专利名称：用于半轴向风扇轮的导向几何结构的制作方法
用于半轴向风扇轮的导向几何结构本发明涉及一种风扇。本发明尤其涉及一种在机动车中应用的风扇中的风扇轮。 现有技术在通风或空调风扇中常常使用具有半轴向风扇轮的风扇，该风扇轮相对于纯粹的轴向和纯粹的径向风扇轮可以具有更高的效率。半轴向风扇轮是轴向和径向风扇轮的组合。该风扇轮的轴向部分按照螺旋桨的方式从平行于旋转轴的方向上吸入要输送的空气。 该风扇轮的径向部分按照离心机的方式沿径向排出已经吸入的空气。为了将已经通过了半轴向风扇轮的轴向部分的空气偏转到径向部分，在这两个部分的之间的区域中设置偏转元件。偏转元件通常固定在风扇马达上并且例如可以具有锥形形状。半轴向风扇轮的轴向部分的在径向上延伸的流出叶片贴靠在固定的偏转元件上，以便减小摩擦损失和噪声的形成。通过在流出叶片的末端和偏转元件之间的由此限定的间隙逸出一定比例的吸入空气，而不是全部通过在流出叶片之间沿径向离开风扇轮。这种半轴向风扇轮的效率由此低于一个可能的最大值。发明的公开
因此本发明的任务是提出一种风扇轮，它克服所述缺陷并且此外容易制造。该任务通过一种按照权利要求1的具有风扇轮的风扇和通过一种按照权利要求 10的机动车解决。从属权利要求给出有利的或可能的附加特征。按照第一方面，风扇的风扇轮包括带有进入缘边的吸入叶片，进入缘边面对着风扇轮的轴向进口方向，和带有流出缘边的流出叶片，流出缘边面对着风扇轮的径向出口方向，以及偏转元件，其用于将空气从吸入叶片的作用区偏转到流出叶片的作用区，其中，偏转元件与至少一个流出叶片形状配合地和/或传力配合地连接。与已知的半轴向风扇轮不同，该偏转元件跟随风扇轮相对于风扇马达的旋转运动。偏转元件与至少一个流出叶片的连接允许消除在流出叶片和偏转元件之间的间隙并且因此负责使流出的空气在流出时确实地获得希望的方向和速度。尤其是可以将多个或全部流出叶片与偏转元件连接，从而全部流出的空气必须在流出叶片之间通过。至少一个吸入叶片可以与流出叶片构成一体。在一个实施方式中，组合的吸入和流出叶片可以具有吸入部分和流出部分。该组合的吸入和流出叶片的界面中的一个可以部分地或在整个长度上贴靠在偏转元件上。流出叶片的数量也可以大于或小于吸入叶片的数量。例如除了组合的吸入和流出叶片以外，可以附加地在风扇轮中构造另外的分散的流出叶片。在一个实施方式中，风扇轮包括组合的空气叶片的两倍的流出叶片。以相应的方式， 吸入叶片的数量也可以超过流出叶片的数量。偏转元件可以借助于配合连接(机构)与流出叶片连接。这尤其在大量制造风扇轮时是有利的，其中通过一个简单的加工步骤就应该形成偏转元件和流出叶片之间的形状配合连接或传力配合连接。该配合连接(机构)例如可以具有榫销和与其对应的凹部。与此备选地，偏转元件例如可以具有连续的缘边，多个流出叶片啮合到该缘边里面。也可以在偏转元件和流出叶片之间实现其它的形状配合连接或传力配合连接，例如卡合(衔接)、粘接、铆接、螺纹连接、焊接、钎焊，楔入或填塞。吸入叶片和流出叶片可以形成风扇轮的一个一体的元件。这种一体的元件可以附加地具有轮毂和/或加强元件，这些加强元件跟随风扇轮的周面或周面轮廓。在一个实施方式中，加强元件包括一个空心圆柱形部分，它在径向上向外对吸入叶片限界。该一体的元件可以在关于一个与旋转轴径向对称的分离面方面没有侧凹(底切结构)。例如，一体的元件可以在铸造或压铸工艺中在永久铸模中制造，该永久铸模可以沿着分离面分开，从而该一体的元件可以从该永久铸模中取出(起模)。分离面可以是一个与旋转轴垂直的平面的一部分。通过选择与旋转轴径向对称的分离面，可以如此有利地设计该一体的元件，使得在从永久铸模中起模时吸入叶片和流出叶片都不受到阻碍。可能的用于加强风扇轮结构，如例如轮毂或加强面，也被如此地成形，使得它们不妨碍起模。 由此为了生产大量的风扇轮可以使用一个永久铸模，它仅仅包括两个部分并且没有滑板 (Schieber)0风扇此外可以包括一个具有支承风扇轮的轴的风扇马达，其中，驱动力矩借助于偏转元件从风扇马达传递到风扇轮上。风扇轮例如可以注塑到轴上或轴的位于轮毂侧的容纳体上。轴可以与风扇马达的定子或转子连接，其中，轴可以被一端地或两端地可旋转地支承。该轴尤其可以设置成在风扇轮和风扇马达的定子或转子之间传递剪切力、弯曲力、拉力和/或推力，而不参与从风扇马达到风扇轮的驱动力矩的传递。通过借助于偏转元件将驱动力矩引导到风扇轮中，驱动力矩不必借助于吸入叶片传递到流出叶片，因此吸入叶片可以针对流动的有利性优化地成形，而不受强度要求的影响。风扇马达可以包括与偏转元件传力配合地连接的外转子(外转子)。由于该外转子的结构形式，驱动力矩可以在与旋转轴之间的较大径向间距下被施加到偏转元件中，其中杠杆力很小，由此为偏转元件保持很小的结构负载。附加地，由外转子包围的风扇马达的定子可以最佳地填充偏转元件的背离风扇轮一侧上的空间，从而风扇可以特别紧凑地构造。外转子可以包括一个或多个永久磁体。由于在与风扇轮的旋转轴之间的较大的间距下永久磁体的较大的质量，风扇轮的旋转惯性很高，在通过风扇马达驱动期间风扇轮的旋转被阻尼并且由此更均勻。因此在驱动风扇轮期间通过交替激活的定子绕组减小噪声的产生。按照第二方面，一种机动车包括具有上述风扇轮的风扇。附图简述
以下参照附图详细说明本发明，附图中
图1是机动车中的风扇设备的一个示意图2是一个带有风扇轮的风扇的侧剖视图，该风扇应用于图1的风扇设备中，和图3是图2的风扇轮的一部分的等轴测视图。图1显示了机动车风扇设备100的示意图。机动车110包括吸气系统120，风扇 130和分配系统140。风扇130包括风扇轮150和风扇马达160。在图1的视图中没有包含机动车-风扇设备100的可选用的元件，如过滤器、活门、阀、热交换器、冷凝器和另外的元件，它们在此处不是很重要。风扇马达160将风扇轮150置于旋转中，使得空气从机动车 110的外侧通过吸气系统120被吸入到风扇轮150中并且接着通过分配系统140被输送到机动车140的内侧。常常将吸气系统(管道)120和分配系统(管道)140集成地实施在一个公共的系统(管道)中。风扇130可以按照涡形装置(Kartusche)的方式插入吸气系统120，分配系统140或所述公共的系统中。在风扇130的环境中，该系统可以具有一个元件，该元件将流出风扇轮150的空气的径向流动方向转变成一种线性的流动方向，例如增压螺旋 (Druckerh5hungsspirale)，它此外压缩流出的空气。图2显示了图1的风扇130的侧剖视图。风扇130包括风扇轮150和风扇马达 160，它们借助于轴300被相互连接起来。风扇轮150包括带有进入缘边220的吸入叶片210和带有流出缘边240的流出叶片230。吸入叶片210从风扇轮的轮毂250沿径向向外延伸到风扇轮150的加强面260，该加强面跟随风扇轮150的一部分周面轮廓。吸入叶片210被这样地成形，即在风扇轮150 旋转时空气被沿轴向从下方吸入。吸入叶片210过渡到流出叶片230中，流出叶片沿着加强面260沿旋转方向布置。当风扇轮150被置于旋转中时，流出叶片230使已经沿轴向通过吸入叶片210的空气在周向上加速，从而被加速的空气由于离心力的作用沿径向在流出缘边240处流出。在流出缘边240的区域中，流出叶片230可以被镰刀形地弯曲，以改善该流出。 集成地构造的吸入/流出叶片210，230在上方以偏转元件270为界。偏转元件270 在轮毂250的区域中环形地构造并且借助于一种配合连接与叶片210，230或与轮毂250连接。附加地，在该视图中可以看见的这两个流出叶片230在它们的流出缘边240的区域中具有长孔290，在该长孔中配合安置着偏转机构270的对应的榫销(栓钉)280，由此在偏转元件270和流出叶片280之间建立传力配合连接。风扇马达160包括定子310和带有永久磁体330的外转子320。外转子320与偏转元件270 —体地构造并且容纳永久磁体330。永久磁体330可以配合安装到、压入和/或粘接到外转子320中。在定子310和永久磁体330之间存在的力矩借助于外转子320直接地引导到偏转元件270上并且从那里引导到流出叶片230中，从而风扇轮150被围绕定子 160驱动。定子310可以抗旋转地(drehstabil)与一个环绕的结构相连接，以便将风扇130 例如固定在吸气系统120和/或分配系统140中。轴300抗转动地与轮毂250和与偏转元件270连接。这种连接例如可以通过焊接、 粘接、挤压、卡锁或通过配合连接来建立；轮毂250也可以注射或浇铸在轴300上。在其上侧处，轴300可转动地支承在风扇马达160的定子310上。轴300保证风扇马达160相对于风扇轮150在轴向上的固定。附加地，轴300传递在风扇轮150和风扇马达160的定子310之间的翻转力，弯曲力和剪切力。但是，通过在定子310中的可转动的支承，轴300不传递力矩并且尤其是不将驱动力矩从风扇马达160 传递到风扇轮150。图3显示了作为图2的风扇轮150的组成部分的一体式元件340。元件340包括轮毂250，加强面260，以及数个流出叶片230和数个吸入叶片210，其中后者在选择的视图中只能够看见一个局部。吸入叶片210过渡到流出叶片230的一部分中；集成的吸入/流出叶片210/230在轮毂250和加强面260之间延伸。在每两个与吸入叶片210集成一体的流出叶片230之间构造另一个流出叶片230，该流出叶片在径向上没有一直延伸到轮毂250。与吸入叶片210集成地构造的那些流出叶片230设有用于容纳榫销280的长孔290， 该榫销在图2中的偏转元件270上形成，用于在偏转元件270和流出叶片230之间建立配
合连接。一体的元件340被这样地设计构造，即它可以容易地在铸造或压铸法中铸造并且接着无问题地从铸造模具或压铸模子中取出。用于制造集成一体的模制件240的永久模具可以包括一个上部分和一个下部分，其中，在这些部分之间的分离面可以沿着元件340的一个径向平面延伸或者至少分段地跟随叶片210/230的上部轮廓。为了制造风扇轮150，图2中的偏转元件270可以在一个简单的加工工序中与一体的元件340连接。通过在榫销280和长孔290的区域中或在轮毂250的区域中的配合连接，可以将偏转元件270与一体的元件340快速并且持久地相连接。
权利要求
1.风扇(130)，其包括风扇轮(150)，所述风扇轮具有-带有进入缘边(220)的吸入叶片(210)，所述进入缘边面对着风扇轮(150)的轴向进口方向，和带有流出缘边(240)的流出叶片(230)，所述流出缘边面对着风扇轮(150)的径向出口方向，和-偏转元件(270)，其用于将空气从吸入叶片(210)的作用区偏转到流出叶片(230)的作用区，其特征在于，-所述偏转元件(270)与至少一个流出叶片(230)形状配合地和/或传力配合地连接。
2.按照权利要求1所述的风扇(130)，其特征在于，至少一个吸入叶片(210)与流出叶片(230) —体地构造。
3.按照权利要求1或2中任一项所述的风扇(130)，其特征在于，所述偏转元件(270) 借助于配合连接机构(280，290)与流出叶片(230)连接。
4.按照权利要求3所述的风扇(130)，其特征在于，所述配合连接机构(280，290)具有榫销(280)和与榫销对应的凹部(290)。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的风扇(130)，其特征在于，吸入叶片(210)和流出叶片(230)形成风扇轮(150)的一体的元件(340)。
6.按照权利要求5所述的风扇(130)，其特征在于，所述一体的元件(340)关于一个与旋转轴径向对称的分离面没有侧凹构造。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的风扇(130)，其特征在于，风扇包括风扇马达 (160)，风扇马达具有支承所述风扇轮(150)的轴(300)，其中，驱动力矩借助于偏转元件 (270)被从风扇马达(160)传递到风扇轮(150)。
8.按照权利要求7所述的风扇(130)，其特征在于，风扇马达包括与偏转元件(270)传力配合地连接的外转子(320)。
9.按照权利要求8所述的风扇(130)，其特征在于，外转子(320)包括至少一个永久磁体(330)。
10.机动车(110)，其包括一个按照权利要求1至9中任一项所述的风扇(130)。
全文摘要
风扇(130)的风扇轮(150)包括带有进入缘边(220)的吸入叶片(210)，所述进入缘边面对着风扇轮的轴向进口方向，和带有流出缘边(240)的流出叶片(230)，所述流出缘边面对着风扇轮的径向出口方向，以及与至少一个流出叶片形状配合地和/或传力配合地连接的偏转元件(270)，其用于将空气从吸入叶片(210)的作用区偏转到流出叶片(230)的作用区。
文档编号F04D29/28GK102472289SQ201080033332
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月1日 优先权日2009年7月30日
发明者席尔 A., 路德维希 M. 申请人:罗伯特·博世有限公司