本發(fā)明涉及一種用于將作業(yè)機械和/或車輛(特別是農(nóng)用拖拉機和越野車輛)的散熱器中所含的冷卻劑冷卻的風(fēng)扇的葉片，并且還涉及一種用于致動和控制所述風(fēng)扇葉片圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)的設(shè)備。

背景技術(shù)：

已知的是，通過熱機來驅(qū)動作業(yè)機械和車輛是需要借助冷卻劑將熱機冷卻的，所述冷卻劑儲存在網(wǎng)格式散熱器內(nèi)并且通過發(fā)動機再循環(huán)；所述冷卻劑轉(zhuǎn)而又被周圍空氣冷卻，旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的抽吸作用迫使所述周圍空氣穿過散熱器。

以機器/車輛的正前部為參考點，軸向布置三個元件，其中散熱器在前部處，發(fā)動機在其后面，風(fēng)扇則布置在所述兩者之間。還已知的是，在車輛(其通常用于存在大量松散碎片的情況下，如農(nóng)用拖拉機或用于越野用途的車輛的情況下)以及作業(yè)機械(其在靜止情況下工作)的技術(shù)領(lǐng)域中，這種松散碎片易于沉積在包含車輛冷卻劑的散熱器的網(wǎng)格狀表面上，從而導(dǎo)致所述散熱器的堵塞，并且因而導(dǎo)致流體的冷卻作用減小和/或消失，進而導(dǎo)致發(fā)動機的過熱。

還已知的是，所述在散熱器上的碎片堆積的主要原因是風(fēng)扇的強制氣流，所述風(fēng)扇在車輛的行進方向上布置在散熱器后方并且連接到車輛的驅(qū)動軸上，所述風(fēng)扇(當(dāng)旋轉(zhuǎn)時)吸入空氣并迫使所述空氣穿過散熱器，從而導(dǎo)致所述散熱器中包含的較高溫度的冷卻劑的熱量耗散到較低溫度的外部環(huán)境中。

還已知的是，在正常工況下，僅當(dāng)達到冷卻劑的某個預(yù)定溫度(這通過節(jié)溫器來檢測)時，所述風(fēng)扇才必須轉(zhuǎn)起來。

更詳細地，要求機動車輛風(fēng)扇應(yīng)該能夠從散熱器中將空氣朝熱機吸引：

-吸引少量空氣，用于在低外部溫度情況下的冷卻，

-吸引大量空氣，用于當(dāng)外部溫度較高或車輛在苛刻情況下使用而導(dǎo)致發(fā)動機過熱之時，

并且

-必須短暫地以相反方向迫使空氣到散熱器上，以便清除正常運行期間已經(jīng)積聚的所述散熱器的雜質(zhì)。

為了確定這些工況，能夠產(chǎn)生風(fēng)扇葉片的受控旋轉(zhuǎn)(從用于從散熱器抽吸空氣的情況變成用于驅(qū)使空氣到散熱器上的情況)的風(fēng)扇致動設(shè)備是本領(lǐng)域已知的，其中還設(shè)想的是，在抽吸情況下，由葉片的表面與空氣的軸向方向形成的角度(以下稱為入流角)可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以便根據(jù)實際流體冷卻要求來增加/減少流量。

雖然主要是流體動力類型的這些設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)其功能，但是它們需要用于將流體供應(yīng)到葉片運動裝置的特殊裝置，所述這些裝置：不總是存在于車輛上或者需要安裝壓縮機和連接管道，除了增加成本之外，這種可能性并不總是實際可行的。

此外，葉片在葉片的各種入口角度的位置是不穩(wěn)定的并且需要復(fù)雜的輔助鎖定元件(例如配重等)用于抵抗空氣的推力，所述空氣易于造成葉片以與調(diào)節(jié)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致葉片的不期望的和有噪聲的角振蕩。

us3420311描述了一種系統(tǒng)，其用于將葉片與用于調(diào)節(jié)葉片的入流角的裝置緊固在一起，所述系統(tǒng)使用雙螺釘/內(nèi)螺紋連接；鑒于在外螺紋和內(nèi)螺紋的結(jié)構(gòu)設(shè)計中始終存在的不精確性，相對旋轉(zhuǎn)使葉片位于不恒定并且不確定的相對角位置，導(dǎo)致葉片的取向不同，從而降低效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，所提出的技術(shù)問題是要提供一種用于使作業(yè)機械和/或車輛(特別是諸如農(nóng)用拖拉機和越野車輛的車輛)中的冷卻劑冷卻的風(fēng)扇的葉片，所述葉片可以容易并且快速地施加到風(fēng)扇上，并且所述葉片在圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)期間可以受控。

另外，特別要求的是，應(yīng)該確保所配合的葉片的確定并且預(yù)定的角度取向，使得所有葉片一旦安裝在風(fēng)扇上就被正確和一致地定向，以便避免降低流體動力效應(yīng)以及避免從而增加獲得預(yù)定目標所需的能耗，無論是在(在機器/車輛的正常運行期間)冷卻冷卻劑期間還是在清潔該散熱器的網(wǎng)格單元(如果所述散熱器被堵塞)期間都是如此。

與這個問題相關(guān)，還要求所述葉片和風(fēng)扇應(yīng)該具有小尺寸，容易并且便宜地制造、組裝和維護，并且所述葉片和風(fēng)扇還能夠容易地安裝在任何作業(yè)機械/車輛上，而不需要輔助裝置和/或復(fù)雜的連接管線。

這些結(jié)果是根據(jù)本發(fā)明、由如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇和根據(jù)權(quán)利要求7的特征的風(fēng)扇來實現(xiàn)的，所述根據(jù)權(quán)利要求7的特征的風(fēng)扇用于將作業(yè)機械和/或車輛(特別是農(nóng)用拖拉機和越野車輛)的散熱器中所含的冷卻劑冷卻。

附圖說明

參照附圖，可以從以下對本發(fā)明主題的實施例的非限制性示例的描述中獲得更多細節(jié)，附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的葉片的分解圖；

圖2示出了通過預(yù)組裝狀態(tài)下的圖1的葉片的局部豎直剖面圖；

圖3示出了預(yù)組裝狀態(tài)下從根據(jù)圖2的葉片下方觀察的局部橫截面視圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的葉片支撐輪轂的透視圖；

圖5示出了通過根據(jù)圖3的輪轂的局部豎直剖面圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的用于致動和控制葉片和風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)的設(shè)備的實施例的軸向豎直剖面圖；

圖7示出了用于手動致動所述葉片的旋轉(zhuǎn)的輔助裝置的透視圖。

具體實施方式

如圖1所示，為了更容易地描述而不具有限制意義，假設(shè)了縱向軸線x-x(對應(yīng)于風(fēng)扇10的旋轉(zhuǎn)軸線)和徑向橫向軸線y-y以及——參照圖6中的箭頭“a”表示的車輛的行駛方向——前部(對應(yīng)于散熱器1的位置)和后部(對應(yīng)于車輛的熱機2的位置)，風(fēng)扇10布置在散熱器1后面和發(fā)動機2的前面，并且所述風(fēng)扇包括輪轂111，優(yōu)選地由蓋部111b在前部處將所述輪轂封閉。

輪轂111軸向地鎖定到帶輪3，所述帶輪用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動風(fēng)扇，所述帶輪通過適當(dāng)?shù)膹膭訋?a連接到熱機2的軸。

帶輪3安裝在一對軸承3b、3c上，所述一對軸承被鍵連接到固定的支撐元件上，所述支撐元件在所描述的例子中包括管狀套筒5，所述管狀套筒通過相關(guān)裝置5a而固定在發(fā)動機2的底座上，用于控制下面描述的葉片20的旋轉(zhuǎn)的設(shè)備優(yōu)選地被部分包含在所述管狀套管內(nèi)。

如圖1和圖2所示，設(shè)想每個葉片20包括以下預(yù)組裝部件：

-柄部21，所述柄部分為：

.第一部分21a，所述第一部分具有圓形齒并且適于例如通過包覆成型而連接到葉片的本體20a，以及

.第二部分，所述第二部分軸向地位于葉片本體的外部上并形成為圓柱形銷21b，在所述圓柱形銷內(nèi)部形成有帶內(nèi)螺紋的孔21c；

-葉片法蘭22，包括

.中空圓柱體(22a)，其相對的(以橫向/徑向方向y-y相對)端基部分別包括：

.平坦邊緣22b，其優(yōu)選為多邊形并且在多邊形的頂點處設(shè)置有通孔22c；

.嵌入環(huán)形座22d；

-盤23，其設(shè)置有通孔23a和環(huán)形座23b，所述環(huán)形座用于接收防振o形環(huán)23c；此外，盤23還具有偏心凹部23d，該偏心凹部用于利用摩擦容納銷24，所述銷用于旋轉(zhuǎn)地致動葉片，如下面將更全面地描述的那樣；

-螺釘25，其適于與銷21b的孔21c中的內(nèi)螺紋配合，用于將盤23固定到銷21b；

-定心裝置26，其用于在中空圓柱體22a內(nèi)定心柄部21b；根據(jù)優(yōu)選實施例，所述定心裝置可以以襯套(圖1)或滾子軸承(圖2)的形式來實現(xiàn)；

-推力軸承27，其優(yōu)選地為滾子型并且布置在盤23與葉片法蘭22的嵌入環(huán)形座22c之間。

優(yōu)選地，柄部21b與密封件21g相聯(lián)，所述密封件設(shè)計成使得與支撐法蘭22的連接與外力隔離。

如圖3的視圖所示，將螺釘固定在葉片的柄部21b的孔21c內(nèi)導(dǎo)致盤23的鎖定和葉片相對于該銷24的相對取向以及還經(jīng)由所述銷導(dǎo)致所述葉片相對于風(fēng)扇的輪轂的相對取向，如下面將會更清楚地展現(xiàn)出來的那樣。

通過改變孔21c相對于銷24的相對位置，可以獲得這樣的葉片的對應(yīng)旋轉(zhuǎn)，所述葉片在預(yù)組裝期間可以呈現(xiàn)不同的預(yù)定角位移，所述角位移在擰緊螺釘之后便是確定和穩(wěn)定的。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面(圖4和5)，還設(shè)想支撐了葉片20并且被連接到用于旋轉(zhuǎn)地致動風(fēng)扇的裝置上的輪轂111形成為單個本體，所述單個本體具有內(nèi)部軸向通座111a和徑向延伸部112，所述延伸部具有帶內(nèi)部圓柱形孔112a的大體上平行六面體形狀，所述內(nèi)部圓柱形孔適于與葉片法蘭22連接，該葉片法蘭因此可以同軸地接合在輪轂上，所述葉片法蘭通過螺釘113而被固定到輪轂上，所述螺釘插入到平坦邊緣22b中的通孔22c內(nèi)部并且擰入到孔112c的對應(yīng)的內(nèi)螺紋中，所述孔112c形成在輪轂的徑向延伸部112的外表面上，一旦進行了組裝，那么法蘭22的平坦邊緣22b就抵靠在所述外表面上。

輪轂的軸向相對的前表面111分別具有：孔111d，所述孔適于與用于固定外部上的前封閉蓋111b的螺釘相配合；以及孔111f，所述孔用于執(zhí)行到用于致動和控制以下所述的風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)的設(shè)備的轉(zhuǎn)子上的固定。

如圖6所示，用于控制葉片20圍繞其縱向軸線y-y旋轉(zhuǎn)的設(shè)備包括電動機30，所述電動機同軸地插入管狀套筒5內(nèi)部，且所述電動機的軸31連接到軸向位于所述電動機前方的減速裝置40。減速裝置的運動輸出元件143連接到螺釘50，所述螺釘?shù)穆菁y51a連接到由軸承12的內(nèi)支撐件所保持的法蘭76的內(nèi)螺紋76b，所述軸承的外支撐件則支撐用于調(diào)節(jié)葉片20的入流角的裝置70，如下所述。

用于調(diào)節(jié)所述葉片20的入流角的裝置70布置在用于輪轂旋轉(zhuǎn)的軸承12與葉片20的柄部21b之間。

裝置70優(yōu)選地包括環(huán)71，所述環(huán)固定到軸承12并設(shè)置有徑向座71a，所述徑向座接收徑向銷24，所述徑向銷接合在固定到葉片20的柄部21b上的盤23的偏心凹部23d內(nèi)部。環(huán)71優(yōu)選地由平行于軸線x-x延伸的第一桿77來軸向地引導(dǎo)，所述第一桿被鎖定到環(huán)71，利用所述環(huán)所述第一桿能夠旋轉(zhuǎn)并且可滑動地插入到蓋111b的軸向座中。

第二桿74從相對板75軸向地延伸(所述相對板固定到管狀套筒5上并且由軸承75c支撐，所述軸承安裝在減速裝置的運動輸出元件上)，穿過相聯(lián)的座76a，所述第二桿軸向地穿過由軸承12的內(nèi)支撐件所支撐的滑動件76，并且所述滑動件設(shè)置有內(nèi)螺紋76b，用于與螺釘50的螺紋51a接合；因此該滑動件能夠由桿74來平移和軸向地引導(dǎo)，但所述滑動件不能轉(zhuǎn)動。

所述設(shè)備還優(yōu)選地包括用于檢測滑動件76與參考相對板75之間的軸向距離的傳感器，所述傳感器連接到用于編程和控制葉片20的旋轉(zhuǎn)的裝置(未示出)。

利用葉片、輪轂和設(shè)備的這種構(gòu)造，一旦葉片已經(jīng)以預(yù)定的角度取向被預(yù)組裝，就可以相對于環(huán)71在沿縱向軸線x-x的雙方向上的位移行程而在大體上中心的位置布置裝置70的環(huán)71，使得在將每個葉片固定在輪轂上時，確定所有葉片相對于散熱器的第一相同的取向(例如用于冷卻流體)；然后，通過啟動操作裝置70的電動機30，可以同時在一個方向上或在另一個方向上改變所有葉片的取向，以便優(yōu)化風(fēng)扇效率，或者當(dāng)需要清潔該散熱器時可以逆轉(zhuǎn)氣流。

單件式輪轂111的優(yōu)選實施例是這樣的：使得能夠僅對座112a進行機床加工，所述座被鏜孔成具有圓柱形的內(nèi)橫截面，該內(nèi)橫截面不具有向內(nèi)突出的環(huán)形邊緣，從而避免對徑向壁和端部內(nèi)壁進行更復(fù)雜的加工，這些壁使得根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)形成輪轂的兩個半部件沿軸向連接在一起。

該解決方案與葉片的預(yù)組裝結(jié)構(gòu)(所述葉片的預(yù)組裝結(jié)構(gòu)能夠如所述那樣固定到輪轂)相結(jié)合具有進一步的優(yōu)點：使得在如果發(fā)生一個或多個葉片的故障的情況下能夠單獨和獨立地插入/拔出葉片，而不需要復(fù)雜地拆卸操作和整個輪轂的半部件的打開和閉合。

根據(jù)優(yōu)選實施方式，還設(shè)想：

-風(fēng)扇的葉片20具有這樣的徑向內(nèi)部部分，其具有倒角邊緣(優(yōu)選地對稱)，所述倒角邊緣設(shè)計成允許所述葉片圍繞相應(yīng)的軸線旋轉(zhuǎn)而免于相鄰葉片之間的相對干涉；因此所述葉片可以旋轉(zhuǎn)≥180°的角度；

因此，根據(jù)本發(fā)明的葉片和風(fēng)扇能夠確保對于所有葉片來說相同的角度取向，優(yōu)化流體動力效應(yīng)，從而降低實現(xiàn)預(yù)定目標所需的能量消耗，以及快速和低成本的操作。

雖然是結(jié)合本發(fā)明的多個實施例和本發(fā)明實施例的多個優(yōu)選示例來描述，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本專利的保護范圍僅由下面的權(quán)利要求來確定。