DE19727252C2 - Wärmegenerator für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmegenerator für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ins­ besondere auf einen Viskofluidwärmegenerator, der eine Drehbau­ gruppe umfaßt, die wahlweise mit einer externen Antriebsquelle über eine elektromagnetische Kupplung verbunden werden kann.

Wärmegeneratoren, die durch einen Fahrzeugmotor angetrieben wer­ den, haben die Aufmerksamkeit zur Verwendung als Hilfswärmequel­ le auf sich gezogen. Diese Bauart eines Wärmegenerators umfaßt ein Gehäuse, eine Antriebswelle, die sich durch das Gehäuse er­ streckt und durch den Motor angetrieben wird, und einen Rotor, der in dem Gehäuse aufgenommen ist und mit der Antriebswelle wirkverbunden ist. Des weiteren hat der Wärmegenerator eine Wär­ meerzeugungskammer, die in dem Gehäuse definiert ist, die den Rotor unterbringt und mit einer erforderlichen Menge eines Vis­ kofluids gefüllt ist. Der Rotor schert das Viskofluid, das zwi­ schen einer Innenwandfläche der Wärmeerzeugungskammer und einer äußeren Fläche des Rotors selbst gehalten ist, um Reibungswärme durch Fluidreibung zu erzeugen.

Die Antriebswelle des Wärmegenerators ist mit einer Riemenschei­ be direkt oder über einen Elektromagnetkupplungsmechanismus ver­ bunden. Des weiteren sind auch Hilfsgeräte für das Fahrzeug, die sich von dem Wärmegenerator unterscheiden, mit jeweiligen Rie­ menscheiben versehen, über die sich Kraftübertragungsriemen er­ strecken. Ein Motorabtriebsdrehmoment wird an den Wärmegenerator und andere Hilfsgeräte über die Kraftübertragungsriemen ver­ teilt.

Wenn jedoch die Antriebswelle und der Rotor aufgrund einer Fehl­ funktion des Antriebsmechanismus des Wärmegenerators blockiert sind, wird es unmöglich, daß die Riemenscheibe des Wärmegenera­ tors angetrieben wird. In einem derartigen Fall rutscht der Kraftübertragungsriemen auf der Wärmegeneratorriemenscheibe und die durch das Durchrutschen des Kraftübertragungsriemens hervorgerufenen Vibrationen werden auf andere Hilfsgeräte übertragen, woraus ein Geräusch folgt.

Ein gattungsgemäßer Wärmegenerator für ein Kraftfahrzeug ist aus der DE 44 20 841 A1 bekannt. Ein Rotor als Teil einer Drehbau­ gruppe ist wahlweise mit einer externen Antriebsquelle durch ei­ ne Elektromagnetkupplung verbunden. In einem Gehäuse ist eine Wärmeerzeugungskammer definiert, die Viskofluid enthält. Ferner ist in dem Gehäuse eine von einem zirkulierenden Fluid durch­ strömte Wärmeaufnahmekammer definiert.

Aus der DE 44 12 570 A1 ist ein Kompressor bekannt, bei dem ein Magnetflußstörelement in einem Element der Drehbaugruppe ausge­ bildet ist. Im Betrieb des Kompressors wird mithilfe des Magnet­ flußstörelements ein geschlossenener Magnetkreislauf gekreuzt, der durch einen durch die Drehbaugruppe strömenden Magnetleck­ fluß von einer Elektromagnetkupplung gebildet ist. Veränderungen des Magnetleckflusses werden durch einen Magnetleckflußverände­ rungssensor erfaßt, so daß die durch das Magnetflußstörelement hervorgerufenen Veränderungen des Magnetleckflusses als ein Si­ gnal erfaßt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmegenerator für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiter zu bilden, daß der Antriebszustand dauerhaft über­ wacht werden kann, um den Wärmegenerator von einem Kraftübertra­ gungssystem einer externen Kraft zu trennen, unmittelbar nachdem eine Abnormalität seines Antriebszustands erfaßt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wärmegenerator für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentan­ sprüchen definiert.

Gemäß dem Wärmegenerator der vorliegenden Erfindung ist die Drehbaugruppe, die den Rotor umfaßt, mit der externen Antriebs­ quelle über die Elektromagnetkupplung verbunden. Solange sich die Drehbaugruppe normal dreht, kreuzt daher das Magnetflußstö­ relement mit einer vorbestimmten Regelmäßigkeit den geschlosse­ nen magnetischen Kreislauf, der durch das Lecken des Magnetflus­ ses gebildet ist. Wenn sich beispielsweise die Drehbaugruppe mit einer konstanten Geschwindigkeit (konstanten Winkelgeschwindig­ keit) dreht, kreuzt das Magnetflußstörelement den geschlossenen magnetischen Kreislauf in einer unveränderlichen Wiederholungs­ zeitspanne. Dies stört den entlang des geschlossenen Magnet­ kreislaufes strömenden Magnetfluß mit einer vorbestimmten Regel­ mäßigkeit und die Magnetflußdichte verändert sich ansprechend auf die Störung des Magnetflusses. Solange die Veränderung des Magnetflusses, die durch den Magnetflußänderungerfassungssensor erfaßt wird, innerhalb eines Bereichs einer erwarteten Regelmä­ ßigkeit liegt, kann beurteilt werden, daß sich die Drehbaugruppe normal dreht.

Wenn im Gegensatz dazu irgendeine Fehlfunktion beim Antriebsme­ chanismus des Wärmegenerators vorliegt, wird die Drehung der Drehbaugruppe abnormal oder sie hält an und die Regelmäßigkeit wird nicht fortgesetzt, mit der das Magnetflußstörelement den geschlossenen Magnetkreislauf kreuzt. In einem derartigen Fall verläßt die Veränderung des Magnetflusses, die durch den Magnet­ flußveränderungserfassungssensor erfaßt wird, den Bereich der erwarteten Regelmäßigkeit und es kann aus dem Signal beurteilt werden, das von dem Magnetflußveränderungserfassungssensor ver­ teilt wird, daß eine Abnormalität des Antriebsmechanismus des Wärmegenerators vorliegt.

Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Wärmegenerator auch mit einer Regelvorrichtung zum Regeln einer Betätigung der Elektro­ magnetkupplung ansprechend auf das Signal von dem Magnetflußver­ änderungserfassungssensor versehen. Die Regelvorrichtung regelt die Betätigung der Elektromagnetkupplung richtig abgestimmt auf den Zustand des Wärmegenerators.

Gemäß dem Wärmegenerator der vorliegenden Erfindung gibt der Ma­ gnetflußveränderungserfassungssensor ein Pulssignal aus, das ge­ mäß den periodischen Veränderungen des Magnetflusses variiert, während die vorstehend beschriebene Regelvorrichtung eine abnor­ male Drehung der Drehbaugruppe aus dem Pulssignal erfaßt, um da­ mit die Übertragung eines Drehmoments zwischen der Drehbaugruppe und der externen Antriebsquelle mittels der Elektromagnetkupp­ lung zu regeln.

Gemäß dem Wärmegenerator der vorliegenden Erfindung umfaßt die Drehbaugruppe zusätzlich zum Rotor zumindest eine Antriebswelle und eine Kupplungsscheibe. In diesem Fall verwirklicht die Kupp­ lungsscheibe ruckfrei eine wahlweise Verbindung der Drehbaugrup­ pe mit der Elektromagnetkupplung und der externen Antriebsquel­ le.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Magnetflußstörelemente sowie deren Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden detaillier­ ten Beschreibung offensichtlich. Es ist jedoch zu bemerken, daß es insbesondere vorzuziehen ist, daß die Magnetflußstörelemente Löcher oder Kerben sind, die in dem Rotor ausgebildet sind. In diesem Fall kann das Viskofluid um den Rotor durch diese Löcher oder Kerben strömen, um einfach innerhalb der Wärmeerzeugungs­ kammer zu zirkulieren. Folglich ist die Druckverteilung des Vis­ kofluids um den Rotor so gleichmäßig wie möglich gemacht, so daß die Drehung des Rotors und die der Drehbaugruppe, die den Rotor umfaßt, gleichmäßig ist.

Andere Gesichtspunkte und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu nehmen ist, die die Grundsätze der Erfindung beispielhaft 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 den beigefügten Zeichnungen verstanden.

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Wärmegenerators gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht des Wärmegenerators mit ein­ gerückter Kupplung;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht eines Rotors;

Fig. 4 ist eine Teilschnittansicht, die wesentliche Teile eines Magnetsensors zeigt, der in dem Wärmegenerator montiert ist;

Fig. 5 ist eine Teilvorderansicht einer Abwandlung des Rotors;

Fig. 6A ist eine Teilvorderansicht einer weiteren Abwandlung des Rotors;

Fig. 6B ist eine Ansicht entlang der Linie 6B-6B der Fig. 6A;

Fig. 7 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel aus derselben Richtung wie in Fig. 6B gesehen; und

Fig. 8 ist eine Teilquerschnittansicht einer Abwandlung des Ma­ gnetsensors, der in dem Wärmegenerator montiert ist.

Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Der Wärmegenerator des bevorzugten und dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels ist in einem Heizsystem für ein Kraftfahrzeug eingebaut.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Der Wärmegenerator um­ faßt ein vorderes Gehäuse 1, ein hinteres Gehäuse 2 und eine Un­ terteilungsplatte 3. Die Unterteilungsplatte 3 hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und ist zwischen den beiden Gehäusen 1 und 2 angeordnet. Das vordere und hintere Gehäuse 1 und 2 sind anein­ ander durch einen Satz Eisenbolzen 4 unter Zwischenlage der Un­ terteilungsplatte 3 festgezogen.

Die hintere Seite des vorderen Gehäuses 1 (die rechte Seite in Fig. 1) hat eine Vertiefung, die mit einer flachen Vorderseiten­ fläche der Unterteilungsplatte 3 zusammenwirkt, um dazwischen eine Wärmeerzeugungskammer 5 zu definieren. Zwischen einem äuße­ ren Umfangsabschnitt der hinteren Fläche der Unterteilungsplatte 3 und dem hinteren Gehäuse 2 ist ein Wassermantel 6, der als Wärmeaufnahmekammer dient, die benachbart zur Wärmeerzeugungs­ kammer 5 liegt. Eine Wassereinlaßöffnung 7 und eine Wasseraus­ laßöffnung 8 sind in radial äußeren Abschnitten der hinteren Wand des hinteren Gehäuses 2 ausgebildet. Die Wassereinlaßöff­ nung 7 nimmt zirkulierendes Fluid von einem (nicht gezeigten) Heizkreislauf auf. Als zirkulierendes Fluid wird beispielsweise Motorkühlmittel verwendet. Das zirkulierende Fluid zirkuliert innerhalb des Wassermantels 6 und strömt dann aus der Wasseraus­ laßöffnung 8 in den Heizkreislauf. Somit bildet der Wassermantel 6 einen Teil des Heizkreislaufs des Kraftfahrzeugs, um einen Zirkulierweg für das zirkulierende Fluid zu bilden.

Zwischen einem radial inneren Abschnitt der hinteren Fläche der Unterteilungsplatte 3 und dem hinteren Gehäuse 2 liegt eine Hilfsölkammer 9, die als ein Behälter dient. Ein Rückgewinnungs­ kanal 14 und ein Zuführkanal 15 sind in der Unterteilungsplatte 3 ausgebildet, um die Wärmeerzeugungskammer 5 mit der Hilfsöl­ kammer 9 zu verbinden.

Eine Antriebswelle 12 ist drehbar im vorderen Gehäuse 1 durch ein Radiallager 11 gelagert. Des weiteren ist in dem vorderen Gehäuse 1 eine Öldichtung 10 benachbart zur Wärmeerzeugungskam­ mer 5 angeordnet, so daß sowohl die Wärmeerzeugungskammer 5 als auch die Hilfsölkammer 9 gut abgedichtet sind, wobei der hintere Endabschnitt der Antriebswelle 12 sich in die Wärmeerzeugungs­ kammer 5 erstreckt. Die Antriebswelle 12 hat einen scheibenför­ migen Rotor 13, der am hinteren Endabschnitt der Antriebswelle 12 befestigt ist. Der Rotor 13 ist aus Eisen hergestellt und be­ legt die Wärmeerzeugungskammer 5.

Die Wärmeerzeugungskammer 5 und die Hilfsölkammer 9 enthalten eine erforderliche Menge Silikonöl F als ein Viskofluid. Der Rückgewinnungskanal 14 hat eine Auslaßendöffnung in die Hilfsöl­ kammer 9 an einer Stelle über dem oberen Niveau des Viskofluids F in der Hilfsölkammer 9, während der Zuführkanal 15 eine Ein­ laßendöffnung in die Hilfsölkammer 9 an einer Stelle unter dem oberen Niveau des Viskofluids F in der Hilfsölkammer 9 hat. Der Rückgewinnungskanal 14 ist in einem vorbestimmten Abstand von der Drehachse des Rotors 13 entfernt ausgebildet. Wenn sich der Rotor 13 einstückig mit der Antriebswelle 12 dreht, wird das Si­ likonöl dazu gebracht, den Raum zwischen der Innenwandfläche der Wärmeerzeugungskammer 5 und der Außenfläche des Rotors 13 auf­ grund der hohen Viskosität des Öls zu füllen. Mit der Drehung des Rotors 13 wird ein Teil des Viskofluids F innerhalb der Wär­ meerzeugungskammer 5 über den Rückgewinnungskanal 14 in die Hilfsölkammer 9 zurückgeführt, während das Viskofluid F inner­ halb der Hilfsölkammer 9 über den Zuführkanal 15 in die Wärmeer­ zeugungskammer 5 unterstützt durch das Gewicht des Viskofluids selbst zugeführt wird. Somit wird das Viskofluid F in der Wärme­ erzeugungskammer 5 durch das Viskofluid F in der Hilfsölkammer 9 mit einer vorbestimmten Rate ersetzt.

Eine Elektromagnetkupplung 40 ist in der Nähe des vorderen Endes der Antriebswelle 12 und einer Hülse 16 angeordnet, die nach vorne von dem vorderen Gehäuse 1 vorsteht. Die Elektromagnet­ kupplung 40 umfaßt eine Riemenscheibe 41, die drehbar an der Hülse 16 über ein Schrägkugellager 42 gelagert ist, und eine Kupplungsscheibe 44, die gleitend auf einen Stützring 43 aufge­ paßt ist. Der Stützring 43 ist am äußeren Ende der Antriebswelle 12 befestigt. Eine Blattfeder 45 ist an der vorderen Fläche der Kupplungsscheibe 44 angeordnet. Die Blattfeder 45 hat einen mittleren Abschnitt, der an dem Stützring 43 befestigt ist, und radiale Außenendabschnitte (untere und obere Endabschnitte, ge­ sehen in Fig. 1), die mit einem Umfangsabschnitt der Kupplungs­ scheibe 44 vernietet sind. Die Kupplungsscheibe 44 ist so ange­ ordnet, daß ihre hintere Fläche einer vorderen Endfläche 41a der Riemenscheibe 41 gegenüberliegt, wobei die vordere Endfläche 41a als eine andere Kupplungsscheibe dient. Die Antriebswelle 12, der Rotor 13, der Stützring 43, die Kupplungsscheibe 44 und die Blattfeder 45 bilden eine Drehbaugruppe.

Die Riemenscheibe 41 und Hilfsgeräte (beispielsweise ein Ver­ dichter für ein Klimaanlagensystem), die sich von dem Wärmegene­ rator unterscheiden, sind durch (nicht gezeigte) Kraftübertra­ gungsriemen mit einem Kraftfahrzeugmotor als einer externen An­ triebsquelle verbunden. Des weiteren stützt das vordere Gehäuse 1 eine ringförmige Elektromagnetspule 46. Die Elektromagnetspule 46, die in einem Abschnitt der Riemenscheibe 41 an einer Stelle zwischen dem äußeren Umfang der Riemenscheibe 41 und dem Schräg­ kugellager 42 aufgenommen ist, übt eine Elektromagnetkraft auf die Kupplungsscheibe 44 über die vordere Endfläche 41a der Rie­ menscheibe 41 aus.

Die Elektromagnetspule 46 ist mit einer (nicht gezeigten) Ener­ giequelle über einen Elektromagnetschalter 47 verbunden. Wenn der Elektromagnetschalter 47 angeschaltet wird, um die Elektro­ magnetspule 46 unter Strom zu setzen, zieht die elektromagneti­ sche Kraft, die durch die Elektromagnetspule 46 erzeugt wird, die Kupplung 44 an und verbindet sie mit der Endfläche 41a der Riemenscheibe 41 gegen die Kraft der Blattfeder 45, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn die Kupplungsscheibe 44 mit der Riemenschei­ be 41 verbunden ist, wird ein Drehmoment der Riemenscheibe 41 (d. h. ein Drehmoment des Motors) zur Antriebswelle 12 über die Kupplungsscheibe 44 und den Stützring 43 zum Drehen des Rotors 13 übertragen. Mit der Drehung des Rotors 13 wird das Silikon in dem Raum zwischen der Innenwandfläche der Wärmeerzeugungskammer 5 der Außenfläche des Rotors 13 geschert, um Wärme zu erzeugen. Diese Wärme wird über die Unterteilungsplatte 3 auf das zirku­ lierende Fluid in dem Wassermantel 6 übertragen und das aufge­ heizte zirkulierende Fluid wird über einen (nicht gezeigten) Heizkreislauf dem Klimaanlagensystem zum Heizen einer Fahrgast­ zelle des Kraftfahrzeugs zugeführt.

Wenn andererseits der Elektromagnetschalter 47 abgeschaltet ist, um somit die Elektromagnetspule 46 außer Strom zu setzen, ver­ schwindet die elektromagnetische Kraft der Riemenscheibe 41, und, wie in Fig. 1 gezeigt ist, die Kupplungsscheibe 44 wird von der Seitenendfläche 41a der Riemenscheibe 41 durch die Kraft der Blattfeder 45 weg bewegt. Somit wird die Übertragung eines Drehmoments von der Riemenscheibe 41 auf die Antriebswelle 12 abgetrennt und der Rotor 13 hört damit auf, das Silikonöl zu scheren.

Wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt ist, ist ein Magnetsensor 51, der als ein Magnetflußveränderungserfassungssensor dient, in ei­ ner Vertiefung 17 angeordnet, die im hinteren Gehäuse 2 ausge­ bildet ist. Die Vertiefung 17 ist in der Nähe des in Fig. 1 er­ scheinenden oberen Bolzens 4 ausgebildet und der Magnetsensor 51 ist so angeordnet, daß er sich im wesentlichen parallel zum Bol­ zen 4 erstreckt. Der Magnetsensor 51 hat einen Eisenkörper, der aus einer Stange 52 und einem Kopf 53 zusammengesetzt ist, und eine Signalleitung 54, die schraubenförmig um die Stange 52 des Sensorkörpers gewickelt ist. Die Signalleitung 54 ist mit einem Kupplungsregler 56 über eine Verstärkerschaltung 55 verbunden, während der Kupplungsregler 56 mit dem Elektromagnetschalter 47 verbunden ist.

Der Kupplungsregler 56 ist eine Regeleinheit, die sich aus einer Eingabe-/Ausgabeschnittstelle, die eine Analog-/Digital- Umwandlungsschaltung zum Digitalisieren von analogen Signalen umfaßt, und aus einer Rechnerschaltung zusammensetzt, die eine zentrale Recheneinheit CPU, einen Nur-Lese-Speicher ROM und ei­ nen Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM umfaßt. Der Kupplungs­ regler 56 wird auf der Grundlage von vorbestimmten Programmen betrieben, die in dem ROM gespeichert sind, um digitale Daten zu bestimmen und zu verarbeiten. Beim vorliegenden Ausführungsbei­ spiel bilden der Elektromagnetschalter 47 und der Kupplungsreg­ ler 56 eine Regelvorrichtung zum Regeln der Betätigung der Elek­ tromagnetkupplung 40.

Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von Löchern 13a, die als Magnetflußstörelemente dienen, durch einen Umfangsabschnitt des Rotors 13 ausgebildet. Die Löcher 13a sind in gleichen Winkelabständen mit identischer Entfernung zur Mitte des Rotors 13 angeordnet. Die Entfernung zwischen der Mitte des Rotors 13 und jedem der Löcher 13a ist ungefähr gleich zur Entfernung von der Mittelachse des Rotors 13 zu dem Magnetsensor 51. Folglich treten, wenn sich der Rotor 13 dreht, die Löcher 13a vor der vorderen Seite des Magnetsensors 51 nacheinander folgend vorbei.

Wenn der Elektromagnetschalter 47 angeschaltet wird, um die Elektromagnetspule 46 unter Strom zu setzen, erzeugt die Elek­ tromagnetspule 46 eine magnetische Kraft zum Anziehen der Kupp­ lungsscheibe 44 (siehe Fig. 2). Andererseits bildet die Magnet­ flußstreuung von der Elektromagnetkupplung 40 einen geschlosse­ nen Kreislauf, bei dem die Magnetflußstreuung durch die An­ triebswelle 12, den Rotor 13, die Stange 52 und den Kopf 53 des Magnetsensors 51 strömt und dann in die Elektromagnetspule 46 über den Bolzen 4 zurückkehrt. Da sich der Rotor 13 mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht, treten bei diesem Zustand die Löcher 13a, die durch den Rotor ausgebildet sind, vor der Vor­ derseite des Magnetsensors 51 in periodischen Abständen aufein­ anderfolgend vorbei. Die Löcher 13a, die durch den Rotor 13 aus­ gebildet sind, und die Festkörperabschnitte des Außenumfangs des Rotors 13 kreuzen wechselweise einen Abschnitt des geschlossenen Magnetkreislaufs, der vorstehend beschrieben wurde. Sobald eines der Löcher 13a oder ein dazu benachbarter Abschnitt der Festkör­ perabschnitte des Rotors 13 den geschlossenen Magnetkreislauf kreuzt, ist der Magnetfluß entlang des geschlossenen Magnet­ kreislaufs gestört und zumindest in der Nähe des Magnetsensors 51 finden charakteristische periodische Änderungen der Magnet­ flußdichte statt. Ansprechend auf die periodischen Veränderungen der Magnetflußdichte gibt der Magnetsensor 51 ein periodisches Pulssignal PS aus.

Das Pulssignal PS vom Magnetsensor 51 wird dem Kupplungsregler 56 über die Verstärkerschaltung 55 zugeführt. Der Kupplungsreg­ ler 56 führt eine AN-/AUS-Schaltungsregelung des Elektromagnet­ schalters 47 ansprechend auf Veränderungen des Pulssignals PS durch. Wenn beispielsweise die Anzahl der Pulse des Pulssignals PS pro Zeiteinheit unter einem vorbestimmten Wert liegt (wobei der Fall eines Ausbleibens des Pulssignals PS umfaßt ist), ob­ wohl der Elektromagnetschalter 47 im AN-geschalteten Zustand ist, wird beurteilt, daß eine Abnormalität entweder beim Rotor 13 oder beim Antriebssystem vorliegt. In diesem Fall wird der Elektromagnetschalter 47 sofort ausgeschaltet, wodurch die An­ triebswelle 12 in die Riemenscheibe 41 voneinander getrennt wer­ den.

Solange die Anzahl der Pulse des Pulssignals PS pro Zeiteinheit größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert und innerhalb ei­ nes annehmbaren Bereichs der Anzahl der Pulse ist, wird anderer­ seits der Betrieb des Rotors 13 und des Antriebssystems als nor­ mal beurteilt. Dann hält der Kupplungsregler 56 den Elektroma­ gnetschalter 47 im AN-geschalteten Zustand, so daß die Antriebs­ kraft des Motors zur Antriebswelle 12 über die Riemenscheibe 41 und die Elektromagnetkupplung 40 übertragen wird.

Nachfolgend werden die Vorteile des offenbarten Wärmegenerators aufgezählt.

Wenn ein drehfreier Zustand oder ein abnormales Drehen des Ro­ tors auf der Grundlage des Pulssignals PS von dem Magnetsensor 51 erfaßt wird, kann die Elektromagnetkupplung 40 ausgerückt werden, um die Antriebswelle 12 von der Riemenscheibe 41 zu trennen. Daher ist es möglich, zu verhindern, daß der Kraftüber­ tragungsriemen auf der blockierten oder fehlfunktionierenden Riemenscheibe 41 rutscht, um eine abnormale Vibration zu verhin­ dern oder zu regeln, die durch den Kraftübertragungsriemen über­ tragen wird.

Da der Rotor 13 aus Eisen hergestellt ist, wird er einfach durch die Magnetflußstreuung von der elektromagnetischen Kupplung ma­ gnetisiert, wodurch es möglich ist, die Dichte der Magnetfluß­ streuung in dem geschlossenen Magnetkreislauf zu erhöhen und da­ durch die Spannungsamplitude des Pulssignals PS zu erhöhen. Da­ durch wird es möglich, daß die Analog-/Digital-Umwand­ lungsschaltung in dem Kupplungsregler 56 klar und leicht zwi­ schen dem H-Niveau und L-Niveau des Pulssignals PS unterschei­ det, wodurch die Zuverlässigkeit des Regelsystems der Elektroma­ gnetkupplung 40 verbessert ist.

Das Viskofluid an der vorderen und hinteren Seite des Rotors 13 kann über die Löcher 13a ein- und ausströmen, die durch den Kör­ per des Rotors 13 ausgebildet sind. Daher entwickelt sich kein unterschiedlicher Druck zwischen dem Viskofluid an der Vorder­ seite des Rotors 13 und dem an der Hinterseite des Rotors 13, wodurch eine gleichmäßige Drehung des Rotors 13 sichergestellt wird. Da die Löcher 13a ausgebildet sind, ist der Rotorkörper zusätzlich mit einer Vielzahl kreisförmiger Kanten versehen, die an seinen beiden Oberflächen ausgebildet sind. Diese Kanten ver­ bessern das Schervermögen des Rotors 13, was zum Heizwirkungs­ grad des Wärmegenerators beiträgt. Des weiteren ist jedes der Löcher 13a dazu in der Lage, Gas wie beispielsweise Luft und dergleichen zu enthalten, das unvermeidbar mit dem Viskofluid vermischt ist. Dies ermöglicht es dem Wärmegenerator, einen wirksamen Nutzen aus dem Heizraum zwischen dem Rotor 13 und der Innenwand der Wärmeerzeugungskammer 5 zu ziehen.

Beim Wärmegenerator der vorliegenden Erfindung ist das hintere Gehäuse 2 mit dem Magnetsensor 51 versehen, während der Rotor 13 einfach mit den Löchern 13a ausgebildet ist, die relativ einfach auszubilden sind. Daher hat der Rotor 13 keinen komplizierten Aufbau, wodurch der Anstieg der Herstellkosten des Rotors 13 sehr gering gemacht ist.

Obwohl nur ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung soweit beschrieben wurde, sollte Fachleuten offensichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung in vielen anderen speziellen For­ men ausgeführt werden kann, ohne den in den Patentansprüchen dargelegten Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Insbeson­ dere ist zu verstehen, daß die Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt werden kann.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, kann anstelle der Löcher 13a des Ro­ tors 13 eine Vielzahl Kerben 31 am Außenumfang des Rotors 13 als Magnetflußstörelemente ausgebildet werden. In diesem Fall treten mit der Drehung des Rotors 13 die Kerben 31 vor der Vorderseite des Magnetsensors 51 vorbei, so daß dieselbe Wirkung erzielt werden kann, die auch durch die Löcher 13a erzielt wird. Da des weiteren die Vorder- und Rückseite des Rotors 13 miteinander über die Kerben 31 in Verbindung stehen, wird eine Druckvertei­ lung des Viskofluids um den Rotor 13 einheitlich gemacht.

Wie in den Fig. 6A und 6B gezeigt ist, kann ein Paar Vertie­ fungen 32a und 32b als Magnetflußstörelemente an einer Stelle ausgebildet werden, die jedem der Löcher 13 entspricht, so daß die Vertiefung 32a in der Vorderfläche des Rotors 13 offen ist und die Vertiefung 32b in der hinteren Fläche an derselben Stel­ le offen ist. Die Stelle, an der die Rücken an Rücken liegenden Vertiefungen 32a und 32b ausgebildet sind, ist im Vergleich zur Dicke des Rotorkörpers relativ dünn. Auch in diesem Fall stören mit der Drehung des Rotors die Vertiefungen 32a, 32b den Magnet­ fluß in dem geschlossenen Magnetkreislauf entsprechend ihrer Tiefe. Daher rufen die Vertiefungen 32a und 32b periodische Ver­ änderungen des Magnetflusses durch den Magnetsensor 51 in der­ selben Weise wie die Löcher 13a, die durch den Rotor 13 gebildet sind, gemäß der Drehung des Rotors 13 hervor.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, können Magnete 33 als Magnetflußstör­ elemente in den Löchern 13a des Rotors 13 jeweils eingebettet sein. Dies schafft auch dieselben Vorgänge und Wirkungen wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Zusätzlich sind die Magnete 33 dazu in der Lage, die Magnetflußstreuung zu verstärken, die durch die Elektromagnetspule 46 erzeugt wird, wodurch das Ansprechverhalten des Magnetsensors 51 verbessert wird.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, können die Löcher 13a als Magnetfluß­ störelemente an Stellen ausgebildet sein, die nahe an der Mitte des Rotors 13 liegen. Gleichzeitig kann der Magnetsensor 51 so angeordnet werden, daß er jedem der Löcher 13a gegenüberliegt, wenn sich der Rotor 13 dreht. In Weiterführung dieser Idee kön­ nen die Vertiefungen als Magnetflußstörelemente an einem Um­ fangsabschnitt des hinteren Endes der Antriebswelle 12 ausgebil­ det sein.

Wenn der Magnetflußveränderungserfassungssensor zwischen der Elektromagnetspule 46 und dem Rotor 13 angeordnet ist, ist die Länge der Schleife des geschlossenen Magnetkreislaufs verkürzt und das Ansprechverhalten des Sensors ist verbessert.

In der gesamten Beschreibung wird der Begriff "Viskofluid" ver­ wendet, um jede Art eines Fluids zu beschreiben, das Wärme durch Fluidreibung erzeugt, die durch den Schervorgang des Rotors her­ vorgerufen wird. Daher ist das Viskofluid nicht auf eine Flüs­ sigkeit oder auf eine hochviskose Halbflüssigkeit oder auf Sili­ konöl beschränkt.

Die gegenwärtigen Beispiele und Ausführungsbeispiele sollten als darstellend und nicht als beschränkend betrachtet werden und die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Details beschränkt, son­ dern kann innerhalb des in den Patentansprüchen dargelegten Schutzbereichs abgewandelt werden.

Ein Wärmegenerator ist offenbart, dessen Antriebszustand dauer­ haft überwacht wird und der von einer Antriebsquelle getrennt werden kann, nachdem eine Abnormalität seines Antriebsmechanis­ mus erfaßt worden ist. Eine Vielzahl Löcher 13a ist in gleichen Winkelabständen entlang des Umfangs eines scheibenförmigen Ro­ tors 13 ausgebildet, der dazu in der Lage ist, sich einstückig mit einer Antriebswelle 12 zu drehen. Ein Magnetsensor 51 ist einem hinteren Gehäuse 2 in einer den Löchern gegenüberliegenden Weise montiert. Die Antriebswelle 12 wird wahlweise mit der äu­ ßeren Antriebsquelle über eine elektromagnetische Kupplung 40 verbunden. Ein geschlossener Magnetkreislauf, der in dem Wärme­ generator durch eine Magnetflußstreuung von der Elektromagnet­ kupplung 40 gebildet ist, verläuft durch den Rotor 13 und den Magnetsensor 51. Wenn sich der Rotor 13 normal dreht, wird der Magnetfluß periodisch durch die Löcher 13a gestört und der Ma­ gnetsensor 51 gibt ein Pulssignal aus, das die erfaßte periodi­ sche Störung des Magnetflusses anzeigt. Wenn andererseits der Rotor 13 aufgrund einer Abnormalität, die in dem Rotorantriebs­ system auftritt, aufhört, sich zu drehen, verschwindet die Stö­ rung des Magnetflusses durch die Löcher 13a und das Pulssignal vom Sensor besteht nicht mehr. In diesem Fall tritt die An­ triebswelle 12 von der Antriebsquelle außer Eingriff.

Claims (8)

1. Wärmegenerator für ein Kraftfahrzeug, der einen Rotor als Teil einer wahlweise mit einer externen Antriebsquelle durch eine Elektromagnetkupplung verbundenen Drehbaugruppe, eine in einem Gehäuse definierte und Viskofluid enthaltende Wärmeerzeugungskammer und eine in dem Gehäuse definierte von einem zirkulierenden Fluid durchströmte Wärmeaufnahme­ kammer umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Magnetflußstörelement (13a, 31, 32a, 32b, 33) in einem Element der Drehbaugruppe (12, 13, 43, 44, 45) ausgebildet ist, so daß ein geschlossener Magnetkreislauf gekreuzt wird, der durch einen von der Elektromagnetkupp­ lung (40) zumindest durch die sich drehende Drehbaugruppe strömenden Magnetleckfluß gebildet ist, um dadurch Verände­ rungen des Magnetleckflusses entlang des geschlossenen Ma­ gnetkreislaufs hervorzurufen, die durch einen Magnetfluß­ veränderungserfassungssensor (51) erfaßt werden, der ent­ lang des geschlossenen Magnetkreislaufs angeordnet ist und einen leitenden Kern (52, 53) aufweist, der mit seiner Stirnseite dem Element der Drehbaugruppe (12, 13, 43, 44, 45) axial unter Zwischenlage einer durchgehenden festste­ henden Unterteilungsplatte (3) gegenüberliegt, so daß das Magnetflußstörelement (13a, 31, 32a, 32b, 33) an der Stirn­ seite des leitenden Kerns (52, 53) des Magnetflußverände­ rungserfassungssensor (51) durch die Unterteilungsplatte (3) getrennt vorbeitritt, wodurch die durch das Magnetfluß­ störelement hervorgerufenen Veränderungen des Magnetleck­ flusses als ein Signal (PS) erfaßt werden.

2. Wärmegenerator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung (47, 56) zum Regeln einer Betätigung der Elektromagnetkupplung (40) ansprechend auf das Signal von dem Magnetflußveränderungserfassungssensor (51).

3. Wärmegenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetflußveränderungserfassungssensor (51) ein Pulssignal ansprechend auf periodische Veränderungen des Magnetflusses aus­ gibt, wobei die Regelvorrichtung (47, 56) eine abnormale Drehung der Drehbaugruppe aus dem Zustand des Pulssignals erfaßt, um da­ durch eine Übertragung eines Drehmoments zwischen der Drehbau­ gruppe und der externen Antriebsquelle mittels der Elektroma­ gnetkupplung (40) zu regeln.

4. Wärmegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbaugruppe eine Antriebsquelle (12) und eine Kupplungs­ scheibe (44) umfaßt.

5. Wärmegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetflußstörelement zumindest ein Loch (13a) umfaßt, das durch den Rotor (13) ausgebildet ist.

6. Wärmegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetflußstörelement zumindest eine Kerbe (31) umfaßt, die an dem Rotor (13) ausgebildet ist.

7. Wärmegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetflußstörelement zumindest eine Vertiefung (32a, 32b) umfaßt, die in dem Rotor (13) ausgebildet ist.

8. Wärmegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetflußstörelement zumindest einen Magneten (33) umfaßt, der in dem Rotar (13) eingebettet ist.