CN102597531B - 轴向换气扇 - Google Patents

Abstract

一种换气扇(1)包括电动机(2)，电动机(2)包括壳体(4)、位于壳体(4)内围绕转动轴线(R)转动的转子、与转子成一体且具有从壳体(4)中突出的至少一个端部(6)的轴(5)，换气扇(1)包括风扇，该风扇装备有多个叶片(7)、用于安装叶片(7)的毂(8)，毂(8)包括用于连接到轴(5)的底壁(9)和至少一个从底壁(9)延伸出的周界部分(11)以形成用于连接叶片(7)的基部；毂(8)由刚性圆盘(8)形成，并包括多个基部(11a)，它们从各个叶片(7)处的底壁(9)延伸出以形成连接表面，用来将每个叶片(7)连接到底壁(9)。

Description

轴向换气扇

技术领域

本发明涉及轴向换气扇，具体来说，涉及用于汽车应用中的电动轴向换气扇。

背景技术

本说明书中提及的现有技术的换气扇例如是图8中标记为100所图示的换气扇，该换气扇包括轴向风扇101和驱动风扇的电动机102。

电动机具有大致圆柱形的壳体、定子单元和转子单元，定子和转子单元都容纳在壳体中，轴从壳体中伸出并被转子单元转动地驱动。

风扇具有与电动机轴同轴的连接毂103和径向地从毂延伸的多个叶片。

通常地，风扇毂呈杯形，即，它具有连接到电动机轴的底壁104和大致圆柱形侧壁105，叶片从侧壁105中延伸出来。

为了限制换气扇的轴向尺寸，电动机至少部分地容纳在毂内，并被毂本身的侧壁包围，毂从底壁朝向电动机延伸。

管形间隙106形成在电动机壳体和风扇毂之间，即，形成在壳体和毂侧壁之间，以使风扇可自由地转动。

该类型的换气扇在诸如农业机械或运土机械的大功率(重载)应用中具有某些缺点。

事实上，在这些应用中，换气扇的性能由于诸如稻草、灰尘、脏物、泥土等外来物进入而严重地降低，外来物进入到间隙106内，因而阻止风扇顺利地相对于电动机壳体转动。

在这些情形中，风扇和壳体之间的摩擦增加，空气动力学特性降低，电动机运转而可能使转子被夹住，最终造成损坏。

为了克服这些缺点，已经开发出如专利EP1718872中描述的风扇，该专利申请人与本发明为同一申请人。该专利涉及一种轴向风扇，其中毂的底壁上具有开口，在使用过程中积聚在风扇和电动机之间的脏物可从开口中排出。

然而，如果在大功率条件下长时间使用，则诸开口趋于变得堵塞，最终使得风扇停止运行。

在其它的现有技术方案中，风扇毂被密封起来，并形成为箱形体。

以下文献描述和图示了该类型毂的各种实例：US-A-2664961，US-A-3006417，US-A-3904314，US-A-4610600，US-A-3231022，US-A-2495433，GB-A-630773和GB-A-716389。

另一现有技术风扇101的细节图示在图8a中。在该风扇中，毂103由大致T形截面107回转生成。

在实践中，壁109形成带有圆盘108的单一部分，并允许叶片110连接到圆盘108上。

然而，在该方案中，如图所示，也形成了间隙111，间隙最终被诸如泥土、脏物、沙等填满，导致风扇101失衡；图8a中所示的风扇101还形成有加强肋112。

发明内容

在本文中，本发明的主要技术目的是提出没有上述缺点的轴向换气扇。

本发明的一个目标是提出一种轴向换气扇，其可限制会导致风扇停止的脏物积聚的风险。

本发明的另一个目标是提出一种轴向换气扇，其限制发生积聚脏物增加摩擦和失衡以及导致振动和/或噪音的风险。

本发明的又一目标是提出一种轴向换气扇，其可在存在有泥土、灰尘、脏物等的情况下，在重载的应用中连续地使用。

上述本发明的技术目的和目标基本上由如根据本发明的所述的换气扇来实现。

附图说明

参照如附图中所示的换气扇的优选非限制性实施例，从以下详细描述中将会更加明白本发明其它的特征和优点，附图中：

图1是根据本发明换气扇的示意立体图；

图2是不同的示意立体图，为了更好地图示出图1换气扇的其它零件，某零件已被切去；

图3是合适截断的上述附图中换气扇的示意剖视图；

图4在横截面图中示出根据本发明换气扇的第二实施例的细节；

图5在横截面图中示出根据本发明换气扇的第三实施例；

图6在俯视的立体图中示出根据本发明换气扇的第四实施例；

图7是从图6换气扇的风扇下面观察到的立体图；

图8是现有技术的换气扇的示意立体图；

图8a是现有技术的风扇细节的示意剖视图；

图9在俯视的立体图中示出根据本发明换气扇的第五实施例；

图10是从图9换气扇的下面观看的立体图；

图11是图9和10换气扇的示意侧视图；

图11a是合适截断的图11中换气扇的示意剖视图。

具体实施方式

参照附图，附图标记1表示根据本发明的换气扇。

较佳地，换气扇1是大功率的换气扇，即，其设计用于稻草、脏物、泥土、灰尘、水和其它外来物可能妨碍换气扇1正常发挥功能的工况中。

换气扇1包括电动机2和风扇3，风扇3由电动机2驱动而旋转。

示意地，电动机2包括壳体4、定子(未示出)和转子(未示出)，转子围绕转动轴线R可转动地位于壳体4内。

电动机2基本上是公知是类型，因此仅对理解本发明是必要的时候才予以描述。

电动机2的转子包括轴5，轴的端部6从壳体4中伸出，风扇3连接到该端部。

风扇3包括多个叶片7和用于安装叶片7和将风扇3连接到轴5上的毂8。

特别地如图3和4所示，毂8具有底部或壁9和周界部分或壁11，底部9形成有孔10以使其配装到轴5上，而周界部分11从底部9中延伸出来。

叶片7通过周界部分11连接到底部9，在毂8中周界部分11形成连接叶片7的基部。

如图1至5所示，周界部分11基本上为圆柱形，并形成用于安装叶片7的圆柱形壁12。

如图中清晰地所示，壁12在关于底壁9本身与壳体4相对的侧边上从底壁9延伸。

换句话说，底壁9和圆柱形壁12给予毂8杯形，该杯形延伸在与电动机2相对的侧上，因此它不容纳在杯形内。

如图所示，底壁9具有光滑的外表面。

更精确地说，底壁9从几何的意义上说是光滑的，即，它不具有突瘤、突出物、凹陷等。

为了防止外来物找到路径进入毂8内，换气扇1包括用来闭合圆柱形壁12的盖子13，如图1、3、4和5所示。有利的是，正如随着描述的进展将会变得更加清晰，盖子13的外表面是光滑的。

在实践中，盖子13关闭与底壁9相对侧上的周界部分11。

底壁9、周界部分11，或具体来说，圆柱形壁12和盖子13形成箱形体14，其构成了风扇3的毂8。

应该看到，箱形体14的外表面基本上是光滑的，以便在使用过程中由于风扇3转动借助于离心力促使泥土、脏物等外来物排出。

具体来说，底壁9和盖子13外表面，即横向于转动轴线R的箱形体14壁的外表面是光滑的，以便通过离心力沿着大致径向方向排出脏物。

参照图3和5，应该指出的是，底壁9基本上是截头锥的形状，其顶点在转动轴线R上，而凹状面向毂8内部，这样，有利于从其外表面中排出脏物。

底壁9朝向毂8外围延伸远离转动轴线R越远，则它离壳体4就越远。

特别地参照图3和4，应该指出的是，换气扇1包括环形垫片15，以便更好地保证盖子13和壁12之间的密封。

盖子13具有圆盘形部分13a，较佳地，其适于插入到圆柱形周界部分11内，而壁12具有邻接部16，盖子13停靠在该邻接部16上。

垫片15较佳地插入在盖子13和邻接部16之间。

较佳地，盖子13包括环13b，该环13b从圆盘形部分13a向外延伸并设计成插入壁12内。

较佳地，盖子13的圆盘形部分13a是截头锥形的形状，其顶点在转动轴线R上，而凹状面向毂8内部，这样，有利于在换气扇1使用过程中排出脏物。

换气扇1包括止挡系统17，以保持盖子13稳定地与毂8的其它部分相连。

更具体地说，系统17在底部9和盖子13之间操作。

该系统17包括管子18，其与底部9同轴并从底部9朝向盖子13延伸。

该系统17还包括销19，其沿着转动轴线R中心地延伸并设计成啮合在管子18中。

为了保持销19牢固地联接在管子18内，换气扇1包括锁定装置20。

在所示的实施例中，管子18具有靠近盖子13的端部18a，该端部包括沿着轴线R延伸的柔性元件21。

柔性元件21移动在如图3和4所示的靠近位置和远离位置之间。

元件21柔性允许在这两个位置之间运动，因此，它在靠近位置时压紧在销19周围。

该系统17包括配装在管子18周围的弹簧22，以撞击在柔性元件21上。

弹簧22强制柔性元件21进入靠近位置，致使柔性元件21固定住销。

较佳地，管子18具有从圆柱形底壁9延伸出的基部18b。柔性元件21从基部18b延伸出。

在基部18b和柔性元件21之间，形成环形邻接部18c，弹簧22停靠在该邻接部18c上。

在尚未示出的替代实施例中，盖子13通过盖子与毂8的粘结而紧固和密封到毂8上。

替代地，盖子13例如可用激光或超声波焊接方法焊接到毂8上。

如图4中虚线所示，止挡系统17包括从底壁9朝向盖子13延伸的销33，以及从盖子13朝向销33延伸并端对端地邻接销33的对应销34。该系统17包括螺钉(未示出)，螺钉通过盖子13的部分13a和销34接合到销33。

图5示出根据本发明的换气扇1的另一实施例。

在该换气扇内，风扇3的毂8包括轴向套筒36，轴5在该套筒内通过，套筒延伸毂8本身的全部轴向尺寸。

在实践中，套筒36形成可让轴5通过的孔10。

在所示的优选实施例中，套筒36基本上延伸毂8的全部高度，即，近似与周界部分11相同的高度。

第一环形垫片37插入在周界部分11和盖子13之间。

第二环形垫片38插入在盖子13和套筒36之间，并在下文中详细描述盖子13与毂8的紧固。

图3和5示出风扇3与轴5联接的第一种系统。

轴5具有横向于转动轴线R的通过轴的孔23，该孔23容纳销钉25，销钉端部从轴5本身中突出。

毂8的底壁9具有通过轴线R的径向狭槽24，其设计成接纳销钉25，具体来说，接纳销钉的端部。

该狭槽24形成在底壁9的外表面上，即，在底壁9与圆柱形周界壁11相对的那侧上。

在图3的实施例中，位于箱形体内的轴5的部分具有形成在其中的环形槽26，用于接纳卡配环27。

换句话说，对于底壁9，该环形槽26形成在轴5的与狭槽24相对那侧上的端部6内或通孔23内。

有利的是，孔23和环形槽26之间的距离基本上对应于底壁9的厚度。

为了防止杂质和脏物通过轴5所通过的孔23进入箱形体14内，风扇2包括位于底壁9和轴5之间的密封元件28。

具体来说，该密封元件28被以同轴方式强制进入箱形体14内的管子18内，该同轴方式形成抵靠管子18本身壁的紧密密封。

在实践中，一旦风扇3使用销钉25接联到轴5上，且风扇3使用卡配环26锁定在轴上，则密封性能通过将元件28插入到管子18内而得以提高。

管子18的下部18b因此形成用来密封元件28的外壳。

在图5的实施例中，环形槽26形成在轴5端部上，在该实施例中，轴端延伸超出盖子13。

换句话说，轴刚好通过箱形体14，而毂8由卡配环27锁定，并通过销钉25固定到轴5上，该销钉转动地驱动着风扇。

在此情形中，用于关闭盖子13的垫片37、38保证了毂8内密封件的密封作用。

应该指出的是，由于轴5刚好通过箱形体14,因此较佳地卡配环27使盖子13锁定到毂8上。

在实践中，在该实施例中，环27锁定毂8和盖子13到轴5上，将它们一起保持在闭合的构造中。

如图4所示，风扇3包括与毂8同轴的轴套29并共同模制在毂8的底壁9上。

在此情形中，风扇3通过过盈配合接联到轴5，而轴套29确保使外来物排斥在箱形体14之外的密封。

具体来说，该密封通过轴5和轴套29之间的紧密偶联而得到保证。

较佳地，在该两个实施例中，如图3、4和5所示，形成在箱形体14内部上的肋30加固了毂8的结构。

如图所示，肋30径向地布置，其外形从毂8的中心到外围增大，使得毂强度足以支承可能落在叶片7上添加的脏物的重量。

当组装换气扇1时，特别是如图3、4所示的换气扇的实施例，风扇3，即，与毂8的壁11组合的底壁9以上述方法联接到轴5。

弹簧22配装在管子8周围，以使柔性元件21朝向转动轴线R弯曲。

接下来，在配装垫片15之后，盖子联接到箱形体14上，将其定位成与箱形体同轴，并将销19插入在将其固定在位置上的柔性元件21之间。

以上述方式制成的毂8，不管有没有加强肋30，毂8都足够地刚性，确保换气扇1准确地运行。

将电动机整个地放置在风扇外面，也可使换气扇特别地有效用于大功率的应用，这是因为没有可让脏物积聚的缝隙。

替代地，在图5的实施例中，毂8通过销钉25锁定到轴5，在插入垫片37和38并压紧抵靠在毂8上之后，盖子13也被放置在轴5上。

箱形体14然后通过卡配环27可靠地沿轴向锁定。

图6和7示出根据本发明风扇的第三实施例。

在低功率换气扇的情形中，例如，小于100瓦，风扇3包括毂8和用于安装叶片7的周界部分11，毂的底壁9允许风扇3联接到轴5。

在实践中，在低功率单元的情形中，上述实施例的箱形毂8只是一个刚性圆盘。

在该实施例中，毂8也不包围电动机，但为了限制轴向尺寸，并结合减小的尺寸和功率来优化可塑性能，毂8是呈圆盘的形式。

较佳地在底壁9中共模制时，有轴套31，其借助于过盈配合保证风扇3与轴5的接联。

替代地，在一尚未示出的另一实施例中，毂8完全由塑料材料制成，轴5的端部6加工成呈多个纵向的突出。

举例来说，这些突出由“挤捏(pinching)”轴的圆柱形外表面来获得。

术语“挤捏”是用来意指按照横向于(特别是垂直于)表面本身方向的方向来挤压轴的圆柱形表面。

在图6和7的毂8中，周界部分或壁11在与电动机2相对的那侧上从底部9延伸。

壁11具有基本上圆柱形的外表面32和面向转动轴线R并连接到底壁9的内表面35。

在该实施例中，毂8由刚性圆盘39形成，该圆盘包括部分9和与叶片7相连的部分11。

壁11形成一种圆冠11，其在壁9的外围上延伸。

有利地，至少内表面35从底壁9向外发散并远离转动轴线R。

这样，任何落在毂8上的脏物，尤其是落在底壁9上的脏物，可通过离心力排出而不会遇到障碍。

圆冠11有利于在风扇3上给予其准确运行所需要的刚度。

特别地如图7所示，在与圆冠11相对的那侧上，基本上在每个叶片7处从底壁9延伸出多个基部11a。

因此，由一部分周界部分11和对应的基部11a形成了将各个叶片7连接到基部壁9的表面。

对于大功率应用来说，该结构也特别地合适，因为它没有可让外来物积聚起来的缝隙。

具体来说，基部11a没有表面在垂直于离心力方向(径向方向)的方向延伸。

图9至11a示出根据本发明换气扇的另一优选实施例。

如图所示，毂8由刚性圆盘39形成，该圆盘包括底壁9，其允许风扇3联接到轴5上。

较佳地，毂8具有从几何的意义上说是光滑的壁，更加较佳地，它通过回转大致三角形截面而形成截头锥体，该锥体在毂8本身上给予强度和刚度。

更详细地说，如图11a所示，底壁9具有截头锥表面的形式。

有利的是，底壁9的凹面朝向电动机2。

换句话说，大致由底壁9形成截头锥形的毂8被定义为锥体表面的一部分，其顶点位于转动轴线R上，其凹面朝向电动机2。

较佳地，该锥度应保证在风扇3转动过程中产生的离心力可排除任何类型和任何特性的脏物。

更详细地说，在所示的方案中，电动机2具有面向它的毂8的内表面，其基本上为锥形并便于排出脏物。

应该指出的是，如上所述，脏物可引起静力和/或动力不平衡，这可导致振动和噪音并缩短换气扇本身的工作寿命。

对于模制风扇来说，该形状也是最佳的。

较佳地，如图所示，与图8和8a中所示的现有技术方案不同，毂8的回转部分没有与离心力方向(径向方向)成直角延伸的表面，因为如此的表面会对脏物起作捕获的作用。

没有如此的表面可保证不仅可将脏物捕获在毂内，而且可将任何类型的材料，不管是固体(诸如灰尘、沙土、稻草或干草细末)还是液体(主要是雨水或冷凝水)捕获在毂内，不管组件的位置如何。

对用于安装有顶部的应用，诸如在公共汽车和大篷车中，所述的方案特别地有利，因为一旦换气扇接通电，离心力便可立即排除掉任何可集中起来的冷凝水和雨水，由此防止出现噪音、失衡和材料部分的氧化/或腐蚀(如果有的话)。

为了使叶片7连接到毂8上，多个基部11a在大致各个叶片7处、在相对于电动机2的相对侧上从底壁9延伸。

因此，将各个叶片7连接到基部壁9上的表面由对应的基部11a形成。

换句话说，毂8设置有多个底切40，介于各个叶片7和相邻它的叶片7之间。

该底切40形成在相邻基部11a之间。

该结构特别适合于大功率应用，因为它没有外来物可积聚起来的狭缝。一旦风扇3开始转动，任何外来物就可通过底切40排出。

有利地，还如以上所述，毂8面向电动机2的面完全地光滑，并由基部壁9形成，以便于可能积聚在风扇和电动机之间的任何脏物排出。

特别地参照图11，可以看到，为了在风扇3上给予合适的刚度，叶片7较佳地从毂8朝向电动机2延伸，以形成大致的截头锥形表面。

由此减小了换气扇的轴向尺寸。

较佳地，每个底切40位于相应叶片7的尾部边缘处。

较佳地，为了使风扇3鼓吹出的空气直接冲向电动机2来保证电动机的冷却，刚性圆盘39的直径近似等于电动机2的外直径。

换句话说，毂8直径基本上等于电动机2。

较佳地，截头锥形结构中的底壁9的最大直径基本上等于电动机2的直径。

在图9至11所示的实施例中，基部11a本身形成周界部分11，用于连接到叶片7上。

应该观察到，图6和7中所示的实施例最好在可用的轴向尺寸不足以大到配装到截头锥毂8之时使用。因此，在此情形中，基部11a至少部分地朝向电动机2突出。

这种情形主要是在毂8的直径几乎等于电动机2的直径时。

一般地说，较佳地在圆盘39的直径相比电动机2足够大时，形成毂的截头锥形的形状，更佳地，当基部11a从与电动机相对的那侧上的壁9中突出时，形成毂的截头锥形的形状。

换句话说，与电动机2相对的那侧上延伸的基部11a的轴向尺寸小于壁9本身的轴向尺寸时，底壁9的截头锥形的形状是较佳的。

本发明带来了重要的优点。所述毂具有光滑表面，其便于离心力排出脏物，从而保护风扇例如避免失衡。

毂很好地摆脱了电动机，以使它们之间有足够的空间，避免形成脏物可积聚在其中并导致换气扇故障的间隙和缝隙。

Claims (11)

1.一种换气扇，包括电动机(2)，电动机(2)包括壳体(4)、位于壳体(4)内围绕转动轴线(R)转动的转子、与转子成一体且具有从壳体(4)中突出的至少一个端部(6)的轴(5)，换气扇包括与端部(6)相连的风扇(3)，该风扇(3)包括多个叶片(7)、用于安装叶片(7)的毂(8)，毂(8)连接到所述叶片(7)，所述毂(8)包括用于联接到轴(5)的底壁(9)和至少一个从底壁(9)延伸出的周界部分(11)以形成用于连接叶片(7)的基部，换气扇(1)的特征在于，毂(8)包括多个基部(11a)，所述基部从各个叶片(7)处的底壁(9)延伸出以形成用来将每个叶片(7)连接到底壁(9)的连接表面并且至少部分地形成周界部分(11)，毂(8)由刚性圆盘(39)形成，圆盘包括底壁(9)和基部(11a)，用来将每个叶片(7)连接到底壁(9)的所述连接表面由相应的基部(11a)形成，所述周界部分(11)至少部分地在相对于所述底壁(9)与壳体(4)相对的那侧上从所述底壁(9)延伸出以形成圆冠。

2.如权利要求1所述的换气扇，其特征在于，所述基部(11a)从与电动机(2)相对的那侧上的底壁(9)延伸出。

3.如权利要求2所述的换气扇，其特征在于，所述基部(11a)形成周界部分(11)。

4.如权利要求1所述的换气扇，其特征在于，底壁(9)由截头锥形表面形成，其凹面面向电动机(2)。

5.如权利要求4所述的换气扇，其特征在于，底壁(9)的最大直径等于电动机(2)的直径。

6.如权利要求1所述的换气扇，其特征在于，叶片(7)从毂(8)朝向电动机(2)延伸以形成截头锥形表面。

7.如权利要求1所述的换气扇，其特征在于，所述周界部分(11)具有圆柱形外表面(32)和面向转动轴线(R)并连接到底壁(9)的内表面(35)。

8.如权利要求7所述的换气扇，其特征在于，至少内表面(35)远离转动轴线(R)从底壁(9)发散。

9.如权利要求1所述的换气扇，其特征在于，所述基部(11a)至少部分地于每个叶片(7)处在与圆冠相对的那侧上从底壁(9)延伸出。

10.如权利要求1所述的换气扇，其特征在于，所述基部(11a)在每个叶片(7)和邻近于它的叶片(7)之间界限出多个底切(40)，每个底切(40)由相邻的基部(11a)对形成。

11.如权利要求10所述的换气扇，其特征在于，每个底切(40)位于相应叶片(7)的尾部边缘处。