專利名稱：具有動態不平衡補償的馬達冷卻風扇的制作方法
具有動態不平衡補償的馬達冷卻風扇
現有技術本發明涉及一種汽車的馬達冷卻風扇，該風扇設置有動態不平衡補償裝置。通常，慣性力或者靜態的和動態的不平衡是由于旋轉組件，例如馬達的轉子或者 電樞和風扇的不均勻的質量分布，以及由于相對于驅動裝置的旋轉軸和主慣性軸的形狀公 差和位置公差引起的。其中，形狀-和位置公差引起旋轉軸和主慣性軸不再重合。當具有 在轉子軸上容納的風扇葉輪的冷卻風扇的旋轉軸和主慣性軸之間平行移動時這例如會引 起靜態不平衡。當旋轉軸向主慣性軸傾斜時則產生離心力矩。這個離心力矩在其作用上和 力矩不平衡或者動態不平衡是一樣的。通常發動冷卻風扇的動態不平衡引起機械振動。其中，所產生的振動會一直到達 乘客車箱，并且因此例如引起轉向盤的抖動，以及引起出現有干擾的振動噪音。此外，有理 由懷疑由動態不平衡所引起的作用力在馬達冷卻風扇的電機中偶然引起軸承的快速磨損。在當今的馬達冷卻風扇中通常對靜態不平衡進行補償，以保持允許的極限值。但 是要在通常其結構很平坦的風扇上實現動態不平衡的補償是很困難的很費錢的。現在根據本發明提供這樣一種馬達風扇裝置，它具有改進了的動態不平衡的補 m
te ο根據本發明的用于汽車的馬達風扇裝置具有至少一個或者多個用于容納一個或 者多個平衡部件的容納輪廓，其中，至少一個容納輪廓具有至少兩個平面和/或至少兩個 容納輪廓形成至少兩個平面。這樣一種馬達風扇裝置具有下述優點，即它能以簡單和自動化的方法補償動態不 平衡，并且能防止由于不平衡所出現的缺點。根據本發明例如將一個、兩個或者多個用于補 償動態不平衡的平衡部件固定在一個或者多個容納輪廓中，或者從外部夾緊，和/或粘貼。 這些平衡部件的尺寸是如此設計的，或者具有一個預定的重量，并且如此地定位在容納輪 廓中，即能基本防止動態不平衡。在這種情況中例如一個容納輪廓具有至少兩個用于設置 平衡部件的平面。代替地或者附加地也可以設置多個容納輪廓，這些容納輪廓分別只具有 一個平面，然而，其中這些容納輪廓的這些平面是不相同的，這樣，一個平面可比其它平面 更高或者更低，和/或一個平面可設置在比其它平面更大或者更小的繞馬達風扇裝置的旋 轉軸線的半徑上。在從屬權利要求中對另一些優選的實施形式進行了說明。下面借助簡圖對本發明的一些實施形式進行更加詳細的說明。這些附圖是
圖1 根據本發明的一個第一實施形式的馬達風扇裝置的透視圖。圖2 圖1的馬達風扇裝置的局部圖。圖3 圖1的馬達風扇裝置的截面圖。圖4 根據本發明的第二實施形式的馬達風扇裝置的部分透視圖。圖5 根據本發明的第三實施形式的馬達風扇裝置的部分透視圖。圖6 根據本發明的第四實施形式的馬達風扇裝置的部分透視圖。圖7 根據本發明的第五實施形式的馬達風扇裝置的截面圖。
圖8 根據本發明的第六實施形式的馬達風扇裝置的截面圖。圖9 根據本發明的第七實施形式的馬達風扇裝置的截面圖。圖10 根據本發明的第八實施形式的馬達風扇裝置的截面圖。圖11 根據本發明的第九實施形式的馬達風扇裝置的部分透視圖。圖12 根據本發明的第十實施形式的馬達風扇裝置的部分透視圖。圖13 平衡部件的不同的實施形式。圖14 根據具有確定最大不平衡補償的第一實施形式的馬達風扇裝置的截面圖。在所有圖中，只要沒有其它說明，相同部件，或者功能相同部件和裝置都用同一附 圖標記表示。圖1、2、3示出了馬達風扇裝置10的根據本發明的第一實施形式。在這個實施形 式中動態不平衡得到補償。如在圖1中所示，馬達風扇裝置10具有一個通風器12、它包括 一個或者多個葉片部件14。這些葉片部件在它們的外側受到一個風扇葉輪16的限制，并且 在它們的內側例如形成在通風器12的輪轂區域18上。此外，馬達風扇裝置10還具有一個 用于驅動通風器12的馬達20。其中，通風器12例如通過一個隨動裝置22可和馬達20耦
口 O現在，為了合適地對馬達風扇裝置10以及它的通風器12的動態不平衡進行補償， 根據第一實施形式的馬達風扇裝置10具有一個容納輪廓24。這個容納輪廓具有至少兩個、 三個或者更多的平面沈，這些平面設置在不同的高度上。其中，在容納輪廓M中可以設置 一個、兩個、三個或者是多個平衡部件28。其中，這些平衡部件觀可合適地定位在容納輪廓 24的不同的平面沈中，以抵消動態不平衡。其中，這個容納輪廓M形成例如一個環繞的 凹槽30，它具有第一平面沈，此外，它設置有附加的凹陷或者容納部，它們形成第二個平面 沈，如圖1和圖2所示。容納輪廓M或者凹槽30例如同心地并且通過在兩個旋轉平面沈 中的附加的凹陷32交替地設置。容納輪廓M或者凹槽30例如也可只部分地環形設置。圖3示出了馬達風扇裝置10的截面圖。其中，示出出凹槽30形式的容納輪廓對， 和它的兩個旋轉平面A和B。其中，容納輪廓M例如形成在馬達風扇裝置10的輪轂區域 18中。其中，旋轉平面A設置得比旋轉平面B高。其中，在凹槽30的凹陷32中例如設置兩 個球體形狀的平衡部件觀，其中，一個球體設置在旋轉平面A中，一個球體設置在旋轉平面 B中。按照這種方式例如可以消除旋轉軸34向主慣性軸的所不希望的傾斜，并且因此在通 風器12旋轉時阻止形成協態不平衡。這些平衡部件觀可以外部例如通過貼粘，和/或通 過一種相應的預緊固定在容納輪廓M或者凹槽30中。此外，這些平衡部件觀可由同一材 料構成，或者具有同一材料組成，以及具有相同重量和相同的形狀。在圖4中示出了馬達風扇裝置10的根據本發明的第二實施形式。這個第二實施 形式和第1到3的第一實施形式的區別在于，在同一旋轉平面沈中，例如在此在旋轉平面 A中例如設置兩個，或者更多的平衡部件觀，而在另外的旋轉平面沈中，例如在此在旋轉平 面B中設置一個、兩個或者更多的平衡部件觀，例如在此一個第三平衡部件觀。其中，例如 其中至少兩個或者多個平衡部件觀的材料組成或者重量是不相同的。在圖5中示出了根據本發明的第三個實施形式的馬達風扇裝置10的一個透視圖。 在這個實施形式中容納輪廓對，在此以凹槽30形式環繞設置，其中，設置了一個、兩個、三 個或者多個肋條36。這些肋條中斷了凹槽30或者容納輪廓M的延續。通過這些肋條36
4例如可將一個容納輪廓對劃分為多個腔室38。這些腔室可以容納一個、兩個或者更多個平 衡部件觀，其中，這些腔室38組成一個、兩個或者更多個平面26。在圖5的這個實例中這 四個腔室38分別具有例如兩個旋轉平面A和B。其中，這四個腔室38可以具有相同多的， 或者不相同多的用于容納平衡部件觀的凹陷32。此外，圖6示出了根據本發明的第四個實施形式的馬達風扇裝置10。其中，這個馬 達風扇裝置10或者它的通風器12也具有凹槽30形式的容納輪廓M。這個容納輪廓設置 在馬達風扇裝置10的輪轂區域18中。然而，其中，凹槽30和第一到第三實施形式相比較 只是部分地環繞設計。換句話說，這個容納輪廓M例如可以具有一個、兩個、三個或者更多 個部分環繞的凹槽30。如圖6所示，這些凹槽例如以一個環，例如一個同心的環的形式設 置。然而這些部分環繞的凹槽30也可設置到前后設置的環中(未示出)。這些部分環繞的 凹槽30，如在圖6中所示，形成具有一個、兩個或者更多個平面沈的不同的腔室38。這三 個腔室38例如可以容納不同數量的平衡部件28。從而一個腔室38在一個旋轉平面B中可 只容納一個平衡部件觀。其中，在旋轉平面A和B中另兩個腔室38可以容納不同數量的平 衡部件W。圖7示出根據本發明的第五實施形式的馬達風扇裝置10的部分截面圖。其中，這 個馬達風扇裝置10或者它的通風器12具有至少兩個容納輪廓M。這些容納輪廓并列地 部分或者全部地環繞設置，在此設置在馬達風扇裝置10或者它的通風器12的輪轂區域18 中。這些容納輪廓M例如形成兩個凹槽30，這兩個凹槽以兩個同心圓的形式設置。其中， 每個容納輪廓對，或者凹槽30具有至少一個或者多個平面沈，或者旋轉平面26。第一個內 凹槽例如形成旋轉平面A，第二個外凹槽30形成旋轉平面B。如前的實施形式一樣，原則上 講每個容納輪廓M可在至少兩個、三個和更多的平面26之間變換。其中，在一個或者兩個 容納輪廓M中可以設置一個、兩個、三個或者更多個平衡部件觀。圖8又示出根據本發明的第六實施形式的馬達風扇裝置10的部分截面圖。其中， 這個第六實施形式基本上以第五實施形式為基礎。然而其中和輪轂區域18或者通風器12 的葉片部件14的內端部40相連接地設置至少一個、兩個或者更多個容納輪廓24。其中，這 些容納輪廓M可面朝馬達風扇裝置10的上側面42定向，和/或面朝馬達風扇裝置10的 下側面44定向。此外，容納輪廓對可以形成至少另一平面沈，例如旋轉平面C。在這個旋 轉平面中可以容納一個、兩個、三個或者更多個平衡部件觀。這個旋轉平面C例如可以比旋 轉平面A和B更高一些，或者更低一些。此外，在圖9中示出了根據本發明的第七實施形式的馬達風扇裝置10的部分截面 圖。其中，這個第七實施形式是以圖7的第五實施形式為基礎。然而在這個第七實施形式 中除了在通風器12的上側面和/或下側面42、44外，確切地說這次是在通風器12的外側 46上，或者在通風器葉輪16的外側46上設置至少一個、兩個或者更多個容納輪廓M。其 中，這個容納輪廓M或者這些容納輪廓對可以形成至少另一平面沈，例如旋轉平面C。在 這個旋轉平面C上可以容納至少一個、兩個、三個，或者更多的平衡部件觀。這個旋轉平面 C例如可比旋轉平面A和B更高或者更低。如同其它的實施形式一樣，這個容納輪廓M例 如可按凹槽30的形式，例如部分或者完全地環形的凹槽30的形狀設計。圖10示出了根據本發明的第八實施形式的馬達風扇裝置10的部分截面圖。其 中，這個第八實施形式是以第七實施形式為基礎，其中，這個第八實施形式除了在通風器葉輪16的外側46上具有至少一個容納輪廓M外還附加地也在通風器軒輪16的內側48上具 有至少一個、兩個或者更多個容納輪廓24。其中，這些容納輪廓28可朝馬達風扇裝置10或 者通風器12的上側面42，和/或下側面44定向。此外如在圖10中所示出的，各容納輪廓 24具有至少一個、兩個或者更多個用于容納一個、兩個或者更多個平衡部件觀的平面沈， 或者旋轉平面26。在圖10中在通風器葉輪16的內側48上例如設置了一個容納輪廓24， 其中，這個容納輪廓例如以凹槽30的形式設置在通風器12的下側44上，并且形成一個旋 轉平面D，這個旋轉平面例如設置得最低。其中，在這個凹槽30中設置至少一個或者多個平 衡部件W。圖11示出了根據本發明的第九實施形式的馬達風扇裝置的部分透視圖。在這個 實施形式中相應的容納輪廓M以開口 50的形式，例如以圓形的開口 50的形式設計。其中， 鉚釘部件52形式的平衡部件28固定在開口 50中。確切地說平衡部件28例如在此是鉚釘 部件52從外部被通風器幾何形狀圍住。原則上講，作為容納輪廓M或者固定輪廓相應的 開口 50可以具有任意的形狀，也就是說例如圓形的、橢圓形的，和/或角形的。這些容納輪 廓M或者開口 50形成在通風器12的至少一個或者多個葉片部件14中。其中，這些容納 輪廓M例如可以設置在繞馬達風扇裝置10或通風器12的旋轉軸線34的同一半徑上，但 是在不同的高度上形成，如圖11所示，繞不同的平面沈形成。但是這些容納輪廓M也可 以設置在繞旋轉軸線34的不同的半徑上，并且此外，也可設置在不同的高度上和/或相同 的高度上。其中，作為平衡部件觀除了鉚釘部件52外還可以設置例如蘑菇形的部件M、銷釘 部件56或者其它任意形成的平衡部件觀，它們可固定在相應的開口 50中。其中，在至少 一個、兩個或者更多個葉片部件14中可以設置至少一個、兩個或者更多個開口 50形式的容 納輪廓M，它們可以裝配平衡部件觀。在這種情況中第九個實施形式也可以和其它的實施 形式進行組合，例如和第一或者第二實施形式進行組合，如圖10所示。其中，除了在葉片部 件14中設置開口 50形式的容納輪廓M外也可在通風器12上設置一個、兩個或者更多個 凹槽30形式的容納輪廓M。其中，一個凹槽30例如具有兩個旋轉平面沈，在這些平面中 可以容納例如球體58形式的平衡部件28。此外，在圖12中示出了根據本發明的第十實施形式的馬達風扇裝置10的部分透 視圖。第十實施形式可和第一、第二實施形式作比較。其中，設置了例如部分地或者全部地 環繞的凹槽30形式的一個、兩個或者更多個容納輪廓M。在圖12中示出的凹槽30具有例 如兩個平面26，或者旋轉平面26。其中，較低的第二平面沈以多個容納部或者凹陷32的 形式設計，在這些地方可以容納平衡部件觀。如在圖12和圖13中所示，一方面平衡部件 觀可以設置為球形的平衡部件58，它們從外部被夾緊在容納部或者凹槽30中。代替地或 者附加地一種蘑菇狀的部件M也可規定為平衡部件觀，它也是從外部被夾緊，以便固定在 容納輪廓M中。其中，這個蘑菇狀的部件M例如用它的柄部段插入到凹槽30中，并且從 外部被這個凹槽夾緊。相應地也可將圓柱部件56用作平衡部件觀，這個平衡部件插入到凹 槽30中，并且從外部通過這個凹槽30夾緊。此外，也可不是將圓柱部件56用作平衡部件 觀，而是例如將長方六面體60或者多角部件用作平衡部件觀，并且將其插入到凹槽30中， 并且從外部被夾緊在那里。除此之外例如也可將擴張彈簧部件62用作平衡部件觀。將它 插入到凹槽30中，并且從外部被夾緊在那里。除此之外也可將填料64用作平衡部件觀，其中，這個填料64環繞地通過例如凹槽30的容納部包圍。然而這僅僅是那些從外部被夾緊 或者被環繞包圍在例如凹槽30或者開口 50形式的相應的容納輪廓M中的平衡部件28的 一些實例。本發明并不局限于這些平衡部件。這些所述的平衡部件觀只是示范性的。這 些平衡部件觀的一個共同點是，這些平衡部件在環繞的或者至少兩個部位上被集成在通 風器12中的專門的容納輪廓M從外部通過例如預緊力和/或粘貼保持或者包圍。本發明 的所有實施形式都是這種情況。其中，這些平衡部件觀可以在任意彼此組合，并且根據功 能和使用目的例如可以具有相同的重量，或者不同的重量。此外，圖14示出具有確定最大不平衡補償的第一實施形式的馬達風扇裝置10的 截面圖。其中，在通風器12的輪轂區域18中設置一個容納輪廓M。其中，這個容納輪廓 24例如設計為一個凹槽30的形式，并且具有兩個旋轉平面A和B，其中，旋轉平面B距旋轉 平面A的間距為h = 15毫米。凹槽30本身距旋轉軸線34的距離R = 84毫米。此外，例 如兩個平衡部件觀規定為球體58形式。它們分別具有10毫米的直徑，并且如圖14所示 設置在旋轉平面A和旋轉平面B中在對置側上。現在，最大動態不平衡補償等于
44/ 。= m - R h =■ Pi p) R h = y · {5mmf ■ Pi ■ 7,8 g/cm" ■ S4mm ■ 15mm == 5000gmm2按照前面借助不同的實施形式所說明的本發明，馬達風扇裝置10包含一個集成 在通風器12中的專門的容納輪廓M或者多個容納輪廓對。這些容納輪廓M分別用于將 平衡部件觀優選地垂直于風扇旋轉軸線34地固定在不同的旋轉平面沈中。例如將金屬 的或者含金屬的平衡重量觀固定到這些容納輪廓M中。其中，平衡重量觀的金屬成分例 如占25%到100%重量。當平衡重量或者平衡部件觀繞風扇旋轉軸線34旋轉時它們只產 生一種> 400gmm2的動態不平衡，如前面通過圖14的實例示出的。用于減小風扇的總的動 態不平衡。平衡重量或者平衡部件觀環繞地或者至少在兩個部位借助這個專門的容納輪 廓M從外部例如通過預緊力和/或粘貼被保持或者被包圍。通過將兩個、三個或者更多個容納輪廓M設置到通風器12中，以便將平衡部件28 或者平衡質量固定在不同的旋轉平面26中的舉措可第一次以簡單的技術自動地對馬達風 扇裝置的動態不平衡進行平衡。可在用于和自動的動態不平衡補償的適配之后通過壓入或 者注射例如球體進行自動設置平衡質量的方法，以實現靜態的不平衡補償。也可以設想將 重的，例如含金屬的澆注物質粘合到這些容納輪廓M中，并且通過此措施使風扇10的動態 不平衡變成平衡。采用本發明可基本消除前面論及現有技術時所述的那些缺點，并且通過 此措施可大大地實現其技術的競爭優勢。前面所述的這些實施形式可以彼此組合，特別是 它們的單個特征的組合。在平衡部件觀方面，在單個的實施形式中可以使用這樣的平衡部 件28，即它們在重量、材料和/或形狀上相同，或者可以至少兩個或者更多個或者所有的平 衡部件觀在形狀、材料和/或重量上彼此不相同。此外，開口 50的容納輪廓對不僅只設 置在風扇葉輪16的葉片部件14上，而且也可設置在例如風扇葉輪16本身上，和/或例如 設置在通風器12的輪轂區域18上。
權利要求
1.用于汽車的馬達風扇裝置，其特征在于，馬達風扇裝置(10)具有至少一個或者多個 容納輪廓(對、30、50)，一個或者多個平衡部件08)可容納在所述容納輪廓中，其中，至少 一個容納輪廓04)具有至少兩個平面( )，和/或其中，至少兩個容納輪廓04)分別具有 至少一個平面( )，其中，兩個平面06)彼此不同。
2.按照權利要求1所述的馬達風扇裝置，其特征在于，一個或者多個容納輪廓04)構 成為至少一個或者多個凹槽(30)形狀，其中，這些凹槽(30)部分地或者全部地環繞設計。
3.按照權利要求1或2所述的馬達風扇裝置，其特征在于，相應平面06)是旋轉平面， 并且容納輪廓04)例如同心地繞著馬達風扇裝置的(10)的旋轉軸線(34)設置。
4.按照權利要求1至3的至少任一項所述的馬達風扇裝置，其特征在于，至少一個或者 多個容納輪廓04)設置在馬達風扇裝置(10)的通風器(12)的輪轂區域(18)中，和/或 至少一個或者多個容納輪廓04)設置在通風器(1 的風機葉輪(16)的外側06)上，和 /或至少一個或者多個容納輪廓04)設置在通風器(1 的葉片部件(14)的和輪轂區域 (18)的連接部位中或者內端部GO)上，和/或至少一個或者多個容納輪廓04)設置在葉 片部件(14)的外端部上，或者設置在通風器環(1 的內側G4)上。
5.按照權利要求1至4的至少任一項所述的馬達風扇裝置，其特征在于，容納輪廓 (24)以凹槽(30)的形式環繞或者部分環繞地設置，其中，容納輪廓04)通過一個或者多個 肋條(36)分割，以形容一個或者多個腔室(38)，在這些腔室中可容納一個或者多個平衡部 件(28)。
6.按照權利要求1至5的至少任一項所述的馬達風扇裝置，其特征在于，多個容納輪廓 (24)以凹槽(30)的形式設置在環繞旋轉軸線(34)的圓中，其中，這些容納輪廓04)具有 相同大小或者不同大小的腔室(38)，至少一個或者多個平衡部件08)可容納在該腔室中。
7.按照權利要求1至6的至少任一項所述的馬達風扇裝置，其特征在于，馬達風扇裝 置(10)的通風器(1 具有至少一個或者多個葉片部件(14)，其中，至少一個、多個或者所 有的葉片部件(14)具有至少一個或者多個開口(50)形式的容納輪廓(M)，在其中可容納 至少一個平衡部件( )，其中，這些容納輪廓04)例如可設置在葉片部件(14)的不同高度 上。
8.按照權利要求1至7的至少任一項所述的馬達風扇裝置，其特征在于，為了容納在容 納輪廓(24)中，例如容納在凹槽(30)或者開口 (50)中，平衡部件(28)是球體部件(58)、 鉚釘部件(52)、蘑菇形部件(M)、銷釘部件(56)，或者圓柱形部件、擴張彈簧部件(62)、長 方形部件(60)或者是填料(64)，并且其中，其形式為開口(50)的容納輪廓04)例如設計 為圓形、橢圓形和/或角形。
9.按照權利要求1至8的至少任一項所述的馬達風扇裝置，其特征在于，平衡部件 (28)通過容納輪廓04)從外部被夾緊，并且因此被固定，或者從外部通過預緊力被夾緊， 并且其中，附加地或者代替地平衡部件08)可借助粘合劑固定在容納輪廓04)中。
10.按照權利要求1至9的至少任一項所述的馬達風扇裝置，其特征在于，兩個或者多 個或者所有的平衡部件08)在形狀、尺寸、重量和/或材料方面的設計是不同的，或者是 相同的，其中，平衡部件08)例如由金屬構成，或者是含金屬的，其中，含金屬的平衡部件 (28)例如有25%到100% (重量)的金屬比例。
全文摘要
本發明涉及用于汽車的馬達風扇裝置，其特征在于，馬達風扇裝置(10)具有至少一個或者多個容納輪廓(24、30、50)，一個或者多個平衡部件(28)可容納在這些容納輪廓中，其中，至少一個容納輪廓(24)具有至少兩個平面(26)，和/或其中，至少兩個容納輪廓(24)分別具有至少一個平面(26)，其中，兩個平面(26)彼此不同。
文檔編號F04D29/66GK102144101SQ200980134968
公開日2011年8月3日 申請日期2009年7月8日 優先權日2008年9月8日
發明者H·席德, M·利德爾, T·施奈德, T·黑爾明 申請人:羅伯特·博世有限公司