具有強(qiáng)化的罩條的機(jī)動(dòng)車輛風(fēng)扇葉輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛的一種風(fēng)扇（34），該風(fēng)扇尤其是內(nèi)燃機(jī)的主風(fēng)扇。風(fēng)扇（34）包括具有外環(huán)（10）的風(fēng)扇葉輪（2），該外環(huán)具有在形成徑向臂（14）和軸向臂（12）的情況下基本上為L(zhǎng)形的環(huán)橫截面。徑向臂（14）在自由端側(cè)具有橫截面擴(kuò)大部（16）。
【專利說明】具有強(qiáng)化的罩條的機(jī)動(dòng)車輛風(fēng)扇葉輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛的一種風(fēng)扇，尤其是內(nèi)燃機(jī)的主風(fēng)扇，該風(fēng)扇具有包括外環(huán)的風(fēng)扇葉輪。
【背景技術(shù)】
[0002]具有內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛在工作中具有顯著的放熱。為了保持內(nèi)燃機(jī)的工作溫度，通常使用冷卻劑，該冷卻劑又必須被冷卻。這借助于冷卻空氣進(jìn)行，該冷卻空氣吹拂過與冷卻劑處于熱交換的散熱片延伸，該散熱片與冷卻劑處于熱交換。這是因?yàn)橛绕湓跈C(jī)動(dòng)車輛的很小的速度小的情況下，用作冷卻空氣的行駛風(fēng)對(duì)于用于冷卻通常是不足的，例如由DE10 2004 034 733 Al已知，在包括散熱片的冷卻器上通過冷卻器框緊固有產(chǎn)生附加的空氣流的風(fēng)扇。
[0003]通常，框體具有一個(gè)基本上圓形的凹槽，在該凹槽內(nèi)存在風(fēng)扇的風(fēng)扇葉輪。風(fēng)扇葉輪所在的平面在這種情況下基本上平行于冷卻器。一個(gè)與風(fēng)扇葉輪連接的電動(dòng)機(jī)通常在端側(cè)上借助于螺釘固定在剛性保持部上，其中該保持部通過例如徑向地、切向地或者曲線形地延伸的橫梁保持在凹槽的中心。橫梁再與框體牢固地連接。
[0004]在DE 10 2004 0005 028 Al中描述了一種備選的緊固裝置，在這種緊固裝置的情況下通過保持部把馬達(dá)夾持在端側(cè)上。而在DE 102005 008 794 Al中提出一種電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)的殼體部分部分地通過框本身形成。
[0005]DE 10 2007 031 462 Al公開一種風(fēng)扇葉輪，該風(fēng)扇葉輪的風(fēng)扇葉片在徑向的外側(cè)上被外環(huán)圍繞，該外環(huán)又為了利用改進(jìn)了的空氣流而在框的槽內(nèi)延伸。風(fēng)扇葉輪和框之間的間距必須基于制造公差選擇得相對(duì)較大，由此保證有序的工作。其他構(gòu)造設(shè)置，借助于刷形密封將風(fēng)扇葉輪和框體之間的氣隙密封，這導(dǎo)致高磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)在于:提供特別合適的風(fēng)扇以及附屬的風(fēng)扇葉輪。
[0007]涉及風(fēng)扇的任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征解決。有利的改進(jìn)方案和設(shè)計(jì)方案是引用權(quán)利要求1的從屬權(quán)利要求的主題。涉及風(fēng)扇葉輪的任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求6的特征解決。
[0008]風(fēng)扇(其尤其實(shí)施為內(nèi)燃機(jī)的主風(fēng)扇)包括風(fēng)扇葉輪，該風(fēng)扇葉輪優(yōu)選地借助常規(guī)的電動(dòng)機(jī)而處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中。然而同樣可以考慮的是直接或間接用于推進(jìn)機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃機(jī)本身驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇葉輪，例如通過皮帶或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。風(fēng)扇葉輪包括多個(gè)風(fēng)扇葉片，借助于這些風(fēng)扇葉片在風(fēng)扇葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況下產(chǎn)生空氣流。在圓周側(cè)，風(fēng)扇葉片借助于外環(huán)連接，其中，外環(huán)具有一個(gè)L形的環(huán)橫截面。
[0009]環(huán)橫截面基本上由徑向臂和軸向臂形成，在該軸向臂上聯(lián)接有風(fēng)扇葉片。軸向臂尤其與風(fēng)扇葉輪的旋轉(zhuǎn)軸線平行地延伸，并且以空心柱形的方式圍繞風(fēng)扇葉片。徑向臂基本上與軸向臂垂直地延伸，并且尤其在相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線的徑向方向上延伸。徑向臂在一側(cè)與軸向臂連接。在自由端側(cè)，也就是在徑向臂的與軸向臂相對(duì)置的那一側(cè)上(其中徑向臂的自由端部?jī)?yōu)選地比位于軸向臂附近的端部更加遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸)，徑向臂具有橫截面擴(kuò)大部。橫截面擴(kuò)大部導(dǎo)致徑向臂的提高的穩(wěn)定性，從而在風(fēng)扇葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況下徑向臂具有相對(duì)較小的振動(dòng)?？梢钥闯?，由此避免干擾性的噪音和不平衡性。此外，在風(fēng)扇的工作過程中，徑向臂的提高的穩(wěn)定性導(dǎo)致其在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上較小的變形。
[0010]有利的是，徑向臂的背離軸向臂的那一側(cè)是平的，并且因此橫截面擴(kuò)大部使得徑向臂的面對(duì)軸向臂的那一側(cè)在自由端側(cè)具有凸起。例如，橫截面擴(kuò)大部是隆起、矩形或三角形的。合適的是，橫截面擴(kuò)大部在徑向臂上成型并且尤其與徑向臂一體式地成型。尤其是風(fēng)扇葉輪一體式地由塑料制造。橫截面擴(kuò)大部因此是在徑向臂的自由端部上的彎曲部[M2]。
[0011]合適的是，橫截面擴(kuò)大部基本上在圓周側(cè)上環(huán)繞。換言之，在沿著風(fēng)扇葉輪的旋轉(zhuǎn)軸線穿過外環(huán)的每個(gè)任意的橫截面的情況下，存在徑向臂的橫截面擴(kuò)大部。尤其是，在這種情況下橫截面擴(kuò)大部是恒定的。然而同樣可以考慮的是橫截面擴(kuò)大部不形成為環(huán)繞的，而是形成為按照齒或鋸齒的形式多次中斷的。因此，徑向臂僅僅在某些橫截面的情況下沿著旋轉(zhuǎn)軸線具有橫截面擴(kuò)大部。在這種情況下，鋸齒可以不規(guī)則地在圓周側(cè)沿著外環(huán)的圓周布置。鋸齒的間距因此而變化。但是，鋸齒之間的恒定的間距也是可能的。
[0012]在本發(fā)明的有利的實(shí)施方式中，徑向臂過渡成軸向臂。在過渡區(qū)域中，外環(huán)包括橫截面縮小部，該橫截面縮小部具有例如卷邊的形式。尤其是在外環(huán)一體地并且以相對(duì)較熱的方式生產(chǎn)的情況下(例如在注塑方法中)，外環(huán)傾向于在冷卻過程中發(fā)生不期望的變形，該變形也稱為撓曲。在沒有橫截面縮小部的、具有L形橫截面的外環(huán)的情況下，兩個(gè)臂向彼此彎曲，這導(dǎo)致兩個(gè)臂之間的角度的不期望的縮小。該橫截面縮小部用于正面地影響撓曲以使得在主要均勻冷卻的情況下不發(fā)生或者至少相對(duì)較小地發(fā)生撓曲。因此，在冷卻時(shí)兩個(gè)臂之間的角度以及外環(huán)的形狀基本上保持恒定。在徑向臂和軸向臂之間的過渡區(qū)域中，橫截面縮小部在外環(huán)上的引入也可以獨(dú)立于徑向臂的自由端側(cè)橫截面擴(kuò)大部而進(jìn)行，并且被視為獨(dú)立的發(fā)明。
[0013]在本發(fā)明的特別有利的實(shí)施方式中，徑向臂，尤其是徑向臂的面對(duì)軸向臂的那一偵牝具有橫截面縮小部。合適的是，橫截面縮小部環(huán)繞地以卷邊的形式引入徑向臂中。在徑向臂的橫截面縮小部和橫截面擴(kuò)大部之間存在具有正常橫截面的區(qū)域。因此，徑向臂具有至少三個(gè)帶有不同的橫截面的區(qū)域，其中橫截面從徑向臂的自由端向距離軸向臂最近的區(qū)域減小。在這種情況下，尤其是徑向臂的背離軸向臂的那一側(cè)是平的。
[0014]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，風(fēng)扇具有一個(gè)帶有框體和框環(huán)的框。在這里，框環(huán)應(yīng)當(dāng)理解為框體內(nèi)的凹部，其中該凹部環(huán)形地圍繞框體內(nèi)的凹槽延伸。徑向臂至少部分地伸入框環(huán)內(nèi)，并且優(yōu)選地基本上平行于圍繞框環(huán)的框體的表面。在這種情況下，沿著借助于風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣流，徑向臂基本上位于軸向臂前方。尤其是，借助于徑向臂的橫截面擴(kuò)大部，在框和風(fēng)扇葉輪之間產(chǎn)生的氣隙被部分地填充。由于徑向臂的提高的穩(wěn)定性以及因此帶來的在風(fēng)扇工作時(shí)減小的變形，可以在框和風(fēng)扇葉輪之間選擇相對(duì)較小的間距，這導(dǎo)致相對(duì)較小的氣隙。以這種方式，空氣流通過外環(huán)引導(dǎo)并且產(chǎn)生外環(huán)和框之間的相對(duì)較小的所謂空氣泄漏形式的空氣流損失。因此，借助于風(fēng)扇提供相對(duì)有效的空氣流。
【專利附圖】

【附圖說明】[0015]下面參考附圖詳細(xì)地闡述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中:
[0016]圖1立體地示出具有外環(huán)的風(fēng)扇葉輪；
[0017]圖2立體地、片段式地示出L形外環(huán)的備選實(shí)施方式；
[0018]圖3以截面圖示出框內(nèi)的風(fēng)扇葉輪；并且
[0019]圖4以更大的比例示出出自圖3的片段IV，其中具有部分地插入框環(huán)中的外環(huán)。
[0020]彼此相應(yīng)的部分在所有的圖中設(shè)置相同的附圖標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在圖1中立體地示出了風(fēng)扇葉輪2，該風(fēng)扇葉輪一體地由塑料、尤其是聚酰胺制造。風(fēng)扇葉輪2在其制造過程中被相對(duì)較強(qiáng)地加熱。例如，將風(fēng)扇葉輪2擠壓、注塑或者在壓注方法中制造。圍繞中心輪轂4布置多個(gè)風(fēng)扇葉片6。在輪轂4上可以連接電動(dòng)機(jī)8(圖3)，該電動(dòng)機(jī)因而與風(fēng)扇葉輪2處于作用連接。風(fēng)扇葉片6各自如此形成，S卩，使得在風(fēng)扇葉輪2圍繞輪轂4沿著旋轉(zhuǎn)軸線X的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況下借助于電動(dòng)機(jī)8沿著旋轉(zhuǎn)軸線X產(chǎn)生空氣流。風(fēng)扇葉片6被外環(huán)10環(huán)繞，該外環(huán)還用于風(fēng)扇葉片6在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定。借助于外環(huán)10引導(dǎo)空氣流，并且改進(jìn)風(fēng)扇葉輪2的空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。
[0022]外環(huán)10具有一個(gè)帶有徑向臂12和軸向臂14的L形橫截面。軸向臂12平行于旋轉(zhuǎn)軸線X并且與風(fēng)扇葉片6形成連接。徑向臂14垂直于軸向臂12布置，并且從位于風(fēng)扇葉輪2的中心的輪轂4在徑向方向y上向外延伸出去。在這種情況下，徑向壁14與輪轂4的距離基本上大于軸向臂12與輪轂4的距離。在自由端側(cè)，徑向臂具有彎曲部形式的橫截面擴(kuò)大部16。橫截面擴(kuò)大部16實(shí)施成完全環(huán)繞的。換言之，如果該橫截面擴(kuò)大部16從徑向臂14卸下，該橫截面擴(kuò)大部16將形成一個(gè)封閉的環(huán)。借助于橫截面擴(kuò)大部16，將軸向壁12的外緣穩(wěn)定化，從而在風(fēng)扇葉輪2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況下不產(chǎn)生或者僅僅相對(duì)微弱地產(chǎn)生徑向臂14的振動(dòng)。此外，在風(fēng)扇葉輪2旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，徑向臂14在旋轉(zhuǎn)軸線X的方向上被相對(duì)較小地彎曲。在徑向臂14和軸向臂12之間的過渡部18的區(qū)域中，外環(huán)10具有一個(gè)卷邊形式的橫截面縮小部20。在風(fēng)扇葉輪2冷卻時(shí)，它傾向于發(fā)生變形。借助于橫截面縮小部20抵抗這種變形，從而軸向臂12和徑向臂14之間的角度在冷卻時(shí)保持恒定并且因此在冷卻后對(duì)應(yīng)于風(fēng)扇葉輪2的在制造時(shí)的角度。在橫截面縮小部20和橫截面擴(kuò)大部16之間存在徑向臂14的具有正常橫截面22的區(qū)段。
[0023]圖2片段式地、立體地示出外環(huán)10的備選實(shí)施方式，其中，外環(huán)10沿著一個(gè)沿著旋轉(zhuǎn)軸線X的平面被切割。橫截面縮小部20在它那一側(cè)具有基本上矩形的橫截面，并且完全引入徑向臂14中。與此相對(duì)，軸向臂12的橫截面是基本上恒定的。在徑向臂14和軸向臂12之間的過渡部18的區(qū)域中，外棱邊被倒圓。
[0024]徑向臂14的具有正常橫截面22的區(qū)域直接與橫截面縮小部20毗鄰地延伸。正常橫截面基本上等于軸向臂12的橫截面。與在圖1中示出的橫截面擴(kuò)大部16相比，在圖2中示出的橫截面擴(kuò)大部16不是環(huán)繞的。橫截面擴(kuò)大部16沿著外環(huán)10的圓周存在于徑向臂14的某些區(qū)域上。以這種方式，橫截面擴(kuò)大部16形成多個(gè)齒24，其各自之間的間距如這里所示是可變的，或者也可以是恒定的。同樣，齒24沿著圓周或者在徑向方向上的長(zhǎng)度的變化也是可能的。以這種方式，可以例如消除或者有針對(duì)性地招致風(fēng)扇葉輪2的不平衡性。
[0025]橫截面縮小部20和橫截面擴(kuò)大部16兩者均存在于徑向臂14的面對(duì)軸向臂12的那一側(cè)上。以這種方式，在徑向臂14的背離軸向壁12的那一側(cè)上產(chǎn)生平的表面。
[0026]圖3沿著圖2中闡述的截面以截面圖片段式地示出風(fēng)扇葉輪2。圖4示出來自圖3的擴(kuò)大的片段。例如，在這里橫截面擴(kuò)大部16 (與圖1中所示的橫截面擴(kuò)大部16相比)是完全環(huán)繞的。同樣示出了具有框體30的框28的框環(huán)26。在這里，框環(huán)26指的是框體30內(nèi)的凹部，該凹部以環(huán)形圍繞框體30內(nèi)的凹槽32延伸，其中風(fēng)扇葉片6位于凹槽32內(nèi)。徑向臂14部分地伸入框環(huán)26內(nèi)，其中徑向臂14的平的一側(cè)基本上平行于框體30的表面并且位于在徑向方向y上延伸的平面中，其中旋轉(zhuǎn)軸線X垂直于該平面。借助于風(fēng)扇葉輪2產(chǎn)生的空氣流借助于框28穿過凹槽32而轉(zhuǎn)向，其中徑向臂14沿著空氣流位于軸向臂12前方。由于橫截面擴(kuò)大部16導(dǎo)致的徑向臂14的相對(duì)較大的穩(wěn)定性,可以在框28和風(fēng)扇葉輪2之間選擇相對(duì)較小的間距，而不至于在風(fēng)扇葉輪2旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)中使風(fēng)扇葉輪在框28上摩損。以這種方式，將空氣流相對(duì)有效地穿過框28轉(zhuǎn)向，并且空氣流在風(fēng)扇葉輪2的邊緣區(qū)域中產(chǎn)生相對(duì)較小的所謂空氣泄漏形式的損失。
[0027]以未詳細(xì)地示出的方式和方法，框28和電動(dòng)機(jī)8以及風(fēng)扇葉輪2均是具有內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛的風(fēng)扇34的組件，該內(nèi)燃機(jī)直接地(例如通過傳動(dòng))或者間接地根據(jù)所謂的混合驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)該機(jī)動(dòng)車輛。借助于風(fēng)扇34，將內(nèi)燃機(jī)直接或間接冷卻。間接冷卻通過如下方式進(jìn)行:內(nèi)燃機(jī)通過冷卻液冷卻，該冷卻液為了其自身的冷卻與常規(guī)的冷卻器形成熱交換。將風(fēng)扇34、具體地說框28安裝在冷卻器上。借助于風(fēng)扇34產(chǎn)生的空氣流穿過冷卻器流動(dòng)并因此將其冷卻。
[0028]本發(fā)明不限于以上所述的實(shí)施例。相反，也可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員從中得出本發(fā)明的其他變化方案而不偏離本發(fā)明的主題。此外，尤其是，所有結(jié)合實(shí)施例描述的單個(gè)特征也都可以以其他的方式彼此組合而不偏離本發(fā)明的主題。
[0029]附圖標(biāo)記列表
[0030]2風(fēng)扇葉輪
[0031]4 輪轂
[0032]6風(fēng)扇葉片
[0033]8 電動(dòng)機(jī)
[0034]10 外環(huán)
[0035]12軸向臂
[0036]14徑向臂
[0037]16橫截面擴(kuò)大部
[0038]18過渡部
[0039]20橫截面縮小部
[0040]22正常橫截面
[0041]24 齒
[0042]26 框環(huán)
[0043]28 框
[0044]30 框體
[0045]32 凹槽
[0046]34 風(fēng)扇[0047]X旋轉(zhuǎn)軸線
[0048]y 徑向方向
【權(quán)利要求】
1.機(jī)動(dòng)車輛的一種風(fēng)扇(34)，尤其是內(nèi)燃機(jī)的主風(fēng)扇，所述風(fēng)扇具有包括外環(huán)(10)的風(fēng)扇葉輪(2)，其特征在于，所述外環(huán)(10)具有在形成徑向臂(14)和軸向臂(12)的情況下基本上為L(zhǎng)形的環(huán)橫截面[wl]，其中所述徑向臂(14)在自由端側(cè)具有橫截面擴(kuò)大部(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇(34)，其特征在于，所述橫截面擴(kuò)大部(16)基本上在圓周側(cè)環(huán)繞地實(shí)施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇(34)，其特征在于，在所述徑向臂(14)和所述軸向臂(12)之間的過渡部(18)的區(qū)域中，將橫截面縮小部(20)引入所述外環(huán)(10)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)扇(34)，其特征在于，所述徑向臂(14)具有橫截面縮小部(20 )以及帶有正常橫截面(22 )的臂區(qū)段，其中，具有所述正常橫截面(22 )的所述臂區(qū)段在所述橫截面縮小部(20)和所述橫截面擴(kuò)大部(16)之間延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的風(fēng)扇(34)，其特征在于具有框環(huán)(26)的框(28)，所述徑向臂(14)至少部分地伸入所述框環(huán)內(nèi)，其中，所述徑向臂(14)沿著借助于所述風(fēng)扇(34)所產(chǎn)生的空氣流基本上位于軸向臂(12)前方。
6.用于根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一所述的機(jī)動(dòng)車輛的風(fēng)扇(34)的一種風(fēng)扇葉輪(2)。
【文檔編號(hào)】F01P5/02GK103620229SQ201280030975
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月22日
【發(fā)明者】安特耶·芬德森 申請(qǐng)人:博澤沃爾茲堡汽車零部件有限公司