CZ289652B6 - Tvarové těleso z plastu - Google Patents

Abstract

Tvarov t leso z plastu, vyroben zejm na vst°ikov²m lit m, nap° klad t leso (1) krtic ho ·stroj , je provedeno se st nou (15), kter vnit°n st novou plochou (3) ohrani uje dut² prostor (2). Ve st n (15) je alespo na vnit°n st nov plo e (3) p°ivr cen k dut mu prostoru (2) uspo° d n vlo en² d l (6) z kovu zakryt² plastem. Vlo en² d l (6) je vytvo°en z plechu s horn rovinou (20) plechu a doln rovinou (21) plechu. Dut² prostor (2) m pod lnou osu (16), kter prot n roviny (20, 21) plechu. T leso (1) krtic ho ·stroj je vhodn zejm na pro spalovac motory vozidel.\

Description

Tvarové těleso z plastu

Oblast techniky

Vynález se týká tvarového tělesa z plastu, vyrobeného zejména vstřikovým litím, například tělesa škrticího ústrojí, se stěnou, která vnitřní stěnovou plochou ohraničuje dutý prostor, ve stěně je uspořádán vložený díl zakrytý plastem alespoň na vnitřní stěnové ploše přivrácené do dutého prostoru.

Dosavadní stav techniky

U mnoha tvarových těles existuje požadavek, že vnitřní stěnová plocha dutého prostoru musí mít stálé rozměry, to znamená, že její tvar a její rozměry se nesmí měnit. Je to zapotřebí zejména tehdy, když účinný průtočný průřez tohoto dutého prostoru má být měnitelný škrticím ústrojím v něm umístěným. Například je tomu tak u škrticích klapek, které jsou uspořádány v sacích potrubích vzduchu spalovacích motorů ve vozidlech. Zde je v dutém prostoru, který má kruhový průřez, a který tvoří část sacího potrubí vzduchu, otočně kolem hřídele uloženo škrticí ústrojí ve formě kotouče, jehož otáčením se mění průtočný průřez sacího potrubí vzduchu z maximální hodnoty až do úplného uzavření.

Proto již bylo navrženo vyrábět těleso škrticího ústrojí rovněž z plastu, a sice vstřikovým litím. Toto těleso škrticího ústrojí sestávající z plastu má výhodu vtom, že je lehčí než hliníkové těleso, že výrobní materiál je levnější, a že do otvorů vyrobených současně při vstřikovém lití se zalisují vložky, například vložky opatřené závitovými otvory nebo vložky vytvořené jako valivá ložiska pro uložení škrticího ústrojí, takže dodatečné obrábění je zredukováno na minimum. Nevýhodou tohoto tělesa škrticího ústrojí provedeného z plastu je, že při vstřikovém lití apo něm se smrští a po vyjmutí z formy zdeformuje, a že dále má špatnou rozměrovou stabilitu při teplotním a silovém působení. Přitom je nutno zohlednit to, že motorový prostor vozidla, a proto i těleso škrticího ústrojí podléhají velkým teplotním výkyvům, protože zde jednak při odstavení vozidla v zimě venku dojde k ochlazení pod bod mrazu, a jednak při provozu vozidla, zejména v horkých letních dnech a po vypnutí motoru, mohou teploty stoupnout nad 120 °C.

Rozměrová stálost vnitřní plochy takového tělesa škrticího ústrojí z plastu není z těchto důvodů zaručena. Rozměrová stálost je však nutná, aby každá poloha otočného škrticího ústrojí odpovídala přesně definovanému průtočnému průřezu a především, aby byla umožněna minimální přesně definovaná zbytková mezera nebo úplné uzavření škrticího ústrojí v koncové poloze. Z důvodů ochrany životního prostředí a pro zmenšení spotřeby paliva se v současné době vyžaduje malá frekvence otáčení spalovacího motoru při volnoběhu, přičemž škrticí ústrojí zaujme polohu pro volnoběh, v níž kolem škrticího ústrojí proudí pouze malé množství vzduchu. Je proto zvlášť důležité, aby si vnitřní stěnová plocha tělesa škrticího ústrojí i při dlouhém provozu po celá léta zachovala rozměrovou stálost zejména v oblasti takzvané polohy při volnoběhu škrticího ústrojí, aby mohla být nastavena potřebná malá šířka mezery kolem škrticího ústrojí. Nevýhodou dále je, že i poloha a souosost ložisek pro škrticí ústrojí mohou být ovlivněny, například teplotními výkyvy, což může vést ke vzpříčení škrticího ústrojí. Toto vzpříčení by u vozidel způsobilo, že frekvence otáčení motoru, a tudíž rychlost vozidla, by nemohla být řidičem ovládána.

Pro odstranění těchto nevýhod již bylo navrženo vytvořit vnitřní stěnu tělesa škrticího ústrojí alespoň v oblasti, v níž se nachází obvod škrticího ústrojí při odpovídající poloze vychýlení v bezprostřední blízkosti této vnitřní stěny, jako lícovanou součást z kovu, jejíž povrch přivrácený ke škrticímu ústrojí tvoří rozměrově stálou lícovanou plochu. Nevýhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že výroba této lícované součásti je dražší, především proto, že lícovaná plocha

-1 CZ 289652 B6 vyžaduje jemné obrábění, a sice buď před tím, než se lícovaná součást spojí s tělesem škrticího ústrojí z plastu nebo po tomto spojení. Kromě toho má taková lícovaná součást velký objem.

Ze spisu US-A-4,774,750 je známé těleso škrticího ústrojí z plastu se stěnou, jejíž vnitřní plocha ohraničuje dutý prostor. Do tělesa škrticího ústrojí je zalito masivní kovové základní těleso, které kruhovou částí obklopuje dutý prostor a má takovou tloušťku, že škrticí klapka, uspořádaná v dutém prostoru, je svým hřídelem uložena v tomto základním tělese.

Ze spisu EP-A-0 024 209 je rovněž známé tvarové těleso z plastu s vnitřní stěnovou plochou obklopující dutý prostor, v němž je otočně uložena klapka. Toto tvarové těleso je zvenčí obklopeno kovovým trubkovým tělesem, které má na změny rozměrů vnitřní stěnové plochy jen nepatrný vliv.

Úkolem vynálezu proto je odstranit nevýhody známých konstrukcí a vytvořit tvarové těleso z plastu, například těleso škrticího ústrojí, popsaného druhu, které je vyrobitelné jednoduše a levně, a jehož vnitřní stěnová plocha bude mít potřebnou rozměrovou stálost.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje tvarové těleso z plastu, vyrobené zejména vstřikovým litím, například těleso škrticího ústrojí, se stěnou, která vnitřní stěnovou plochou ohraničuje dutý prostor, přičemž ve stěně je alespoň na vnitřní stěnové ploše přivrácené k dutému prostoru uspořádán vložený díl z kovu zakrytý plastem, podle vynálezu, jehož podstatou je, vložený díl je vytvořen z plechu s horní rovinou plechu a dolní rovinou plechu, přičemž dutý prostor má podélnou osu, která protíná roviny plechu.

Protože tento vložený díl je na straně přivrácené k vnitřní stěnové ploše zakryt plastem, netvoří tento vložený díl žádnou lícovanou součást, takže není zapotřebí tento vložený díl přesně obrábět. Vnitřní stěnová plocha, která spolupracuje se škrticím ústrojím, a která slouží jako lícovaná plocha, je tvořena plastem a při použití vhodného materiálu je vytvořena již po vyjmutí tvarového tělesa z formy po vstřikovém lití, takže tato vnitřní stěnová plocha, která tvoří lícovanou plochu, již nevyžaduje žádné další opracování.

Ukázalo se, že vložený díl, zejména, když sestává z kovu, tvoří druh vyztužení plastu, který nejenže brání smrštění a deformaci materiálu plastu po vyjmutí z formy, nýbrž i současně zaručuje teplotní odolnost tohoto plastu.

Protože je vložený díl alespoň na straně přivrácené do dutého prostoru, s výhodou však ze všech stran, zakryt materiálem plastu, není přesné obrobení tohoto vloženého dílu při jeho výrobě zapotřebí. S výhodou je tento vložený díl z plechu vyroben například lisováním s postupným prostřihováním, přičemž je možno dosáhnout libovolného tvarového provedení tohoto vloženého dílu.

Podle výhodného provedení vynálezu vložený díl uspořádaný ve stěně je svou horní rovinou plechu a dolní rovinou plechu skloněn vůči normálové rovině, kolmé k podélné ose.

Úhel sklonu horní roviny plechu a dolní roviny plechu vloženého dílu vůči normálové rovině je s výhodou v rozsahu asi od 4° do 8°.

Podle dalšího výhodného provedení jsou horní rovina plechu a dolní rovina plechu vloženého dílu skloněny vůči normálové rovině tak, že vložený díl leží v rovině volnoběžné polohy škrticí klapky, uspořádané otočně v dutém prostoru, která slouží k řízení výkonu spalovacího motoru.

-2CZ 289652 B6

Provedení podle vynálezu umožňuje podle dalšího výhodného provedení vyhnutí částí vloženého dílu z plechu z horní a dolní roviny a těmito vyhnutými částmi zesílit například úložná místa škrticího ústrojí nebo jiných nástavců, kterými je provedeno například spojení s ostatními součástmi. Tyto části mohou být vytvořeny jako prstencové díly, které jsou v oblasti svých otvorů, zejména úložných otvorů, zality do materiálu plastu, takže tento plast v oblasti úložných otvorů vyztužují, respektive zesilují.

S výhodou je vložený díl opatřen tvarovanými částmi, zejména průchozími otvory, kterými při výrobě tvarového tělesa vstřikovým litím prochází plast, čímž je dosaženo lepšího fixování vloženého dílu v plastu.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je vložený díl opatřen nástavci, rovněž zakrytými plastem. Tyto nástavce mohou mít otvory, které jsou vytvořeny například jako závitové otvory, pro šrouby, pomocí nichž je provedeno spojení s přídavnými součástmi.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladu provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje těleso škrticího ústrojí podle vynálezu v perspektivním zobrazení, obr. 2 řez tělesem škrticího ústrojí podél čáry II-II z obr. 1, a obr. 3 v perspektivním zobrazení vložení díl.

Příklady provedení vynálezu

Jako příklad provedení vynálezu je na obr. 1 a 2 znázorněno těleso 1 škrticího ústrojí známého provedení, které je vyrobeno z plastu vstřikovým litím. Toto těleso 1 škrticího ústrojí je součástí sacího potrubí vzduchu spalovacího motoru a má dutý prostor 2 s kruhovým průřezem, který se rozkládá podél podélné osy 16, a jehož stěna 15, vytvořená zcela z plastu, má uvnitř vnitřní stěnovou plochu 3, která tvoří lícovanou plochu pro škrticí ústrojí, které je například vytvořeno jako kotoučová škrticí klapka 18 a slouží pro řízení výkonu spalovacího motoru. Škrticí klapka 18 je upevněna na hřídeli 19, který je uložen v neznázoměných valivých nebo kluzných ložiscích, která jsou zalisována v úložných otvorech 4 tělesa 1 škrticího ústrojí. Závitové otvory 5 v tělese 1 škrticího ústrojí slouží k upevnění přídavných součástí na tělese 1 škrticího ústrojí.

Při pohledu ve směru proudění vzduchu, znázorněném šipkou 25, sestává dutý prostor 2 z válcové vstupní části 30 s kruhovým průřezem, z na ni navazující první přechodové části 31, která má rovněž kruhový průřez, a která je však upravena kolem podélné osy přesunuté obloukovitě na obr. 2 směrem doprava, z na ni navazující válcové vložené části 32 s kruhovým průřezem, která potom přechází do druhé přechodové části 33. která má rovněž kruhový průřez, a která je však upravena kolem podélné osy přesunuté obloukovitě na obr. 2 směrem doprava, a konečně z válcové výstupní části 34 s kruhovým průřezem. Hřídel 19 škrticí klapky 18 prochází napříč vloženou částí 32, takže škrticí klapka 18 ve své zavírací poloze, když motor neběží, a rovněž ve své takzvané volnoběžné poloze, v níž motor běží s volnoběžnou frekvencí otáčení, a mezi obvodem škrticí klapky 18 a stěnovou vnitřní plochou 3 existuje pouze nejmenší mezera pro nasávaný vzduch, je vždy uspořádána uvnitř vložené části 32 se sklonem vůči normálové rovině 17. která je kolmá k podélné ose 16. Úhel a sklonu škrticí klapky 18 vůči normálové rovině 17 je ve volnoběžné poloze v závislosti na nastavené volnoběžné frekvenci otáčení a použitém spalovacím motoru v rozsahu od 4° do 8°.

Jak vyplývá z obr. 2, je v oblasti stěny 15 přibližně tam, kde stěna 15 tvoří vloženou část 32 a škrticí klapka 18 se nachází ve své zavírací poloze a volnoběžné poloze, zalit do plastu prstencový vložený díl 6. Vložený díl 6 je alespoň na straně u vnitřní stěnové plochy 3, zejména

však ze všech stran, zalit v plastu. S normálovou rovinou 17, která je kolmá k podélné ose 16 dutého prostoru 2, svírá vložený díl 6 zejména úhel β v rozsahu od 4° do 8°. Zvlášť dobrá rozměrová přesnost a rozměrová stálost vnitřní stěnové plochy 3 vznikne zejména tehdy, když má vložený díl 6 vůči normálové rovině 17 takový úhel β sklonu, že leží v jedné rovině se škrticí klapkou 18 nacházející se ve volnoběžné poloze, takže úhel a se rovná úhlu β. Vhodným materiálem pro vložený díl 6 je nejen kov, nýbrž i plast, keramický materiál, sendvičový plast atd. Přitom mohou být s vloženým dílem 6 již spojena ložiska a objímky, které mají otvoiy a závitové otvory.

Vložený díl 6, který je na obr. 3 znázorněn v perspektivním pohledu, je vyroben z kovového plechu postupným prostřihováním, přičemž není nutno dávat důraz na zvláštní rozměrovou přesnost a povrchové opracování, protože tento vložený díl 6 je stejně zejména zcela obklopen plastem. Vnitřní průměr Dl středového otvoru 23 prstencového vloženého dílu 6 je větší než vnitřní průměr di válcového dutého prostoru 2 ohraničeného vnitřní stěnovou plochou 3. Otvory 12 procházející vloženým dílem 6 způsobí jeho lepší zakotvení v materiálu plastu.

Na obr. 3 je rovněž znázorněno, že vložený díl 6 je opatřen částmi 7, které jsou vyhnuty z horní roviny 20 plechu a dolní roviny 21 plechu a jsou opatřeny výstupky 8, které mají otvory 9 pro zakotvení ve formě pro vstřikové lití a podobně. Nástavec 10, který je upraven v rovinách 20, 21 plechu, je opatřen objímkou 8' se závitovým otvorem 9'. Z rovin 20. 21 plechu jsou rovněž vyhnuty prstencové díly 11, které jsou vytvořeny jako části misky, a které jsou v oblasti úložných otvorů 4 zality v plastu a tvoří tak rozměrově stabilní klec pro zalisované ložisko.

Vložený díl 6 se svými částmi 7 a nástavci 10, jakož i prstencovými díly 11, tvoří druh vyztužení materiálu plastu, a proto i vyztužení stěnových částí z plastu v těch místech, v nichž je tvarová stabilita materiálu plastu zvlášť důležitá, to znamená, že zejména především i při teplotních výkyvech se zabrání smršťování, deformacím a podobně. Tento vložený díl 6 způsobuje proto stabilizování materiálu plastu a zaručuje přesnost lícování vnitřní stěnové plochy 3, ačkoli je tato provedena z plastu, což zajišťuje bezpečnou a přesnou činnost škrticího ústrojí. Tím, že i úložné otvory 4 jsou zesíleny prstencovými díly 11, tvořícími rovněž součást vloženého dílu 6, je dosaženo toho, že úložná místa škrticího ústrojí se nemění, například střídavými teplotními vlivy, takže úložná poloha zůstává zachována a deformacím, které by mohly například způsobit vzpříčení škrticího ústrojí, je zabráněno. Vložený díl 6 se před vyrobením tělesa 1 škrticího ústrojí vloží do formy pro vstřikové lití, kde se vhodným způsobem fixuje. Po vyjmutí z formy není zapotřebí žádného dodatečného opracování tělesa 1 škrticího ústrojí.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (10)

1. Tvarové těleso z plastu, vyrobené zejména vstřikovým litím, například těleso (1) škrticího ústrojí, se stěnou (15), která vnitřní stěnovou plochou (3) ohraničuje dutý prostor (2), přičemž ve stěně (15) je alespoň na vnitřní stěnové ploše (3) přivrácené k dutému prostoru (2) uspořádán vložený díl (6) z kovu zakrytý plastem, vyznačující se tím, že vložený díl (6) je vytvořen z plechu s horní rovinou (20) plechu a dolní rovinou (21) plechu, přičemž dutý prostor (2) má podélnou osu (16), která protíná roviny (20,21) plechu.

2. Tvarové těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že vložený díl (6) uspořádaný ve stěně (15) je svou horní rovinou (20) plechu a dolní rovinou (21) plechu skloněn vůči normálové rovině (17), kolmé k podélné ose (16), pod úhlem (β).

-4CZ 289652 B6

3. Tvarové těleso podle nároku 2, vyznačující se tím, že úhel (β) sklonu homí roviny (20) plechu a dolní roviny (21) plechu vloženého dílu (6) vůči normálové rovině (17) je v rozsahu asi od

4° do 8°.

5 4. Tvarové těleso podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že homí rovina (20) plechu a dolní rovina (21) plechu vloženého dílu (6) jsou skloněny vůči normálové rovině (17) tak, že vložený díl (6) leží v rovině volnoběžné polohy škrticí klapky (18), uspořádané otočně v dutém prostoru (2), která slouží k řízení výkonu spalovacího motoru.

io 5. Tvarové těleso podle jednoho z nároků laž4, vyznačující se tím, že vložený díl (6) má alespoň jednu část (7,11), která je vyhnuta z roviny (20,21) plechu.

6. Tvarové těleso podle jednoho z nároků laž 5, vyznačující se tím, že vložený díl (6) je opatřen tvarovými částmi, zejména otvory (12), které jím procházejí.

7. Tvarové těleso podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že vložený díl (6) je opatřen nástavci (10).

8. Tvarové těleso podle nároku 5, vyznačující se tím, že části vloženého dílu (6) 20 jsou tvořeny prstencovými díly (11), které jsou v oblasti otvorů, zejména úložných otvorů (4), koncentricky s nimi zality do plastu.

9. Tvarové těleso podle nároku 5 nebo 7, vyznačující se tím, že části (7, 11) a/nebo nástavce (10) jsou opatřeny otvory (9,9').

10. Tvarové těleso podle nároku 9, vyznačující se tím, že otvory (9')jsou vytvořeny jako závitové otvory.