具有转子和风扇叶轮的风扇的制作方法

1.本发明涉及一种具有转子和风扇叶轮的风扇，所述转子和所述风扇叶轮分别具有凸缘，在所述凸缘上所述转子和所述风扇叶轮通过至少一个紧固元件彼此连接并且通过至少一个对中元件彼此对中。


背景技术：

2.现有技术中已知大量用于将转子连接到风扇的风扇叶轮的方案。这些连接通常由固定在塑料部件(例如风扇叶轮)中的多个插入件或轴套组成。
3.例如，这样的插入件可以在塑料部件的生产过程中直接包覆成型或者随后被压入或胶合到这样的部件中。
4.相关的制造过程，即转动轴套并将其插入塑料部件中，相应地复杂并且因此成本昂贵。


技术实现要素：

5.因此，本发明的目的是克服上述缺点并提供一种具有风扇叶轮和转子的风扇，该风扇可以容易且廉价地制造和安装。
6.该目的通过根据权利要求1的特征的组合来实现。
7.根据本发明，提出一种具有转子和风扇叶轮的风扇。转子可以绕旋转轴线旋转或绕旋转轴线可旋转地安装，并且具有连接段，所述连接段优选地设计为凸缘或转子凸缘，并且进一步优选地基本上垂直于旋转轴线延伸。风扇叶轮具有对应于所述连接段的紧固段，所述紧固段优选地设计为轮凸缘，还优选地也基本上垂直于旋转轴线延伸。此外，具有在所述连接段上的紧固段的风扇叶轮通过相对于转子并且特别是相对于旋转轴线的至少一个对中元件对中。所述连接段或优选的转子凸缘可以作为单独的部件或与转子一体地设置。同样，紧固段或优选轮缘可以设计为单独的部件或与风扇轮一体地设计。此外，风扇叶轮通过转子上的至少一个紧固元件将所述紧固段固定到所述连接段上的。风扇还可以具有其他部件，特别是定子，所述定子与转子一起形成用于围绕旋转轴线旋转驱动风扇叶轮的电动机。根据本发明进一步规定，所述紧固元件或至少一个紧固元件分别是具有螺钉头、螺纹段和设置在所述螺纹段和所述螺钉头之间的轴的螺钉，围绕所述轴布置间隔套筒，并且优选地所述间隔套筒围绕所述轴自由旋转并被保持在所述轴上。因此，螺钉是具有所谓“部分螺纹”的螺钉。根据本发明，所述间隔套筒的外径小于螺钉头的外径，使得螺钉头优选地突出超过间隔套筒的外径，并且在组装状态下突出至所述紧固段。此外，间隔套筒具有比所述紧固段的厚度小预定量的厚度或高度，使得所述螺钉头在组装或拧入时首先靠在所述紧固段上，并且可以通过在组装状态下的所述螺钉头将所述间隔套筒压靠在所述连接段上之前将其进一步拧入或压靠在所述连接段上而使紧固段至少最小地变形。在所述连接段中形成或均形成对应于所述紧固元件的螺纹，并且在所述紧固段中形成或仅形成对应于所述间隔套筒的通孔。替代螺纹，也可以设置相应的开口或孔作为通道，在所述通道中通过适用于此目
的的螺钉在拧入螺钉时开出或切出螺纹，从而形成螺纹。因此，替代螺纹，也可以设置对应于相关联的紧固元件的开口或孔。如果设置多个紧固元件，则对于每个紧固元件，在所述连接段中存在螺纹或开口，并且在所述紧固段中存在通孔。此外，所述紧固段由可适当变形的材料形成，使得当所述螺钉拧入所述螺纹中时，所述间隔套筒被引导到通孔中或通过螺钉运输，特别是被拉动，所述螺钉的预定预紧力通过所述间隔套筒支撑在所述连接段上，并且所述紧固段在与所述通孔相邻的区域中被夹紧到所述连接段，在所述区域中所述螺钉头靠在在所述紧固段上。可适当变形的材料在夹紧期间可以塑性或弹性地变形，即可逆地或不可逆地变形。
8.因此，本发明的基本构思是通过将连接段拧到紧固段上来建立转子和风扇叶轮之间的连接，其中套筒或间隔套筒布置在用于螺纹连接的螺钉上。当具有布置在其上的套筒的螺钉拧入为此设置的螺纹或开口中时，螺钉的或用于螺钉的预紧力通过套筒支撑并且紧固段由紧固段的邻接套筒的区域被夹紧至连接段。风扇叶轮或紧固段具有高度或厚度，所述高度或所述厚度优选地仅略大于套筒的高度或厚度，使得紧固段在由于拧入时相对于套筒所得的最小余量而最小地变形，并压靠或夹紧连接段。
9.通过选择螺钉头的尺寸、套筒的外径和通孔的直径或围绕套筒的环形表面的直径，其中在组装状态下螺钉头在所述环形表面上靠在连接段上，可以在紧固段上施加预定的和充分的夹紧力或者表面压力，使得紧固段和连接段或风扇叶轮和转子以预定方式连接。套筒防止螺钉预紧力随着时间的推移由于风扇叶轮或紧固段的材料蠕变而变小，同时补偿紧固段和连接段之间的公差。
10.因此，有利的变体规定，间隔套筒的厚度和紧固段的厚度和/或间隔套筒的外径、相应通孔的内径和螺钉头的外径协作，使得当螺钉以预定的预紧力拧入螺纹中时，紧固段以预定的方式并且优选地以预定的表面压力压靠在连接段上。
11.间隔套筒的外径和通孔的内径也可以设计为配合(passung)，特别是间隙配合或过渡配合。
12.还可以在紧固段的面向连接段的表面或侧面上围绕相应的通孔设置环形的且平台状的凸起，所述凸起可以直接设置在连接段上并且将紧固段的剩余区域保持在距连接段预定距离处。
13.此外，有利的进一步的改进在于，紧固段和/或风扇叶轮优选地由塑料材料彼此一体地形成。
14.此外，间隔套筒优选地可相对于螺钉或相对于螺钉的轴旋转。附加地或替代地，有利地，间隔套筒由轴上的螺钉保持，使得间隔套筒不能与螺钉分离或松开，但必要时可以在螺钉上旋转。
15.除了紧固段之外，间隔套筒也可以由可适当变形的材料制成，使得当螺钉拧入螺纹时，间隔套筒以预定的预紧力增大其外径并变形压在紧固段上。为此，间隔套筒例如可以由铝或另一种较软的合金制成。如果螺钉继续保持可相对于间隔套筒旋转和/或可与其分离，则可以选择间隔套筒的内径，使得面向螺钉的间隔套筒的内表面不因预定变形或预定预紧力而挤压抵靠螺钉。
16.为了提高间隔套筒与紧固段的周围区域之间的保持力，还可以规定，间隔套筒在组装状态下在径向方向上指向紧固段的外表面上具有滚花。在最简单的情况下，滚花也可
以通过一个或多个圆周压花来实现。
17.优选地设置多个紧固元件和/或多个对中元件，它们被布置成在圆周方向上围绕旋转轴线分布。特别地，紧固元件围绕旋转轴线在圆周方向上以均匀的间隔分布，使得由紧固元件施加到紧固段和连接段的力均匀地引入紧固段和连接段，并产生均匀的夹紧。
18.一种有利的变体规定，至少一个对中元件是对中凸起，其布置或形成在紧固段上并且延伸穿过由连接段形成的相应的对中开口。尽管在此对中凸起可以通过特别是在注塑工艺中与由塑料材料制成的紧固段或风扇叶轮一体成型，但原则上还可以使得至少一个对中元件是对中凸起，其替代地布置或者形成在连接段上并且延伸穿过由紧固段形成的相应的对中开口。
19.为了能够通过对中突起以简单的方式提供足够好的对中，还特别地设置多个对中元件，每个对中元件设计成对中突起，所述对中突起设计成以锥形变细和/或在横截面中相对于其纵向轴线为星形。与此相对应的对中开口可以设计成圆形，或者替代地为星形，使得对中凸起可以以预定方式平放在其中。
20.如果设置多个对中元件，则它们可以围绕旋转轴线在圆周方向上不对称地分布，使得紧固段和连接段被布置在或必须被布置在被非对称分布编码(kodierten)的预定取向上。特别地，对中元件可以布置成使得它们的分布减少风扇叶轮并且优选地整个风扇的不平衡或初始不平衡。
21.相应的通孔和/或间隔套筒特别地在组装期间在彼此面对的一侧上具有入口斜面或倾斜，从而简化间隔套筒向通孔的行进。
22.上面公开的特征可以根据需要进行组合，只要这在技术上是可行的并且它们彼此不矛盾。
附图说明
23.本发明的其它有利改进在从属权利要求中表征或在下面参照附图连同本发明的优选实施例的描述一起更详细地示出。在图中示出：
24.图1为风扇的局部截面图；
25.图2为风扇上的紧固元件和对中元件周围的区域；
26.图3为穿过紧固元件区域中的紧固段和连接段的截面；
27.图4为穿过对中元件区域中的紧固段和连接段的截面；
28.图5a为风扇的透视前视图；
29.图5b为风扇的透视后视图；
30.图6a为风扇叶轮的透视前视图；
31.图6b为风扇叶轮的透视后视图；
32.图7示出穿过转子的截面；
33.图8示出穿过风扇的截面。
具体实施方式
34.附图为示意性示例。图中相同的附图符号表示相同的功能和/或结构特征。
35.在图1中，风扇1或风扇1的转子10和风扇叶轮20以底视图示出，从而可以看到设计
成转子凸缘的连接段11，并且在此处设计成轮凸缘的紧固段21被连接段11覆盖。特别地，可以清楚地看到由围绕旋转轴线a在圆周方向上分布的三个对中元件40形成的对中元件40的非对称布置，使得风扇叶轮20可以布置成仅在单个预定取向上对准转子10，或者紧固段21可以布置成仅在单个预定取向上对齐连接段11。与此相反，设置沿圆周方向均匀分布的五个紧固元件，通过它们将转子10和风扇叶轮20均匀地相互夹紧。
36.图2中示出图1的放大的局部截面，其中示出紧固元件30和对中元件40，它们彼此直接相邻。特别地可以从图中看出对中凸起23的星形横截面。由于也是从底部观察，螺钉以其螺纹部分33穿过连接段11突出。
37.在图3中，通过截面图示出用连接段11夹紧紧固段21的紧固元件30。紧固元件30基本上由螺钉和可旋转地保持在螺钉上的间隔套筒34形成，其中间隔套筒34保持在轴32上，轴32位于螺钉头31和螺钉的螺纹段33之间。
38.螺钉，特别是螺纹成形螺钉，其设计成在对应于螺钉的开口(孔)中切出或开出螺纹，螺钉以其螺纹段33拧入为此设置的螺纹12中，该螺纹12穿过连接段11或在连接段11中形成，或者拧入对应于螺钉的、并且在拧入之前还没有螺纹的孔中。由于拧紧，间隔套筒34移动到紧固段21中的相应通孔22中。在当前情况下，间隔套筒34的外径02基本上对应于通孔22的内径。
39.由于轴32的直径小于间隔套筒34的内径d1，因此间隔套筒可以在轴32上自由转动或者螺钉可以相对间隔套筒34自由转动。
40.紧固段21的厚度h2优选地仅略大于间隔套筒32的厚度h1，使得螺钉头31在拧入时首先靠在紧固段21上并将其压靠在连接件段11上，然后在螺钉所需的预紧力通过螺钉头31靠在间隔套筒34上或通过间隔套筒34靠在连接段11上来实现。
41.由螺钉头31施加在紧固段21上的夹紧力或表面压力特别地也由螺钉头31在紧固段21上的接触表面确定，其中该表面是环形的，并且取决于螺钉头的外径d4并取决于由通孔22和如果存在的话由通孔22的入口斜面确定的直径d3。
42.此外，至少在接触面的区域中，紧固段21可以变形，并由此附加地压靠在间隔套筒34的外表面上。
43.图4示出穿过对中元件40的截面，该对中元件实现为由紧固段21形成的对中突起23和与其对应的、并且由连接段11形成的对中开口13。略微锥形的对中突起23从紧固段21开始沿着其纵向轴线l朝向其端部逐渐变细。
44.为了在制造连接段11和紧固段21的相互面对的表面时能够有更大的公差，可以在表面之一上设置一个或多个突起25，例如如图6b所示。这些突起具有相对于连接段11和紧固段21的分界面的平坦的表面，可以特别地设置在紧固元件附近或围绕紧固元件。相应地，图4中的紧固段21已经处于其最终组装位置或处于其相对于连接段11的预定位置，从而仍然可以看到它们之间的距离，然而，该距离通过由紧固段21形成的平台状突起25预先确定。
45.在图4中还可以看出，连接段11形成加强连接部分11的圆周弯折14。此外，在紧固段21或风扇叶轮20上还设置有加强肋24，其也可以围绕紧固元件30或螺钉头31周围的区域延伸，例如在图5a和图6a中所示。
46.因此，连接段11和紧固段21都不必是仅在一个平面中延伸的简单凸缘。
47.图5a和图5b分别以透视图示出根据图1、图2和图4的风扇1或其风扇叶轮20和其转
子10，其中图5a示出俯视图，图5b示出了底视图。
48.如上所述，图5a示出了风扇叶轮25具有多个增强紧固段21的加强肋24，特别地还设有直接环绕螺钉头31的加强肋24。此外，在紧固段21中还设置有用于减轻重量的凹部26。
49.在图6a和图6b中，以从上方和下方的透视图仅示出风扇叶轮20而没有转子10。在这种情况下，在图6a中可以特别地看到平台状突起25，其确定紧固段21和连接段11之间的分界面，它们分别围绕通孔22布置成环，并且因此通过螺钉头31的夹紧作用或力仅通过平台状突起25产生或传递。
50.图7示出转子10的截面，其中可以看到圆形的对中开口12，具有星形横截面的对中突起22可以插入到该对中开口中。还可以看出，螺纹12设计为开口中的内螺纹或设计为穿过螺纹成型螺钉的孔或通道，其边缘延伸到连接段11的周围平面之外。
51.在图8中，可以在组装之前或在组装期间看到转子10和风扇叶轮20。紧固段21被引导到连接段11上并进入预定的定位或角位置，使得对中突起23可以接合在相应的对中开口13中。
52.如果紧固段21和连接段11进一步朝向彼此移动，则紧固段21可以由对中元件40引导定位。随后或已经在此期间，可以插入紧固元件30并且可以将它们的螺纹段33拧入相应的螺纹12中。通过将间隔套筒34旋入或拧入相应的通孔22中而引入并优选压入。然后螺钉头31首先靠在紧固段21上并将其压靠在连接段11上，其中螺钉头31通过紧固段21的最小变形与间隔套筒34接触，并且由此支撑在连接段11上，为螺钉建立预定的预紧力。
53.本发明的实施不限于上面指定的优选的示例性实施例。相反，即使在根本不同的设计的情况下，也可以设想使用所示解决方案的多种变体。