DE19732112A1 - Heizgerät mit viskosem Fluid - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Heizgerät mit viskosem Fluid, das mit einem Gehäuse versehen ist, in dem eine Heizkammer und eine Wärmeaustauschkammer untergebracht sind, sowie ein Rotor, der das in der Heizkammer enthaltene viskose Fluid schert, um Wärme zu erzeugen und Wärme mit einem zirkulierenden Fluid, das in der Wärmeaustauschkammer enthalten ist, austauscht.

Heizgeräte mit viskosem Fluid, die mittels der Antriebskraft von Fahrzeugmotoren betrieben werden, sind inzwischen als Hilfsheizquelle für Fahrzeuge weit verbreitet. Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2-246823 beschreibt ein typisches Heizgerät mit viskosem Fluid. Das Heizgerät hat ein Front- und ein Rückgehäuse, die durch Bolzenschrauben zusammengeschraubt sind. Die gekoppelten Gehäuse beherbergen eine Heizkammer und einen Wassermantel. Zirkulierendes Kühlmittel wird von einem externen Heizkreislauf durch eine Einlaßöffnung in den Wassermantel eingesaugt. Das Kühlmittel in dem Wassermantel wird durch eine Auslaßöffnung an den Heizkreislauf zurückgegeben. Eine Antriebswelle ist durch Lager drehbar in dem Frontgehäuse gelagert. Ein Rotor, der in der Heizkammer rotiert, ist an der Antriebswelle befestigt. Die Wände der Heizkammer sind nahe an dem Rotor vorgesehen. Labyrinthnuten sind in den Wänden der Heizkammer und an der Außenseite des Rotors gebildet. Der Raum zwischen den Heizkammerwänden und der Außenseite des Rotors ist mit viskosem Fluid wie zum Beispiel Silikonöl gefüllt.

Wenn die Antriebswelle durch den Motor angetrieben wird, dreht sich der Rotor im Inneren der Heizkammer. Die Rotation des Rotors rührt und schert das viskose Fluid, das sich zwischen den Heizkammerwänden und der Rotoroberfläche befindet. Dies erwärmt das viskose Fluid. Das erwärmte viskose Fluid tauscht die Wärme mit dem durch den Wassermantel zirkulierenden Kühlmittel aus. Das erwärmte Kühlmittel wird anschließend zum Heizkreislauf geleitet, um den Fahrgastraum aufzuwärmen.

Bei diesem herkömmlichen Heizgerät besteht eine Tendenz, daß sich die Rotoroberfläche und die Heizkammerwand gegenseitig stören, wenn die Wärme, die während einer jeden Umdrehung des Rotors erzeugt wird, zunimmt.

Bei dieser Art von Heizgerät überträgt ein Riemen die Antriebskraft des Motors auf die Antriebswelle mittels einer elektromagnetischen Kupplungsriemenscheibe, oder mittels einer direkt an der Antriebswelle gekoppelten Riemenscheibe. Wenn aufgrund von Veränderungen der Motordrehzahl oder aus anderen Gründen eine Spannung auf den Riemen aufgebracht wird, wird diese Spannung somit auf die Riemenscheibe übertragen. Dies neigt die Achse der Antriebswelle in Bezug zur idealen Drehachse und läßt die Antriebswelle in einem geneigten Zustand rotieren. Desweiteren sind die senkrechte Ausrichtung zwischen der Antriebswelle und dem Rotor, die Parallelität zwischen der Rotoroberfläche und der Heizkammerwand und die axiale Abmessung der Heizkammer nicht perfekt genau. Der Grund dafür liegt in den Abmessungsspielräumen, die während der Produktion zugelassen sind.

Der Rotor dreht und schert das viskose Fluid am effektivsten, wenn die Abmessung des Spalts zwischen der Heizkammerwand und der Rotoroberfläche einen Millimeter oder weniger beträgt. Deshalb tritt eine Störung zwischen der Rotoroberfläche und den Heizkammerwänden auf, wenn der Rotor in einem geneigten Zustand in Bezug zur Heizkammer dreht. Dies ruft eine Abnützung der Rotoroberfläche und der Kammerwände hervor. Um eine solche Störung zu vermeiden, kann der Spalt zwischen der Rotoroberfläche und der Heizkammer vergrößert werden. Dies vermindert jedoch den Schereffekt des Rotors und vermindert die während jeder Drehung des Rotors erzeugte Wärme.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Heizgerät mit viskosem Fluid zu schaffen, bei dem eine Störung zwischen der Rotoroberfläche und den Heizkammerwänden vermieden wird und somit eine Abnützung des Rotors und der Heizkammer verhindert wird, während eine große Heizmenge gewährleistet wird.

Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird ein verbessertes Viskoseheizgerät offenbart. Das Viskoseheizgerät hat eine Heizkammer, die viskoses Fluid und einen Rotor beherbergt. Der Rotor rotiert, um das viskose Fluid zu scheren und zu erwärmen. Die Heizkammer hat ein Paar innere flache Oberflächen und eine innere Umfangsoberfläche. Der Rotor hat ein Paar äußere flache Oberflächen, die jeweils den inneren flachen Oberflächen mit vorbestimmten Spalten gegenüberliegen und eine äußere Umfangsoberfläche, die der inneren Umfangsoberfläche gegenüberliegt. Die äußere Umfangsoberfläche hat Umfangskantenabschnitte, von denen sich jede winklig und kontinuierlich von der äußeren flachen Oberfläche erstreckt. Die Umfangskante ist abgerundet, so daß verhindert wird, daß sich der Rotor und die inneren flachen Oberflächen stören.

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die für neu gehalten werden, werden im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt.

Im nachfolgenden soll die Erfindung, zusammen mit ihren weiteren Aufgaben und Vorteilen zum besseren Verständnis anhand der nachfolgenden Beschreibung von derzeit bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Zeichnungen erläutert werden.

Fig. 1 ist eine Querschnittansicht, die entlang einer Linie 1-1 in Fig. 2 genommen wurde und die ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine Querschnittansicht, die entlang einer Linie 2-2 aus Fig. 1 genommen wurde, bei der die Riemenscheibe weggelassen wurde.

Die Fig. 3(a), 3(b), 3(c) sind Teilansichten im Querschnitt, die unterschiedliche Kantengestaltungen des Rotors zeigen.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Teilansicht im Querschnitt, die eine unterschiedliche Gestalt des Rotors des ersten Ausführungsbeispieles zeigt.

Fig. 5(a) ist eine Querschnittansicht, die ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 5(b) ist eine Querschnittansicht, die eine andere Gestalt des Rotors zeigt.

Fig. 6 ist eine Teilansicht im Querschnitt, die einen Rotor eines weiteren Ausführungsbeispieles zeigt.

Es wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel eines Heizgerätes mit viskosem Fluid unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben, das in eine Heizung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, befestigen eine Vielzahl an Schraubenbolzen 5 (nur einer ist gezeigt) ein Frontgehäuse 1, eine Trennplatte 2 und einen Rückgehäusekörper 3 mit einer Dichtung 4, die zwischen der Trennplatte 2 und dem Rückgehäusekörper 3 angeordnet ist, aneinander. Ein Rückgehäuse 6 wird durch die Trennplatte 2 und den Rückgehäusekörper 3 gebildet.

In der Rückseite des Frontgehäuses 1 ist eine Ausnehmung vorgesehen. Eine Heizkammer 7 wird zwischen der flachen Vorderseite der Trennplatte 2 und den Wänden der Ausnehmung ausgebildet. Mit anderen Worten wird die Heizkammer 7 zwischen der Umfangswand, der flachen Vorderwand und der flachen Rückwand ausgebildet. Ein Wassermantel 8, der als Wärmeaustauschkammer dient, ist angrenzend an der Heizkammer 7 zwischen der Rückseite der Trennplatte 2 und der inneren Wandseite des Rückgehäusekörpers 3 vorgesehen. Eine Einlaßöffnung 9a und eine Auslaßöffnung 9b sind an dem hinteren Umfangsabschnitt des Gehäusekörpers 3 vorgesehen. Zirkulierendes Kühlmittel wird von einem Heizkreislauf (nicht gezeigt) durch die Einlaßöffnung 9a in den Wassermantel 8 eingesaugt. Das Kühlmittel in dem Wassermantel wird durch die Auslaßöffnung 9b an den Heizkreislauf zurückgegeben.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, stehen ein zylindrischer Vorsprung 2a und eine Trennwand 2b von der Rückseite der Trennplatte 2 vor. Der Vorsprung 2a ist in der Mitte der Platte 2 angeordnet. Die Trennwand 2b erstreckt sich radial von dem Vorsprung 2a zur Mitte der Einlaßöffnung 9a und der Auslaßlöffnung 9b. Desweiteren sind eine Vielzahl an Rippen 2c, 2d, 2e, 2f an der Rückseite der Platte 2 vorgesehen und erstrecken sich in einer bogenförmigen Art um den Vorsprung 2a herum von der Nähe der Einlaßöffnung 9a zur Nähe der Auslaßöffnung 9b. Die Enden des Vorsprungs 2a, der Trennwand 2b und der Rippen 2c bis 2f stoßen gegen die Innenwand des Rückgehäusekörpers 3 und bilden Durchlässe zum Zirkulieren des Kühlmittels in dem Wassermantel 8.

Eine Dichtung 10 und ein Lager 11 sind angrenzend an die Heizkammer 7 in dem Frontgehäuse 1 angeordnet. Eine Antriebswelle 12 ist durch die Dichtung 10 und das Lager 11 drehbar gelagert. Vorteilhafterweise wird als Dichtung 10 eine Öldichtung verwendet. Ein scheibenförmiger Rotor 13, der in der Heizkammer 7 untergebracht ist, ist auf dem entfernten Ende (nach rechts in Fig. 1 gesehen) der Antriebswelle 12 aufgepreßt, so daß der Rotor 13 und die Welle 12 zusammen drehen. Viskoses Fluid, wie beispielsweise ein Silkonöl, ist in der Heizkammer 7 enthalten, die das hintere Ende der Antriebswelle 12 und den Rotor 13 beherbergt. Die Oberflächenspannung des Silikonöls ermöglicht es dem Silikonöl, den Raum zwischen der Wand der Heizkammer 7 und der Oberfläche des Rotors 13 zu besetzen.

Eine Riemenscheibe 15 ist mittels eines Schraubenbolzens 14 an dem vorderen Ende (links in Fig. 1 gesehen) der Antriebswelle befestigt. Ein Riemen B verbindet die Riemenscheibe 15 mit einem Fahrzeugmotor E. Somit dreht die Antriebskraft des Motors E die Antriebswelle 12 mittels der Riemenscheibe 15. Diese dreht den Rotor 13 einstückig. Die Drehung des Rotors 13 schert und erwärmt das Silikonöl in dem Spalt zwischen der Heizkammerwand und der Rotoroberfläche. Das erwärmte Silikonöl tauscht die Wärme mit dem Kühlmittel aus, das in dem Wassermantel 8 als zirkulierendes Fluid dient. Das erwärmte Kühlmittel wird anschließend zu einem Heizkreislauf (nicht gezeigt) geleitet, um den Fahrgastraum zu erwärmen.

Ein großer Abschnitt der Vorder- und Rückseiten des Rotors 13 und die Umfangsoberfläche des Rotors 13 sind parallel zur gegenüberliegenden Wand der Heizkammer 7 ausgebildet. Desweiteren sind die Ecken an den vorderen und hinteren Umfangskanten des Rotors 13 entfernt. Mit anderen Worten, wie in Fig. 3(a) gezeigt ist, hat die Umfangskante des Rotors 13 ein Paar abgerundeter Ecken 13a und einen zylindrischen Abschnitt 13b, der sich zwischen den abgerundeten Ecken 13a erstreckt. Die abgerundeten Ecken 13a sind an den Vorder- und Rückkanten des Rotors 13 vorgesehen. Deshalb ist der Rotor 13 an den Ecken 13a von den Wänden der Heizkammer 7 getrennt. Es ist vorteilhaft, daß der Krümmungsradius R einer jeden gerundeten Ecke 13a ungefähr ein Viertel der Dicke W des Rotors 13 ist.

Anstelle des Vorsehens des zylindrischen Abschnittes 13b auf der Umfangskante kann eine konvexe Kante 13c entlang des gesamten Umfangs des Rotors 13 vorgesehen werden, wie in Fig. 3(b) gezeigt ist. In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß der Krümmungsradius R der konvexen Kante 13c die Hälfte der Dicke W des Rotors 13 beträgt.

Obwohl die scharfen Ecken der Rotorkante entfernt werden, verhindern die konvex gerundeten Ecken 13a, die auf jeder Seite des zylindrischen Abschnittes 13b vorgesehen sind, eine drastische Abnahme der Fläche, die von dem Rotor 13 in dem engen Spalt zwischen dem Rotor 13 und den Wänden der Heizkammer 7 besetzt ist. Wenn desweiteren zwei abgerundete Ecken 13a vorgesehen sind, ist die Fläche des Rotors 13 größer, als wenn nur ein gerundeter Abschnitt (konvexe Kante 13c) vorgesehen ist, der sich entlang des gesamten Umfangsabschnittes erstreckt. Deshalb trägt der zylindrische Abschnitt 13b zur Wärmeerzeugung bei, wenn das viskose Fluid geschert wird.

Wie in Fig. 3(c) gezeigt ist, können die Kanten des Rotors 13 desweiteren so entfernt werden, daß ein abgeschrägter Abschnitt 28 gebildet wird. In diesem Fall werden Schnittlinien 29 des abgeschrägten Abschnittes 28 und der Oberflächen des Rotors 13 mit stumpfen Winkeln gebildet. Diese Konstruktion sieht vier Ecken (die Schnittlinien 29) vor, die unter stumpfen Winkeln zwischen den abgeschrägten Oberflächen und den anderen Oberflächen des Rotors 13 ausgebildet sind. Die stumpfen Winkel vergrößern den Schereffekt des Rotors und verbessern die Heizwirkung im Vergleich mit einem Rotor, der abgerundete Ecken oder eine abgerundete Kante hat.

Die Spannung des um die Riemenscheibe 15 herumgewickelten Riemens B kann bewirken, daß sich die Antriebswelle 12 in einem geneigten Zustand dreht (ein Zustand, in dem die Achse des Rotors 13 in Bezug auf die ideale Drehachse geneigt ist). Die Parallelität zwischen dem Rotor 13 und den Wänden der Heizkammer 7 und die axiale Position des Rotors 13 können aufgrund von Abmessungsspielräumen, die während der Produktion zugelassen sind, nicht perfekt genau sein. Wenn die Vorder- und Rückseiten des Rotors 13 die Umfangsoberfläche des Rotors 13 rechtwinklig schneiden und an den Rotorkanten Ecken wie im Stand der Technik bilden, können somit die Kanten des Rotors 13 die Wand der Heizkammer 7 stören oder berühren, insbesondere wenn der Radius des Rotors 13 groß ist. Die Rotation des Rotors 13 in einem geneigten Zustand ruft eine Abnützung der sich berührenden Oberflächen hervor. Desweiteren kann dies eine zusätzliche Belastung auf den Motor E aufbringen und erhöht den Kraftstoffverbrauch.

In diesem Ausführungsbeispiel sind jedoch die Ecken an den Vorder- und Hinterkanten des Rotors 13 entfernt. Dies verhindert, daß die Umfangskanten des Rotors 13 die Wand der Heizkammer 7 stören oder berühren, wenn sich der Rotor 13 in einem geneigten Zustand dreht. (Abnützung des Rotors 13 und der Wand der Heizkammer 7 werden vermindert, sogar wenn der Rotor 13 stark geneigt ist.) Als ein Ergebnis wird eine Abnützung der Kontaktoberflächen des Rotors 13 und der Heizkammer 7 verhindert. Zusätzlich bringt der Rotor 13 keine zusätzliche Last auf den Motor E auf. Dies verhindert eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs. Obwohl ein längerer zylindrischer Abschnitt 13b die Heizeffizienz erhöhen würde, erhöht dies die Möglichkeit einer Störung mit der Heizkammer 7. Somit ist es, wie in Fig. 3(a) gezeigt ist, vorteilhaft, daß der Krümmungsradius der abgerundeten Ecke 13a ungefähr ein Viertel der Dicke des Rotors 13 beträgt, wenn die Ecken abgerundet sind.

Wie vorstehend beschrieben wurde, sind die Ecken an der Kante des Rotors 13 entfernt. Dies verhindert eine Störung oder einen Kontakt zwischen der Oberfläche des Rotors 13 und den Wänden der Heizkammer 7 sogar dann, wenn sich der Rotor 13 in einem geneigten Zustand dreht. Somit wird eine Abnützung der Kontaktoberflächen des Rotors 13 und der Heizkammer 7 vermieden. Da eine Störung vermieden wird, bringt der Rotor 13 zusätzlich keine zusätzliche Last auf den Motor E auf. Dies verhindert einen Anstieg des Kraftstoffverbrauchs.

Da der Rotor 13 scheibenförmig ist, wird eine große Wärmemenge an den Vorder- und Rückseiten des Rotors 13 erzeugt. Obwohl der Durchmesser des Rotors 13 lang ist, ermöglicht die große Heizfläche der Seiten, daß die axiale Länge des Rotors 13 verkürzt werden kann. Somit muß kein langer Raum in der Axialrichtung zum Unterbringen des Rotors 13 vorgesehen werden.

Der Rotor 13 ist an der Antriebswelle 12 befestigt, indem der Rotor 13 auf die Welle 12 aufgepreßt wird. Im Vergleich mit der Verwendung einer Keilwellenverbindung, um den Rotor 13 an der Antriebswelle 12 zu befestigen, wird die Neigung des Rotors 13 in Bezug zur Antriebswelle 12 minimiert. Desweiteren erleichtert die Preßpassung des Rotors 13 die Herstellung des Heizgerätes mit viskosem Fluid.

Der scheibenförmige Rotor 13 muß keine gleichmäßige Dicke haben. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann der Rotor 13 zum Beispiel kegelig gestaltet sein, so daß der Rotor 13 zum Umfang hin dünner wird, solange eine ausreichende Festigkeit garantiert ist. Wenn der Durchmesser des Rotors 13 erhöht wird, um die Heizfläche des Rotors 13 zu erhöhen, muß der Mittelabschnitt des Rotors 13, der den größten Anteil der Last aufnimmt, eine bestimmte Dicke haben, um eine Festigkeit zu gewährleisten. Im Vergleich zur Verwendung eines Rotors, der eine gleichmäßige Dicke hat, vermindert ein kegeliger Rotor, der eine vorbestimmte Dicke an seinem mittigen Abschnitt hat, das Gesamtvolumen des Rotorsmaterials und vermindert die Leistung, die verbraucht wird, wenn der Rotor gedreht wird.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugsnahme auf die Fig. 5(a), 5(b) und 6 beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist der scheibenförmige Rotor durch einen zylindrischen Rotor ersetzt. Um eine überflüssige Beschreibung zu vermeiden, werden ähnliche oder selbe Bezugszeichen für diejenigen Komponenten verwendet, die ähnlich oder gleich zu den entsprechenden Komponenten des ersten Ausführungsbeispieles sind.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist ein rohrförmiger zylindrischer Block 17 in ein zylindrisches Zwischengehäuse 16 eingepaßt. Ein Frontgehäuse 20 ist an das vordere Ende des Zwischengehäuses 16 gekoppelt und der Zylinderblock 17 ist mit einer Dichtung 18 dazwischen angeordnet. Ein Rückgehäuse 21 ist an den hinteren Enden des Zwischengehäuses 16 gekoppelt und der Zylinderblock 17 ist mit einer Dichtung 19 dazwischen angeordnet. Eine Heizkammer 22 wird in dem Zylinderblock 17 ausgebildet. Eine schraubenförmige Rippe 17a erstreckt sich entlang der Außenseite des Zylinderblocks 17. Die schraubenförmige Rippe 17a stößt gegen die Innenseite des Zwischengehäuses 16. Somit wird ein schraubenförmiger Wassermantel 23, der als eine Wärmeaustauschkammer dient, angrenzend zur Heizkammer 22 zwischen der Innenseite des Zwischengehäuses 16 und der Außenseite des Zylinderblocks 17 gebildet.

Eine Einlaßöffnung 24 steht von dem vorderen Teil des Zwischengehäuses 16 vor, während eine Auslaßöffnung 25 von dem hinteren Teil des Zwischengehäuses 16 vorsteht. Die Öffnungen 24, 25 stehen mit dem Wassermantel 23 in Verbindung. Zirkulierendes Kühlmittel wird von einem externen Heizkreislauf (nicht gezeigt) durch die Einlaßöffnung 24 in den Wassermantel 23 eingesaugt. Das Kühlmittel in dem Wassermantel 23 wird durch die Auslaßöffnung 25 zu dem Heizkreislauf zurückgegeben.

Dichtungen 10 und Lager 11 sind in den Vorder- und Rückgehäusen 20, 21 angeordnet, um eine Antriebswelle 26 drehbar zu lagern. Ein Rotor 27 ist auf die Antriebswelle 26 so aufgepreßt, daß er zusammen mit der Welle 27 in der Heizkammer 22 dreht. Der Rotor 27 ist hohl und aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Der Radius R1 des Rotors 27 ist kürzer als die axiale Länge L des Rotors 27.

Silikonöl, das als viskoses Fluid dient, wird in die Heizkammer 22 eingefüllt, die das hintere Ende der Antriebswelle 26 und den Rotor 27 beherbergt. Somit benetzt Silikonöl den Spalt zwischen den Wänden der Heizkammer 22 und der Außenseite der Rotors 27. Wenn das Silikonöl das gesamte Raumvolumen zwischen den Wänden der Heizkammer 22 und der Außenseite des Rotors 27 belegt, könnte Silikonöl herauslaufen, wenn es sich durch Wärme ausdehnt. Um eine solche Leckage zu verhindern, füllt auch Gas (z. B. Luft) den Raum.

Es sind abgerundete Ecken 27a an den Enden des Rotors 27 vorgesehen. Wenn die Länge des Rotors 27 mit L bezeichnet wird, wird der Krümmungsradius R der abgerundeten Ecken 27a vorzugsweise so bestimmt, daß 2R fünf Prozent oder weniger von L sind.

Die Rotation des Rotors 27 erwärmt das Silikonöl. Da die scharfen Ecken des Rotors 27 entfernt sind, wird eine Störung (Kontakt) zwischen den Kanten und den Innenwänden der Heizkammer 22 vermieden, sogar wenn der Rotor 27 in einem geneigten Zustand dreht. Dies verhindert eine Abnutzung der Kontaktoberflächen des Rotors 27 und der Heizkammer 22. Da eine Störung vermieden wird, bringt der Rotor 27 desweiteren keine zusätzliche Last auf den Motor E auf. Dies verhindert eine Zunahme des Kraftstoffverbrauchs. Wenn der Krümmungsradius R der abgerundeten Ecken 27a groß ist, wird der Spalt zwischen den Wänden der Heizkammer 22 und der abgerundeten Ecken 27a groß. Dies vermindert die Heizeffizienz. Es ist somit vorteilhaft, daß der Krümmungsradius R bei 2,5 Prozent oder weniger der Länge des Rotors 27 gehalten wird. Wenn der Krümmungsradius R doch zu klein wird, wird die Möglichkeit, daß der Rotor 27 die Wände der Heizkammer 27 stört, zu groß.

In dem Heizgerät mit viskosem Fluid dieses Ausführungsbeispiels wird eine große Wärmemenge an der Umfangsoberfläche des Rotors 27 erzeugt. Obwohl die Länge des Rotors 27 in diesem Ausführungsbeispiel lang ist, ist der Durchmesser des Rotors 27 relativ kurz. Deshalb kann das Heizgerät mit viskosem Fluid in einen Raum eingebaut werden, dessen Breite und Höhe klein sind, solange die Länge des Raums lang ist. Desweiteren vermindert die hohle Konstruktion des Rotors 27 in diesem Ausführungsbeispiel die Leistung, die zum Drehen des Rotors 27 erforderlich ist.

Wie in Fig. 5(b) gezeigt ist, können die abgerundeten Ecken 27a des zylindrischen Rotors 27 durch abgeschrägte Abschnitte 27b ersetzt werden. Diese Konstruktion verbessert desweiteren die Scherwirkung des viskosen Fluids in der Heizkammer 22.

Wenn konvex abgerundete Ecken an den Kanten des Rotors gebildet werden, müssen die abgerundeten Kanten nicht kreisförmig sein. Jede abgerundete Ecke kann so geformt werden, daß die Gestalt ihres Profils einer Parabel oder einer Kurve höherer Ordnung entspricht. Desweiteren können die Kanten des Rotors 27 so ausgebildet sein, daß die Enden des Rotors 27 kegelförmig sind, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Desweiteren muß der Rotor 27 nicht hohl sein, sondern kann ein massiver Körper sein.

Die vorliegenden Erfindung kann insbesondere in den nachstehend beschriebenen Modi verkörpert sein.

(1) Anstelle des Aufpressens des Rotors 13 auf das hintere Ende der Antriebswelle 12 kann der Rotor 13 auf die Antriebswelle aufgepaßt werden, unter Verwendung einer Keilwellenverbindung, die eine relative Verdrehung verhindert und eine axiale Verschiebung zuläßt. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Bewegung des Silikonöls zwischen den Kanten des Rotors 13 und der Wand der Heizkammer 7. Als ein Ergebnis wird der Rotor 13 leicht in einer neutralen Position in der Heizkammer 7 gehalten, aufgrund des gleichförmigen Druckes an den Vorder- und Rückseiten des Rotors 13.

(2) Die Ecken sowohl vorne als auch hinten am Rotor müssen nicht notwendigerweise entfernt werden. Somit ist es möglich, daß nur eine Ecke entfernt wird, während die andere Ecke nicht entfernt wird. Kräfte neigen dazu, die Rotoren 13, 27 nach hinten zu drängen (besonders bei der Verwendung einer elektromagnetischen Kupplung). Bei der Verwendung des scheibenförmigen Rotors 13, dessen Durchmesser groß ist, oder bei der Verwendung einer Keilwellenverbindung, um den Rotor 13 mit der Antriebswelle zu koppeln, neigt das hintere Ende des Rotors somit insbesondere dazu, die Wand der Heizkammer zu stören. Es ist somit vorteilhaft, daß zumindest die Ecke an der Rückseite des Rotors entfernt wird.

(3) Eine elektromagnetische Kupplung kann zwischen der Riemenscheibe 15 und den Antriebswellen 12, 26 eingebaut werden, um die Antriebskraft des Motors E wahlweise auf die Antriebswellen 12, 26 zu übertragen.

Das viskose Fluid ist nicht auf Halbfluide oder Flüssigkeiten beschränkt, die eine hohe Viskosität besitzen, wie beispielsweise ein Silikonöl, sondern es ist jeglicher Typ an Medium mitumfaßt, der Wärme erzeugt, wenn er von dem Rotor geschert wird.

Die Wände der Heizkammer müssen nicht vollständig mit der Oberfläche des Rotors korrespondieren. Die Wände können an Bereichen vom Rotor beabstandet sein, die nicht notwendigerweise die Scherwirkung aufnehmen müssen.

Es wird ein verbessertes Viskoseheizgerät offenbart. Das Viskoseheizgerät hat eine Heizkammer 7, die ein viskoses Fluid und einen Rotor 13 beherbergt. Der Rotor 13 rotiert um das viskose Fluid zu scheren und zu erwärmen. Die Heizkammer 7 hat ein Paar innerer flacher Oberflächen und eine innere Umfangsoberfläche. Der Rotor 13 hat ein Paar äußere flacher Oberflächen, die jeweils den inneren flachen Oberflächen mit einem vorbestimmten Spalt gegenüberliegen, und eine äußere Umfangsoberfläche, die der inneren Umfangsoberfläche gegenüberliegt. Die äußere Umfangsoberfläche hat Umfangskantenabschnitte, von denen sich jeder winklig und kontinuierlich von der äußeren flachen Oberfläche erstreckt. Die Umfangskante ist abgeschrägt, so daß der Rotor 13 daran gehindert wird, die inneren flachen Seiten zu stören.

Claims (14)

1. Viskoseheizgerät, das eine Heizkammer (7) hat, die viskoses Fluid und einen Rotor (13; 27) beherbergt, der rotiert, um das viskose Fluid zu scheren und zu erwärmen, wobei die Heizkammer (7) ein Paar innere flache Seiten und eine innere Umfangsoberfläche hat, und der Rotor (13; 27) ein Paar äußere flache Seiten hat, die jeweils den inneren flachen Seiten mit einem vorbestimmten Spalt gegenüberliegen, und eine äußere Umfangsoberfläche, die der inneren Umfangsoberfläche gegenüberliegt, wobei die äußere Umfangsoberfläche ein Paar Umfangskantenabschnitte (13a; 28; 27a; 27b) hat, von denen sich jeder winklig und kontinuierlich von der Außenseite erstreckt, wobei das Viskoseheizgerät dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine der Umfangskantenabschnitte (13a; 28; 27a; 27b) abgeschrägt ist.

2. Viskoseheizgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (13) eine scheibenförmige Gestalt hat.

3. Viskoseheizgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (13) eine zylindrische Gestalt hat.

4. Viskoseheizgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte (2), ein Frontgehäuse (1) und ein Rückgehäuse (3), das mit dem Frontgehäuse (1) gekoppelt ist, unterteilt, wobei die Heizkammer (7) durch das Frontgehäuse (1) und die Platte (2) gebildet wird, und wobei mindestens eine der Umfangskantenabschnitte (13; 28; 27a; 27b), die sich nahe an der Platte (2) befindet, abgeschrägt ist.

5. Viskoseheizgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangskantenabschnitte (13a; 27a) jeweils abgerundete Ecken umfassen.

6. Viskoseheizgerät gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsoberfläche (13a) eine zylindrische Oberfläche (13b) hat, die sich zwischen den abgerundeten Ecken (13a) befindet.

7. Viskoseheizgerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der abgerundeten Ecken (13a) einen Krümmungsradius (R) hat, der im wesentlichen ein Viertel der Dicke (W) des Rotors (13) beträgt.

8. Viskoseheizgerät gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsoberfläche (13a) in ihrem ganzen Bereich abgerundet ist.

9. Viskoseheizgerät gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die abgerundeten Ecken (13a) einen Krümmungsradius (R) haben, der im wesentlichen die Hälfte der Dicke (W) des Rotors (13) beträgt.

10. Viskoseheizgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Umfangskantenabschnitt eine abgeschrägte Ecke (13b; 27a; 27b) umfaßt.

11. Viskoseheizgerät gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschrägte Ecke (13b; 27a; 27b) mindestens eine der äußeren flachen Seiten und der äußeren Umfangsseite in einem stumpfen Winkel schneidet.

12. Viskoseheizgerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (13) zum Umfang hin dünner wird.

13. Viskoseheizgerät gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (13) einen hohlen zylindrischen Körper umfaßt.

14. Viskoseheizgerät gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (13) einen massiven zylindrischen Körper umfaßt.