專利名稱：用于半軸向風扇輪的導向幾何結構的制作方法
用于半軸向風扇輪的導向幾何結構本發明涉及一種風扇。本發明尤其涉及一種在機動車中應用的風扇中的風扇輪。 現有技術在通風或空調風扇中常常使用具有半軸向風扇輪的風扇，該風扇輪相對于純粹的軸向和純粹的徑向風扇輪可以具有更高的效率。半軸向風扇輪是軸向和徑向風扇輪的組合。該風扇輪的軸向部分按照螺旋槳的方式從平行于旋轉軸的方向上吸入要輸送的空氣。 該風扇輪的徑向部分按照離心機的方式沿徑向排出已經吸入的空氣。為了將已經通過了半軸向風扇輪的軸向部分的空氣偏轉到徑向部分，在這兩個部分的之間的區域中設置偏轉元件。偏轉元件通常固定在風扇馬達上并且例如可以具有錐形形狀。半軸向風扇輪的軸向部分的在徑向上延伸的流出葉片貼靠在固定的偏轉元件上，以便減小摩擦損失和噪聲的形成。通過在流出葉片的末端和偏轉元件之間的由此限定的間隙逸出一定比例的吸入空氣，而不是全部通過在流出葉片之間沿徑向離開風扇輪。這種半軸向風扇輪的效率由此低于一個可能的最大值。發明的公開
因此本發明的任務是提出一種風扇輪，它克服所述缺陷并且此外容易制造。該任務通過一種按照權利要求1的具有風扇輪的風扇和通過一種按照權利要求 10的機動車解決。從屬權利要求給出有利的或可能的附加特征。按照第一方面，風扇的風扇輪包括帶有進入緣邊的吸入葉片，進入緣邊面對著風扇輪的軸向進口方向，和帶有流出緣邊的流出葉片，流出緣邊面對著風扇輪的徑向出口方向，以及偏轉元件，其用于將空氣從吸入葉片的作用區偏轉到流出葉片的作用區，其中，偏轉元件與至少一個流出葉片形狀配合地和/或傳力配合地連接。與已知的半軸向風扇輪不同，該偏轉元件跟隨風扇輪相對于風扇馬達的旋轉運動。偏轉元件與至少一個流出葉片的連接允許消除在流出葉片和偏轉元件之間的間隙并且因此負責使流出的空氣在流出時確實地獲得希望的方向和速度。尤其是可以將多個或全部流出葉片與偏轉元件連接，從而全部流出的空氣必須在流出葉片之間通過。至少一個吸入葉片可以與流出葉片構成一體。在一個實施方式中，組合的吸入和流出葉片可以具有吸入部分和流出部分。該組合的吸入和流出葉片的界面中的一個可以部分地或在整個長度上貼靠在偏轉元件上。流出葉片的數量也可以大于或小于吸入葉片的數量。例如除了組合的吸入和流出葉片以外，可以附加地在風扇輪中構造另外的分散的流出葉片。在一個實施方式中，風扇輪包括組合的空氣葉片的兩倍的流出葉片。以相應的方式， 吸入葉片的數量也可以超過流出葉片的數量。偏轉元件可以借助于配合連接(機構)與流出葉片連接。這尤其在大量制造風扇輪時是有利的，其中通過一個簡單的加工步驟就應該形成偏轉元件和流出葉片之間的形狀配合連接或傳力配合連接。該配合連接(機構)例如可以具有榫銷和與其對應的凹部。與此備選地，偏轉元件例如可以具有連續的緣邊，多個流出葉片嚙合到該緣邊里面。也可以在偏轉元件和流出葉片之間實現其它的形狀配合連接或傳力配合連接，例如卡合(銜接)、粘接、鉚接、螺紋連接、焊接、釬焊，楔入或填塞。吸入葉片和流出葉片可以形成風扇輪的一個一體的元件。這種一體的元件可以附加地具有輪轂和/或加強元件，這些加強元件跟隨風扇輪的周面或周面輪廓。在一個實施方式中，加強元件包括一個空心圓柱形部分，它在徑向上向外對吸入葉片限界。該一體的元件可以在關于一個與旋轉軸徑向對稱的分離面方面沒有側凹(底切結構)。例如，一體的元件可以在鑄造或壓鑄工藝中在永久鑄模中制造，該永久鑄模可以沿著分離面分開，從而該一體的元件可以從該永久鑄模中取出(起模)。分離面可以是一個與旋轉軸垂直的平面的一部分。通過選擇與旋轉軸徑向對稱的分離面，可以如此有利地設計該一體的元件，使得在從永久鑄模中起模時吸入葉片和流出葉片都不受到阻礙。可能的用于加強風扇輪結構，如例如輪轂或加強面，也被如此地成形，使得它們不妨礙起模。 由此為了生產大量的風扇輪可以使用一個永久鑄模，它僅僅包括兩個部分并且沒有滑板 (Schieber)0風扇此外可以包括一個具有支承風扇輪的軸的風扇馬達，其中，驅動力矩借助于偏轉元件從風扇馬達傳遞到風扇輪上。風扇輪例如可以注塑到軸上或軸的位于輪轂側的容納體上。軸可以與風扇馬達的定子或轉子連接，其中，軸可以被一端地或兩端地可旋轉地支承。該軸尤其可以設置成在風扇輪和風扇馬達的定子或轉子之間傳遞剪切力、彎曲力、拉力和/或推力，而不參與從風扇馬達到風扇輪的驅動力矩的傳遞。通過借助于偏轉元件將驅動力矩引導到風扇輪中，驅動力矩不必借助于吸入葉片傳遞到流出葉片，因此吸入葉片可以針對流動的有利性優化地成形，而不受強度要求的影響。風扇馬達可以包括與偏轉元件傳力配合地連接的外轉子(外轉子)。由于該外轉子的結構形式，驅動力矩可以在與旋轉軸之間的較大徑向間距下被施加到偏轉元件中，其中杠桿力很小，由此為偏轉元件保持很小的結構負載。附加地，由外轉子包圍的風扇馬達的定子可以最佳地填充偏轉元件的背離風扇輪一側上的空間，從而風扇可以特別緊湊地構造。外轉子可以包括一個或多個永久磁體。由于在與風扇輪的旋轉軸之間的較大的間距下永久磁體的較大的質量，風扇輪的旋轉慣性很高，在通過風扇馬達驅動期間風扇輪的旋轉被阻尼并且由此更均勻。因此在驅動風扇輪期間通過交替激活的定子繞組減小噪聲的產生。按照第二方面，一種機動車包括具有上述風扇輪的風扇。附圖簡述
以下參照附圖詳細說明本發明，附圖中
圖1是機動車中的風扇設備的一個示意圖2是一個帶有風扇輪的風扇的側剖視圖，該風扇應用于圖1的風扇設備中，和圖3是圖2的風扇輪的一部分的等軸測視圖。圖1顯示了機動車風扇設備100的示意圖。機動車110包括吸氣系統120，風扇 130和分配系統140。風扇130包括風扇輪150和風扇馬達160。在圖1的視圖中沒有包含機動車-風扇設備100的可選用的元件，如過濾器、活門、閥、熱交換器、冷凝器和另外的元件，它們在此處不是很重要。風扇馬達160將風扇輪150置于旋轉中，使得空氣從機動車 110的外側通過吸氣系統120被吸入到風扇輪150中并且接著通過分配系統140被輸送到機動車140的內側。常常將吸氣系統(管道)120和分配系統(管道)140集成地實施在一個公共的系統(管道)中。風扇130可以按照渦形裝置(Kartusche)的方式插入吸氣系統120，分配系統140或所述公共的系統中。在風扇130的環境中，該系統可以具有一個元件，該元件將流出風扇輪150的空氣的徑向流動方向轉變成一種線性的流動方向，例如增壓螺旋 (Druckerh5hungsspirale)，它此外壓縮流出的空氣。圖2顯示了圖1的風扇130的側剖視圖。風扇130包括風扇輪150和風扇馬達 160，它們借助于軸300被相互連接起來。風扇輪150包括帶有進入緣邊220的吸入葉片210和帶有流出緣邊240的流出葉片230。吸入葉片210從風扇輪的輪轂250沿徑向向外延伸到風扇輪150的加強面260，該加強面跟隨風扇輪150的一部分周面輪廓。吸入葉片210被這樣地成形，即在風扇輪150 旋轉時空氣被沿軸向從下方吸入。吸入葉片210過渡到流出葉片230中，流出葉片沿著加強面260沿旋轉方向布置。當風扇輪150被置于旋轉中時，流出葉片230使已經沿軸向通過吸入葉片210的空氣在周向上加速，從而被加速的空氣由于離心力的作用沿徑向在流出緣邊240處流出。在流出緣邊240的區域中，流出葉片230可以被鐮刀形地彎曲，以改善該流出。 集成地構造的吸入/流出葉片210，230在上方以偏轉元件270為界。偏轉元件270 在輪轂250的區域中環形地構造并且借助于一種配合連接與葉片210，230或與輪轂250連接。附加地，在該視圖中可以看見的這兩個流出葉片230在它們的流出緣邊240的區域中具有長孔290，在該長孔中配合安置著偏轉機構270的對應的榫銷(栓釘)280，由此在偏轉元件270和流出葉片280之間建立傳力配合連接。風扇馬達160包括定子310和帶有永久磁體330的外轉子320。外轉子320與偏轉元件270 —體地構造并且容納永久磁體330。永久磁體330可以配合安裝到、壓入和/或粘接到外轉子320中。在定子310和永久磁體330之間存在的力矩借助于外轉子320直接地引導到偏轉元件270上并且從那里引導到流出葉片230中，從而風扇輪150被圍繞定子 160驅動。定子310可以抗旋轉地(drehstabil)與一個環繞的結構相連接，以便將風扇130 例如固定在吸氣系統120和/或分配系統140中。軸300抗轉動地與輪轂250和與偏轉元件270連接。這種連接例如可以通過焊接、 粘接、擠壓、卡鎖或通過配合連接來建立；輪轂250也可以注射或澆鑄在軸300上。在其上側處，軸300可轉動地支承在風扇馬達160的定子310上。軸300保證風扇馬達160相對于風扇輪150在軸向上的固定。附加地，軸300傳遞在風扇輪150和風扇馬達160的定子310之間的翻轉力，彎曲力和剪切力。但是，通過在定子310中的可轉動的支承，軸300不傳遞力矩并且尤其是不將驅動力矩從風扇馬達160 傳遞到風扇輪150。圖3顯示了作為圖2的風扇輪150的組成部分的一體式元件340。元件340包括輪轂250，加強面260，以及數個流出葉片230和數個吸入葉片210，其中后者在選擇的視圖中只能夠看見一個局部。吸入葉片210過渡到流出葉片230的一部分中；集成的吸入/流出葉片210/230在輪轂250和加強面260之間延伸。在每兩個與吸入葉片210集成一體的流出葉片230之間構造另一個流出葉片230，該流出葉片在徑向上沒有一直延伸到輪轂250。與吸入葉片210集成地構造的那些流出葉片230設有用于容納榫銷280的長孔290， 該榫銷在圖2中的偏轉元件270上形成，用于在偏轉元件270和流出葉片230之間建立配
合連接。一體的元件340被這樣地設計構造，即它可以容易地在鑄造或壓鑄法中鑄造并且接著無問題地從鑄造模具或壓鑄模子中取出。用于制造集成一體的模制件240的永久模具可以包括一個上部分和一個下部分，其中，在這些部分之間的分離面可以沿著元件340的一個徑向平面延伸或者至少分段地跟隨葉片210/230的上部輪廓。為了制造風扇輪150，圖2中的偏轉元件270可以在一個簡單的加工工序中與一體的元件340連接。通過在榫銷280和長孔290的區域中或在輪轂250的區域中的配合連接，可以將偏轉元件270與一體的元件340快速并且持久地相連接。
權利要求
1.風扇(130)，其包括風扇輪(150)，所述風扇輪具有-帶有進入緣邊(220)的吸入葉片(210)，所述進入緣邊面對著風扇輪(150)的軸向進口方向，和帶有流出緣邊(240)的流出葉片(230)，所述流出緣邊面對著風扇輪(150)的徑向出口方向，和-偏轉元件(270)，其用于將空氣從吸入葉片(210)的作用區偏轉到流出葉片(230)的作用區，其特征在于，-所述偏轉元件(270)與至少一個流出葉片(230)形狀配合地和/或傳力配合地連接。
2.按照權利要求1所述的風扇(130)，其特征在于，至少一個吸入葉片(210)與流出葉片(230) —體地構造。
3.按照權利要求1或2中任一項所述的風扇(130)，其特征在于，所述偏轉元件(270) 借助于配合連接機構(280，290)與流出葉片(230)連接。
4.按照權利要求3所述的風扇(130)，其特征在于，所述配合連接機構(280，290)具有榫銷(280)和與榫銷對應的凹部(290)。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的風扇(130)，其特征在于，吸入葉片(210)和流出葉片(230)形成風扇輪(150)的一體的元件(340)。
6.按照權利要求5所述的風扇(130)，其特征在于，所述一體的元件(340)關于一個與旋轉軸徑向對稱的分離面沒有側凹構造。
7.按照權利要求1至6中任一項所述的風扇(130)，其特征在于，風扇包括風扇馬達 (160)，風扇馬達具有支承所述風扇輪(150)的軸(300)，其中，驅動力矩借助于偏轉元件 (270)被從風扇馬達(160)傳遞到風扇輪(150)。
8.按照權利要求7所述的風扇(130)，其特征在于，風扇馬達包括與偏轉元件(270)傳力配合地連接的外轉子(320)。
9.按照權利要求8所述的風扇(130)，其特征在于，外轉子(320)包括至少一個永久磁體(330)。
10.機動車(110)，其包括一個按照權利要求1至9中任一項所述的風扇(130)。
全文摘要
風扇(130)的風扇輪(150)包括帶有進入緣邊(220)的吸入葉片(210)，所述進入緣邊面對著風扇輪的軸向進口方向，和帶有流出緣邊(240)的流出葉片(230)，所述流出緣邊面對著風扇輪的徑向出口方向，以及與至少一個流出葉片形狀配合地和/或傳力配合地連接的偏轉元件(270)，其用于將空氣從吸入葉片(210)的作用區偏轉到流出葉片(230)的作用區。
文檔編號F04D29/28GK102472289SQ201080033332
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月1日 優先權日2009年7月30日
發明者席爾 A., 路德維希 M. 申請人:羅伯特·博世有限公司