具有減小的軸向尺寸的機(jī)動(dòng)車輛風(fēng)扇的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的風(fēng)扇，包括由從輪轂(4)徑向延伸的多個(gè)葉片(3)形成的葉輪、和葉輪支撐基部，所述葉輪通過促動(dòng)器件繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)且定位在中空柱形腔室內(nèi)，該腔室具有相同的軸線且由附接到基部的軸向壁(25)形成。所述基部包括上游前部壁(22)和外部壁(23)，所述上游前部壁相對(duì)于所述軸線沿徑向平面向外延伸，所述外部壁從所述前部壁軸向地延伸。該風(fēng)扇特征在于，所述前部壁(22)包括界定葉輪的突出部(24)，所述突出部相對(duì)于所述前部壁的平面向上軸向地延伸，且其上游端部比所述葉輪的葉片(3)的上游端部更上游地定位。
【專利說明】具有減小的軸向尺寸的機(jī)動(dòng)車輛風(fēng)扇

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的領(lǐng)域是機(jī)動(dòng)車輛領(lǐng)域，且更特別地，是用于冷卻車輛設(shè)備、特別是其發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流通的領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]具有燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛需要疏散由其操作產(chǎn)生的熱量，且為此目的，該車輛配備有熱交換器，特別是冷卻散熱器，其布置在車輛前部且外部空氣橫穿該冷卻散熱器。為了促使該空氣穿過一個(gè)或多個(gè)換熱器的流通，風(fēng)扇被布置在其上游或下游，本文中上游或下游方向被理解為是指空氣流動(dòng)方向。用來促使空氣流通的葉輪特征在于高吞吐量和低壓力，且使氣流以恰好軸向的方式取向。
[0003]風(fēng)扇通常包括平行六面體形狀的噴嘴或基部，其在其中心處橫穿有中空的柱形腔室，葉輪定位在所述腔室中。該基部用來將風(fēng)扇附接到支撐件，特別是冷卻散熱器或底盤，且還用來支撐電馬達(dá)，所述電馬達(dá)促動(dòng)葉輪并保持所述葉輪旋轉(zhuǎn)所圍繞的軸。而且，在空氣動(dòng)力學(xué)方面，其形成空氣流的前部障礙物，由此迫使空氣流朝向葉輪導(dǎo)向。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)扇中，葉輪是沿下游方向相對(duì)于支撐件的前部平面軸向插置和/或齊平，如圖1至3所示。葉輪配置為使得，在該支撐件的前部壁的上游面上流通的空氣在其流入葉輪時(shí)克服在水平上的偏移(offset in level)。其隨后遵循朝向葉輪的進(jìn)入(plunging)軌跡,這有利于其與主空氣流混合,對(duì)于所述主空氣流來說，沿純軸向方向到達(dá)。
[0005]另一方面，該構(gòu)造的缺點(diǎn)是風(fēng)扇的軸向延伸部過大，基部的側(cè)向壁從該前部平面沿上游方向延伸，所述側(cè)向壁因此比葉輪的上游平面設(shè)置在軸向更上游的位置。由于風(fēng)扇總體尺寸的原因，并考慮到對(duì)此在機(jī)動(dòng)車輛前端部設(shè)備上設(shè)置的嚴(yán)格限制，重要的是優(yōu)化風(fēng)扇的軸向尺寸，但同時(shí)不降低其空氣動(dòng)力性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目標(biāo)是通過提供改進(jìn)的風(fēng)扇以最小化的軸向尺寸克服這些缺陷。
[0007]為此，本發(fā)明的主題是一種用于機(jī)動(dòng)車輛的風(fēng)扇，其包括由多個(gè)葉片形成的葉輪和支撐所述葉輪的基部，所述葉輪繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述基部包括上游前部壁和外部壁，所述上游前部壁相對(duì)于所述軸線在徑向平面中向外延伸，所述外部壁從所述前部壁軸向地延伸。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，所述前部壁具有界定葉輪的突出部，所述突出部相對(duì)于所述前部壁的平面在上游軸向地延伸，且其上游端部比所述葉輪的葉片的上游端部更上游地設(shè)置。
[0009]在前部壁的內(nèi)部水平處的該突出部的存在使得可以，在限制空氣動(dòng)力損失的同時(shí)，將壁的外部部分沿下游方向向后設(shè)置，并由此將其外部壁向后設(shè)置，所述外部壁直接參與風(fēng)扇軸向尺寸的限定。
[0010]根據(jù)可以共同地或分開地采用的各實(shí)施例:
[0011]-所述突出部是圓形的，圍繞葉輪，
[0012]-葉片外部地連接到輪緣，
[0013]-所述前部壁軸向地定位在與葉片和/或輪緣的所述上游端部相同的平面中，
[0014]-所述前部壁軸向地定位在葉片和/或輪緣的所述上游端部的下游，
[0015]-葉輪定位在中空柱形腔室內(nèi)，該中空柱形腔室具有同一軸線且由軸向壁形成，該軸向壁附接到基部使得所述柱形腔室設(shè)置為特別地面對(duì)葉片的外端部。
[0016]-所述突出部具有軸對(duì)稱肋的形式，其整個(gè)徑向地設(shè)置在輪緣的或葉片的外端部之外，并附接到所述柱形腔室的軸向壁，
[0017]-所述肋在徑向剖面中具有一形狀，該形狀的斜率在所述上游前部壁和所述軸向壁之間連續(xù)可變。
[0018]-所述肋沿軸向方向附接到所述軸向壁，或在其與所述軸向壁的結(jié)合處在徑向平面中取向，
[0019]-所述突出部具有軸對(duì)稱肋的形式，其延伸直到內(nèi)徑向端部，該內(nèi)徑向端部徑向地定位在輪緣的或葉片的外端部內(nèi)側(cè)，以便特別地被附接到柱形腔室的軸向壁，
[0020]-軸對(duì)稱肋形成用于在輪緣與軸向壁之間流通的流的引導(dǎo)管道，
[0021]-所述軸對(duì)稱肋在徑向剖面中具有一形狀，該形狀的斜率在所述上游前部壁的徑向部分和其內(nèi)徑向端部之間連續(xù)可變，
[0022]-所述肋從所述內(nèi)徑向端部沿軸向方向附接到所述軸向壁，
[0023]-所述肋在其內(nèi)徑向端部處在徑向平面中取向。
[0024]如以上進(jìn)一步指明的，所述前部壁有利地軸向定位在葉片和/或輪緣的所述上游端部的下游。前部壁的這種完全向后設(shè)置的位置使得可以減小風(fēng)扇的軸向尺寸。
[0025]本發(fā)明還涉及包括如上所述的風(fēng)扇的機(jī)動(dòng)車輛冷卻模塊。機(jī)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)組冷卻模塊是特別地包括風(fēng)扇和熱交換器的組件，所述熱交換器比如冷卻散熱器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]通過參考所附示意圖并借助非限制性且純說明性示例給出的本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的以下詳細(xì)解釋性描述，將更好地理解本發(fā)明，且本發(fā)明的其他目的、細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯。
[0027]在這些圖中:
[0028]圖1是從上游方向顯示的、根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于機(jī)動(dòng)車輛的風(fēng)扇的前視圖；
[0029]圖2是圖1的風(fēng)扇的徑向剖面的示意圖；
[0030]圖3是圖2的簡化示意圖；
[0031]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于機(jī)動(dòng)車輛的風(fēng)扇的透視圖；
[0032]圖5是第一實(shí)施例中的圖4的風(fēng)扇的徑向剖面的簡化示意圖；
[0033]圖6是第一實(shí)施例的變形形式中的圖4的風(fēng)扇的徑向剖面的簡化示意圖；
[0034]圖7是第二實(shí)施例中的圖4的風(fēng)扇的徑向剖面的簡化示意圖；
[0035]圖8是第二實(shí)施例的變形形式中的圖4的風(fēng)扇的徑向剖面的簡化示意圖；和
[0036]圖9是第一實(shí)施例的另一變形形式中的圖4的風(fēng)扇的徑向剖面的簡化示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]圖1示出了風(fēng)扇I的前視圖，其中葉輪插入在中空柱形腔室內(nèi)，所述腔室布置在平行六面體形狀的基部2的中心處。基部具有基本平面的前部壁22和外部壁23，所述前部壁面對(duì)通風(fēng)氣流，且外部壁圍繞前部壁22并形成用于饋送空氣進(jìn)入風(fēng)扇I的管道。風(fēng)扇的葉輪包括一系列葉片3，所述葉片在它們中心端部處附接到輪轂4，且在這里，在它們外周端部處附接到圓形輪緣5。風(fēng)扇I由促動(dòng)器件驅(qū)動(dòng)繞中心軸線6轉(zhuǎn)動(dòng)，所述促動(dòng)器件特別是電馬達(dá)7(圖2中可見)。
[0038]圖2示出了定子導(dǎo)葉8，其定位在葉片3的下游，其目的是用作電馬達(dá)7的支撐件并用作離開風(fēng)扇的空氣流的引導(dǎo)件。
[0039]如在所有風(fēng)扇上一樣，存在空氣再流通流，其從風(fēng)扇的下游方向通至上游，同時(shí)圍繞葉片3的端部行進(jìn)，且其應(yīng)該被最小化。為此目的，已經(jīng)提出了一種四分之一圓環(huán)體形式的環(huán)9，其在圖2中可見，該環(huán)9布置在葉片2的下游端部與定子導(dǎo)葉8的上游端部之間，且其從外部壁朝向風(fēng)扇的內(nèi)側(cè)徑向地延伸。該四分之一圓環(huán)體9具有這樣的目的，利用科恩達(dá)效應(yīng)，優(yōu)先使葉片2下游的空氣流朝向定子8偏轉(zhuǎn)，并由此阻止其向外周沿基部2的壁的方向取向，并阻止其供應(yīng)再流通回路?？贫鬟_(dá)效應(yīng)包括，當(dāng)流體射流流通到靠近壁時(shí)，由流體射流被壁吸引。這通常用于產(chǎn)生射流取向的偏轉(zhuǎn)，選擇用于壁的彎曲壁，在這里這是環(huán)9的四分之一圓環(huán)體形狀的情況。
[0040]為了進(jìn)一步減少該再流通流，輪緣5已經(jīng)在徑向剖面中被給定了 L形狀，其軸向分支形成用于葉片3的端部的支撐件，且其徑向分支覆蓋支撐件2的徑向最內(nèi)柱形部分21。該內(nèi)部徑向部分21形成圓柱形腔室，葉輪定位在該腔室中。為了容納輪緣5的徑向分支，支撐件2因此被修改為引入了由其內(nèi)徑向部分21和其前部壁22之間的L形狀挖切部形成的輪緣。該L形狀挖切部具有第一徑向壁26，其平行于輪緣5的徑向分支；和軸向壁25，其面對(duì)輪緣的徑向分支的該端部且其連接到基部的前部壁22。最后，如上所述，外部壁23附接到前部壁22的外徑向端部，所述外部壁軸向地延伸并形成用于將空氣饋送到風(fēng)扇中的管道。軸向地，該外部壁23從前部壁22延伸過一長度，該長度通過對(duì)組件的機(jī)械強(qiáng)度考慮而確定，且其不能在沒有有害后果的情況下被降低。
[0041]輪緣5的上游面與外部壁23的上游端部之間的得到的軸向間隔增大了風(fēng)扇的總體軸向尺寸山如圖3所示。這正是本發(fā)明提出要校正的。
[0042]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的風(fēng)扇。如在現(xiàn)有技術(shù)中的情況，基部2的前部壁22不是平面的，但在其內(nèi)徑向端部處其具有唇部24形式的突出部，突出部從前部壁22向上游延伸且其沿軸向方向被連接到支撐件2的L形挖切部的軸向壁25。因此，相比于現(xiàn)有技術(shù)，支撐件2的前部壁22關(guān)于輪緣5的上游面在上游方向上處于不太靠前的位置。另外，因此，對(duì)于外部壁23來說(其從該前部壁延伸且其可具有與現(xiàn)有技術(shù)相同的軸向延伸部)也關(guān)于輪緣5或輪轂4的上游面在軸向上不太靠前。由此風(fēng)扇的軸向尺寸d被減小。
[0043]圖5以簡化的方式示出了第一實(shí)施例中的風(fēng)扇的第一變形形式。根據(jù)該變形形式，唇部24在從外周向內(nèi)行進(jìn)時(shí)以一形狀彎曲，該形狀的斜率連續(xù)地變化，沒有中斷，直到沿軸向方向與軸向壁25相接同時(shí)與之正切。
[0044]在圖6中，其顯示了第一實(shí)施例的第二變形形式，前部壁22的軸向位置相對(duì)于第一變形形式不變，以便保持在總體軸向尺寸d方面獲得的節(jié)省。但是，與第一變形形式對(duì)照，唇部24在其斜率中具有中斷，在其與L形挖切部的軸向壁25的連接處具有直角。由此，唇部的斜率連續(xù)地改變直到達(dá)到徑向取向，精確地說，直到在唇部連接到徑向壁25處。
[0045]在第一變形形式中，沿前部部分行進(jìn)的空氣承受與唇部24的曲線形狀相關(guān)的科恩達(dá)效應(yīng)，且隨著其到達(dá)葉片3的端部處，被更軸向地引導(dǎo)，由此有利于其與橫穿葉片的主空氣流混合。對(duì)于該第二變形形式來說，其促進(jìn)了在葉片的端部處的流通空氣朝向主流的返回，注入在再流通回路上方沿前部壁22以徑向方向流通的流。
[0046]對(duì)圖7和8而言，其示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的兩個(gè)變形形式。在該第二變形形式中，唇部24在其最上游部分處朝向風(fēng)扇內(nèi)側(cè)延伸，使得其突出超過并覆蓋輪緣5的外徑向端部。圖7圖示了第一變形形式，如上所述，其具有圓角的頂點(diǎn)，該頂點(diǎn)是彎曲的，沿軸向方向的方向朝向內(nèi)側(cè)而來。超過該頂點(diǎn)，唇部24終止于拐入點(diǎn)(turned-1n point)，從該拐入點(diǎn)，唇部24朝向外側(cè)返回同時(shí)被導(dǎo)向下游，以便與沿軸向取向的L形挖切部的徑向壁25相接。如在第一實(shí)施例中那樣，該圓角形狀使得，沿前部壁22流通的空氣流可以得益于科恩達(dá)效應(yīng)并以更軸向的方向使空氣流變直。
[0047]圖8圖示了第二實(shí)施例的第二變形形式，其如上地在唇部頂點(diǎn)處具有徑向取向。以相同方式，其具有拐入點(diǎn)并向外返回同時(shí)向下游導(dǎo)向，以便與沿軸向取向的L形挖切部的徑向壁25相接。對(duì)于該第二變形形式來說，通過注入在再流通回路上方沿著前部壁22以徑向方向流通的流，其也促進(jìn)了流通空氣在葉片的端部處朝向主流的返回。
[0048]在上述圖5至8中，前部壁22軸向地定位在與葉片3和/或輪緣5的所述上游端部相同的平面中。
[0049]如圖9所示，這還可以設(shè)置在下游。這里示出了與圖5的突出部相同的突出部，但其當(dāng)然可以為具有不同形狀的突出部，比如圖6至8中所示的那些。
[0050]因此，本發(fā)明的原理包括，通過向下游偏置前部壁22，且更特別地，偏置其上游面，形成平行六面體支撐件2的前部面，同時(shí)保持外部壁23的相同長度，而關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)減小風(fēng)扇的軸向尺寸。為了補(bǔ)償前部壁22的該偏置，并再次獲得改進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)操作(其與在外周輪緣5上方在前部壁22上流通的空氣的注入相關(guān)聯(lián))，唇部24被引入在該前部壁22的內(nèi)徑向端部處。該唇部具有肋的形式，例如為帶圓角的圓形肋，其在前部壁22上方上游軸向地延伸且在這里以軸向取向連接到面對(duì)輪緣5的軸向壁25。由此，在前部壁22上流通的空氣在上游被增強(qiáng)，以在沒有產(chǎn)生旋渦的情況下注入主空氣流，且因此在該主流中產(chǎn)生盡可能少的擾動(dòng)。
[0051]在第二實(shí)施例中，唇部24在輪緣5的外徑向端部上方延伸，由此形成用于再流通流的引導(dǎo)管道，所述再流通流在輪緣5和支撐件2的軸向壁25之間流通。而且，其用作再流通流與在前部壁22上流通的流(在其注入到橫穿葉片3的主流之前)之間的分離件。
[0052]在第二實(shí)施例的未示出的變形形式中，可以在唇部24的在拐入點(diǎn)和軸向壁25之間延伸的部分下方安裝引導(dǎo)件，以便使再流通流變直并阻止其通過輪緣的夾帶效應(yīng)而獲得切向速度。這些引導(dǎo)件是基本徑向取向的板，其從唇部24的內(nèi)圈延伸，且在該圈相對(duì)的側(cè)上具有面對(duì)輪緣5的端部的斜的或彎曲的邊緣。通過降低再流通流的切向分量，由此可以更好地管理其與主流的混合。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的風(fēng)扇，包括由多個(gè)葉片(3)形成的葉輪和支撐所述葉輪的基部(2)，所述葉輪繞旋轉(zhuǎn)軸線(6)旋轉(zhuǎn)，所述基部包括上游前部壁(22)和外部壁(23)，所述上游前部壁相對(duì)于所述軸線在徑向平面中向外延伸，所述外部壁從所述前部壁軸向地延伸， 其特征在于，所述前部壁(22)具有界定葉輪的突出部(24)，所述突出部相對(duì)于所述前部壁的平面在上游軸向地延伸，且其上游端部比所述葉輪的葉片(3)的上游端部更上游地設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇，其中所述突出部是圓形的，圍繞所述葉輪。
3.如權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇，其中葉片(3)在外部連接到輪緣(5)。
4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)扇，其中所述前部壁(22)軸向地定位在與葉片(3)和/或輪緣(5)的所述上游端部相同的平面中。
5.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)扇，其中所述前部壁軸向地定位在葉片(3)和/或輪緣(5)的所述上游端部的下游。
6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)扇，其中葉輪定位在中空柱形腔室內(nèi)，該腔室具有同一軸線且由附接到基部(2)的軸向壁(25)形成。
7.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇，其中所述突出部具有軸對(duì)稱肋(24)的形式，其整個(gè)徑向地設(shè)置在輪緣(5)的或葉片(3)的外端部之外，并附接到所述柱形腔室的軸向壁(25)。
8.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)扇，其中所述肋(24)在徑向剖面中具有一形狀，該形狀的斜率在所述上游前部壁(22)和所述軸向壁(25)之間連續(xù)可變。
9.如權(quán)利要求7或8所述的風(fēng)扇，其中所述肋(24)沿軸向方向附接到所述軸向壁，或在其與上述軸向壁的結(jié)合處在徑向平面中取向。
10.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇，其中所述突出部具有軸對(duì)稱肋(24)的形式，其延伸直到內(nèi)徑向端部，所述內(nèi)徑向端部徑向地定位在輪緣(5)的或葉片(3)的外端部內(nèi)側(cè)。
11.如權(quán)利要求10所述的風(fēng)扇，其中軸對(duì)稱肋(24)形成用于輪緣(5)與軸向壁(25)之間流通的流的引導(dǎo)管道。
12.如權(quán)利要求11所述的風(fēng)扇，其中所述軸對(duì)稱肋(24)在徑向剖面中具有一形狀，該形狀的斜率在所述上游前部壁(22)的徑向部分和其內(nèi)徑向端部之間連續(xù)可變。
13.如權(quán)利要求10至12中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇，其中所述肋沿軸向方向附接到所述軸向壁(25)。
14.如權(quán)利要求10至12中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇，其中所述肋在其內(nèi)徑向端部處在徑向平面中取向。
15.一種機(jī)動(dòng)車輛冷卻模塊，其包括如前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的風(fēng)扇。
【文檔編號(hào)】F04D29/16GK104302925SQ201380025450
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月16日
【發(fā)明者】D.斯庫爾尼克 申請(qǐng)人:法雷奧熱系統(tǒng)公司