CN103620229A - 具有强化的罩条的机动车辆风扇叶轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机动车辆的一种风扇（34），该风扇尤其是内燃机的主风扇。风扇（34）包括具有外环（10）的风扇叶轮（2），该外环具有在形成径向臂（14）和轴向臂（12）的情况下基本上为L形的环横截面。径向臂（14）在自由端侧具有横截面扩大部（16）。

Description

具有强化的罩条的机动车辆风扇叶轮

技术领域

本发明涉及机动车辆的一种风扇，尤其是内燃机的主风扇，该风扇具有包括外环的风扇叶轮。

背景技术

具有内燃机的机动车辆在工作中具有显著的放热。为了保持内燃机的工作温度，通常使用冷却剂，该冷却剂又必须被冷却。这借助于冷却空气进行，该冷却空气吹拂过与冷却剂处于热交换的散热片延伸，该散热片与冷却剂处于热交换。这是因为尤其在机动车辆的很小的速度小的情况下，用作冷却空气的行驶风对于用于冷却通常是不足的，例如由DE 10 2004 034 733 A1已知，在包括散热片的冷却器上通过冷却器框紧固有产生附加的空气流的风扇。

通常，框体具有一个基本上圆形的凹槽，在该凹槽内存在风扇的风扇叶轮。风扇叶轮所在的平面在这种情况下基本上平行于冷却器。一个与风扇叶轮连接的电动机通常在端侧上借助于螺钉固定在刚性保持部上，其中该保持部通过例如径向地、切向地或者曲线形地延伸的横梁保持在凹槽的中心。横梁再与框体牢固地连接。

在DE 10 2004 0005 028 A1中描述了一种备选的紧固装置，在这种紧固装置的情况下通过保持部把马达夹持在端侧上。而在DE 102005 008 794 A1中提出一种电动机，该电动机的壳体部分部分地通过框本身形成。

DE 10 2007 031 462 A1公开一种风扇叶轮，该风扇叶轮的风扇叶片在径向的外侧上被外环围绕，该外环又为了利用改进了的空气流而在框的槽内延伸。风扇叶轮和框之间的间距必须基于制造公差选择得相对较大，由此保证有序的工作。其他构造设置，借助于刷形密封将风扇叶轮和框体之间的气隙密封，这导致高磨损。

发明内容

本发明的任务在于：提供特别合适的风扇以及附属的风扇叶轮。

涉及风扇的任务根据本发明通过权利要求1的特征解决。有利的改进方案和设计方案是引用权利要求1的从属权利要求的主题。涉及风扇叶轮的任务根据本发明通过权利要求6的特征解决。

风扇（其尤其实施为内燃机的主风扇）包括风扇叶轮，该风扇叶轮优选地借助常规的电动机而处于旋转运动中。然而同样可以考虑的是直接或间接用于推进机动车辆的内燃机本身驱动风扇叶轮，例如通过皮带或传动机构。风扇叶轮包括多个风扇叶片，借助于这些风扇叶片在风扇叶轮的旋转运动的情况下产生空气流。在圆周侧，风扇叶片借助于外环连接，其中，外环具有一个L形的环横截面。

环横截面基本上由径向臂和轴向臂形成，在该轴向臂上联接有风扇叶片。轴向臂尤其与风扇叶轮的旋转轴线平行地延伸，并且以空心柱形的方式围绕风扇叶片。径向臂基本上与轴向臂垂直地延伸，并且尤其在相对旋转轴线的径向方向上延伸。径向臂在一侧与轴向臂连接。在自由端侧，也就是在径向臂的与轴向臂相对置的那一侧上（其中径向臂的自由端部优选地比位于轴向臂附近的端部更加远离旋转轴），径向臂具有横截面扩大部。横截面扩大部导致径向臂的提高的稳定性，从而在风扇叶轮的旋转运动的情况下径向臂具有相对较小的振动。可以看出，由此避免干扰性的噪音和不平衡性。此外，在风扇的工作过程中，径向臂的提高的稳定性导致其在旋转轴线的方向上较小的变形。

有利的是，径向臂的背离轴向臂的那一侧是平的，并且因此横截面扩大部使得径向臂的面对轴向臂的那一侧在自由端侧具有凸起。例如，横截面扩大部是***、矩形或三角形的。合适的是，横截面扩大部在径向臂上成型并且尤其与径向臂一体式地成型。尤其是风扇叶轮一体式地由塑料制造。横截面扩大部因此是在径向臂的自由端部上的弯曲部[M2]。

合适的是，横截面扩大部基本上在圆周侧上环绕。换言之，在沿着风扇叶轮的旋转轴线穿过外环的每个任意的横截面的情况下，存在径向臂的横截面扩大部。尤其是，在这种情况下横截面扩大部是恒定的。然而同样可以考虑的是横截面扩大部不形成为环绕的，而是形成为按照齿或锯齿的形式多次中断的。因此，径向臂仅仅在某些横截面的情况下沿着旋转轴线具有横截面扩大部。在这种情况下，锯齿可以不规则地在圆周侧沿着外环的圆周布置。锯齿的间距因此而变化。但是，锯齿之间的恒定的间距也是可能的。

在本发明的有利的实施方式中，径向臂过渡成轴向臂。在过渡区域中，外环包括横截面缩小部，该横截面缩小部具有例如卷边的形式。尤其是在外环一体地并且以相对较热的方式生产的情况下（例如在注塑方法中），外环倾向于在冷却过程中发生不期望的变形，该变形也称为挠曲。在没有横截面缩小部的、具有L形横截面的外环的情况下，两个臂向彼此弯曲，这导致两个臂之间的角度的不期望的缩小。该横截面缩小部用于正面地影响挠曲以使得在主要均匀冷却的情况下不发生或者至少相对较小地发生挠曲。因此，在冷却时两个臂之间的角度以及外环的形状基本上保持恒定。在径向臂和轴向臂之间的过渡区域中，横截面缩小部在外环上的引入也可以独立于径向臂的自由端侧横截面扩大部而进行，并且被视为独立的发明。

在本发明的特别有利的实施方式中，径向臂，尤其是径向臂的面对轴向臂的那一侧，具有横截面缩小部。合适的是，横截面缩小部环绕地以卷边的形式引入径向臂中。在径向臂的横截面缩小部和横截面扩大部之间存在具有正常横截面的区域。因此，径向臂具有至少三个带有不同的横截面的区域，其中横截面从径向臂的自由端向距离轴向臂最近的区域减小。在这种情况下，尤其是径向臂的背离轴向臂的那一侧是平的。

在本发明的优选实施方式中，风扇具有一个带有框体和框环的框。在这里，框环应当理解为框体内的凹部，其中该凹部环形地围绕框体内的凹槽延伸。径向臂至少部分地伸入框环内，并且优选地基本上平行于围绕框环的框体的表面。在这种情况下，沿着借助于风扇产生的空气流，径向臂基本上位于轴向臂前方。尤其是，借助于径向臂的横截面扩大部，在框和风扇叶轮之间产生的气隙被部分地填充。由于径向臂的提高的稳定性以及因此带来的在风扇工作时减小的变形，可以在框和风扇叶轮之间选择相对较小的间距，这导致相对较小的气隙。以这种方式，空气流通过外环引导并且产生外环和框之间的相对较小的所谓空气泄漏形式的空气流损失。因此，借助于风扇提供相对有效的空气流。

附图说明

下面参考附图详细地阐述本发明的实施例。在附图中：

图1立体地示出具有外环的风扇叶轮；

图2立体地、片段式地示出L形外环的备选实施方式；

图3以截面图示出框内的风扇叶轮；并且

图4以更大的比例示出出自图3的片段IV，其中具有部分地***框环中的外环。

彼此相应的部分在所有的图中设置相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中立体地示出了风扇叶轮2，该风扇叶轮一体地由塑料、尤其是聚酰胺制造。风扇叶轮2在其制造过程中被相对较强地加热。例如，将风扇叶轮2挤压、注塑或者在压注方法中制造。围绕中心轮毂4布置多个风扇叶片6。在轮毂4上可以连接电动机8（图3），该电动机因而与风扇叶轮2处于作用连接。风扇叶片6各自如此形成，即，使得在风扇叶轮2围绕轮毂4沿着旋转轴线x的旋转运动的情况下借助于电动机8沿着旋转轴线x产生空气流。风扇叶片6被外环10环绕，该外环还用于风扇叶片6在旋转运动时的稳定。借助于外环10引导空气流，并且改进风扇叶轮2的空气动力学性质。

外环10具有一个带有径向臂12和轴向臂14的L形横截面。轴向臂12平行于旋转轴线x并且与风扇叶片6形成连接。径向臂14垂直于轴向臂12布置，并且从位于风扇叶轮2的中心的轮毂4在径向方向y上向外延伸出去。在这种情况下，径向壁14与轮毂4的距离基本上大于轴向臂12与轮毂4的距离。在自由端侧，径向臂具有弯曲部形式的横截面扩大部16。横截面扩大部16实施成完全环绕的。换言之，如果该横截面扩大部16从径向臂14卸下，该横截面扩大部16将形成一个封闭的环。借助于横截面扩大部16，将轴向壁12的外缘稳定化，从而在风扇叶轮2的旋转运动的情况下不产生或者仅仅相对微弱地产生径向臂14的振动。此外，在风扇叶轮2旋转运动时，径向臂14在旋转轴线x的方向上被相对较小地弯曲。在径向臂14和轴向臂12之间的过渡部18的区域中，外环10具有一个卷边形式的横截面缩小部20。在风扇叶轮2冷却时，它倾向于发生变形。借助于横截面缩小部20抵抗这种变形，从而轴向臂12和径向臂14之间的角度在冷却时保持恒定并且因此在冷却后对应于风扇叶轮2的在制造时的角度。在横截面缩小部20和横截面扩大部16之间存在径向臂14的具有正常横截面22的区段。

图2片段式地、立体地示出外环10的备选实施方式，其中，外环10沿着一个沿着旋转轴线x的平面被切割。横截面缩小部20在它那一侧具有基本上矩形的横截面，并且完全引入径向臂14中。与此相对，轴向臂12的横截面是基本上恒定的。在径向臂14和轴向臂12之间的过渡部18的区域中，外棱边被倒圆。

径向臂14的具有正常横截面22的区域直接与横截面缩小部20毗邻地延伸。正常横截面基本上等于轴向臂12的横截面。与在图1中示出的横截面扩大部16相比，在图2中示出的横截面扩大部16不是环绕的。横截面扩大部16沿着外环10的圆周存在于径向臂14的某些区域上。以这种方式，横截面扩大部16形成多个齿24，其各自之间的间距如这里所示是可变的，或者也可以是恒定的。同样，齿24沿着圆周或者在径向方向上的长度的变化也是可能的。以这种方式，可以例如消除或者有针对性地招致风扇叶轮2的不平衡性。

横截面缩小部20和横截面扩大部16两者均存在于径向臂14的面对轴向臂12的那一侧上。以这种方式，在径向臂14的背离轴向壁12的那一侧上产生平的表面。

图3沿着图2中阐述的截面以截面图片段式地示出风扇叶轮2。图4示出来自图3的扩大的片段。例如，在这里横截面扩大部16（与图1中所示的横截面扩大部16相比）是完全环绕的。同样示出了具有框体30的框28的框环26。在这里，框环26指的是框体30内的凹部，该凹部以环形围绕框体30内的凹槽32延伸，其中风扇叶片6位于凹槽32内。径向臂14部分地伸入框环26内，其中径向臂14的平的一侧基本上平行于框体30的表面并且位于在径向方向y上延伸的平面中，其中旋转轴线x垂直于该平面。借助于风扇叶轮2产生的空气流借助于框28穿过凹槽32而转向，其中径向臂14沿着空气流位于轴向臂12前方。由于横截面扩大部16导致的径向臂14的相对较大的稳定性，可以在框28和风扇叶轮2之间选择相对较小的间距，而不至于在风扇叶轮2旋转运动时中使风扇叶轮在框28上摩损。以这种方式，将空气流相对有效地穿过框28转向，并且空气流在风扇叶轮2的边缘区域中产生相对较小的所谓空气泄漏形式的损失。

以未详细地示出的方式和方法，框28和电动机8以及风扇叶轮2均是具有内燃机的机动车辆的风扇34的组件，该内燃机直接地（例如通过传动）或者间接地根据所谓的混合驱动方式驱动该机动车辆。借助于风扇34，将内燃机直接或间接冷却。间接冷却通过如下方式进行：内燃机通过冷却液冷却，该冷却液为了其自身的冷却与常规的冷却器形成热交换。将风扇34、具体地说框28安装在冷却器上。借助于风扇34产生的空气流穿过冷却器流动并因此将其冷却。

本发明不限于以上所述的实施例。相反，也可以由本领域技术人员从中得出本发明的其他变化方案而不偏离本发明的主题。此外，尤其是，所有结合实施例描述的单个特征也都可以以其他的方式彼此组合而不偏离本发明的主题。

附图标记列表

2  风扇叶轮

4  轮毂

6  风扇叶片

8  电动机

10 外环

12 轴向臂

14 径向臂

16 横截面扩大部

18 过渡部

20 横截面缩小部

22 正常横截面

24 齿

26 框环

28 框

30 框体

32 凹槽

34 风扇

x  旋转轴线

y  径向方向

Claims (6)

1.机动车辆的一种风扇（34），尤其是内燃机的主风扇，所述风扇具有包括外环（10）的风扇叶轮（2），其特征在于，所述外环（10）具有在形成径向臂（14）和轴向臂（12）的情况下基本上为L形的环横截面[w1]，其中所述径向臂（14）在自由端侧具有横截面扩大部（16）。

2.根据权利要求1所述的风扇（34），其特征在于，所述横截面扩大部（16）基本上在圆周侧环绕地实施。

3.根据权利要求1或2所述的风扇（34），其特征在于，在所述径向臂（14）和所述轴向臂（12）之间的过渡部（18）的区域中，将横截面缩小部（20）引入所述外环（10）中。

4.根据权利要求3所述的风扇（34），其特征在于，所述径向臂（14）具有横截面缩小部（20）以及带有正常横截面（22）的臂区段，其中，具有所述正常横截面（22）的所述臂区段在所述横截面缩小部（20）和所述横截面扩大部（16）之间延伸。

5.根据权利要求1至4中任一所述的风扇（34），其特征在于具有框环（26）的框（28），所述径向臂（14）至少部分地伸入所述框环内，其中，所述径向臂（14）沿着借助于所述风扇（34）所产生的空气流基本上位于轴向臂（12）前方。

6.用于根据权利要求1至5中任一所述的机动车辆的风扇（34）的一种风扇叶轮（2）。

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