DE69711119T2

DE69711119T2 - Wärmeerzeuger mit viskoser Flüssigkeit

Info

Publication number: DE69711119T2
Application number: DE69711119T
Authority: DE
Inventors: Takashi Ban; Tatsuya Hirose; Hidefumi Mori; Kiyoshi Yagi
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: EP0811812A2; DE69711119D1; JP3458989B2; JPH09323530A; EP0811812B1; EP0811812A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Visko-Heizvorrichtung, bei der ein viskoses Fluid der Einwirkung einer scherenden Kraft ausgesetzt wird, um Wärme zu erzeugen, die an ein umlaufendes Fluid in einem Wärmeabgaberaum übertragen wird, welches eine Wärmequelle für ein Heizsystem darstellt.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Die Offenlegungsschrift der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 3-98107 offenbart eine Visko-Heizvorrichtung mit veränderbarer Leistung, wobei ein vorderes Gehäuse und ein hinteres Gehäuse einander zugewandt angeordnet sind, so dass ein Wärmeerzeugungsraum und ein den Wärmeerzeugungsraum umgebender Wassermantel durch das vordere und das hintere Gehäuse gebildet werden. Der Wassermantel weist einen Einlass auf, um das umlaufende Fluid von außerhalb des Heizsystems in den Wassermantel einzuführen, und einen Auslass, um das umlaufende Fluid von dem Wassermantel zur Außenseite des Heizsystems abzuleiten. Eine Antriebswelle ist in dem Gehäuse über Lagereinheiten drehbar abgestützt, wobei ein Rotor mit der Antriebswelle fest verbunden ist, so dass der Rotor in dem Wärmeerzeugungsraum rotiert. Die Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums und die Außenoberfläche des Rotors, die mit Labyrinthrillen versehen sind, sind benachbart zueinander angeordnet, so dass zwischen ihnen ein Spalt zum Speichern eines Siliconöls als viskoses Fluid gebildet wird.
Die Visko-Heizvorrichtung nach dem obengenannten Patent Nr. 3-98107 weist eine obere Membranabdeckung und eine untere Membranabdeckung unter den Gehäusen auf. Zwischen der oberen und der unteren Abdeckung ist eine Membran angeordnet, so dass zwischen der oberen Abdeckung und der Membran ein Steuerraum gebildet wird. Der Wärmeerzeugungsraum ist einerseits über eine an den oberen Enden des vorderen und des hinteren Gehäuses gebildete Entlüftungsöffnung gegen die Atmosphäre hin offen und andererseits über an die obere und die untere Abdeckung anschließende Verbindungsrohre gegen den Steuerraum hin offen. Ferner wird ein Verteilervakuum gegenüber der Membran geöffnet, wobei die Membran von einer Feder gedrückt wird. Eine Folge davon ist, dass eine Verschiebung der Membran, d. h. eine Änderung des inneren Volumens des Steuerraums, welche der Differenz zwischen der Vakuumkraft und der Federkraft entspricht, erhalten wird.
Bei der in das Beheizungssystem eines Fahrzeugs eingebundenen Visko-Heizvorrichtung verursacht eine kinematische Verbindung der Antriebswelle mit einer Kurbelwelle einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung, dass der Rotor in dem Wärmeerzeugungsraum rotiert, so dass das viskose Fluid einer Scherung zwischen einer Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums und einer Außenoberfläche des Rotors ausgesetzt wird, wobei Wärme erzeugt wird. Die in dem viskosen Fluid erzeugte Wärme wird auf das umlaufende Fluid in dem Wassermantel übertragen, so dass das umlaufende Fluid erwärmt wird und als Wärmequelle für das Heizsystem des Fahrzeugs verwendet werden kann.
Die Leistungsregelung der Visko-Heizvorrichtung nach dem Patent Nr. 3-98107 arbeitet wie folgt. In einer Situation, wo die Wirkung der Heizung zu groß ist, wird ein Verteilervakuum gegenüber der Membran geöffnet, was dazu führt, dass die Membran nach unten bewegt wird, so dass das Volumen des Steuerraums vergrößert wird. Dies hat zur Folge, dass das viskose Fluid im Wärmeerzeugungsraum in den Steuerraum zurückgeführt wird, so dass eine Wärmeerzeugungsmenge in einem Spalt zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums und der Außenoberfläche des Rotors, die einander gegenüberliegen, verkleinert wird und damit die Wirkung der Heizung abgeschwächt wird. Demgegenüber wird in einer Situation, wo die Wirkung der Heizung ungenügend ist, Außenluft über eine Druckregulieröffnung mit der Membran verbunden, was bewirkt, dass die Membran durch die Federkraft nach oben bewegt wird, so dass sich das Volumen des Steuerraums verkleinert. Dies hat zur Folge, dass das viskose Fluid in dem Wärme-Steuerraum zum Wärmeerzeugungsraum strömt, so dass eine Wärmeerzeugungsmenge in dem Spalt vergrößert wird und damit die Wirkung der Heizung verstärkt wird.
Bei der im Vorstehenden beschriebenen konstruktiven Ausgestaltung der Visko- Heizvorrichtung, und zwar unabhängig davon, ob es sich um eine Heizvorrichtung mit konstanter Leistung oder mit variabler Leistung handelt, ist ein Spalt zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums und einer Außenoberfläche des Rotors, welche einander in Axialrichtung gegenüberliegen, gleichmäßig zwischen dem zentralen Bereich und dem Randbereich ausgebildet. Diese konstruktive Ausgestaltung macht es schwierig, sicherzustellen, dass sich das Heizsystem während des Anfahrvorgangs rasch aufwärmt. Im einzelnen ist im Betrieb der Visko-Heizvorrichtung eine Wärmeerzeugungsmenge L infolge Scherung des viskosen Fluids an einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, die in Axialrichtung voneinander beabstandet sind, durch die folgende Gleichung ausgedrückt
L = πuωR&sup4;/δ
worin u, der Viskositätskoeffizient des viskosen Fluids ist, worin R der Durchmesser des Rotors ist, worin δ die axiale Länge des Wärmeerzeugungsspaltes zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums und der Außenoberfläche des Rotors bedeutet und worin ω für die Winkelgeschwindigkeit des Rotors steht. Aus der obigen Gleichung wird klar, dass je kleiner der Spalt ist, um so höher wird die Wärmeerzeugungsleistung.
In dem Wärmeerzeugungsspalt zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums und der Außenoberfläche des Rotors ist nicht nur das viskose Fluid eingeschlossen, sondern auch Luft, die unumgänglich während der Montage eingetragen wird. Aus dem stillstehenden Zustand, wo sich die Visko-Heizvorrichtung infolge ihres Eigengewichtes im unteren Teil des Spaltes befindet, bewirkt ein Betätigen der elektromagnetischen Kupplung die Erzeugung einer Drehbewegung und damit die Erzeugung einer Zentrifugalkraft in dem viskosen Fluid in dem zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums und der Außenoberfläche des Rotors in Axialrichtung gebildeten Wärmeerzeugungsspalt. Jedoch ist es bei der Ausgestaltung des Wärmeerzeugungsspaltes mit einer kleinen und gleichmäßigen Dicke entlang des gesamten Bereichs weniger wahrscheinlich, dass ein schnelles Erzeugen der Zentrifugalkraft in dem viskosen Fluid zustandekommt. Eine Folge davon ist, dass ein rasches Ausdehnen des viskosen Fluids vom unteren Teil des Wärmeerzeugungsspaltes auf den gesamten Wärmeerzeugungsspalt nicht erzielt werden kann.
Andererseits verursacht eine Vergrößerung der axialen Breite des Spaltes eine Verkleinerung der Wärmeerzeugungsleistung, wie aus der obengenannten Gleichung für die Wärmeerzeugungsmenge L ohne weiteres erkennbar wird; hieraus resultiert eine Verminderung der Aufwärmgeschwindigkeit bei Inbetriebnahme der Heizvorrichtung.
Ferner verursacht bei der obigen Art von Visko-Heizvorrichtung mit der im Vorstehenden beschriebenen konstruktiven Ausgestaltung eine Rückführung des viskosen Fluids aus dem Wärmeerzeugungsraum in den Steuerraum den Eintrag neuer Luft in den Wärmeerzeugungsraum über eine Entlüftungsöffnung. Diese Rückführung würde andernfalls verursachen, dass ein Vakuum in dem Wärmeerzeugungsraum erzeugt wird. Im Ergebnis kommt die frisch eingeführte Luft mit dem viskosen Fluid in dem Wärmeerzeugungsraum in Berührung, so dass Feuchtigkeit, die in der frisch eingeführten Luft enthalten ist, von dem viskosen Fluid aufgenommen wird, was eine rasche Verschlechterung des viskosen Fluids verursachen kann.
Aus der FR-A-22 66 122 ist eine Vorrichtung zum Aufwärmen einer Flüssigkeit bekanntgeworden, wobei die Vorrichtung einen Rotor umfasst, der in einem Heizraum angeordnet ist, und einen zwischen den Wandungen des Heizraumes und des Rotors gebildeten Spalt aufweist. Die Flüssigkeit strömt von einer Einlassöffnung der Vorrichtung durch den Spalt zu einer Auslassöffnung und wird einer durch den Rotor erzeugten scherenden Kraft ausgesetzt. Die Breite des Spaltes kann in einem zentralen Bereich größer sein als in einem Randbereich des Rotors.
Eine Visko-Heizvorrichtung, welche in einem Heizsystem für ein Fahrzeug Anwendung findet, ist in der EP-A-0 361 053 offenbart. Die Heizvorrichtung umfasst ein Gehäuse, welches einen Wärmeerzeugungsraum zum Speichern eines viskosen Fluids definiert. Der Heizraum ist von einem Wärmeabgaberaum umgeben, in welchem ein Heizmedium umläuft. Ein Rotor ist in dem Wärmeerzeugungsraum so angeordnet, dass ein Spalt zwischen dem Rotor und den Innenoberflächen des Wärmeerzeugungsraums entsteht. Der Rotor wird von einer Antriebswelle angetrieben. Eine Rotation der Antriebswelle und des Rotors resultiert in einer scherenden Kraft, welche in dem viskosen Fluid zwischen dem Rotor und den Innenoberflächen des Wärmeerzeugungsraums erzeugt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Visko-Heizvorrichtung, mit der eine erhöhte Aufwärmgeschwindigkeit bei Ingangsetzen der Heizvorrichtung erhalten werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Visko-Heizvorrichtung, mit der es gelingt, die Verschlechterung des viskosen Fluids zu verzögern, und zwar unter Wahrung einer hohen Leistungsregelungsgeschwindigkeit.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Visko-Heizvorrichtung, mit der eine Feuchtigkeitsaufnahme des viskosen Fluids vermieden werden kann, wobei eine scherende Kraft nur auf einen kleinen Teil des viskosen Fluids ausgeübt wird, wodurch eine Verschlechterung des viskosen Fluids unterdrückt wird.
Erfindungsgemäß wird eine Visko-Heizvorrichtung bereitgestellt, welche umfasst: ein Gehäuse mit einem darin gebildeten Wärmeerzeugungsraum, um darin ein viskoses Fluid zu speichern, und einem Wärmeabgaberaum, der benachbart zu dem Wärmeerzeugungsraum angeordnet ist und in dem ein Heizmedium umläuft;
einen Rotor, welcher in dem Wärmeerzeugungsraum so angeordnet ist, dass ein Spalt zwischen einer Außenoberfläche des Rotors und einer Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums entsteht; und
eine Antriebswelle, auf weicher der Rotor montiert ist, wodurch der Rotor als eine Einheit mit der Welle in dem Wärmeerzeugungsraum rotiert und eine scherende Kraft in dem viskosen Fluid zwischen dem äußeren Rand- oder Umfangsbereich des Rotors und der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums erzeugt wird;
wobei der Spalt eine unterschiedliche Breite in Axialrichtung aufweist, dergestalt, dass die Breite des Spaltes in einem äußeren Bereich des Rotors kleiner ist als die Breite des Spaltes in einem zentralen Bereich des Rotors; und
wobei die Gehäuseanordnung ein Plattenelement mit einem Paar voneinander beabstandeter Endoberflächen umfasst, von denen eine einen Teil der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraumes bildet, während die andere Oberfläche einen Teil einer Innenoberfläche des Wärmeabgaberaumes bildet, und ein Gehäuseelement, welches den verbleibenden Teil der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums bildet, wobei das Plattenelement einen maschinell hergestellten Bereich an der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums zum Erzeugen des Spaltes aufweist.
Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung der Visko-Heizvorrichtung kann eine größere Menge des Siliconöls im zentralen Teil des Wärmeerzeugungsspaltes vorliegen bevor die Visko-Heizvorrichtung gestartet wird, wo das viskose Fluid infolge seines Eigengewichts zu einer unteren Stelle des Spaltes wandert. Die Anwendung einer Drehbewegung auf den Rotor über eine elektromagnetische Kupplung oder eine Riemenscheibe bewirkt eine Drehbewegung des Rotors in dem Wärmeerzeugungsraum, um gleich nach dem Start der Visko-Heizvorrichtung augenblicklich eine Zentrifugalkraft in dem viskosen Fluid zu erzeugen, mit dem Ergebnis, dass eine rasche Verteilung des viskosen Fluids über den gesamten Bereich erhalten wird.
Ferner ist bei dieser konstruktiven Ausgestaltung der Visko-Heizvorrichtung der Spalt im äußeren Randbereich klein, wo die Umfangsgeschwindigkeit hoch ist. Eine Folge davon ist, dass die Erzeugung einer gewünschten Wärmemenge aufrechterhalten wird.
Kurz gesagt, unabhängig von der Bauart der Visko-Heizvorrichtung, d. h. unabhängig davon, ob es sich um eine Visko-Heizvorrichtung mit konstanter Leistung oder mit veränderlicher Leistung handelt, erlaubt die konstruktive Ausgestaltung der Visko-Heizvorrichtung nach Anspruch 1 ein schnelles Aufwärmen der Visko- Heizvorrichtung bei ihrer Ingangsetzung.
Die Verwendung der konstruktiven Ausgestaltung des Gehäuses, bei der sich das Gehäuse zusammensetzt aus dem Gehäuseelement und dem Plattenelement, vermeidet, dass die Herstellung dieser Teile kompliziert wird. Ferner kann schon durch eine einfache maschinelle Bearbeitung der Außenoberfläche der Platte der Spalt hergestellt werden. Auf diese Weise kann eine Senkung der Produktionskosten verwirklicht werden.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nach Anspruch 2 weist das Gehäuse ferner einen dicht abgeschlossenen Speicherraum auf, der mit dem zentralen Teil des Wärmeerzeugungsraums über einen Zuführungsdurchlass und einen Rückführungsdurchlass in Verbindung steht.
Bei der Ausführungsform kann vorgesehen sein, ein Mittel zum Detektieren einer Innentemperatur, zum Beispiel ein Bimtallelement, in den Speicherraum aufzunehmen, um einen Steuerraum für eine Visko-Heizvorrichtung mit variabler Leistung zu bilden.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird bei Ingangsetzen der Visko-Heizvorrichtung neben der Zentrifugalkraft mit fortgesetzter Drehbewegung auch der Weissenberg-Effekt erzeugt, so dass sich eine große Menge des viskosen Fluids im zentralen Teil des Spaltes ansammelt. Eine Folge davon ist, dass bei der Visko-Heizvorrichtung mit veränderlicher Leistung eine Verschlechterung des viskosen Fluids, welche durch einen Feuchtigkeitsgehalt verursacht wird, unterdrückt wird und eine rasche Leistungsregelung erzielt werden kann, weil das viskose Fluid über den Rückführungsdurchlass schnell in den Speicherraum zurückgeführt wird. Ferner kann, unabhängig von der Bauart der Visko-Heizvorrichtung, d. h. unabhängig davon, ob es sich um eine Visko-Heizvorrichtung mit konstanter Leistung oder mit veränderlicher Leistung handelt, das viskose Fluid schnell zwischen dem Wärmeerzeugungsraum und dem Speicherraum bewegt werden. Somit wird eine relativ große Menge des viskosen Fluids mit einer gewissen Menge an Luft, die unvermeidlich mit eingetragen wird, in dem Speicherraum gespeichert. Die Ausführung ist also vorteilhaft, weil eine schnelle Verschlechterung des viskosen Fluids weniger wahrscheinlich ist, da ja die Luft im wesentlichen in dem Speicherraum gespeichert wird und eine scherende Kraft nur auf einen kleinen Teil des viskosen Fluids ausgeübt wird. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Anspruch 3 weist der Rotor einen maschinell hergestellten Bereich an der Außenoberfläche zum Erzeugen des Spaltes mit unterschiedlicher axialer Breite auf.
Diesbezüglich wird der Spalt durch maschinelles Bearbeiten des Gehäuses oder des Rotors erhalten. Eine Anpassung des Rotors an seiner Außenoberfläche ist leicht durchführbar, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Anspruch 5 weist der maschinell gearbeitete Teil eine sich verjüngende Form auf, welche den Spalt mit unterschiedlicher Breite bildet. Die maschinelle Formung einer derartigen sich verjüngenden Oberfläche ist etwas kompliziert. Diese Anordnung ist jedoch wünschenswert, weil das viskose Fluid leicht über die gesamte Oberfläche verteilt werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Anspruch 6 weist der maschinell gearbeitete Teil eine abgestufte Form auf, welche den Spalt mit unterschiedlicher Breite bildet. Diese Form der Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sich die maschinelle Herstellung oder Bearbeitung sehr leicht durchführen läßt, wodurch die Fertigungskosten gesenkt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Anspruch 7 ist die unterschiedliche Breite des Spaltes so ausgeführt, dass sie vom zentralen Teil zum äußeren Randbereich des Spaltes kontinuierlich abnimmt. Diese Form der Ausgestaltung ist vorteilhaft, weil sie eine wirksame Ausbreitung des viskosen Fluids bis zum äußeren Randbereich des Wärmeerzeugungsspaltes erlaubt.

KURZBESCHREIBUNG DER BEIGEFÜGTEN FIGUREN

Fig. 1 ist ein Längsschnitt einer Visko-Heizvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Teilansicht von Fig. 1, welche eine abgestufte Ausführung der Innenwand des Wärmeerzeugungsraumes zeigt;
Fig. 3 ist ein Längsschnitt einer Visko-Heizvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 und geben eine Darstellung ähnlich Fig. 2, jedoch für eine dritte und
Fig. 5 eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

KURZBESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Erfindungsgemäße Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die beigefügte zeichnerische Darstellung beschrieben.

Erste Ausführungsform

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Visko-Heizvorrichtung ein vorderes Gehäuse 1, eine Zwischenplatte 2 und ein hinteres Gehäuse 3, welche mit Hilfe von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Schraubenbolzen 6 miteinander verbunden sind, wobei zwischen dem vorderen Gehäuse 1 und der hinteren Platte 2 ein O-Ring 4 angeordnet ist und zwischen der hinteren Platte 2 und dem hinteren Gehäuse 3 eine Dichtung 5 angeordnet ist.
Das vordere Gehäuse 1 weist an seiner hinteren Seite einen rückspringenden Bereich mit ringförmigen, konzentrischen, abgestuften Bereichen 1a auf, die sich von dem Gehäuse 1 axial nach vorne erstrecken. Die hintere Platte 2 weist an ihrer vorderen Seite einen rückspringenden Bereich auf, der ebenfalls mit ringförmigen, konzentrischen, abgestuften Bereichen 2a versehen ist, die sich von der hinteren Platte 2 axial nach hinten erstrecken und, mit den abgestuften Bereichen 1a des vorderen Gehäuses 1 ausgerichtet sind. Im Ergebnis entsteht eine sich axial gegenüberliegende Anordnung aus den abgestuften Bereichen 1a und 2a des vorderen Gehäuses 1 und der hinteren Platte 2, so dass zwischen denselben ein Wärmeerzeugungsraum 7 gebildet wird.
Ferner weist das hintere Gehäuse 3 an seiner Vorderseite einen runden rückspringenden Bereich 3-1 auf, während die hintere Platte 2 einen mittigen vorspringenden Bereich 2-1 aufweist, der sich axial nach hinten erstreckt und zwar so weit, bis er gegen die Bodenfläche des rückspringenden Bereiches 3-1 des hinteren Gehäuses 3 stößt, so dass ein ringförmiger Wassermantel WJ zwischen der hinteren Platte 2 und dem hinteren Gehäuse 3 entsteht. Ein Einlassöffnungselement 8 ist mit der hinteren Seite des hinteren Gehäuses 3 verbunden, so dass Heizwasser von einem nicht gezeigten Fahrzeugbeheizungssystem eingespeist werden kann. Ähnlich ist ein Auslassöffnungselement (nicht gezeigt) mit der hinteren Seite des hinteren Gehäuses 3 verbunden, so dass Heizwasser, nachdem es einen Wärmeaustausch mit dem viskosen Fluid an dem Wärmeerzeugungsraum 7 durchlaufen hat, aus letzterem abströmen und dem Heizsystem zugeführt werden kann.
Das vordere Gehäuse 1 weist eine axiale Bohrung 1-1 auf, in welcher eine Wellenabdichtungseinheit 9 so angeordnet ist, dass sie benachbart zu dem Wärmeerzeugungsraum 7 liegt. In der Bohrung 1-1, von der Wellenabdichtungseinheit 9 axial nach vorne beabstandet, ist eine Lagereinheit 10 angeordnet. Eine Antriebswelle 11 ist über die Wellenabdichtungseinheit 9 und die Lagereinheit 10 in die axiale Bohrung 1-1 gefügt. Die Antriebswelle 11 weist ein inneres Ende auf, mit dem ein Rotor 12, der eine flache, scheibenartige Gestalt aufweist, fest verbunden ist, so dass sich der Rotor 12 in dem Wärmeerzeugungsraum 7 dreht. Als Folge davon entsteht zwischen einer Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraumes 7 und einer Außenoberfläche des Rotors 12 ein Spalt, in dem ein Siliconöl als viskoses Fluid gespeichert wird. Infolge der abgestuften Anordnung der inneren rückspringenden Bereiche 1a und 2a des vorderen Gehäuses 1 und der hinteren Platte 2, die einander gegenüberliegen, ist die axiale Breite des Spaltes in der zentralen Zone des Wärmeerzeugungsraumes 7 ausgedrückt durch T und in einer Rand- oder Umfangszone des Wärmeerzeugungsraumes 7 ausgedrückt durch t (< T). In anderen Worten: es wird eine kontinuierliche Verkleinerung der axialen Breite des Spaltes von der zentralen Zone zur Randzone des Wärmeerzeugungsraums 7 erhalten.
Bei der erfindungsgemäßen Visko-Heizvorrichtung wirken die hintere Platte 2 und das hintere Gehäuse 3 unter Bildung eines Teils eines Gehäuses zusammen, um darin den Wassermantel WJ sowie den Wärmeerzeugungsraum 7 zu bilden, wodurch die Teile leicht herstellbar werden. Ferner ist das maschinelle Formen der abgestuften Bereiche 1a und 2a allein ausreichend, um den Wärmeerzeugungsspalt zu erhalten, was in einer Reduzierung der Herstellungskosten resultiert.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Visko-Heizvorrichtung mit einer elektromagnetischen Kupplung MC vereinigt, welche im wesentlichen aufgebaut ist aus einer Scheibe 14, einem Solenoid 15, einer Nabe 18, einem Gummielement 19 von ringförmiger Gestalt, einem Flanschelement 20 und einem Anker 21. Die Scheibe 14 setzt sich zusammen aus einem Scheibenteil 14-1, einem Plattenteil 14-2, welcher dem Anker 21 gegenüberliegt, und einem inneren röhrenartigen Teil 14-3, welcher sich auf einem vorspringenden Bereich 1b des vorderen Gehäuses 1 über eine Lagereinheit 13 abstützt. Das Solenoid 15 ist in einem nach hinten offenen Raum zwischen dem Scheibenteil 14-1 und dem inneren röhrenartigen Teil 14-3 angeordnet und ist mit dem vorderen Gehäuse 1 fest verbunden. Die Nabe 18 ist über einen Keil 17 mit der Antriebswelle 11 gefügt und mit Hilfe eines Schraubenbolzens 16 an der Welle 11 befestigt. Die Nabe 18 ist an ihrem Außenringbereich 18-1 über das Gummielement 19 mit dem Flanschteil 20 verbunden. Der Flanschbereich 20 ist mit dem Anker 21 über Nieten 22 verbunden. Der Scheibenteil 14-1 des Rotors 14 steht mit einer Kurbelwelle einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung als Drehbewegungsquelle in kinematischer Verbindung. Als Folge davon wird eine Drehbewegung von der Kraftmaschine mit innerer Verbrennung auf den Rotor 14 übertragen.
Der Anker 21 hat normalerweise einen kleinen Abstand zu dem Plattenteil 14-2 des Rotors, wenn das Solenoid 15 im stromlosen Zustand ist, wodurch verhindert wird, dass die Drehbewegung der Scheibe 14 auf den Anker 21 übertragen wird, d. h. auf die Nabe 18, mit der die Antriebswelle 11 der Visko-Heizvorrichtung verbunden ist. In diesem ausgekuppelten Zustand der elektromagnetischen Kupplung MC befindet sich das Siliconöl infolge seines Eigengewichts im zentralen und unteren Bereich des Wärmeerzeugungsspaltes.
Wenn die elektromagnetische Kupplung MC durch Strombeaufschlagung des Solenoid 15 in Betrieb genommen wird, wird in dem Solenoid 15 eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die bewirkt, dass der Anker 21 entgegen der Federkraft in Richtung der Scheibe 14 bewegt wird, bis der Anker 21 sich in einer Stirn-an- Stirn-Anordnung mit dem Plattenteil 14-2 der Scheibe 14 befindet. Eine Folge davon ist, dass eine Drehbewegung des Rotors 14 von der Kurbelwelle der Kraftmaschine mit innerer Verbrennung auf die Nabe 18 und auf die Antriebswelle 11 und den Rotor 12 auf der Welle 11 übertragen wird. Die Drehbewegung des Rotors 12 verursacht die Erzeugung einer Zentrifugalkraft in dem Siliconöl, die dem Siliconöl erlaubt, sich über den gesamten Wärmeerzeugungsspalt zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums 7 und der Außenoberfläche des Rotors 12 auszubreiten oder zu verteilen. Daraus resultiert, dass das Siliconöl am Spalt geschert wird, wodurch Wärme erzeugt wird. Die so erzeugte Wärme wird einem Wärmeaustausch mit dem Wasser im Wassermantel WJ unterworfen, welches dem Heizsystem zum Beheizen des Fahrzeugs zugeführt wird.
Weiter ist die erfindungsgemäße Visko-Heizvorrichtung so ausgestaltet, dass in dem Wärmeerzeugungsspalt die Breite t im äußeren Randbereich kleiner ist als die Breite T im zentralen Bereich. Durch diese Anordnung wird eine erhöhte Geschwindigkeit im Rand- oder Umfangsbereich des Rotors 12 mit einer verminderten Breite des Wärmeerzeugungsspaltes kombiniert, wodurch eine gewünschte Wärmeerzeugungsleistung erhalten wird.
Im Hinblick auf die obigen Ausführungen wird bei der Visko-Heizvorrichtung in Einklang mit der ersten Ausführungsform eine erhöhte Aufwärmgeschwindigkeit erzielt, während eine Verschlechterung des Siliconöls verzögert wird, wodurch ein gewünschtes Niveau der Wärmeerzeugungsleistung auch nach längerem Gebrauch der Einrichtung erhalten bleibt.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Visko-Heizvorrichtung, die auf eine Visko-Heizvorrichtung mit variabler Leistung abzielt. Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse aufgebaut aus einem vorderen Gehäuse 31, einer vorderen Platte 32, einer hinteren Platte 33 und einem hinteren Gehäuse 34, welche mit Hilfe von mehreren, in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Schraubenbolzen 38 miteinander verbunden sind, wobei zwischen dem vorderen Gehäuse 31 und der vorderen Platte 32 eine Dichtung 35 angeordnet ist und zwischen der vorderen Platte 32 und der hinteren Platte 33 ein O-Ring 36 angeordnet ist und zwischen der hinteren Platte 33 und dem hinteren Gehäuse 34 eine Dichtung 37 angeordnet ist.
Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform von Fig. 1 weist die vordere Platte 32 an ihrer hinteren Seite einen nach vorne gerichteten abgestuften rückspringenden Bereich 32a auf, während die hintere Platte 33 an ihrer vorderen Seite einen nach hinten gerichteten abgestuften rückspringenden Bereich 33a aufweist. Zwischen den gestuften rückspringenden Bereichen 32a und 33a, die entgegengesetzt zueinander zurückspringen, wird ein Wärmeerzeugungsraum 39 gebildet. Die vordere Platte 32 weist einen vorspringenden Bereich 32b auf, der sich nach vorne erstreckt, so dass der vorspringende Bereich 32b in eine mittige Bohrung des vorderen Gehäuses 31 gefügt ist.
Die hintere Platte 33 weist an einer Stelle oberhalb einer Zentralachse eine erste Rückführöffnung 33b auf und an einer Stelle unterhalb der Zentralachse eine erste Zuführöffnung 33c. Die erste Rückführöffnung 33b und die erste Zuführöffnung 33c erstrecken sich in Axialrichtung von der vorderen Oberfläche zur hinteren Oberfläche der hinteren Platte 33 durch diese hindurch.
Das vordere Gehäuse 31 weist an seiner hinteren Seite einen ringförmigen rückspringenden Bereich 31-1 auf, welcher einer vorderen Endoberfläche der vorderen Platte 32 gegenüberliegt, so dass ein vorderer Wassermantel FW als vorderer Wärmeabgaberaum durch den rückspringenden Bereich 31-1 zwischen dem vorderen Gehäuseteil 31 und der vorderen Platte 32 gebildet wird. Andererseits weist das hintere Gehäuse 34 eine innere ringförmige Rippe 34a und eine äußere Rippe 34b auf, die sich in Axialrichtung gegen die hintere Platte 33 hin erstrecken. Die äußere Rippe 34b ist mit der Dichtung 37 in Berührung, so dass ein ringförmiger Wassermantel RW als hinterer Wärmeabgaberaum zwischen der hinteren Platte 33 und dem hinteren Gehäuseteil 34 entsteht, der sich von der äußeren Rippe 34b radial auswärts erstreckt. Ferner ist ein ringförmiger Steuerraum CR, der auch als Speicherraum fungiert, zwischen der hinteren Platte 33 und dem hinteren Gehäuseteil 34 gebildet, der sich von der äußeren Rippe 34b radial einwärts erstreckt.
Eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung, die nicht gezeigt sind, sind mit dem hinteren Gehäuseteil 34 verbunden, so dass diese Öffnungen mit dem hinteren Wassermantel RW in Verbindung stehen. Dementsprechend erfolgt die Einführung eines Heizwassers in den Wassermantel RW über die Einlassöffnung, während das Entfernen des Heizwassers aus dem Wassermantel RW über die Auslassöffnung geschieht. Ferner bilden die vordere und die hintere Platte 32 und 33 axial ausgerichtete Sätze von Öffnungen, welche Wasserdurchlässe 41 bilden, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet zwischen den Schraubenbolzen 38, die benachbart zueinander sind, angeordnet sind. Somit wird über diese Wasserdurchlässe 41 eine Verbindung zwischen dem vorderen und dem hinteren Wassermantel FW und RW hergestellt.
Im Inneren des Steuerraums CR sind ein gewundenes Bimetallelement 42, ein Bimetallschaft 43 und ein Drehventil 45 angeordnet. Das Drehventil 45 befindet sich in axialer Stirn-an-Stirn-Anordnung mit der hinteren Platte 33. Der Bimetallschaft 43 weist ein vorderes Ende auf, welches mit dem Drehventil 45 fest verbunden ist, und ein hinteres Ende, welches mit dem hinteren Gehäuseteil 34 drehbar verbunden ist. Das Bimetallelelement 42 weist ein in Radialrichtung gesehen inneres Ende auf, welches mit dem Bimetallschaft 43 fest verbunden ist, und ein in Radialrichtung gesehen äußeres Ende, welches mit der inneren Rippe 34a des hinteren Gehäuseteils 34 fest verbunden ist. Das gewundene Bimetallelement 42 ist so angeordnet, dass eine Verformung des Bimetallelements 42 entsprechend dem Grad der Beheizung, d. h. der Temperatur des Heizwassers, stattfindet. Eine Tellerfeder 44 ist zwischen dem Drehventil 45 und der inneren Rippe 34a so angeordnet, dass das Drehventil 45 gegen die hintere Platte 33 hin gedrückt wird, so dass die erste Rückführöffnung 33b und die erste Zuführöffnung 33c durch das Drehventil 45 entsprechend der Drehstellung des Drehventils 45 selektiv geschlossen oder geöffnet werden. Im einzelnen weist das Drehventil 45 eine zweite Rückführöffnung 45a und eine zweite Zuführöffnung 45b auf, die entsprechend dem Drehwinkel des Drehventils 45 mit der ersten Rückführöffnung 33b bzw. mit der ersten Zuführöffnung 33c in Verbindung stehen.
Ferner weist das vordere Gehäuse 31 einen vorspringenden Bereich 31a auf, in welchem eine Wellenabdichtungseinheit 46 angeordnet ist. Eine Lagereinheit 40 ist in dem vorspringenden Bereich 32b der vorderen Platte 32 so angeordnet, dass die Lagereinheit 40 axial einwärts liegt. Eine Antriebswelle 47 ist über die Lagereinheit 40 und die Wellenabdichtungseinheit 46 abgestützt. Ein Rotor 48, der eine flache, scheibenartige Form aufweist, ist in dem Wärmeerzeugungsraum 39 angeordnet und mit der Welle 47 derart verbunden, dass der Rotor 48 in dem Wärmeerzeugungsraum 39 rotiert. In dem Steuerraum CR wird eine relativ große Menge an Siliconöl als viskoses Fluid gespeichert. Unvermeidlich ist mit dem Siliconöl in dem Steuerelement CR auch eine gewisse Menge an Luft vermischt. Das Siliconöl liegt in dem Wärmeerzeugungsraum 39 in dessen unterem Bereich vor, so dass das Siliconöl einen zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums 39 und der Außenoberfläche des Rotors 49 gebildeten Spalt füllt.
Die Antriebswelle 47 steht von dem vorspringenden Bereich 31a des vorderen Gehäuses 31 nach vorne ab, und mit dem von dem vorspringenden Bereich 31a abstehenden Ende der Antriebswelle 47 ist eine Scheibe 49 mit Hilfe eines Schraubenbolzens 50 fest verbunden. Die Scheibe 49 weist einen äußeren Teil 49-1 mit Vertiefungen auf, mit dem ein Riemen (nicht gezeigt) von einer Riemenscheibe an einer Kurbelwelle einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung verbunden ist. Somit wird eine Drehbewegung von der Kurbelwelle auf die Scheibe 49 und von dort auf die Antriebswelle 47 übertragen.
Wenn die Kraftmaschine mit innerer Verbrennung angehalten wird, wandert das Siliconöl unter der Wirkung seines Eigengewichts in dem Wärmeerzeugungsspalt nach unten. Anders ausgedrückt: eine große Menge des Öls liegt im zentralen Bereich um die Achse der Antriebswelle vor.
Wenn die Kraftmaschine mit innerer Verbrennung gestartet wird, wird die Drehbewegung der Kurbelwelle an die Scheibe 49 weitergeleitet, wodurch die Antriebswelle 47 in Rotation versetzt wird. Eine Folge davon ist, dass der Rotor 48 in dem Wärmeerzeugungsraum 39 eine Drehbewegung ausführt, die dazu führt, dass in dem Siliconöl eine Zentrifugalkraft erzeugt wird, durch die das Siliconöl über die gesamte Fläche des Wärmeerzeugungsspaltes zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums 39 und der Außenoberfläche des Rotors 48 verteilt wird. Wegen der Relativbewegung zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums 39 und der Außenoberfläche des Rotors 48, welche den Spalt bilden, wird in dem Siliconöl am Spalt ein scherende Kraft erzeugt, wodurch es zu Wärmeentwicklung in dem Siliconöl kommt. Die so erzeugte Wärme wird einem Wärmeaustausch mit dem umlaufenden Heizmedium in dem vorderen und hinteren Wassermantel FW und RW unterworfen, so dass das erwärmte Umlaufwasser an den Heizkreis (nicht gezeigt) abgegeben wird, um den Fahrgastraum des Fahrzeugs zu beheizen.
Eine fortgesetzte Drehbewegung des Rotors 48 führt infolge des Weissenberg- Effekts dazu, dass sich das Siliconöl in der Hauptsache im zentralen Bereich des Wärmeerzeugungsraumes sammelt. Anders ausgedrückt: eine große Menge des Siliconöls konzentriert sich im zentralen Bereich des Wärmeerzeugungsspaltes.
Wenn die Temperatur des Siliconöls in dem Steuerraum CR infolge eines zu schwachen Heizeffektes niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, führt dies dazu, dass sich das Bimetallelement 42 zusammenzieht, wobei der mit dem Bimetallelelement 42 verbundene Ventilschaft 43 im positiven Drehsinn in eine erste Position gedreht wird, in der die Verbindung zwischen der ersten Rückführöffnung 33b und der zweiten Rückführöffnung 45a unterbrochen ist, während die Verbindung zwischen der ersten Zuführöffnung 33c und der zweiten Zuführöffnung 45b hergestellt ist. Dies hat zur Folge, dass das in dem Steuerraum CR gespeicherte Siliconöl über die zweite Zuführöffnung 45b und die erste Zuführöffnung 33c in den Wärmeerzeugungsraum 39 eingeführt wird. Im Ergebnis wird eine Zunahme der an dem Spalt zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraumes 39 und der Außenoberfläche des Rotors 48 erzeugten Wärmemenge erzielt, wodurch die Wirkung der Beheizung des Fahrgastraumes gesteigert wird.
Wenn die Temperatur des Siliconöls in dem Steuerraum CR infolge einer zu starken Heizwirkung höher ist als ein vorbestimmter Wert, führt dies dazu, dass sich das Bimetallelement 42 ausdehnt, wobei der mit dem Bimetallelement 42 verbundene Ventilschaft 43 in einem negativen Drehsinn in eine zweite Position gedreht wird, in der die erste Rückführöffnung 33b und die zweite Rückführöffnung 45a miteinander verbunden sind, während die Verbindung zwischen der ersten Zuführöffnung 33c und der zweiten Zuführöffnung 45b unterbrochen ist. Dies hat zur Folge, dass das Siliconöl in dem Wärmeerzeugungsraum 39 über die erste Rückführöffnung 33b und die zweite Rückführöffnung 45 zum Steuerraum CR zurückgeführt wird. Im Ergebnis wird eine rasche Verminderung der an dem Spalt zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraumes 39 und der Außenoberfläche des Rotors 48 erzeugten Wärmemenge erzielt und damit eine rasche Abschwächung der Wirkung der Heizung des Fahrgastraumes.
Kurz gesagt wird bei der zweiten Ausführungsform ein rascher Austausch des Siliconöls zwischen dem Wärmeerzeugungsraum 39 und dem Steuerraum CR verwirklicht. Anders ausgedrückt: in der Visko-Heizvorrichtung kann eine große Menge an Siliconöl zusammen mit der unvermeidlich mit dem Öl vermischten Luft gespeichert werden. Eine Folge davon ist, dass, bezogen auf die gesamte Menge an viskosem Fluid in der Visko-Heizvorrichtung, nur ein kleiner Teil des viskosen Fluids der Scherung am Wärmeerzeugungsspalt ausgesetzt wird. In anderen Worten: ein gewisser Teil des Siliconöls wird davor bewahrt, immer der Scherung ausgesetzt zu werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Siliconöl verschlechtert, geringer wird.
Weitere Funktionen und vorteilhafte Wirkungen der zweiten Ausführungsformen entsprechen denen der ersten Ausführungsform.

Dritte Ausführungsform

Fig. 4 zeigt eine Teilansicht der dritten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Visko-Heizvorrichtung als Heizvorrichtung mit konstanter Leistung ausgeführt ist. Ferner weist die Visko-Heizvorrichtung ein vorderes Gehäuse 51 auf, welches an seiner hinteren Seite einen bloßen flachen Rücksprung 51 aufweist, der einer flachen Zwischenplatte 52 gegenüberliegt, so dass zwischen dem Gehäuse 51 und der Platte 52 ein Wärmeerzeugungsraum 7 gebildet wird. Demgegenüber weist ein in dem Wärmeerzeugungsraum angeordneter Rotor 53 eine Querschnittsgestalt auf, die sich radial einwärts verjüngt. Eine Folge davon ist, dass zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraumes und der Außenoberfläche des Rotors 52 ein Wärmeerzeugungsspalt mit unterschiedlicher Breite gebildet wird, derart, dass weiter auswärts, in Radialrichtung gesehen, die Breite des Spaltes kleiner wird.
Die dritte Ausführungsform von Fig. 4 verlangt lediglich ein Verjüngen der Oberfläche des Rotors 53, während sowohl das vordere Gehäuse 51 als auch die hintere Platte 52 eine relativ einfache Gestalt aufweisen, die sich leicht maschinell arbeiten lässt. Ein Ergebnis davon ist, dass eine Senkung der Herstellkosten verwirklicht wird.

Vierte Ausführungsform

Die in Fig. 5 gezeigte Visko-Heizvorrichtung ist ebenfalls vom Typ mit konstanter Leistung. Bei der Visko-Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist ein vorderes Gehäuse 54 an seinem hinteren Ende einen rückspringenden Bereich mit einer Bodenoberfläche 54a auf, die sich nach außen verjüngt, während eine hintere Platte 55 eine vordere Endoberfläche 55a aufweist, die sich ebenfalls nach außen verjüngt. Es wird ein Rotor 12 mit einander gegenüberliegenden Oberflächen, die sich quer zur Achse der Antriebswelle erstrecken, wie in der ersten Ausführungsform verwendet. Eine Folge davon ist, dass zwischen der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums und der Außenoberfläche des Rotors 12 ein Wärmeerzeugungsspalt gebildet ist, wobei die axiale Breite des Spaltes so gestaltet ist, dass die Breite des Spaltes weiter auswärts kleiner wird.
Bei dieser Ausführungsform können der vordere Gehäuseteil 54 sowie die hintere Platte 55 leicht maschinell gearbeitet werden, wodurch es möglich wird, die Einrichtung mit geringem Kostenaufwand zu produzieren.

Claims

1. Visko-Heizvorrichtung, welche umfasst:

gin Gehäuse mit einem darin gebildeten Wärmeerzeugungsraum (7; 39), um darin ein viskoses Fluid zu speichern, und einem Wärmeabgaberaum (WJ; fW, RW), der benachbart zu dem Wärmeerzeugungsraum (7; 39) angeordnet ist und in dem ein Heizmedium umläuft;

einen Rotor (12, 53), welcher in dem Wärmeerzeugungsraum (7; 39) SO angeordnet ist, dass ein Spalt zwischen einer Außenoberfläche des Rotors (12, 53) und einer Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums (7, 39) entsteht; und

eine Antriebswelle (11), auf welcher der Rotor (12; 53) montiert ist, wodurch der Rotor (12; 53) als eine Einheit mit der Welle (11) in dem Wärmeerzeugungsraum (7; 39) rotiert und eine scherende Kraft in dem viskosen Fluid zwischen dem Rotor (12; 53) und der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraums (7; 39) erzeugt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt eine unterschiedliche Breite in Axialrichtung aufweist, dergestalt, dass die Breite des Spaltes in einem äußeren Bereich des Rotors (12; 53) kleiner ist als die Breite des Spaltes in einem zentralen Bereich des Rotors (12), und dass das Gehäuse ein Plattenelement (2; 33; 52; 55) mit einem Paar voneinander beabstandeter Endoberflächen umfasst, von denen eine einen Teil der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraumes (7; 39) bildet, während die andere Oberfläche einen Teil einer Innenoberfläche des Wärmeabgaberaumes (WJ; FW, RW) bildet, und ein Gehäuseelement (1; 32; 51; 54), welches den verbleibenden Teil der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraumes (7; 39) bildet, wobei das Plattenelement (2; 33; 52; 55) einen maschinell gearbeiteten Bereich (2a; 33a; 55a) an der Innenoberfläche des Wärmeerzeugungsraumes (7; 39) zum Erzeugen des Spaltes aufweist.

2. Visko-Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse ferner einen dicht abgeschlossenen Speicherraum (CR) für viskoses Fluid aufweist, welcher mit dem zentralen Teil des Wärmeerzeugungsraumes (7; 39) über einen Zuführungsdurchlass (33c) und einen Rückführungsdurchlass (33b) verbunden ist.

3. Visko-Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rotor (53) einen maschinell gearbeiteten Bereich (53a) an der Außenoberfläche zum Erzeugen des Spaltes mit unterschiedlicher Breite aufweist.

4. Visko-Heizvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der maschinell gearbeitete Bereich (53a) eine sich verjüngende Form aufweist, welche den Spalt mit unterschiedlicher Breite bildet.

5. Visko-Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der maschinell gearbeitete Bereich (55a) eine sich verjüngende Form aufweist, welche den Spalt mit unterschiedlicher Breite bildet.

6. Visko-Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der maschinell gearbeitete Bereich (2a; 33a) eine abgestufte Form aufweist, welche den Spalt mit unterschiedlicher Breite bildet.

7. Visko-Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die unterschiedliche Breite des Spaltes vom zentralen Bereich zum äußeren Randbereich des Spaltes kontinuierlich kleiner wird.