SI21282A

SI21282A - Ohišje turbokompresorja pri motornih vozilih in postopek izdelave le-tega

Info

Publication number: SI21282A
Application number: SI200200169A
Authority: SI
Inventors: Florjan Vidmar; David ŠKRINJAR
Original assignee: Cimos D.D.
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2004-02-29
Also published as: WO2004005674A1; AU2003251283A1

Abstract

Izum temelji na problemu, kako zasnovati ohišje turbokompresorja, katerega teža bo manjša, obenem pa ga bo možno izdelati enostavneje, bolj ekonomično in tudi na ekološko bolj sprejemljiv način kot doslej znana ohišja. Ohišje turbokompresorja motornega vozila po izumu sestoji iz vsaj dveh posebej, v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas proizvedenih delov (1, 2), ki v medsebojno sestavljenem stanju ob sočasni zagotovitvi njune nerazstavljive medsebojne povezave tvorita ohišje (9) turbokompresorja. Postopek izdelave ohišja turbokompresorja motornega vozila poteka na ta način, da se v prvem koraku vsakega zase in v posebej prirejenih orodjih/kalupih za predelavo plastičnih mas v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas izdela vsaj dva sestavna dela (1, 2) da se v drugem koraku ta sestavna dela (1, 2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) medsebojno sestavi, tako da tvorijo ohišje (9), nakar se v tretjem koraku ta sestavna dela (1, 2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) medsebojno poveže, zlasti z varjenjem, v nerazstavljivo zvezo.ŕ

Description

Ohišje turbokompresorja pri motornih vozilih in postopek izdelave le-tega

Izum se nanaša na ohišje turbokompresorja pri motornih vozilih in postopek njegove izdelave. Turbokompresor sam je namenjen za vpihavanje zraka v zgorevalni/kompresijski prostor motorja z notranjim izgorevanjem. Ohišje turbokompresorja je razmeroma zapleten izdelek, ki v osnovi obsega osrednje razporejen, v aksialni smeri potekajoč prehod, katerega prečni presek je v splošnem spremenljiv, obenem pa tudi v cirkularni smeri potekajoč prehod (difuzor), katerega prečni presek je prav tako spremenljiv.

*

Izum temelji na problemu, kako zasnovati ohišje turbokompresorja, katerega teža bo manjša, obenem pa ga bo možno izdelati enostavneje, bolj ekonomično in tudi na ekološko bolj sprejemljiv način kot doslej znana ohišja.

Ohišja turbokompresorjev so doslej izdelovali z litjem, zlasti z litjem aluminija oz. aluminijevih zlitin v ustrezne kalupe oz. kokile. Tako dobljene odlitke je bilo potrebno čistiti, preizkušati glede na tesnost, zatem pa še mehansko obdelati. Kadar gre za zahtevnejše konstrukcije ohišij, ki so npr. opremljena z različnimi priključki, je uporaba takoimenovanih peščenih jeder neizogibna. Pod izrazom peščeno jedro razumemo v posebnem orodju vnaprej pripravljeno jedro, ki je pred litjem vstavljivo v kalup oz. kokilo, zaradi česar odlitek na določeni lokaciji obsega votlino oz. vdolbino. Peščena jedra kot vezivo vsebujejo fenole (smole), ki ob stiku z vročo talino sproščajo strupene snovi. Splošno znano je, da je način proizvodnje povezan z visokimi stroški in izjemno zahtevnimi ukrepi v smislu varovanja okolja. Tovrstne rešitve so opisane v CH 335 298 A, US 5,961,281 ter v DE 197 44 33 Al.

Po izumu je ohišje turbokompresorja v splošne m izvedeno iz vsaj dveh ali več delov, ki sestojijo iz umetne mase in od katerih je vsak zase proizveden v posebnem orodju ter zatem z vsakokrat pripadajočim(i) delom/deli nerazstavljivo povezan, zlasti zvarjen v vsakokrat želeno ohišje turbokompresorja. Pri tem je vsak od omenjenih delov tako zasnovan, da po eni strani ustreza zakonitostim predelave plastičnih mas, po drugi strani pa je prilagojen preostalim delom, s katerimi skupaj tvori ohišje po izumu. Ohišje turbokompresorja motornega vozila, ki obsega vsaj en v svoji aksialni smeri potekajoč prehod spremenljivega prečnega prereza in vsaj en v svoji cirkulami smeri potekajoč prehod spremenljivega prečnega prereza, po potrebi pa tudi na ustrezen način razporejene priključke in vrtine, po izumu sestoji iz vsaj dveh posebej, v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas proizvedenih delov, ki v medsebojno sestavljenem stanju ob sočasni zagotovitvi njune nerazstavljive medsebojne povezave tvorita ohišje turbokompresorja. V prednostne primeru izvedbe ohišje turbokompresorja sestoji iz vsaj treh ločeno proizvedenih delov, ki sestojijo iz plastične mase in ki v medsebojno sestavljenem stanju ter ob sočasni zagotovitvi njihove nerazstavljive medsebojne povezave tvorjo ohišje turbokompresorja. Pri tem vsak izmed prej omenjenih dveh ali treh sestavnih delov sestoji iz polifenilensulfida (polyphenylen-sulphida), ki so prednostno med seboj nerazstavljivo povezani z varjenjem, in sicer z indukcijskim varjenjem in/ali z ultrazvočnim varjenjem in/ali z vibracijskim varjenjem.

Izum obsega tudi postopek izdelave ohišja, v katerem se v prvem koraku ločeno, upoštevajoč zakonitosti predelave umetnih mas, izdela potrebno število sestavnih delov, nakar se v drugem koraku te sestavne dele sestavi, tako da skupaj tvorijo ohišje turbokompresorja, zatem pa se v tretjem koraku te sestavne dele med seboj poveže v nerazstavljivo povezavo, pri čemer se jih prednostno medsebojno zvari, zlasti npr. s pomočjo ultrazvočnega ali indukcijskega ali vibracijskega varjenja. Postopek izdelave ohišja turbokompresorja motornega vozila je po izumu značilen po tem, da se v prvem koraku vsakega zase in v posebej prirejenih orodjih/kalupih za predelavo plastičnih mas v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas izdela vsaj dva sestavna dela, nakar se v drugem koraku ta sestavna dela oz. te sestavne dele medsebojno sestavi, tako da tvorijo ohišje, zatem, pa se v tretjem koraku ta sestavna deta oz. te sestavne dele medsebojno poveže v nerazstavljivo zvezo. Pri prednostni izvedbi postopka se v prvem koraku vsakega zase in v posebej prirejenih orodjih/kalupih za predelavo plastičnih mas v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas izdela vsaj dva sestavna dela, prednostno pa vsaj tri sestavne dele, sestoječe iz polifenilensulfida (polyphenylen-sulphida), nakar se v drugem koraku ta sestavna dela oz. te sestavne dele medsebojno sestavi, tako da tvorijo ohišje, zatem pa se v tretjem koraku ta sestavna dela oz. te sestavne dele medsebojno poveže v nerazstavljivo zvezo. Še bolj prednostna izvedba postopka po izumu predvideva, da se v prvem koraku vsakega zase in v posebej prirejenih orodjih/kalupih za predelavo plastičnih mas v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas izdela vsaj dva sestavna dela, prednostno pa vsaj tri sestavne dele, sestoječe iz polifenilensulfida (polyphenylen-sulphida), da se v drugem koraku ta sestavna dela oz. te sestavne dele medsebojno sestavi, tako da tvorijo ohišje, nakar se v tretjem koraku ta sestavna dela oz. te sestavne dele z indukcijskim varjenjem in/ali z ultrazvočnim varjenjem in/ali z vibracijskim varjenjem medsebojno poveže v nerazstavljivo zvezo.

Najbolj prednostno gradivo, iz katerega je izvedeno ohišje, t.j. iz katerega sestojijo omenjeni sestavni deli ohišja, je polifenilensulfid (polyphenylen sulphid), ki je tudi pri razmeroma visokih temperaturah (npr. približno 240°C) zmožen kljubovati razmeroma visokim mehanskim obremenitvam.

Primer izvedbe ohišja turbokompresorja je prikazan na priloženi skici, pri čemer kaže Sl. 1 ohišje turbokompresorja po izumu.

Sl. 2 pa sestavne dele ohišja pred izdelavo ohišja.

Ohišje 9 turbokompresorja, ki je prikazano na sl. 1, je razmeroma zapleten izdelek, ki obsega v aksialni smeri potekajoč prehod 91 ter v cirkulami smeri potekajoč prehod 92. Prečna prereza omenjenih prehodov 91, 92 sta v njuni vzdolžni smeri v splošnem spremenljiva. Razen tega je ohišje 9 v splošnem oz. po potrebi zasnovano z različnimi priključki 93 in vrtinami 94, razporejenimi na vsakokrat izbranih lokacijah.

Kot je razvidno na sl. 2, ohišje 9 v osnovi sestoji iz vsaj dveh sestavnih delov 1, 2, pri čemer gre v danem primeru za tri sestavne dele 1, 2, 3. Vsak od omenjenih delov 1, 2, 3 je zasnovan po zakonitostih, ki jih narekuje stroka na področju predelave plastičnih mas. To še zlasti pomeni, da je vsak od sestavljenih delov tako zasnovan, da ga je mogoče izdelati v orodjih za predelavo plastičnih mas ob upoštevanju skrčkov, zakonitosti pri segrevanju in ohlajanju plastične mase, izmetavanju iz orodja in podobnih pogojev. Hkrati so sestavni deli 1, 2, 3 tako zasnovani, da so med seboj sestavljivi in po zagotovitvi njihove nerazstavljive medsebojne povezave tvorijo ohišje 9 turbokompresorja.

V danem primeru je vsak od omenjenih sestavnih delov 1, 2, 3 izveden iz umetne mase, ki je polifenilensulfid (polyphenylen sulphid), ki je tudi pri razmeroma visokih temperaturah (npr. približno 240°C) zmožen kljubovati razmeroma visokim mehanskim obremenitvam. Izhajajoč iz dejstva, daje ohišje 9 med uporabo izpostavljeno temperaturi največ 180 do 200°C, je takšna izbira gradiva očitno lahko povsem ustrezna. Pri tem je vsak od omenjenih delov 1, 2, 3 proizveden v posebnem orodju/kalupu, katerega življenjska doba znaša približno 500.000 izdelkov, zaradi cesarje strošek izdelave orodja na enoto izdelka (sestavnega dela 1, 2, 3) lahko zelo nizek. Nerazstavljivo povezavo omenjenih delov 1, 2, 3 v tako dobljeno, v bistvu enovito ohišje 9, je mogoče realizirati s pomočjo varjenja, npr. indukcijskega, vibracijskega ali ultrazvočnega varjenja.

Za postopek izdelave ohišja turbokompresorja je značilno, da se v ločenih korakih, v posebnih orodjih za predelavo plastičnih mas in upoštevajoč zakonitosti predelave plastičnih mas, proizvede vsaj dva medsebojno v ohišje 9 sestavljiva dela 1, 2, nakar se ta dela oz. te dele sestavi in medsebojno zvari. Zlasti je prednostno, če se kot gradivo za izdelavo omenjeni delov uporabi polifenilensulfid (polyphenylen sulphid). Razen tega je prednostno, če se medsebojno zvarjenje omenjenih delov izvrši bodisi z ultrazvočnim ali indukcijskim ali vibracijskim varjenjem.

Tako dobljeno ohišje 9 turbokompresorja, je lahko za približno 45% oz. za skoraj polovico lažje od doslej znSnih ohišij iz aluminija ali aluminijevih zlitin. Izdelava razmeroma enostavnih sestavnih delov 1, 2, 3 in zatem njihovo sestavljanje in povezovanje je nedvomno pristop, ki bistveno poenostavi izdelavo ohišij 9, še zlasti v velikoserijski proizvodnji. Za izdelavo ohišja 9 po izumu niso potrebna več nikakršna jedra in nikakršna veziva, zato je proces izdelave za okolje praktično neobremenjujoč.

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Ohišje turbokompresorja motornega vozila, obsegajoče vsaj en v svoji aksialni smeri potekajoč prehod (91) spremenljivega prečnega prereza in vsaj en v svoji cirkularni smeri potekajoč prehod spremenljivega prečnega prereza, po potrebi pa tudi na ustrezen način razporejene priključke (93) in vrtine (94), označeno s tem, da sestoji iz vsaj dveh posebej, v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas proizvedenih delov (1, 2), ki v medsebojno sestavljenem stanju ob sočasni zagotovitvi njune nerazstavljive medsebojne povezave tvorita ohišje (9) turbokompresorja.
2. Ohišje turbokompresorja motornega vozila po zahtevku 1, označeno s tem, da sestoji iz vsaj treh ločeno proizvedenih delov (1,2, 3), ki sestojijo iz plastične mase in ki v medsebojno sestavljenem stanju ter ob sočasni zagotovitvi njihove nerazstavljive medsebojne povezave tvorjo ohišje (9) turbokompresorja.
3. Ohišje turbokompresorja motornega vozila po zahtevku 1 ali 2, označeno s tem, da vsak izmed sestavnih delov (1,2, 3) sestoji iz polifenilensulfida (polyphenylen-sulphida).
4. Ohišje po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, označeno s tem, da so sestavni deli (1, 2, 3) med seboj nerazstavljivo povezani z varjenjem.
5. Ohišje po zahtevku 4, označeno s tem, da so deli (1, 2, 3) med seboj nerazstavljivo povezani z indukcijskim varjenjem.
6. Ohišje po zahtevku 4, označeno s tem, da so deli (1, 2, 3) med seboj nerazstavljivo povezani z ultrazvočnim varjenjem.
7. Ohišje po zahtevku 4, označeno s tem, da so deli (1, 2, 3) med seboj nerazstavljivo povezani z vibracijskim varjenjem.
8. Postopek izdelave ohišja turbokompresorja motornega vozila, označen s tem, da se v prvem koraku vsakega zase in v posebej prirejenih orodjih/kalupih za predelavo plastičnih mas v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas izdela vsaj dva sestavna dela (1, 2), da se v drugem koraku ta sestavna dela (1, 2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) medsebojno sestavi, tako da tvorijo ohišje (9), nakar se v tretjem koraku ta sestavna dela (1,2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) medsebojno poveže v nerazstavljivo zvezo.
9. Postopek izdelave ohišja turbokompresorja motornega vozila po zahtevku 8, označen s tem, da se v prvem koraku vsakega zase in v posebej prirejenih orodjih/kalupih za predelavo plastičnih mas v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas izdela vsaj dva sestavna dela (1, 2), prednostno pa vsaj tri sestavne dele (1, 2, 3), sestoječe iz polifenilensulfida (polyphenylen-sulphida), da se v drugem koraku ta sestavna dela (b 2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) medsebojno sestavi, tako da tvorijo ohišje (9), nakar se v tretjem koraku ta sestavna dela (1,2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) medsebojno poveže v nerazstavljivo zvezo.
10. Postopek izdelave ohišja turbokompresorja motornega vozila po zahtevku 9, označen s tem, da se v prvem koraku vsakega zase in v posebej prirejenih orodjih/kalupih za predelavo plastičnih mas v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas izdela vsaj dva sestavna dela (1, 2), prednostno pa vsaj tri sestavne dele (1, 2, 3), sestoječe iz polifenilensulfida (polyphenylen-sulphida), da se v drugem koraku ta sestavna dela (1, 2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) medsebojno sestavi, tako da tvorijo ohišje (9), nakar se v tretjem koraku ta sestavna dela (1, 2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) z indukcijskim varjenjem medsebojno poveže v nerazstavljivo zvezo.
11. Postopek izdelave ohišja turbokompresorja motornega vozila po zahtevku 9, označen s tem, da se v prvem koraku vsakega zase in v posebej prirejenih orodjih/kalupih za predelavo plastičnih mas v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas izdela vsaj dva sestavna dela (1, 2), prednostno pa vsaj tri sestavne dele (1, 2, 3), sestoječe iz polifenilensulfida (polyphenylen-sulphida), da se v drugem koraku ta sestavna dela (1,2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) medsebojno sestavi, tako da tvorijo ohišje (9), nakar se v tretjem koraku ta sestavna dela (1, 2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) z ultrazvočnim varjenjem medsebojno poveže v nerazstavljivo zvezo.
12. Postopek izdelave ohišja turbokompresorja motornega vozila po zahtevku 9, označen s tem, da se v prvem koraku vsakega zase in v posebej prirejenih orodjih/kalupih za predelavo plastičnih mas v skladu z zakonitostmi predelave plastičnih mas izdela vsaj dva sestavna dela (1, 2), prednostno pa vsaj tri sestavne dele (1, 2, 3), sestoječe iz. polifenilensulfida (polyphenylen-sulphida), da se v drugem koraku ta sestavna dela (1,2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) medsebojno sestavi, tako da tvorijo ohišje (9), nakar se v tretjem koraku ta sestavna dela (1, 2) oz. te sestavne dele (1, 2, 3) z vibracijskim valjenjem medsebojno poveže v nerazstavljivo zvezo.