DE19733750C2 - Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid - Google Patents

Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid mit einer Heizkammer und einer Radiatorkammer, die in einem Gehäuse definiert sind, und einem Rotor, der innerhalb der Heizkammer angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In jüngster Zeit wurde motorbetriebenen Heizeinrichtungen mit einem viskosen Fluid als eine Hilfsheizquelle für Fahrzeuge viel Aufmerksamkeit gewidmet. Beispielsweise offenbart die Druckschrift DE 44 20 841 A1 eine Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid, die eine Heizkammer und eine Radiatorkammer aufweist. Das Gehäuse der Heizeinrichtung besteht aus mehreren miteinander kombinierten Teilen. Genauer gesagt besteht das Gehäuse aus einem Gehäuseboden, einem Gehäusedeckel und einer Zwischenwand. In dem Raum zwischen dem Gehäusedeckel und der Zwischenwand ist die Heizkammer definiert, in der ein Rotor angeordnet ist und in der sich das viskose Fluid befindet, und in dem Raum zwischen der Zwischenwand und dem Gehäuseboden ist die Radiatorkammer definiert. Somit ist die Radiatorkammer benachbart zu der Heizkammer definiert und bildet einen Teil eines Kühlmittelzirkulationsdurchtritts. Die Zwischenwand hat eine der Radiatorkammer zugewandte Außenfläche und eine der Heizkammer zugewandte Innenfläche. Von der Außenfläche der Zwischenwand ragen eine Vielzahl an Rippen vor. Die Radiatorkammer ist mit einer Einlaßöffnung, durch die eine umlaufende Kühlflüssigkeit in die Kammer eintritt, und mit einer Auslaßöffnung versehen, durch die die Kühlflüssigkeit zu einem externen Heizkreislauf herausgelassen wird.
Eine Antriebswelle für den Rotor ist durch ein Lager an einem Lagerabschnitt des Gehäusedeckels drehbar gestützt. Der Rotor dreht sich einstückig mit der Antriebswelle. Dadurch wird bewirkt, daß der Rotor das viskose Fluid schert und das viskose Fluid folglich erwärmt wird. Ein Wärmeaustausch findet zwischen dem erwärmten viskosen Fluid und der umlaufenden Kühlflüssigkeit in der Radiatorkammer statt.
Dadurch wird die umlaufende Kühlflüssigkeit erwärmt und gibt die Wärme an den Fahrgastraum ab, wenn die Kühlflüssigkeit in den Heizkreislauf strömt.
Bei der vorstehend beschriebenen Heizeinrichtung des Standes der Technik ist das Gehäuse aus drei Einzelteilen gebildet. Daher ist die Montage desselben schwierig und zeitaufwendig. Des weiteren strömt der überwiegende Teil der Kühlflüssigkeit auf direktem Wege durch die Radiatorkammer hindurch. Trotz der Rippen, die in die Radiatorkammer hineinragen, ist die Verweildauer der Kühlflüssigkeit in der Radiatorkammer also verhältnismäßig kurz. Sie strömt von der Einlaßöffnung direkt zu der Auslaßöffnung und wird aus der Auslaßöffnung herausgelassen. Dadurch ist der Wärmeaustauschwirkungsgrad der Radiatorkammer verhältnismäßig schlecht.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid zu schaffen, bei der die Anzahl der Gehäuseteile verringert worden ist und die einen Aufbau hat, bei dem ein Leitelement zwischen der Innenwand und der Außenwand, die eine um die Heizkammer herum befindliche Radiatorkammer definieren, zum Leiten des umlaufenden Fluids ausgebildet ist.
Um die vorstehend genannte Aufgabe erfindungsgemäß zu lösen, wird eine Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid gemäß Anspruch 1 geschaffen.
Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid sind in den Ansprüchen 2 bis 11 aufgezeigt.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich, die die Prinzipien der Erfindung beispielhaft darstellen.
Die Erfindung ist mit ihren Aufgaben und Vorteilen unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen am besten verständlich.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Heizeinrichtung von Fig. 1 als eine Ansicht von rechts;
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Heizeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels;
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines wiederum anderen Ausführungsbeispiels;
Fig. 6 zeigt eine Abwicklung der Außenfläche einer Innenwand gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel; und
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsteilansicht einer Heizeinrichtung eines wiederum anderen Ausführungsbeispiels.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid gemäß der vorliegenden Erfindung, die in einer Heizanlage eines Fahrzeugs eingebaut ist, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Gehäuse der Heizeinrichtung wird durch ein vorderes Gehäuse 1 und ein hinteres Gehäuse 2 gebildet. Die Gehäuse 1 und 2 sind durch eine Vielzahl von Schrauben 3 (von denen nur eine gezeigt ist) miteinander kombiniert und aneinander befestigt. Das vordere Gehäuse 1 umfaßt eine Grundplatte 4 und eine zylindrische Innenwand 5, die mit der Platte 4 einstückig ausgebildet ist. Eine Vielzahl von Vorsprüngen 4a steht radial von dem Umfang der Platte 4 vor. Jeder Vorsprung 4a verfügt über ein Loch, durch das eine der Schrauben 3 eingefügt wird. Eine ringförmige Rinne 4b ist an einer Fläche der Platte 4 ausgebildet, an der das hintere Gehäuse 2 anliegt. Eine Dichtung 6, wie beispielsweise ein O-Ring, ist in der Rinne 4b eingepaßt. Das hintere Gehäuse 2 ist als ein Zylinder mit einem geschlossenen Ende ausgebildet und der Durchmesser des Gehäuses 2 ist dem Durchmesser der Grundplatte 4 des vorderen Gehäuses 1 gleich. Der zylindrische Abschnitt des Gehäuses 2 bildet eine Außenwand 7. Eine Vielzahl von Vorsprüngen 7a steht radial von dem Umfang der Außenwand 7 an ihrem offenen Ende vor. Jeder Vorsprung 7a hat ein Gewindeloch, in das eine der Schrauben 3 geschraubt wird. Eine ringförmige Rinne 2a ist in dem Boden des Gehäuses 2 in einer Fläche ausgebildet, an der die Innenwand 5 anliegt. Eine Dichtung 6 ist in der Rinne 2a eingepaßt.
Die Gehäuse 1 und 2 sind durch die Schrauben 3 aneinander befestigt, wobei sowohl die Innenwand 5 als auch die Außenwand 7 mit der entsprechenden Dichtung 6 im Kontakt steht. Eine Heizkammer 8 wird durch die hintere Endseite der Platte 4, die Innenfläche der Innenwand 5 und die vordere Endseite des hinteren Gehäuses 2 definiert. Ein Wassermantel 9 oder eine Radiatorkammer wird zwischen der Innenwand 5 und der Außenwand 7 definiert. Eine schraubenförmige Rippe 10 steht von der Außenfläche der Innenwand 5 derart vor, daß die Umfangsfläche der Rippe 10 ungefähr in der Mitte zwischen der Außenfläche der Innenwand 5 und der Innenfläche der Außenwand 7 angeordnet ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine Einlaßöffnung 11 an dem vorderen Ende der Außenwand 7 gebildet und eine Auslaßöffnung 12 ist an dem hinteren Ende der Außenwand 7 gebildet. Die Öffnungen 11 und 12 stehen mit dem Wassermantel 9 in Verbindung. Die Einlaßöffnung 11 nimmt umlaufendes Wasser von einem (nicht gezeigten) Heizkreislauf auf, der in dem Fahrzeug vorgesehen ist, während die Auslaßöffnung 12 das umlaufende Wasser von dem Wassermantel 9 zu dem Kreislauf zurück gibt.
Eine zylindrische Stütze 13 ist so ausgebildet, daß sie von dem mittleren Abschnitt der Grundplatte 4 vorsteht. Eine Antriebswelle 16 wird durch die Stütze 13 drehbar gestützt, wobei sich eine Wellendichtung 14 und ein Lager 15 dazwischen befinden. Ein Rotor 17 sitzt im Preßsitz auf der Antriebswelle 16 und ist in der Heizkammer 8 untergebracht. Der Rotor 17 wird somit ebenfalls durch die Stütze 13 gestützt. Die Wellendichtung 14 wird hauptsächlich durch eine Öldichtung gebildet. Der Rotor 17 ist ein aus einer Aluminiumlegierung hergestellter Hohlzylinder. Die Länge L des Rotors 17 ist länger als der Radius R des Rotors 17.
Eine Riemenscheibe 19 ist an dem vorderen Ende (bei Betrachtung von Fig. 1 am linken Ende) der Antriebswelle 16 durch eine Schraube 20 gesichert. Die Riemenscheibe 19 dreht sich gegenüber der Stütze 13 und wird durch sie mittels eines zwischen ihnen angeordneten Lagers 18 gestützt. Ein (nicht gezeigter) Riemen ist mit dem Umfang der Riemenscheibe 19 im Eingriff. Durch den Riemen ist die Riemenscheibe 19 mit einem Fahrzeugmotor wirkgekuppelt, der als eine externe Antriebsquelle wirkt.
Die Heizkammer 8 ist mit einem Silikonöl gefüllt, das als das viskose Fluid wirkt. Anders ausgedrückt füllt das Silikonöl den Raum zwischen der Innenfläche der Heizkammer 8 und der Außenfläche des Rotors 17. Ein Teil des Raumes ist jedoch mit einem Gas (beispielsweise mit Luft) gefüllt, um die Ausdehnung des Silikonöls bei einem Temperaturanstieg aufzunehmen.
Wenn der Motor läuft, wird die Antriebskraft des Motors auf die Riemenscheibe 19 übertragen, wobei der Riemen dabei die Riemenscheibe 19 dreht. Die Antriebswelle 16 und der Rotor 17 werden durch die Riemenscheibe 19 einstückig gedreht. Folglich wird das Silikonöl zwischen der Innenfläche der Heizkammer 8 und der Außenfläche des Rotors 17 geschert. Dadurch wird das Silikonöl erwärmt. Dabei findet ein Wärmeaustausch zwischen dem erwärmten Silikonöl und dem umlaufenden Wasser, das als das umlaufende Fluid fungiert, in dem Wassermantel 9 statt. Das erwärmte Wasser gibt die Wärme an den Fahrgastraum ab, wenn es durch den (nicht gezeigten) Heizkreislauf strömt. Das umlaufende Wasser wird in ein erstes Ende des Wassermantels 9 durch die Einlaßöffnung 11 gesaugt. Das Wasser wird danach schraubenförmig entlang der Außenfläche der Innenwand 5 in dem Wassermantel 9 bewegt und zu dem Heizkreislauf durch die Auslaßöffnung 12 herausgelassen, die an einem zweiten Ende angeordnet ist. Die Rippe 10, die von der Innenwand 5 in dem Wassermantel 9 vorsteht, überträgt wirkungsvoll die Wärme der Heizkammer 8 auf das umlaufende Wasser in dem Wassermantel 9.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel verfügt über die nachstehend erwähnten vorteilhaften Wirkungen.
Der Wassermantel (die Radiatorkammer) 9 wird um die Heizkammer 8 herum durch eine Kombination des vorderen Gehäuses 1, das die Innenwand 5 aufweist, mit dem hinteren Gehäuse 2 definiert, das über die Außenwand 7 verfügt. Dadurch wird die Anzahl der das Gehäuse bildenden Teile verringert, wodurch dabei der Zusammenbau des Gehäuses erleichtert wird.
Der Wassermantel 9 ist nur um den Umfang des Rotors 17 herum vorgesehen. Dadurch wird der Aufbau des Gehäuses im Vergleich zu dem Aufbau eines solchen Gehäuses vereinfacht, bei dem sich der Wassermantel 9 zu der Endfläche des Rotors 17 erstreckt. Auch ist die Geschwindigkeit des Rotors 17 an seinem Umfang am größten. Somit wird der Hauptanteil der erzeugten Wärme wirkungsvoll übertragen, wenn der Wassermantel 9 um den Umfang des Rotors 17 herum vorgesehen ist.
Die Rippe 10 ist mit der Innenwand 5 einstückig ausgebildet, die den Wassermantel 9 und die Heizkammer 8 definiert, und die Rippe 10 steht in den Wassermantel 9 hinein vor. Dadurch wird der Wärmeaustauschwirkungsgrad in dem Wassermantel 9 weiter verbessert. Die Rippe 10 wird an der Innenwand 5 ausgebildet, bevor die Innenwand 5 mit der Außenwand 7 abdeckt wird. Das Ausbilden der Rippe 10 ist somit leichter als beim Stand der Technik, bei dem die Innenwand und die Außenwand einstückig ausgebildet worden sind.
Die Rippe 10, die an der Außenfläche der Innenwand 5 schraubenförmig ausgebildet ist, wirkt als ein Leitelement zum Leiten der Strömung des umlaufenden Wassers in dem Wassermantel 9. Das in den Wassermantel 9 durch die Einlaßöffnung 11 eingeleitete Wasser strömt daher nicht direkt zu der Auslaßöffnung 12, sondern wird in dem Wassermantel 9 gleichmäßig verteilt, bevor es durch die Auslaßöffnung 12 zu dem externen Heizkreislauf herausgelassen wird. Dadurch wird der Wärmeaustauschwirkungsgrad in dem Wassermantel 9 weiter verbessert. Durch das Leiten der Strömung des umlaufenden Wassers in der Heizeinrichtung wird der Strömungswiderstand in dem Durchtritt des Heizkreislaufes verringert. Ein geringerer Widerstand verhindert, daß sich das umlaufende Wasser, das als das Wärmeübertragungsmedium wirkt, an einem Ort in dem Kreislauf aufhält. Dadurch wird der Gesamtwirkungsgrad verbessert, der den Wärmeaustauschwirkungsgrad zwischen dem Silikonöl in der Heizkammer 8 und den Wärmeaustauschwirkungsgrad zwischen dem umlaufenden Wasser und der Luft in dem Fahrgastraum des Fahrzeuges umfaßt.
Der Rotor 17 hat eine zylindrische Außenfläche, deren Länge L länger als der Radius R ist. Dadurch wird ein großer Betrag an erzeugter Wärme an dem Umfang des Rotors 17 sichergestellt. Die Wärmemenge Q1 jeder Endseite des Rotors 17 wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt, in der die Zeichen µ, δ1, δ2 und ω den Viskositätskoeffizienten des Silikonöls, den Abstand zwischen der Außenfläche des Rotors 17 und der Innenfläche der Heizkammer 8, den Abstand zwischen jeder Endseite des Rotors 17 und der entsprechenden Innenfläche der Heizkammer 8 beziehungsweise die Winkelgeschwindigkeit des Rotors 17 darstellen:
Q1 = πµω2R4/δ2
Die Wärmemenge Q2 der Umfangsfläche des Rotors 17 wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
Q2 = 2πµω2R3L/δ1
Bei der Heizeinrichtung des bevorzugten Ausführungsbeispieles wird ein Scheren des viskosen Fluids hauptsächlich durch den Umfang des Rotors 17 ausgeführt. Daher wird δ1 kleiner als δ2 eingestellt (δ1 < δ2). Des weiteren ist Q1 kleiner als Q2 (Q1 < Q2), da der Radius R kürzer als die Länge L ist (R < L). Folglich wird die größte Wärmemenge Q2 an dem Umfang des Rotors 17 sichergestellt. Obwohl der Rotor 17 verhältnismäßig lang ausgebildet werden muß, kann der Durchmesser des Rotors 17 verhältnismäßig klein sein. Somit kann die Heizeinrichtung in einem Raum mit einer verhältnismäßig geringen Höhe und Breite unter der Voraussetzung untergebracht werden, daß dieser eine ausreichende Länge hat.
Da der Rotor 17 in einer seitlich eingespannten Weise gestützt wird, wirkt die gesamte Endseite, die der durch die Antriebswelle 16 gestützten Endseite gegenüber steht, als eine Scherebene. Dadurch wird der für die Wärmeerzeugung wirksame Bereich vergrößert, wodurch der Heizwirkungsgrad der Heizeinrichtung verbessert wird.
Der Rotor 17 ist ein Hohlkörper. Dadurch wird das Gewicht des Rotors 17 verringert, wodurch das Gewicht der gesamten Heizeinrichtung verringert wird. Des weiteren ermöglicht der leichte Rotor 17, daß die Heizeinrichtung weniger Antriebsenergie verbraucht. Die an der Innenwand 5 gebildete Rippe 10 steht mit der Außenwand 7 nicht in Kontakt. Die in der Heizkammer 8 erzeugte Wärme wird somit über die Rippe 10 nicht direkt an die Außenwand 7 übertragen. Dadurch wird eine Wärmeausbreitung zur Außenseite der Heizeinrichtung verhindert.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß der Wassermantel 9 schraubenförmig ausgebildet ist. Ansonsten ist das zweite Ausführungsbeispiel im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel gleich. Somit haben gleiche oder ähnliche Bauteile die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen wie die entsprechenden Bauteile des ersten Ausführungsbeispiels.
Ein schraubenförmiges Leitelement 21 ist an der Außenfläche der Innenwand 5 ausgebildet. Das Leitelement 21 steht mit der Innenfläche der Außenwand 7 in Kontakt, wodurch es schraubenförmig den Wassermantel 9 definiert. Das heißt ein schraubenförmiger Wassermantel 9 ist zwischen der Innenwand 5 und der Außenwand 7 um die Heizkammer 8 herum ausgebildet.
Die Einlaßöffnung 11 ist an dem vorderen Ende des Umfangs der Außenwand 7 ausgebildet und steht mit einem ersten Ende des schraubenförmigen Wassermantels 9 in Verbindung. Die Auslaßöffnung 12 ist an dem hinteren Ende des Umfangs der Außenwand 7 ausgebildet und steht mit einem zweiten Ende des Wassermantels 9 in Verbindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Dichtung 22 zwischen dem vorderen Gehäuse 1 und der Außenwand 7 anstelle eines Dichtringes angeordnet.
Das zweite Ausführungsbeispiel verfügt über die nachstehend genannten vorteilhaften Wirkungen.
Der Wassermantel 9 hat eine schraubenartige Form und die Einlaßöffnung 11 und die Auslaßöffnung 12 sind an dem ersten Ende beziehungsweise an dem zweiten Ende ausgebildet. Dieser Aufbau bewirkt, daß das umlaufende Wasser in den Wassermantel 9 gesaugt wird, um durch alle Teile des Wassermantels 9 zu treten, bevor es zu dem externen Heizkreislauf herausgelassen wird. Dadurch wird der Wärmeaustauschwirkungsgrad in dem Wassermantel 9 verbessert.
Das schraubenförmige Leitelement 21 steht von der Außenfläche der Innenwand 5 vor und steht mit der Innenfläche der Außenwand 7 in Kontakt. Anders ausgedrückt definiert das Leitelement 21 den Raum zwischen der Außenwand 5 und der Innenwand 7, wodurch ein schraubenförmiger Wassermantel 9 gebildet wird. Das Ausbilden des schraubenförmigen Wassermantels 9 ist daher einfach.
Da das Leitelement 21 an der Innenwand 5 ausgebildet ist, wird die Wärme der Heizkammer 8 auf das umlaufende Wasser in dem Wassermantel 9 sowohl durch das Leitelement 21 als auch durch die Oberflächen der Innenwand 5 übertragen. Dadurch wird der Wärmeaustauschwirkungsgrad der Heizeinrichtung verbessert.
Obwohl bislang nur zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sollte Fachleuten deutlich sein, daß die vorliegende Erfindung in vielen anderen speziellen Formen ausgeführt werden kann, ohne von der Idee oder dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere sollte dabei verständlich sein, daß die Erfindung in den nachstehend beschriebenen Formen ausgeführt werden kann.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann die Innenwand 5 an dem hinteren Gehäuse 2 ausgebildet sein und die Außenwand 7 kann an dem vorderen Gehäuse 1 ausgebildet sein. In diesem Fall ist ein Flansch 2b mit dem gleichen Durchmesser wie die Außenwand 7 an dem hinteren Gehäuse 2 ausgebildet. Der Flansch 2b hat eine ringförmige Rinne 2a. Eine Vielzahl von Vorsprüngen steht radial von dem Umfang des Flansches 2b vor. Eine Vielzahl von Vorsprüngen ist ebenfalls an dem hinteren Ende der Außenwand 7 ausgebildet, wobei jeder Vorsprung einem der Vorsprünge des Flansches 2b entspricht. Jeder Vorsprung hat ein Loch, durch das eine der Schrauben 3 eingeführt wird, um die Gehäuse 1 und 2 aneinander zu sichern.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, kann die Antriebswelle 16 an jedem Ende durch eine Wellendichtung 14 und ein Lager 15 gestützt sein. Das Leitelement 21 kann an der Innenfläche der Außenwand 7 ausgebildet sein. Das Leitelement 21 kann sowohl an der Innenfläche der Außenwand 7 als auch an der Außenfläche der Innenwand 5 ausgebildet sein. Vor dem Kombinieren der Gehäuse 1 und 2 weist die Außenwand 7 einen großen in ihrem Inneren gebildeten Raum auf. Somit ist das Ausbilden des Leitelementes 21 an der Innenfläche der Außenwand 7 leichter als bei dem Gerät nach dem Stand der Technik, bei dem die Innenwand und die Außenwand einstückig ausgebildet sind.
Das Leitelement 21 kann von der Innenfläche der Außenwand 7 beabstandet sein.
Das Leitelement 21 muß kein schraubenförmig ausgebildeter einzelner Vorsprung sein, sondern kann aus einer Vielzahl von schraubenförmig ausgebildeten Vorsprüngen oder aus einer Vielzahl von sich entlang der Achse des Rotors 17 erstreckenden Vorsprüngen bestehen. Beispielsweise können geradlinige Leitelemente 21a und 21b abwechselnd an der Außenfläche der Innenwand 5 mit einem vorbestimmten Zwischenraum zwischen jedem benachbarten Paar der Leitelemente ausgebildet sein, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Die Leitelemente 21a erstrecken sich von dem hinteren Ende des Wassermantels 9 bis in die Nähe des vorderen Endes. Die Leitelemente 21b erstrecken sich von dem vorderen Ende des Wassermantels 9 bis in die Nähe des hinteren Endes. Fig. 6 zeigt eine Abwicklung der Außenfläche der Innenwand 5. Dieser Aufbau ermöglicht, daß das umlaufende Wasser in den Wassermantel 9 durch die Einlaßöffnung 11 hinein gesaugt wird, um durch alle Teile des Wassermantels 9 hindurchzutreten, wodurch der Wärmeaustauschwirkungsgrad verbessert wird.
Sowohl das Leitelement 21 als auch die Rippe 10 können in der Heizeinrichtung vorgesehen sein. Dadurch wird der Wärmeaustauschwirkungsgrad in dem Wassermantel 9 verbessert.
Das Leitelement 21 und die Rippe 10 können auch weggelassen werden.
Die Gehäuse 1 und 2 müssen nicht durch ein Einschrauben der Schrauben 3 in die Gewindelöcher aneinander gesichert werden, die in dem hinteren Gehäuse 2 ausgebildet sind. Statt dessen können die Gehäuse 1 und 2 durch Einfügen der Schrauben 3 in gewindefreie Löcher, die in den Gehäusen 1 und 2 ausgebildet worden sind, und durch Aufschrauben einer Mutter an dem Ende jeder Schraube 3 aneinander gesichert werden.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, kann eine konische Fläche 7b in dem Umfangsabschnitt der Außenwand 7 derart ausgebildet werden, daß der Innendurchmesser der Außenwand 7 zu seinem Ende hin zunimmt, und eine konische Fläche 23, die mit der konischen Fläche 7b im Eingriff steht, kann an dem vorderen Gehäuse 1 ausgebildet werden. Ein derartiger Aufbau erleichtert die genaue Ausrichtung der Mittelachsen der Gehäuse 1 und 2.
Eine elektromagnetische Kupplung kann zwischen der Riemenscheibe 19 und der Antriebswelle 16 zum wahlweisen Übertragen der Antriebskraft des Motors an die Antriebswelle 16 nach Bedarf vorgesehen sein. Der Ausdruck "viskoses Fluid" in dieser Beschreibung bezieht sich auf irgendeine Art eines Mediums, das auf der Grundlage einer Fluidreibung beim Scheren durch einen Rotor Wärme erzeugt. Der Ausdruck ist daher nicht auf ein hochgradig viskoses Fluid oder auf ein zähflüssiges Material, geschweige denn auf Silikonöl beschränkt.
Obwohl verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hierbei beschrieben worden sind, sollte Fachleuten deutlich sein, daß die vorliegende Erfindung in vielen anderen speziellen Formen ausgeführt werden kann, ohne von der Idee oder dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere sollte verständlich sein, daß die Erfindung in den nachstehend erwähnten Formen ausgeführt werden kann.
Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die hierbei angegebenen Einzelheiten begrenzt, sondern kann innerhalb des Umfangs und der Äquivalenz der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.
Die Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid weist die Heizkammer 8 und die Radiatorkammer 9 auf, die in dem Gehäuse definiert sind. Die Heizeinrichtung überträgt Wärme, die durch ein Scheren des viskosen Fluids in der Heizkammer 8 mit dem Rotor 17 erzeugt wird, auf das umlaufende Fluid in der Radiatorkammer 9. Das Gehäuse umfaßt das äußere und das innere Gehäuseteil 2 und 1, die aneinander gesichert sind. Die Innenwandfläche ist an dem äußeren Gehäuseteil 2 ausgebildet und die Außenwandfläche ist an dem inneren Gehäuseteil 1 ausgebildet. Die Radiatorkammer 9 ist zwischen der Innenwand und der Außenwand definiert, um das umlaufende Fluid durch die Radiatorkammer 9 zu leiten.

Claims (11)

1. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid mit
einer Heizkammer (8) und einer Radiatorkammer (9), die in einem Gehäuse definiert sind, und
einem Rotor (17), der innerhalb der Heizkammer (8) angeordnet ist,
wobei durch ein Scheren des viskosen Fluids in der Heizkammer (8) mit dem Rotor (17) Wärme erzeugt wird,
wobei die Radiatorkammer (9) ein umlaufendes Fluid durch die Heizeinrichtung leitet und
wobei die Wärme von der Heizkammer (8) auf das umlaufende Fluid in der Radiatorkammer (9) übertragen wird,
gekennzeichnet durch
ein äußeres und ein inneres Gehäuseteil (1, 2), die aneinander gesichert sind, um beim Zusammenbau der Heizeinrichtung das Gehäuse zu bilden;
eine Innenwandfläche, die an dem äußeren Gehäuseteil ausgebildet ist;
eine Außenwandfläche, die an dem inneren Gehäuseteil ausgebildet ist; und
wobei die Radiatorkammer (9) zwischen der Außenwandfläche des inneren Gehäuseteils und der Innenwandfläche des äußeren Gehäuseteils definiert ist.
2. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid nach Anspruch 1,
wobei das innere Gehäuseteil (1) eine Grundplatte (4) und ein im wesentlichen röhrenartiges inneres Bauteil (5) umfaßt, das die Außenwandfläche aufweist und an einem Ende mit der Grundplatte (4) verbunden ist, und
wobei das äußere Gehäuseteil (2) ein im wesentlichen röhrenartiges äußeres Bauteil (7) umfaßt, das die Innenwandfläche aufweist und das röhrenartige innere Bauteil (5) beim Zusammenbau der Heizeinrichtung konzentrisch umgibt.
3. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid nach Anspruch 2,
wobei das röhrenartige innere Bauteil (5) an einem Ende offen ist, das dem Ende gegenübersteht, an dem es mit der Grundplatte (4) verbunden ist, und
wobei das röhrenartige äußere Bauteil (7) an einem Ende geschlossen ist, und
wobei das offene Ende des röhrenartigen inneren Bauteils (5) durch das geschlossene Ende des röhrenartigen äußeren Bauteils (7) beim Zusammenbau der Heizeinrichtung geschlossen wird.
4. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die gesamte Radiatorkammer (9) um den Rotor (17) herum angeordnet ist.
5. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid nach Anspruch 4, wobei die Radiatorkammer (9) schraubenförmig ist.
6. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Leitelement (21, 21a, 21b) an der Außenwandfläche des inneren Gehäuseteils (5) zum Leiten des umlaufenden Fluids in einer schraubenartigen Richtung durch die Radiatorkammer (9) ausgebildet ist.
7. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid nach Anspruch 6, wobei das Leitelement (21, 21a, 21b) mit der Innenwandfläche des äußeren Gehäuseteils (5) in Kontakt steht.
8. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Rippe (10) von der Außenwandfläche des inneren Gehäuseteils (5) vorsteht, um den Wärmeübertragungsbereich zu vergrößern.
9. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei der Rotor (17) eine zylindrische Außenfläche hat und durch das innere Gehäuseteil (1) drehbar gestützt ist und
wobei die axiale Länge des Rotors (17) länger als sein Radius (R) ist.
10. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die des weiteren eine Antriebswelle (16) aufweist, die durch das Gehäuse in einer seitlich eingespannten Weise gestützt ist, wobei der Rotor (17) durch die Antriebswelle (16) gestützt ist und sich einstückig mit ihr dreht.
11. Heizeinrichtung mit einem viskosen Fluid nach Anspruch 2,
wobei das röhrenartige äußere Bauteil (7) ein offenes Ende hat, das an der Grundplatte (4) beim Zusammenbau der Heizeinrichtung anliegt, und
wobei das offene Ende des röhrenartigen äußeren Bauteils (7) eine an ihm ausgebildete konische Fläche (7b) hat und die Grundplatte (4) eine konische Fläche (23) hat, die mit der konischen Fläche (7b) des röhrenartigen äußeren Bauteils (7) beim Zusammenbau der Heizeinrichtung im Eingriff steht.
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