用於內燃機的吸氣裝置的製作方法

2023-05-27 18:39:16 3

專利名稱：用於內燃機的吸氣裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1或者12的前序部分所述的用於內燃 機的吸氣裝置。
背景技術：
在DE 199 44 855 Al中描述了 一種內燃機吸氣裝置，其中殼體的 塑料單件藉助於摩擦焊接互相連接。在這種情況下涉及吸氣管的單
件，它們部分在端面、部分在其軸向長度上分別具有對應的焊接表面， 該焊接表面在裝配狀態下互相貼靠並藉助於摩擦焊接互相焊接。該焊 接表面由在塑料殼體件的壁中的法蘭形式的徑向的擴展部位組成，由 此給出放大的要焊接的表面。兩個要連接的塑料單件首先以這種方式 互相對齊，即對應的焊接表面互相接觸，接著在焊接表面上施加連接 力並且使殼體件產生相對運動，直到這些零件互相通過摩擦焊接連 接。以同樣的方法處理第三塑料單件，它與前兩個殼體單件的結合體 同樣藉助摩擦焊接連接。
由EP 1 392 961 Bl已知，吸氣裝置的兩個塑料單件藉助於摩擦焊
接連接，其中在該塑料單件之間形成用於燃燒用空氣的流動通道。該 塑料單件構造成半軸瓦，它們在雙側在處於中間的流動通道之外具有
軸向延伸的連接板，該連接板互相焊接。由此人們獲得在流動通道的
長度上向通道的兩側延伸的較大長度的軸向焊縫。

發明內容
由現有技術出發，本發明的任務在於，利用簡單的結構措施在用 於內燃機的吸氣裝置的塑料單件之間形成可靠耐久的連接。
該任務根據本發明利用權利要求1或者12的特徵完成。從屬權利 要求給出了符合目的的改進方案。
根據本發明的第一觀點，吸氣裝置具有至少兩個通過摩擦焊接互 相連接的塑料單件，其中這兩個塑料單件具有兩個彼此間隔的焊接表 面，它們分別處於這樣的平面內，該平面與穿過吸氣裝置的流動通道
的縱軸線圍成一定角度。由此兩個塑料單件之間的連接通過至少兩個 焊接表面實現，由此可以在塑料單件之間傳遞附加的靜力學和動力學 的力並改善密封性。優選至少一個焊接表面除了支撐和固定功能以外
還承擔這樣的任務將流動通道向外流體密封地封閉。焊接表面的平 面有利地至少部分相對於流動通道縱軸線成90°角，由此可以在最佳
力傳遞和密封功能的情況下實現相對短構造的焊接表面。
根據一種有利的實施方案，焊接表面具有到流動通道的不同徑向
距離，這帶來此優點，即對於焊接表面之一不密封的情況也保證密封 性；在這種情況下，密封功能由余下的兩個焊接表面承擔。由於焊接 表面到穿過吸氣裝置的流動通道的不同的徑向距離，每個焊接表面都 例如環形或者部分環形地包圍住流動通道，這樣至少在具有兩個徑向 間隔的焊接表面的部分中提高了可靠性。
附加的焊接表面導致了力分布，由此作用在每個單個焊接表面上 的塑料單件之間的支撐力相應地減小。這導致作用在吸氣裝置上的振 動或幹擾相應地造成每個焊接表面上較小的力，從而提高了穩定性並 延緩老化過程。
根據一種符合目的的改進方案，徑向間隔的焊接表面處於共同的 平面內，該平面橫向於流動通道而延伸穿過吸氣裝置。但是也可以既 在徑向方向、又在軸向方向實現焊接表面的錯位的布置，即以這樣的 方式，使得焊接表面處於不同的平面內，這些平面分別橫向於流動通 道而延伸並且尤其互相平行地取向。此外也可以將那些徑向和/或軸向 間隔的焊接表面處於其內的、不同的平面互相成角度地進行布置，從 而這些平面相對於流動通道與其形成不同的角度。最後也可以實現這 樣一種實施方案，在該實施方案中，流動通道的端面被第二塑料單件 的法蘭搭接，並且在該法蘭的區域內設置有焊接表面的至少一部分， 該焊接表面與具有流動通道的第一塑料單件上的對應的焊接表面焊 接。
特別對於這種焊接表面處於共同平面內的情況，可以適宜地將焊 接表面互相同心地布置，從而焊接表面至少在一定的角度區段內在徑 向方向上互相具有相同的距離。從圓周方向看，焊接表面在塑料單件 上可以或者只在部分區段上延伸，或者在整個圓周上延伸。此外也可 以使焊接表面在部分區域內同心地延伸，而在另外的部分區域內不同
心地延伸。
對於焊接表面布置在橫交於流動通道的不同平面內的情況，在焊 接表面之間形成凸肩，該凸肩形成了用於帶有相應的焊接表面的、要 連接的對應塑料單件的止擋。
根據另外一種有利的實施方案，在塑料單件上在徑向內側和徑向 外側的焊接表面之間設置有連接著的肋條，它們例如是放射狀的，即 在徑向延伸，並且不僅對塑料單件本身的、而且對焊接連接提供附加 的穩定。該連接著的肋條也可以在必要時構成焊接表面。
根據本發明的第二觀點，吸氣裝置具有至少三個塑料單件，它們 藉助於摩擦焊接互相連接。為此塑料單件具有互相對應的焊接表面， 它們分別彼此貼靠，其中通過各兩個塑料單件之間的相對運動使對應 的焊接表面互相通過摩擦焊接而連接。根據本發明，與另外兩個塑料 單件連接的第一塑料單件具有朝向其它塑料單件的焊接表面，這些焊 接表面處於互相圍成一定角度的平面內。因此摩擦焊接連接在不同的 方向實現，由此特別可以實現具有不同塑料單件之間的固定連接的空 間裝配。
摩擦焊接的過程在此有利地在多個互相銜接的步驟中進行，其方 法是首先將中間的塑料單件與第一相鄰的另外的塑料單件通過摩擦焊 接進行連接，並且接著在由第一和笫二塑料單件所組成的連接體和第 三塑料單件之間進行另外的焊接。因為焊接連接處於互相成角度布置 的不同的平面內，對於摩擦焊接必需的、構件之間的相對運動也必須 沿著這些相應的平面進行。
根據一種有利的實施方案，第一塑料單件與另外的構件通過摩擦 焊接進行連接所藉助的焊接表面在第一塑料單件上互相緊挨著地
(zueinander unmittelbar benachbart)進行布置。例如在中間塑料單 件上的管子法蘭可以具有多個焊接表面，它們互相成角度地布置。例 如可以考慮一個焊接表面在中間塑料單件的端面上，另一個焊接表面 沿著端面的圓周延伸，和/或還有另外一個焊接表面在徑向方向上取 向。通過焊接表面的平面分別互相圍成角度，其中沿著圓周的平面或 者理解為彎曲的平面，或者理解為所有切平面的總和，它沿著被焊接 表面所遮住的圓周而延伸。
在上述實施方案中，第一塑料單件可以與另外三個塑料單件藉助
於摩擦焊接連接。不過也可以考慮只與另外兩個構件連接；此外也可 以將不同的焊接表面在第一塑料單件上放置在不同的位置。


其它的優點和符合目的的實施方案由其它權利要求
和 附圖給出。附圖示出
圖1 帶有用於容納節氣閥的連接管的內燃機吸氣裝置的透視 圖，其中該連接管制成塑料單件，它藉助於摩擦焊接與吸氣裝置的另 外的殼體塑料單件連接，
圖2和圖3 連接管的兩個不同視圖，
圖4連接管的替代方案，
圖5和圖6在兩個不同的視圖中的、要與連接管藉助於摩擦焊接 進行連接的其它塑料單件，
圖7至圖9在藉助於摩擦焊接與吸氣裝置的總共另外三個塑料單 件連接時不同裝配階段下的連接管，所述塑料單件分別在不同的平面 與連接管通過摩擦焊接進行連接，
圖10 圖9的細節X，它示出了兩個塑料構件之間的徑向的焊接 表面，
圖11 圖8的細節XI，它示出了兩個塑料件之間在圓周方向上的 連接。
在附圖中相同的構件使用相同的標記。
具體實施例方式
在圖1中示出了內燃機的空氣吸氣裝置l，該吸氣裝置由多個尤其 在壓鑄方法中生產的塑料單件2、 3、 4和5組成。第一塑料單件2形
成帶有流動通道11的連接管，在該流動通道裡面尤其容納有節氣閥， 並且該流動通道繼續通過另外的塑料單件。塑料單件2至5至少部分 地彼此在摩擦焊接的路徑中互相連接。為此，形成了焊接表面的、互 相貼靠的接觸面在摩擦焊接方法的路徑中互相焊接，方法是每兩個要 焊接的塑料單件在焊接平面內互相置於相對振動中，結果焊接表面在 摩擦的情況下被加熱並互相焊接。在實施例中，位於第一塑料單件2 的自由端面6對面的端面7在不同的平面內與另外三個塑料單件3、 4
和5進行摩擦焊接。
在圖2和3中詳細示出了第一塑料單件2。圖2示出了端面7，構 造成連接管的塑料單件2通過該端面7與下一個塑料單件3通過摩擦 焊接進行連接。為此在端面7上構造了焊接表面8、 9和10，它們與另 一個塑料單件3上對應的焊接表面共同起作用，並與那裡對應的焊接 表面焊接。焊接表面8至IO分別構造成帶狀的，並在端面7上在圓周 方向上繞著穿過了塑料單件2的流動通道11而延伸。第一焊接表面8 延伸360°並完全包圍流動通道11。徑向相對於第一焊接表面8向外 錯移地設置有笫二焊接表面9，不過它與第一焊接表面8不同，只在圓 周方向上在部分區域延伸，確切地說接近180。。第二焊接表面9在部 分區段中與第一焊接表面8同心延伸。不過第二焊接表面9在其端部 區域具有徑向向外取向的區段9a。第二焊接表面9的全部區域與第一 焊接表面8間隔一定距離。
此外設置有第三焊接表面10，它以鏡像對稱的結構在笫一焊接表 面8的中間區段8a的兩側各具有一個臂，並從這個中間區段8a各自 分盆。第三焊接表面10-除了它與中間區段8a的連接區段-也與處於 內側的第一焊接表面8間隔一定徑向距離地延伸。第三焊接表面10的 自由端在第二焊接表面9的徑向朝外取向的區段9a的高度上終止。
如圖3所示，焊接表面8和10為一方面，焊接表面9為另一方面， 它們處於不同的、互相平行的平面12或者13內，這些平面分別橫交 於流動方向而延伸穿過流動通道ll。焊接表面8和10處於其內的平面 12在塑料單件2的外端面7上延伸。另一個平面13與之相對少量向後 錯移，由此在焊接表面9和另外兩個的焊接表面8和10之間形成凸 肩，該凸肩同時構成止擋，用於構造成互補的、在摩擦焊接的路徑中 要與第一塑料單件2連接的其它塑料單件。
圖4示出了另一種變型方案中的塑料單件2。端面7連同處於其上 的焊接表面8、9和IO在其基本結構上與前面所述的根據圖2和3的實 施例對應。不過區別在於，內側的環形的焊接表面8與外側的部分環 形的焊接表面10通過徑向延伸的肋條14連接。在該實施例中設置有 多個此類的肋條14，它們以不同的角度距離在焊接表面8和10之間延 伸，其中分別在兩個相鄰的肋條14之間形成一個凹槽。肋條14與焊 接表面8和10處於相同的平面內；肋條H也可以起焊接表面的作用。
在圖5和6中以不同的視圖示出了另外的塑料單件3，它與第一塑 料單件2通過摩擦焊接而連接。該另外的塑料單件3的端面具有構造 成與第一塑料單件2的焊接表面8至IO對應互補的帶狀的焊接表面15 至17，其中內側的焊接表面15構造為環形的，並將在塑料單件2的內 部延伸的流動通道ll包圍。另外的焊接表面16和17相對於內側的焊 接表面15徑向向外地錯移，其中焊接表面17分別向著內側環形焊接 表面15的區段15a的兩側分忿。另外的徑向向外錯移的焊接表面16 處在區段15a對面的一側並在圓周方向部分區域上延伸。焊接表面16 的端側的區段16a徑向朝外取向地延伸，其中焊接表面17的自由端處 於與徑向的區段16a緊挨著。
如從圖6得知， 一方面焊接表面15和17在共同的平面內，並且另 一方面另外的焊接表面16處於一個與之相對地軸向向外錯移的平面 內，其中焊接表面之間的軸向錯位與塑料單件2的端面7上焊接表面8 至IO的布置(圖3)構造為成互補的。
在下面的圖7至9中示出了塑料單件2與另外的塑料單件3至5 在三個不同的步驟中的摩擦焊接。根據第一操作步驟，與圖7對應， 塑料單件2與第二塑料單件3通過摩擦焊接連接。為此塑料單件2和3 在端面以它們互補地構造的焊接表面放在一起，並在箭頭方向18上置 於相對振蕩或者振動。在相鄰的塑料單件2和3的焊接表面之間的平 面垂直於穿過塑料單件的流動通道的軸線而延伸。根據箭頭方向18的 振動方向處於這個平面內。
在下面根據圖8的操作步驟中，由當時摩擦焊接的塑料單件2和3 所形成的結合體與另外的構件4焊接。為此將構件4放置到構件2上 的、在圓周方向在端面7的高度上延伸的焊接表面上。焊接表面21在 圓周上處於塑料單件2的端面區域內。構件4上互補的從屬的焊接表 面包圍著圓周側的焊接表面21，其中摩擦焊接運動按照箭頭方向19在 軸向進行。
在第三操作步驟中，為了塑料單件2和最後的塑料單件5之間的 連接，將另外的在圓周的部分區段上延伸的、並且徑向取向的焊接表 面22與在塑料單件5上對應的焊接表面通過摩擦焊接而連接。為此使 參與的塑料單件根據箭頭方向20被置於相對振蕩，其中必要時也可以 考慮在圓周方向的相對振蕩運動。之後塑料單件3、 4和5與笫一塑料
單件2通過摩擦焊接進行連接，這樣所有構件形成牢固的結合體。
在圖IO中以放大圖示出了圖9的細節X，它帶有徑向取向的在塑 料單件2和5之間的焊接連接。塑料單件2上的焊接表面22在圓周方 向上在圓周的部分區段上延伸並徑向朝外取向。在這個邊緣側的焊接 表面22中設置有一個槽，塑料單件5上的對應的突起部位形狀配合連 接地嵌入在該槽裡面。配屬的焊接表面形成了在塑料單體5上的突起 部位。
圖11對應於圖8的細節XI的放大圖。可以看到在塑料單件4的 端面上的軸向突出的殼體區段23，其中殼體區段23在其內側面構成焊 接表面，並以這個內側面貼靠到在塑料單件2的端面7上對應的、圓 周側的焊接表面21上。
權利要求
1.用於內燃機的吸氣裝置，具有至少兩個塑料單件(2，3)，在這些塑料單件中在裝配狀態下形成用於燃燒用空氣的流動通道(11)，其中所述塑料單件(2，3)具有對應的焊接表面(8，9，10；15，16，17)，這些焊接表面徑向地位於流動通道(11)之外，並且塑料單件(2，3)在這些焊接表面上通過摩擦焊接互相連接，其特徵在於，既在第一、又在第二塑料單件(2，3)上設置有至少兩個互相間隔的焊接表面(8，9，10；15，16，17)，這些焊接表面處在與流動通道軸線圍成一定角度的平面內。
2. 根據權利要求l所述的吸氣裝置，其特徵在於，所述焊接表面 (8， 10)以到流動通道(11)的不同的徑向距離進行布置。
3. 根據權利要求2所述的吸氣裝置，其特徵在於，所述焊接表面 (8， 10)處在橫向於流動通道(11)的共同的平面(12)內。
4. 根據權利要求1或2所述的吸氣裝置，其特徵在於，所述焊接 表面(8， 10; 9)是相互軸向間隔的。
5. 根據權利要求4所述的吸氣裝置，其特徵在於，所述焊接表面 (8， 10; 9)處於橫交於流動通道(11)的不同的平面(12; 13)內，其中在焊接表面(8， 10; 9)之間形成凸肩。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的吸氣裝置，其特徵在於， 所述焊接表面(8， 9; 15， 16)在塑料單件(2; 3)上互相同心地進 4亍布置。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的吸氣裝置，其特徵在於， 在塑料單件(2; 3)上的焊接表面(9， 10; 16， H)在圓周方向上只 在部分區段上延伸。
8. 根據權利要求1至7中任一項所述的吸氣裝置，其特徵在於， 在塑料單件(2; 3)上的焊接表面(8; l5)在整個圓周上延伸。
9. 根據權利要求1至8中任一項所述的吸氣裝置，其特徵在於， 在塑料單件(2)上在徑向內側和徑向外側的焊接表面(8， 10)之間 設置有連接著的肋條(14)。
10. 根據權利要求9所述的吸氣裝置，其特徵在於，所述連接著的 肋條(14)同樣形成焊接表面。
11. 根據權利要求1至10中任一項所述的吸氣裝置，其特徵在於， 至少一個焊接表面(9; 16)具有徑向取向的區段(9a; 16a)。
12. 尤其根據權利要求1至11中任一項所述的、用於內燃機的吸 氣裝置，具有至少三個塑料單件(2， 3， 4， 5)，在這些塑料單件中 在裝配狀態下形成用於燃燒用空氣的流動通道(11)，其中所述塑料 單件(2， 3， 4， 5)具有對應的焊接表面(8， 9， 10; 15， 16， 17; 21， 22)，塑料單件(2， 3， 4， 5)通過這些焊接表面藉助摩擦焊接互相 連接，其特徵在於，在與另外兩個塑料單件(3， 4， 5)相連的第一塑 料單件(2)上的焊接表面分別處於互相圍成一定角度的平面內。
13. 根據權利要求12所述的吸氣裝置，其特徵在於，所述焊接表 面(8， 9， 10, 21， 22)在第一塑料單件(2)上互相緊挨著地進行布 置。
14. 根據權利要求12或13所述的吸氣裝置，其特徵在於，焊接表 面(8， 9， 10)布置在第一塑料單件(2)的端面(7)上，焊接表面(21)布置在圓周上，和/或焊接表面(22)布置在徑向方向上。
15. 根據權利要求14所述的吸氣裝置，其特徵在於，在徑向方向 上延伸的焊接表面(22)中設置有槽。
16. 根據權利要求12至15中任一項所述的吸氣裝置，其特徵在 於，所述第一塑料單件U)與另外三個塑料單件(3, 4， 5)連接。
全文摘要
內燃機的吸氣裝置具有兩個塑料單件，在該塑料單件中在裝配狀態下形成用於燃燒用空氣的流動通道。所述塑料單件具有對應的焊接表面，它們徑向地位於流動通道的之外並且塑料單件在它們上面通過摩擦焊接互相連接。既在第一、又在第二塑料單件上以到流動通道的不同徑向距離設置有至少兩個對應的焊接表面。
文檔編號B29C65/06GK101105163SQ20071012917
公開日2008年1月16日 申請日期2007年7月13日 優先權日2006年7月14日
發明者P·M·P·馬迪拉 申請人:曼·胡默爾有限公司