DE19909360C2 - Wärmeerzeuger - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeerzeuger, der Wärme durch Scheren eines viskosen Fluids erzeugt.

Ein typischer Wärmeerzeuger, der als eine Hilfswärmequelle für ein Fahrzeug verwendet wird, hat ein Gehäuse und einen Rotor. Der Rotor, der eine speziell ausgelegte Form hat, wird gedreht, um die Silikonölfüllung des Gehäuses zu scheren, was Wärme erzeugt. Beispielsweise beschreibt die Japanische Patentoffen­ legungsschrift JP 2-246823 AA einen Rotor mit Labyrinthnuten. Die Japanische Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift JP 3-98107 W beschreibt einen Rotor mit einer Vielzahl von Rippen. Die Anmelderin hat ferner einen Wärmeerzeuger vorgeschlagen, der einen scheibenförmigen Rotor hat.

Ein herkömmlicher scheibenförmiger Rotor wird durch span­ abhebende Bearbeitung von kohlenstoffhaltigem Stahl, wie S45C, hergestellt, und hat in der Mitte ein Loch. Der Durchmesser des Lochs ist ein wenig kleiner als der einer Antriebsquelle, an der der Rotor befestigt werden soll. Der Rotor wird an einem Ende der Antriebswelle durch Einpressen der Antriebswelle in das Loch des Rotors befestigt. Wenn der Rotor bearbeitet wird, wird ein Vorsprung oder ein Nabenabschnitt um das Loch ausgebildet. Der Vorsprung ist axial länger als der Rest des Rotors. Der Vorsprung vergrößert die Kontaktfläche zwischen dem Rotor und der Welle, wodurch der Rotor sicher an der Welle befestigt ist. Je größer die Kraft ist, die durch den Preßsitz auf die Kontakt­ fläche wirkt, um so geringer ist die Verbindung zwischen dem Rotor und der Antriebswelle durch Temperaturveränderungen in dem Wärmeerzeuger beeinflußt.

Jedoch ist die Maschinenbearbeitung, bzw. spanabhebende Bearbei­ tung, des Rotors aus Stahl schwierig und aufwendig, was die Kosten erhöht. Wärmeerzeuger, die Rotoren haben, die jenen oben beschriebenen gleichen, sind folglich nicht für eine Massen­ produktion geeignet. Somit wurde relativ dünnes Stahlblech aus SPCC oder SPHC als ein Material für einen Rotor getestet. Dies bedeutet, daß ein Blech aus SPCC oder SPHC zu einem Rotor tief­ gezogen wurde. Jedoch haben Stahlbleche, die für Pressenerzeug­ nisse verwendet werden, eine relativ geringe Zugfestigkeit. Der Rotor wird folglich unmittelbar nachdem er gepreßt wurde, gehär­ tet, um die Zugfestigkeit von Teilen des Rotors (insbesondere des Nabenabschnitts) zu verbessern. Das Härten verbessert die Zugfestigkeit des Rotors. Der Rotor kann folglich sicher an der Antriebswelle befestigt werden.

Jedoch ist Härten sehr teuer. Ferner wird der Rotor häufig durch das Härten deformiert. Ein gehärtetes Blech muß somit häufig bearbeitet werden, um seine Deformation zu korrigieren. Etwa die Hälfte der Herstellkosten eines Wärmeerzeugers kann für das Härten des Rotors und die Nachbearbeitung aufzuwenden sein. Folglich gibt es im Hinblick auf die Kostenersparnis keinen Grund, den Rotor durch Pressen anstelle von spanabhebender Bearbeitung herzustellen.

Folglich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen preis­ werten Wärmeerzeuger mit einem Rotor zu schaffen, der fest an einer Antriebswelle befestigt ist.

Um obige Aufgabe zu lösen, ist mit der vorliegenden Erfindung ein Wärmeerzeuger gemäß Anspruch 1 geschaffen. Der Wärmeerzeuger hat ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse eingeschlossene Wärme­ kammer, einen in der Wärmekammer angeordneten Rotor und in der Wärmekammer aufgenommenes viskoses Fluid. Der Rotor ist drehbar, um das viskose Fluid zu scheren, damit sich das viskose Fluid erwärmt. Der Wärmeerzeuger hat eine drehbar in dem Gehäuse gehaltene Antriebswelle, einen Verbinder und ein Befestigungs­ element. Der Verbinder ist an dem Rotor ausgebildet und verbindet den Rotor mit der Antriebswelle. Das Befestigungs­ element zieht den Verbinder gegen die Antriebswelle fest.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nach­ folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung deutlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung zeigt.

Die Erfindung sowie deren Aufgabe und Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungs­ beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen kla­ rer. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht, die einen Wärmeerzeuger gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs einer Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht, die einen Teil der in Fig. 1 ge­ zeigten Antriebswelle und des Rotors zeigt;

Fig. 4(A) eine Schnittansicht, die einen Wärmeerzeuger gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4(B) eine Schnittansicht, die einen Wärmeerzeuger gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht, die Schritte in ei­ nem Verfahren zur Herstellung der in Fig. 4(A) und 4(B) gezeig­ ten Rotoren zeigt.

Ein in einem Fahrzeug einbaubarer Wärmeerzeuger gemäß einem er­ sten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun un­ ter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 beschrieben. Der Wärmeerzeuger wird in einer Fahrzeugklimaanlage verwendet.

In Fig. 1 ist die linke Seite als die vordere Seite oder Front­ seite des Wärmeerzeugers definiert und die rechte Seite ist als die hintere Seite oder die Rückseite des Wärmeerzeugers defi­ niert. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat der Wärmeerzeuger einen vorderen Gehäusekörper 1 und einen hinteren Gehäusekörper 2. Der vordere Gehäusekörper 1 hat einen hohlzylindrischen Vorsprung 1a, welcher sich vorwärts erstreckt, und hat einen Zylinder 1b, der einen Durchmesser hat, der größer ist als jener des Vor­ sprungs 1a und der sich vom hinteren Ende oder nahen Ende des Vorsprungs 1a nach rückwärts erstreckt. Der Zylinder 1b hat eine weite Öffnung gegenüber dem Vorsprung 1a. Der hintere Gehäuse­ körper 2 bedeckt die Öffnung des Zylinders 1b. Der vordere Ge­ häusekörper 1 und der hintere Gehäusekörper 2 sind aneinander durch vier Schrauben 3 (siehe Fig. 2) befestigt. Die verbundenen Gehäusekörper 1, 2 nehmen eine Frontplatte 5 und eine Rückplatte 6 auf. Die Gehäuse 1, 2 und die Platten 5, 6 sind aus Aluminium­ legierung gemacht.

Die Platten 5, 6 haben Umfangswülste 5a, 6a. Wenn die Gehäuse­ körper 1, 2 aneinander befestigt sind, werden die Wülste 5a, 6a gegen die Wände der Gehäusekörper 1, 2 gepreßt. Dies legt die Platten 5, 6 relativ zu den Gehäusekörpern 1, 2 fest. Eine Wär­ mekammer 7 ist zwischen den Platten 5, 6 begrenzt.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt die Rückplatte 6 einen Vorsprung 6b, der sich vom Zentralabschnitt ihrer Rückseite nach rückwärts erstreckt, und Rippen 6c, die sich bogenförmig und konzentrisch um den Vorsprung 6b erstrecken. Die Rippen 6c haben die gleich axiale Abmessung wie der Wulst 6a. Eine zylindrische Wand 2a erstreckt sich vom Zentralabschnitt der Frontfläche des hinteren Gehäusekörpers 2 vorwärts. Die zylindrische Wand 2a ist in den Vorsprung 6b eingepreßt. Die Innenwand des hinteren Ge­ häuses 2 und die Rippen 6c begrenzen einen hinteren Wassermantel 9. Die zylindrische Wand 2a des hinteren Gehäuses 2 und der Vor­ sprung 6b begrenzen einen Speicher 10. Der Speicher 10 ist in­ nerhalb des Vorsprungs 6b angeordnet. In dem hinteren Wasserman­ tel 9 begrenzen der Wulst 6a, der Vorsprung 6b und die Rippen 6c Wasserkanäle und führen den Wasserfluß. Der hintere Wassermantel 9 ist hinter der Wärmekammer 7 angeordnet und dient als eine Wärmeaustauschkammer.

Wie die Rückplatte 6, hat auch die Frontplatte 5 einen Vorsprung 5b und Rippen 5c. Der Vorsprung 5b erstreckt sich vorwärts und ist in die Innenwand des vorderen Gehäuses 1 eingesetzt. Der Umfang des Vorsprungs 5b ist abgedichtet, beispielsweise durch ei­ nen O-Ring. Die Rippen 5c erstrecken sich konzentrisch und bo­ genförmig um den Vorsprung 5b. Die axiale Abmessung der Rippen 5c ist die gleiche wie jene des Wulstes 5a. Die Innenwand des vorderen Gehäuses 1 und die Rippen 5c begrenzen einen vorderen Wassermantel 8. In dem Wassermantel 8 definieren der Wulst 5a, der Vorsprung 5b und die Rippen 5c Wasserkanäle und führen den Wasserfluß. Der vordere Wassermantel 8 ist vor der Wärmekammer 7 angeordnet und dient als eine Wärmeaustauschkammer.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind ein Einlaßanschluß IP und ein Auslaßanschluß OP in der Seitenwand des vorderen Gehäuses 1 aus­ gebildet. Der Einlaßanschluß IP führt Umlaufwasser von einem Fahrzeugheizkreis 19 in die Wassermäntel 8, 9, und der Auslaßan­ schluß OP führt das Wasser von den Wassermänteln 8, 9 in den Heizkreis 19. Die Zirkulation des Wassers überträgt die Wärme des Wärmeerzeugers auf den Heizkreis 19.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Antriebswelle 13 drehbar durch Lager 11, 12 im vorderen Gehäusekörper 1 und der Front­ platte 5 gehalten. Das Lager 12 ist dichtend zwischen dem Vor­ sprung 5b der Frontplatte 5 und dem Umfang der Welle 13 angeord­ net.

Ein im wesentlichen scheibenförmiger Rotor 20 ist auf die An­ triebswelle 13 aufgepreßt. Der Rotor 20 ist in der Wärmekammer 7 während des Zusammenbaus des Wärmeerzeugers angeordnet. Ein vor­ bestimmter Spalt liegt zwischen dem Rotor 20 und der Wärmekammer 7 vor. Der Aufbau des Rotors 20 und das Anbringen des Rotors 20 an der Welle 13 wird später beschrieben.

Die Rückplatte 6 hat obere und untere Bohrungen 6d und 6e, die die Wärmekammer 7 mit dem Speicher 10 verbinden. Die Quer­ schnittsfläche der unteren Bohrung 6e ist größer als jene der oberen Bohrung 6d. Eine Radialnut 6f ist auf der vorderen Stirn­ seite der Rückplatte 6 ausgebildet.

Die Wärmekammer 7, der Speicher 10 und die Bohrungen 6d, 6e bil­ den einen inneren Raum, der mit einer vorbestimmten Menge von Silikonöl (nicht gezeigt) gefüllt ist. Die Menge an Silikonöl ist derart bestimmt, daß der Füllfaktor des Öls 50 bis 80% des Volumens des inneren Raums bei Raumtemperatur beträgt. Der Pegel des Silikonöls ist niedriger als die obere Bohrung 6d und höher als die untere Bohrung 6e, die als ein Versorgungsdurchlaß funk­ tioniert. Wenn der Rotor 20 gedreht wird, zieht die Zähigkeit des Silikonöls das Silikonöl aus dem Speicher 10 durch die unte­ re Bohrung 6e heraus. Das angesaugte oder herausgezogene Sili­ konöl fließt dann entlang der Nut 6f und wird gleichmäßig in dem Raum zwischen der Heizkammer 7 und dem Rotor 20 verteilt.

Eine Riemenscheibe 16 ist an dem vorderen Ende der Antriebswelle 13 mittels einer Schraube 15 befestigt. Ein Keilriemen 17 ist in Eingriff mit dem Umfang der Riemenscheibe 16. Der Riemen 17 ver­ bindet die Riemenscheibe 16 mit einem Motor 18. Der Motor dreht die Antriebswelle 13. Der Rotor 20 wird einstückig mit der An­ triebswelle 13 gedreht. Wenn er gedreht wird, schert der Rotor 20 das Silikonöl in dem Raum zwischen der Innenwand der Wärme­ kammer 7 und dem Rotor 20, was Wärme erzeugt. In der Kammer 7 erzeugte Wärme wird auf Umlaufwasser in den Wassermänteln 8, 9 über die Platten 5, 6 übertragen. Das erwärmte Wasser wird dann durch den Heizkreis 19 zum Heizen des Fahrgastraums verwendet.

Die Drehung des Rotors 20 veranlaßt das Silikonöl in der Wärme­ kammer 7 infolge des Weissenberg-Effekts in Richtung auf die An­ triebswelle 13 zu fließen. Die obere Bohrung 6d ist im wesentli­ chen im Mittelbereich der Wärmekammer 7 angeordnet. Somit wird das Silikonöl in der Wärmekammer 7 durch die obere Bohrung 6d in den Speicher 10 zurückgeführt. Andererseits wird infolge seiner hohen Viskosität und seines Eigengewichts das Silikonöl in dem Speicher 10 durch Drehung des Rotors in die Wärmekammer 7 ge­ saugt oder gezogen. Auf diese Weise veranlaßt die Drehung des Rotors 20 das Silikonöl zwischen der Wärmekammer 7 und dem Spei­ cher 10 zu zirkulieren. Weil die untere Bohrung 6e einen größe­ ren Durchmesser hat als die obere Bohrung 6d, übersteigt die der Wärmekammer 7 zugeführte Ölmenge die in den Speicher 10 zurückgeführte Ölmenge. Folglich wird in dem Speicher 10 gespeichertes Silikonöl schnell durch die untere Bohrung 6e der Wärmekammer 7 zugeführt und fließt entlang der Nut 6f zum Umfangsabschnitt der Wärmekammer 7. Der Weissenberg-Effekt bewegt das Silikonöl schnell von dem Umfangsabschnitt in den Mittenabschnitt der Wär­ mekammer 7. Das Silikonöl ist folglich gleichmäßig in dem Raum zwischen dem Rotor 20 und der Wand der Wärmekammer 7 verteilt. Danach wird das Silikonöl durch die obere Bohrung 6d aus der Wärmekammer 7 in den Speicher 10 zurückgezogen oder gesaugt.

Nachdem es von der Wärmekammer 7 in den Speicher 10 zurückge­ kehrt ist, verbleibt das Silikonöl in dem Speicher 10 für eine bestimmte Zeitspanne. Unmittelbar nachdem das Silikonöl von der Wärmekammer 7 in den Speicher 10 eintritt, ist die Temperatur des Öls hoch. Ein Teil der Wärme wird jedoch auf die Rückplatte 6 und das Gehäuse 2 übertragen. Dies senkt die Temperatur des Silikonöls. Folglich wird das Silikonöl daran gehindert, über eine lange Zeitspanne auf hohe Temperaturen erhitzt zu werden und somit zerstört zu werden.

Wenn der Motor 18 nicht läuft, mit anderen Worten, wenn die An­ triebswelle 13 nicht dreht, ist der Pegel des Silikonöls in der Wärmekammer 7 gleich dem Pegel des Silikonöls in dem Speicher 10. Wenn folglich der Motor 18 die Antriebswelle 13 zu drehen beginnt, ist der Kontaktbereich zwischen dem Rotor 10 und dem Silikonöl relativ klein. Dies ermöglicht, daß die Riemenscheibe 16, die Antriebswelle 13 und der Rotor 20 mit einem relativ ge­ ringen Drehmoment angetrieben werden können.

Der Aufbau und ein Einbau des Rotors 20 werden nun beschrieben.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat der Rotor 20 eine Scheibe 21 und einen Vorsprung 22, die einstückig ausgeführt sind. Die Scheibe 21 schert das Silikonöl. Der Vorsprung 22 hat eine Innenumfangs­ fläche 22a, die die Antriebswelle 13 berührt. Ein Ring 23 ist um den Vorsprung 22 angeordnet. Der Ring 23 drückt den Vorsprung 22 gegen die Antriebswelle 13, wodurch eine Doppelstruktur gebildet ist, um den Rotor 20 fest mit der Antriebswelle 13 zu verbinden.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Scheibe 21 und der Vorsprung 22 einstückig durch Pressen eines Stahlblechs mit einer Dicke von zwei bis vier Millimetern geformt. Der Innendurchmesser d1 des Vorsprungs 22 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser d2 der Antriebswelle 13. Der Vorsprung 22 ist in der Mitte der Scheibe 21 durch Tiefziehen ausgebildet. Somit ist die Dicke des Vorsprungs 22 im wesentlichen gleich der Dicke der Scheibe 21, d. h. gleich der Dicke des Stahlblechs.

Der Ring 23 ist ebenfalls durch Pressen eines Metallblechs ge­ formt. Der Innendurchmesser d3 des Rings 23 ist gleich oder et­ was kleiner als der Außendurchmesser d4 des Vorsprungs 22. Die axiale Dicke t1 des Rings 23 ist im wesentlichen gleich der Dic­ ke des Stahlblechs, aus dem der Ring 23 gebildet ist. Die radia­ le Dicke oder die Weite t2 des Rings 23 ist willkürlich durch Auswahl des Pressengesenks bestimmt. Die Ringweite t2 ist vor­ zugsweise größer als die radiale Dicke ((d4 - d1)/2) des Vor­ sprungs 22.

Der Zusammenbau des Rotors 20 mit der Antriebswelle 13 wird nun beschrieben.

Zunächst wird die Antriebswelle 13 unter Verwendung einer Vor­ richtung in den Vorsprung 22 eingepreßt. Dann wird die Position des Rotors 20 auf der Antriebswelle 13 bestimmt bzw. einge­ stellt. Entsprechend wird der Abstand zwischen der Scheibe 21 und der Wand der Wärmekammer 7 bestimmt bzw. eingerichtet. Da­ nach wird der Ring 23 mit der Antriebswelle 13 in Eingriff ge­ bracht und um den Vorsprung 22 aufgesetzt. Der Ring 23 preßt die Innenumfangsfläche 22a des Vorsprungs 22 fest gegen die An­ triebswelle 13. Folglich ist der Rotor 20 fest in der vorbe­ stimmten Position an der Antriebswelle 13 befestigt.

Die Scheibe 21 hat Durchgangslöcher 24. Die Löcher 24 sind mit dem gleichen Abstand von der Achse X der Antriebswelle angeord­ net und voneinander mit gleichen Intervallen in Winkelrichtung beabstandet. Jedes Loch 24 verbindet den Spalt auf der vorderen Seite des Rotors 20 mit dem Spalt auf der Rückseite des Rotors 20. Die Löcher 24 unterstützen die Zirkulation des Silikonöls und gleichen dadurch den Druck und die Temperatur des Silikonöls auf der Vorderseite und Rückseite des Rotors 20 aus. Der Wärme­ erzeuger von Fig. 1 bis 3 hat die folgenden Vorteile.

Der Ring 23 wird verwendet, um den Rotor 20 an der Welle 13 zu befestigen. Folglich muß, obwohl die Scheibe 21 und der Vor­ sprung 22 einstückig sind, der Rotor 20 nicht gehärtet werden oder einem Verfahren zur Korrektur seiner Deformation unterwor­ fen werden, was die Kosten für den Wärmeerzeuger senkt.

Die angenommene Minimaltemperatur, bei der der Wärmeerzeuger verwendet werden wird, beträgt -40°C und die maximal mögliche Temperatur des Silikonöls beträgt 200°C. Folglich wird sich die Temperatur der Wärmekammer 7 wiederholt zwischen -40°C und 200°C ändern, wenn der Wärmeerzeuger in dem kältesten Klima verwendet wird. Jedoch hindert der Ring 23, der die Befestigung des Rotors 20 an der Antriebswelle 13 verstärkt, den Rotor am Gleiten rela­ tiv zu der Antriebswelle 13 und gestattet es dem Rotor 20 ein­ stückig mit der Antriebswelle 13 zu drehen, unabhängig von den extremen Temperaturveränderungen.

Die obigen Vorteile sind einmalig bei dem Wärmeerzeuger von Fig. 1 bis 3 verglichen mit einem beispielhaften herkömmlichen Wärme­ erzeuger. Der herkömmliche Wärmeerzeuger hat den Ring 23 nicht. Statt dessen ist der Vorsprung 22 an die Antriebswelle 13 ge­ schweißt. Der herkömmliche Wärmeerzeuger wurde mehrere Male in einer extrem kalten Umgebung intermittierend gestartet und ange­ halten. Dies bedeutet, daß der Wärmeerzeuger wiederholt Tempera­ turänderungen zwischen -40°C und 200°C unterworfen wurde. Ein Zerlegen des Wärmeerzeugers danach offenbarte die Bildung von Rissen an dem geschweißten Teil zwischen dem Vorsprung 22 und der Antriebswelle 13, so daß der Vorsprung 22 von der Welle 13 abzubrechen begann. Es war offensichtlich, daß ein paar mehr in­ termittierende Betriebsvorgänge des Wärmeerzeugers ein Gleiten des Rotors 22 relativ zu der Antriebswelle 13 hervorgerufen hät­ ten. Der Wärmeerzeuger von Fig. 1 bis 3 wurde dem gleichen Experiment unterworfen. Jedoch zeigte sich keinerlei Abnormität zwi­ schen dem Vorsprung 22 und der Antriebswelle 13. Dies bedeutet, daß die feste Verbindung zwischen dem Vorsprung 22 und der Welle 13 aufrechterhalten wurde.

Weil der Ring 23 getrennt von dem Rotor 20 gebildet wird, kann die Dicke d2 des Rings 23 willkürlich bestimmt werden. Mit ande­ ren Worten, die auf die Antriebswelle 13 wirkende Preßkraft des Vorsprungs 22 kann auf einfache Weise verändert werden, indem die Dicke t2 des Rings 23 variiert wird.

Der Rotor 20 ist fest an der Antriebswelle 13 angebracht und gleitet nicht relativ zu der Welle 13. Dies hält den Spalt zwi­ schen dem Rotor 20 und der Wärmekammer 7 aufrecht. Folglich hat der Wärmeerzeuger von Fig. 1 bis 3 eine stabile Heizleistung.

Es sollte für den Fachmann offensichtlich sein, daß die vorlie­ gende Erfindung in vielen anderen besonderen Formen verkörpert werden kann, ohne den Gedanken oder Bereich der Erfindung zu verlassen. Es ist insbesondere anzumerken, daß die Erfindung in den folgenden Formen verkörpert werden kann.

Fig. 4(A) zeigt einen Rotor 30 gemäß einem zweiten Ausführungs­ beispiel. Der Rotor 30 hat den separat ausgebildeten Ring 23 nicht. Der Rotor 30 hat eine Scheibe 31 und einen zylindrischen Abschnitt 32. Der Rotor 30 oder die Scheibe 31 und der zylindri­ sche Abschnitt 32 sind einstückig durch Pressen eines einzelnen Metallblechs gebildet. Das vordere Ende des zylindrischen Ab­ schnitts 32 ist auswärts gebogen. Der gebogene Abschnitt 33 be­ rührt die Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 32. Auf diese Weise ist der Rotor 30 durch die Doppelringstruktur des zylindrischen Abschnitts 32 und des gebogenen Abschnitts 33 an der Antriebswelle 13 befestigt. Mit anderen Worten, der zylin­ drische Abschnitt 32 und der gebogene Abschnitt 33 bilden den Vorsprung des Rotors 30.

Fig. 4(B) zeigt einen Rotor 30' gemäß einem dritten Ausführungs­ beispiel. Wie der Rotor 30 hat auch der Rotor 30' den separaten Ring 23 nicht. Der Rotor 30' hat eine Scheibe 31 und einen zy­ lindrischen Abschnitt 32. Der Rotor 30 oder die Scheibe 31 und der zylindrische Abschnitt 32 sind einstückig durch Pressen ei­ nes einzelnen Metallblechs geformt. Das vordere Ende des zylin­ drischen Abschnitts 32 ist einwärts gebogen. Der gebogene Ab­ schnitt 33 berührt die Innenumfangsfläche des zylindrischen Ab­ schnitts 32. Mit anderen Worten, der zylindrische Abschnitt 32 und der gebogene Abschnitt 33 bilden den Vorsprung des Rotors 30.

Das Herstellungsverfahren der Rotoren 30, 30' gemäß dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben.

Schritt 1: Ein scheibenförmiges Stahlblech 32 wird vorbereitet. Schritt 2: Ein zylindrisches Pressengesenk 36 (durch eine unter­ brochene Linie gezeigt) wird gegen das Blech 35 gedrückt und bildet eine Ausnehmung 37. Schritt 3: der Boden der Ausnehmung 37 wird abgeschnitten, um den zylindrischen Abschnitt 32 auszu­ bilden. Das vordere Ende des zylindrischen Abschnitts 32 wird entweder (A) auswärts oder (B) einwärts gebogen. Schritt 4: der auswärts gebogene Abschnitt 33 berührt den zylindrischen Ab­ schnitt 32, um den Vorsprung mit der Doppelringstruktur gemäß Fig. 4(A) zu bilden. Der einwärts gebogene Abschnitt 33 berührt den zylindrischen Abschnitt 32, um den Vorsprung mit der Doppel­ ringstruktur gemäß Fig. 4(B) zu bilden.

Die Rotoren 30, 30' gemäß Fig. 4(A) und 4(B) haben jeweils einen äußeren Ring des Vorsprungs, der einen inneren Ring gegen die Antriebswelle 13 preßt. Dies verbindet die Rotoren 30, 30' fest mit der Antriebswelle 13. Wie der Rotor 20 von Fig. 1 bis 3 müs­ sen die Rotoren 30, 30' nicht gehärtet werden oder einem Vorgang zur Korrektur ihrer Deformation unterworfen werden. Die Her­ stellkosten des Wärmeerzeugers sind entsprechend gesenkt.

Bei den Rotoren 30, 30' von Fig. 4(A), 4(B) können die äußeren Ringe 33, 32 des Vorsprungs einwärts gebördelt werden. Dies verstärkt zusätzlich die Verbindung der Rotoren 30, 30' mit der An­ triebswelle 13.

Der separate Ring 23 kann in den Rotoren 30, 30' der Fig. 4(A), 4(B) verwendet werden. Dies bedeutet, daß der Ring 23 um den Vorsprung der Rotoren 30, 30' der Fig. 4(A) und 4(B) aufge­ setzt werden kann.

Der Vorsprung der Rotoren 30, 30' kann zweifach oder mehrfach gebogen werden, um einen Vorsprung mit einer Vielzahl von Ringen zu bilden.

Folglich sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispie­ le als erläuternd und nicht als beschränkend zu verstehen, und die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Einzelheiten be­ schränkt, sondern kann innerhalb des Bereichs und der Äquivalenz der nachfolgenden Ansprüche modifiziert werden.

Ein Wärmeerzeuger vom Viskofluidtyp schert ein viskoses Fluid zur Erzeugung von Wärme. Der Wärmeerzeuger hat einen Rotor 20; 30; 30', der in einer Wärmekammer 7 angeordnet ist, und hat ein in der Wärmekammer 7 aufgenommenes viskoses Fluid. Der Rotor 20; 30; 30' wird einstückig mit einer Antriebswelle 13 durch einen Fahrzeugmotor gedreht. Der Rotor 20; 30; 30' hat einen Vorsprung zur Befestigung des Rotors 20; 30; 30' an der Antriebswelle 13. Der Vorsprung hat eine Doppelringstruktur zur Verstärkung der Befestigung des Vorsprungs an der Antriebswelle 13.

Claims (9)

1. Wärmeerzeuger mit einem Gehäuse, einer in dem Gehäuse eingeschlossenen Wärmekammer (7), einem Rotor (20; 30; 30'), der in der Wärmekammer (7) angeordnet ist, einem in der Wärmekammer (7) aufgenommenen viskosen Fluid und einer Antriebswelle (13), die in dem Gehäuse drehbar gehalten ist, wobei der Rotor (20; 30; 30') drehbar ist, um das viskose Fluid zur Erwärmung des viskosen Fluids zu scheren, gekennzeichnet durch
einen Verbinder (22; 32; 33), der an dem Rotor (20; 30; 30') zur Verbindung mit der Antriebswelle (13) ausgebildet ist; und
ein Befestigungselement (23; 33; 32) zum Festziehen des Verbinders (22; 32; 33) gegen die Antriebswelle (13).

2. Wärmeerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verbinder (22; 32; 33) ein zylindrischer Vorsprung ist.

3. Wärmeerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innendurchmesser (d1) des Vorsprungs gleich oder geringfügig kleiner ist als der Durchmesser (d2) der Antriebswelle (13).

4. Wärmeerzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung einstückig mit dem Rotor (20; 30; 30') durch Pressen ausgebildet ist.

5. Wärmeerzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Befestigungselement (23; 33; 32) ein von dem Rotor (20; 30; 30') separates Element ist.

6. Wärmeerzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Befestigungselement (23; 33; 32) ein Loch hat, dessen Durchmesser (d3) gleich oder geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser (d4) des Vorsprungs.

7. Wärmeerzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Befestigungselement (23; 33; 32) um die Außenfläche des Vorsprungs gepreßt ist und dadurch den Vorsprung gegen die Antriebswelle (13) preßt.

8. Wärmeerzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Befestigungselement (23; 33; 32) einstückig mit dem Rotor (20; 30; 30') ausgebildet und durch Biegen eines Teils des Vorsprungs geformt ist.

9. Wärmeerzeuger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (20; 30; 30') durch einen Fahrzeugmotor antreibbar ist, wobei durch den Wärmeerzeuger erzeugte Wärme zum Heizen eines Fahrgastraums des Fahrzeugs verwendet wird.