用于内燃机冷却系统的风扇系统的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  3

【专利下载】Tel:18215660330

用于内燃机冷却系统的风扇系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于内燃机冷却系统的风扇系统,用于内燃机冷却系统的风扇系统1具有电机2和风扇叶轮3,其中电机2包括借助于轴承21、22能够旋转地得到支承的极壳20,其中风扇叶轮3与电机2的极壳20耦合,其中风扇3具有第一嵌入元件40并且极壳20具有相应于第一嵌入元件40进行构造的第二嵌入元件50,其中如此构造这两个嵌入元件40、50,使得它们相互嵌入,从而它们构成用于极壳20的轴承21的轴承座221。
【专利说明】用于内燃机冷却系统的风扇系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于内燃机冷却系统的具有电机和风扇叶轮的风扇系统,其中电机包括借助于轴承能够旋转地得到支承的极壳,并且其中所述风扇叶轮与电机的极壳耦
口 O
【背景技术】
[0002]已知具有构造成外转子的电机的风扇系统。为了将风扇叶轮固定在电机的极壳上,通常将所谓的连接芯轴在装配电机时插入极壳的轴与风扇之间,在将风扇与极壳拧紧之后再将连接芯轴拉出。为此,在连接芯轴与轴之间或者说在连接芯轴与风扇之间需要连接间隙。除了风扇系统的部件公差之外还要考虑该连接间隙,并且该连接间隙由此同时提高了风扇与轴之间的径向间隙。

【发明内容】

[0003]本发明的任务是提供一种具有更小部件公差以及更好地将风扇固定在电机上的风扇系统。
[0004]该任务借助于权利要求1得到解决。有利的实施方式在从属权利要求中进行说明。
[0005]相应地,所述风扇叶轮具有第一嵌入元件并且极壳具有相应于第一嵌入元件构造的第二嵌入元件,其中如此构造这两个嵌入元件,使得其相互嵌入,至少部分地将所述极壳以及风扇叶轮相互耦合并且形成了用于电机极壳的轴承的轴承座。
[0006]这具有以下优点,即所述风扇在其装配中能够简单地进行装配并且同时可以放弃风扇叶轮的固定螺栓在电机极壳上的装配过程。此外,可以简单地对风扇叶轮进行定心,使得风扇叶轮精确地沿着电机的旋转轴线的方向定向并且由此具有由可能的转动平衡引起的较小的噪音形成。也避免了极壳或风扇在风扇的其它组件上起动的危险。
[0007]在另一实施方式中,所述极壳或者说风扇叶轮的嵌入元件构成了环形的轴承座,设计该轴承座用来容纳滚动轴承或者滑动轴承。这具有以下优点,即避免了用于固定滑动轴承的注塑过程并且可以简单并且节省成本地制造风扇系统。
[0008]优选所述风扇叶轮具有止挡,设置该止挡用于沿至少一个方向固定轴承的轴向位置。
[0009]在另一实施方式中,所述电机具有布置在极壳中的另外的轴承,其中该另外的轴承相对于上面所述的轴承如此进行布置以及设计,使得极壳以及风扇叶轮能够旋转地得到支承并且不仅沿径向而且沿轴向固定在其位置中。以这种方式能够以简单的方法确定能够旋转的元件极壳以及风扇叶轮的位置。
[0010]在另一实施方式中,所述第一嵌入元件构造成极壳中的豁口或者凹处。以这种方式能够简单地在深冲方法中或者在注塑方法中构造极壳或者说第一嵌入元件。
[0011]在另一实施方式中,所述第二嵌入元件具有至少一个肋,构造该肋用于嵌入所述第一嵌入元件中,尤其嵌入该第一嵌入元件的凹处或豁口中。以这种方式能够实现风扇叶轮与极壳的简单的耦合。
[0012]在另一实施方式中设置至少两个肋,它们在上面的区域内通过至少一个部分环形的区段进行连接。以这种方式能够提供特别稳定的第二嵌入元件。
[0013]在另一实施方式中设置耦合装置,该耦合装置包括第一耦合元件以及与第一耦合元件相应构造的第二耦合元件,其中该第一耦合元件布置在极壳上并且第二耦合元件布置在风扇叶轮上,其中设计耦合元件用于相互嵌入并且传递扭矩。以这种方式可以在风扇系统的启动过程中明显降低或者说避免极壳和切向布置的其它起动接片之间接触过程的危险。
[0014]对于降低接触过程的危险来说证明特别好的是,所述第一耦合元件包括至少一个接片并且将所述第二耦合元件构造成槽,其中接片张紧地嵌入槽中。
[0015]在另一实施方式中将所述第二耦合元件构造成部分环形构造的槽,并且包括带有至少一个第一区段和第二区段的滑动轮廓,其中第一区段具有第一半径并且第二区段具有第二半径,其中第二半径小于第一半径。以这种方式可以在风扇系统的起动过程中特别有利地降低噪音排放。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]下面根据附图详细解释本发明。在此示出:
图1是风扇系统的透视图;
图2是图1中所示的风扇系统的剖视图;
图3是图1和2中示出的风扇系统的透视剖视图;
图4是图2中不出的剖面的截取部分;
图5是图1到4中示出的风扇系统的极壳的截取部分的透视图;
图6是在图5中示出的极壳的实施方式的变型方案;
图7是风扇系统的风扇叶轮的部分透视图;
图8和9是两个耦合元件的不同实施方式的透视图;
图10是耦合元件的插口的空间视图;以及 图11是耦合元件的插口的俯视图。
【具体实施方式】
[0017]下面基于各个组件的总体关联性应该共同解释图1到7。
[0018]图1到7示出了具有电机2和风扇叶轮3的风扇系统I。该风扇叶轮3包括多个风扇叶片4,设置所述风扇叶片用于在风扇叶轮3旋转时将冷却空气输入内燃机(没有示出)的水和/或油冷却器。所述电机2包括极壳20,该极壳构造成锅状的并且支承在直立的轴30上。该电机2在实施方式中构造成外转子,其中在附图中由于清晰缘故放弃示出磁体以及线圈。该磁体布置在极壳20的内圆周面39上。在径向外侧,所述极壳20通过风扇叶轮3的风扇盖32包围。不仅所述风扇叶轮3而且所述极壳20围绕着相应于轴30纵轴线的旋转轴线31通过轴承21、22 (参见图2和3)能够旋转地得到支承。
[0019]为了支承极壳20,第一轴承21设置在轴向上面的端部上并且第二轴承22设置在轴30的下面的端部上。上面的第一轴承21在轴30上沿着上面的端部(图2)的方向通过固定环33限制其轴向可运动性。此外,轴30在下面端部(参见图2)上具有布置了压力弹簧35的区段34。该压力弹簧35以一个端部靠在轴30的区段34的端侧36上。压力弹簧35在另外的端部上靠在第二轴承22上。在此,该第二轴承22不仅沿径向而且沿轴向完全通过极壳20包围。该极壳20在图2中的第二轴承22下方在第二轴承22上具有止挡23,该止挡阻止第二轴承22沿着轴30的区段34的方向(在图2中向下)的轴向移动。不仅所述第一轴承21而且所述第二轴承22构造成滚动轴承,这里是球轴承。作为替代方案,也可以考虑滑动轴承。
[0020]所述第一轴承21或者说第二轴承22分别具有内环210、220和外环211或者说
221。与第二轴承22的完全通过极壳20形成的径向外轴承座222相反,该第一轴承21具有位于径向外部的由极壳20和风扇叶轮3形成的轴承座212。为此,所述风扇叶轮3具有第一嵌入兀件40 (参见图4、7)。该极壳20具有第二嵌入兀件50。该第二嵌入兀件50相应于第一嵌入元件40进行构造,使得两个嵌入元件40、50在风扇系统I装配好的状态下相互嵌入。此外,第一嵌入元件40的内侧41或者说第二嵌入元件50的内侧51共同构成用于第一轴承21的环形的轴承座212。在实施方式中如此选择公差,使得轴承座212相对于第一轴承21的外环211具有间隙配合。此外,内环210也以间隙配合位于轴30上。
[0021]如图7中所示,所述第一嵌入元件40具有多个肋42,所述肋平行于风扇叶轮3或者说极壳20的旋转轴线31定向。所述肋42沿圆周方向均匀地围绕旋转轴线31分布在风扇叶轮3上。也可以考虑将风扇叶轮3相对于极壳20以预先确定的定向不均匀地进行固定。所述肋42在上面区段中通过环形的区段43进行连接。由此,该环形的区段43负责所述肋42的轴向稳定并且同时构成止挡44,该止挡径向向内朝轴30的旋转轴线31定向。所述第一轴承21的外轴承环211的侧面213靠在止挡44上。该环形的区段43作为替代方案也可以构造成部分环形的区段43并且分别相互连接所述肋42的仅仅一部分。此外,在环形区段43的上面外面的外边缘上设置斜边45,使得第一嵌入元件40能够在电机的装配中简单地导入第二嵌入元件50中。所述肋42在实施方式中沿圆周方向构造成部分环形的并且沿此定向。此外,所述肋沿轴向平行于旋转轴线31延伸。然而也可以考虑其它横截面,如三角形、矩形或者圆形。
[0022]所述第二嵌入元件50构造成豁口 53 (参见图5)或者说凹处52 (参见图6)。如此设计该凹处52或者说豁口 53,使得相应的肋42嵌入该凹处52或者说豁口 53中。在此,每个肋42具有外表面46并且相应地沿圆周方向具有侧面55。在此,所述肋42的外表面46理解为外圆周面。侧面55仅仅理解为肋42的沿圆周方向定向的表面。此外,所述凹处52包括位于径向外部的内表面522。在内表面522和内侧51之间,所述凹处52相应地朝肋42的侧面55具有构造的侧面54。根据使用目的,可以考虑嵌入元件40、50的不同的构造。在图1到7中所示的实施方式中,所述肋42如此朝凹处52或者说豁口 53进行构造,使得所述肋42虽然嵌入凹处52或者说豁口 53中,但是在外表面46上朝相应的内表面522隔开或者说在侧面55上朝凹处52或者说53的相应的侧面54隔开。这种设计方案确保了较高的使用寿命以及风扇系统I的简单的可装配性。
[0023]作为替代方案,可以考虑如此选择所述肋42和凹处53的几何形状,使得所述肋42以其外表面46与凹处52的相应的内表面522隔开,然而所述肋42或者说凹处52或者说豁口 52的侧面54、55相互靠着。也可以考虑相反的情况,即所述侧面54、55相互隔开,然而所述外表面46靠在凹处52的内表面522上。以这种方式,在精确定向时确保了风扇叶轮3与极壳20的简单的相互移动。此外可以考虑所述肋42不仅靠在侧面55上而且也靠在凹处52或者说豁口 53的外表面46上。
[0024]在装配的状态下并且由此通过轴承座212 (参见图2和3)的形成,使得第一轴承21不仅靠在风扇叶轮3的内侧41上而且也靠在极壳20的内侧52上。沿轴向通过嵌入轴30的凹槽34中的固定环33确定第一轴承21沿第一轴向在第一轴承21的内环210上的位置。反向于第一轴向的第二轴向通过第一嵌入元件40的靠在第一轴承21的外环211上的由风扇叶轮3构成的止挡44限制。在此,将止挡44布置在与固定环33对置的一侧上。通过这种布置可以借助于间隙配合将第一轴承21不仅固定在轴30上,而且也固定在极壳20或者说风扇叶轮3的内侧41、51上。由此不需要昂贵的用于固定轴承21的注塑过程,从而能够将第一轴承21简单并且成本低廉地布置在风扇叶轮系统I中。
[0025]所述第二轴承22在径向外侧借助于外环221上的压配合固定在极壳20的其轴承座222中。所述第二轴承的内环220借助于间隙配合座落在轴30上。在第二轴承22的内环220的面对轴30的区段34的侧面223上靠着压力弹簧35的一端。
[0026]设置所述压力弹簧35用于固定风扇叶轮3或者说极壳20的位置。在此,压力弹簧35在轴30的区段34与第二轴承22的内环220之间形成压力。在此,由于内环222与轴30之间的间隙配合,该内环222可以在其轴向位置中沿着轴30移动。压力通过第二轴承22的滚动体224传递到第二轴承22的外环221上。由于外环221在其位于极壳20中的轴承座222中的压配合而将压力弹簧35的压力继续传递到极壳20上。该极壳20将压力通过极壳20的端面24传递到风扇叶轮3上,其中极壳20在该端面24上靠在风扇叶轮3的端面37上。压力弹簧35的压力通过风扇叶轮3的端面37传递到第一嵌入元件40的止挡33中。在此,该止挡44朝第一轴承21的外环211的配属于止挡44的端面213进行挤压。通过第一轴承21的滚动体214将压力弹簧35的压力传递到第一轴承21的内环210上,该内环对置于止挡44支撑在固定环33上并且将压力如此导入轴30中,从而通过轴30关闭通向压力弹簧35的压力流。通过这种设计确定风扇叶轮3或者说极壳20的轴向位置,然而也可以确定其径向位置。此外,通过这种轴承布置简化了风扇叶轮3或者说极壳20的制造或者说装配。
[0027]图8和9示出了按第一实施方式的耦合装置70的透视图。该耦合装置70包括第一耦合元件80,该耦合元件相应地具有两个沿圆周方向对置定向的接片81,在该接片的端部上分别设置了弹簧段82。在此,该弹簧段82横向于接片81定向并且由此沿着轴30的纵轴线31的方向定向。所述弹簧元件82嵌入第二耦合元件90中,该耦合元件构造成极壳20中部分环形的豁口。在此,如此构造弹簧段82,使得其在装配的状态下在应力之下嵌入第二耦合元件90中并且靠在第二耦合元件90的各个相应配属的接触面91上。优选所述耦合装置70在径向外面靠在极壳20的端面24上。以这种方式可以将特别高的扭矩通过耦合装置70从极壳20传递到风扇叶轮3上。然而也可以考虑将耦合装置70布置在极壳20或者说风扇盖32的其它位置上。该耦合装置70具有以下优点,即通过弹簧段82将电机2的扭矩平缓地从极壳20传递到风扇叶轮3上。此外,通过将弹簧段82夹紧在第二耦合元件90中通过简单地相互插入极壳20和风扇叶轮3来简化装配。为了简单地相互插入,所述弹簧段82在其相应的端部上具有斜边83,所述斜边布置在配属于接触面91的边缘上。
[0028]图10示出了按第二实施方式的耦合装置75的透视图并且图11示出了其俯视图。该耦合装置75具有第一耦合元件100和第二耦合元件110。该第一耦合元件100包括构造成部分环形并且平行于轴30的纵轴线31定向的接片101。在此,该接片101本身构造成弹簧元件,并且在接片101的自由端部的位于径向外面的端部边缘上具有斜边102。此外,在位于径向外面的圆周面上设置滑动面103。
[0029]所述第二耦合元件110构造成极壳20中的豁口。在装配好的状态下,所述第一耦合元件100嵌入第二耦合元件110中。第二耦合元件110包括位于径向外部的滑动轮廓111,该滑动轮廓对置于第一耦合元件100的滑动面103。滑动轮廓111具有三个相互邻接布置的区段112、113、114。在实施方式中,第一区段113布置在第二区段112和第三区段114之间。在此,该第一区段113具有半径R1,该半径关于轴30的纵轴线31大于第二区段112的半径R2以及第三区段114的半径R3。此外,第二区段112的宽度大于第三区段114的宽度。各个区段的宽度理解为相应区段沿着圆周方向的延伸。在此,第一区段113的宽度相当于第一耦合元件100的接片101的宽度并且大于第二区段112或者说第三区段114的宽度。然而也可以考虑所述第二区段112具有和第三区段114 一样的宽度。
[0030]所述风扇系统I的主要旋转方向通过风扇叶轮3的输送方向预先给出。在实施方式中,旋转方向是逆时针方向并且在图11中借助于箭头示出。
[0031]如果电机2起动,那么电机2的极壳20就置于旋转之中。为了带动风扇叶轮3,极壳20相对于风扇叶轮3旋转。在此,接片101的滑动面103靠在第二耦合元件110的滑动轮廓111的第一区段113上。在极壳20起动时,极壳相对于风扇叶轮3扭转,使得滑动面103至少部分地靠在滑动轮廓111的第二区段112中。通过第二区段112的较小的半径R2,接片101在极壳20相对于风扇叶轮3旋转时径向向内挤压,使得接片101相对于滑动轮廓111拉紧并且提高滑动面103与滑动轮廓111之间的摩擦力。在此,所述极壳20相对于风扇叶轮3旋转,直至滑动面103与滑动轮廓111之间的摩擦力高得足以能够借助于摩擦力将通过耦合装置75有待传递的扭矩从极壳20传递到风扇叶轮上。这种设计具有以下优点,即所述风扇叶轮3平缓地起动并且由此避免风扇叶轮3在起动过程中碰到其它部件。
[0032]如果制动风扇叶轮3或者断开电机2,那么同样实现风扇叶轮3相对于极壳20的旋转,然而与上面所描述的旋转方向相反。该滑动过程沿相反反向相应于上面所描述的滑动过程,其中风扇叶轮3或者说接片101从第二区段112到第一区段113的复位通过相对于第一区段113的第一半径R1更小的半径R2得到支持。在第一区段113的传导之后,所述风扇叶轮3如此相对于极壳20旋转,使得接片101在区段114中靠在滑动轮廓111上并且通过第三区段114的滑动轮廓111径向向内挤压并且由此使得接片10再次张紧在滑动轮廓111上。由于有待传递的较小的扭矩,在该实施方式中所述第三区段114的宽度选择得比第二区段112的宽度小,从而在两个区段112、114的半径相同时将接片101在第三区段中轻微地张紧。也可以考虑所述第三区段114具有比第二区段112更小的半径R3,从而补偿相对于第二区段112更短的滑动距离或者说更小的宽度。
【权利要求】
1.用于内燃机冷却系统的风扇系统(I), -具有电机(2)和风扇叶轮(3), -其中电机(2)包括借助于轴承(21、22)能够旋转地得到支承的极壳(20), -其中风扇叶轮(3)与电机(2)的极壳(20)耦合, 其特征在于, -风扇叶轮(3)具有第一嵌入兀件(40)并且极壳(20)具有相应于第一嵌入兀件(40)进行构造的第二嵌入元件(50), -其中如此构造这两个嵌入元件(40、50),使得它们相互嵌入,从而它们构成用于极壳(20)的轴承(21)的轴承座(221)。
2.按权利要求1所述的风扇系统(1),其特征在于,嵌入元件(40、50)构成环形的轴承座(221),该轴承座被设计用于容纳轴承(21)。
3.按权利要求1或2所述的风扇系统(1),其特征在于,风扇叶轮(3)具有止挡(44),该止挡被设计用于沿至少一个方向确定轴承(21)的轴向位置。
4.按权利要求1到3中任一项所述的风扇系统(1),其特征在于,极壳(20)的嵌入元件(40)构造成豁口 (53)或者凹处(52)。
5.按权利要求4所述的风扇系统(1),其特征在于,风扇叶轮(3)具有至少一个肋(42),该肋被构造嵌入极壳(20)的凹处(52)或豁口(53)中。
6.按权利要求5所述的风扇系统(1),其特征在于,设置了至少两个肋(42),它们在上面的区域内通过部分环形的区段(40)连接。
7.按权利要求1到6中任一项所述的风扇系统,其特征在于,设置了耦合装置(70;75),该稱合装置包括第一稱合兀件(80 ;100)以及与第一稱合兀件相应构造的第二稱合兀件(90 ;110),其中第一耦合元件(80 ;100)布置在极壳(20)上并且第二耦合元件(90 ;110)布置在风扇叶轮(3)上,其中耦合元件(80 ;100、90 ;110)设计成相互嵌入并且传递扭矩。
8.按权利要求7所述的风扇系统(1),其特征在于,第一耦合元件(80;100)包括至少一个接片(81 ;101)并且第二耦合元件(90 ;110)构造成槽,其中接片(81 ;101)张紧地嵌入槽中。
9.按权利要求8所述的风扇系统(1),其特征在于,第二耦合元件(110)构造成部分环形构造的槽并且包括带有至少一个第一区段(113)和第二区段(112、114)的滑动轮廓(110),其中第一区段具有第一半径(R1)并且第二区段具有第二半径(R2、R3),其中第二半径(R2、R3)小于第一半径(R1X
【文档编号】F04D29/05GK103452889SQ201310208291
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】H.比策尔, A.米勒, M.舍尔曼 申请人:罗伯特·博世有限公司

最新回复(0)