin können Dimensionsabweichungen, die aus der Produktion herrühren, die Abmessungen des Raumes, der zwischen dem Rotorgehäuse 131 und der inneren Wand der Heiz­ kammer 7 gebildet wird, verändern. Diese Faktoren können im Endeffekt die Antriebswelle auf eine Umlaufbahn bringen. Dies wiederum kann zu einem Kontakt des Rotorgehäuses mit einer inneren Wandung der Heizkammer führen.

Bei der Heizeinrichtung für viskoses Fluid gemäß der vorlie­ genden Erfindung sind das Rotorgehäuse 131 und die Nabe 132 mittels Keilnuten mit der Antriebswelle 12 verbunden. Dies ermöglicht eine Neigung und axiale Verschiebung des Rotorge­ häuses 131 und der Nabe 132 bezüglich der Antriebswelle 12. Durch eine solche Konstruktion wird die erwähnte unerwünschte Neigung der Antriebswelle 12 ausgeschaltet. Mit anderen Wor­ ten, wenn eine Radialkraft aufgrund des Riemens die Antriebs­ welle 12 dazu bringt, um die Achse O' zu rotieren, kompen­ siert der Widerstand, produziert durch das viskose Fluid und die Neigung sowie die Axialverschiebung des Rotorgehäuses 131 und der Nabe 132, die Neigung der Antriebswelle 12. Ebenso werden, wenn das Rotorgehäuse 131 die innere Fläche der Heiz­ kammer 7 kontaktiert, das Rotorgehäuse 131 und die Nabe 132 axial verschoben. Hierdurch wird der Kontaktdruck vermindert und eine Beschädigung des Rotorgehäuses 131 und anderer Tei­ le verhindert. Entsprechend kann der Raum zwischen der äuße­ ren Fläche des Rotorgehäuses 131 und der inneren Wand der Heizkammer 7 minimiert werden und dennoch eine gegenseitige Störung verhindert werden. Hierdurch wird eine wirkungsvolle Heizwirkung erreicht.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Er­ findung wird anhand Fig. 3 erläutert. Bei diesem Ausführungs­ beispiel ist die Nabe 132 an der Rückseite des Rotorgehäuses 131 vorgesehen. Die vorteilhaften Wirkungen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel werden auch bei diesem Ausführungsbei­ spiel erzielt.

Weiterhin kann die Keilnutenverbindung nur zwischen der An­ triebswelle 12 und der Nabe 132 vorgesehen sein. In diesem Fall kann ein Raum zwischen der Wand der Nabenbohrung in dem Rotorgehäuse 131 und der äußeren Fläche der Antriebswelle 12 vorgesehen werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Heizeinrichtung für viskoses Fluid gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 4 dargestellt. Um Wiederholungen in der Beschreibung zu ver­ meiden, werden die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen den Bauteilen zugeordnet, die den Bauteilen des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels entsprechen oder diesen ähnlich sind.

Die Nabe 24 wird auf der Antriebswelle 12 ohne das Vorsehen von Keilnuten an dem hinteren Ende der Antriebswelle 12 befe­ stigt. Ein scheibenartiges Rotorgehäuse 23 wird in der Heiz­ kammer 7 aufgenommen und ist an der Nabe 24 vorgesehen. Keil­ nuten 24a erstrecken sich axial entlang der Umgebung der Nabe 24. Eine Nabenbohrung erstreckt sich durch das Zentrum des Rotorgehäuses 23. Keilnuten 23a entsprechen den Keilnuten 24a und sind in der Wand der Nabenbohrung vorgesehen. Der Ein­ griff zwischen den Keilnuten 24a und den Keilnuten 23a be­ schränkt die Drehung des Rotorgehäuses 23 bezüglich der An­ triebswelle 12 und der Nabe 24. Der Eingriff erlaubt ebenso eine Neigung und eine Verschiebung der Antriebswelle 12 be­ züglich der Achse der Antriebswelle 12 und der Nabe 24.

Die Gleichung zur Ermittlung des Kontaktbeanspruchung σ, die auf die Kontaktfläche der Keilnuten wirkt (σ = M/ψLRA) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann genauso bei diesem Aus­ führungsbeispiel angewendet werden. In dieser Gleichung ent­ spricht die Hebellänge des Übertragungsdrehmomentes R = (Dk + D2)/4 dem Abstand der Achse O von der Antriebswelle 12 zu dem Eingriffsabschnitt zwischen den Keilnuten 24a und 23a.

Dk entspricht dem inneren Durchmesser der Nabenbohrung in dem Rotorgehäuse 23 und D2 gibt den äußeren Durchmesser der Nabe 24 wieder. Wenn Dk und D2 relativ groß bemessen werden, so sind D2 und Dk annähernd gleich groß. In diesem Fall ist die folgend beschriebene Gleichung erfüllt.

R = (Dk + D2)/4 = D2/2

Entsprechend ist die Hebellänge R des Übertragungsdrehmomen­ tes in etwa gleich dem Radius der Nabe 24.

Es ist von der Gleichung offensichtlich, die zur Ermittlung der Kontaktbeanspruchung σ verwendet wird, daß die Kontaktbe­ anspruchung σ invers proportional zur Armlänge R des Übertra­ gungsdrehmomentes ist, da die Kontaktbeanspruchung σ, die auf den Kontaktabschnitt der Keilnuten wirkt, invers proportional zu dem Radius der Nabe 24 ist. Von Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Durchmesser D2 der Nabe 24 größer als der Durchmes­ ser D1 der Antriebswelle 12 (D1 < D2) ist. Wenn die Nabe 24 verwendet wird, ist die Hebellänge R des Übertragungsdrehmo­ mentes annähernd die gleiche wie der Radius der Antriebswelle 12 (D1/2). Deshalb ist die Kontaktbeanspruchung σ vermindert, wenn eine Nabe 24 verwendet wird.

Daher ist die Kontaktbeanspruchung σ pro Flächeneinheit der in Eingriff befindlichen Flächen der Keilnutenverbindung ver­ mindert, wenn die Nabe 24 zwischen der Antriebswelle 12 und dem Rotorgehäuse 23 vorgesehen wird, um die Hebellänge R des Übertragungsdrehmoments zu erhöhen.

Die vorteilhaften Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels werden auch bei diesem Ausführungsbeispiel erhalten. In die­ sem Ausführungsbeispiel ist die Nabe 24 auf die Antriebswelle 12 aufgepreßt, ohne daß Nieten oder andere Befestigungsele­ mente verwendet werden. Hierdurch wird die Anzahl an notwen­ digen Bauteilen vermindert und die Konstruktion der Heizein­ richtung für viskoses Fluid vereinfacht.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle 12 und die Nabe 24 einstückig ausgebildet.

Bei der vorliegenden Erfindung kann eine elektromagnetische Kupplung zwischen dem Antriebsrad 17 und der Antriebswelle 12 vorgesehen werden, um intermittierend Antriebskraft des Mo­ tors E auf die Antriebswelle 12 der Heizeinrichtung für vis­ koses Fluid zu übertragen.

Obwohl mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfin­ dung beschrieben wurden, ist es für den Fachmann klar, daß die vorliegende Erfindung auch in anderen speziellen Ausbil­ dungen realisiert werden kann, ohne daß von dem Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird. Daher sind die beschriebenen Beispiele und Ausführungsbeispiele nur als beschreibend und nicht als beschränkend anzusehen und die Erfindung ist nicht auf Details beschränkt, die in Bezug auf die Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sondern kann innerhalb des Schutz­ bereichs der anliegenden Ansprüche modifiziert werden.

Eine verbesserte Heizeinrichtung für viskoses Fluid wird of­ fenbart, die einen Rotor aufweist, der in Verbindung mit ei­ ner Antriebswelle ist. Der Rotor ist in einer Heizkammer an­ geordnet, die mit viskosem Fluid gefüllt ist. Der Rotor dreht mit der Antriebswelle, um eine Scherkraft auf das viskose Fluid aufzubringen und Wärme in der Heizkammer zu erzeugen. Der Rotor hat ein erstes flaches Rotorgehäuse und eine Nabe, die separat von dem Rotorgehäuse ausgebildet ist. Die Nabe, die unabhängig von dem Rotorgehäuse ausgebildet ist, weist eine axiale Länge auf, die größer ist als die des Rotorge­ häuses. Zumindest an der Nabe ist ein Mechanismus vorgesehen. Dieser Mechanismus montiert den Rotor an der Antriebswelle und überträgt das Drehmoment der Antriebswelle auf den Rotor.

Claims (10)

1. Heizeinrichtung mit einem Rotor (13), der in einer mit viskosem Fluid gefüllten Heizkammer (7) so angeordnet ist, daß er eine Scherkraft auf das viskose Fluid aufbringt und Wärme in der Heizkammer (7) erzeugt, und an einer Antriebswelle (12) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (13) einen flachen Rotorkörper (131) und eine separat von dem Rotorkörper (131) ausgebildete Nabe (132), deren axiale Länge größer als die des Rotorkörpers (131) ist, aufweist und mit der Antriebswelle (12) eine lösbare Wellen-Naben-Verbindung derart bildet, daß der Rotorkörper (131) und die Antriebswelle (12) geringfügig relativ zueinander bewegbar sind.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Befestigungseinrichtung (15) zum Befestigen des Rotorkörpers (131) an der Nabe (132).

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Wellen-Naben-Verbindung den Rotor dreht und eine Axialbewegung relativ zu der Antriebswelle (12) gestattet.

4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor einen Radius aufweist, der zweimal so groß wie die Dicke des Rotorkörpers (131) ist.

5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Nabe (132) ein Mittelloch mit einer Innenumfangsfläche aufweist, die ein erstes Element umfasst,
die Antriebswelle (12) eine Außenumfangsfläche hat, die ein zweites Element umfasst, und
die Wellen-Naben-Verbindung das erste und zweite Element umfasst, wobei das erste Element und das zweite Element eine Keilnutenverbindung ausbilden.

6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (132) zumindest an der Frontfläche oder der Rückfläche des Rotorkörpers (131) befestigt ist.

7. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (15) einen Niet umfasst.

8. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (131) ein mit einer Innenumfangsfläche versehenes Mittelloch aufweist, die ein erstes Element aufweist, wobei die Nabe (132) unbeweglich an der Antriebs­ welle (12) befestigt ist und eine äußere Umfangsfläche hat, die ein zweites Element aufweist, und die Wellen-Naben- Verbindung das erste Element und das zweite Element um­ fasst, die eine Keilnutenverbindung ausbilden.

9. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Antriebsrad (17), das am Ende der Antriebswelle (12) vorgesehen und mit einem Motor (E) in Wirkverbindung ist.

10. Heizeinrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine elektromagnetische Kupplung, um das Antriebsrad (17) selektiv mit der Antriebswelle (12) zu verbinden oder von dieser zu trennen.