具有改进的风扇环熔合线强度的塑料风扇制造技术

注塑模制的环形风扇的实施方案以及用于制造它们的方法。在注塑模制过程中这些方法影响材料的流动，这样，在这些外环中在相反的方向上流动的这些材料的一个主要部分优选地彼此流动经过，以一种涡流关系相互混合，和/或彼此相对成一个角度而碰撞。这导致更好的材料混合或这些流动前锋的整合。在一个实施方案中，该外环的厚度在相邻的风扇叶片间的不同部分中改变。

【技术实现步骤摘要】
具有改进的风扇环熔合线强度的塑料风扇本申请是申请日为2007年12月28日、申请号为200780045130. 5、专利技术名称为“具有改进的风扇环熔合线强度的塑料风扇”的中国专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请是2004年4月沈日提交的美国专利申请序列号10/831，789的一个部分继续申请。
本专利技术总体上涉及风扇驱动系统并且更确切地涉及具有改进的风扇环熔合线强度的塑料风扇。
技术介绍
本专利技术涉及冷却风扇，例如，由工业的或汽车的发动机驱动并且用于冷却的风扇。 更确切地说，本专利技术的某些方面涉及一种环形风扇，而其他特征涉及风扇叶片的设计。在大多数工业和汽车发动机的应用中，发动机驱动的冷却风扇被用来引导空气经过一个冷却散热器。通常，风扇是通过与发动机曲轴相连接的一个皮带传动机构来驱动的。—种典型的冷却风扇包括被安装到一个中心轮毂板上的多个叶片。例如，可将轮毂板配置为提供到皮带传动机构的一种转动连接。风扇叶片的大小和数目是由对于具体应用的冷却需求来决定的。例如，一个小的汽车风扇可能只需具有仅9"直径的四个叶片。在较大的应用中，要求更多数量的叶片。在一种典型的重型汽车应用中，在风扇设计包括九个叶片，这些叶片具有704mm的外部直径。除了叶片的数量和直径外，一个具体风扇的冷却能力还由气流体积来决定，该气流体积能够由风扇在其运行速度下产生。这种气流体积取决于具体的叶片几何形状(例如，叶片面积和曲率或外轮廓)以及风扇的转速。当冷却风扇的尺寸和冷却气流容量增加时，风扇(并且特别是这些叶片)经受的负载增加也增加。此外，更高的转速和经过风扇增加的气流能够导致这些叶片失去迎角 (de-pitching)和显著的噪声问题。为了在某种程度上解决这些问题，某些冷却风扇设计结合了一种环绕风扇周边的环。确切地说，这些叶片顶端被附接到该环上，这种附接为这些叶片顶端提供了稳定性。特别是当该环与沿环的周边的一个U形护罩相结合时，该环还有助于减少叶片顶端的涡旋脱落。因此，环形风扇设计消除了先前无支撑的冷却风扇构型所遇到的结构性困难。然而，随着由环形风扇所提供的增加的强度以及改进的振动特性，用于这些风扇的标称运行条件已被增加到再次推动该环形风扇能力的的边缘。而且，该圆周环的质量惯性增加了施加在该叶片环接口上的向心力。因此，与以前的冷却风扇设计相似，在环形风扇失败之前， 能够施加在这些环形风扇上的力的数量是有限度的。对于塑料或纤维增强的塑料模制的环形风扇(它们通过注塑模制形成)而言，典型地是由于沿熔合线或接合线发生的应力而失败，这些线是在模制过程中在熔融的聚合材料的两个相对的流动前锋处基本上以彼此相对180度的一个角度“顶头”碰撞而形成的。因此，再次发生了对于改进环形风扇的冷却气流容量的方法的需要，而同时要增加其强度。当风扇的运行转速增加以满足用于大型工业和汽车发动机不断增加的冷却需求时，这种需要变得特别急迫。
技术实现思路
本专利技术涉及用于增加聚合体或纤维增强的聚合体环型风扇强度的一种方法，具体地是利用一种注塑模制的方法形成的风扇。本专利技术的意图是要将熔合线或接合线的位置移动到与接合线相反沿新产生的交汇线一个更小应力的位置或方向上。在形成这些交汇线的地方熔融材料的相对的流动前锋以彼此相对不是180度的角度(即不是彼此“对顶”)处彼此汇合和碰撞。优选地，这些流动前锋将部分地彼此滑动经过，和/或将以一种涡旋的方式混合。其意图还在于改进沿交汇线的玻璃纤维增强作用。本专利技术提出了用于实现这种结果的几种实施方案。在一个实施方案中，该风扇环在两个相邻的风扇叶片之间的部分(并且有可能定位在接近以前的交汇线的位置)被增厚，因此允许熔融的原料在该区域中流动经过或者形成涡旋，以便在此位置处形成具有最小量的材料直接碰撞的一条交汇线。在这些实施方案之一中，两个相邻的风扇叶片之间的风扇环在邻近这些叶片之一的截面区域比另一个要更大，并且更大和更小的区域以一种多角度的方式相交，以协助这两个液流沿彼此的侧面至少部分地经过并且产生一种混合或者涡旋型的交互作用。在另一个实施方案中，在模制过程中将一个或多个溢出型的储存室增加到相邻的风扇叶片之间的外部风扇环上(有可能是在接近交汇线的位置处)，以便影响材料的流动并且防止一种直接碰撞或者形成一条180°的接合线。这些储存室在这些模制的风扇上形成多个附件并且还可将杂质从熔化物中清除出或除去。这些杂质包括(但不限于)趋向于聚集在这些流动前锋的夹带的空气、释放出的气体、细小的杂物以及模具脱模剂。这些杂质可以影响玻璃纤维/树酯界面上的聚合物的附着以及附着的强度。这些附件(它们可以在风扇环的内表面或外表面上)是在风扇作为车辆冷却系统的一部分装配前被除去。通过参见以下详细说明并结合附图，将会更好地理解本专利技术本身以及所附带的优点ο附图说明图1展示了根据现有技术的环形风扇；图2是如图1所描绘的环形风扇的后部透视图3是一个示意图，示出了在模制条件过程中熔融的原料流经图1的外环；图4是一个示意图，示出了在根据本专利技术的实施方案的环形风扇在模制条件过程中熔融的原料流经外环；图5是一个示意图，示出根据本专利技术用于改进交汇线强度的一个实施方案；图6展示了根据本专利技术的另一个实施方案具有多个可去除的附件的环形风扇；并且图7是一个流程图，描绘了根据本专利技术的方法。具体实施方式为了促进理解本专利技术原理的目的，现在将参见在附图中所展示的这些实施方案并且将使用特定的语言来对此进行说明。尽管如此，应理解并不旨在由此而限定本专利技术的范围。这些专利技术包括在所展示的装置以及所说明的方法中的任何修改和进一步的改变，以及本专利技术的原理的进一步应用，这些将是在本专利技术所涉及的领域中的普通技术人员一般会想到的。现在参见图1和图2，根据现有技术的一个典型的环形风扇10包括安装在一个中心轮毂板12上的多个叶片11。如图1所示，轮毂板12可以包括一个安装螺栓环13，该螺栓环被配置将该风扇安装到已知设计的一个风扇驱动组件上。风扇10进一步包括被固定到每个风扇叶片11的叶片顶端17上的一个外环15以及被固定到每个叶片11的根部19上的一个内环16。优选地，内环16、外环15以及多个叶片11优选地是由一种高强度可模制的聚合材料形成的，该材料优选是在常规的已知方法中环绕金属轮毂板12来注塑模制的。所使用的典型的塑料包括聚酰胺类(例如尼龙6以及在商品名称Zytel Nytel下的尼龙) 或聚丙烯类。这些塑料典型地使用约在15%与50%之间以及更优选的15%与30%之间的纤维增强物来增强。该纤维增强物典型地是短玻璃纤维形式，虽然也可以使用长玻璃纤维。每个叶片11包括一个前面22，该前面处于环形风扇10的有效入口处。同样地， 每个叶片包括在该环形风扇背侧上的一个相反的后面25 (见图幻。在该优选的实施方案中，可以提供五个叶片11，每个叶片具有从叶片根部19到叶片顶端17的一个基本上一致的厚度。在一个可替代的实施方案中，每个叶片11在从该叶片的前缘Ila到后缘lib的厚度上可以改变。当使环形风扇10运行在其标准转速运行范围之内并且在为其设计的系统限制的范围之内时，每个叶片11优选地遵循一种翼面式构型，这被适配为用来提供最大的气流。参见图2，可以看到风扇10的外环15包括总体上安置在该风扇的输出面的一个敞口外缘观。敞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·B·斯塔格，D·E·巴克利，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：