渦輪風扇及製造渦輪風扇的模具的製作方法
2023-08-04 22:38:01
專利名稱：渦輪風扇及製造渦輪風扇的模具的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種渦輪風扇(turbofan)及其製造渦輪風扇模具，尤其是，一種渦輪風扇及製造渦輪風扇的模具，能夠使渦輪風扇由一個模塑過程整體模塑。
背景技術：
通常，渦輪風扇是一種離心風扇，適合於吹動由旋轉葉片所產生的空氣。如圖1所示，渦輪風扇包括一個圓形旋轉板1，它有一個中心輪轂1a，驅動馬達的旋轉軸(未示出)連接到其上；多個葉片2，以均勻的間隔徑向布置在圓形旋轉板1的周邊或外圍，以使多個葉片2與圓形旋轉板1垂直布置；以及一個環形護罩或圍帶3，連接到多個葉片2的自由端以支撐多個葉片2。
渦輪風扇通常由塑料注塑成形工藝來製造。由於渦輪風扇的結構複雜，渦輪風扇在多個葉片2上有許多凹陷，這就導致模具與葉片2的分模比較困難。因此，渦輪風扇很難通過一個模塑過程來整體模塑(或模製)。為克服這個缺點，傳統的渦輪風扇是這樣製造的部分A，其中圓形旋轉板1和多個葉片2是整體模塑的，圍帶部分4首先由單獨的模具來模塑，如圖2所示，然後部分A和圍帶部分4在接下來的步驟裡通過超聲波熔接或熱熔接而組合在一起。
然而，由於傳統的渦輪風扇是通過在單獨的模具裡模塑多個部件，然後將多個部件連接到一起而製造的，傳統渦輪風扇的生產率會由於複雜的製造過程而降低。而且，由於渦輪風扇的傳統製造過程需要多個模具用於多個部件的模塑，製造成本會由於模具的生產而急劇增加。而且，由於之後多個部件要連接到一起，會由於惡劣的裝配而使產品的缺陷部分增加。
發明內容
相應地，本發明的一個方面是提供一種渦輪風扇及製造它的模具，能夠使渦輪風扇僅僅由一個模塑過程整體製造以提高生產率，並降低製造成本。
本發明的其他的方面和/或優點會在隨後的描述中部分地陳述，並且有一些因描述而顯而易見，或者可以從本發明的應用中了解到。
上述和/或其它方面是通過提供這樣一種渦輪風扇而實現的，它包括一個旋轉板，連接到驅動馬達的軸，一個外環，同心布置在旋轉板的外面，它們之間有一個間隔，多個葉片，徑向布置在旋轉板前面的周邊部分，並在其後端整體連接到旋轉板和外環，以及一個環形圍帶，與多個葉片的前端整體成形。
旋轉板的外徑可以等於或小於環形圍帶的內徑，並且外環的內徑可以小於或大於環形圍帶的外徑。
多個葉片可以在其後側的兩個端部與旋轉板及外環整體成形。
上述和/或其它方面是通過提供一種製造渦輪風扇的模具而實現的，它包括第一半模具，其第一前模塑(模塑或稱作模製)部分用於成形旋轉板的前面，第二前模塑部分位於第一前模塑部分的外面以成形環形圍帶的前面，並且第三前模塑部分位於第二前模塑部分的外面以成形外環的前面；以及第二半模具，適合於與第一半模具組合，其第一後模塑部分位於第二半模具的中心以成形旋轉板的後面，多個第二後模塑部分位於第一後模塑部分的外面，其形狀與多個葉片之間的間隔相對應以成形多個葉片及環形圍帶的後面，並且第三後模塑部分位於多個第二後模塑部分的外面以成形外環的後面。
第一半模具可以包括多個內部模塑溝槽，位於第一前模塑部分的外面，向內延伸越過環形圍帶的內徑，以模塑每個葉片的內端。
第一半模具可以包括多個外部模塑溝槽，位於第三前模塑部分的裡面，向外延伸越過環形圍帶的外徑，以模塑每個葉片的外端。
通過下面結合附圖對優選實施例的說明，本發明的這些和/或其它的方面和優點就會變得很明顯並且更易於理解，其中圖1是傳統渦輪風扇的透視圖；圖2是圖1的渦輪風扇的分解透視圖；圖3是根據本發明的一個實施例的整體渦輪風扇的前面的透視圖；圖4是圖3所示的整體渦輪風扇的後面的透視圖；圖5是製造圖3所示的渦輪風扇的模具的分解剖視圖，其中模具是分開的；圖6是圖5所示模具的剖視圖，其中模具是裝配在一起的；以及圖7是沿圖6中VII-VII線的剖視圖。
具體實施例方式
現在要詳細描述本發明的實施例，在附圖中闡述了其例子，圖中，相同的標號表示相同的元件。
圖3和4是示出渦輪風扇的透視圖，所述渦輪風扇由根據本發明的一個實施例的模具整體模塑或模製成形。
如圖3和4所示，渦輪風扇10包括一個圓形旋轉板11，它有一個與其整體成形在一起的中心輪轂11a並且驅動馬達的旋轉軸(未示出)連接到其上，以及一個外環12，同心布置在圓形旋轉板11的外面，外環12與圓形旋轉板11之間有均勻的環形間隔。渦輪風扇10還包括多個葉片13，多個葉片13徑向布置在圓形旋轉板11前面的周邊或外圍部分上並且其後端連接到圓形旋轉板11和外環12；以及一個環形圍帶14，圍帶14與多個葉片13的前端整體形成並與圓形旋轉板11留有間隔。
在接下來的描述中，將環形圍帶14所定位的一側在下文中稱作前側，而將圓形旋轉板11所定位的一側在下文中稱作後側。
如圖5所示，位於圓形旋轉板11和外環12之間的環形間隔15使模塑或模製多個葉片13及環形圍帶14的模具在渦輪風扇10的模塑操作過程中容易地與模塑或模製產品脫離。
而且，為了模具的脫離容易，圓形旋轉板11的外徑d1被設計得等於或小於環形圍帶14的內徑d2，並且外環12的內徑d3被設計得等於或大於環形圍帶14的外徑d4。因而，環形間隔15的徑向寬度等於或大於環形圍帶14的徑向寬度以允許模具容易地與模塑或模製產品脫離。圓形旋轉板11和外環12通過多個葉片13整體模塑或模製，以使圓形旋轉板11和外環12連接到多個葉片13後側的相對的兩端，所述多個葉片13中的每一個其徑向寬度都大於環形間隔15的徑向寬度。
當圓形旋轉板11連接到驅動馬達(未示出)時，圓形旋轉板11的中心向前伸出成為穹頂形狀以使渦輪風扇10穩定地旋轉。如圖3和4所示，多個葉片13相對於穿過相應葉片的徑向方向傾斜一個特定的角度。環形圍帶14在其內部周邊部分向上捲曲以具有一定的曲率，進而允許進入到渦輪風扇10的空氣平穩地徑向流通或排出。
如圖5到7所示，製造渦輪風扇10的模具包括第一半模具20和第二半模具30，它們彼此之間是可以組合併可以脫離的。
第一半模具20在其中心設有一個第一前模塑部分或前模製部分21以成形圓形旋轉板11的前面，並且在第一前模塑部分21的徑向外側設有一個第二前模塑部分或前模製部分22，其表面與環形圍帶14的前面相對應以成形環形圍帶14的前凹面。第一半模具20在第二前模塑部分22的徑向外側還設有一個第三前模塑部分或前模製部分23以成形外環12的前面。
第二半模具30在其中心設有一個第一後模塑部分或後模製部分31以成形圓形旋轉板11的後面，並且在第一後模塑部分31的徑向外側設有多個第二後模塑部分或後模製部分32以成形環形圍帶14和多個葉片13的後面。如圖7所示，當第一半模具20和第二半模具30組合在一起時，第二半模具30的第二後模塑部分32移近第一半模具20的第二前模塑部分22並佔據了渦輪風扇10的多個葉片13之間的各個間隔，其間距與環形圍帶14的厚度相對應。多個第二後模塑部分32的設計可以使多個第二後模塑部分32的內徑和外徑與第一半模具20的第二前模塑部分22的內徑和外徑相一致或符合，以允許第一和第二半模具20和30可以容易地組合或脫離。如圖5所示，第二半模具30在第二後模塑部分的徑向外側設有一個第三後模塑部分或後模製部分33以成形外環12的後面。
第一半模具20在第一前模塑部分21的外側還設有多個內部模塑溝槽或模製溝槽24，它們在第一半模具20的組合方向上延伸並沿向內的方向延伸越過環形圍帶14的內徑d2，進而允許各個葉片13的內端13a形成。此外，第一半模具20在第三前模塑部分23的內側還設有多個外部模塑溝槽或模製溝槽25，它們在第一半模具20的垂直方向上延伸並沿向外的方向延伸越過環形圍帶14的外徑d4，進而形成各個葉片13的外端13b。相應地，通過內部和外部模塑溝槽24和25，多個葉片13還設有內端13a和外端13b，以使圓形旋轉板11和外環12通過內端13a和外端13b經由多個葉片13整體模塑或模製，內端13a和外端13b是多個葉片13的延伸部分。
在由模具模塑或模製渦輪風扇10的操作中，第一半模具20和第二半模具30首先組合在一起以在它們之間形成一個模塑或模製空間，如圖6所示。在第一和第二半模具20和30組合之後，熔融的樹脂注入模塑空間。充滿模塑空間的熔融樹脂逐漸固化因而形成渦輪風扇10。
在渦輪風扇10的模塑完成之後，第一和第二半模具20和30彼此脫離，因而模塑的渦輪風扇10從第一和第二半模具20和30中脫出。而且，第二半模具30的第二後模塑部分32通過圓形旋轉板11和外環12之間的環形間隔15容易地從第一半模具20中脫出。
由上面的描述中是顯而易見的，提供了一種模具，其中即使是一個複雜的渦輪風扇也可以由一個單獨的模塑過程來整體模塑，進而提高製造渦輪風扇的生產率並大大降低製造成本並生產具有均勻質量的渦輪風扇。
此外，由於模具可以通過第二半模具的第二後模塑部分來模塑渦輪風扇的葉片和圍帶，因而可整體模塑具有複雜葉片的渦輪風扇並簡化模具的整體結構。
儘管示出和描述了本發明的幾個實施例，但在不偏離本發明的原理和精神，權利要求和其等同原則所限定的範圍的情況下，可以對此實施例做出修改，這對本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。
權利要求
1.一種渦輪風扇，帶有驅動馬達，包括旋轉板，連接到驅動馬達的軸；外環，同心布置在旋轉板的外側，它們之間具有間距；多個葉片，徑向布置在旋轉板前面的周邊部分上，並在其後端整體連接到旋轉板和外環；以及環形圍帶，與多個葉片的前端整體形成。
2.根據權利要求1所述的渦輪風扇，其中旋轉板的外徑等於或小於環形圍帶的內徑。
3.根據權利要求1所述的渦輪風扇，其中外環的內徑等於或大於環形圍帶的外徑。
4.根據權利要求1所述的渦輪風扇，其中每個葉片都在其後部的相對的端部與旋轉板及外環整體成形。
5.一種製造渦輪風扇的模具，渦輪風扇包括旋轉板，連接到驅動馬達的軸；外環，同心布置在旋轉板的外側，外環和旋轉板之間具有間距；多個葉片，徑向布置在旋轉板前面的周邊部分上，並在其後端整體連接到旋轉板和外環；以及環形圍帶，與葉片的前端整體成形，模具包括第一半模具，包括第一前模塑部分，用於形成旋轉板的前面，第二前模塑部分，同心布置在第一前模塑部分的外側以成形環形圍帶的前面，以及第三前模塑部分，同心布置在第二前模塑部分的外側以形成外環的前面；以及第二半模具，與第一半模具組合，並且包括第一後模塑部分，位於第二半模具的中心以成形旋轉板的後面，多個第二後模塑部分，同心布置在第一後模塑部分的外側，並且其形狀與多個葉片之間的間隔相對應以形成多個葉片及環形圍帶的後面，以及第三後模塑部分，同心布置在多個第二後模塑部分的外側以成形外環的後面。
6.根據權利要求5所述的模具，其中第一半模具還包括多個內部模塑溝槽，位於第一前模塑部分的外側，沿向內的方向延伸越過環形圍帶的內徑，以模塑各個葉片的內端。
7.根據權利要求5所述的模具，其中第一半模具還包括多個外部模塑溝槽，位於第三前模塑部分的內側，沿向外的方向延伸越過環形圍帶的外徑，以模塑各個葉片的外端。
8.根據權利要求5所述的模具，其中與環形圍帶的前面相對應的第二前模塑部分的表面形成環形圍帶的前凹面。
9.根據權利要求5所述的模具，其中當第一和第二半模具組合在一起時，第二半模具的第二後模塑部分移近第一半模具的第二前模塑部分並佔據渦輪風扇的多個葉片之間的各個空間，間距與環形圍帶的厚度相對應。
10.根據權利要求5所述的模具，其中第二半模具的第二後模塑部分可通過旋轉板和外環之間的間距從第一半模具中脫離。
11.一種渦輪風扇，包括旋轉板，在渦輪風扇中旋轉；外環，同心布置在旋轉板的外側，在外環和旋轉板之間具有間距；多個葉片，徑向布置在外環和旋轉板之間的間距處，多個葉片中的每一個都在其後部整體連接到旋轉板和外環中的每一個；以及環形圍帶，與多個葉片的前端整體形成。
12.根據權利要求8所述的渦輪風扇，其中圍帶是環形的並且旋轉板是圓形的，以使旋轉板的外徑等於或小於環形圍帶的內徑。
13.根據權利要求8所述的渦輪風扇，其中圍帶是環形的以使外環的內徑等於或大於環形圍帶的外徑。
14.根據權利要求8所述的渦輪風扇，其中每一個葉片都在其後部的相對的端部與旋轉板和外環整體形成。
15.根據權利要求8所述的渦輪風扇，其中旋轉板和外環之間的間隔是均勻的環形間隔。
16.根據權利要求8所述的渦輪風扇，其中多個葉片中的每一個的徑向寬度都大於旋轉板和外環之間間隔的徑向寬度。
17.根據權利要求8所述的渦輪風扇，其中圓形旋轉板的中心向前伸出成為穹頂形狀。
18.根據權利要求8所述的渦輪風扇，其中多個葉片中的每一個都相對於各個葉片的徑向方向傾斜相同的角度。
19.根據權利要求8所述的渦輪風扇，其中環形圍帶在其內部周邊部分捲曲以具有特定的曲率。
20.根據權利要求8所述的渦輪風扇，其中多個葉片中的每一個包括內端和外端，以使旋轉板和外環通過多個葉片的內端和外端經由多個葉片整體模塑或模製，內端和外端是多個葉片的延伸部分。
21.一種用模具製造渦輪風扇的方法，渦輪風扇包括旋轉板，連接到驅動馬達的軸；外環，同心布置在旋轉板的外側，它們之間有間隔；多個葉片，徑向布置在旋轉板前面的周邊部分上，並在其後端整體連接到旋轉板和外環；以及環形圍帶，與葉片的前端整體形成，模具包括第一半模具，包括第一前模塑部分，用於形成旋轉板的前面；第二前模塑部分，同心布置在第一前模塑部分的外側以形成環形圍帶的前面；以及第三前模塑部分，同心布置在第二前模塑部分的外側以形成外環的前面；以及第二半模具，與第一半模具組合，並且包括第一後模塑部分，位於第二半模具的中心以形成旋轉板的後面；多個第二後模塑部分，同心布置在第一後模塑部分的外側，並且其形狀與多個葉片之間的空間相對應以形成多個葉片和環形圍帶的後面；以及第三後模塑部分，同心布置在多個第二後模塑部分的外側以形成外環的後面，所述方法包括通過如下整體生產渦輪風扇組合第一和第二半模具；並且注入熔融的樹脂以填充組合的第一和第二半模具裡的模塑或模製空間。
全文摘要
一種模塑整體渦輪風扇的模具，渦輪風扇包括一個旋轉板，連接到驅動馬達，一個外環，同心布置在旋轉板的外面，它們之間有一個間隔，多個葉片，徑向布置在旋轉板的前面，並在其後端整體連接到旋轉板和外環，以及一個圍帶，與葉片的前端整體成形。模具包括第一半模具，它有第一，第二和第三前部分，分別成形旋轉板，圍帶和外環的前面，以及第二半模具，與第一半模具組合，包括第一後部分，成形旋轉板的後面，多個第二後部分，成形圍帶和葉片的後面，以及第三後部分，成形外環的後面。
文檔編號F04D29/28GK1573123SQ20041000124
公開日2005年2月2日 申請日期2004年1月5日 優先權日2003年6月3日
發明者金晉伯, 具亨謨, 崔元碩, 金勇奭 申請人:三星電子株式會社