CN110748501A - 带有叶片节距指示的可变节距风扇组件 - Google Patents

带有叶片节距指示的可变节距风扇组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及带有叶片节距指示的可变节距风扇组件。该可变节距风扇组件包括：风扇，该风扇被配置为绕风扇旋转轴线旋转并且包括具有可变的节距的叶片；活塞，该活塞连接到所述风扇并且被配置为相对于所述风扇旋转轴线轴向移动，以改变所述叶片的所述节距；旋转曲柄臂，该旋转曲柄臂朝向所述活塞可缩性地偏置；运动传递器，该运动传递器被设置成与所述活塞和所述旋转曲柄臂连接，以相对于所述风扇旋转轴线在所述活塞和所述旋转曲柄臂之间轴向传递运动；以及传感器，该传感器被设置成检测所述旋转曲柄臂的角位置，所述角位置表征所述叶片的所述节距。

Description

带有叶片节距指示的可变节距风扇组件
技术领域
本公开涉及可变节距风扇组件。
背景技术
车辆通常出于冷却目的而使用风扇。风扇可用于冷却车辆的的各种部件，诸如发动机和冷却器或其他热交换器。
发明内容
根据本公开的一方面，一种可变节距风扇组件包括：风扇，该风扇被配置为绕风扇旋转轴线旋转并且包括具有可变的节距的叶片；活塞，该活塞连接到所述风扇并且被配置为相对于所述风扇旋转轴线轴向移动，以改变所述叶片的所述节距；旋转曲柄臂，该旋转曲柄臂朝向所述活塞可缩性地(yieldably)偏置；运动传递器，该运动传递器被设置成与所述活塞和所述旋转曲柄臂连接，以相对于所述风扇旋转轴线在所述活塞和所述旋转曲柄臂之间轴向传递运动；以及传感器，该传感器被设置成检测所述旋转曲柄臂的角位置，所述角位置表征所述叶片的所述节距。
可变节距风扇组件可被包括在车辆中。传感器可生成表征角位置的位置信号，并因此表征叶片节距。车辆的控制系统可基于位置信号确定叶片节距，并且命令风扇达到所期望的叶片节距，以将气流调节成所期望的水平。控制系统可通过控制活塞相对于风扇旋转轴线的轴向位置来这样做。
根据以下的描述和附图，以上和其他特征将变得清楚。
附图说明
参照附图进行附图的详细说明，在附图中：
图1是车辆的正视图，其中一部分被剖开从而示出可变节距风扇组件；
图2是示出可变节距风扇组件的立体图；
图3是沿着剖面线3-3截取的局部分解立体图(其中一些部分保持为实心的)；
图4是图3的剖面的正视图，其中一些部分被去除；
图5是图4的一部分的放大视图；以及
图6是图4的另一部分的放大视图。
具体实施方式
参照图1，车辆10包括可变节距风扇组件12。风扇组件12被配置用于冷却车辆10的部件，诸如发动机和各种冷却器或其他热交换器。车辆10可以是各式各样车辆中的任一种，包括而不限于农业、建筑或林业用车辆。例示性地，车辆10是棉花收获机。
参照图2，风扇组件12包括带有叶片16(例如，9个叶片)的风扇14。叶片16具有节距，该节距是可变的以将气流调节到所需水平。带有其叶片16的风扇14被配置为围绕风扇旋转轴线15旋转，并且可按传统方式(诸如，例如液压或气动地)被驱动以便绕轴线15旋转。
风扇14包括轮毂18和轮槽20，风扇14的风扇壳体21包括轮毂18和轮槽20。叶片16按例如传统方式安装到轮毂18，以随轮毂18一起绕风扇旋转轴线15旋转。轮槽20以固定的关系紧固于轮毂18。轮槽20经由轴承23(例如，双圆锥滚子轴承)安装到风扇组件12的壳体22(轴承23设置在壳体22和轮槽20之间)，以相对于壳体22绕风扇旋转轴线15旋转。轴承23被捕获在用于外座圈的卡环和通过螺纹连接到壳体22的扣环之间。如此，风扇14被支撑为相对于壳体22绕风扇旋转轴线15旋转。
参照图3和图4，风扇组件12包括连接到叶片16以改变叶片16的节距的活塞24。活塞被配置为随风扇14绕风扇旋转轴线旋转，并且被配置为相对于风扇旋转轴线15轴向移动，以改变叶片16的节距。
活塞24相对于轴线15在第一轴向方向26和第二轴向方向28上移动，以改变叶片16的节距。活塞24可在第一轴向方向26上相对于轴线15流体地(诸如，液压地)致动。在其他实施方式中，活塞24可在第一轴向方向26上气动地或以其他方式致动。在多个弹簧29的作用下，活塞24在与第一轴向方向26相反的第二轴向方向28上可缩性地偏置；弹簧29围绕轴线15设置在活塞24和风扇壳体21(例如，风扇壳体21的轮槽20)之间并且设置在活塞24的相应弹簧接收槽中。
活塞24在任一方向26、28上的移动致使叶片16对应地绕其相应的旋转轴线旋转，以改变它们的节距。齿条与小齿轮可与每个叶片16关联，以使叶片16旋转(齿条和小齿轮未示出)。在这种情况下，每个齿条可安装于活塞24，以便随活塞24相对于轴线15一起轴向移动，并且每个叶片16可被包覆模制或以其他方式连接到与相应齿条啮合的相应小齿轮。活塞24和安装在其上的齿条的轴向移动致使小齿轮和分别安装于其的叶片16旋转，由此改变叶片16的节距。
风扇组件12包括旋转曲柄臂30、运动传递器32和传感器34(图3)。曲柄臂30在第一轴向方向26上朝向活塞24可缩性地偏置，并且安装于壳体22以相对于壳体22绕曲柄旋转轴线36旋转。运动传递器32被设置成与活塞24和曲柄臂30连接，以相对于风扇旋转轴线15在活塞24和曲柄臂30之间轴向传递运动。传感器34被设置成检测曲柄臂30相对于曲柄旋转轴线36的角位置。角位置表征叶片16的节距。
参照图3至图5，风扇组件12包括安装于用于活塞24的运动传递器32的轴承38。活塞24经由轴承38连接到运动传递器32，使得活塞24被配置为随风扇14一起相对于运动传递器32绕风扇旋转轴线15旋转。
参照图4和图5，风扇组件12包括分隔件40。在偏置器60将分隔件40在第二轴向方向28上推动以接触活塞24的情况下，分隔件40接触轴承38和活塞24。分隔件40接触轴承38的外座圈42，并且使活塞24相对于风扇旋转轴线15与轴承38的内座圈44轴向间隔开。
分隔件40被支撑在外座圈42上。分隔件40的环46围绕外座圈42。分隔件40的唇缘48相对于风扇旋转轴线15从环46径向延伸，并且在轴承38和活塞24之间相对于风扇旋转轴线15轴向地延伸，以便使活塞24与内座圈44相对于风扇旋转轴线15轴向间隔开。分隔件40例如被配置为压在外座圈42上以在分隔件40和外座圈42之间建立过盈配合的盖子，并且由例如钢制成。
参照图3、图4和图6，壳体22包括腔室50和孔52，孔52相对于风扇旋转轴线15从腔室50轴向延伸。曲柄臂30设置在腔室50中。运动传递器32设置在孔52中，以便在孔52中沿着风扇旋转轴线15在第一轴向方向26和第二轴向方向28上线性移动。风扇组件12的由例如青铜制成的两个衬套54被压入孔52中，以便以彼此间隔开的关系设置在孔52中。运动传递器32设置在衬套54中，从而被衬套54支撑在孔52中，以便相对于风扇旋转轴线15并且相对于衬套54和壳体22轴向移动且旋转移动。可通过经由轴承38和分隔件40安装到运动传递器32的活塞24的旋转来引起运动传递器32的旋转。如此，运动传递器32被安装用于轴向移动且绕风扇旋转轴线15的旋转移动。
运动传递器32被设置成沿着风扇旋转轴线15在活塞24和曲柄臂30之间线性传递运动。运动传递器32可被配置为例如杆或其他合适的线性构件，以用于这种线性移动。
参照图6，曲柄臂30设置在腔室50中，并且安装于壳体22，以便绕曲柄旋转轴线36旋转。曲柄臂30与轴56形成一体以形成一件式构造，但是在其他实施方式中，曲柄臂30和轴56可以是单独的部件。轴56被安装成借助两个轴承58(例如，滚针轴承)绕曲柄旋转轴线36旋转。每个轴承58都安装在壳体22的对应小孔中。曲柄臂30相对于曲柄旋转轴线36从轴56径向延伸。
偏置器60将曲柄臂30朝向活塞24可缩性地偏置。偏置器60被配置为例如扭转弹簧。在这种情况下，偏置器60的一端压靠安装于曲柄臂30的柱62(例如，柱62被拧入或压入曲柄臂30)，并且偏置器60的相对端压靠壳体22的设置在腔室50中的凸块64(本领域的普通技术人员将理解，在图4中没有实际上示出但是指示了凸块64中的被偏置器60接触的部分)。
运动传递器32和曲柄臂30被设置成彼此可滑动地接触。运动传递器32和曲柄臂30相配合，以在它们之间提供球面界面66。球形界面66阻碍曲柄臂30和轴56沿着曲柄旋转轴线36的轴向游隙，并且适应运动传递器32绕风扇旋转轴线15的旋转。
曲柄臂30包括凹槽68，并且运动传递器32包括被接纳在凹槽68中的端部部分70。例示性地，端部部分70是球形的，并且凹槽68是接纳球形端部部分70的球形凹槽。凹槽68沿着曲柄臂30的周缘72纵向延伸，并且位于与曲柄旋转轴线36垂直的假想平面74中(平面74与图6的剖面平面重合并且为了例示在图6中被示出为虚线框)。凹槽68可以是在周缘72中加工而成的。
球面界面66可以是耐磨的。运动传递器32可由例如不锈钢制成，以便具有抗腐蚀性。曲柄臂30和轴56可由例如硬化钢(例如，经过热处理)制成，以便耐磨并且不会过早磨损。
如此，当运动传递器32和活塞24沿着第一轴向方向26和第二轴向方向28移动时，运动传递器32和曲柄臂30彼此抵靠地滑动。以这种方式，运动在曲柄臂30的旋转运动与运动传递器32和活塞24的线性运动之间转换。当运动传递器32和活塞24沿着风扇旋转轴线15轴向移动时，叶片16与运动传递器32和活塞24的该轴向线性移动成比例地旋转。
轴56和传感器34彼此连接，使得由传感器34借助轴56绕曲柄旋转轴线36的对应旋转检测曲柄臂30绕曲柄旋转轴线36的旋转。在一实施方式中，轴56和传感器34可彼此键合，使得轴56的旋转致使传感器34的对应套筒旋转。套筒的键可被轴56的键槽接纳。在其他实施方式中，轴56和套筒可分别具有键和键槽。轴56和传感器34可按其他方式(例如，花键连接或过盈配合)彼此连接。
传感器34检测曲柄臂30相对于曲柄旋转轴线36的角位置，其中，角位置表征叶片16的节距。传感器34可被配置为例如旋转电位计，其输出与叶片16的节距成比例的位置信号(例如，模拟)。位置信号与曲柄臂30的角位置进而与叶片节距成比例。如此，该位置信号表征角位置和叶片节距。位置信号可由车辆10上的车载控制系统使用，以控制叶片16达到所期望的叶片节距，以将气流调节成所期望的水平。控制系统(例如，其控制器)可接收位置信号并且基于该位置信号确定叶片节距。然后，控制系统可借助活塞24相对于风扇旋转轴线15的轴向位置来控制叶片节距。
虽然以上描述了本公开的示例实施方式，但是这些描述不应该被视为是限制含义的。相反，可在不脱离如所附权利要求书中限定的本公开的范围和精神的情况下进行其他变型和修改。

Claims (15)

1.一种可变节距风扇组件，该可变节距风扇组件包括：
风扇，该风扇被配置为绕风扇旋转轴线旋转并且包括具有可变的节距的叶片；
活塞，该活塞连接到所述风扇并且被配置为相对于所述风扇旋转轴线轴向移动，以改变所述叶片的所述节距；
旋转曲柄臂，该旋转曲柄臂朝向所述活塞可缩性地偏置；
运动传递器，该运动传递器被设置成与所述活塞和所述旋转曲柄臂连接，以相对于所述风扇旋转轴线在所述活塞和所述旋转曲柄臂之间轴向传递运动；以及
传感器，该传感器被设置成检测所述旋转曲柄臂的角位置，所述角位置表征所述叶片的所述节距。
2.根据权利要求1所述的可变节距风扇组件，所述可变节距风扇组件包括安装于所述运动传递器的轴承，其中，所述活塞经由所述轴承连接到所述运动传递器，使得所述活塞被配置为随所述风扇一起相对于所述运动传递器绕所述风扇旋转轴线旋转。
3.根据权利要求2所述的可变节距风扇组件，所述可变节距风扇组件包括分隔件，其中，所述轴承包括外座圈和内座圈，并且所述分隔件被支撑在所述外座圈上并且使所述活塞与所述内座圈间隔开。
4.根据权利要求3所述的可变节距风扇组件，其中，所述分隔件接触所述轴承和所述活塞，并且包括环和唇缘，所述环围绕所述外座圈，所述唇缘相对于所述风扇旋转轴线从所述环径向延伸并且相对于所述风扇旋转轴线在所述轴承和所述活塞之间轴向延伸，以便使所述活塞相对于所述风扇旋转轴线与所述内座圈轴向间隔开。
5.根据权利要求2所述的可变节距风扇组件，所述可变节距风扇组件包括壳体和设置在所述壳体的孔中的衬套，其中，所述运动传递器设置在所述衬套中，以便相对于所述风扇旋转轴线进行轴向移动和旋转移动。
6.根据权利要求1所述的可变节距风扇组件，所述可变节距风扇组件包括壳体，其中，所述风扇被支撑，以相对于所述壳体绕所述风扇旋转轴线旋转，所述壳体包括腔室和从所述腔室延伸的孔，所述旋转曲柄臂设置在所述腔室中，并且所述运动传递器设置在所述孔中，以便在所述孔中沿着所述风扇旋转轴线线性移动。
7.根据权利要求6所述的可变节距风扇组件，所述可变节距风扇组件包括设置在所述孔中的衬套，并且所述运动传递器设置在所述衬套中。
8.根据权利要求1所述的可变节距风扇组件，其中，所述运动传递器和所述旋转曲柄臂被设置成彼此可滑动地接触。
9.根据权利要求1所述的可变节距风扇组件，其中，所述旋转曲柄臂包括凹槽，并且所述运动传递器包括被接纳在所述凹槽中的端部部分。
10.根据权利要求1所述的可变节距风扇组件，其中，所述运动传递器和所述旋转曲柄臂相配合，以在所述运动传递器和所述旋转曲柄臂之间提供球面界面。
11.根据权利要求10所述的可变节距风扇组件，其中，所述运动传递器包括球形端部部分，并且所述旋转曲柄臂包括接纳所述球形端部部分的球形凹槽。
12.根据权利要求11所述的可变节距风扇组件，其中，所述球形凹槽沿着所述旋转曲柄臂的周缘纵向延伸。
13.根据权利要求11所述的变节距风扇组件，其中，所述旋转曲柄臂被配置为绕曲柄旋转轴线旋转，并且所述球形凹槽位于与所述曲柄旋转轴线垂直的假想平面中。
14.根据权利要求1所述的可变节距风扇组件，其中，所述运动传递器被配置为杆。
15.根据权利要求1所述的可变节距风扇组件，其中，所述运动传递器被设置成在所述活塞和所述旋转曲柄臂之间线性传递运动。
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