轉(zhuǎn)子輪轂裝置和電風扇的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電風扇的轉(zhuǎn)子輪轂裝置，并且涉及一種電風扇。
【背景技術】
[0002]在電風扇中使用通風轉(zhuǎn)子輪轂，以在運轉(zhuǎn)期間冷卻電動馬達的構件。特別地，在用于機動車輛散熱器的風扇中，電動馬達的冷卻是必不可少的。風扇必須具有在高度變化的溫度下的高操作可靠性，因為在增大的導體溫度下，其電阻損耗并因此功率損耗，該損耗繼而轉(zhuǎn)換成熱量，該熱量也增大，并且這會導致馬達的電子構件和部件(換言之，控制電子器件、電源開關和繞組)的毀壞，并且從而導致電動馬達故障。
[0003]歐洲專利EP1623122B1公開了這種機動車輛風扇的通風轉(zhuǎn)子輪轂。在該例子中，風扇輪的輪轂包括位于其內(nèi)側(cè)的肋部，肋部作為離心風扇葉片。因此，提供了穿過電動馬達的氣流，并且氣流從風扇的加壓側(cè)被吸入、通過肋部的形狀在輪轂內(nèi)側(cè)被逆轉(zhuǎn)并且被吹出回到加壓側(cè)。輪轂在其朝向負壓側(cè)定向的平坦側(cè)上進一步包括狹縫，狹縫在特定的半徑部分中被設置在肋部的區(qū)域中，使得輪轂的外部僅通過肋部被連接到輪轂的內(nèi)部。這種結(jié)構用于影響轉(zhuǎn)子輪轂的扭轉(zhuǎn)振動特性。沒有公開通過狹縫對氣流施加的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在此背景下，本發(fā)明的目的是提出改進的轉(zhuǎn)子裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，通過具有權利要求1的特征的轉(zhuǎn)子裝置和/或通過具有權利要求14的特征的冷卻風扇來實現(xiàn)上述目的。
[0006]因此，以下提供:
[0007]-—種用于電風扇的轉(zhuǎn)子輪轂裝置，其特別地用于機動車輛的冷卻風扇，其包括輪轂罩，輪轂罩在操作期間旋轉(zhuǎn)并且包括位于其內(nèi)側(cè)上的空氣逸出引導部，空氣逸出引導部被布置和成形為使得它們引導冷卻空氣且使冷卻空氣加速，轉(zhuǎn)子輪轂裝置的特征在于，回流罩被布置在輪轂罩內(nèi)側(cè)并且包括空氣通道口，空氣通道口與空氣逸出引導部一同形成空氣出口，以用于從風扇的加壓側(cè)到負壓側(cè)的冷卻氣流。
[0008]-—種電風扇，其特別是機動車輛的冷卻風扇，其包括電動馬達、具有加壓側(cè)和負壓側(cè)，風扇包括根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子輪轂裝置并且被形成且構造為將空氣從負壓側(cè)傳送到加壓側(cè)。
[0009]本發(fā)明的概念是提供一種冷卻氣流，冷卻氣流一方面通過壓力梯度并且另一方面通過旋轉(zhuǎn)的空氣逸出引導部被從加壓側(cè)傳送到負壓側(cè)。出于該目的，在風扇的負壓側(cè)上，空氣通道口被設置在回流罩中，并且空氣逸出引導部被設置在輪轂罩中，它們共同引導冷卻氣流從加壓側(cè)到負壓側(cè)。進一步，至少在旋轉(zhuǎn)的輪轂罩上的空氣逸出引導部被形成為使得它們額外地傳送冷卻氣流。
[0010]有益地，導致冷卻空氣流過電動馬達，并且特別地，冷卻氣流流過并且遍及回流罩的部分，回流罩在被安裝作為轉(zhuǎn)子元件時保持電動馬達的磁體。以這種方式，設置于回流罩中的電子部件，諸如控制電子器件、電源開關、馬達的繞組和馬達自身，通過冷卻氣流被有效地冷卻。
[0011]進一步，冷卻空氣的質(zhì)量流量通過利用兩種效應而增大，即壓力梯度和空氣逸出引導部的葉片效應，從而使冷卻氣流加速?？偟膩碚f，這因此導致了增強的對流熱交換、特別地包括從回流罩到冷卻空氣的對流熱交換，并且這導致了增強的冷卻性能。
[0012]可參考附圖從進一步的從屬權利要求和說明中得出有益的實施方式和改進。
[0013]在優(yōu)選的實施方式中，空氣通道口和空氣逸出引導部被形成為使得至少一些冷卻空氣在徑向方向上被釋放。特別地，在該例子中，空氣通道口和空氣逸出引導部具有偏差。優(yōu)選地，在這個例子中，空氣逸出引導部具有被配置且設置為徑向地使冷卻氣流加速的造型。因此，除了通過在加壓側(cè)和負壓側(cè)之間的壓力梯度帶來的軸向加速之外，還實現(xiàn)了冷卻空氣的徑向加速。因此，氣流至少獲得徑向方向分量。這是有益的，因為冷卻空氣還流過或流經(jīng)電動馬達的、特別是回流罩的邊緣區(qū)域。因此，通過對流熱交換，整體地增大了冷卻空氣有效地流經(jīng)的表面積以及冷卻性能。
[0014]在有益的實施方式中，空氣逸出引導部以葉輪的方式被形成。在這個例子中，對應于葉輪的形狀被形成為徑向地使來自其中心的流體加速。因此，空氣逸出引導部具有在流動力學方面被優(yōu)化的形狀。
[0015]在進一步有益的實施方式中，空氣逸出引導部包括在輪轂罩的基部和回流罩之間延伸的肋部。優(yōu)選地，這些肋部與輪轂罩一體地形成。因此，輪轂罩和回流罩之間的空隙有益地用于在徑向方向上引導冷卻氣流且使冷卻氣流加速。在該例子中，回流罩和輪轂罩優(yōu)選地一同形成葉輪。
[0016]在優(yōu)選的實施方式中，肋部在徑向方向上延伸，并且可選地或額外地在徑向方向和周向方向上以弧形形狀延伸。因此，有益地提供了在流動方面被優(yōu)化的葉輪狀結(jié)構，并且能根據(jù)冷卻空氣的所需的空氣質(zhì)量流量而配置。
[0017]在有益的實施方式中，回流罩由金屬材料制成，特別地由鋼制成。這優(yōu)選地是深拉件?？蛇x地或額外地，輪轂罩由非金屬材料制成，特別地由塑料材料制成。這優(yōu)選地是是注射成型件。通過這些構造，整體提供了優(yōu)化的材料分配。在回流罩的例子中，提供高機械強度且額外導熱的材料。該材料被特別地形成為被電磁優(yōu)化并且在強度方面被優(yōu)化，并且從而有益于形成回流罩。關于輪轂罩，使用在初級成形過程中就能非常自由地配置的材料。因此，在輪轂罩的制造過程中，特別是在注射成型期間，能沒有困難地同時成形肋部。總的來說，根據(jù)需求來使用和采用所考慮的材料的強度。
[0018]在優(yōu)選的實施方式中，回流罩被耦合為用于在相對于輪轂罩的預定的位置中與輪轂罩一同旋轉(zhuǎn)。因此，能以有益且簡單的方式設置空氣出口，以便通過將空氣通道口和空氣逸出引導部布置為彼此重疊而使得空氣出口連續(xù)。例如，出于該目的，可設置用于耦合的附接點，以用于共同旋轉(zhuǎn)，附接點被布置為使得在輪轂被附接于回流罩時建立相應的重疊。
[0019]在一個實施方式中，回流罩包括基部，基部具有被朝向輪轂罩定向的周向肩部，空氣通道口被布置在肩部的區(qū)域中且可選地或額外地從肩部徑向向外延伸。由于在回流罩的基部中的肩部，在輪轂罩和回流罩之間以有益的、簡單的方式產(chǎn)生間隙，肋部在該間隙中延伸。進一步，因為空氣通道口被設置在肩部的區(qū)域中和/或從肩部徑向向外延伸，回流罩有益地包含在空氣出口的構造中。基部對應于回流罩的罩形狀的基部，并且被形成為在徑向平面中延伸的面。
[0020]在優(yōu)選的實施方式中，空氣逸出引導部各自形成被大致徑向地定向的空氣出口。大致徑向可被理解為意味著也可設置額外的軸向傾斜和/或在空氣出口的周向方向上的額外的傾斜，但不妨礙在徑向方向上的氣流。由于忽略了逸出的冷卻氣體的偏轉(zhuǎn)，因此空氣出口的流動阻力減小。這提高了冷卻的效率和效果。
[0021]在一個實施方式中，空氣出口被形成為嵌入到輪轂罩的基部中的凹部中。可選地或額外地，在這個例子中，空氣出口被形成在這個例子中的輪轂罩的周向壁部的間隙中。因此，冷卻氣流在徑向方向上被朝外導向，不必在軸向方向上被轉(zhuǎn)移。因此冷卻氣流可在徑向方向上流出。特別有益地，還能因此以簡單的方式允許冷卻氣流回到風扇的主氣流中，該主氣流垂直于冷卻氣流在軸向方向上從負壓側(cè)延伸到加壓側(cè)。有益地，這不會擾亂風扇的主氣流。進一步，冷卻空氣逸出時的流出阻力減小。
[0022]在有益的實施方式中，空氣出口包括凹槽，其使得空氣逸出引導部的葉面朝向外側(cè)連續(xù)。因此，空氣逸出引導部的葉面、或特別是肋部的葉面有益地擴大，從而能夠傳送更大的空氣質(zhì)量流量?？蛇x地或額外地，空氣出口被形成為具有軸向的升高部以及軸向的凹部，升高部相對于空氣出口在旋轉(zhuǎn)方向上被周向地定向，凹部相對于空氣出口在與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上被周向地定向。因此，與沿旋轉(zhuǎn)的輪轂罩的前方的負壓側(cè)流動的空氣相反，在徑向方向上流出的冷卻空氣被升高部遮擋，并且在流動力學方面，這有益地保護逸出的冷卻氣流免受擾亂。進一步，凹部給流出的冷卻空氣提供了增大的出口剖面，并且這在流動力學方面也是有益的，且特別地額外減小了流出阻力。
[0023]在一個實施方式中，回流罩包括多個不同類型和尺寸的孔腔。優(yōu)選地，在該例子中設置以恒定的開口角度徑向擴大的狹槽。這些狹槽優(yōu)選地位于靠近旋轉(zhuǎn)軸線的回流罩的中心中。更進一步，可選地或額外地，設置用于形成輻條的間隙，間隙優(yōu)選地同時形成空氣通道口。因此，回流罩的重量被減少，并且額外地實現(xiàn)了更好的空氣通流。進一步，由于孔腔，能以有針對性的方式來影響回流罩所屬的轉(zhuǎn)子的剛性，從而能夠改善風扇的聲音。優(yōu)選地，出于該目的，設置最大數(shù)量的孔腔，孔腔特別是均勻地分布在圓周上，并且被布置在非關鍵電磁且非關鍵強度的點處。
[0024]在進一步的實施方式中，孔腔被形成在回流罩的基部中，以作為軸向空氣通道口。進一步，孔腔被設置在輪轂罩的基部的中心中，并且被形成為軸向空氣逸出引導部。軸向空氣通道口和軸向空氣逸出引導部一同形成用于在軸向方向上釋放冷卻空氣的連續(xù)的軸向空氣出口。因此，除了冷卻空氣的徑向釋放之外，還設置了其他的軸向冷卻空氣出口。因此，冷卻空氣能同時在軸向方向和徑向方向上被釋放，并且這有益地增大了冷卻空氣的空氣質(zhì)量流量。
[0025]在電風扇的優(yōu)選的實施方式中，進口開口被設置在加壓側(cè)。進口開口被優(yōu)選地形成為周向進口狹縫或環(huán)形狹縫