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Die
Erfindung betrifft einen Harz-Ansaugkrümmer mit einem Ansaugluft-Einlassrohr,
einer Ansaugkammer, die über
das Einlassrohr mit einer Ansaugluftversorgung verbunden ist, und
mehreren Auslassrohren, die die Ansaugkammer mit Zylindern eines
Verbrennungsmotors verbinden, und sie betrifft einen Herstellprozess
für einen
derartigen Harz-Ansaugkrümmer.
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Der
Zylinderkopf eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors ist mit einem
Ansaugkrümmer
verbunden, um Ansaugluft in die Verbrennungskammern der jeweiligen
Zylinder zu liefern. Der Ansaugkrümmer verfügt im Allgemeinen über ein
Einlassrohr (Ansaugrohr), das mit einer Ansaugluftversorgung, wie
einem Vergaser, verbunden ist, eine Ansaugkammer (Druckpuffer),
die durch das Einlassrohr mit Ansaugluft versorgt wird, und mehrere
Auslassrohre (Zweigrohre), die die Ansaugkammer mit den Zylindern
des Verbrennungsmotors verbinden. Der Ansaugkrümmer besteht im Allgemeinen
aus einer geschmolzenen Harzzusammensetzung, und zwar hauptsächlich wegen
seiner hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich geringen Gewichts,
guter Isolation, einfacher Herstellbarkeit und hohem Freiheitsgrad
bei der Konstruktion.
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Ein
derartiger Harz-Ansaugkrümmer
wird z. B. dadurch hergestellt, dass die Ansaugkammer, das Einlassrohr
und die Auslassrohre gesondert gegossen werden und diese Komponenten
dann miteinander verbunden werden. Bei diesem Herstellprozess werden
gesonderte Elemente zum Herstellen des Ansaugkrümmers verwendet, und so kann
das Formwerkzeug kompakt ausgebildet werden, das dazu verwendet
wird, jedes Element zu gießen.
Jedoch besteht ein Nachteil dahingehend, dass die Anzahl der Formwerkzeuge
groß wird
und die Anzahl der Schritte zum Verbinden dieser Komponenten miteinander
zunimmt. Dies kann zu einer Kostenerhöhung oder geringer Produktivität führen.
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Nachfolgend
wird ein Beispiel dieses Prozesses auf Grundlage eines Ansaugkrümmers für einen
Dreizylinder-Verbrennungsmotor beschrieben. Die Herstellung dieses
Ansaugkrümmers
benötigt fünf Arten
von Formwerkzeugen, eines für
das Einlassrohr, drei für
die Auslassrohre und eines für
die Ansaugkammer, so dass diese Komponenten gesondert gegossen werden
können.
Im Ergebnis benötigt das
Verbinden dieser Komponenten vier Schritte. Ferner kann jede Komponente
als Halbteil hergestellt werden. So wie der Begriff hier verwendet
wird, bedeutet er die Hälfte
einer Komponente, die aus einem ersten und einem zweiten Halbteil
besteht. Die Halbteile, d. h. das erste und das zweite Halbteil,
werden zum Herstellen der Komponenten kombiniert. Daher sind in
diesem Fall insgesamt zehn Arten von Formwerkzeugen erforderlich,
und das Verbinden dieser Halbkomponenten benötigt fünf weitere Schritte. So ist
dieser Prozess nur dann geeignet, wenn hohe Produktivität nachgesucht
ist, wie dann, wenn Harz-Ansaugkrümmer für einen in Massen hergestellten
Motor herzustellen sind.
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Ferner
ist es, da der Ansaugkrümmer über eine
komplizierte Struktur verfügt,
die eine große
Anzahl von Komponenten benötigt,
von der Sache her schwierig, denselben in einstückiger Form aus einer geschmolzenen
Harzzusammensetzung zu gießen. So
wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Halbteile des Ansaugkrümmers selbst
gegossen und später
kombiniert werden. D. h., dass Versuche erfolgten, einen Harz-Ansaugkrümmer dadurch
herzustellen, dass seine Halbteile in verschiedenen Formwerkzeugen
gegossen werden und diese später kombiniert
werden. Jedoch wird die Form der Halbteile wegen der Konfiguration
der herkömmlichen
Ansaugkrümmer
eine sogenannte ”unterschnittene Form”, und die
Halbteile kleben an der Form und können nicht einfach aus dieser
entfernt werden. So leidet auch dieses Verfahren unter geringer
Produktivität.
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DE 692 17 914 T2 beschreibt
einen Einlasskrümmer
für Verbrennungsmotoren,
der ein Gehäuse aufweist,
das eine Kammer, eine Einlassöffnung
zur Verbindung der Kammer mit der Atmosphäre und mehrere Einlasstrakte
definiert, die jeweils zur Verbindung mit einem mit Luft zu versorgenden
Motor mit einer Kammer verbunden sind und sich davon erstrecken,
wobei jeder Einlasstrakt einen gekrümmten Traktteil enthält, der
durch einen jeweiligen gekrümmten
Kanalteil des Gehäuses
definiert wird, indem sich jeder gekrümmte Kanalteil über einen
Winkel von wesentlich über
90° aber
wesentlich unter 270° erstreckt.
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Aus
der
FR 2 690 376 A1 ist
ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus Kunststoffmaterial
zum Zusammenbau von zwei Halbteilen und den dadurch erhaltenen Hohlkörper bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Harz-Ansaugkrümmer, der
effiziente Produktion ermöglicht,
und ein Herstellverfahren für
einen solchen zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und den Harz-Ansaugkrümmer nach
Anspruch 2 gelöst.
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So
wie der Begriff ”Harz” in dieser
Anmeldung verwendet wird, betrifft er solche Gießmaterialien, die bei hoher
Temperatur aufschmelzen und dann in ein Formwerkzeug fließen können, und
die bei der Erstarrung ausreichend stabil werden. Demgemäß ist dieser
Begriff bei der Erfindung nicht auf sogenannte Polymerharze, wie
Kunststoff, beschränkt.
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Diese
Aufgabe ist hinsichtlich des Harz-Ansaugkrümmers durch die Lehre des beigefügten Anspruchs
4 und hinsichtlich des Herstellprozesses durch die Lehre des beigefügten Anspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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Beim
erfindungsgemäßen Prozess
haften die Halbteile oder der Harz-Ansaugkrümmer, die z. B. durch das DRI(Die
Rotarg Injection)- oder das DSI(Die Slide Injection)-Verfahren hergestellt
werden, wegen der definierten Positionsbeziehung zwischen der Ansaugkammer
und den Auslassrohren nicht am Formwerkzeug, wenn sie entnommen
werden.
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D.
h., dass der erfindungsgemäße Harz-Ansaugkrümmer im
Gegensatz zu herkömmlichen Harz-Ansaugkrümmern mit
komplizierter Konfiguration, die durch den Zusammenbau einer großen Anzahl
von Teilen zu Enderzeugnissen zusammengebaut werden, nur durch Verbinden
zweier Teile (d. h. eines Paars von Halbteilen) hergestellt werden
kann, wobei die Halbteile nicht am Formwerkzeug anhaften. Im Ergebnis
kann der Harz-Ansaugkrümmer effizient
hergestellt werden.
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Beim
Auswählen
des Krümmungswinkels der
mehreren Auslassrohre im Bereich gemäß dem Anspruch 3 ist es möglich, den
Harz-Ansaugkrümmer
mit einer vorbestimmten Länge
der Auslassrohre zu konstruieren, während die Größe des Harz-Ansaugkrümmers kompakt
gehalten wird. Dies führt
zu den folgenden Effekten: 1) Ansaugluft kann den jeweiligen Zylindern
des Verbrennungsmotors besser in der erwünschten Weise zugeführt werden;
und 2) der Harz-Ansaugkrümmer
kann in einem Motorraum relativ geringer Größe untergebracht werden.
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Dadurch,
dass beim Harz-Ansaugkrümmer gemäß dem Anspruch
5 ein erhöhter
und ein vertiefter Abschnitt vorhanden sind, die in Eingriff in
die Verbindungsflächen
des Paars von Halbteilen passen, kann die Verbindungsfestigkeit
der Halbteile verbessert werden.
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Für ein vollständigeres
Verständnis
der Art und der Vorteile der Erfindung ist auf die folgende detaillierte
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.
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1(a) bis 1(c) sind
Zeichnungen, die die Konfiguration einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Harz-Ansaugkrümmers zeigen,
wobei die 1(a) eine perspektivische Ansicht
ist, die 1(b) eine Seitenansicht ist
und die 1(c) eine Frontansicht ist.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau eines Paars
von Halbteilen zeigt, die den Harz-Ansaugkrümmer der 1 bilden.
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3(a) und 3(b) sind
Zeichnungen, die die Konfiguration des Harz-Ansaugkrümmers der 1 zeigen, wobei die 3(a) eine Draufsicht ist und die 3(b) eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A' in der 3(a) ist.
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4(a) bis 4(c) sind
Zeichnungen, die die Konfiguration einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Harz-Ansaugkrümmers zeigen,
wobei die 4(a) eine perspektivische Ansicht ist,
die 4(b) eine Schnittansicht entlang
einer Linie B-B' ist
und die 4(c) eine perspektivische Ansicht
eines modifizierten Beispiels des Harz-Ansaugkrümmers der 4(a) ist.
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5(a) und 5(b) sind
Zeichnungen, die ein modifiziertes Beispiel des Harz-Ansaugkrümmers der 4(c) zeigen, wobei die 5(a) eine perspektivische
Ansicht ist und die 5(b) eine Schnittansicht
entlang einer Linie C-C' ist.
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6 ist
eine Seitenansicht, die schematisch den Aufbau eines herkömmlichen
Harz-Ansaugkrümmers
zeigt.
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7(a) und 7(b) sind
Zeichnungen, die die Konfiguration einer noch anderen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Harz-Ansaugkrümmers zeigen.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die folgenden
Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
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Erste Ausführungsform
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Ein
Harz-Ansaugkrümmer
gemäß dieser Ausführungsform
wird mit dem Zylinderkopf eines Vierzylinder-Reihenmotors verbunden,
und er ist so aufgebaut, dass er Ansaugluft (Luft oder ein Gasgemisch
von Kraftstoff und Luft) in den Verbrennungsraum jedes Zylinders
leitet.
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Genauer
gesagt, verfügt,
wie es in den 1(a) bis 1(c) dargestellt
ist, dieser Harz-Ansaugkrümmer über ein
Ansaugluft-Einlassrohr (Ansaugrohr) 11, einen hohlen Kammerabschnitt
(Ansaugkammer) 12 und vier Auslassrohre 13 (für diese wird
auch der Begriff ”Zweigrohr(e)” verwendet,
wo dies zweckdienlich ist). Das Einlassrohr (Ansaugrohr) 11 ist
an der Oberseite des Kammerabschnitts 12 vorhanden. Der
Kammerabschnitt 12 führt über das
Einlassrohr 11 zu einer Ansaugluftversorgung, wie einem
Vergaser (nicht dargestellt). Die vier Auslassrohre 13 verfügen jeweils über ein
Ende 13a, das mit einem Zylinder 32 des Verbrennungsmotors
zu verbinden ist, und ein Ende 13b, das mit dem Kammerabschnitt 12 verbunden
ist. Der Harz-Ansaugkrümmer
verfügt über eine
integrierte Konstruktion aus einem Paar von Halbteilen 21A und 21B,
die an ihren Verbindungsflächen 21C und 21D aneinander gesetzt
sind (siehe die 1 und 2).
Hierbei verfügen
die Halbteile 21A und 21B über Konfigurationen, die sich
aus dem Aufteilen des Kammerabschnitts 12 in einen oberen
und einen unteren Teil ergeben, während die Auslassrohre 13 (Zweigrohre), die
ebenfalls entlang der Richtung der Rohrachse in einen oberen und
einen unteren Teil aufgeteilt sind, mit den Halbteilen 21A und 21B verbunden
sind.
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Ferner
sind die Enden 13a der Auslassrohre 13 mit einem
Montageelement 14 verbunden, das die Relativpositionen
derselben festlegt und sie mit den entsprechenden Zylindern 32 des
Verbrennungsmotors verbindet. Ferner verfügt das Montageelement 14 über Schraubenlöcher 14a,
die dazu verwendet werden können,
das Montageelement 14 an den Verbrennungsmotor anzuschrauben.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Montageelement bei der vorliegenden
Ausführungsform
einstückig
mit dem oberen Halbteil 21A (2) ausgebildet
ist, dass es jedoch gesondert vom Harz-Ansaugkrümmer vorhanden sein kann. Auch
zeigt die 1(b) nur einen Drosselklappenkörper 31 der
Ansaugluftversorgung und nur einen Zylinder 32 des Verbrennungsmotors.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Halbteile 21A und 21B jeweils
einen der Halbteile der vier Auslassrohre 13 (Zweigrohre)
enthalten, die entlang der Rohrachse in zwei Teile aufgeteilt sind,
sowie einen der Halbteile des Kammerabschnitts 12, der ebenfalls
in zwei Halbteile aufgeteilt ist, während die Auslassrohre 13 damit
verbunden sind. Die Halbteile 21A und 21B mit
dieser Konfiguration werden miteinander verbunden, um einen fertiggestellten
Ansaugkrümmer
zu bilden. D. h., dass die Halbteile 21A und 21B bei
der vorliegenden Ausführungsform
jeweils eine Konfiguration aufweisen, die sich daraus ergibt, dass
die vier Auslassrohre 13 entlang der Rohrachse in zwei
Teile mit im Wesentlichen demselben Volumen aufgeteilt werden und
auch der Kammerabschnitt 12 in einen oberen und einen unteren
Teil aufgeteilt wird, die im Wesentlichen über dasselbe Volumen verfügen. Jedoch
besteht für
die Konfiguration der Halbteile 21A und 21B keine
Beschränkung
auf dieses Beispiel, sondern es kann jede Konfiguration verwendet
werden, die leicht hergestellt werden kann und bei der diese beiden
Halbteile leicht verbunden werden können.
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Ferner
bedeutet ”Unterteilen
der Auslassrohre 13 in zwei Teile in der Richtung der Rohrachse” einen
Zustand, bei dem, wie es in den 1(a) und 1(b) dargestellt ist, die Auslassrohre 13 zumindest
von der Seite des Kammerabschnitts 12 zur Seite des Endes 13a,
wo der gekrümmte
Abschnitt der Auslassrohre 13 im Wesentlichen endet (bis
zum zweiten gekrümmten
Abschnitt 13B bei der vorliegenden Ausführungsform) in zwei Teile aufgeteilt sind.
Beim Beispiel der 1(a) und 1(b) ist
der Abschnitt des Auslassrohre 13 nahe dem Montageelement 14 in
das obere Halbteil 21A eingesetzt, wohingegen der Abschnitt
der Auslassrohre 13 jenseits des zweiten gekrümmten Abschnitts 13B bis
zum Montageelement 14 in das obere Halbteil 21A und das
untere Halbteil 21B aufgeteilt ist, um dadurch ”die Auslassrohre 13 in
der Richtung der Rohrachse in zwei Teile zu unterteilen”.
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Der
Harz-Ansaugkrümmer
ist so ausgebildet, dass die Anordnungs- oder Ausdehnungsmuster insbesondere
der Auslassrohre 13 bestimmten Bedingungen genügen, um
einen effizienten Gießvorgang
unter Verwendung eines Formwerkzeugs zu ermöglichen. Zu diesem Zweck sind
die Auslassrohre 13, die an den Enden 13b mit
dem Kammerabschnitt 12 verbunden sind, so ausgebildet,
dass die Außenwand
des Halbteils 21A auf der Seite der Enden 13b einstückig mit
einer Seitenwand (eine Fläche
der Außenwand)
des Kammerabschnitts 12 ausgebildet ist. Ferner ist, da
der Harz-Ansaugkrümmer
der vorliegenden Ausführungsform
für einen
Vierzylinder-Reihenmotor vorgesehen ist, die Außenwand aller vier Auslassrohre 13 des
Halbteils 21Aauf der Seite der Enden 13b einstückig mit
der Seitenwand des Kammerabschnitts 12 verbunden, wobei
sie sich zur Oberseite desselben erstreckt.
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Die
Auslassrohre 13 sind ferner so ausgebildet, dass sie sich
ausgehend von den Enden 13b zu den anderen Enden 13a mit
einem vorbestimmten Muster erstrecken. Genauer gesagt, sind die
Auslassrohre 13 so ausgebildet, dass sie sich vom Kammerabschnitt 12 in
der Richtung der Rohrachse des Einlassrohrs 11 (Richtung
rechtwinklig zur Oberseite des Kammerabschnitts 12 in der 1, d. h. in im Wesentlichen vertikaler
Richtung) nach unten erstrecken, wobei sie dann unter einem Winkel
im Bereich von mehr als 90° und
nicht mehr als 180° in
einer Richtung weg vom Kammerabschnitt 12 gekrümmt sind
(erster gekrümmter
Abschnitt 13A), wobei sie sich weiter weg vom Kammerabschnitt 12 erstrecken.
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Hierbei
betrifft der erste gekrümmte
Abschnitt 13A einen Abschnitt, in dem sich die Auslassrohre 13 kontinuierlich
in der Richtung weg vom Kammerabschnitt 12 mit nahezu U-
oder V-Form gegenüber
der Seitenfläche
des Kammerabschnitts 12 erstrecken, an der sie angesetzt
sind (siehe die 1(b) und 4(b)).
Zum ersten gekrümmten
Abschnitt 13A gehört
nicht der zweite gekrümmte
Abschnitt 13B, der ein Abschnitt der Auslassrohre 13 anschließend an
den ersten gekrümmten
Abschnitt 13A ist und entgegengesetzt zu diesem in der
Rohrrichtung der Auslassrohre 13 gekrümmt ist (nach rechts in der 1(b)). So beträgt
in der 1(b) der Krümmungswinkel des ersten gekrümmten Abschnitts 13A ungefähr 180°.
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Ferner
ist der auf den ersten gekrümmten Abschnitt 13A folgende
zweite gekrümmte
Abschnitt 13B das Gebiet einer Kurve weg vom Kammerabschnitt 12,
mit einer Krümmung
von ungefähr
90° entgegengesetzt
zum ersten gekrümmten
Abschnitt 13A in der Richtung der Rohrachse. D. h., dass
sich bei der vorliegenden Ausführungsform
die Auslassrohre 13 nach dem ersten gekrümmten Abschnitt 13A in
einer Richtung weg vom Kammerabschnitt 12 erstrecken. Ferner
sind die Auslassrohre 13, um für einen Ausgleich des über das
Einlassrohr 11 zugeführten Ansaugluftstrom
zu führen,
radial und unter demselben Abstand vom Einlassrohr 11 vorhanden.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass für
den Prozess zum Gießen
der Halbteile
21A und
21B aus einer geschmolzenen
Harzzusammensetzung sowie zum Kombinieren der Halbteile
21A und
21B herkömmliche
Verfahren verwendet werden können, beispielsweise
die folgenden: 1) die Halbteile
21A und
21B können durch
Spritzgießen
oder Druckgießen
unter Verwendung verschiedener Formwerkzeuge unabhängig gegossen
werden, und die beiden werden an den Verbindungsflächen
21C und
21D durch
Aufschmelzen mittels Wärme
(Aufschmelzen mittels Reibungswärme)
unter Verwendung eines Schwingungsverfahrens verbunden. Alternativ
wird wie folgt vorgegangen: 2) die Halbteile
21A und
21B werden
durch das DRI(Die Rotarg Injection)-Verfahren, wie es in
JP-A-4(1992)-91914 (Veröffentlichungsdatum:
25. März
1992) (
JP-A-7(1995)-4830 (Veröffentlichungsdatum:
25. Januar 1995)) offenbart ist, unter Verwendung desselben Formwerkzeugs gegossen
oder miteinander kombiniert, oder dies erfolgt durch das DSI(Die
Slide Injection)-Verfahren, wie es in
JP-A-62(1987)-87315 (Veröffentlichungsdatum:
21. April 1987) (
JP-A-21990)-28377 (Veröffentlichungsdatum:
30. August 1990)) offenbart ist. In jedem Fall können für die geschmolzene Harzzusammensetzung
herkömmliche
bekannte geschmolzene Harze oder Zusammensetzungen geschmolzener Harze
mit verschiedenen Zusatzstoffen (z. B. verschiedenen Arten von Verstärkungsfasern)
verwendet werden.
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Das
DRI-Verfahren ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen
von Gießerzeugnissen unter
Verwendung eines Paars von Formwerkzeugen, die auf Achsen drehbar
angebracht sind.
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Diese
Formwerkzeuge verfügen
an ihren einander gegenüberstehenden
Flächen über ein
inneres und ein äußeres Formwerkzeugmuster,
so dass durch Drehung des Formwerkzeugs Kombinationen außen-innen,
innen-außen
und innen-innen erhalten werden. Die Halbteile 21A und 21B werden
in den Hohlräumen
der Muster außen-innen
bzw. innen-außen
gegossen, und die in den Innenmustern verbliebenen Halbteile 21A und 21B werden
im Hohlraum der Muster innen-innen zusammengesetzt. Das DSI-Verfahren ist dem
DRI-Verfahren dahingehend ähnlich,
dass Hohlräume
mit Mustern außen-innen, innen-außen und
innen-innen gleichzeitig
durch eine Querverschiebung eines Paars von Formwerkzeugen erzielt
werden.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass sowohl beim DRI- als auch beim DSI-Verfahren
die Halbteile 21A und 21B durch ein Verfahren
unter Verwendung einer geschmolzenen Harzzusammensetzung im Formwerkzeug
aneinander gesetzt und miteinander verbunden werden. D. h., dass
bei diesem Verfahren eine geschmolzene Harzzusammensetzung zwischen
die Verbindungsflächen 21C und 21D oder
um deren Umfang herum geleitet oder gespritzt wird, während diese
Verbindungsflächen 21C und 21D der Halbteile 21A und 21B miteinander
in Kontakt stehen, um sie durch Aushärtung oder andere chemische Änderung
der geschmolzenen Harzzusammensetzung vollständig zu verschmelzen. Als Beispiel zeigt
die 3(b) einen Querschnitt entlang
einer Linie A-A' des
in der 3(a) dargestellten Harz-Ansaugkrümmers, wobei
dieser in einer Ebene durch die Mitte des Einlassrohrs 13 und
rechtwinklig zur Oberseite des Kammerabschnitts 12 durchgeschnitten
ist. Wie es in der 3(b) dargestellt ist, verfügen die
Verbindungsflächen 21C und 21D der
Halbteile in der Mitte der Breitenrichtung über einen Graben, der sich
in der Erstreckungsrichtung der Verbindungsflächen 21C und 21D durchgehend
erstreckt. Diese Gräben
der einander gegenüberstehenden
Halbteile passen so zusammen, dass ein Hohlraum (Harzstrecke 21E)
gebildet ist, der mit der geschmolzenen Harzzusammensetzung gefüllt wird,
um die Halbteile zu verbinden.
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Ferner
ist, wie es in der 3(b) dargestellt ist, der Graben
in einem Gebiet 13D (siehe auch die 2) nicht
vorhanden, in dem benachbarten Auslassrohren 13 die Verbindungsflächen 21C und 21D gemeinsam
sind. Dies beruht auf der Konfiguration (Layout) des Formwerkzeugs,
die es erschwert, dass sich der Graben bis in dieses Gebiet erstreckt.
Ferner sind, um die Verbindung zwischen dem oberen Halbteil 21A und
dem unteren Halbteil 21B zu verstärken, die Verbindungsflächen 21C und 21D mit
einem ausgesparten Abschnitt 21C1 bzw.
einem erhöhten
Abschnitt 21D1 versehen, die so
bemessen und positioniert sind, dass sie ineinander greifen.
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Die
Wirkung des Anbringens oder Nichtanbringens dieser Befestigungsstruktur
mit dem vertieften Abschnitt 21C1 und
dem erhöhten
Abschnitt 21D1 kann dadurch bewertet
werden, dass Spannungszahlenwerte in Zusammenhang mit dem Ausmaß der Verformung
verglichen werden, zu der es kommt, wenn auf den zu diesem Zweck
zusammengebauten Kammerabschnitt 12 des Harz-Ansaugkrümmers ein Druck
von 1,0 MPa ausgeübt
wird. Dieser Druck wurde bei einem Beispiel auf den Kammerabschnitt 12 eines
Ansaugkrümmers
ausgeübt,
der dadurch hergestellt wurde, dass eine geschmolzene Harzzusammensetzung
in die Harzstrecke 21E eingespritzt wurde, während die
Verbindungsflächen 21C und 21D der
Halbteile 21A und 21B miteinander in Kontakt standen,
wie es in der 3(b) dargestellt ist. In diesem
Fall nahmen die Spannungen um die Befestigungskonstruktion herum
in großem
Ausmaß auf
130 MPa ab, und die Spannungen um das Gebiet in der Nähe der Harzstrecke 21E,
angrenzend an ein Ende des Gebiets 13D (”Verschweißungsabschnitt
zwischen den Öffnungen”) war um
einen großen
Wert auf 80 MPa verringert. Dieses steht im Gegensatz zu einer Spannung
von 142 MPa um den geschmolzenen Abschnitt herum (entsprechend dem
Schweißabschnitt
zwischen den Öffnungen),
wozu es kam, wenn die geschmolzene Harzzusammensetzung in die Harzstrecke
der zusammengesetzten Halbteile mit derselben Konfiguration, jedoch
ohne die Befestigungsstruktur eingespritzt wurde.
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Es
ist ersichtlich, dass die Stabilität der zusammengesetzten Halbteile 21A und 21B dadurch verbessert
werden kann, dass ein erhöhter
Abschnitt an mindestens einer der Grenzflächen des Kammerabschnitts 12 und
der Auslassrohre 13 der Verbindungsfläche 21C (21D)
des Halbteils 21A (21B) angebracht wird und der
entsprechende vertiefte Abschnitt an der Verbindungsfläche 21D (21C)
des Halbteils 21B (21A) angebracht wird.
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Auch
dann, wenn die Halbteile 21A und 21B unter Verwendung
von Wärme
mittels des Schwingverfahrens verschmolzen werden, in welchem Fall die
Halbteile 21A und 21B gegeneinander verschoben
werden, ist es bevorzugt, dass der erhöhte und der vertiefte Abschnitt
mit vorbestimmter Toleranz so bemessen werden, dass der erhöhte Abschnitt
gut in den vertieften Abschnitt eingreifen kann.
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Die
vorstehend genannten Anordnungen und Erstreckungsmuster der Auslassrohre 13 können den
Herstellwirkungsgrad beim Gießprozess
der Halbteile 21A und 21B oder beim Verbinden
derselben in einem Formwerkzeug gemäß dem DRI- oder dem DSI-Verfahren stark verbessern.
Nachfolgend wird dies detailliert beschrieben.
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Wenn
z. B. die in der 2 dargestellten Halbteile 21A und 21B durch
ein gemeinsames Gießverfahren,
das nicht das DRI- oder
das DSI-Verfahren ist, gegossen werden, werden sie dadurch herausgenommen,
dass das Außen-
oder das Innenmuster eines gegenüberstehenden
Paars (nicht dargestellt) in der Entnahmerichtung verstellt werden und
dann ein Auswerfstift (nicht dargestellt) in der Entnahmerichtung
in ein Formmuster (Hohlraum) eingeführt wird. Jedoch führt dieses
Verfahren (wenn es bei der Herstellung eines herkömmlichen Harz-Ansaugkrümmers verwendet
wird, zu den folgenden Problemen.
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Wie
es in der 6 dargestellt ist, verfügt ein herkömmlicher
Harz-Ansaugkrümmer
an der Unterseite eines Kammerabschnitts 112 über mehrere Auslassrohre 113,
die in einem gekrümmten
Abschnitt 113A mit einem Krümmungswinkel über 90° nach oben
gekrümmt
sind, um für
ausreichende Länge
zu sorgen. Die Herstellung dieses Harz-Ansaugkrümmers durch Verbinden der Halbteile 114A und 114B führt zu den
folgenden Problemen: 1) wenn ein Auswerfstift in ein Formwerkzeug
eingeführt
wird, um das Halbteil 113A zu entnehmen, das in einem Formwerkzeug
aus einem Paar mit Außen-
und Innenmuster, die in der Entnahmerichtung A einander gegenüberstehen,
geformt wurde, haftet ein Gebiet 112A, das ein diskontinuierlicher
Abschnitt zwischen einer Seitenwand des Kammerabschnitts 112 und
den Auslassrohren 113 ist, am Formwerkzeug an; und 2) wenn
ein Auswerfstift in ein Formwerkzeug eingeführt wird, um das Halbteil 114A zu
entnehmen, das im Formwerkzeug aus einem Paar mit einem Außen- und
einem Innenmuster, die in der Entnahmerichtung B einander gegenüberstehen,
geformt wurde, haftet ein Gebiet, das dem gekrümmten Abschnitt 113A mit einem
Krümmungswinkel über 90° entspricht,
am Formwerkzeug an. So kann in jedem Fall das Halbteil 114A nicht
leicht aus der Form heraus genommen werden.
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Dasselbe
Problem entsteht auch dann, wenn die Halbteile 114A und 114B in
einem Formwerkzeug gemäß dem DRI-
oder dem DSI-Verfahren
geformt und miteinander verbunden werden. D. h., dass der gegossene
Harz-Ansaugkrümmer
durch Behinderung im Gebiet 112A oder im gekrümmten Abschnitt 113A nicht
leicht aus dem Formwerkzeug heraus genommen werden kann. So zeigt die
Herstellung von Harz-Ansaugkrümmern
mit der in der 6 dargestellten herkömmlichen
Konfiguration durch Verbinden von Halbteilen schlechten Herstellwirkungsgrad, da
das Entnehmen eines Gießteils
aus einem Formwerkzeug Zeit beansprucht. Dies sind Probleme, die den
bekannten Vorgehensweisen innewohnen, da Harz, das unelastisch ist,
nicht aus einem Formwerkzeug herausgedrückt werden kann, wenn ein unterschnittener
Abschnitt vorhanden ist, wie das Gebiet 112A oder der gekrümmte Abschnitt 113A.
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Angesichts
dieser Nachteile ist beim Harz-Ansaugkrümmer gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Positionsbeziehung zwischen dem Kammerabschnitt 12 und
den Auslassrohren 13 so definiert, dass kein Gebiet vorhanden
ist, das dem Gebiet 112A entsprechen würde. So besteht kein Hindernis
im Formwerkzeug, wenn das Halbteil 21A oder 21B diesem
entnommen wird (wenn es in der Entnahmerichtung in der 2 ausgestoßen wird), obwohl
ein großer
Krümmungswinkel
der Auslassrohre 13 vorliegt, oder wenn ein Harz-Ansaugkrümmer entnommen
wird, der durch das DRI- oder das DSI-Verfahren hergestellt wurde
(wenn ein Auswerfen in vertikaler Richtung in der 1(b) erfolgt). D. h., dass der Harz-Ansaugkrümmer gemäß der vorliegenden
Ausführungsform,
im Gegensatz zu herkömmlichen
Harz-Ansaugkrümmern,
die dadurch zur komplizierten Konfiguration von Enderzeugnissen hergestellt
werden, dass eine große
Anzahl von Teilen zusammengebaut wird, nur durch Verbinden zweier
Teile (d. h. eines Paars aus einem Halbteil 21A und einem
Halbteil 21B) hergestellt werden kann, wobei die Halbteile 21A und 21B nicht
am Formwerkzeug anhaften. Im Ergebnis kann der Harz-Ansaugkrümmer hinsichtlich
der Zeit und insbesondere der Kosten effizient hergestellt werden.
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Es
ist zu beachten, dass dies nicht für den Fall gilt, bei dem sich
die Auslassrohre 13, die sich in einer Richtung weg vom
Kammerabschnitt 12 erstrecken, zu diesem zurückgekrümmt sind,
wie dann, wenn der Krümmungswinkel
des ersten gekrümmten Abschnitts 13A (siehe
die 1) der Auslassrohre 13 180° überschreitet.
In diesem Fall haften die Auslassrohre 13 (oder ihre Halbteile)
am Formwerkzeug an, so dass sie diesem nicht leicht entnommen werden
können.
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Übrigens
beträgt
der Krümmungswinkel
des ersten gekrümmten
Abschnitts 13A bei der vorliegenden Ausführungsform
ungefähr
180°. Jedoch
kann dieser Winkel kleiner als 180° sein, vorausgesetzt, dass er
90° überschreitet.
Ferner erlauben es größere Krümmungswinkel
der Auslassrohre 13, eine solche Konstruktion vorzunehmen,
dass eine vorbestimmte Länge
vorliegt, während
dennoch kompakte Größe des Harz-Ansaugkrümmers erhalten
bleibt, was von Vorteil ist, da 1) Ansaugluft den jeweiligen Zylindern
des Verbrennungsmotors besser in der erwünschten Weise zugeführt werden
kann und 2) der Harz-Ansaugkrümmer in
einem relativ kleinen Motorraum untergebracht werden kann. Daher
ist es bevorzugt, dass sich der Krümmungswinkel im Bereich nicht
unter 120° und
nicht über
180° befindet.
Es ist zu beachten, dass es schwierig ist, die Halbteile durch Wärme unter
Verwendung des Schwingungsverfahrens gleichmäßig zu verschmelzen, wenn der Krümmungswinkel
120° oder
mehr beträgt,
so dass es dann erforderlich ist, das DSI- oder das DRI-Verfahren
zum Gießen
und Verschmelzen der Halbteile zu verwenden.
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Ferner
ist der in der 1 dargestellte Harz-Ansaugkrümmer so
ausgebildet, dass die Außenwand
der Auslassrohre 13 auf der Seite der Enden 13b einstückig mit
der Seitenwand des Kammerabschnitts 12 ausgebildet ist,
während
die Form der Krümmung
aufrechterhalten ist. D. h., dass die Innenseite des Kammerabschnitts 12,
die zu den Auslassrohren 13 führt, über einen Bereich von vier
gekrümmten
Abschnitten entsprechend der Form der Innenseite der Auslassrohre 13 verfügt (Form
der Fläche
um einen kreisförmigen
Zylinder herum). Dieser Bereich mit gekrümmter Oberfläche dient
zum Führen
der angesaugten Luft, um diese auf einfache Weise vom Kammerabschnitt 12 gleichmäßig auf
die Auslassrohre 13 zu verteilen. Es wird darauf hingewiesen,
dass ein Harz-Ansaugkrümmer
mit dieser Konfiguration insbesondere durch das DSI- oder das DRI-Verfahren
leicht hergestellt werden kann, ohne dass ein komplizierter Mechanismus,
wie ein Schiebermechanismus, oder ein schlanker Stift erforderlich
wäre.
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Ferner
wird der Querschnitt der Auslassrohre 13 nicht unkreisförmig, da
der Herstellprozess keinen Entnahmeschritt entlang der Richtung
der mehreren Auslassrohre 13 erfordert. So kann der Querschnitt
der Auslassrohre leicht als großer
Ring ausgebildet werden, wodurch der Fluss (Strömungswirkungsgrad) für die angesaugte
Luft verbessert wird.
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Ferner
verfügen
die Auslassrohre 13 bei der vorliegenden Ausführungsform über den
zweiten gekrümmten
Abschnitt 13B, der ein einfacheres Verbinden mit den Zylindern 32 des
Mehrzylinder-Verbrennungsmotors ermöglicht. Ein Harz-Ansaugkrümmer mit
dieser Konfiguration kann ebenfalls durch das DSI- oder das DRI-Verfahren
einfach hergestellt werden, wobei diese Verfahren gegenüber anderen
Verfahren zu mehr Freiheitsgraden bei der Konstruktion führen.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass das Einlassrohr 11, das bei
der vorliegenden Ausführungsform
mit dem Kammerabschnitt 12 einstückig ausgebildet ist, gesondert
vorhanden sein kann. In diesem Fall wird der Harz-Ansaugkrümmer, wie
er in der 1(a) dargestellt ist, dadurch
zusammengebaut, dass das obere Halbteil 21A ohne das Einlassrohr 11 an
den jeweiligen Verbindungsflächen
mit dem unteren Halbteil 21B verbunden wird und danach
das Einlassrohr 11 angebracht wird. Auch ist der Kammerabschnitt 12 in
diesem Fall mit einer nach außen geöffneten
Ansaugluftöffnung
und einem Flansch zum Montieren oder Positionieren des Einlassrohrs 11 versehen.
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Zweite Ausführungsform
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Nachfolgend
wird eine andere Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es wird darauf hingewiesen, dass Elemente mit derselben Konfiguration
oder Funktion wie beim vorigen Ausführungsbeispiel mit denselben
Bezugszahlen versehen sind und dass zugehörige detaillierte Erläuterungen
weggelassen werden.
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Ein
Harz-Ansaugkrümmer
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
unterscheidet sich vom vorigen durch Folgendes: 1) es liegt eine
andere Erstreckungsrichtung der Auslassrohre in Bezug auf die Erstreckungsrichtung
des Einlassrohrs vor; und 2) es liegt ein anderer erster Krümmungswinkel
der Auslassrohre vor. Nachfolgend werden hauptsächlich diese Unterschiede erläutert.
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Der
in den 4(a) und 4(b) dargestellte
Harz-Ansaugkrümmer
dient für
einen Vierzylinder-Reihenmotor, und er verfügt über vier Auslassrohre 43,
die den Auslassrohren 13 (siehe die 1) analog
sind, wobei dieser Harz-Ansaugkrümmer
aus einem oberen Halbteil 31A und einem unteren Halbteil 31B in
Form einer oberen und einer unteren Hälfte des unterteilten Kammerabschnitts 12 sowie
Auslassrohen 31 besteht, die entlang der Rohrachse unterteilt
sind. Die Halbteile sind an ihren Verbindungsflächen 31C und 31D miteinander
verbunden.
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Die
Auslassrohre 43 sind an Enden 43b mit dem Kammerabschnitt 12 verbunden,
und die Außenwand
der Auslassrohre 43 des unteren Halbteils 31B auf
der Seite der Enden 43b ist einstückig mit einer Seitenwand (eine
Seite der Außenwand)
des Kammerabschnitts 12 ausgebildet, während die Form der Krümmung beibehalten
ist.
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Ferner
erstrecken sich die Auslassrohre 43 in einer Richtung im
Wesentlichen entlang der Richtung der Rohrachse des Einlassrohrs 11 von
den Enden 43b zum anderen Ende nach oben ausgehend vom
Kammerabschnitt 12, und sie erstrecken sich über einen
gekrümmten
Abschnitt 43A, der ein Kurvenabschnitt mit einem Winkel
geringfügig über 90° ist, in
einer Richtung weg vom Kammerabschnitt 12, und sie erstrecken
sich kontinuierlich gerade weg vom Kammerabschnitt 12.
D. h., dass der Unterschied gegenüber dem in der 1 dargestellten Harz-Ansaugkrümmer darin
besteht, dass sich die Auslassrohre 43 vom Kammerabschnitt 12 in
der Richtung des Einlassrohrs 11 (nach oben) erstrecken und
nur in einem Abschnitt der Rohre in einer Richtung weg vom Kammerabschnitt 12 gekrümmt sind.
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Ferner
besteht für
die Konfiguration des Kammerabschnitts keine Beschränkung auf
die speziell in den 1 und 4(a) dargestellten Konfigurationen, sondern es
kann eine Konfiguration in Form eines rechteckigen Kastens verwendet
werden, wie durch einen Kammerabschnitt 42 in der 4(c) dargestellt.
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Ferner
kann der in der 4(c) dargestellte Harz-Ansaugkrümmer für einen
Vierzylinder-Reihenmotor so modifiziert werden, dass er für einen V8-Verbrennungsmotor
verwendbar ist, wie es in den 5(a) und 5(b) dargestellt ist. Genauer gesagt, ist dazu
nur eine Konstruktionsänderung
der Konfiguration gemäß der 4(c) dahingehend erforderlich, dass das Einlassrohr 11 im
Zentrum der Oberseite des Kammerabschnitts 42 angebracht
wird und die Auslassrohre 43 nicht nur an einer Seitenfläche des
Kammerabschnitts 42, sondern auch an der anderen Seitenfläche vorhanden
sind.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass diese andere Gruppe von vier Auslassrohren 43 an
der anderen Seitenfläche
des Kammerabschnitts 42 dieselbe Konfiguration wie die
in der 4(c) dargestellten vier Auslassrohre 43 aufweist
und auf dieselbe Weise vorhanden ist, weswegen eine detaillierte
Erläuterung
hierzu weggelassen wird.
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Ferner
wird der Harz-Ansaugkrümmer
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
so hergestellt, wie es bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Jedoch ist beim in den 4(a) bis 4(c) dargestellten Harz-Ansaugkrümmer ein Krümmungswinkel
der Auslassrohre 43 geringfügig über 90° geeigneter als bei der 1, damit die Halbteile mit dem Schwingungsverfahren
verbunden werden können.
Jedoch ist, um für
gleichmäßige Verbindung
zu sorgen, das DRI- oder das DSI-Verfahren bevorzugter.
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Der
in den 5(a) und 5(b) dargestellte
Harz-Ansaugkrümmer
besteht aus Halbteilen 51A und 51B mit einer oberen
und einer unteren Hälfte des
unterteilten Kammerabschnitts 42 sowie den Auslassrohren 43,
die symmetrisch zum Kammerabschnitt 42 sind und entlang
der Rohrachse unterteilt sind. Hierbei verfügen die Verbindungsflächen 51C und 51D der
Halbteile 51A und 51B in einem Bereich, der die
Hälften
des Kammerabschnitts 42 und der Auslassrohre 43 auf
den beiden Seiten des Kammerabschnitts 42 enthält, über einen
Krümmungswinkel
von ungefähr
180°, weswegen
es in der Praxis schwierig ist, ein Schwingungsverfahren zum Verbinden
der Halbteile 51A und 51B zu verwenden. Stattdessen
wird besser das DRI- oder das DSI-Verfahren zum Verbinden der Halbteile 51A und 51B verwendet.
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Es
ist zu beachten, dass es ausgehend vom Gesichtspunkt einer effizienten
Luftströmung
der angesaugten Luft vom Einlassrohr zum Auslassrohr bevorzugt ist,
dass sich die Auslassrohre 43 und das Einlassrohr 11 in
derselben Richtung (nach oben) erstrecken, wie bei der vorliegenden
Ausführungsform.
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Anhand
der ersten und der zweiten Ausführungsform
sind Ansaugkrümmer
für einen
Vierzylinder-Reihenmotor oder einen V8-Motor beschrieben. Jedoch
besteht für
die Anzahl oder die Anordnung der Zylinder im Mehrzylinder-Verbrennungsmotor keine
spezielle Beschränkung.
So wird die Anzahl der Auslassrohre des erfindungsgemäßen Harz-Ansaugkrümmer entsprechend
der Anzahl der Zylinder im mit ihm zu verwendenden Verbrennungsmotor festgelegt.
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Dritte Ausführungsform
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Nachfolgend
wird noch eine andere Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es wird darauf hingewiesen, dass Elemente mit denselben Konfigurationen
oder Funktionen wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform
mit denselben Bezugszahlen versehen sind und hier nicht mehr detailliert
erläutert
werden.
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Der
Harz-Ansaugkrümmer
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der zweiten Ausführungsform hauptsächlich hinsichtlich
der Position, der Erstreckungsrichtung und der Konfiguration der
unterteilten Teile des Einlassrohrs. Nachfolgend werden hauptsächlich diese
Unterschiede erläutert.
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Der
in den 7(a) und 7(b) dargestellte
Harz-Ansaugkrümmer
der vorliegenden Ausführungsform
dient für
einen Vierzylinder-Reihenmotor, und er verfügt über einen Kammerabschnitt 5,
vier Auslassrohre 43 und ein Einlassrohr 61, das
sich von einer Seite des Kammerabschnitts 12 aus erstreckt.
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Wie
es in den 7(a) und 7(b) dargestellt
ist, unterscheidet sich der Harz-Ansaugkrümmer gemäß der vorliegenden Ausführungsform
von dem der in den 4(a) bis 4(c) dargestellten zweiten
Ausführungsform
hinsichtlich der Position, der Erstreckungsrichtung und der Konfiguration
unterteilter Teile des Einlassrohrs 61. Das Einlassrohr 61 ist
auf einer Seite des Kammerabschnitts 12 vorhanden. Die
Konfiguration des Einlassrohrs 61 ist dergestalt, dass
es sich zunächst
in horizontaler Richtung ausgehend vom Befestigungsort erstreckt und
dann in einem bestimmten Punkt so gekrümmt ist, dass es sich nach
oben erstreckt. D. h., dass die Erstreckungsrichtung des Einlassrohrs 61 ausgehend
vom Kammerabschnitt 12 horizontal ist, bis es so gekrümmt ist,
dass es sich nach oben erstreckt. Ferner ist der Querschnitt des
Einlassrohrs 61 entlang der Richtung der Rohrachse in einen
oberen und einen unteren Teil unterteilt.
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Gemäß dieser
Anordnung stört
das Einlassrohr 61 das Drosselklappengehäuse oder
das Luftfilter, die im Allgemeinen über dem Ansaugkrümmer angeordnet
sind, nicht. D. h., dass das Einlassrohr 61 des Ansaugkrümmers der
vorliegenden Ausführungsform
auf einer Seite des Kammerabschnitts 12 vorhanden ist und
sich horizontal erstreckt, um das Drosselklappengehäuse und
das Luftfilter zu umgehen, die über
dem Ansaugkrümmer
angeordnet sind, und es sich nach oben erstreckt, nachdem diese
Hindernisse umgangen sind.
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Dies
erlaubt es, den Harz-Ansaugkrümmer gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
in einem kleinen Motorraum unterzubringen, was es wiederum ermöglicht, über verschiedene
Layouts anderer Komponenten im Motorraum zu verfügen. D. h., dass die Komponenten
im Motorraum freier konstruiert werden können, wenn der Ansaugkrümmer gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
verwendet wird.
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Ferner
kann, da das Einlassrohr 61 des Ansaugkrümmers der vorliegenden
Ausführungsform an
einer Seite des Kammerabschnitts 12 vorhanden ist und es
teilweise in der Richtung der Rohrachse in einen oberen und einen
unteren Teil unterteilt ist, die im Wesentlichen gleich sind, das
Gießteil
aus dem Formwerkzeug entnommen werden, ohne dass es an diesem haftet.
So kann der Ansaugkrümmer
der vorliegenden Ausführungsform,
wie diejenigen der vorigen Ausführungsformen,
wirkungsvoll hergestellt werden.
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Bei
der vorstehend angegebenen Anordnung kann das Einlassrohr 61 z.
B. auch an einer Seite entlang der Längsrichtung des Kammerabschnitts 12 so
vorhanden sein, dass, wie es in der 4(a) dargestellt
ist, die Auslassrohre um im Wesentlichen denselben Abstand vom Einlassrohr
getrennt sind. Auf diese Weise kann, wegen des im Wesentlichen selben
Abstands der jeweiligen Auslassrohre zum Einlassrohr, der Strömungswirkungsgrad
verbessert werden, um dadurch den Motorwirkungsgrad zu verbessern.