[發明專利]冷卻風扇與電動機用扭轉－鎖定連接系統

無效

• 申請號: 96199205.0
• 申請日: 1996-10-03
• 公開（公告）號: CN1071423C
• 公開（公告）日: 2001-09-19
• 發明（設計）人: E·R·巴特列特
• 申請（專利權）人: 西門子加拿大有限公司
• 主分類號: F04D29/26
• 分類號: F04D29/26;F04D29/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 周備麟,黃力行

發明背景

本發明涉及冷卻風扇安裝于電動機的連接系統，尤其涉及由電動機驅動的汽車冷卻系統風扇。

汽車冷卻系統經常采用由電動機驅動的冷卻風扇。風扇與電動機必須以某種方式相連接。要在現代汽車機罩下愈來愈減小的布局空間中，容納冷卻風扇和電動機系統，就必須使該系統相當緊湊，理論上應減小風扇和電動機組件的軸向長度。在汽車工業中另一個必不可少的要求是通過簡化零件制造和裝配的降低生產成本。在努力提高燃料經濟性的同時，還希望盡可能減少風扇與電動機組件的重量。

對經常暴露于雨水飛濺，有時處于海岸附近的腐蝕環境下的冷卻風扇和電動機組件，還要求其具有高的可靠性。用戶要求車輛振動小且運行平穩，這就需要風扇和電動機組件以較小噪音和振動運轉；故一定要減小風扇和電動機組件在工作和壽命周期內的動態不平衡。

正如精通此技術的人們所理解的那樣，最小的機組組件尺寸，重量，壽命周期內的噪音和振動及制造成本與最高的可靠性經常存在著矛盾的設計參數，以及最終的設計選擇。

早先公知的電動機風扇和冷卻組件一直通過類似錐形墊圈的徑向彈簧卡環將風扇連接于電動機軸，此卡環產生軸向張力，使風扇牢固地裝在軸上。彈簧卡環在軸上形成的槽中與軸相接合。當超過風扇和電動機的壽命周期時，彈簧卡環可能疲勞破壞，就會導致風扇與電動機軸分離。此外，風扇與電動機組件連接系統上，增加一個彈簧卡環，必須會增加組裝結構的軸向長度。同樣，值得注意的是因兩個理由：(a)隨著擺動載荷作用于風扇而使彈簧卡環撓曲，與(b)相當小的彈簧卡環直徑未留下很大的支承表面以抵銷作用在風扇上的擺動載荷，故彈簧卡環不易抑制風扇相對電動機軸的擺動。

在Gehrauchsmuster的DE-U-9205097中公開了一種電動機風扇和冷卻組件，該文獻說明卡環裝置的應用，通過將卡環裝置的每個凸耳定位在相應的槽中來使第一和第二凸緣狀部件固定在一起。該第一和第二部件彼此移動，從而由卡環裝置將該兩部件鎖定就位并保持。

另一種公知的冷卻風扇與電動機軸的連接系統包括模壓在風扇中的一個金屬輪轂。金屬輪轂借助一個銷，例如一圓柱銷與電動機軸相連接。模壓就位的輪轂和銷的安裝系統在許多方面增加了制造復雜性。首先電動機軸要鉆孔以便裝銷。其次，裝有模壓就位金屬輪轂的塑料風扇的生產費用必然比只由塑料制造的風扇要貴。第三，風扇和電動機組件需要插入銷，增加了附加的制造組裝工序。

在汽車工業中，長期以來一直感到需要這樣一種電動機與冷卻風扇連接系統它減少了組件的軸向長度，降低了重量和制造成本，增加產品在壽命周期內的可靠性及在超過產品的壽命周期期間保持良好的動態平衡(從而有較低的振動和噪音)還要使制造和裝配費用相當便宜。

發明的概要

本發明滿足了汽車工業中對冷卻風扇和電動機連接系統的這些要求，即具有最小的組件軸向長度，減輕了重量，增加了在組件的壽命周期內的可靠性和保持動態平衡，而且還降低制造和裝配成本。本發明的冷卻風扇和電動機連接組件也允許易于分解和重新裝配電動機和風扇，而并不影響重新裝配好的組件的動平衡。本發明的冷卻風扇和電動機連接組件的特點是把跟電動機和風扇之一相連接的帶徑向凸耳的接合板插入跟電動機和風扇之另一件相連接的相應輪轂的肩部凹槽中，而形成的“扭轉-鎖定”嚙合。

本發明的特點是冷卻風扇和電動機連接系統包括一輪轂，用以連接電動機和冷卻風扇之一；一塊接合板，用以連接電動機和冷卻風扇之另一件，至少有一個徑向向外伸出的凸耳。該輪轂有一限定的凹槽，供接合板軸向插入之用；還有一肩部，隨接合板與輪轂相對鎖定轉動而鎖位凸耳。

該接合板有多個凸耳，而輪轂有多個凸肩。相應的凸耳和凸肩徑向對稱定向或軸向對稱定向。

至少一個凸爪可配置在接合板和輪轂之一上；至少一個相應的凹槽配置在接合板和輪轂之另一件上，隨著輪轂和接合板相對鎖定轉動，它們彼此嚙合。冷卻風扇之另一件相連，其上有一根由一個前面一個通常為徑向取向的側壁及多個肩部所限定的凹槽，與各相應的凸耳相對應，以相對于前面的相反形式軸向間隔，用以使接合板的軸向插入肩部之間的凹槽內，并隨接合板和輪轂相對鎖定轉動而鎖位應力相應的凸耳。在接合板和輪轂之一上設置幾個伸出的制動爪，而在接合板和輪轂之另一件上設置相應的幾個凹槽，兩者隨著輪轂與接合板相對鎖定轉動而互相嚙合。

附圖說明

圖1是本發明的電動機和冷卻風扇連接系統的局部軸向剖視圖，為簡化此圖，示意地表示了電動機和斷開的風扇葉片；

圖2是圖1冷卻風扇的后視圖，示意地表示斷開的風扇葉片。