CN107002698A - 风扇叶轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风扇叶轮，其具有在圆周上分布设置的叶片(11)，所述叶片沿圆周方向通过至少一个环彼此连接。所述风扇叶轮包括至少三个一体构造的分段(I至VII)。所述分段分别具有至少一个环的至少一个环区段(1)以及叶片(11)或叶片的至少一个区段。分段(I至VII)被组装成风扇叶轮。环区段(1)以横向于风扇叶轮圆周方向的、构成接合区域(15、16)的边缘(4、5)相互贴靠。每个分段(I至VII)的环区段(1)的至少一个边缘(4)设有至少一个突出的形锁合部(18)，并且每个分段(I至VII)环区段(1)的至少一个边缘(4、5)设有至少一个与所述形锁合部(18)至少近似互补的凹部(17)。

Description

风扇叶轮

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的风扇叶轮。

背景技术

“风扇叶轮”通常可理解为径流式风扇叶轮、对角线风扇叶轮、轴流式风扇叶轮，但也可理解为风扇的进口导向轮或出口导向轮(定子)。

风扇叶轮由不同材料制成。例如风扇叶轮可由纤维增强塑料在单件生产中制成。除了一定的外径之外，这种风扇叶轮制造已证明是有利的。然而对于较大的结构尺寸而言，注塑模具方面所需的投资以及基于用于大型注塑机的众多成套设备的零件价格也大大增加，以致生产无利可图。此外，注塑机的料筒通常不能够将超过15公斤的熔融纤维增强塑料加热到足够高的温度上。

出于该原因，也已知可由多个部件制成这种风扇叶轮。已知(DE 4139293 A)，箱形或U形的分段材料锁合和形锁合地相互接合并且在这些相互接合的元件的上侧和下侧上通过粘接或焊接安装毂环以及盖环。这种风扇叶轮的制造基于数量众多的单个零件而相对复杂、耗时并且相应昂贵，因为首先必须接合各个分段并且在后续步骤中再安装盖环和毂环。

也已知这样的风扇叶轮，在这些风扇叶轮中，叶片与轮毂可拆地连接，借助该轮毂，风扇叶轮配合于驱动轴上(DE 102009008508 A1)。

此外已知这样的风扇叶轮(WO 2012/131617A1)，在它们中，叶片构造成空心分段的形式。叶片被相互接合并且随后借助一个盘和一个盖固定住，所述盘和盖设置在相互接合的叶片分段的上侧和下侧上。这种风扇叶轮的制造和安装十分复杂。首先必须接合和定位叶片分段。然后才将盘和盖放置到相互接合的叶片分段的两侧上并固定在其上。

此外，已知这样的风扇叶轮(US 2003/0235502A)，其由块状分段组装成。构成圆柱形外环和内环的块状内部部件和外部部件以其轴向延伸的表面相互贴靠。这种风扇叶轮具有较高的重量并且仅适用于特殊应用情况。

发明内容

本发明所基于的任务在于，这样构造同类型的风扇叶轮，使得其可低成本并且简单地制造。在此，风扇叶轮应仅具有低重量并且能承受高负荷、尤其是高转速。

根据本发明，所述任务在同类型的风扇叶轮中借助权利要求1的特征部分特征来解决。

在根据本发明的风扇叶轮中，接合区域通过突出的形锁合部和相配的凹部而在面积上被增大，因此由分段组装成的风扇叶轮具有高的稳定性及强度。增大接合面的设计与传统设计的区别在于，接合区域的横截面不再具有在短距离上连接环的两个壁的、大致垂直于壁延伸的直线连接段的形式。因此当借助粘合剂将各分段彼此连接时，粘合面积由于增大接合面的设计而增大，这提高了风扇叶轮的强度。这也适用于相邻的分段在接合区域上彼此面状焊接的情况。此外，通过这种增大接合面的设计在相邻分段之间实现了附加的形锁合连接，从而避免了分段横向于圆周方向的相对移动。此外，通过这种设计可在制造过程中使分段的接合更加容易，因为导向元件附加地使相邻分段相互导向。形锁合部和凹部构成榫槽连接，该榫槽连接使分段更可靠地连接。相邻分段在制造过程中沿轴向或径向或以轴向和径向的混合形式相互接合，以便使突出的形锁合部嵌入相邻分段的相应连接的环区段的凹部中。借助按照本发明的设计显著增大了接合面，且没有增大环区段的壁厚。基于按照本发明的设计，本发明风扇叶轮的制造过程可极为经济、迅速和精确地进行。

在本发明的风扇叶轮中使用一体构造的分段，所述分段具有环区段以及风扇叶片或风扇叶片区段。环区段大致横向于风扇叶片或风扇叶片区段延伸并且以沿风扇叶轮圆周方向的方向分量延伸。环区段的横向于风扇叶轮圆周方向的边缘在组装的风扇叶轮中构成接合区域。相互贴靠的分段在接合区域上这样彼此连接，使得尽管环区段的壁厚较小却仍可在分段之间实现足够牢固的连接。在组装状态中，分段的环区段整体上构成一个或多个环。所述环尤其可以是毂环和盖环，它们在叶片的侧端部上沿圆周方向将叶片彼此连接，所述环也可以是中间环，其在叶片的侧端部之间的中间区域中与叶片连接。毂环优选用于连接风扇叶轮与驱动马达。在定子中，盖环优选用于将定子固定在另一装置上。

有利的是，所述形锁合部朝向其自由端部方向逐渐变细。由此显著简化了相邻分段的接合。

在一种有利的实施方式中，所述凹部设置在环区段的上侧和下侧之间的区域中。有利的是，凹部和与此相应地还有形锁合部大致设置在环区段的一半厚度中。

在另一种有利的实施方式中，所述凹部朝向环区段的上侧和下侧敞开。这种设计能在制造风扇叶轮时实现简单且毫无问题的接合过程。由于凹部朝向边缘区段一侧敞开，因此在制造时相邻分段可特别简单地沿风扇叶轮的轴向方向相互接合。

在此情况下，环区段的具有形锁合部和凹部的边缘优选构造成阶梯状的。这种元件可在制造技术上极为简单地生产。

有利的是，所述凹部具有这样的深度，该深度约为0.7至2.5倍环区段壁厚。

在一种优选实施方式中，所述形锁合部以其侧面之中的至少一个侧面贴靠在凹部的侧壁上。有利的是，形锁合部以两个侧面贴靠在凹部的侧壁上。由此相邻分段被彼此可靠地固定连接。

原则上，在形锁合部的侧面和/或端面与凹部的侧壁和/或底部之间可存在空隙。

形锁合部与凹部的侧壁和/或底部的距离造成空隙，在该空隙中例如可施加粘性粘合剂。该粘合剂可在接合分段之前被施加到凹部中。

有利的是，所述形锁合部的至少一个侧面向环区段边缘中的过渡部弯曲地进行、优选以约为0.05至0.3倍环区段壁厚的半径弯曲地进行。过渡部优选仿生地进行、即无恒定半径。仿生设计的优点在于，鉴于从形锁合部向相应分段的环区段的力流而可这样设计过渡部，使得可靠避免裂纹形成。通过这种方式可将过渡部最佳地适配于在使用风扇叶轮时出现的负荷。

在一种有利的实施方式中，在凹部的侧壁与环区段的上侧及下侧之间的环区段区域构造成大致一样厚。

但也可这样设计环区段，使得在凹部的侧壁与环区段的上侧及下侧之间的区域构造成不一样厚。在此情况下，在风扇叶轮使用时不参与或仅较少地参与力传递的区域可构造得比相对置的区域薄。

为了在不妨碍由分段组装成的风扇叶轮强度的情况下实现相邻分段的可靠连接，有利的是，形锁合部的一个侧面大于相对置的另一侧面。

为了进一步增大在分段组装成风扇叶轮时传递力的区域，有利的是，所述环区段在凹部区域中的壁厚大于在凹部以外区域中的壁厚。

分段至少近似相同地构造。优选所有分段具有相同形状，使得它们的制造仅需一个唯一的注塑模具，这可降低制造成本。

优选这样构造相邻分段的盖环区段、毂环区段和中间环区段，使得它们的横向于圆周方向的边缘基本上重合地相互贴靠并且分别成对地构成接合区域，借助所述接合区域，相邻分段相互面状贴靠。由此可确保相互贴靠的分段简单却可靠的连接。

所述接合区域可位于一个由风扇叶轮轴线和径向线构成的平面中。根据应用情况和要求，也可这样构造相邻分段的接合区域，使得它们与由风扇叶轮轴线和径向线构成的平面形成角度。在此，该角度可介于0°和约80°之间。

相邻分段可借助粘接和/或焊接在接合区域上彼此连接。

风扇叶轮的一种特别有利的实施方案在于，所述叶片的流入侧及流出侧的端部与风扇叶轮的接合区域具有距离。在此情况下，仅环区段的横向于风扇叶轮圆周方向延伸的边缘用作连接表面。

但相邻分段之间的附加接合区域也可延伸穿过叶片。在此情况下，完整的叶片只有通过接合分段才形成。在此情况下，叶片区段的接缝也构成接合区域，该接合区域附加于环区段的边缘设置。通过这种方式可改善分段之间的固定连接。

分段优选是注塑件，所述注塑件可简单且低成本地制造。

作为用于分段的材料优选使用热塑性塑料。

为了提高分段和因此风扇叶轮的强度，热塑性塑料优选具有增强件、优选增强纤维。

增强纤维优选具有约10μ至约15mm的长度、优选约200μ至约10mm的长度。这种增强纤维可简单地置入塑料中并且实现高强度。

作为用于使分段相互连接的粘合剂例如考虑单组分或双组分胶粘剂或溶剂体系。

另一种有利的连接可能性在于，借助激光焊接、感应焊接或热气焊接将分段彼此连接。

尤其是在大直径的风扇叶轮中一种有利方案在于，风扇叶轮在至少一个环上借助至少一个增强带材缠绕。带材附加地将分段固定在一起，使得风扇叶轮即使在较高转速下或其它高负荷下也可使用。

增强带材可由热塑性塑料或热固性塑料制成并且优选具有增强件、优选增强纤维。

作为增强纤维优选考虑玻璃、碳、芳纶、热塑性塑料或天然纤维。

增强带材可简单地尤其是通过焊接或粘接固定在风扇叶轮的一个或多个环的圆周上。

另一种有利的方案在于，通过缠绕时效硬化的热固性塑料将增强带材固定在风扇叶轮的一个或多个环的圆周上。

一种特别有利的方案在于，增强带材在预紧下缠绕到风扇叶轮上。如此获得的风扇叶轮具有高强度的特点。这种风扇叶轮可在高的极限转速下使用。

在一种有利方案中，增强带材的预紧介于每平方毫米带材横截面积约10N至10kN之间的范围内、优选每平方毫米带材横截面积约10N至约100N之间。

风扇叶轮在待设置增强带材的环上设有用于容纳增强带材的、环绕的凹槽，由此确保增强带材可靠地固定在风扇叶轮上。增强带材可这样设置在环绕的凹槽中，使得增强带材不会从风扇叶轮中滑脱。

即使风扇叶轮一体地构造、即不由分段制成时，增强带材的使用也可以是有利的。

根据本发明的风扇叶轮可以是径流式风扇叶轮、轴流式风扇叶轮或对角线风扇叶轮以及进口导向轮或出口导向轮(定子)。

本申请的技术方案不仅由各个权利要求的技术方案、而且也通过所有在附图和说明书中公开的陈述和特征得出。只要这些陈述和特征单个或组合起来相对于现有技术是新颖的，那么它们即使不是权利要求的技术方案，也作为本发明要点被要求保护。

本发明的其它特征由其它权利要求、说明书和附图给出。

附图说明

借助附图中示出的实施方式详细说明本发明。附图如下：

图1以轴向俯视图示出本发明的风扇叶轮，其包括多个分段；

图2以放大图示出一个用于制造根据图1的风扇叶轮的分段；

图3示出本发明风扇叶轮的第二种实施方式的轴向俯视图，其由多个分段组装成；

图4示出本发明风扇叶轮的另一种实施例的仰视图，该风扇叶轮由多个分段组装成；

图5以放大图示出一个用于制造根据图4的风扇叶轮的分段；

图6和图7分别示出用于制造本发明风扇叶轮的分段的其它实施方式；

图8至11分别以放大图示出本发明风扇叶轮接合区域的横截面的不同实施方案，它们以增大接合面的方式设计；

图12以透视图示出一个用于制造本发明风扇叶轮的分段的另一种实施方式；

图13以轴向剖面图示出本发明风扇叶轮的另一种实施方式的一半；

图14以放大图示出相邻分段之间接合区域的横截面的一种根据本发明的设计方案；

图15以示意图示出根据本发明的风扇叶轮的各分段的组装；

图16以透视图示出本发明风扇叶轮的另一种实施方式，其由7个根据图17的分段组装成并且是一种具有环绕的盖环以及中间环的轴流式风扇叶轮；

图17以透视图示出根据图16的风扇叶轮的一个分段；

图18以透视图示出本发明风扇叶轮的另一种实施方式，该风扇叶轮由7个根据图19的分段组装成并且是没有环绕的盖环的轴流式风扇叶轮；

图19以透视图示出根据图18的风扇叶轮的一个分段；

图20以透视图示出本发明风扇叶轮的另一种实施方式，该风扇叶轮由11个根据图21的分段组装成并且是出口导向轮；

图21以透视图示出根据图20的风扇叶轮的一个分段；

图22以本发明风扇叶轮一种实施方式的一个分段的边缘的局部的侧视俯视图示出分段边缘设计的细节；

图23以透视图示出本发明风扇叶轮的另一种实施方式，该风扇叶轮由7个根据图24的分段组装成并且是一种具有环绕的盖环和中间环的轴流式风扇叶轮，并且在该风扇叶轮中在毂环和中间环之间的叶片与在盖环和中间环之间的叶片在形状和数量上不同；

图24以透视图示出根据图23的风扇叶轮的一个分段；

图25以放大图示出本发明风扇叶轮接合区域的横截面的一种实施方案，该接合区域不具有增大接合面的设计；

图26以放大和横截面图示出风扇叶轮接合区域的另一种实施方式，该接合区域以增大接合面的方式设计；

图27a以放大图示出本发明风扇叶轮接合区域的横截面的一种实施方案，该接合区域具有以非对称榫槽连接形式的增大接合面的设计；

图27b以放大图示出本发明风扇叶轮接合区域横截面的一种实施方案，该横截面具有以非对称榫槽连接形式的增大接合面的设计且具有壁厚的局部增厚。

具体实施方式

下面描述风扇叶轮，其由塑料制成并且尤其是具有大结构尺寸并且适合于高转速。“风扇叶轮”在此理解为具有用于流动介质的导向功能的风扇的静止及旋转元件，风扇叶轮主要包括2至40个叶片，所述叶片通过一个、两个或更多个环沿圆周方向彼此连接。风扇叶轮例如可以是径流式风扇叶轮、对角线风扇叶轮、轴流式风扇叶轮、以及进口导向轮或出口导向轮(定子)。风扇叶轮由彼此相同或至少相似的分段组装成。因此不需要昂贵的注塑模具。风扇叶轮的制造成本低廉。尽管风扇叶轮由各个分段组装成，但它们在高转速下仍具有形状稳定性。这些分段(如借助下面的实施例还将说明的那样)可彼此固定连接，使得接合的风扇叶轮能够承受高负荷、如转速负荷。

组成本发明风扇叶轮的分段数量优选等于风扇叶片的数量。尤其是在具有高数量叶片的风扇叶轮中，一个分段也可具有两个或更多个叶片，由此减少分段数量。对于风扇叶轮的所有分段只需一个注塑模具，尤其是当这些分段彼此相同地构造时。当分段彼此相似时，通常也只需要一个唯一的注塑模具。相似分段的不同设计特征可通过注塑模具中可更换的模具嵌件或通过事后加工一些注塑出的分段或组装出的风扇叶轮实现。分段和尤其是叶片的设计可极为灵活地进行，这是因为与用于完整叶轮的注塑模具相比，用于一个分段的注塑模具的设计限制要小得多。例如对于用于制造完整风扇叶轮铸件的注塑模具通常必须使用复杂的滑块机构，以便使叶片通道脱模，而这在有利实施方式中用于制造一个分段的注塑模具中是不需要的。由此也可简单地设计空心叶片以便减轻重量。

各个分段借助适合的接合方法相互连接以便形成相应风扇叶轮。此外，作为接合方法优选可考虑粘接法、激光焊接法、摩擦焊接法、感应焊接法、热气焊接法或超声波焊接法。可相对自由地在考虑风扇叶轮使用时可预计的运行应力的情况下选择相互贴靠的分段之间的接合区域。在分段之间的连接可仅通过所描述的接合方法实现。但有利的是，在相邻分段之间存在附加的形锁合连接，该形锁合连接会不仅有利于增加强度而且也有利于在生产过程中进行导向。

根据图1的风扇叶轮是径流式风扇叶轮并且由分段I至VII组装成。图2示出这些分段之一。由于在图2中分段仅以俯视图示出，因此关于分段的空间设计参见图12，该图虽然示出分段的另一种设计，但由其可见分段的基本三维设计。在根据图1的实施方式中，所有分段I至VII相同地构造，因此它们可在同一注塑模具中制出。

分段具有盖环区段1，该盖环区段具有弯曲的外边缘2和与此平行延伸的弯曲的内边缘3。所述边缘2、3的两个端部通过边缘4、5彼此连接。在轴向俯视图中看，边缘4大致垂直地连接到外边缘2上。相对置的边缘5在轴向俯视图中看锐角地连接到外边缘2上。边缘5又钝角地并且边缘4锐角地连接到盖环区段1的内边缘3上。如图12所示，盖环区段1在其径向宽度上这样弯曲，使得径向内边缘3比径向外边缘2距毂环区段6的轴向距离更大。毂环区段6也具有径向外边缘7和径向内边缘8。两个边缘7、8分别构造成弯曲的并且在它们的端部上通过边缘9、10相互连接。毂环区段6径向向内突出于盖环区段1。在轴向俯视图中看，毂环区段6的外边缘7与盖环区段1的外边缘2重合。在其它根据本发明的风扇叶轮实施例中、尤其是在对角线或轴流式风扇叶轮中，毂环区段6的外边缘7在轴向俯视图中看也可与盖环区段1的外边缘2错开和/或成角度地设置。边缘9、10在分段的轴向俯视图中看在其部分长度上与盖环区段1的边缘4、5重合。这一特点能实现特别简单的接合过程。在其它根据本发明的实施方式中，例如当叶片较大程度地呈镰刀形或扭曲时，不会实现边缘9、10的这种重合设计。

在盖环区段1和毂环区段6之间延伸有一个叶片11，该叶片在本实施例中在其长度上弯曲地延伸并且在横截面中具有机翼轮廓。叶片11以其盖环侧的端部91与盖环区段1连接并且以其毂环侧的端部96与毂环区段6连接。叶片11的流出侧的端部12大致锐角地收尾，而流入侧的端部13在俯视图中看弧形地倒圆(参见图2)。

叶片11以其流出侧的端部12延伸至盖环区段1的边缘5附近。叶片11以其流入侧的端部13在轴向俯视图中看突出于盖环区段1并且与毂环区段6的突出于盖环区段1的区域的边缘9隔开小距离地终止。

叶片11也可具有与所示实施例不同的其它横截面设计和/或其它延伸。叶片11不仅可在其长度上构造成弯曲的，而且也可附加地在其长度上扭曲。

毂环区段6在其内边缘8附近具有至少一个通孔14。该通孔优选位于突出的毂环区段6的大致一半宽度上并且用于穿过紧固螺钉，借助紧固螺钉可将风扇叶轮在安装位置中固定在驱动马达的轮毂上。

毂环区段6可构造成平面的。但也可如图12所示，毂环区段6在外端部上弯折或弯边地延伸。在其它按照本发明的实施方式中、尤其是在对角线叶轮中，毂环区段6也可在其整个或部分延伸上锥形或弯曲地延伸。

在组装成叶轮的状态中(图1)，相邻分段的盖环区段1的边缘4和5以及相应毂环区段6的边缘9和10分别相互贴靠。关于整个叶轮，相互贴靠的边缘4和5对构成接合区域15(在盖侧)以及相互贴靠的边缘9和10对构成接合区域16(在轮毂侧)。为了确保边缘4和5以及9和10无空隙地相互贴靠形成接合区域15或16，相邻的分段的边缘4和5以及边缘9和10的曲率变化必须相应大致相同。接合区域15和16横向于圆周方向延伸。在所示径流式风扇叶轮的实施例中，接合区域15和16还横向于风扇叶轮的轴线延伸。由于叶片11与所述接合区域15、16隔开距离地终止，因此由于由分段制成而在叶片11上不产生附加的毛刺、棱边或类似物。分段I至VII的盖环区段1在组装的风扇叶轮中构成整个盖环1*，相应地，分段I至VII的毂环区段6共同构成毂环6*。

图16中透视性示出的风扇叶轮是轴流式风扇叶轮，其包括盖环1*、毂环6*以及一个中间环71*并且也由分段I至VII组装成。由分段制成的结构方式在构成本发明主要特征的要点中与根据图1的径流式风扇叶轮相同。

图17示出图16中所示轴流式风扇叶轮的分段之一，在该轴流式风扇叶轮中所有分段I至VII相同地构造，从而它们可在同一注塑模具中制造出。

图17所示分段I具有盖环区段1，该盖环区段具有弯曲的、关于轴流式风扇叶轮主流动方向位于下游的边缘2以及平行于此延伸的、沿轴向在上游错开的边缘3。所述边缘2、3的两个端部通过边缘4、5彼此连接。毂环区段6也具有位于下游的边缘7和位于上游的边缘8。两个边缘7、8分别构造成弯曲的并且在它们的端部上通过边缘9、10彼此连接。毂环区段6沿径向完全位于盖环区段1之内。毂环6*和盖环1*的轴向延伸在所示实施方式中是相同的，但根据叶片几何形状在其它轴流式风扇叶轮的实施方式中也可以是不同的。

在根据图16的实施例中，沿径向方向看在盖环1*和毂环6*之间还有一个中间环71*。这种中间环有助于提高组装的风扇叶轮的强度。在一种有利设计中，也可借助中间环实现风扇空气动力性能、效率和声学方面的优势。可在所有类型的风扇叶轮(如径流式风扇、对角线风扇、进口导向轮或出口导向轮)中设置一个或多个中间环71*。与制造完整铸件相比，通过由分段组装的制造方式能以较少的模具设计方面的费用实现中间环。

图17所示分段I因此具有中间环区段71，该中间环区段具有弯曲的、关于轴流式风扇主流动方向位于下游的边缘72以及平行于此延伸的、沿轴向在上游错开的边缘73。边缘72、73的两个端部通过边缘74、75彼此连接。

相应分段的中间环区段71的边缘74、75在组装的风扇叶轮中构成接合区域85(图16)，所述接合区域横向于风扇叶轮的圆周方向延伸并且相邻分段I至VII以所述接合区域相互贴靠。由于叶片11与所述接合区域85隔开距离地终止，因此在叶片11上不基于中间环71*产生附加的毛刺、棱边和类似物。分段I至VII的中间环区段71在组装的风扇叶轮中构成整个中间环71*。

在盖环区段1和毂环区段6之间延伸一个叶片11，该叶片在具有根据图17的分段的图16的实施例中在其长度上弯曲并且扭曲地延伸并且在横截面中具有机翼轮廓。位于下游的叶片11端部12与在前述实施方式中一样大致锐角地收尾，而流入侧端部13在叶片11横截面中看弧形地倒圆，如在根据图2的实施例中所示那样。

具有根据图17的分段的实施方式的叶片11以其位于下游的端部12延伸直至盖环区段1的边缘2附近。叶片11以其位于上游的端部13延伸直至盖环区段1的边缘3附近。

叶片11也可具有与所示实施例不同的其它横截面设计和/或其它延伸。

在根据图17的叶轮分段I上，毂环区段6不具有用于将叶轮固定在马达上的装置。由这种分段构成的、根据图16的风扇叶轮可通过压紧、夹紧、粘接、焊接或类似方式固定在马达上。当然，在轴流式风扇叶轮分段的其它实施例中可设置孔或类似物，它们用于在晚些时候将风扇叶轮固定在马达上。

毂环区段6、盖环区段1以及中间环区段71尤其是可在轴流式风扇叶轮中构造成圆柱形的。但也可类似于在根据图20的实施例中借助盖环1*所显示的那样，毂环区段6和/或盖环区段1和/或中间环区段71依循较为复杂的三维轮廓延伸，该轮廓尤其是可更好地适配于流动条件。

图23示出一种根据本发明的轴流式风扇叶轮，其由根据图24的分段制成。在包括毂环6*、盖环1*和中间环71*的该实施方式中，在盖环1*和中间环71*之间延伸的叶片111在形状和/或位置和/或数量上不同于在中间环71*和毂环6*之间延伸的叶片112。由此，在该具有一个中间环的实施方式中叶片数量和叶片几何形状可更好地适配于相应的流动条件。在具有多个中间环71*的实施方式中还可将更多变化可能性加入叶片设计中。

图24中所示的、根据图23的轴流式风扇叶轮的分段具有盖环区段1、中间环区段71和毂环区段6，由它们形成盖环1*、中间环71*和毂环6*。该分段具有两个将盖环区段1与中间环区段71连接的叶片111和一个将中间环区段71与毂环区段6连接的叶片112。

图18中透视性所示的轴流式风扇叶轮的实施方式是没有盖环和中间环的轴流式风扇叶轮并且其也由彼此相同的分段I至VII组装成，图19示出这些分段之中的分段I。由分段制成的结构方式类似于已经说明的根据图16的实施方式的结构方式。但该轴流式风扇叶轮不具有盖环，这在轴流式风扇中通常用于减轻重量并且降低流动阻力。因此，仅毂环6*上的接合区域16用作接合区域，这些接合区域在本实施方式中必须吸收较高负荷。分段I具有毂环区段6和叶片11。

具有根据图21的分段的根据图20的实施例是在运行中静止的风扇叶轮(定子)。定子可以是风扇中的进口导向轮或出口导向轮。但在由分段制成的结构方式方面并没有显著差异。在许多应用情况下，定子也是承受高负荷的部件，在其上固定风扇连同其马达并且尤其是承受通过风扇在运行中的摆动和振动引起的负荷。根据图20的定子由11个根据图21的相同分段I至XI以根据本发明的方式组装成。盖环和毂环区段1、6的主要沿轴向方向延伸的边缘4、5、9、10具有更为复杂的曲线，其具有内棱边和内角。毂环6*在流出侧还设有平面法兰61*，该法兰通过分段I至XI的法兰区段61构成并且在晚些时候可将风扇马达固定在该法兰上。在分段中未设置孔，因为在本实施例中定子由11个分段组装成，这意味着过多数量的孔。在本实施例中，孔可在组装后在法兰61*中钻出。

尤其是在叶片11数量较多时也可想到，在一个分段中具有多于一个叶片，如具有2－4个叶片，这减少了分段数量。但用于制造分段的注塑模具较为复杂。此外，如只想要相同的分段，则叶片11的数量必须能够被每个分段的叶片数量整除。

根据可预计的运行中负荷而可能有利的是，在根据本发明的风扇叶轮中除了盖环1*、毂环6*外还设有另外的、沿圆周方向的中间环71*。一个或多个这种附加环可位于盖环1*和毂环6*之间的区域中。这些环的在组装的叶轮中在分段接合区域中的边缘的设计类似于根据上述实施例的盖环1*和毂环6*的设计。中间环71*可附近提高稳定性，也可有利地影响流动(效率、声学)。这种附加的中间环71*基于由分段形成的制造原理能以相对少的费用实现。

为了制造本发明风扇叶轮的一种有利实施方式，分段I至VII首先星形设置(图15)并且随后大致径向向内移近，直至分段I至VII以它们的边缘4和5、9和10、74和75相互贴靠。在产生的接合区域15、16、85上，分段I至VII以所描述的方式彼此固定连接、如粘接或焊接。在此有利的是，在粘接和焊接过程中向分段I至VII或者说向接合区域15、16、85施加高压，使得相互贴靠的分段I至VII彼此固定连接。也可以类似方式制造具有多于七个分段的风扇叶轮。分段能以简单的注塑模具制出，因此可保持低的制造成本。作为用于分段I至VII的材料，考虑已知的、用于注塑风扇叶轮的常用材料、如短或长的纤维增强热塑性塑料、如聚酰胺(PA6、PA66、PA66/6、PAPA、PPA、PA 4.6、PA12)或聚酯(PBT、PET)、聚丙烯(PP)、PPS、PES、PESU、PEEK、ABS、PC、ASA。优选使用聚酰胺、聚丙烯或聚酯作为分段材料。

作为用于这些材料的增强纤维例如考虑玻璃、碳，芳纶、热塑性塑料(PET、PA)或天然纤维、如亚麻、大麻、剑麻、黄麻或椰子。

在相邻分段借助激光焊接连接的实施方式中，所使用塑料的高透明度对于所使用激光是必要的。为了实现这点，作为聚合物使用对于激光波长高度透明的塑料。这可通过塑料中特殊的颜料来实现。此外优选使用特殊的增强纤维(尤其是玻璃纤维)，它们在聚合物和增强纤维的过渡处不具有或仅具有极小的光折射。这可通过在玻璃纤维表面上使用特殊的增粘层来实现。

当注塑制出的分段I至VII中的增强纤维具有约50μm至约15mm、优选约200μm至10mm之间的长度时，分段和因此风扇叶轮获得极高的强度。

当分段I至VII在接合区域15、16和85上彼此粘接时，可为此使用单或双组分胶粘剂，如聚氨酯、丙烯酸基、甲基丙烯酸酯或硅。为了粘接也可使用溶剂体系。

当分段I至VII在接合区域15、16和85上彼此激光焊接时，可为此优选使用二极管激光器、CO₂激光器或NdYAG激光器。

分段I至VII在接合区域15、16和85上的连接也可通过摩擦焊接、振动焊接或超声波焊接产生。

分段I至VII在接合区域15、16和85上的连接也可借助感应焊接或热气焊接进行。作为热气例如考虑空气、氮气或CO₂。

在两种情况下，使接合区域15、16和85中的塑料软化。由此，在将分段I至VII在接合区域15、16和85上相互压紧的压力下，相邻分段材料锁合地连接，该连接在接合区域冷却后实现分段的可靠连接。

由于叶片11与环区段1、6、71一体连接地构造并且构成分段，可实现风扇叶轮简单、快速且低成本的制造。

根据图3的风扇叶轮类似于根据图1的风扇叶轮而构造并且包括分段I至VII。风扇叶轮的叶片11又这样设置，使得接合区域15、16与叶片11隔开距离地延伸。由此避免在叶片11上形成毛刺、棱边或类似物，从而可省却耗费的再加工。在根据图1和2的实施方式中，分段I至VII关于沿圆周方向作用的负荷仅通过材料锁合或通过粘接连接彼此连接，而在根据图3的实施例中分段I至VII关于这种负荷还附加地通过形锁合彼此连接。该形锁合设置在分段I至VII的盖环区段1边缘4、5或毂环区段6边缘9、10的区域中。毂环区段6的径向向内突出超过盖环区段1的区域与根据图1的实施方式中构造相同。这样设计相邻分段I至VII之间的形锁合，使得分段沿圆周方向不能彼此分离。在未粘接或未焊接的状态中分段仅通过下述方式彼此分离，即，相邻分段沿风扇叶轮的轴向方向相对移动。

在盖环区段1的边缘5上以及沿轴向方向看在毂环区段6边缘10的位于其下方的区域上分别设有在轮廓中大致为蘑菇形的贯通部17。盖环区段1的相对置边缘4以及沿轴向方向看毂环区段6边缘9的位于其下方的区域设有突出的蘑菇形突出部18，该突出部嵌入相邻分段的贯通部17中。贯通部17和突出部18构造成彼此互补的，使得它们以其边缘相互贴靠。基于蘑菇形设计，贯通部17以及突出部18沿圆周方向看分别设有侧凹。

形锁合连接也可具有不同于蘑菇形设计的其它轮廓形状。形锁合连接只需如此设计，使得相邻分段I至VII沿风扇叶轮的圆周方向不能彼此分离。

贯通部17和突出部18分别设置在盖环区段1和毂环区段6上。根据可预计在相应风扇叶轮上在哪里出现高负荷，所述贯通部和突出部也可仅设置在盖环区段或仅设置在毂环区段上。也可在一个边缘4、9或5、10的长度上设置多个贯通部17和互补的突出部18。叶片11这样设置在分段I至VII上，使得叶片与贯通部17和突出部18具有距离。

在本发明的意义中，突出部18是边缘4、9、74或5、10、75上突出的形锁合部并且贯通部17是至少近似互补的凹部。

在该实施方式中，一体构造的分段I至VII也彼此相同地构造，从而对于各分段只需一个唯一的注塑模具。形锁合元件17、18在接合分段I至VII时提供了附加导向并且还提高了在风扇叶轮沿圆周方向具有负荷时的形状稳定性。基于形锁合元件17、18，各分段I至VII不能星形地、而是沿轴向方向组装成风扇叶轮。

相邻分段I至VII在接合区域15、16上不仅形锁合地连接，而且也通过粘接连接、焊接连接或如借助上述实施例所描述的类似方式进行连接。在粘接法或焊接法中，相互贴靠的分段I至VII优选牢牢相互抵靠，使得接合区域15、16上的连接是最佳的。在形锁合连接区域17、18中，相邻分段也可通过粘接连接或焊接连接彼此固定连接。

类似于所述根据图3的实施方式的沿圆周方向的形锁合连接也可在其它根据本发明的实施方式中、即在轴流式风扇叶轮、对角线风扇叶轮或定子中实现。在中间环区段71中也可实现这种形锁合。在这些情况下也存在接合过程方面的限制，即分段不能沿圆周方向相互接合。

根据图4的风扇叶轮在该示例中也具有一体构造的分段I至VII。各分段也构造成相同的，从而它们借助一个注塑模具就能制造。类似于根据图1的实施方式，这样构造分段I至VII，使得它们可设置成星形并且随后移近，类似于图15所示的那样。

这样构造分段I至VII，使得除了盖环1*和毂环6*上的接合区域15、16外在叶片11区域中还产生另外的接合区域86(图4)。这具有以下优点，即，用于接合相邻分段的粘接或焊接表面与前述实施例相比增大。在此这样设计分段I至VII，使得仅通过组合相邻分段才能形成完整的叶片11。

图5以毂环区段6侧的仰视图示出所述分段之一。该分段具有弯曲的外边缘7以及弯曲的内边缘8。连接所述边缘7、8的其中一个端部的边缘10沿轴向方向看弯曲地延伸。相对置的、连接两个边缘7、8另一端部的边缘9沿风扇叶轮的轴向方向看也在其长度上构造成弯曲的，更确切地说具有与边缘10基本上相同的曲率变化，由此，相邻的相同分段可无空隙地接合。各一个叶片部分11a、11b与两个边缘9、10直接连接地延伸。叶片部分11a、11b在毂环区段6和(在图5中完全被毂环区段6挡住的)盖环区段1之间延伸。

当相邻分段I至VII以其边缘4、5、9、10相互贴靠时，叶片部分11a、11b以其边缘19、20相互贴靠并且通过这种方式形成叶片11，该叶片在此情况下构造成空心的。相邻分段在组装的叶轮中相互贴靠的边缘19和20构成附加的接合区域86。叶片11此外与根据图1或图3的实施方式相同地构造。叶片11关于风扇叶轮的盖环1*和毂环6*也与在所述实施例时相同地设置。

当相邻分段I至VII通过粘接连接彼此连接时，粘合剂不仅设置在环的接合区域15、16中，而且也设置在叶片11的接合区域86中。由此产生极大的粘接表面，其确保相邻分段I至VII之间牢固并且能承受高负荷的连接。当相邻分段I至VII通过焊接连接彼此连接时，在该实施方式中焊接表面增加了叶片11的接合区域86的区域，这提高了承受负荷能力。

由于叶片11构造成空心的，因此风扇叶轮具有相对小的重量。空心叶片11的优点还在于，借助其可在流动技术方面以简单的方式设计用于有针对性的二次流动的通道。

在接合过程之后，可在叶片11的接合区域86中产生毛刺、棱边或类似物，但它们可简单地以传统方式去除。分段I至VII构造成彼此相同的并且在轴向俯视图中看具有中心线21，其曲率变化在轴向俯视图中与边缘9、10的曲率变化相同。在此，沿圆周方向测得的分段宽度从外边缘2、7朝向内边缘8方向这样减小，使得分段在外边缘2、7区域中具有最大圆周宽度并且在内边缘8区域中具有最小圆周宽度。

基于所描述的设计，分段I至VII可(如图15示意性所示那样)星形地相互移近并且沿圆周方向相互压紧，使得分段I至VII在接合区域15、16和86上紧紧地相互贴靠。分段在接合过程中以旋转对称的方式相互移近的轨道必须根据接合区域15、16、86的曲线谨慎地选择，以避免不希望的碰撞。在一些实施方式中尤其是需要弯曲的轨道。

由于图5以仰视图示出分段，因此只能看到盖环区段1的内边缘3。盖环区段1的其它边缘2、4、5在分段的俯视图中看在其长度上与毂环区段6的边缘7、9、10重合。

图6以毂环区段6的俯视图示出一个分段，其类似于根据图2的分段构造。叶片11这样设置在分段上，使得其两个流出侧和流入侧端部12、13与边缘4、5、9、10具有距离。叶片11与根据图2的实施方式相同沿径向略微突出于盖环区段1的内边缘3。

与根据图2的实施方式不同，叶片11构造成空心的。叶片11并非构造成连续空心的。空心终止于盖环区段1区域中，从而盖环区段不被空心贯穿。

叶片11的空心设计在注塑模具中借助芯式滑块来实现。基于该芯式滑块，叶片11在毂环区段6区域中敞开。为了避免在风扇叶轮使用时产生噪声以及污物在叶片11内沉积，叶片11优选在注塑成形后或在整个风扇叶轮的组装过程后借助盖或类似物封闭或被填充材料、如发泡材料。盖可粘接、焊接或以其它适合的方式固定在毂环区段6上。优选这样构造该封闭件，使得该封闭件以其外侧与毂环区段6的外侧齐平。为了实现这点，必须在注塑件上在毂环区段6的空腔区域中设置凹部，封闭件可表面齐平地安装在该凹部中。

图7示出一个分段，其原则上与根据图6的分段构造相同。区别在于，在空心叶片11内设有至少一个加固部22。该加固部22构造成接片的形式，该接片在叶片11相对置的侧壁23、24之间延伸。加固部22优选在叶片11的整个轴向高度上延伸。加固部22确保实现叶片11的附加强度。

在注塑模具中为了产生接片状加固部22，设置两个芯式滑块，它们以小的距离并排设置，使得在注入塑料时在芯式滑块之间形成接片22。

在根据图1、3和4的实施方式中，在分段I至VII之间的接合区域15、16沿风扇叶轮的轴向方向看并不位于径向线上。关于延伸经过在相应分割线15、16与风扇叶轮圆形内边缘8之间的交点的径向线60(图1、3和4)，接合区域15、16与该径向线60成角度α。根据分割线15、16的曲线，角度α从内边缘8方向朝向外边缘2方向增加。

也可这样构造分段I至VII，使得接合区域15、16位于径向线60上，由此角度α为0°。

根据分段I至VII的设计，角度α可达约80°。该角度范围与分段I至VII以何种方式彼此连接无关。

图25示出接合区域15、16、85的横截面的一种可能的设计方式，借助这些接合区域没有实现扩大接合面的效果。该附图示例性并且放大地示出接合区域15、16、85连同相互贴靠的分段边缘4、9、74和5、10、75的剖面图A-A(参见图1、3、16、18、20)。在剖面图中接合区域15、16、85的曲线大致是直线段，其在最短路径上连接环区段1、6、71的内侧30与外侧31。分段I和II的接合区域15、16、85或者说边缘4、9、74和5、10、75大致垂直于内侧30和外侧31延伸。该设计方式是接合区域横截面最简单的设计方式。用于注射模具的相应模具设计是简单且低成本的。如此设计的接合区域能实现分段I和II沿横向于环区段1、6、71的方向相互接合，如根据图3的实施方式所需的那样。但接合区域15、16、85在该实施方式中具有较小的用于粘接或焊接的表面并且在分段之间没有沿轴向或径向方向的附加形锁合。在接合过程中也没有实现附加导向。

借助图8至11、14和26示例性说明接合区域15、16、85横截面可能的设计方案，借助它们可显著增大接合面且无须增大环1*、6*、71*的壁厚，并且借助它们可在相邻分段I至VII之间在沿轴向和/或径向方向的移动方面建立至少部分的形锁合(增大接合面的设计)。所述附图分别示例性并且放大地示出接合区域15、16、85连同相互贴靠的分段边缘4、9、74和5、10、75的剖面图A-A(参见图1、3、16、18、20)。在所述示例中设置增大接合面的设计，这些设计不仅增大粘接面/焊接面，而且也附加提高了接合分段的形状稳定性。此外，通过接合区域15、16、85的这些特殊设计在将分段I至VII组装成风扇叶轮时也实现了导向，该导向使分段组装成风扇叶轮的过程更加容易。因此，本发明风扇叶轮的制造过程可显著更经济、迅速且精确地进行。

在根据图8的示例性实施方式中，分段I的边缘4、9、74具有突出的榫头25，该榫头至少部分地在边缘4、9、74的长度上(垂直于图平面)延伸。边缘4、9、74也可具有多个在其长度上分布设置的榫头25。所述榫头25朝向其自由端部方向逐渐变细并且大致为环区段1、6、71的一半厚度。

分段II的相对置边缘5、10、75设有至少一个相应凹槽26，相邻分段的榫头25相应嵌入该凹槽中。凹槽26与相应榫头25构造成互补的并且也大致为环区段1、6、71的一半厚度。在安装位置中，榫头25面状贴靠在凹槽26的侧壁和底部上。由相应相邻分段的两个边缘4、9、74和5、10、75构成的接合区域15、16、85具有极薄平面的设计。在边缘4、9、74和边缘5、10、75之间的接合区域15、16、85中施加粘合剂。

在本发明意义中，榫头25是边缘4、9、74或5、10、75上突出的形锁合部并且凹槽26是至少近似互补的凹部。

这样构造榫头25和凹槽26，使得分段I、II的环区段1、6、71相互抵靠，以致在接合的环1*、6*、71*的外侧和内侧上没有缝隙。

为完整起见应指出，特征“凹槽”和“榫头”关于边缘4、9、74和5、10、75的互换同样处于本发明意义中，这按意义也适用于图9至11、16和26的实施方式。

在根据图9的实施方式中，这样构造榫头25，使得其与凹槽26的侧壁和底部具有小的距离。由此在接合区域15、16、85中形成空腔27，粘性粘合剂28可被施加到该空腔中。就此而言，接合区域15、16、85在本实施方式中基于借助粘合剂28完全或部分填充的空腔27而具有更大的体积设计。该粘合剂可在接合两个分段I、II之前被施加到凹槽26中。在结构上在接合分段I和II之后存在的空腔27的大小通过止挡98确保，即分段I和II这样相互靠近，直至至少在止挡98区域中在分段边缘4、9、74和5、10、75之间形成直接连接。作为替代方案，粘合剂在接合两个分段I和II之后垂直于图平面地被施加到空腔27中。

在根据图8和9所描述的两种实施方式中，粘合剂优选也施加到止挡98区域中，使得相互贴靠的分段I、II在大面积上通过相应的粘合剂彼此固定连接。

图10示出一种榫槽连接，在其中，以其边缘4、9、74和5、10、75相互贴靠的分段I、II的连接通过环区段1、6、71内侧30或外侧31区域中甚至线形的焊接实现。焊接通过焊道29示出。焊接连接设置在凹槽26以外的区域中，从而分段I、II以其位于凹槽26以外的、在止挡98区域中的端面相同贴靠。此外，榫头25可粘合在凹槽26中，如借助图8或9所说明的那样。

在根据图11的实施方式中，分段I、II的边缘4、9、74和5、10、75构造成阶梯状的。在剖面图中看每个分段边缘4、9、74和5、10、75包括一个突出的形锁合部25*和一个与相邻分段的突出的形锁合部25*互补的凹部26*。两个边缘4、9、74和5、10、75的阶梯构造成互补的，使得分段I、II在接合区域15、16、85上相互面状贴靠。

在剖面图中看，接合区域15、16、75具有垂直地连接到环区段1、6、71内侧30以及外侧31上的端面区域32、33，所述端面区域通过壁区域34彼此连接。壁区域优选以小角度倾斜于分段I、II的内侧30以及外侧31延伸。该倾斜的壁区域34使相邻分段I、II的接合更加容易。有利的是，端面区域32、33和壁区域34之间的过渡部被倒圆，以避免裂纹形成。

在端面区域32、33和壁区域34中施加粘合剂，使得两个分段I、II在接合区域15、16、85上彼此可靠地面状粘接。接合区域15、16、85的阶梯状设计优选设置在其整个长度上。

此外，接合区域15、16、85的阶梯状设计可在制造风扇叶轮时实现简单且毫无问题的接合过程。

在根据图26的实施例中，增大接合面的效果这样实现，即，在横截面中看，接合区域15、16、85与环区段1、6、71的内侧30或外侧31形成锐角β和β*，该锐角显著小于90°、优选介于70°和30°之间。当接合区域15、16、85在横截面中看直线延伸时，β和β*具有大致相等的值。但接合区域15、16、85在横截面中看也可弯曲地延伸，由此两个角度β和β*的值也可明显互不相同。

尤其是根据图8、11、25和26的横截面设计也适合用于这样的实施方式，在其中，分段I、II通过面状焊接彼此连接。借助图14详细说明类似于图8的榫槽连接的一种有利设计方案，其特别好地适合用于借助激光焊接、摩擦焊接、振动焊接、热气焊接或感应焊接的焊接连接。

环区段1、6、71具有壁厚D，该壁厚可介于约3mm至约12mm之间的范围内。优选的范围介于约4mm和约8mm之间。特别优选壁厚D约为6mm。凹槽26具有深度t，其介于约(0.7至2.5)·D的范围内。凹槽深度优选约为两倍壁厚D。

榫头25在其横截面中朝向其自由端部35方向逐渐变细。由此，榫头25在接合过程中自动对中。此外所述横截面变细有利于强度。在自由端部35附近，榫头25具有厚度d2，而榫头在止挡98附近具有较大厚度d1。榫头25以其侧壁面状地贴靠在凹槽26的侧壁上。榫头25的端面35与凹槽26底部36具有小的距离。由此能确保两个分段I和II这样接合，使得榫头25的侧壁39和40面状贴靠在凹槽上并且在环1*、6*、71*的内侧30和外侧31上不产生缝隙。

基于榫头25的横截面变细，环区段1、6、71的包围凹槽26的区域37、38的横截面从凹槽的在止挡98区域中的自由端部看起连续增大。在横截面厚度d2区域中榫头25仅受到较少负荷，而分段II的包围凹槽的区域37、38受到较大负荷。因此，相应厚的区域37、38能够可靠吸收该负荷。

相反，在横截面区域d1中榫头25受到极大负荷，从而分段II的包围凹槽的区域37、38可构造得相应弱。

榫头25的两个侧壁39、40之间的楔角优选介于约0.5°与约8°之间的范围中。

在榫头25侧壁39、40和止挡98之间的过渡部在分段I上以半径R1倒圆。该半径R1优选约为(0.05至0.3)·D。对于分段II上互补的半径R1可选择相同的值或稍大的值，以便可靠避免分段I和II在接合过程中在R1区域中的提前碰撞。由此将在R1区域中产生极小(在图14中未示出)的缝隙。

但有利的是，在侧壁39、40和止挡98之间的过渡部仿生地设计，即在该过渡区域中不设置恒定半径。优选这样设计过渡部的曲率变化，使得止挡98上的曲率半径小并且朝向侧壁39、40方向连续增大。过渡部的仿生设计的优点在于，鉴于从榫头25向分段I环区段1、6、71中的力流而可这样设计过渡部，使得避免裂纹形成。

凹槽26侧壁到凹槽26底部36中的过渡部以半径R2倒圆。该半径优选为(0.05至0.3)·D。为了最佳确保力流，过渡区域中的倒圆优选仿生地设计、即不设置恒定半径。由此该倒圆的过渡部可最佳地适配于在风扇叶轮使用时出现的负荷，从而在任何情况下都避免裂纹形成。有利的是，这样设计过渡部的曲率变化，使得凹槽底部36上的曲率半径小并且朝向侧壁39、40方向向前连续增大。

在完全接合状态中、即当分段I和II在止挡98上相互抵靠时，在接合过程中优选已经通过相互压紧分段I和II而在侧壁39、40区域中产生预紧。由此确保榫头25的侧壁39、40和凹槽26的相应侧壁在接合之后无间隙地相互贴靠。

当分段I、II通过激光焊接在接合区域15、16、85中彼此连接时，在一种优选实施方式中在接合过程之前在边缘4、9、74和/或5、10、75上施加激光吸收液。在接合之后在焊接过程中激光(其贯穿环区段1、6、71专用的、对于所用激光透明的材料)在该区域中转化成热量，由此使相邻材料熔化并且材料锁合地连接。由于吸收液仅吸收部分激光或由于焊接过程本身而变成激光透明的，因此可借助唯一的激光源同时在榫头25的两个侧壁39和40区域中进行焊接。

当借助唯一的激光源同时在榫头25的两个侧壁39和40区域中焊接时，有利的可以是，在两个侧壁39和40上分别施加不同程度吸收激光的液体。在靠近激光源的侧壁39上施加吸收激光能力较弱的液体，而在远离激光源的侧壁40上施加吸收激光能力较强的液体。通过这种方式可实现关于侧壁39、40更为均匀的焊接过程。

在实施这种焊接过程时，作为用于分段I至VII的材料优选使用专用的、对于焊接时使用的激光在很大程度上透明的塑料。在一种有利实施方式中，在注塑过程后不对分段I－VII、尤其是其边缘4、9、74和5、10、75及其附近区域中进行切削加工，否则这些表面会具有过强的激光吸收、激光反射和/或激光散射能力。在待焊接部位上、主要是边缘4、9、74和/或5、10、75上以所描述的方式在焊接过程之前施加专用的激光吸收液。所述激光吸收液确保激光的能量准确地在希望的部位上转化为热量，使得该区域中的塑料局部熔化。这种激光技术不仅可在环1*、6*、71*的外表面上、即内侧30和外侧31区域中而且也可在风扇叶轮的材料接合区域15、16、85的内部区域中实施。

在一种有利实施方式中，分段I－VII在接合区域15、16、85附近的内侧30和/或外侧31区域中具有特别光滑的表面。这例如可通过抛光注塑模具的相应区域来实现。由此，这些表面具有较弱的激光吸收、激光反射和/或激光散射能力，这在激光焊接过程中有助于使激光耦入接合区域15、16、85中。

借助图27a说明相邻分段I、II之间榫槽连接的一种有利方案，其类似于根据图14的实施方式构造。根据图27a的实施方式特别适合用于两个分段I、II之间的激光焊接连接。分段I具有榫头25作为形锁合部，该榫头的朝向环区段1、6、71上侧30的侧壁39与分段II环区段1、6、71中的凹槽26的侧壁固定焊接。这种设计在下述情况下是有利的，即，例如基于所用塑料不充分的激光透明度使得不能或很难在榫头25的远离激光源的侧壁40上进行焊接。这导致在侧壁40上通过激光焊接不能实现焊接连接或只能实现很弱的焊接连接。因此，大部分或甚至全部力传递都通过侧壁39进行。

出于该原因，侧壁39设有比相对置侧壁40大的表面。因此，与根据图8至10和14的实施方式不同，榫头25不具有对称的、而是非对称的横截面。这导致在两个分段I和II之间非对称的力传递。在根据图27a的剖面图中看，榫头25的非对称横截面设计导致分段II环区段1、6、71的位于榫头25两侧的区域37、38非对称地构造。大部分或全部力传递通过与较大侧壁39相配的区域37进行。出于该原因，所述区域37比相对置区域38具有明显更大的厚度，此外，区域38明显短于区域37(横向于分段的厚度方向测量)。

榫头25与凹槽26的相互作用在组装成风扇叶轮时满足分段I和II的自对中功能。基于两个侧壁39、40之间的楔角，在接合时在侧壁39区域中实现激光焊接所需的压紧力。此外，关于根据图14的实施例的说明也适用于本实施方式。

侧壁39钝角地连接到分段I或者说其环区段1、6、71的止挡98上，而侧壁40大致垂直地连接到分段I或者说其环区段1、6、71的止挡98'上。基于榫头25的非对称横截面设计，这两个止挡98、98'横向于分段I、II的厚度方向相互错开，如图27a所示。在接合时，分段I和II这样相互移近，直至它们在止挡98、98'区域中相互接触。在止挡98、98'区域中可设置粘合剂，使得接合的分段I、II不仅通过激光焊接，而且也通过粘合剂连接彼此固定连接。两个止挡98、98'分别垂直地连接到分段I的上侧30或下侧31上。凹槽26作为分段II中的凹部构造成与榫头25近似互补的，使得插在一起的分段I、II能够可靠地彼此固定连接。此外，由此确保毫无问题的力传递。

分段I的止挡98、98'与分段II的相应配合止挡构成接合区域15、16、85。

图27b示出类似于图27a的一种榫槽连接设计。该连接也尤为适合用于激光焊接连接。为了增大榫头25主要传递力的侧壁39的表面以及主要传递力的区域37，接合区域15、16、85中的壁厚大于接合区域以外的区域。为此目的，分段I环区段1、6、71的下侧31弯曲延伸，而上侧平面地延伸。

类似地，分段II环区段1、6、71的下侧31也在接合区域中弯曲地构造，由此接合区域中的壁厚增大。在接合区域以外的区域中，分段I、II具有壁厚D。在接合区域之内，分段I、II的壁厚D_max大于接合区域以外区域中的壁厚D。优选壁厚D_max是壁厚D的1.05至1.2倍。

分段II的区域38突出于下侧31的其它延伸，该区域仅用于在接合过程中对中并且施加压紧力。

所描述的榫槽连接设计允许通过下述方式提高接合过程中榫头25侧壁39上的压紧力，即，在接合区域15、16、85中单侧向上侧30施加压力或力。在此，分段I、II在远离接合区域15、16、85处被夹紧。

此外，该实施方式与根据图27a的实施例构造相同。因此，关于根据图14和27a的实施例说明也适用于根据图27b的实施方式。

图12以透视图示出用于制造风扇叶轮的分段的另一种实施方式。由图12可见前面所描述分段的原理结构。一体构造的分段具有叶片11，该叶片在盖环区段1和毂环区段6之间延伸。在俯视图中看，盖环区段1具有弯曲的外边缘2和弯曲的内边缘3。在该实施方式中，外边缘2设有弯边41，其在盖环区段1的圆周长度上延伸。

盖环区段1与弯边41间隔开地这样向上弯曲，使得相比于外边缘2，内边缘3与毂环区段6具有更大的轴向距离。盖环区段1具有两个边缘4、5。

毂环区段6具有弯曲的外边缘7和弯曲的内边缘8。所述边缘7、8在其两个端部上通过边缘9、10彼此连接。在外边缘7区域中，毂环区段6反向于盖环区段1地略微弯边。除此之外毂环区段6构造成平面的。

边缘4、9设有榫头25，如借助图8－10和14已经说明的那样。相应地，边缘5、10设有凹槽26。榫头25通过缺口42中断，凹槽26也通过与缺口42互补的区域43中断。这样设计彼此互补的缺口42和区域43，使得接合变得更容易。在接合状态中，通过缺口42和区域43实现沿接合区域15、16纵向方向的附加形锁合。此外，缺口42和区域43通过其倾斜变细的造型在此确保相邻分段在接合过程中彼此正确地定位(对中作用)。

在分段的俯视图中看，该分段除了边缘4、9、74和5、10、75的设计外具有与根据图2的分段相同的轮廓形状。因此，关于盖环区段1和毂环区段6的边缘的设置参见那里的说明。

图22以侧视俯视图和放大图示出分段边缘4、9、94的局部。在该实施例中，在边缘4、9、74上设置榫头25，榫头的横截面可类似于借助图8－10和14所说明地那样来设计。沿边缘4、9、74以大致恒定的间距在榫头25之间设置中断部44。相邻分段的(未示出的)凹槽在此情况下可设计成连续的、即无中断部的。借助这些中断部实现的技术优势在于，榫头25在横向于环区段1、6、71的小偏移方面的弹性更大，这在接合过程中有助于补偿沿横向于环区段1、6、71方向的公差。两个中断部44沿纵向方向的距离a优选介于0.5倍榫头深度t至5倍t之间。在相邻榫头25之间的缺口根部上优选在两个相邻的榫头25之间设置倒圆，该倒圆可以是整圆或也可仿生地设计、即设有不恒定半径。

图13以轴向剖面图仅示出径流式风扇叶轮的一半。该径流式风扇叶轮通过三个在其圆周上延伸的带材54至56增强。所述带材优选在预紧下安装于风扇叶轮上。该预紧可介于每平方毫米带材横截面积约10N和约10kN之间的范围内，优选约10至100N。

在本实施例中，风扇叶轮具有三个带材54至56。根据风扇叶轮的尺寸也可设置仅一个、两个或三个以上带材。带材数量可介于1和10个之间。优选为带材54至56使用热塑性塑料、如聚酰胺(PA6、PA66、PA66/6、PAPA、PPA、PA4.6、PA12)、聚酯(PBT、PET)、聚丙烯(PP)、PPS、PES、PESU、PEEK、ABS、PC、ASA和类似材料。优选使用聚酰胺、聚丙烯或聚酯作为带材材料。

也可为带材54至56使用热固性塑料、如环氧树脂、尿素树脂或酚醛树脂。作为热固性塑料优选考虑环氧树脂或酚醛树脂体系。

带材54至56优选借助纤维增强，无论它们是由热塑性塑料还是热固性塑料制成。作为增强纤维考虑玻璃、碳、芳纶、热塑性塑料(PET、PA)或天然纤维、如亚麻、大麻、剑麻、黄麻或椰子。

纤维优选是易于制造且成本低的连续纤维。这种连续纤维可毫无问题地置入带材54至56的塑料质量中。

带材54至56在风扇叶轮的圆周上延伸并且以适合的方式固定在其上。因此，带材54至56可通过焊接与风扇叶轮连接。为了焊接过程可使用二极管激光器、但也可使用其它激光系统。当分段由在很大程度上激光透明的材料制成时，在一种有利实施方式中在焊接过程之前在待焊上带材54至56的区域中施加激光吸收液。为了焊接也可使用超声波。也可通过沿圆周方向的摩擦在带材和风扇叶轮之间建立固定连接。

作为用于连接带材54至56与风扇叶轮的其它可能性也可考虑粘接法。作为粘合剂使用单组分或双组分胶粘剂，如聚氨酯、丙烯酸、甲基丙烯酸酯或硅、或溶剂体系。

带材54至56和风扇叶轮之间的连接也可这样实现，即，借助时效硬化的热固性塑料缠绕带材和风扇叶轮，热固性塑料在缠绕后时效硬化。由此可实现相应带材54至56与风扇叶轮之间可靠的固定连接。

在所示实施方式中，盖环1*沿其外边缘2设有环绕的凹槽57，带材55嵌入该凹槽中。凹槽57因此位于盖环1*的外径上。

在盖环1*的内径上也设有环绕的凹槽58，该凹槽容纳带材54。

毂环6*在外径上设有环绕的、用于带材56的凹槽59。

所有凹槽57至59沿风扇叶轮的圆周方向敞开。由此，带材54至56可简单地嵌入凹槽57至59中。凹槽57至59可在注塑分段I至VII时就已被设置。因此，每个分段在其盖环区段1或毂环区段6中具有相应的环形凹槽区段，所述环形凹槽区段在分段I至VII接合时形成在风扇叶轮圆周上环绕的环形凹槽。

凹槽侧壁沿轴向方向引导带材54至56，使得带材不会从风扇叶轮中滑脱。

带材54至56可在风扇叶轮的圆周上缠绕多次。有利的是，带材54至56在此常常在风扇叶轮的圆周上缠绕这样多次，使得凹槽57至59被带材完全填满。

但原则上相应带材54至56只需在风扇叶轮的圆周上缠绕一次即可，其中，带材的两个端部彼此搭接。搭接优选至少是10个带宽，最大至圆周的20％。在这种设计中有利的是，相应带材54至56具有相应于槽宽的宽度。

带材54至56将分段I至VII牢牢固定在一起，使得即使在高负荷下、例如在风扇叶轮的高转速和大直径下也不会产生分段彼此分离的危险。

当风扇叶轮设有上述连续纤维增强的带材54至56时，风扇叶轮可在更高的极限转速下运行。

带材也可设置在不由分段制成、而是一体构造的风扇叶轮中。在这种风扇叶轮中优选在预紧下缠绕到风扇叶轮上的带材54至56也可起到有利的作用，尤其是在提高风扇叶轮的极限转速方面。

带材54至56中的纤维含量优选可介于10和65体积百分比之间、优选介于25和60重量百分比之间。

轴流式叶轮、对角线叶轮或定子可以所描述方式借助带材54至56有利地在盖环1*和/或毂环6*和/或中间环76*上增强。

在由分段制成的风扇叶轮中可完全避免出现熔接线，其在注塑完整叶轮时不可避免地出现。单个分段、尤其是仅具有一个叶片11的分段的注塑可在不出现熔接线的情况下进行。因此，在由分段制成的风扇叶轮中可克服这一难以控制的缺点。通过粘接或焊接连接实现的接合区域15、16、85的强度可借助所描述的本发明元件来实现。

这样设计分段，使得它们在组装过程中能以相同或相似的运动接合。在图15的左侧视图中示出处于初始状态的分段I至VII。每个分段的运动箭头显示它们实施相同的接合运动。由此，安装过程被显著简化并且变得更加容易。但这种接合方式仅可在这样的分段中实施，即，这些分段在其边缘4、9、74；5、10、75上不具有突出的形锁合元件，所述形锁合元件引起沿圆周方向的形锁合，如图3中示例性所示的那样。在此情况下，分段基于突出部18和贯通部17而必须沿轴向方向接合。在此情况下，分段的共同运动方向可以是轴向运动。

风扇叶轮还可在接合过程后进行切削再加工。这例如在风扇叶轮的特定区域需要高的圆形加工精度时十分重要。这例如适用于带材54至56的凹槽57至59(图13)。例如在盖环1*或毂环6*的对中直径以及外径的再加工方面也是必要的。凹槽57至59也可首先不设置在分段I至VII中并且在分段接合后再被切削加工出。

Claims (28)

1.风扇叶轮，具有在圆周上分布设置的叶片(11)，所述叶片沿圆周方向通过至少一个环(1*、6*、71*)彼此连接，所述风扇叶轮包括至少三个一体构造的分段(I至VII)，所述分段分别具有至少一个环(1*、6*、71*)的至少一个环区段(1、6、71)以及叶片(11)或叶片(11)的至少一个区段(11a、11b)，并且所述分段被组装成风扇叶轮，在该风扇叶轮中，至少所述环区段(1、6、71)以横向于风扇叶轮圆周方向的、构成接合区域(15、16、85)的边缘(4、9、74和5、10、75)相互贴靠，其特征在于，每个分段(I至VII)的环区段(1、6、71)的至少一个边缘(4、9、74和5、10、75)设有至少一个突出的形锁合部(25、25*、18)，并且每个分段(I至VII)的环区段(1、6、71)的至少一个边缘(4、9、74和5、10、75)设有至少一个与所述形锁合部(25、25*、18)至少近似互补的凹部(26、26*、17)。

2.根据权利要求1所述的风扇叶轮，其特征在于，所述形锁合部(25、25*、18)朝向其自由端部方向逐渐变细。

3.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮，其特征在于，所述凹部作为凹槽(26)设置在环区段(1、6、71)的上侧(30)和下侧(31)之间的区域中。

4.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮，其特征在于，所述凹部作为阶梯的一部分朝向环区段(1、6、71)的上侧(30)或下侧(31)敞开。

5.根据权利要求4所述的风扇叶轮，其特征在于，所述环区段(1、6、71)的具有形锁合部(25、25*、18)和凹部(26、26*、17)的边缘(32至34)构造成阶梯状的。

6.根据权利要求1至5之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述凹部(26、26*、17)具有深度(t)，该深度介于约(0.7至2.5)·D的范围内，其中，(D)是环区段(1、6、71)的壁厚。

7.根据权利要求1至6之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述形锁合部(25、25*、18)以至少一个侧面(39、40)贴靠在凹部(26、26*、17)的侧壁上。

8.根据权利要求1至7之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述形锁合部(25、25*、18)的所述至少一个侧面(39、40)向环区段(1、6、71)的边缘(4、9、74和5、10、75)中的过渡部弯曲地进行、优选以约为0.05至0.3倍环区段(1、6、71)壁厚(D)的半径(R1)弯曲地进行。

9.根据权利要求1至8之一所述的风扇叶轮，其特征在于，在构造为凹槽(26)的凹部的侧壁与环区段(1、6、71)的上侧及下侧(30、31)之间的区域(37、38)构造成大致一样厚。

10.根据权利要求1至8之一所述的风扇叶轮，其特征在于，构造为凹槽(26)的凹部的侧壁与环区段(1、6、71)的上侧及下侧(30、31)之间的区域(37、38)构造成不一样厚。

11.根据权利要求1至10之一所述的风扇叶轮，其特征在于，构造为榫头(25)的形锁合部的一个侧面(39、40)大于另一侧面。

12.根据权利要求1至11之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述环区段(1、6、71)在凹部(26、26*、17)区域中的壁厚(D_max)大于在凹部以外区域中的壁厚(D)。

13.根据权利要求1至12之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述风扇叶轮具有至少一个毂环(6*)，该毂环在叶片的毂环侧的端部(96)上沿圆周方向将叶片(11)彼此连接并且在该毂环上风扇叶轮与驱动马达连接。

14.根据权利要求1至13之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述风扇叶轮具有至少一个盖环(1*)，该盖环在叶片(11)的盖环侧的端部(91)上沿圆周方向将叶片彼此连接。

15.根据权利要求14所述的风扇叶轮，其特征在于，所述毂环(6*)和盖环(1*)相互错开设置，并且叶片(11)在毂环(6*)和盖环(1*)之间延伸。

16.根据权利要求1至15之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述风扇叶轮具有至少一个中间环(71*)，该中间环沿圆周方向将叶片(11)彼此连接并且在叶片的侧端部(96、91)之间的区域中固定在叶片上，所述分段(I－VII)分别具有至少一个中间环区段(71)。

17.根据权利要求1至16之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述分段(I至VII)至少近似相同地构造并且优选是注塑件。

18.根据权利要求1至17之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述环区段(1、6、71)的边缘(4、9、74；5、10、75)基本上重合地相互贴靠并且构成接合区域(15、16、85)，相邻的分段(I至VII)借助所述接合区域相互面状贴靠。

19.根据权利要求1至18之一所述的风扇叶轮，其特征在于，相邻的分段(I至VII)借助粘接和/或焊接在接合区域(15、16、85)上彼此连接。

20.根据权利要求18或19所述的风扇叶轮，其特征在于，所述接合区域(15、16、85)的横截面以增大接合面的方式设计。

21.根据权利要求1至20之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述叶片(11)的流入侧及流出侧的端部(12、13)与接合区域(15、16)具有距离。

22.根据权利要求1至20之一所述的风扇叶轮，其特征在于，接合区域(86)延伸穿过叶片(11)。

23.根据权利要求19至22之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述分段(I至VII)借助激光焊接、感应焊接或热气焊接彼此连接。

24.风扇叶轮、尤其是根据权利要求1至23之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述风扇叶轮在至少一个环(1*、6*、71*)上借助至少一个增强带材(54至56)缠绕，该增强带材能由热塑性塑料或热固性塑料制成。

25.根据权利要求24所述的风扇叶轮，其特征在于，所述增强带材(54至56)具有增强件、优选大致连续的增强纤维。

26.根据权利要求24或25所述的风扇叶轮，其特征在于，所述增强带材(54至56)通过焊接或粘接固定在风扇叶轮的环(1*、6*、71*)上。

27.根据权利要求24至26之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述风扇叶轮的至少一个环(1*、6*、71*)设有至少一个环绕的凹槽(57至59)用于容纳增强带材(54至56)。

28.根据权利要求24至27之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述风扇叶轮一体构造。