用于机动车辆的风扇装置的制作方法

1.本发明涉及用于机动车辆的通风装置的领域，更具体地涉及电动通风装置。


背景技术：

2.在该领域中，特别地已知提出一种叶轮，其包括中央毂，叶片围绕该中央毂上均匀地布置，在该中央毂内设置有电马达以使该叶轮旋转。控制电马达允许风扇的叶轮被特别地实施为产生从车辆外部朝向发动机舱的主空气流，该空气流可用于冷却机动车辆的可能释放热的部件。
3.众所周知，空气流被用来帮助冷却电马达，以避免该马达的电子部件过热，该过热可降低电马达的性能或导致其故障。
4.文献us 2008/193275提出一种风扇叶轮，其配备有意图被冷却的电马达。叶轮包括形成中央毂的杯状件和围绕杯状件均匀分布的叶片。电马达部分地容纳在叶轮的杯状件中，以便一起限定在马达的外轮廓和叶轮的杯状件之间的空气通道。在操作期间，电马达的旋转运动产生次级空气流运动，其从后方(即，与叶轮的杯状件相对)通过孔口穿过电马达。次级空气流由此用于消散由电马达及其电部件释放的热。随后，次级空气流被朝向杯状件的内部面引导，其包括肋，所述肋将空气流朝向形成在马达的外轮廓与叶轮的杯状件之间的通道径向地引导。然后气流从叶轮排出。
5.但是，该方案特别地具有以下缺点：从叶轮流出的次级空气流朝向所述叶轮的后部消散，即，马达所在的一侧。朝向马达改变方向的次级空气流是已经由于用于冷却电马达而被加热的空气流，以使得该空气流无法允许最佳地消散由电马达及其电部件释放的热。


技术实现要素：

6.本发明的目的是克服上述缺点中的至少一个，并提出一种用于机动车辆的电动通风装置，其允许改进冷却电马达的性能。
7.为此，本发明的目的是一种用于机动车辆的电动通风装置，其一方面包括绕轴线自由旋转且包括杯状件的叶轮，在该杯状件上设置有叶片，而另一方面包括部分地容纳在杯状件内的马达的钟形帽，以及包括离心装置，该离心装置被布置在杯状件和钟形帽之间并被构造为引导和加速空气流。根据本发明，钟形帽包括用于使空气流通过的至少一个孔口，且杯状件包括用于使空气流通过的至少一个开口。
8.因此，可以消散从叶轮的一侧到叶轮的另一侧通过电马达的空气流。然后可以优化用于容纳在叶轮中的电马达的冷空气流的供应，以便冷却该电马达和这些电子部件。
9.应当理解，在操作期间，叶轮的叶片的旋转运动在叶轮的每侧之间产生压力差。该压力差则引起空气流的产生，该空气流可以同时通过马达的钟形帽的所述至少一个孔口和杯状件的所述至少一个开口。
10.离心装置被布置成，当通过电马达的空气流从叶轮外侧朝向内侧(即从车辆外侧朝向发动机舱)通过马达时，使该空气流朝向设置在钟形帽中的所述至少一个空气通道孔
口取向，或者甚至当通过电马达的空气流从叶轮内侧朝向外侧(即从发动机舱朝向车辆外侧)通过马达时，使该空气流背离设置在杯状件中的空气通道孔口取向。
11.根据可单独或组合的本发明的第一组特征，提供以下：
12.‑
离心装置包括至少一个轮叶，所述轮叶在杯状件和钟形帽之间轴向地延伸；所述至少一个轮叶源自抵靠杯状件的面或钟形帽的面施加的独立板，或者其甚至直接源自杯状件的面或钟形帽的面；
13.‑
所述至少一个轮叶是螺旋形的；
14.‑
所述离心装置包括绕轴线均匀地成角度地分布的多个轮叶；
15.‑
在杯状件的中心处形成用于使空气流通过的所述至少一个开口；
16.‑
离心装置包括用于支撑所述至少一个轮叶的板，所述板压靠钟形帽，且所述至少一个轮叶通过从所述板朝向叶轮的杯状件凸伸而延伸。
17.‑
离心装置的轮叶邻接抵靠所述杯状件；
18.‑
板包括圆顶部分，该圆顶部分至少在其中心处沿用于使空气流通过的、形成在杯状件的中心处的所述至少一个开口的轴线定位。
19.还可以规定，离心装置的所述至少一个轮叶形成在杯状件的垂直于轴线的内部面上，以便朝向钟形帽的外部面轴向地延伸。特别地，形成在杯状件的第一面上的轮叶可以邻接抵靠钟形帽的该外部面，钟形帽的外部面和轮叶形成离心装置。钟形帽可包括圆顶部分，该圆顶部分被独立地制造并被施加到第二面的中心且沿用于使空气流通过的所述至少一个开口的轴线定位。
20.尤其可以规定，钟形帽的所述至少一个孔口布置在其周边上；次级空气流——在其经由杯状件中的用于使空气通过的开口到达之后被离心装置径向地引导——则可以穿过钟形帽的所述至少一个周边孔口，以进入钟形帽内并冷却电马达的部件；钟形帽可以包括多个孔口，它们绕轴线均匀地成角度地分布。
21.根据本发明的一个实施例，叶轮的杯状件在其内部轮廓上可以包括环形延伸部分，该环形延伸部分朝向杯状件的内侧延伸并成形为与钟形帽匹配，以便允许在杯状件和钟形帽之间的径向过盈配合。此外，孔口可以位于被包括在环形延伸部的内边缘和钟形帽的外径之间的钟形帽的周边区域中。
22.根据可单独或组合的本发明的另一组特征，提供以下：
23.‑
用于使空气流通过的所述至少一个开口制造在杯状件的周边上：杯状件可以具有多个这些开口，并且这些开口可以绕轴线均匀地成角度地分布；
24.‑
离心装置被设置在叶轮的杯状件上，所述至少一个轮叶的支撑板压靠叶轮的杯状件，且离心装置可以经由轮叶抵靠钟形帽；
25.‑
离心装置的所述至少一个轮叶与杯状件的内部面一体地形成；
26.‑
形成在杯状件的内部面上的所述至少一个轮叶与钟形帽邻接抵靠，以形成离心装置；
27.‑
环形扰流器布置在钟形帽和杯状件之间，在其上邻接有所述至少一个轮叶的钟形帽的外部面的延伸部中；
28.‑
扰流器的一个面与钟形帽的第二面齐平；
29.‑
钟形帽在垂直于轴线并面向杯状件的外部面上包括孔口；
30.‑
形成在钟形帽中的孔口绕轴线均匀地成角度地分布；
31.‑
钟形帽在周边上包括孔口。
32.根据本发明的另一个特征，离心装置和杯状件分别包括第一孔和第二孔，所述第一孔和第二孔相互匹配并被构造成允许容纳被接收在钟形帽的第一固定孔中的固定螺钉。
附图说明
33.本发明的其他特征、细节和优势在阅读说明书时更加清楚地显现，该说明书参考附图在以下出于信息目的被提供，在附图中：
34.图1是电动通风装置的分解透视图，示出了叶轮、装备有钟形帽的马达、和叶轮支撑罩；
35.图2a是从叶轮前侧示出的根据本发明的通风装置的第一实施例的透视图，并且其中，在操作期间，空气流从叶轮前侧朝向叶轮后侧通过形成在叶轮杯状件的中心处的开口流动。
36.图2b是从叶轮后侧示出的图2a的装置的第一实施例的分解透视图，其示出了叶轮和配备有钟形帽并能够容纳在叶轮杯状件中的电马达，该电马达在这种情况下在面对叶轮的面上配备有离心装置，局部地示出了该离心装置的两个轮叶；
37.图3a是图2所示的马达的钟形帽的透视图，其中没有离心装置；
38.图3b是图2和3所示的马达的钟形帽的前透视图，其装备有离心装置；
39.图4是根据本发明的第一实施例的通风装置的一部分的横截面透视图及穿过该装置的空气流的示意图，该横截面透视图示出了叶轮的杯状件、离心装置和组装在叶轮的杯状件中的马达的钟形帽；
40.图5a是从叶轮前侧示出的根据本发明的通风装置的第一实施例的变体的透视图，并且其中，在该图5a中未示出的离心装置部分地形成在叶轮的杯状件内；
41.图5b是在叶轮后侧示出的图5a的装置的第一实施例的变体的分解透视图，以便示出离心装置，并且为了便于理解，其仅示出了电马达的钟形帽；
42.图6是图5b所示的马达的钟形帽和应用到钟形帽上的圆顶部分的分解透视图；
43.图7是根据本发明的第一实施例的变体的通风装置的横截面透视图，及穿过该装置的空气流的示意图，该横截面透视图示出了叶轮的杯状件、离心装置和组装在叶轮的杯状件中的马达的钟形帽；
44.图8a是从叶轮前侧示出的根据本发明的通风装置的第二实施例的透视图，并且其中，在该图8a中未示出的离心装置部分地形成在叶轮的杯状件上；
45.图8b是从叶轮后侧示出的图8a的装置的第二实施例的分解透视图，以便示出离心装置，并且为了便于理解，其仅示出了电马达的钟形帽；
46.图9是图8b所示的马达的钟形帽的透视图；
47.图10是根据本发明的第二实施例的通风装置的截面透视图，及穿过该装置的空气流的示意图，其示出了叶轮的杯状件、离心装置和组装在叶轮的杯状件中的马达的钟形帽。
具体实施方式
48.图1示出了一种类型的通风装置100，其部分地布置在发动机舱的前部处，用于向
该发动机舱供应新鲜空气。通风装置特别地包括电动的(motorized)叶轮，从而叶轮的旋转和该旋转的速度可以取决于车辆的运行模式被控制。
49.通风装置100包括叶轮1，叶轮1由杯状件2和由绕轴线x均匀地设置在杯状件2上的叶片3形成。固定至杯状件2的叶片3相对于轴线x从杯状件2径向向外延伸，以便与保持环4接合，有助于一起加固叶片3。配备有钟形帽6的电马达5意图至少部分地容纳在叶轮1的杯状件2中，且电马达5的控制允许杯状件2和旋转固定的叶片3绕轴线x旋转。
50.实际上，电动通风装置安装在支撑罩7中，限定上游侧70和下游侧71，该上游侧70和下游侧71对应于由叶轮1的叶片3绕轴线x的旋转运动以及由上游侧70和下游侧71之间的压力差产生的主空气流f1的流通方向。因此，该主空气流f1被朝向发动机舱(对应于下游侧71)引导。
51.下面将描述杯状件和钟形帽的特定布置，以实现用于冷却电马达5的次级空气流f2。如图1所示，叶轮1的布置和总取向还等同地对应于本发明的第一实施例，其允许在下文中描述的被称为“前部冷却”的第一类型的冷却，或者对应于本发明的第二实施例，其允许在第一实施例之后描述的称为“背向冷却”的第二类型的冷却。
52.在每种情况下，都设置有离心装置8，其布置在钟形帽6和杯状件2之间，以径向地取向和加速次级空气流f2，且该离心装置将在下文中根据上述实施例进一步详细描述。
53.图2至4示出了根据第一实施例的电动通风装置，其对应于被称为“前部冷却”的操作，其中，次级空气流f2穿过设置在叶轮1的杯状件2的中心的开口20从上游侧70流动到下游侧71，即，沿与主空气流f1相同的方向。
54.杯状件2由平坦的中央壁21形成，中央壁21是圆形的且通过侧壁22基本垂直于其周边延伸，连接壁23布置在该中央壁21和该侧壁22之间。以这种方式，当从下游侧71观察时，杯状件2具有凹陷形状。叶轮1的叶片3从侧壁22径向地延伸。
55.杯状件2的中央壁21在其中心处包括圆形开口20，该圆形开口的圆心与轴线x重合。
56.图2b示出了电马达5，沿其组装取向，该电马达被插入在叶轮1的杯状件2中。电马达5是永磁马达，并且包括定子、转子和容纳在电马达5的钟形帽6中的电部件。
57.如图4可见，叶轮1的杯状件2的侧壁22在其内部面上包括环形延伸部24，环形延伸部24朝向杯状件2的内侧径向地延伸并在其自由端部处包括弯折边缘24a，弯折边缘24a被构造为沿轴线x轴向地延伸。以此方式，弯折边缘24a限定环形套筒，其直径略大于电马达5的钟形帽6的直径，以便在该套筒内调整钟形帽。
58.为了促进对本发明的理解，在说明书的其余部分和附图中，电马达5仅由其钟形帽6表示。
59.图3a特别示出电马达5的钟形帽6，该钟形帽由圆形的平坦中央部分61形成，该平坦中央部分61经由中间部分63通过侧向部分62基本垂直地延伸，使得当从下游侧71观察时，钟形帽6具有凹陷形状。
60.钟形帽6的中央部分61在其中心处包括用于电马达5的驱动轴的贯穿开口64。第一孔口和第二孔口65、66也围绕该贯穿开口64设置在钟形帽6的中央部分61上。第一系列的这些第一孔口65直接围绕贯穿开口64布置，第二孔口66围绕该第一系列的第一孔口65布置在所述孔口和中间部分63之间。
61.此外，钟形帽6包括形成在侧向部分62和中间部分63的接合处的第三孔口67。以该方式，可以区分由第一孔口和第二孔口形成的钟形帽的中央孔口和由第三孔口67形成的钟形帽的周边孔口。
62.在这种情况下，离心装置8安装在电马达5的钟形帽6上，如图3b所示。离心装置8包括板80和形成为从板80的第一面突出的轮叶81。轮叶81具有从一个轮叶到另一个轮叶相同的螺旋形状，且它们绕轴线x均匀地成角度地分布。轮叶81从布置在板80的中心处的圆形中央区域83螺旋地延伸，并具有与设置在叶轮1的杯状件2中的开口20相同的形状和尺寸。
63.应注意，在该第一实施例中，离心装置8压靠钟形帽6的中央部分61，以密封形成在设置于该钟形帽6中的中央孔口的第一孔口和第二孔口65、66。板80的第二面——即，与支撑轮叶81的面相反的面——压靠钟形帽的中央部分。特别地如图3b可见，离心装置8的板80被设计为不阻碍设置在中间部分63和侧向部分62的接合处的第三孔口67。第三孔口67在钟形帽的周边上的布置以及离心装置的板80的平坦形状为第三孔口在离心装置抵靠钟形帽布置在位时提供间隙以及空气流通过其中的可能的流通。
64.特别地在图3b和4中，可以看出，离心装置8的板80包括由中央区域83划界的圆顶部分82。
65.图4示出了叶轮1的包括杯状件2的部分的透视横截面图，电马达5的钟形帽6容纳在该杯状件2内，离心装置8被施加在该钟形帽上。在第一实施例的该构造中，离心装置8经由轮叶81邻接抵靠杯状件2的中央壁21的内部面26。钟形帽6、离心装置8和叶轮2的杯状件则沿轴线x以此顺序堆叠，并且这些部件定心在该轴线x上，轴线x形成装置的公共轴线。离心装置8的板80的圆顶部分82则与杯状件2的开口20相对。
66.钟形帽6、离心装置8和叶轮的杯状件的相互定位通过螺纹连接联接器件提供，螺纹连接器件穿过离心装置并将离心装置夹持在钟形帽和杯状件之间。为了能够进行这种固定，第一固定孔68形成在电马达5的钟形帽6的中央部分61中，离心装置8和杯状件2分别包括第一开孔和第二开孔84、25，所述第一开孔和第二开孔相互匹配并被构造成允许容纳被接收在钟形帽6的第一固定孔68中的固定螺钉。
67.当钟形帽6被容纳在叶轮1的杯状件2中时，叶轮1的杯状件2的侧壁22的延伸部分24经由其弯折边缘24a接合抵靠叶轮1的杯状件2的侧向部分62，以便在杯状件2和钟形帽6之间形成干涉配合。
68.特别地如图4所示，钟形帽6的中间部分63面向杯状件2的连接壁23，使得设置在钟形帽6的中间部分63上的第三孔口67没有被杯状件2的侧壁22的延伸部分24阻挡。
69.现将描述根据第一实施例的通风装置的操作。
70.在运行期间，电马达5使叶轮1旋转并形成主空气流f1。电马达5的旋转还引起布置在钟形帽6和叶轮的杯状件2之间的离心装置8的旋转。离心装置8的这种旋转则允许产生次级空气流f2，该次级空气流f2通过叶轮1的杯状件2的开口20进入根据本发明的冷却装置。然后，次级空气流f2通过圆顶部分82朝向该杯状件内侧的轮叶81径向地转向。
71.随后，次级空气流f2通过离心装置8的旋转运动而被加速并被径向地朝向杯状件的周边引导。如图4所示，次级空气流f2从设置在杯状件2的中心处的开口20在离心装置的板80的长度上在轮叶81之间流动，轮叶81的螺旋形状有利于空气朝向杯状件的周边排出。
72.参考图4，为了便于理解而示意性示出的次级空气流f2则被轮叶81朝向杯状件的
周边引导，且更具体地朝向其连接壁23引导。投射到该连接壁的空气倾向于通过沿杯状件的侧壁22的延伸部分24行进而朝向马达的钟形帽返回，次级空气流则通过设置在中间部分63中的第三孔口67而通过电马达5的钟形帽6。次级空气流f2则冷却电动马达5，特别是其电子部件。
73.图5至7示出了第一实施例的替代实施例，其与先前描述的不同之处在于，离心装置没有压靠在马达的钟形帽。在这种情况下，离心装置8的轮叶81通过作为凸伸部从该中央壁的内部面26朝向钟形帽延伸而与杯状件2的中央壁21一体地形成。以与上述类似或等同的方式，轮叶81从杯状件2的开口20朝向杯状件的周边径向地延伸。
74.为了沿钟形帽和沿杯状件在轮叶形成的螺旋部之间径向地引导次级空气流f2，设置为用钟形帽6代替第一实施例的板80，钟形帽的中央部分61具有实心的外部面69，即，它不包括如第一实施例所示的第一和第二孔口65、66。钟形帽6的中央部分61则可用于径向引导次级空气流f2。应理解，根据以上，钟形帽通过适当的螺纹连接器件固定在叶轮的杯状件内，该固定将钟形帽6的中央部分61压靠形成在杯状件2的中央壁21上的轮叶81。
75.在该替换实施例中，离心装置则由邻接抵靠轮叶81的钟形帽6的中央部分61而形成。
76.如图6所示，替代实施例的不同之处还在于，由于用作穿过杯状件中的贯穿开口20的空气的偏转部的圆顶部分不可再由离心装置的板支撑，钟形帽6被构造为在其中心处容纳圆顶部分82’，其在图6所示的例子中通过螺纹连接到钟形帽6的中央部分61上而被施加。
77.当钟形帽6安装在杯状件2中时，圆顶部分82’则与杯状件2的开口20相对。在操作期间，原理与第一实施例中所述的原理相同，除了次级空气流f2在钟形帽6的中央壁61的外部面69上流动。
78.图8至10示出了根据第二实施例的电动通风装置，其对应于被称为“背向冷却”的操作，其中，次级空气流f2穿过设置在叶轮1的杯状件2的周边上的开口27从下游侧71向上游侧70流动，即，沿与主空气流f1相反的方向。
79.在该实施例中，杯状件2的中央壁21在其中心处封闭，而分隔壁23包括周边开口27，周边开口27围绕轴线x均匀地成角度地分布。
80.如图8b所示，轮叶81’形成在与杯状件一体形成的杯状件2的中央壁21的内部面26上。轮叶81’以类似于上述的螺旋布置弯曲，且它们也绕轴线x均匀地成角度地分布。
81.如在第一实施例中所述，在该实施例中，钟形帽6必须在其中央部分61上包括第一孔口和第二孔口65、66。在图9所示的例子中，中间部分63是实心的，且与第一实施例的钟形帽中制造的那些相比，不包括空气通道孔口。然而，如将在下文中在组装好的装置的描述中进一步详细解释的，该第二实施例中使用的钟形帽6可以恰好是第一实施例中所使用的且在图3a中示出的，即，具有周边孔口，该第二实施例的要点是，在中央部分61上存在第一和第二孔口，用于使基本上平行于轴线x的空气从马达内侧向马达外侧朝向杯状件通过。
82.图10示出了叶轮1的包括杯状件2的部分的透视横截面图，电马达5的钟形帽6容纳在该杯状件2内，离心装置8被布置在该钟形帽和杯状件之间。在第二实施例的该构造中，离心装置8经由轮叶81’邻接抵靠钟形帽6的中央壁的外部面69。钟形帽6、离心装置8和叶轮2的杯状件则沿轴线x以此顺序堆叠，并且这些部件定心在该轴线x上，轴线x形成装置的公共轴线。在该第二实施例中，钟形帽不包括圆顶状的中央部分，因为杯状件没有中央空气通道
开口。
83.此外，环形的扰流器9设置在钟形帽6和杯状件2之间，以便既邻接抵靠杯状件2的侧壁22，又邻接抵靠钟形帽6的侧向部分62。扰流器9被定位成使得，它的其中一个面90与钟形帽6的中央部分61的外部面69齐平，并使得钟形帽径向地延伸直至杯状件。扰流器9的形状使得，如果钟形帽设置有第三孔口，它将覆盖第三孔口。
84.将理解的是，在该第二实施例中，离心装置由轮叶81’和杯状件2的中央壁21形成。
85.在运行期间，马达的旋转产生从下游侧71流到上游侧70的次级空气流f2，然后该次级空气流f2穿过马达，以便通过被引导经过设置在钟形帽的中央部分中的第一孔口和第二孔口65、66而冷却马达。次级空气流f2进入叶轮的杯状件2，直到其遇到杯状件2的中央壁21的内部面26。次级空气流f2通过由轮叶81’的旋转产生的离心运动而被加速，并沿杯状件状体2的中央壁21的内部面26流动，以便特别是在穿过周边开口27时，在杯状件2的周边上被引导(尤其是通过扰流器9被引导)，且流到叶轮之外。
86.当然，本发明不限于以上描述的和在附图中展示的实施例。特别地，可以从替换实施例的非详尽列表中提供以下内容：
87.‑
电马达的钟形帽，其包括仅形成在钟形帽的侧向部分上而没有部分地形成在中间部分上的周边孔口；
88.‑
杯状件的侧壁的延伸部分，其被构造成确保偏转，而不是确保形成扰流器的添加部分。
89.在不脱离本发明保护范围的情况下，其他修改仍然是可行的，特别是关于各种元件的形成或通过等效技术替换，只要在设置在电马达钟形帽和电动叶轮杯状件之间的离心装置的情况下，叶轮的杯状件和马达的钟形帽分别包括一个或多个开口，所述开口允许空气根据所实施的次级冷却模式进入或离开。