CN1251640A - 带有可变间距叶片的整体式风扇组件 - Google Patents

Abstract

风扇组件(10)包括第一、第二支座部分(70、72),它们由第一组紧固件接合,形成多个通往支座腔(82)的周向间隔开口(162)。风扇组件(10)还包括多个叶片单元(140),每个叶片单元(140)包括一个整体的支撑轴杆(142),它又包括旋转地安装在对应的开口(162)内的轴颈部分(148)、增大凸缘部分(144)和径向后端部分(138),均由支座腔(82)内的轴套元件(106)旋转支撑。每个叶片单元(140)最好有和支撑轴杆(142)形成一体的止推轴承(156)、衬套(158)和风扇叶片(152),即在止推轴承(156)和衬套(158)被定位后,把风扇叶片(152)模制在支撑轴杆(142)上,从而形成一个整体部件。风扇组件(10)还包括一个执行元件(112),它可动地支撑在支座腔(82)内部,并在偏离旋转轴线方向的位置与支撑轴杆(142)上的销钉(166)接合,以调节风扇叶片(152)的间距。风扇组件(10)被安装在驱动装置(12)上,驱动装置(12)的一部分遮盖第一组紧固件(78),以使第一、第二支座部分(70、72)只能在从驱动装置(12)上拆下以后才能被打开。还提供了传感装置(58、180),以产生表示风扇叶片(152)的间距和旋转速度中至少一项的信号。

Description

带有可变间距叶片的整体式风扇组件

本发明涉及冷却系统，更准确地说，涉及装有叶片的风扇组件，叶片可被调节以改变其间距，从而改变风扇组件的空气流量特性。本发明还涉及用于此风扇组件中的一种改进的叶片单元，以及制作此风扇组件的方法。

使用包括多个周向间隔布置的叶片的风扇组件以改善用于冷却目的的空气流量，是众所周知的方法。这样的风扇组件广泛地应用于多个领域，比如用于冷却生热装置。例如在汽车技术中，风扇组件通常用于实现发动机冷却作用。更准确地说，风扇组件通常固定在内燃机的机体上，并由发动机通过皮带轮和皮带驱动装置进行驱动。风扇组件主要传送穿过散热器的空气流，并且成为其整体的一部分，恒温地控制发动机的冷却系统。

既然风扇组件由发动机驱动，风扇叶片的旋转速度就追随发动机的每分钟转数。但是，风扇组件的驱动一般装有一个离合装置，可使风扇组件或者处于关闭状态，其间风扇组件不会产生空气流；或者处于打开状态，其间风扇组件以由通常发动机速度确定的最大速率被驱动。由于具有这一装置，在发动机以较高速率运转的同时，离合装置被起动时，一个相当大的初始载荷作用于驱动系统上，尤其是皮带上。与此典型的发动机冷却装置有关的另一问题是：不能对风扇组件使用的功率的量进行控制。而由发动机输出的功率总是固定为与风扇速度关系式为函数的预定的功率，即当考虑空气密度和温度因数时，功率输出与风扇旋转速度的立方成比例。当冷却需求降低时，风扇组件仍然以较高速度产生作用，这尤其不利。而且，风扇组件的接合是噪音的主要来源，尤其是在发动机每分钟转数很低时。例如，当发动机怠速时，大部分噪音由离合装置的摩擦元件的接合产生，风扇接合产生的噪音干扰极大。

主要由于上述问题，已经研制了可变速度风扇组件——比如装有粘滞流体式和涡流式风扇离合器的风扇组件，和可变间距风扇组件。通常，由于风扇叶片的工作速度能更好地与所需冷却程度相关联，可变速度风扇组件具有优势。当然，即使可变速度风扇组件在给定的风扇工作速度也只能提供设定的空气流量。而且，由于连续滑动，粘滞式驱动一般不能提供完全的“关闭”状态和“最大”空气流量状态。这里，由于叶片的间距可以根据通常的冷却需求进行调节，可以获得降低发动机输出功率的效果。所以可变间距风扇组件更具有优势。而且，即使在发动机低速运转时，可变间距风扇组件最初能够以平滑和安静的方式接合，并容易地处于关闭和完全打开状态。

虽然可变间距风扇组件可被调节以确立进一步增强的空气流量特性，但在现有设计中，仍存在问题，尤其是有关维修的容易性。例如，由于在使用中改变叶片间距所需的连接部件，叶片不能很容易地从风扇组件的其余部分上拆下。而且，现有技术水平下的可变间距风扇组件的叶片带有轴杆，轴杆通常穿过与轴杆连接的轴承，只可旋转地支撑于轴承座的开口中。这种装置会导致相当大的压力被施加于轴承座的集中部分，尤其是高速工作期间。而且，相当大的压力作用于风扇叶片，并趋向于径向向外抽出叶片，可能产生叶片轴杆变松甚至从轴承和轴承座中脱出的情况。

基于上述情况，需要一种风扇组件，它被设计为能产生最佳空气流量率，表现出更佳的维修特性，提供加强的风扇叶片结构和安装部件。

本发明通过提供改进的、尤其适用于冷却内燃机的可变间距风扇组件，来解决与风扇组件有关的这些和其他不足和问题。

根据本发明，风扇组件适合于作为一个部件，较容易地被固定在驱动装置上，并能在工作过程中很容易地被调节，以改变其中的空气流量特性。风扇组件包括：一个支座，支座由多个机械连接的支座部分组成，具有间隔布置的内壁以形成内腔；多个叶片单元，每一个都被支座可旋转地固定在周向间隔位置；一个执行元件，与叶片单元互相连接，这样执行元件相对于支座的运动可调节叶片单元的间距。通过将支座分成几个部分，风扇组件能很容易地解体以达到维修目的。而且，由于风扇组件是整体的，预装配可被简化，整个风扇组件能作为一个部件，被较容易地固定到驱动装置上，最好是通过其它机械连接方式。

更准确地说，支座最好包括第一和第二支座部分，它们通过第一套机械紧固件互相连接；还包括一个遮盖元件，它延伸穿过支座部分之一中形成的中心开口。这种支座适合于通过使用附加的一套机械紧固件固定在驱动装置上，驱动装置遮住第一套机械紧固件，这样，通往第一套机械紧固件的入口被封住，直至风扇组件的支座首先从驱动装置中被拆下。当拼合在一起时，支座部分共同形成多个周向间隔布置的开口，叶片部件的轴颈部分旋转地支撑于其中。一个轴套元件安装在支座部分之一的内腔之中，由多个周向间隔布置的槽组成，槽与开口成一条直线，并可旋转地支撑叶片部件的后部。因此，每个叶片部件有利地被支撑在两个径向间隔位置上。

根据本发明的一个最佳实施例，每个叶片单元是作为独立的单元形成的。更准确地说，每个叶片单元包括一个由相应的后端部分确定的支撑轴杆、一个增大的凸缘部分、一个突出的径向部分、一个相对应的轴颈部分、一个伸展元件和一个风扇叶片。后端部分、凸缘部分、突出的径向部分和轴颈部分，以及伸展元件首先形成一个整体元件，叶片直接成型于伸展元件上。在成型过程之前，止推轴承最好安装在突出的径向部分周围，而尺寸大小能被卡紧在形成于支座接合部分的一个开口之内的衬套，则被放置在轴颈部分周围。由于这种结构，整个叶片单元，包括止推轴承和衬套，组成一个独立的装配元件。

虽然可以采用各种执行装置，执行元件最好包括一个活塞，它能够在内腔中直线移动，比如穿过遮盖元件将流体介质引入其中。在遮盖元件和活塞之间，最好装有一个膜片，以使冲击最小化和便于精确的活塞运动。活塞与每一个风扇十片的支撑轴杆互相连接，这样，活塞相对于支座的运动引起叶片单元旋转，从而改变风扇叶片的间距。由引入流体介质以移动活塞产生的力，必须克服施加于活塞上的趋向于将风扇叶片设置为最大空气流量间距的偏置力。在最佳实施例中，风扇组件还与传感元件相连接，用于发送至少旋转速率和风扇叶片间距之一的信号。这样的传感元件可以采用各种形式，来自它的信号最好被发送到控制元件，用于在当前工作参数的基础上确定最佳的叶片间距。

因此，本发明的一个目的就是提供一种可变间距风扇组件，它由多个互相连接的支座部分组成并支撑多种元件，从而形成整体元件以便于其固定到驱动装置上，为了便于维护，还要易于从驱动装置上拆下。

本发明的另一个目的是提供一种风扇组件，它带有唯一的叶片单元，每一个叶片单元包括一个支撑轴杆，它能支撑止推轴承和衬套，并在其上成型制作风扇叶片，这样，整个叶片单元由单个元件组成，便于组装和更换。

本发明的另一个目的是，在两个径向间隔布置的支座位置可旋转地支撑每一个叶片单元，以便在风扇组件的工作过程中有效地分散施加于支座上的反作用力。

本发明的另一目的是，提供一种用于检测至少叶片单元的间距和旋转速度之一的装置，以便准确地控制风扇组件的工作。

参照相关的附图，通过下面对本发明最佳实施例的详细介绍，本发明的风扇组件的其它特性和优点，以及其装配方法，会变得更加显而易见。在几个视图中，相同的标号表示相同的零件。

图1是本发明风扇组件的局部横剖面正视图，特别图示了叶片单元的安装特点。

图2是风扇组件沿图1中的2-2剖面线的横剖面图，图示了把风扇组件安装到驱动装置上，其中在图的上半部分，显示了处于一个极限工作位置的执行元件，在图的下半部分，显示了处于另一极限工作位置的执行元件。

图3是风扇组件沿图1中的3-3剖面线的横剖面图。

图4是风扇组件沿图3中的4-4剖面线的局部横剖面图。

这里应该注意的是，所有这些附图，都只是为了易于说明本发明的基本原理，在本发明的下述原理被阅读和理解之后，附图关于组成最佳实施例的零件数量、位置、关系、和尺寸的延伸将被说明，或在本领域技术人员理解范围之内。而且，在本发明的下述原理被阅读和理解之后，与特定压力、重量、强度和类似要求相一致的确切的尺寸和尺寸比例也将同样在本领域技术人员理解范围之内。

而且，当“第一”、“第二”、“内”、“外”、“径向”、“轴向”、“周向”等术语和类似术语在本文中被使用时，可以理解的是，这些术语只与看图的人所看到的附图中所示的结构有关，并且只是用于简化本发明的说明。

根据本发明的最佳原理的风扇组件的最佳实施例，如附图所示，用10表示。在其最佳的形式，风扇组件10尤其适用于与冷却汽车内燃机有关的应用，但本发明的风扇组件10的其它应用也会变得显而易见。因此，在本发明的最佳应用中，风扇组件10被固定在驱动装置12上，驱动装置12包括皮带轮14，皮带轮14通过一对轴承单元16和18可旋转地固定在轴颈托架22的短轴20上(见图2)。轴颈托架22还包括凸缘部分24，它与短轴20整体成型，并带有多个孔26，用于将轴颈托架22牢固地固定到发电机机体或类似部件上(图中未示出)。

更准确地说，轴承单元16和18被压装入皮带轮14和短轴20之间，并由间隔圈32沿轴向隔开。轴承单元16和18的内座圈(未单独标出)，通过垫片34和拧在短轴20的末端部分上的螺母36轴向固定在短轴20上。轴承单元16和18的外座圈(也未单独标出)，被压装入皮带轮14中，并通过其与皮带轮14的接合和固定环38的存在，被保持在希望的轴向位置上。

皮带轮14有外凹槽表面部分40，用于接受由内燃机驱动的驱动皮带。由于这种结构，在内燃机运转期间，皮带轮14被连续地驱动。虽然各种装置可以被采用以改变发动机和皮带轮之间的相对旋转速度(传动比)，比如通过简单地改变皮带轮和驱动轴的相对尺寸，但是，在最佳实施例中，皮带轮14最好以相对于发动机1∶1的比率被驱动。出于下面将变得明白的原因，皮带轮14还包括一个带有末端轴表面44的通常渐呈锥台状的环状驱动圈42。

如此图所示，短轴20有一个内腔46，内腔46内安装有一个流体供给接头48。流体供给接头48通常采取卡盘的形式，这在现有技术中是众所周知的，因此这里不再详细介绍。但是，应该注意的是，流体供给接头48包括一个内部通道50，用于接受通过位于轴颈托架22上的入口通道52输送的加压流体供应。

短轴20上通过紧固件56固定有平板54。平板54上带有至少一个传感器58，在最佳实施例中，传感器用于检测风扇组件10的叶片间距和工作速度中的至少一项，其最佳形式下面将会介绍。在此，尽管图2中没有显示，但可以理解的是，传感器58通过多个电线与控制元件互相电连接。电线通过短轴20中的轴向凹槽60装入传感器58中。

正如图2和图3所示，风扇组件10包括一个支座68，由第一、第二支座部分70和72组成，它们由多个第一组螺纹紧固件74在间隔布置的边缘位置彼此联结(如图2所示)。在最佳实施例中，紧固件74延伸完全穿过第二支座部分72，并旋入第一支座部分70中，而紧固件74的头部穿过位于第二支座部分72中的孔76被容纳于埋头孔中。风扇组件10通过第二组螺纹紧固件78固定在皮带轮14上。更准确地说，第一、第二支座部分70和72带有多个彼此对准的通孔80，它们在埋头通孔76之间间隔布置，用于容纳紧固件78以将风扇组件10连接到环状驱动圈42上，环状驱动圈42的轴端表面44遮盖住紧固件74的头部。由于这种结构，只有当风扇组件10从皮带轮14上拆下之后，才允许接近紧固件74。

支座部分70和72有间隔分布的内壁部分(未标示)，在它们之间确定了一个内支座腔82。第二支座部分72带有一个延伸至支座腔82中的中央开口84。遮盖元件86穿过中央开口84伸展，并由各种周向间隔分布的紧固件88固定在第二支座部分72上。遮盖元件86带有中心孔，其中用螺纹固定着带有流体通道94的接头92。当风扇组件10固定在皮带轮14上后，流体通道94与流体供给接头48的内部通道50成一条直线，这样，输往入口通道52的加压流体能通过流体供给接头48和接头92流入支座腔82中。一个弹性膜片96被靠近遮盖元件86安装在支座腔82内，膜片96的环状边缘部分密封地插入第二支座部分72和遮盖元件86之间。由于这种结构，流入支座腔82的加压流体流量将作用于膜片96，并使其偏移，这将在下文进行充分讨论。

轴套元件106在支座腔82的内部固定在第一支座部分70上。在最佳实施例中，轴套元件106与第一支座部分70分开，并由内凹螺栓108固定于其上。轴套元件106最好有一个圆柱形外表面，以导向地接纳执行元件112。在最佳实施例中，执行元件112包括一个活塞，活塞有一个末端平面部分114，和一个向外伸展平面部分118，其中末端平面部分114带有和轴套元件106相对的腔116。向外伸展平面部分118带有多个间隔分布的孔120(见图1、图2和图4)，用于容纳将执行元件112朝遮盖元件86偏移的弹簧122。弹簧122通过环绕在柱销124上伸展，保持所需的对正状态，柱销124从第一支座部分70伸入支座腔82中。

执行元件112最好如图1所示是多面体，其每个面带有通向径向延伸凹槽130的周向槽128。每个径向延伸凹槽130都与轴套元件106上对应的凹槽132成一条直线(见图1和图3)。成一条直线的径向延伸凹槽130和凹槽132所容纳的是叶片单元140的细长后端部分138。细长后端部分138实际上形成叶片单元140的整体成型的支撑轴杆142的一部分。支撑轴杆142还包括增大凸缘部分144、突出的径向部分146、轴颈部分148和伸展部分150(见图3)。支撑轴杆142最好用金属整体成型制造。但是，其它材料也可以很容易地被使用。在任何情况下，支撑轴杆142都应完全使用同一种材料制造，没有分离线、断裂或其它类似情况，以获得更好的结构完整性。例如支撑轴杆142可作为一个单独元件在单一模具腔中模制成型，或从一块单独的原料机体加工制成，这样，不存在会产生断裂或震动松脱的紧固件、焊接或其他连接。

每个叶片单元140还包括一个风扇叶片152，风扇叶片152有固定在伸展元件150上的基座154。在最佳实施例中，风扇叶片152由塑料制成，并在伸展元件150上模制成型。在模制风扇叶片152之前，止推轴承156(见图3)被安装在增大凸缘部分144上及突出的径向部分146周围。而且，衬套158被固定在轴颈部分148周围，并与止推轴承156接合。因此，一旦止推轴承156和衬套158被固定在支撑轴杆142上，并且风扇叶片152被模制在伸展元件150上，整个叶片单元140就形成一个整体元件。

叶片单元140被固定在支座68上的周向间隔分布的开口162中。虽然，依据本发明，叶片单元140的具体数目可以改变，但是出于动平衡的目的，最好采用相同数目的径向相对的叶片单元140。在最佳实施例中，正如图3所示，每个开口162实际上成型于第一和第二支座部分70和72的接合处。因此，每个支座部分70和72确定了对应于开口162的弧形部分。正如此图中所示，每个叶片单元140都安装有夹紧在第一和第二支座部分70和72之间的衬套158。而后端部分138穿过径向凹槽130进入对应的凹槽132中。由于这种结构，每个叶片单元140通过衬套158在开口162处被轴套元件106和支座68可旋转地支撑。通过提供这些径向间隔分布的支撑位置，由于后端部分138安装在凹槽132中，同时衬套158安装在开口162中，帮助分散了弯曲力，又由于凸缘部分144通过衬套158和止推轴承156的一部分对径向力起反作用，在风扇组件10工作期间作用于叶片单元140上的力可以被有效分散。虽然轴套元件106可以用各种材料制成，但最好使用轴承青铜，这样，轴套元件106本身可以起轴承的作用，从而使必要的零件数量减到最少。

每个支撑轴杆142的增大凸缘部分144带有一个孔(未标出)，相对于由后端部分138和轴颈部分148确定的纵向旋转轴线偏心或偏移。每个孔中固定有一个销钉166，它伸入执行元件112上对应的槽128中。当然，可以理解的是，销钉166也可以和凸缘部分144整体成型制造。而且，一个最好用润滑渗透聚合物制造的套筒(未示出)，能覆盖在销钉166上，并插入对应的槽128中。在任何情况下，由于通过流体通道94输入加压流体产生的执行元件112在支座腔82内的直线位移，通过执行元件112和销钉166的相互接合，使每个叶片单元140绕由后端部分138和轴颈部分148两者确定的纵向轴线旋转。更准确地说，正如图4所示，由于销钉166被固定在槽128内，槽128垂直于执行元件112的运动方向伸展，并且平行于后端部分138确定的纵向轴线伸展，但又与其有间隔，执行元件112的直线运动将导致销钉166绕后端部分138确定的纵向轴线旋转，从而使叶片单元140旋转，叶片单元140的旋转有效地调节了风扇叶片152的间距，从而改变了风扇组件10的空气流量特性。当然，由于偏置力趋于将风扇叶片152放置在最大流量位置，执行元件112的这种远离遮盖元件86(见图2的下半部分)的位移，被用于对抗由弹簧122产生的偏置力。在所示最佳实施例中，执行元件112的延伸由于与柱销124的末端相接，而受到限制。

参照图2，第二支座部分72和遮盖元件86上带有彼此对准的孔(未标出)，对应的轴177在其中延伸。每个轴177的一端比如通过螺纹连接固定，用于随执行元件112一起相对于支座68运动，。在轴177的第二端，最好装有磁铁180。磁铁180和传感器58一同工作，对风扇叶片152的间距和它的旋转速度至少一项进行检测。更准确地说，传感器58的功能是检测由磁铁180产生的磁场的存在和强度。当磁铁180和传感器58之间的距离直接与风扇叶片152的间距产生关联，磁铁180经过传感器58的时间间隔反应风扇组件10的工作速度时，这个简单的传感装置就能向控制装置提供多个信号，用于调整进入支座腔82中的加压流体流量。

根据本发明，风扇组件10被设计成最初将每个轴177(实际上可以有一个或多个)固定到执行元件112上。然后，当轴套元件106放入执行元件112的腔116中以后，一个叶片单元140被安装，从而使销钉166伸入槽128中，后端部分138的末端被放入对应的槽130中。当然，如上所述，叶片单元140是由一个整体部件组成的，由支撑轴杆142与伸展元件150、轴颈部分148、突出的径向部分146、增大凸缘部分144和后端部分138整体成型，止推轴承156和衬套158安装在支撑轴杆142上，风扇叶片152的基座154成型于伸展部分150的周围。一旦一个叶片单元140被连接到执行元件112和轴套元件106上，轴套元件106可以被放松，其余的叶片单元140可以用同样的方式连接。所有的叶片单元140被正确插入之后，使每个轴177和第二支座部分72上的孔成一条直线，把每个叶片单元140、执行元件112和轴套元件106同时安装到第二支座部分72的内部。这里应当注意，遮盖元件86、膜片96和紧固件88还没有安装到第二支座部分72上。把弹簧122安装到执行元件112上的孔120中后，第一支座部分70和第二支座部分72接合，同时柱销124插入弹簧122内，第一、第二支座部分70和72的每个接合面共同限定夹紧衬套158的开口162。第一、第二支座部分70、72的接合需要弹簧122被压缩，以便存在一个使支座68分开的趋向力。当第一、第二支座部分70、72接合在一起时，紧固件74穿入孔76中，并被固定在第一支座部分70之内。下一步，紧固件108穿过执行元件112上的中心圆孔(未标出)被拧紧(见图3)。然后，膜片96和遮盖元件86由紧固件88固定。最后安装接头92。

如图3所示，用于每个叶片单元140的衬套158和增大凸缘部分144的至少一部分的连接直径大于对应的开口162。因此，在不发生主要结构损坏的情形下，支撑轴杆142不能通过开口162。由于这种结构，在风扇组件10工作中产生的径向载荷通过增大凸缘部分144、止推轴承156和衬套158的一部分被传递给支座68(见图3)，而且，由于增大凸缘部分144是与后端部分138、支撑轴杆142的其余部分整体铸造，凸缘部分144相对于后端部分138不会发生不合要求的位移，从而防止了支撑轴杆142从支座68上滑脱，众所周知在现有技术中，装置具有独立的凸缘部分，当风扇组件在工作中产生强大的径向力时，就会发生这种情况。最后，用紧固件88把遮盖元件86固定在第二支座部分72上，膜片96位于二者之间。把接头92预先安装在遮盖元件86上或其后固定在合适的位置，就完成了这一步骤。

由于风扇组件主要用于冷却内燃机，驱动装置12的最佳结构的组装可以通过首先把轴承单元16和18压装入皮带轮14并安装固定环38来实现。至少一条用于传感器58的导线被定位在凹槽60中。然后，轴颈托架22的短轴20被压入轴承单元16和18，并由垫片38和螺母36固定。流体供给接头48被插入孔46并被固定环(见图2所示，但未单独标出)紧紧固定。然后，带有传感器58的平板54被紧固件56固定在轴颈托架22上。

如上所述，轴颈托架22在凸缘部分24的孔26处被固定在发动机的机体部分上。然后，来自发动机的驱动皮带围绕皮带轮14放置并被适当拉紧。然后，风扇组件10的支座68用紧固件78被容易地安装在皮带轮14上，用于同时旋转运动。由于直到驱动皮带围绕到皮带轮14上之后，支座68才安装到皮带轮14上，皮带的安装被简化了。当把支座68固定在皮带轮14上时，环状驱动圈42的轴向表面44遮盖紧固件74。这一结构极具优势地确保如果不首先从驱动装置12上拆下支座68，支座68不能被打开。这很重要，因为如上所述，当支座68组装时，弹簧122被压缩，因此，如果紧固件76偶然脱落，不仅会导致整个风扇组件解体，而且会严重损坏附近部件。但是，由于紧固件76被环状驱动圈42遮盖，它就不能被偶然地卸下。当然由于紧固件78容易被看见和拆卸，风扇组件10可以为了修理和维修的目的很容易地从皮带轮14上拆下。如果一个叶片单元140需要修理，支座68可以不需要从发动机底盘上拆下轴颈托架22就很容易地被从皮带轮14上拆下，打开后可以用一个新的叶片单元140替换已损坏的元件。由于每个叶片单元140的多个部件是整体成型的独立元件，所以替换是简单而有效的。

现在根据本发明的最佳实施例的风扇组件的基本原理已经陈述完毕，对于技术熟练人员来说，其他变型都是明白浅显的。例如，虽然风扇叶片152的间距可以通过使用液压驱动执行系统进行调节，但是各种执行系统，包括机械、电子、液压、气压系统，都可被采用。因此，除了活塞以外，执行元件112还可以采用各种形式，仍能实现上述所需的功能。而且，可以通过只扩大执行元件112的的移动的容许值，来修改它的安装，并诱导反方向流动。还应理解，风扇叶片152能设定各种形状，比如提供一个扭矩以提高翼片的效率，而不需放弃在发动机/风扇的速度的基础上提供处于零功率和最大值之间的无穷可变功率的叶片的连接方式。而且，传感装置也不仅限于具体实施例中所介绍的。已知各种类型的速度和位置传感器都可被应用，包括其它种的电容式传感器。而且，应该认识到，本发明的传感装置也能被应用到其它旋转控制仪器中，比如离合器。最后，制造风扇组件10可使用各种材料，包括各种金属和塑料。第一、第二支座部分70和72，还有执行元件112，使用塑料制造尤其具有优势，可以降低重量和成本因素。

在不背离这里所介绍的本发明的精神和主要特性的前提下，本发明可以以其它具体方式被实施，这里所介绍的实施例应当被认为在所有方面都是直观的、不受限制的。除了上述介绍以外，本发明的范围将由附加的权利要求限定，在权利要求的等同的范围和内容之内的所有变化都包含在这里。

Claims (25)

1.一种风扇组件，作为一个元件，能容易地、可移动地被安装到驱动装置上，在操作中可被调节以改变它的空气流量特性，其特征在于，这包括以下的组合：一个支座，可驱动地连接在驱动装置上，用于绕第一轴旋转，它包括互相连接的第一和第二支座部分，第一和第二支座部分有被隔开形成支座腔的内壁部分，该支座包括多个位于其外表面部分的周向间隔开口，每个支座部分确定每个开口的弧形部分；一个在开口径向间隔位置在内部支座腔中从支座伸展出的轴套元件，轴套元件包括多个周向间隔的凹槽，每个凹槽与对应的开口之一成一条直线；多个完整的、一体的风扇叶片单元，每个风扇叶片单元包括一个整体制造的支撑轴杆和一个基座部分形成在支撑轴杆周围的风扇叶片，以使支撑轴杆和风扇叶片作为一个独立的单元构成一个完整的组件被安装在支座上，每个风扇叶片的支撑轴杆包括一个可旋转地安装在对应的开口内的圆柱形轴颈部分，从轴颈部分沿着共用纵向轴线伸展出的后端部分，并包括一个可旋转地安装在对应的孔中的终端，从而使每个叶片单元被两个径向间隔位置支撑，相对于支座旋转以改变叶片单元的间距，从而改变风扇组件的空气流量特性，以及一个插在轴颈部分和后端部分之间的终端的增大凸缘部分，增大凸缘部分的直径尺寸大于后端部分和轴颈部分旋转安装于其中的开口；一个安装在支座内部的执行元件，用于随支座一起绕第一轴同时旋转，并相对于支座沿第一轴通过无限可变位置做轴向运动，执行元件与每个叶片单元连接，从而使执行元件有选择的轴向运动控制叶片的间距；多个第一组紧固件，在第一周向间隔位置互相连接第一和第二支座部分；多个第二组紧固件，用于可拆卸地把支座安装到驱动装置上，驱动装置挡住通往多个第一组紧固件的入口，这样，只有当支座从驱动装置上卸下时，才允许拆开第一和第二支座部分；一个传感系统，包括固定在执行元件上的第一传感元件，它与执行元件一起绕第一轴旋转并沿第一轴移动，和安装在驱动装置上的第二传感元件，第二传感元件检测第一传感元件绕第一轴的旋转速率和第一传感元件的移动值，从而产生表示执行元件的旋转速度和轴位置的信号，执行元件的旋转速度和轴位置依次相应于叶片单元的旋转速度和间距。

2.一种作为一个元件很容易可拆卸地被安装到驱动装置上的风扇组件，其特征在于，还包括以下组合：一个支座，它包括第一和第二互相连接的支座部分，第一和第二支座部分有被隔开形成支座腔的内壁部分，第一和第二支座部分中至少之一包括多个位于其外表面部分的周向间隔开口；多个第一组紧固件，在第一周向间隔位置互相连接第一和第二支座部分；多个叶片单元，每个叶片单元包括一个安装在对应的一个开口中的支撑轴杆；多个第二组紧固件，用于可拆卸地把支座安装到驱动装置上，驱动装置挡住通往多个第一组紧固件的入口，这样，只有当支座从驱动装置上卸下时，才允许拆开第一和第二支座部分。

3.根据权利要求2所述的风扇组件，其特征在于，多个第一组紧固件延伸穿过第二支座部分并进入第一支座部分，第二支座部分紧靠驱动装置，并且多个第二组紧固件延伸通过每个第一、第二支座部分，用于把支座连接到驱动装置上。

4.根据权利要求3所述的风扇组件，其特征在于，安装到驱动装置上的风扇组件包括一个皮带轮，当风扇组件安装到驱动装置上时，皮带轮的一部分遮盖了多个第一组紧固件。

5.根据权利要求4所述的风扇组件，其特征在于，每个叶片单元的支撑轴杆可转动地安装在一个对应的开口中，并且风扇组件还包括以下的组合：可移动地固定在内部支座腔中的执行元件，该执行元件与每个叶片单元的支撑轴杆互相连接，使得执行元件相对于支座的运动引起叶片单元相对于支座的旋转，从而改变叶片单元的间距，并由此改变风扇组件的空气流量特性。

6.根据权利要求5所述的风扇组件，其特征在于，执行元件由活塞组成，风扇组件还包括以下的组合：一个位于支座内用于引导其中的移动活塞的流体介质的通道和一个位于支座内活塞和通道之间的弹性膜片。

7.根据权利要求2所述的风扇组件，其特征在于，还包括以下的组合：在开口径向间隔位置从支座伸展出的轴套元件，该轴套元件包括周向间隔的凹槽，其中每个支撑轴杆包括一个可转动地安装于对应的一个开口中的圆柱形轴颈部分；一个从轴颈部分伸出的后端部分，该后端部分包括一个可转动地安装于对应的凹槽之一中的终端部分，从而使每个叶片单元被两个径向间隔位置支撑，相对于支座旋转以改变叶片单元的间距，从而改变风扇组件的空气流量特性；以及一个插在轴颈部分和后端部分之间的凸缘部分，凸缘部分的尺寸大于轴颈部分旋转安装于其中的开口，支撑轴杆作为一个整体元件被制造，以使轴颈、凸缘和后端部分组成一个独立元件。

8.根据权利要求7所述的风扇组件，其特征在于，每个叶片单元还包括以下组合：一个插入轴颈部分和开口之间的衬套，和一个被安装在凸缘部分和支座之间的止推轴承，每个叶片单元被合并为一个独立的可替换的单元，支撑轴杆容纳止推轴承和衬套，风扇叶片的基座被模制在支撑轴杆上，以整体地保持止推轴承和衬套位于轴颈部分和风扇叶片之间。

9.一种被驱动装置旋转的风扇组件，可在操作中被调节以改变它的空气流量特性，其特征在于，它包括以下组合：一个带有多个径向间隔开口的圆周部分的支座；在开口径向间隔位置从支座伸展出的轴套元件，轴套元件包括多个周向间隔的凹槽，每个凹槽与对应的一个开口成一条直线；以及多个叶片单元，每个叶片单元包括一个支撑轴杆和一个基座安装在支撑轴杆上的风扇叶片，每个叶片单元的支撑轴杆又包括一个可转动地安装在对应的开口内的圆柱形轴颈部分、从轴颈部分沿着共用纵向轴伸展出的后端部分，后端部分包括可转动地安装于对应的一个凹槽中的终端部分，从而使每个叶片单元被两个径向间隔位置支撑，对应于支座旋转以改变叶片单元的间距，从而改变风扇组件的空气流量特性。

10.根据权利要求9所述的风扇组件，其特征在于，轴套元件与支座彼此独立并安装在支座上。

11.根据权利要求10所述的风扇组件，其特征在于，轴套元件由轴承青铜制造。

12.根据权利要求9所述的风扇组件，其特征在于，还包括以下组合：一个相对于支座可移动地安装的执行元件，该执行元件与每个叶片单元的支撑轴杆互相连接，使得执行元件相对于支座的运动引起风扇叶片相对于支座旋转，以改变风扇叶片的间距，执行元件由活塞组成，活塞带有中心凹槽部分，轴套元件延伸插入其中，用以直线引导活塞相对于支座运动

13.根据权利要求9所述的风扇组件，其特征在于，用于每个叶片单元的支撑轴杆还包括一个插入在轴颈部分和后端部分之间的增大凸缘部分，凸缘部分的尺寸大于轴颈部分旋转安装于其中的开口，支撑轴杆作为一个整体元件被制造，从而轴颈、凸缘和后端部分组成一个独立元件。

14.根据权利要求13所述的风扇组件，其特征在于，每个叶片单元还包括以下组合：插入轴颈部分和开口之间的衬套，以及安装在凸缘部分和支座之间的止推轴承。

15.根据权利要求14所述的风扇组件，其特征在于，每个叶片单元被合并为一个独立的、可替换的元件，带有容纳止推轴承和衬套的支撑轴杆，风扇叶片的基座被模制在支撑轴杆上，以整体地保持止推轴承和衬套位于增大凸缘部分和风扇叶片之间。

16.根据权利要求9所述的风扇组件，其特征在于，还包括以下组合：在风扇组件工作期间用于检测叶片单元的间距和旋转速度的装置。

17.在一种组件中，该组件包括一个可驱动地连接在驱动装置上的支座，用于围绕第一轴旋转，以及一个安装在支座内部的执行元件，用于通过无限可变位置随支座同时绕第一轴旋转，和相对于支座沿第一轴轴向运动，以有选择地控制风扇组件的工作参数，一种传感系统，其特征在于，其包括以下的组合：固定在执行元件上的第一传感元件，它与执行元件一起绕第一轴旋转并沿第一轴移动；第二传感元件，其固定在驱动装置上，第二传感元件检测第一传感元件绕第一轴的旋转情况和第一传感元件的移动值，从而产生表示执行元件的旋转速度和轴向位置的信号。

18.根据权利要求17所述的传感系统，其特征在于，还包括以下组合：多个与支座连接的工作元件，用于随支座一起绕第一轴同时旋转，并相对于支座绕基本垂直第一轴的第二轴旋转，以调节支座和工作元件之间的相对角度位置，执行元件和每一个工作元件合并以使执行元件相对于支座轴向移动，以使工作元件绕第二轴旋转，这样，产生的信号也表示工作元件的旋转速度以及支座和工作元件之间的相对角度位置。

19.根据权利要求18所述的传感系统，其特征在于，工作元件包括风扇叶片单元，其被旋转以调节风扇叶片单元的间距，从而改变风扇组件的空气流量工作参数。

20.根据权利要求17所述的传感系统，其特征在于，第一传感元件包括一个固定在执行元件上的磁铁，第二传感元件接收表示磁铁的存在和相对位置的信号。

21.一种风扇叶片单元，作为一个完整的、一体的部件，被旋转地安装在风扇组件的支座上的开口内，风扇组件的空气流量特性可以在工作中通过调节风扇叶片单元的间距来改变，其特征在于，它包括以下组合：一个整体制造的支撑轴杆，其包括一个可转动地安装在支座上的开口内的圆柱形轴颈部分，从轴颈部分沿共用纵向轴线伸展出的后端部分，包括一个沿共用纵向轴线与轴颈部分隔开的终端，一个插在轴颈部分和后端部分之间的增大凸缘部分，凸缘部分的直径尺寸大于后端部分和轴颈部分旋转安装于其中的开口的直径；风扇叶片的基座部分形成在支撑轴杆的周围，从而支撑轴杆和风扇叶片作为一个独立的元件组成一个完整的组件被安装在支座上。

22.根据权利要求21所述的风扇叶片单元，其特征在于，后端部分的终端的形状和大小能在与开口间隔的位置被支座旋转支撑，轴颈部分可转动地安装在开口内。

23.根据权利要求22所述的风扇叶片单元，其特征在于，后端部分的连接直径小于轴颈部分的直径。

24.根据权利要求21所述的风扇叶片单元，其特征在于，还包括以下组合：一个安装在轴颈部分周围的衬套，一个安装在增大凸缘部分和衬套之间的止推轴承，在把风扇叶片的基座形成在支撑轴杆的周围之前，衬套和止推轴承被定位在支撑轴杆上，从而使止推轴承和衬套形成完整组件的一部分。

25.根据权利要求24所述的风扇组件，其特征在于，还包括以下组合：销钉元件，其在偏离于共用纵向轴线的位置从增大凸缘部分上凸出，其中，当风扇叶片单元被安装用于围绕轴颈部分旋转时，销钉元件被接合，使支撑轴杆沿共用纵向轴线旋转，从而改变风扇叶片的间距。

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