DE3750638T2

DE3750638T2 - Ansaugkrümmer.

Info

Publication number: DE3750638T2
Application number: DE3750638T
Authority: DE
Inventors: Yasushi Akiyoshi; Naohisa Hirunuma; Toyoji Kaneko; Toyoichiro Nogami; Minobu Sukimoto; Seijiro Taguchi; Tadashi Usui; Katsumi Yamazaki
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2007-06-25
Also published as: EP0251180B1; CA1279538C; EP0464860A1; KR900003863B1; US4829944A; US4887557A; EP0464860B1; KR880000685A; DE3788681D1; DE3750638D1; DE3788681T2; EP0251180A2; MX170915B; EP0251180A3

Description

Die Erfindung betrifft einen Ansaugkrümmer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
Der Ausdruck "Aluminium", wie er hier und in den beigefügten Ansprüchen verwendet wird, umfaßt reines Aluminium, handelsübliches Aluminium mit geringen Mengen von Verunreinigungen und Aluminiumlegierungen. Außerdem umfaßt der Ausdruck "verformtes Aluminium-Material", wie er hier und In den beigefügten Ansprüchen verwendet wird, Produkte, die durch plastische Verformung hergestellt worden sind.
Ansaugkrümmer sind bisher vollständig durch Gießen zur Verwendung für Kraftfahrzeug-Benzinmotoren mit elektronisch gesteuertem Brennstoff-Einspritzsystem verwendet worden. Da jedoch das gegossene Produkt eine rauhe Oberfläche aufweist, muß der herkömmliche Ansaugkrümmer wenigstens in seinem Inneren auf der Oberfläche durch ein aufwendiges Endbearbeitungsverfahren geglättet werden, damit ein verringerter Luftwiderstand sichergestellt und die Ansaugfähigkeit verbessert wird. Außerdem ist es unmöglich, die gesamte innere Oberfläche des Ansaugkrümmers wegen dessen Form einer Endbearbeitung zu unterziehen und damit den Luftwiderstand für eine wirksame Luftaufnahme zu reduzieren. Es bestehen im übrigen Grenzen hinsichtlich der Reduzierung des Gewichts.
Die EP-A 0 181 548 offenbart einen Krümmer, der aus einem Rohr besteht, das einen in Längsrichtung vorspringenden Teil aufweist. Öffnungen 32 mit einem Befestigungsflansch an ihrem freien Ende sind in Abständen entlang dem vorspringenden Teil vorgesehen. Obgleich der Titel des Dokuments sich auf Krümmer im allgemeinen bezieht, geht aus der Beschreibung hervor, daß das Dokument sich nur mit einem Krümmer für Wärmetauscher befaßt. Dieses Dokument zeigt jedoch einen Krümmer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme zu überwinden und einen Ansaugkrümmer zu schaffen, der einen geringeren Luftströmungswiderstand im Krümmer und eine verbesserte Luftaufnahmeleistung aufweist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Ansaugkrümmer zu schaffen, der im Inneren eine glatte Oberfläche aufweist und keine Endbearbeitung zum Glätten erfordert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Ansaugkrümmer zu schaffen, der ein geringeres Gewicht als herkömmliche gegossene Ansaugkrümmer aufweist.
Weiterhin ist es eine andere Aufgabe der Erfindung, das Ansauggeräusch durch Erzeugung eines Dämpfungseffekts im Krümmer zu reduzieren.
Zur Lösung dieser Aufgaben ist der Ansaugkrümmer gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs i gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung soll unten im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung und zeigt einen Ansaugkrümmer als Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist eine teilweise aufgebrochene Teildraufsicht und zeigt den Krümmer;
Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 zeigt ein Verfahren zur stufenweisen Herstellung des Hauptrohres;
Fig. 5 zeigt ein anderes Verfahren zur stufenweisen Herstellung des Hauptrohres;
Fig. 6 zeigt das Hauptrohr und ein Zweigrohr vor dem Verbinden;
Fig. 8 ist eine Darstellung einer anderen Art der Verbindung zwischen dem Hauptrohr und dem Zweigrohr gemäß der Erfindung in einem Schnitt entlang einer Ebene, die die Achsen der beiden Rohre enthält;
Fig. 9 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 8 und zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 bis 3, die einen Ansaugkrümmer 10 als Ausführungsform der Erfindung zeigen, umfaßt der Krümmer 10 ein Hauptrohr 20 aus verformtem Aluminium-Material mit einem offenen Ende, einem geschlossenen Ende gegenüber dem offenen Ende, einer Anzahl von Öffnungen 12 in der Umfangswand und nach außen gerichteten rohrförmigen Vorsprüngen 22, die einstückig mit der Umfangswand ausgebildet sind und um jede der Öffnungen 21 herum ausgebildet sind, und einer Anzahl von Zweigrohren 30 aus verformtem Material, die jeweils mit einem Ende in einen der rohrförmigen Vorsprünge 22 eingreifen und mit diesem verbunden sind. Ein Drosselkörper 40 in der Form eines Teils aus gegossenem Aluminium ist fest mit dem offenen Ende des Hauptrohres 20 verbunden. Eine Luftleitung von einem nicht dargestellten Luftfilter ist mit dem Drosselkörper 40 verbunden. Das andere Ende der Zweigrohre 30 ist jeweils mit einem Trägerflansch 50 verbunden, über den die Zweigrohre 30 mit den jeweiligen Zylinderköpfen einer nicht dargestellten Maschine in Verbindung stehen.
Das geschlossene Ende des Hauptrohres 20 weist eine nach außen ausgewölbte, halbkugelförmige Verschlußwand 23 auf, die eine konkave, kugelige innere Oberfläche aufweist, die einen Dämpfungseffekt erzeugt. Der rohrförmige Vorsprung 22 ist in bezug auf den Innendurchmesser identisch mit dem Innendurchmesser des Zweigrohres 30. Ein vergrößerter rohrförmiger Vorsprung 24 mit einem Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser des Zweigrohres 30 ist, ist am vorderen Ende jedes rohrförmigen Vorsprungs 22 ausgebildet und einstückig mit diesem verbunden.
Das Hauptrohr 20 besteht aus verformtem Aluminium-Material, beispielsweise einem extrudierten Rohr oder einem schlagextrudierten Rohr. Fig. 4(a) zeigt ein schlagextrudiertes Rohr 60, das an einem Ende offen und am anderen Ende geschlossen ist. Zur Herstellung des Hauptrohres 20 aus diesem Rohr 60 wird die Verschlußwand 21 des Rohres 60 zu der nach außen ausgebauchten, halbkugelförmigen Verschlußwand 33 gepreßt, wie in Fig. 4(b) gezeigt ist. Als nächstes wird gemäß Fig. 4(c) die Umfangswand des Rohres 60 In dem Bereich, der mit dem jeweiligen Zweigrohr 30 zu verbinden ist, ausgebaucht zur Bildung eines rohrförmigen Vorsprungs 62 mit einem vorderen Ende, das durch eine Wand 63 verschlossen ist. Eine Öffnung 65 wird sodann in der vorderen Verschlußwand 63 des Vorsprunges 62 in der Mitte der Wand innerhalb eines verbleibenden umlaufenden Randbereiches hergestellt, wie Fig. 4(d) zeigt. Anschließend wird der verbleibende Bereich der Wand 63, der die Öffnung 65 um gibt, durch Verformen nach außen gebogen, bis er mit der Umfangswand 64 fluchtet, so daß der Vorsprung 62 als rohrförmiger Vorsprung 22 mit der Öffnung 21 in der Umfangswand des Hauptrohres ausgebildet ist. Der erweiterte rohrförmige Bereich 24 wird durch allseitiges Erweitern des vorderen Endes des Vorsprunges 22 hergestellt, wie in Fig. 4(i) gezeigt ist. Schließlich wird der erweiterte rohrförmige Bereich 24 mit einem Dimensionierungswerkzeug auf die erforderlichen Maße gebracht, damit der Abschnitt 24 die genaue kreisförmige Kontur des inneren und äußeren Querschnitts erhält.
Alternativ wird das Hauptrohr 20 hergestellt aus einem Rohr 60 durch das folgende Verfahren. Nachdem die Verschlußwand 61 des Hauptrohres 60 in die halbkugelige Form in der bereits oben beschriebenen Weise gepreßt worden ist, wird eine Öffnung 66, die kleiner als die Öffnung 21 ist, in der Umfangswand des Rohres 60 in demjenigen Bereich hergestellt, der mit jeweils einem Zweigrohr 30 verbunden werden soll, wie Fig. 5(a) zeigt. Als nächstes wird der Bereich um die Öffnung 66 herum durch Pressen nach außen gebogen, damit ein rohrförmiger, nach außen gerichteter Vorsprung 22 und die Öffnung 21 entsteht, wie Fig. 5(b) zeigt. Der erweiterte rohrförmige Abschnitt 24 wird anschließend in der bereits oben beschriebenen Weise hergestellt, und der Abschnitt 24 wird schließlich auf die erforderlichen Dimensionen gebracht.
Wenn das Hauptrohr 20 aus einem extrudierten Aluminiumrohr hergestellt werden soll, wird eines der offenen Enden des extrudierten Rohres geschlossen, und die oben erwähnten Schritte werden anschließend durchgeführt.
Jedes Zweigrohr 30 wird an einem Ende mit dem Hauptrohr 20 durch Einfügen des Endes in den erweiterten rohrförmigen Abschnitt 24 am äußeren Ende des Vorsprunges 22 in Ausrichtung mit diesem und Verbinden des Rohrendes mit dem rohrförmige Abschnitt 24 durch Löten verbunden. Das Zweigrohr 30 ist auf der äußeren Umfangsfläche des erwähnten einen Endes mit Vorsprüngen 31 versehen, die gleich in der Vorsprungshöhe sind und die innere Oberfläche des rohrförmigen Abschnitts 24 berühren und in einem vorgegebenen Umfangsabstand des Rohres vorgesehen sind. Das Zweigrohr 30 ist mit dem rohrförmigen Vorsprung 22 durch diese Vorsprünge 31 ausgerichtet, die ebenso zwischen der Inneren Umfangsfläche des erweiterten rohrförmigen Abschnitts 24 und der äußeren Umfangsfläche des Zweigrohres 30 einen Abstand 32 bilden, der mit einem Lotmaterial 70 gefüllt wird.
Das Zweigrohr 30 wird hergestellt aus verformtem Aluminium-Material, z. B. einem extrudierten Rohr, durch Biegen des extrudierten Rohres zu der Form einer Haarnadel, Dimensionieren der gegenüberliegenden Enden mit einem Dimensionierungswerkzeug zur Verleihung der genauen kreisförmigen inneren und äußeren Kontur an jedem Ende in bezug auf den Querschnitt und anschließendes Formen der Vorsprünge 31 durch Ausdrücken auf der Umfangswand des Endes, das mit dem Hauptrohr 20 zu verbinden ist.
Vorzugsweise bestehen das Hauptrohr 20 und die Zweigrohre 30 aus einem Aluminium-Material der AA6000-Serie, wie etwa AA6063 oder AA6061, die 0,35 bis 1,5 Gewichtsprozent Mg, 0,20 bis 1,2 Gewichtsprozent Si, Restaluminium und unvermeidliche Verunreinigungen enthalten, da, wenn der Magnesiumgehalt geringer als der oben erwähnte Grenzwert ist, eine unzureichende Festigkeit entsteht, während, wenn der Gehalt über der oberen Grenze liegt, das Material schlechter zu extrudieren, zu bearbeiten und zu löten ist.
Wenn weiterhin der Si-Gehalt geringer als der untere Grenzwert ist, kann eine unzureichende Festigkeit entstehen, während bei einem Si-Gehalt oberhalb des oberen Grenzwertes das Material schlecht zu extrudieren und zu verarbeiten ist. Während Aluminium-Materialien zur Herstellung von verformtem Material neben denjenigen der Serien AA6000 Aluminium-Materialien der Serien AA1000, AA2000, AA5000 und AA7000 umfassen, haben andere Materialien als diejenigen der Serien AA6000 die folgenden Nachteile. Aluminium-Materialien der Serien AA2000 sind nachteilig in bezug auf Korrosionswiderstand und Verarbeitbarkeit, wie etwa Warm-Extrudierbarkeit, Schmiedbarkeit und Biegefähigkeit. Diejenigen der Serien AA5000 haben einen guten Korrosionswiderstand, sind jedoch ungünstig in bezug auf Warmextrudlerbarkeit, Schmiedbarkeit und Biegsamkelt und ähnliche Verarbeitungseigenschaften und nachteilig in bezug auf die Verträglichkeit gegenüber Löten. Diejenigen der Serien AA7000 haben einen geringen Widerstand gegenüber Spannungs-Korrosionsrissen und eine schlechte Verarbeitbarkeit, wie etwa Warmextrudierbarkeit, Schmiedbarkeit und Biegsamkeit. Weiterhin sind Aluminium-Materialien der Serien AA1000 und AA3000 ungünstig gegenüber denjenigen der Serien AA6000 in bezug auf mechanische Festigkeit nach dem Löten. Beispiele dieser Materialien werden in der folgenden Tabelle in bezug auf ihre Eigenschaften verglichen. Art des Materials Eigenschaften Warmextrudierbarkeit Verarbeitbarkeit Verträglichkeit gegenüber Löten Mechanische Festigkeit Schmiedbarkeit Glätte der inneren Oberfläche nach dem Formen
In der obigen Tabelle bedeutet der Ausdruck "Verarbeitbarkeit" die Fähigkeit zum Ausbauchen, Aufweiten und Biegen. Die aufgeführtem Symbole bedeuten: E ausgezeichnet, G gut, P schlecht und VP sehr schlecht. Der Ausdruck "mechanische Festigkeit" bezieht sich auf die Zugfestigkeit der Lötverbindungen. P steht für Zugfestigkeit von 80 und VP für Zugfestigkeit von 60, gegenüber dem Wert 100 für E.
Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der der rohrförmige Vorsprung 22 des Hauptrohres 20 an seinem vorderen Ende mit zwei erweiterten rohrförmigen Abschnitten 80 und 81 versehen ist, die sich im inneren Durchmesser unterscheiden, im Gegensatz zu dem rohrförmigen Abschnitt 24 der ersten Ausführungsform. Der erste erweiterte rohrförmige Abschnitt 80, der einstückig mit dem Vorsprung 22 ausgebildet ist, dient zur Aufnahme des Endes des Zweigrohres 30 und weist einen Innendurchmesser auf, der etwa dem Außendurchmesser des Zweigrohres 30 gleicht. Der zweite erweiterte rohrförmige Abschnitt 81, der einstückig mit dem ersten Abschnitt 80 ausgebildet ist, dient zur Aufnahme, eines Lotmaterials 80 und weist einen größeren Innendurchmesser als der erste Abschnitt 80 auf. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich weiterhin von der ersten Ausführungsform dadurch, daß das Ende des Zweigrohres 30, das mit dem Hauptrohr 20 zu verbinden ist, keine Vorsprünge 31 auf der äußeren Umfangsfläche aufweist. Das Zweigrohr 30 wird mit dem Hauptrohr 20 verlötet durch Einfügen des Endes des Zweigrohres in den ersten erweiterten Abschnitt 20 in Ausrichtung mit diesem, Anbringen des Lotmaterials 82 in dem zweiten erweiterten rohrförmigen Abschnitt 81 und Erhitzen der Anordnung.
Gemäß Fig. 9, die eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt, ist der rohrförmige Vorsprung 22 des Hauptrohres 20 einstückig mit einem ersten erweiterten rohrförmigen Abschnitt 83 ausgebildet, der einen Innendurchmesser aufweist, der gleich dem Außendurchmesser des Zweigrohres 30 ist, vermehrt um die doppelte Höhe des Vorsprungs 31. Einstückig mit dem ersten Abschnitt 83 ist ein zweiter erweiterter rohrförmiger Abschnitt 84 ausgebildet, der einen größeren Innendurchmesser als der erste Abschnitt 83 aufweist. Das Lotmaterial wird in den zweiten Abschnitt 84 eingebracht, sowie in den Zwischenraum zwischen dem inneren Umfang des ersten Abschnitts 83 und dem äußeren Umfang des Zweigrohres 30, ausgenommen an den Stellen der Vorsprünge 31. Bei dieser Ausführungsform wird das Zweigrohr 30 mit dem Hauptrohr 20 in der selben Weise wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 verlötet.

Claims

1. Ansaugkrümmer für Maschinen von Kraftfahrzeugen, mit einer Hauptkammer (20), die an einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen ist und aus verformtem Aluminiummaterial besteht, und einer Anzahl von Zweigrohren (30), welche Hauptkammer (20) und Zweigrohre (30) getrennt hergestellt sind, welche Hauptkammer (20) eine Anzahl von Öffnungen (21) und nach außen gerichtete, rohrförmige Vorsprünge (22) aufweist, die einstückig mit und aus dem Material der Umfangswand geformt sind und jeweils eine der Öffnungen umgeben, wobei vergrößerte rohrförmige Bereiche (24) mit einem Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser der Zweigrohre (30) ist, am vorderen Ende jedes rohrförmigen Vorsprungs (22) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Zweigrohre (30) und der rohrförmigen Vorsprünge (22) identisch ist, daß die Zweigrohre (30) aus verformtem Aluminium bestehen und an einem Ende in Jeweils einen der erweiterten rohrförmigen Bereiche (24) der rohrförmigen Vorsprünge (22) eingefügt und mit diesem verbunden sind, und daß das geschlossene Ende der Hauptkammer (20) eine konkave innere Kugelfläche aufweist.

2. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigrohre (30) aus Aluminiummaterial der Reihe AA6000 bestehen.