SE517883C2 - Sätt att tillverka en rotorenhet, rotorenhet för uppvärmning av en viskösfluid samt värmealstrare innefattande en dylik rotorenhet - Google Patents

Description

a un: 517 883 2 Då rotorn anbringas vid drivaxeln uppkommer följande problem.

Då det förutbestämda ingreppet mellan rotorn och axeln är allt- för litet kommer rotorns ansättningskraft mot drivaxeln att försvagas vid värmning. Detta förorsakar slirning mellan rotorn och drivaxeln. Då vidare en cylindrisk rotor användes kommer avståndet mellan rotorns ytteryta och värmekammarens inre vägg att variera i motsvarighet till temperaturen. För att minimera variationen tillverkas värmekammarens väggar av samma material som rotorn.

Då det förutbestämda ingreppet mellan rotorn och drivaxeln är för stort kommer den kraft som erfordras för att anbringa rotorn på axeln att ligga utanför rotorns draghållfasthet var- vid föreligger risk att rotorn spricker eller brytes sönder.

Ingreppet mellan rotorn och axeln måste sålunda bestämmas mycket noggrant och rotorns dimensioner måste noggrant beaktas vid rotorns tillverkning.

Speciellt gäller att då rotorn placeras på drivaxeln relativt långt från dennas ändar föreligger större risk att rotorn skall knäckas eller brista. Rotorn får ett stort motstånd då den passas på drivaxeln. Ju större avstånd från drivaxelns ena ände till det avsedda läget desto svårare är det att placera rotorn.

För att underlätta rotorns anbringning påföres ett smörjmedel på rotorns nav. Då emellertid avståndet från drivaxelns ände till det avsedda läget är stort kommer smörjmedelsfilmen icke att sträcka sig tillräckligt långt vilket kan göra att rotorn brister.

Ett annat problem har samband med den axiella längden av den del av rotorn som kommer i kontakt med drivaxeln. Ju större kontaktsträckan är desto större är sannolikheten att rotorns kraft mot drivaxeln kommer att variera axiellt. Den del av rotorn som har större ansättningskraft överför drivaxelns vrid- moment. Ansättningskraftens variation kan därför åstadkomma mekanisk utmattning vid det ställe där den större kraften ut- övas. 517 883 3 Ã andra sidan gäller att den publicerade men icke granskade japanska patentansökningen nr 9-323534 beskriver en annan värmare försedd med andra organ för att förhindra lösgöring av rotorn från drivaxeln. Vid den i detta dokument beskrivna värmaren inkluderar rotorn en adapter som medelst nitar är fäst vid rotorn. Adaptern är förenad med drivaxeln genom splines.

Ytterligare delar såsom nitar är emellertid nödvändiga för att fixera adaptern vid rotorn. Detta ökar antalet ingående delar och kostnaden för produkterna.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sätt att noggrant fixera en rotor på en drivaxel, att åstad- komma en drivaxelenhet med noggrant fixerad rotor och en värmare som inkluderar en sådan enhet.

För att uppnå ovannämnda ändamåll föreslår uppfinningen ett sätt att tillverka en rotorenhet till en värmealstrare. Rotor- enheten inkluderar en inre rotor och en yttre rotor som roteras tillsammans eller integrerat med den inre rotorn. Tillverk- ningssättet inkluderar att den inre rotorn formas av järn eller en järnlegering och att den yttre rotorn gjutes omkring den inre rotorn av aluminium eller en aluminiumlegering.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller vidare en rotorenhet för genomskärning av viskös fluid för att uppvärma den viskösa fluiden i en värmealstrare. Värmealstraren har ett hus och en värmekammare i huset. Värmekammaren upptar rotorenheten och den viskösa fluiden. Rotorenheten har en inre rotor och en yttre rotor. Den yttre rotorn är genom gjutning integrerat anbragt vid den inre rotorn. Den inre rotorn är gjord av järn eller en järnlegering. Den yttre rotorn är gjord av aluminium eller en aluminiumlegering som har en värmeutvidgningskoefficient som är större än järnets eller järnlegeringens.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller dessutom en värme- alstrare för att alstra värme genom genomskärning av viskös fluid. Värmealstraren inkluderar ett hus, en värmekammare i huset, en viskös fluid som är upptagen i värmekammaren och en u. 10-.. u 517 883 4 rotorenhet för att genomskära den viskösa fluiden för att värma denna. Rotorenheten inkluderar en inre rotor och en yttre rotor. Den yttre rotorn är genom gjutning integrerat anbragt vid den inre rotorn. Den inre rotorn är gjord av järn eller en järnlegering. Den yttre rotorn är gjord av aluminium eller en aluminiumlegering som har en värmeutvidgningskoefficient som är större än järnets eller järnlegeringens.

Andra aspekter på och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av följande beskrivning tillsammans med tillhörande rit- ningar som genom exempel åskådliggör uppfinningens principer.

KORTFATTAD REDoGöRELsE FÖR RITNINGARNA De kännetecken för föreliggande uppfinning som torde vara nya anges särskilt i tillhörande krav. Uppfinningen jämte dess ändamål och de fördelar den medför torde enklast förstås genom hänvisning till följande beskrivning av för närvarande före- dragna utföringsformer tillsammans med tillhörande ritningar på vilka: Fig. 1 är ett tvärsnitt genom en värmare enligt en första ut- föringsform av uppfinningen.

Fig. 2 är ett tvärsnitt utmed linjen 2-2 i fig. 1.

Fig. 3 är ett diagram som visar relationen mellan expansion och temperaturen med avseende på ett genomsnittligt kolstål (S45C) och en aluminiumlegering (ADC12).

Fig. 4 är ett tvärsnitt genom en del av en värmare enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Fig. 5 är en planvy av rotorn i fig. 4.

Fig. 6 är ett tvärsnitt av en värmare enligt en tredje utfö- ringsform av uppfinningen.

Fig. 7a är en planvy av bussningen i fig. 6. f... sev- 517 883 5 Fig. 7b är en sidovy av bussningen i fig. 6.

Fig. 8 är ett tvärsnitt i förstorad skala av bussningen och rotorn i fig. 6.

Fig. 9a är en planvy av en bussning enligt en fjärde utförings- form av uppfinningen. 9a.

Fig. 9b är en sidovy av bussningen i fig.

Fig. l0a är en planvy av bussningen enligt en femte utförings- form av uppfinningen.

Fig. lOb är en sidovy av bussningen i fig. l0a.

Fig. lla är en planvy av en bussning enligt en sjätte utfö- ringsform av uppfinningen.

Fig. llb, slutligen, är en sidovy av bussningen i fig. llb.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER En värmare enligt en första utföringsform av uppfinningen skall nu beskrivas med hänvisning till fig. 1-3. Värmaren är inbyggd i ett fordons värmesystem.

Såsom visas i fig. 1 inkluderar värmaren ett centralt hus 1, en cylindrisk skiljevägg 2, ett främre hus 3 och ett bakre hus 4.

Det centrala huset 1 upptar den cylindriska skiljeväggen 2. Det främre huset 3 är förenat med de främre (vänstra i fig. 1) ändarna av det centrala huset 1 och skiljeväggen 2 genom en ringformad tätning 5. Det bakre huset 4 är förenat med de bakre (högra i fig. 1) ändarna av det centrala huset 1 och skilje- väggen 2 genom en ringformad tätning 6. Ett antal bultar (icke visade) fäster det centrala huset 1, skiljeväggen 2, det främre huset 3 och det bakre huset 4 tillsammans.

En värmekammare 7 begränsas av det främre huset 3, det bakre huset 4 och skiljeväggen 2. En värmeväxlarkammare 8 är upptagen . øs-u unna v u 517 883 6 mellan skiljeväggens 2 ytteryta och det centrala husets 1 inneryta. Värmeväxlingskammaren 8 omger värmekammaren 7.

Såsom visas i fig. 1 inkluderar det centrala huset 1 en in- loppsport 9 och en utloppsport 10. Inloppsporten 9 är belägen vid det centrala husets 1 botten och utloppsporten 10 är be- lägen vid det centrala husets 1 topp eller överdel. En fordons värmesystem inkluderar en motor 31, värmaren, och en värmekrets 32. Ett motorkylmedel (värmeöverföringsfluidum) cirkulerar genom motorn 31, värmaren, och värmekretsen 32. Kylmedlet strömmar till värmeväxlingskammaren 8 genom inloppsporten 9.

Kylmedlet som uppvärmts i värmeväxlingskammaren 8 ledes till värmekretsen 32 genom utloppsporten 10.

En drivaxel eller inre rotor 13 är uppburen i det främre huset 3 och det bakre huset 4 av ett främre lager 11 och ett bakre lager 12. 12 inkluderar tätningar. Lagret 11 är be- läget mellan det främre huset 3 och den inre rotorns 13 ytter- Lagren 11, yta och avtätar värmekammarens 7 främre del. Lagret 12 är be- läget mellan det bakre huset 4 och den inre rotorns 13 ytteryta och avtätar värmekammarens 7 bakre del. Värmekammaren bildar sålunda ett avtätat utrymme i värmarens hus.

Såsom visas i fig. 1 är en yttre rotor 14 fäst vid den inre rotorn 13. Den yttre rotorn 14 är generellt cylindrisk och in- kluderar ett nav 15, en cylindrisk del 16 och en förbindelsedel 17. Den cylindriska delen 16 är utformad att omge navet 15 och befinner sig på likformigt avstånd från den inre rotorns 13 axel X. Förbindelsedelen 17 förbinder navets 15 centrala del med den cylindriska delens 16 centrala parti. Den yttre rotorn 14 är genom gjutning integrerat utbildad med den inre rotorn 13. Sättet att gjuta rotorn på den inre rotorn 13 skall beskri- vas nedan.

Såsom visas i fig. 1 och 2 sträcker sig sex utsprång 18 radiellt från den inre rotorns 13 ytteryta. Utsprången 18 befinner sig på samma avstånd från varandra och står i kontakt med navet 15. nu: 517 883 7 Värmekammarens 7 form motsvarar väsentligen den sfäriska formen av den cylindriska delen 16. Värmekammarens 7 inre vägg be- finner sig på ett avstånd från den cylindriska delens 16 ytter- yta svarande mot ett spelrum 7c. Spelrummets 7c radiella mått ligger inom området 10 pm till 1 mm.

En förutbestämd mängd viskös fluid, såsom kiselolja, är upp- tagen i värmekammaren 7. Mängden kiselolja bestämmes utgöra 60-90 procent av värmekammarens 7 volym som exkluderar volymen av den inre rotorn 13 och den yttre rotorn 14. Eftersom den viskösa fluiden expanderar då temperaturen ökar är den mängd viskös fluid som är upptagen mindre än värmekammarens 7 volym.

Såsom visas i fig. 1 är ett skruvhål 19 utformat i den inre rotorns 13 främre ände. En linskiva 20 (visad med en streck- prickad linje i fig. 1) är fäst med en bult (icke visad) i den främre änden. Linskivan 20 är förenad med motorn 31 genom ett V-format band 21 (visat med en streckad linje). Motorn 31 rote- rar den inre rotorn 13 och rotorn 14 via linskivan 20, varvid sålunda kiselolja genomskäres och värmealstras. Värmen över- föres till kylmedlet som strömmar i värmeväxlingskammaren 8 genom skiljeväggen 2. Det uppvärmda kylmedlet ledes från ut- loppsporten 10 till värmekretsen 32 för att uppvärma passage- rarkupën.

Ett sätt att tillverka den yttre rotorn 14 skall nu beskrivas.

Den inre rotorn 13 är gjord av järn eller en järnlegering som har en relativt liten värmeutvidgningskoefficient. Den yttre rotorn 14 är gjord av aluminium eller en aluminiumlegering som har relativt stor värmeutvidgningskoefficient. Då följaktligen den yttre rotorn 14 och den inre rotorn 13 uppvärmes lika mycket expanderar den yttre rotorn 14 mera än den inre rotorn 13. Då den yttre rotorn 14 och den inre rotorn 13 kyles lika mycket undergår den yttre rotorn 14 större kontraktion än den inre rotorn 13.

Under ett första steg tillverkas den inre rotorn 13. I detta steg formas den inre rotorn 13 i grova drag. .nu u anno oo.- 517 883 8 Under ett andra steg införes den inre rotorn 13 i en gjutform för den yttre rotorn 14 så att den inre rotorn 13 kommer att placeras i centrum för den yttre rotorn 14.

Under ett tredje steg hälles smält aluminium eller smält alumi- niumlegering ned i gjutformen. Temperaturen hos det smälta aluminiet eller den smälta aluminiumlegeringen är omkring 850°C.

Under ett fjärde steg avlägsnas gjutformen efter nedkylning.

Den yttre rotorn 14 och den inre rotorn 13 kyles från omkring 850°C till rumstemperatur. Den yttre rotorn 14 sammandrages eller kontraherar mera än den inre rotorn 13 i motsvarighet till skillnaden mellan värmeutvidgningskoefficienten. Detta gör att navet 15 ansättes omkring den inre rotorn 13. Den yttre rotorn 14 är därför noggrant fäst vid den inre rotorn 13.

Under ett femte steg slipas den integrerat formade inre rotorn 13 och den yttre rotorn 14 för att anpassas till värmaren.

Den yttre rotorns 14 ansättningskraft mot den inre rotorn 13 skall nu beskrivas. Fig. 3 åskådliggör principiellt eller begreppsmässigt relationen mellan storleken av expansionen av normalt kolstâl (S45C) och aluminiumlegeringen (ADC12) med av- seende på temperaturen. Värmeutvidgningskoefficienten för vanligt kolstål (S45C) är 10,7*10*[K*] och värmeutvidgnings- koefficienten för aluminiumlegeringen (ADC12) är 21,0*10*[K*].

Antag att stålet S45C och aluminiumlegeringen ADC12 uppvärmes från rumstemperatur (RT) till 850°C. Vid rumstemperatur är storleken av stålets S45C och aluminiumlegeringens ADC12 expan- sion noll (S1 är utgångspunkt). Då temperaturen uppnår 850°C är storleken av stålets S45C expansion P1 (S2 är en slutpunkt) och storleken av aluminiumlegeringens ADC12 expansion är P2 (S2' är en slutpunkt). Då två delar som har olika värmeutvidgnings- koefficient uppvärmes anges skillnaden mellan storleken av deras expansion (P1-P2) som ett spelrum K1. annan 517 883 9 Ä andra sidan har under det tredje stegets gjutning det vanliga kolstålet och det antas att ten S2. aluminiumlegeringen samma temperatur 850°C och de båda metallerna befinner sig vid utgångspunk- Under tidsperioden från det tredje steget till det fjärde steget kyles båda metallerna från 850°C till rumstempe- ratur (RT). Detta är ett kylningssteg som har S2 som gemensam utgångspunkt. Detta innebär att då temperaturen minskar för- ändras storleken av expansionen hos S45C-stålet från S2 till S1. Denna förändring är det omvända mot då uppvärmning in- träffar. Å andra sidan gäller att då temperaturen minskar för- ändras storleken av aluminiumlegeringens ADC12 expansion från S2 till S1'. Linjen S2-S1' är parallell med uppvärmningslinjen S1-S2'. Då rumstemperatur (RT) uppnås har stålet S45C samman- dragits värdet eller måttet P1. Å andra sidan har aluminium- legeringen ADC12 sammandragits värdet eller måttet P1 plus P3.

På detta sätt sammandrages såväl det vanliga kolstålet som aluminiumlegeringen då det kyles och aluminiumlegeringen ADC12 sammandrages värdet K2 mer än stålet S45C. K2 utgör väsentligen ingreppet av ett element med ett annat element då de båda elementen har olika värmeutvidgningskoefficienter och kyles från hög till låg temperatur. En kraft svarande mot K2 utövas av den yttre rotorn 14 mot den inre rotorn 13.

Den yttre rotorn 14 som är gjord av aluminium eller aluminium- legering formas genom gjutning på den inre rotorn 13 av järn eller järnlegering, varvid den yttre rotorn 14 ingriper mot den inre rotorn 13 med avsevärd kraft. Som resultat kommer slirning mellan den yttre rotorn 14 och den inre rotorn 13 att förhind- raS.

Eftersom den yttre rotorn 14 genom gjutning är formad på den inre rotorn 13, undvikes problemet enligt teknikens ståndpunkt med sprickbildning eller brott på den yttre rotorn 14 under på- föringen. Längden av den del som står i kontakt mellan den yttre rotorn 14 och den inre rotorn 13 kan därför vara relativt stor. Följaktligen fästes den yttre rotorn 14 noggrant på den inre rotorn 13 och vridmoment överföres likformigt från den u unna a :nano 517 883 10 inre rotorn 13 till den yttre rotorn 14. Detta gör att navet 15 kan vara tunnare.

Utsprången 18 är formade integrerat på den inre rotorn 13.

Eftersom den yttre rotorn 14 är gjuten för att stå i kontakt med utsprången 18, rör sig inte rotorn relativt den inre rotorn 13 då den uppvärmes. Dessutom kommer spelrummet 17 mellan värmekammarens 7 innervägg och den cylindriska delens 16 yttre yta inte att variera. Följaktligen bibehåller värmaren hög värmealstringsförmåga.

Den första utföringsformen kan varieras på följande sätt.

Spår kan utformas i stället för utsprången 18 på den inre rotorn 13. Den inre rotorn 13 kan ha skrovlig eller ojämn yta.

De sex utsprången 18 kan utelämnas eller antalet utsprång 18 kan förändras.

Vid tillverkningssättet för den yttre rotorn 14 kan tryck ut- övas i det tredje steget. I detta fall minskar storleken av de bubblor som bildas då den smälta metallen stelnar, vilket så- lunda ökar den yttre rotorns 14 styrka.

Fig. 4 och 5 visar en värmare enligt en annan utföringsform.

Vid denna värmare skiljer sig rotorns utförande från den första utföringsformen. Den andra utföringsformen skall nu beskrivas med betoning av skillnaden.

Såsom visas i fig. 4 är en främre drivaxel eller inre rotor 41 i det främre huset 3 roterbart uppburen av lagringen 11 som har en tätning. Den främre inre rotorn 41 inkluderar en främre skiva 42 och en list eller fläns 43 som är belägna i värme- kammaren 7. Den främre skivan 42 sträcker sig radiellt från den bakre änden av den främre inre rotorn 41. Främre genomgående hål 44 är utformade i den främre skivan 42. Listen eller flänsen 43 sträcker sig bakåt från den främre skivans 42 peri- feri. Kammar 45 är med vissa intervall utformade på listen 43. v man; u 8.. ._ s.. _ ~ ~ - 517 se: 11 En bakre inre rotor 46 är roterbart uppburen i det bakre huset 4 via den avtätade lagringen 12. Den bakre inre rotorn 46 inkluderar en bakre skiva 47 och en list eller fläns 48 som är belägna i värmekammaren 7. Den bakre skivan 47 sträcker sig radiellt från den främre änden av den bakre inre rotorn 46.

Bakre genomgående hål 49 är utformade i den bakre skivan 47.

Listen eller flänsen 48 sträcker sig framåt från den bakre skivans 47 periferi. Kammar 50 är med vissa intervall utformade på skivans 48 periferi. Den främre inre rotorn 41 och den bakre inre rotorn 46 är koaxiella med en rotationsaxel X.

Såsom visas i fig. 4 hålles en cylinder, eller yttre rotor 51, mellan de inre rotorerna 41, 46. Den yttre rotorns 51 ändar ingriper med listerna eller flänsarna 43, 48. Den yttre rotorn 51 och de främre och bakre inre rotorerna 41, 46 bildar en rotorenhet. Den yttre rotorns 51 periferiella yta ligger i linje med motsvarande yta hos de främre och bakre listerna 48. kammarens 7 inre form. Rotorenheten befinner sig på ett avstånd eller flänsarna 43, Formen av rotorenheten motsvarar värme- svarande mot ett spelrum 7c1 från värmekammarens 7 innervägg.

Spelrummet 7c1 ligger inom området 10 u till 1 mm.

Ett spelrum 7c2 är utformat mellan den främre skivans 42 främre yta och värmekammarens 7 innervägg. Ett spelrum 7c2 är även ut- format mellan den bakre skivans 47 bakre yta och värmekammarens 7 innervägg. Spelrummet 7c1 är mycket mindre än spelrummet 7c2.

Kiseloljans fluidfriktion i spelrummet 7c1 alstrar därför till övervägande del värme. Å andra sidan alstras en liten mängd värme i spelrummet 7c2 eftersom fluidfriktionen där är liten.

I värmekammaren 7 är en reservoar V upptagen i rotorn, dvs ett utrymme omgivet av en bakre yta till den främre skivan 42, den bakre skivans 47 främre yta och den yttre rotorns 51 inner- väggar.

Den yttre rotorn 51 är medelst gjutning formad mellan den främre inre rotorn 41 och den bakre inre rotorn 46. Den yttre rotorn 51 och de främre och bakre rotorerna 41, 46 är därför fixerade tillsammans och de roterar tillsammans. 5 1 7 8 8 3 šïï* =§§š *Äš - " ' 12 Tillverkningssättet för rotorenheten skall nu förklaras. Vid den andra utföringsformen tillämpas en förlorad vax-process. De främre och bakre inre rotorerna 41, 46 är gjorda av järn eller en järnlegering. Den yttre rotorn 51 är gjord av aluminium eller aluminiumlegering.

I ett första steg tillverkas de främre och bakre inre rotorerna 41, 46. Under detta steg bibringas de inre rotorerna 41, 46 sin huvudsakliga form.

Under ett andra steg placeras de inre rotorerna 41, 46 i förut- bestämt läge i en form till den yttre rotorn 51. I detta tillstånd placeras en vaxkärna mellan de främre och bakre listerna 43, 48.

Under ett tredje steg hälles smält aluminium eller smält alumi- niumlegering i formen. Temperaturen hos det smälta aluminiet eller aluminiumlegeringen är omkring 850°C. I formen kyles det smälta aluminiet eller aluminiumlegeringen av vaxkärnan och stelnar. Å andra sidan smälter vaxkärnan.

Under ett fjärde steg avlägsnas gjutformen då den kylts. Den yttre rotorn 51 är nu integrerat utformad med de inre rotorerna 41, 46. Då den är kyld sammandrager sig den yttre rotorn 51 mera än de inre rotorerna 41, 46 i motsvarighet till skillnaden mellan värmeutvidgningskoefficienten. Detta gör att den yttre rotorn 51 ansättes mot de inre rotorerna 41, 46.

Under ett femte steg slipas den integrerat utformade yttre rotorn 51 och de inre rotorerna 41, 46 för att passa värmaren.

Den andra utföringsformen har följande fördelar.

Eftersom den yttre rotorn 51 ingriper mot de främre och bakre inre rotorerna 41, 46 förhindras slirning mellan rotorn och drivaxeln.

Många kammar 45, 50 är utformade på de främre och bakre inre rotorerna 41, 46. Den yttre rotorn 51 ingriper med kammarna 45, 5 1 7 8 8 3 - - IÃÉÉ 13 50 då den är gjuten och är sålunda noggrant fäst vid de inre rotorerna 41, 46. Följaktligen kommer spelrummen 7c1, 7c2 icke att variera, vilket upprätthåller effektiviteten av värmealst- ringen.

Då rotorenheten roterar tillföres kiselolja från reservoaren V till spelrummet 7c1 genom hålen 44, 49. Kiseloljan återgår där- efter från spelrummet 7c1 till reservoaren V genom hålen 44, 49. Denna cirkulation av kiselolja förhindrar alltför hög genomskärning av kiseloljan på vissa ställen, vilket förlänger oljans livslängd.

Det stora utrymmet inuti rotorenheten användes såsom en reser- voar V för kiselolja. Följaktligen uppsamlas en stor mängd kiselolja i reservoaren V, vilket sålunda minskar oljans för- störing. Värmarens kapacitet bibehålles därför under lång tid.

Vid den andra utföringsformen kan kammarna 45, 50 utelämnas.

Fig. 6-8 visar en värmare enligt en tredje utföringsform. Såsom visas i fig. 6 inkluderar värmaren ett främre hus 3, en front- platta 3a, en bakre platta 4a och ett bakre hus 4. Det främre huset 3, frontplattan 3a, den bakre plattan 4a och det bakre huset 4 är tätade med 0-ringar och fästa av bultar 9. En värme- kammare 7 begränsas av frontplattans 3a bakre yta och den bakre plattans 4a främre yta. En reservoar V begränsas av den bakre plattan 4a och det bakre huset 4. Värmekammaren 7 och reservoa- ren V utgör en arbetskammare.

Bågformade flänsar 3b utskjuter från frontplattans 3a frontyta.

Det främre huset 3 och flänsarna 3b bildar en främre vatten- mantel FW. Bågformade flänsar 4b utskjuter från den bakre plattans 4a bakre yta. Det bakre huset 4 och flänsarna 4b bildar en bakre vattenmantel RW. Kylmedel till motorn strömmar i de främre och bakre vattenmantlarna FW, RW utmed flänsarna 3b, 4b. Flänsarna 3b, 4b ökar värmeöverföringsarean från värme- kammaren till kylmedlet. De främre och bakre vattenmantlarna FW, RW tjänar som värmeväxlingskammare. uuao .nßlø -. o-v- »v _ _ Q 5 1 7 8 8 3 šïï* - -IQÉï f- 14 Ett avtätat lager 11' är anordnat i axelhålet i frontplattan 3a för att uppbära en rotorenhet 14. En drivaxel, eller inre rotor 13, är roterbart uppburen av lagret ll'. I rotorenheten 14 är en yttre rotor, eller skiva 14a, anbragt vid den inre rotorns 13 bakre ände. Den yttre rotorn 14a roterar i värmekammaren 7.

Den inre rotorn 13 är gjord av järn eller järnlegering (kolstål för konstruktionsändamål). Rotorn 13 inkluderar en hylsa, eller mellanliggande rotor 65. Den yttre rotorn 14a är gjuten på den mellanliggande rotorn 65. Genomgående hål 14b är utformade i den yttre rotorn 14a intill den mellanliggande rotorn 65. Den yttre rotorn 14a är tillverkad av aluminium eller aluminium- legering. Den mellanliggande rotorn 65 är gjord av järn eller järnlegering (kolstål för konstruktionsändamål). Såsom visas i fig. 7b har den mellanliggande rotorn 65 en räfflad yta 14c.

Tillverkningssättet för den yttre rotorenheten 14 liknar dem för de första och andra utföringsformerna.

Under ett första steg tillverkas den räfflade mellanliggande rotorn 65. Under ett andra steg placeras den mellanliggande rotorn 65 i förutbestämt läge i en form. Under ett tredje steg hälles smält aluminium i formen. Under ett fjärde steg av- lägsnas formen då den kylts. Under ett femte steg genomföres slutbearbetning på den yttre rotorenheten 14. Slutbearbetningen inkluderar borrning, kapning och slipning. På detta sätt till- verkas en underenhet till den yttre rotorn 14a och den mellan- liggande rotorn 65.

Såsom visas i fig. 6 presspassas underenheten på den inre rotorn 13. Eftersom den mellanliggande rotorn 65 har ett förut- bestämt ingrepp med den inre rotorn 13 roterar den yttre rotorn 14a integrerat med den inre rotorn 13.

Reservoaren V upptar mer kiselolja än värmekammaren 7. Kisel- oljan upptar fyrtio till sjuttio procent av volymen av värme- kammaren 7 och reservoaren V. Ett genomgående hål 3c är ut- format i den bakre plattans 4a centrum för att förena reser- »- 517 383 15 voaren V med värmekammaren 7. Kiseloljan cirkulerar mellan reservoaren V och värmekammaren 7 via det genomgående hålet 3c.

En elektromagnetisk kopplingsmekanism är anbragt vid det främre huset 3 och den inre rotorn 13. Linskivan 20 är roterbart upp- buren i det främre huset 3 genom en lagring 61. Kopplingsmeka- nismen inkluderar en exciteringsspole 60 som är belägen i lin- skivan 20. Exciteringsspolen 60 är ansluten till en ECU (elek- tronisk reglerenhet) hos en luftkonditioneringsanläggning (icke visad). Ett nav 62 är fäst vid den inre rotorn 13 med en bult 19a. Navet 62 är fäst vid ett ankare 64 via en plattfjäder 63.

Linskivan 20 roteras av en fordonsmotor (icke visad) via ett band.

Vid den tredje utföringsformen exciterar ECU:n exciterings- spolen 60 för att attrahera ankaret 64 och förenar sålunda lin- skivan 20 med rotorenhetens 14 inre rotor 13. Rotorenheten 14 skär igenom kiseloljan och alstrar värme. Värmen överföres till kylmedlet i de främre och bakre vattenmantlarna FW, RW och kyl- medlet cirkulerar i värmarkretsen.

Då rotorenheten 14 roterar överföres vridmomentet från den inre rotorn 13 till den yttre rotorn 14a via den mellanliggande rotorn 65. Den inre rotorns 13 värmeutvidgningskoefficient är väsentligen densamma som den mellanliggande rotorns 65. En temperaturförändring kommer därför icke att variera den mellan- liggande rotorns ansättningskraft mot den inre rotorn 13. Den mellanliggande rotorn 65 roterar därför tillsammans med den inre rotorn 13 utan slirning. Såsom beskrivits i anslutning till den första utföringsformen är, eftersom aluminiumskivan, eller den yttre rotorn 14a är integrerat gjuten på järnhylsan, eller den mellanliggande rotorn 65, den yttre rotorn 14a nog- grant fäst eller säkrad vid den mellanliggande rotorn 65. Den yttre rotorn 14a roterar sålunda integrerat med den mellan- liggande rotorn 65 utan att slira. Eftersom den räfflade ytan 65a är bildad på den mellanliggande rotorns 65 periferiella yta kommer vidare kopplingen mellan den yttre rotorn 14a och den mellanliggande rotorn 65 att förstärkas mekaniskt för vrid- momentöverföring och mot axiell slirning. Som resultat över- v-v- øuu~ ~ ~ - »av- 517 885 16 föres drivkraften positivt från den inre rotorn 13 till den yttre rotorn 14a genom den mellanliggande rotorn 65 vilket för- hindrar slirning mellan den yttre rotorn 14a och den inre rotorn 13 och bibehåller värmarens effektivitet.

Den tredje utföringsformen har följande fördelar förutom för- delarna hos de första och andra utföringsformerna.

Eftersom den räfflade ytan 65a är bildad på den mellanliggande rotorns 65 ytteryta förstärkes den mekaniska kopplingen mellan den mellanliggande rotorn 65 och den yttre rotorn l4a för vrid- momentöverföring och mot axiell slirning. Följaktligen förhind- ras axiell rörelse av den yttre rotorn 14a relativt den mellan- liggande rotorn 65 och skada på den yttre rotorn 14a som härrör från kontakt med värmekammarens 7 inre vägg förhindras.

Eftersom den yttre rotorn l4a är gjuten på den mellanliggande rotorn 65 är förbindelseelement såsom nitar enligt teknikens ståndpunkt onödiga, vilket sålunda minskar antalet delar.

Eftersom underenheten 14a, 65 är påförd den inre rotorn 13, såsom är fallet enligt teknikens ståndpunkt, erfordras icke ett ytterligare monteringssteg.

Fig. 9a och 9b visar en hylsa, eller mellanliggande rotor 66, som användes till en värmare enligt en fjärde utföringsform.

Splines 66a som sträcker sig axiellt är bildade på den mellan- liggande rotorns 66 ytteryta. Vid den fjärde utföringsformen förstärkes den yttre rotorns 14a sammankoppling med den mellan- liggande rotorn 66 primärt för vridmomentöverföring. I andra avseenden har den fjärde utföringsformen samma fördelar som den tredje utföringsformen.

Fig. 10a och 10b visar en hylsa eller mellanliggande rotor 67 använd vid en värmare enligt en femte utföringsform. Den mellanliggande rotorn har hexagonal form. Följaktligen för- stärkes sammankopplingen mellan den yttre rotorn 14a och den mellanliggande rotorn 67 primärt för vridmomentöverföring. I 5 1 7 8 8 5 šïïš - ~ ILÉÉ 17 andra avseenden har den femte utföringsformen samma fördelar som den tredje utföringsformen.

Fig. 11a och llb visar en hylsa eller mellanliggande rotor 68 använd i en värmare enligt en sjätte utföringsform. Den mellan- liggande rotorn inkluderar tre flänsar 68a som sträcker sig radiellt. Följaktligen förstärkes kopplingen mellan den yttre rotorn l4a och den mellanliggande rotorn 68 primärt mot axiell slirning. I andra avseenden har den sjätte utföringsformen samma fördelar som den tredje utföringsformen.

Det torde inses av fackmannen på området att föreliggande upp- finning kan komma till uttryck på många andra specifika sätt utan att man frångår uppfinningens grundtanke. Föreliggande exempel och utföringsformer skall därför betraktas som illu- strativa och icke begränsande och uppfinningen är icke begrän- sad till ovan angivna detaljer utan kan modifieras inom ramen för tillhörande patentkrav.

Claims (10)

517 883 18 Patentkrav

1. Sätt att tillverka en rotorenhet till en värmealstrare, vid vilket värmealstraren inkluderar en första rotor (l3; 41, 46; 13, 65; 66; 67; 68), en andra rotor (17; 51; 14), vilken andra rotor roteras integrerat med den första rotorn, och en viskös fluid, varvid de första och andra rotorerna roteras för att genomskära den viskösa fluiden för att uppvärma den viskösa fluiden, k ä n n e t e c k n a t a v stegen: att den första rotorn (13; 41, 46; 13, 65; 66; 67; formas av ett första material, och 68) att den andra rotorn gjutes av ett andra material omkring den första rotorn, varvid det andra materialet har större värmeutvidgningskoefficient än det första materialet.

2. Rotorenhet för att genomskära viskös fluid för att uppvärma den viskösa fluiden i en värmealstrare, vid vilken värmealstraren har ett hus (1, 3, 4) och en värmekammare (7) upptagen i huset, vid vilken värmekammaren upptar rotorenheten och den viskösa fluiden, k ä n n e t e c k n a d a v: en första rotor (13; 41, 46; 13, 65; 66; 67; 68) till- verkad av ett första material, och en andra rotor (17; 51; 14) genom gjutning integrerat anbragt vid den första rotorn, varvid den andra rotorn (17; 51; 14) är tillverkad av ett andra material som har större värme- utvidgningskoefficient än det första materialet.

3. Rotorenhet enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att den första rotorn inkluderar två koaxiella drivaxlar (41, 46), varvid den andra rotorn (51) genom gjutning är fäst mellan drivaxlarna (41, 46).

4. Rotorenhet enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att den första rotorn inkluderar en drivaxel (13), en hylsa (65; 66; 67; 68) som är presspassad på drivaxeln (13), varvid den andra rotorn (14) är gjuten på hylsan (65; 66; 67; 68). u v-- u 517 883 19 6 o o :var

5. Rotorenhet enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att hylsan (65; 66; 67; 68) har en skrovlig eller ojämn yttre periferiell yta (65a, 66a) och den andra rotorn (14) står i kontakt med den skrovliga ytan (65a, 66a).

6. Rotorenhet enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d a v att den skrovliga ytan är formad av ett flertal spår (65a), som skär varandra.

7. Rotorenhet enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att hylsan (68) har ett ríngformat spår format på sin yttre periferiella yta.

8. Rotorenhet enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att en del av ytterytan av hylsan (67) är plan.

9. Rotorenhet enligt något av krav 2-8, k ä n n e - t e c k n a d a v att det första materialet är järn eller järnlegering under det att det andra materialet är aluminium eller aluminiumlegering.

10. av krav 2-9, k ä n n e t e c k n a d a v att värmealstraren Värmealstrare innefattande en rotorenhet enligt något har en värmeväxlingskammare genom vilken en cirkulerande fluid strömmar, varvid alstrad värme överföres till den cirkulerande fluiden.