专利名称：用于冷却风扇的增效的叶片和轮毂结构的制作方法
技术领域：
背景技术：
用于汽车、卡车、或者其他车辆的发动机在高的工作温度下运行并且 因此需要不同的机构来提供冷却。典型地， 一种冷却流体的循环和/或经过 发动机及其部件以及附件的空气的强制循环被常规地用来为这类发动机 提供冷却。
水或者流体冷却的发动机利用散热器，这些散热器被定位在引入的空 气流动中并被用来冷却已被发动机加热之后的水或其他流体。冷却风扇定 位在散热器附近，以迫使或者推动空气流经散热器而因此将水或其他流体 冷却。
最初，冷却风扇几乎全部都是由一种金属材料制成。当今更常见地是 这些冷却风扇由 一种塑料材料制成。这些风扇可以是具有一个中央轮毂和 多个向外延伸的推进叶片的一种传统类型的构件，或者该风扇可以是一种 环型风扇，它带有定位在这些叶片的末端或者尖端上的一个圆周环。
同样，典型地是使一个导管或护罩构件围绕该风扇构件定位，以便在 车辆的发动机舱中以一种所希望的方式来引导空气流动。
存在着一种需要来改进在卡车、汽车以及其他车辆中使用的冷却风 扇。对于由塑料材料制成的改进的冷却风扇存在着一种特别的需要，这些 冷却风扇具有增加的刚性和耐用性并且它们能以 一种更简易的方式来制 造。
发明内容
本发明提供了一种改进的风扇构件，它特别用作卡车、汽车以及其他 车辆中的冷却风扇。本发明提供了由一种塑料材料制成的具有最小重量以 及最大刚性的一种风扇。提供了多个螺旋角撑板，这些角撑板从一个叶片
3构件的轮毂直径前进到 一个相邻的叶片构件的后缘处。这些弯曲的角撑板 在两个邻近的叶片之间实现了 一种三角形结构，这种结构增加了风扇构件 的刚性和耐用性。这些螺旋角撑板提供了多个结构的负荷路径连同空气动 力学流动引导件，以将空气从前部的风扇轮毂区域移动到叶片流动路径的 区域。
当该角撑板在 一个弯曲的螺旋方向中朝向其相关联的叶片构件的前 缘前进时，它轴向地向后延伸到前一叶片构件的后缘处。这在相邻叶片构 件的前缘与后缘之间提供了结构上的附着。这还在这些叶片构件之间提供 了结构性的弯曲刚性。
该叶片前缘还跟随该螺旋角撑板延伸进入该轮毂区域。在该轮毂区域 中在该螺旋角撑板之下风扇的后部在轴向上向前是空的并且优选地具有 一种三角形的形状。这提供了一种最少材料的结构，但这是具有优异的结 构刚性和强度的一种结构。
当与附图和所附的权利要求一起考虑时，本发明的其他益处、特征以 及优点将从本发明的以下说明中变得清楚。
图1是根据本发明的一个冷却风扇构件的一个实施方案的透视正视图。
图2是如图1中所示的冷却风扇的一个后视图。
图3是如图1和图2中所示的冷却风扇实施方案的另一个视图，该视 图带有示出这些螺旋角撑板的多条虚线。
图4是如图1至图3中所示的冷却风扇的后部的一个放大的视图并且 展示了优选地在本发明的一个实施方案中形成的三角形形状的空心区域。
图5和图6是图1所示的风扇实施方案的截面示图，这些截面是在图 3中分别沿线5-5和6-6截取的。
具体实施例方式
本发明提供了 一种用于冷却风扇的增效性叶片和轮毂结构。这些冷却 风扇被特别地使用在车辆(如卡车和汽车)中。然而，本发明并不限于用 于车辆的冷却风扇，而是还包含了在许多不同的应用(包括工业类型应用)
中使用的 一种独特的风扇结构。根据本发明的冷却风扇构件是由 一种塑料材料(例如在车辆中适合于 引擎罩下的环境的尼龙或其他聚合物)制成、并且优选地是通过一种注塑
模制法制成的。因为该风扇设计(包括这些叶片构件和轮穀)全都具有基 本上均匀的厚度，本发明提供了一种改进的制造法以及最终的产品。这使 用于注塑模制法的周期时间减为最小并且还防止了热凹陷以及其他模制 缺陷。
如图l至图6所示，根据本发明的一个冷却风扇实施方案总体上是由 参考数字IO表示。该冷却风扇构件具有一个中央4仑穀构件15以及多个推 进片或叶片构件20。在这些附图中，冷却风扇构件IO被描绘为具有九个 叶片构件20。然而，应该理解根据本发明的冷却风扇可以具有任何希望数 目的叶片构件。并且，优选地用于每个风扇构件的叶片构件的数目是一个 素数，例如7、 9、 11、 13、等等。
同样优选的是，如图l至图3所示，使用定位在该风扇构件的轮毂构 件中并且被固定到其上的一个金属插入构件18,以便帮助将该风扇构件安 装到一个轴构件或类似的构件上。为此目的，在插入构件18中提供了多 个开口 16。这些开口被用来定位多个紧固件，用于将风扇安装到一个轴或 其他结构上。
风扇构件10具有多个螺旋角撑板25，这些角撑板从轮毂构件15延伸 经过这些叶片构件20的每一个的表面。这些螺旋角撑板被径向地向外弯 曲并且基本上从一个叶片构件的中央部分22处的轮毂构件开始前进到相 邻的叶片的后缘24处。
这些螺旋角撑板25的宽度是按照需要来增加或减少的，以提供从一 个叶片构件的前缘到相邻的叶片构件的后缘的多个叶片的联合。这些螺旋 角撑板的宽度还基于为提供风扇所希望的刚性所需材料的量而增加或减 少。还优选地选择这些角撑板的精确的大小和宽度以便为装货和运输提供 这些风扇的堆叠。
这些螺旋角撑板25提供了多个结构负荷路径连同多个空气动力学流 动引导件，以将空气流动从前部的风扇轮毂区域移动到叶片流动路径区域 中。当这些角撑板结构在一个螺旋形的方向中朝向相关的叶片构件的前缘 前进时，它们还轴向地向后延伸到前一叶片的后缘上。这在图2中具体示 出。在这点上，这些螺旋角撑板的后部的表面或边缘是由图2中的参考数 字26表示的。这些螺旋角撑板在相邻的叶片构件的前缘与后缘之间提供了结构上的附着。这就在这些叶片之间提供了结构性的弯曲刚性。将这些 螺旋角撑板延伸到其相关联的叶片构件的后缘处所起的作用是继续该流 动引导件，提供进一步结构的弯曲刚性，并且稳定了该叶片构件的后缘。 稳定该后缘的角度确保了在负荷下的优化性能。
由于这些螺旋的角撑板构件所增加的结构强度，所以只需要最小的叶 片截面厚度来承载这些叶片负荷。此外，由于在该轮毂构件、螺旋角撑板 以及在这些螺旋角撑板的内部的叶片部分之间的分担的负载，可以减少该
轮毂几何厚度。这提供了如图2和图4中较好示出的一种三角形结构30。
三角形结构30提供了超过先前的风扇设计的优异的刚性。在图3中 是以多条虚线26示出在这些叶片构件20的后面上延伸的这些螺旋角撑板 的方向和形状。在图4中还示出了这些三角形形状的空心部分30。
这些螺旋角撑板25基本将这些叶片构件的前缘延伸进入该轮穀区域。 这在流动引导件与叶片部分表面之间提供了 一种平滑的空气动力学的过 渡。，它还允许在该轮毂区域中在定位金属插入构件18的区域的上部除去 额外的材料。因为这些风扇叶片构件以 一种对角线的方式越过插入构件 18,所以该叶片在轮毂区域中的任何向前的伸出将导致形成更厚的部分。 较厚的部分是不希望的，因为它们在该模制过程中为形成空隙提供了机会 并且当遇到较薄的部分时导致形成不同的应力。
在风扇的后部在该轮毂区域中在这些螺旋角撑板之下形成的这些空 心部分30在整个风扇结构中允许最小的叶片截面厚度。
在这些风扇构件10的后部上还提供了多个支撑和加固肋35。这些在 图2中示出。这些肋33特别是围绕金属插入构件18为风扇结构提供了额 外的刚性和支撑。
虽然在此已经示出并说明了本发明的多个优选的实施方案，但本发明 的普通技术人员会想到很多变更和替代的实施方案。因此，本发明旨在不 限于在此说明的这些优选的实施方案，而是限于所附权利要求的条款。
权利要求
1.一种风扇结构，包括一个轮毂构件；多个叶片构件，这些叶片构件从所述轮毂构件总体上径向地向外延伸；以及多个螺旋角撑板构件，这些角撑板构件的数目对应于这些叶片构件的数目；每一个所述角撑板构件从该轮毂构件的一个叶片构件附近延伸到一个相邻的叶片构件的后缘处。
2. 如权利要求1所述的风扇结构，其中所述角撑板构件从所述的一个 叶片构件的大致中点处延伸。
3. 如权利要求1所述的风扇结构，其中所述角撑板构件轴向地向后延 伸到相邻的叶片构件的后缘处。
4. 如权利要求3所述的风扇结构，其中所述向后延伸的角撑板构件与 所述轮毂构件形成三角形结构。
5. 如权利要求1所述的风扇结构，其中所述轮毂构件、叶片构件以及 角撑板构件被整体地模制在一起。
6. 如权利要求5所述的风扇结构，其中该风扇结构是由一种塑料材料 构成并且是通过一种注塑模制法来制造。
全文摘要
一种用于冷却风扇的增效的叶片和轮毂结构。提供了多个螺旋角撑板，这些角撑板从该中央轮毂构件的一个叶片构件附近前进到一个相邻的叶片构件的后缘处。这些螺旋角撑板提供了多个结构负荷路径连同空气动力学流动引导件。这些螺旋角撑板在轴向上向后延伸到前述叶片构件的后缘处并且在相邻的叶片构件的前缘与后缘之间提供多个结构附着。在该风扇结构的后部上还提供了多个空心的三角形结构并且该三角形区域提供了优异的刚性。
文档编号F01P5/02GK101657619SQ200880012285
公开日2010年2月24日 申请日期2008年5月10日 优先权日2007年5月10日
发明者M·M·苏尔思 申请人:博格华纳公司