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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Ansaugstutzen. Insbesondere
betrifft die Erfindung das Gebiet der strömungstechnischen Geräuschreduzierung
und ist insbesondere anwendbar im Bereich der Luftstromsteuerung
bei Kraftfahrzeugklimaanlagen, wobei ein derartiger Ansaugstutzen üblicherweise
strömungstechnisch
einem Gebläse vorgeschaltet
ist und z.B. als sogenanntes Frischluft-/Umluft-Gehäuse dienen
kann.
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Es
ist allgemein üblich,
dass in Ansaugstutzen hohe Strömungsgeschwindigkeiten
vorliegen können,
was bei bestimmten Anwendungen zu unerwünschten Geräuschbildungen führen kann,
insbesondere wenn sich sogenannte Strudel ausbilden.
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Es
ist demgemäß Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, einen Ansaugstutzen bereit zu stellen,
der der Ausbildung von Strömungsgeräuschen entgegenwirken
kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einem Ansaugstutzen gelöst, der der Merkmalskombination
des Anspruches 1 genügt.
Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen definiert.
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Insbesondere
schlägt
die Erfindung einen Ansaugstutzen mit zumindest einem Eintrittsmündungsbereich
und einem Austrittsmündungsbereich vor,
in dem zumindest eine eine Öffnung
aufweisende durch- und umströmbare,
den lichten Querschnitt nur geringfügig verändernde Struktur angeordnet
ist.
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In äußerst überraschender
Weise hat die Anmelderin festgestellt, dass sich effektiv und sehr
einfach sogenannte Strudelbildungen vermeiden lassen, wenn man in
diesem Bereich eine eine Öffnung definierende
Struktur anordnet und man somit das Fluid, wie z.B. Luft sowohl
durch die Öffnung
hindurch als auch äußerlich
an der Struktur vorbeiströmen
lässt.
Die erfin dungsgemäße Lösung ist
insbesondere dahingehend überraschend,
dass die Struktur wirksam zur Geräuschreduzierung ist, ohne dass die
Strömungsrichtung
selbst stark umzulenken wäre,
um z.B. der vorgenannten Strudelbildung entgegenzuwirken. Anders
ausgedrückt
sind keinerlei radial verlaufende Leitelemente erforderlich, wie
dies der Fachmann angenommen hätte,
oder wie dies z.B. vorgeschlagen ist für den Innenraum eines Gebläselaufrades
entsprechend der EP – A – 0976592.
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Vorteilhafterweise
ist die Struktur im Wesentlichen parallel zum Austrittsmündungsbereich
ausgerichtet und liegt insbesondere bevorzugt praktisch in diesem
vor. Durch diese Anordnung kann gewährleistet werden, dass die
Struktur keinen zusätzlichen Bauraum
erfordert und auch keine nennenswerten Druckdifferenzen bewirkt.
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Bevorzugt
umfaßt
die Struktur eine Wandung, die im Wesentlichen ringförmig ausgebildet
ist, um die Öffnung
zu definieren. Eine ringförmige
Wandung kann besonders einfach z.B. mittels eines Spritzgussverfahrens
hergestellt werden, wobei die ringförmige Struktur z.B. mittels
radialer Streben an der Ansaugstutzenwandung festgelegt werden kann. Eine
ringförmige
Struktur ist auch dahingehend eine überraschende wirksame Einrichtung
zur Geräuschreduzierung,
da nicht zu erwarten war, dass sich eine spiralförmig ausbildende Strömung (Strudel)
durch eine geometrisch ähnliche
Form einfach vermeiden lässt.
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Eine
besonders wirkungsvolle Geräuschreduzierung
läßt sich
erhalten, wenn die Struktur in Strömungsrichtung eine Erstreckung
aufweist, die zwischen dem 0,35-fachen und 0,5-fachen der entsprechenden
Erstreckung des Eintrittsmündungsbereich
liegt. Wenn z.B. eine ringförmige
Struktur gewählt
ist, sollte die Länge
dieses Ringes entsprechend angepaßt sein auf den Durchmesser
des Eintrittsmündungsbereiches.
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Ferner
hat die Anmelderin festgestellt, dass eine besonders deutliche Geräuschreduzierung
erhalten werden kann, wenn der lichte Querschnitt der Öffnung der
Struktur zwischen dem 0,1-fachen und dem 0,3-fachen des lichten
Querschnittes des Austrittsmündungsbereiches
ausmacht. In der beispielhaften Ausgestaltung einer ringförmigen Struktur,
die in einem im wesentlichen kreisförmigen Austrittsmündungsbereich
angeordnet ist, gilt somit, dass der Durchmesser des Ringes liegen
sollte zwischen etwa dem 0,4-fachen und dem 0,6-fachen des Durchmessers
des Austrittsmündungsbereiches,
wobei es sich als insbesondere vorteilhaft herausgestellt, wenn
dieser Wert in etwa dem 0,52-fachen Durchmesser des Austrittsmündungsbereiches
entspricht.
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Vorteilhafterweise
ist die Struktur und insbesondere die die Öffnung definierende Wandung
im wesentlichen koaxial und/oder formenähnlich zum Austrittsmündungsbereich
vorgesehen. Durch diese Konfiguration kann die Struktur besonders
stabil im Mündungsbereich
fixiert werden, z.B. einfach durch entsprechende Verstrebungen.
Ferner ermöglicht dies
eine Ausgestaltung, die eine rundherum gleichmäßige Umströmung und Durchströmung der
Struktur gewährleisten
kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform sind
zumindest zwei Eintrittsmündungsbereiche
vorgesehen, insbesondere bereit gestellt mit einer zwischengeschalteten
Eintrittsmündungsbereich-Steuereinrichtung,
die z.B. den einen oder den anderen Mündungsbereich sperren kann,
oder auch beide Mündungsbereiche
teilweise frei geben kann.
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Die
Geräusch
reduzierende Wirkung tritt ferner besonders deutlich auf, wenn zwischen
Eintrittsmündungsbereich
und Austrittsmündungsbereich eine
Fehlausrichtung vorliegt, d.h. wenn bezüglich des Eintrittsmündungsbereiches
bzw. den Eintrittsmündungsbereichen
und dem Austrittsmündungsbereich
ein Winkel gebildet wird, der z.B. 90° betragen kann.
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Obwohl
der erfindungsgemäße Ansaugstutzen
für verschiedenste
Anwendungen zum Einsatz kommen kann, ist es bevorzugt, dass der
Ansaugstutzen als Gebläseansaugstutzen
ausgeführt ist,
wobei es sich insbesondere bevorzugt um eine Ausgestaltung handelt,
die eine Luftzufuhr zu einem Gebläse in axialer Richtung vorsieht,
da insbesondere in diesen Anwendungen die bereits erwähnte Strudelbildung
häufig
anzutreffen ist.
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Schließlich ist
es bevorzugt, dass der Ansaugstutzen als Frischluft-/Umluftgehäuse ausgeführt ist,
wie in Kraffahrzeugs Heiz- Belüftungs- und/oder
Klimaanlagen üblicherweise
dem Gebläse vorgeschaltet.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich ferner
deutlich beim Lesen der folgenden lediglich beispielhaft angegeben
Beschreibung einer derzeit bevorzugten Ausführungsform, bei welcher auf
die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen gilt:
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1 zeigt
in schematischer Schnittansicht ein Frischluft-/Umluftgehäuse als
bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Ansaugstutzens.
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2 zeigt
in einer zu der Darstellung von 1 orthogonalen
Schnittansicht diese Ausführungsform.
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1 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines Frischluft-/Umluftgehäuses 10 mit
einer Gehäusewandung 15,
die bezüglich
eines Gebläsegehäuse 11 montiert
ist und dort mittels einer stömungstechnisch
angepaßten
Wandung 12 einen Ansaug- oder Austrittsmündungsbereich 21,24 definiert. In
dem Austrittsmündungsbereich 21,24 ist
eine eine Öffnung 25 aufweisende
Struktur derart angeordnet, dass ein den stömungstechnisch der Struktur
vorgelagerter Bereich 21, der mit einem Luftstrom versorgt wird
mit einem der Struktur strömungstechnisch nachgeschaltetem
Bereich über
die Öffnung 25,
wie auch über
weitere Öffnungen 26 in
Verbindung steht, so dass die Struktur effektiv durch- und Umströmt werden
kann, ohne dass der lichte Querschnitt stark reduziert währe. Die Öffnung 25 ist
kreisförmig
ausgebildet und konzentrisch bezüglich
eines Laufrads eines nicht dargestellten Radiallüfters, der sich in der Nähe des Austrittsmündungsbereich 24 an
den Ansaugstutzen anschließt,
angeordnet. Die weiteren der Umströmung dienenden Öffnungen 26 bilden
einen diesbezüglich
konzentrischen Ring aus.
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Das
Frischluft-/Umluftgehäuse 10 weist
eine Frischluftzufuhr 22, in der ein Frischluftstrom 44 geführt wird,
sowie eine Umluftzufuhr 23, in der ein Umluftstrom 46 geführt wird,
auf, welche beide in dem der Struktur vorgelagerten Bereich 21 des
Austrittsmündungsbereich 21,24 münden. Das
Frischluft-/Umluftgehäuse 10 weist
eine Umluftklappe 17 auf, die als zwischengeschaltete Eintrittsmündungsbereich-Steuereinrichtung
dient, welche es ermöglicht,
den Frischluftstrom 44 und den Umluftstrom 46 anteilig
zu regulieren. Die Umluftklappe 17 kann beispielsweise
als Kugel- oder Zylindersektor ausgebildet sein.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist eine ringförmige
Wandung 13 als Teil der Struktur 13, 14 vorgesehen,
die konzentrisch bezüglich
des Austrittsmündungsbereiches 21,24 inner halb
der durch diesen definierten Öffnung
angebracht ist. Die Struktur umfaßt eine Wandung 13,
die eine Öffnung 25 definiert,
durch die ein Luftstrom strömen
kann. Die Wandung bzw. der Ring 13 wird durch Verstrebungen 14 gehalten,
deren der Wandung abgewandte Enden hier mit der Wandung 12 verbunden
sind. Die Wandung der Struktur 13, sowie die Verstrebungen 14 sind
der Art geformt, dass sie zum Einen den lichten Strömungsquerschnitt
nur geringfügig
verringern und zum Anderen in der Lage sind, die Struktur 13 stabil zu
stützen.
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2 zeigt
eine Ansicht des Frischluft-/Umluftgehäuses 10, die zu der
Ansicht in 1 orthogonal ist. Im Gebläsegehäuse 11 ist
die Wandung 12 peripher umlaufend ausgebildet und definiert
eine kreisförmige Öffnung,
in der die eine kreisförmige Öffnung 25 definierende
Struktur angeordnet ist. Die ring- oder zylinderförmige Struktur 13 wird
durch die Verstrebungen 14 in einer Position gehalten,
in der sie konzentrisch zu der vom Ansaugstutzen gebildeten Öffnung ist.
Weder die Wandung 13 der Struktur noch die Verstrebungen 14 verringern
den lichten Querschnitt der Öffnung
in nennenswerter Weise. Die vom Ansaugstutzen definierte Öffnung,
entsprechend dem Austrittsmündungsbereich
weist einen Durchmesser 32 auf und die Öffnung 25 der Struktur 13 einen
Durchmesser 34.
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Die
Umluftklappe 17 ist drehbar, wodurch sie den einen oder
den anderen Mündungsbereich
sperren kann, oder auch beide Mündungsbereiche
teilweise frei geben kann. In 2 ist sie
in einer Stellung abgebildet, in der die Frischluftzufuhr gesperrt und
die Umluftzufuhr frei gegeben ist. Wie sich aus den Darstellungen
ergibt kann die Struktur eben in dem von der Frischluft-/Umluftklappe überdeckten Bereich
aufgenommen sein, insbesondere bevorzugt im wesentlichen mittig
diesbezüglich.
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Die
Struktur sowie die durch deren Wandung 13 definierte Öffnung 25 werden
insbesondere durch ihre Erstreckung in Strömungsrichtung 35 und
ihren Durchmesser 34 definiert.
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Bei
der in den 1 und 2 Dargestellten Ausführungsform
werden die Abmessungen der Eintrittmündungsbereiche 22, 23 durch
eine Erstreckung 33 und die des Austrittsmündungsbereichs 21,24 durch
einen Durchmesser 32 bestimmt. Die Erstreckung 33 ist
definiert zwischen der Gehäusewandung 15 und
der Wandung des Gebläsegehäuses 11 und
ist vorliegend für
die Frischluftzufuhr und die Umluftzufuhr entsprechend ausgebildet.
Bei unterschiedlicher Erstreckung der Eintrittmündungsbereiche sollte zur Bestimmung
der Parameter der jeweilig größere verwendet
werden.
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Eine
besonders wirkungsvolle Geräuschreduzierung
läßt sich
erhalten, wenn die Erstreckung 35 der Struktur 13 in
Strömungsrichtung
bezüglich der
Erstreckung 33 der Eintrittmündungsbereiche 22, 23 in
einem Verhältnis
steht, bei welchem die Erstreckung 35 zwischen dem 0,35-fachen
und 0,5-fachen der entsprechenden Erstreckung 33 des Eintrittsmündungsbereich
ausmacht. Wenn wie vorliegend eine ringförmige Wandung 13 als
Bestandteil der Struktur gewählt
ist, so beträgt
die Länge
der Wandung dieses Ringes dem entsprechenden anteiligen Durchmesser
des Eintrittsmündungsbereiches.
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Desgleichen
kann der geräuschreduzierende
Effekt maximiert werden, wenn sich der Durchmesser 34 der
ringförmigen
Wandung 13 der Struktur bezüglich des Durchmessers des
Austrittmündungsbereichs
in einem Verhältnis
steht, bei dem der lichte Querschnitt der Öffnung der Struktur zwischen
dem 0,1-fachen und dem 0,3-fachen des lichten Querschnittes des
Austrittsmündungsbereiches
ausmacht. In der dargestellten Ausführungsform mit einer ringförmigen Wandung 13 als
Bestandteil der Struktur, die in einem im wesentlichen kreisförmigen Austrittsmündungsbereich
angeordnet ist, gilt somit, dass der Durchmesser des Ringes liegen
sollte zwischen etwa dem 0,4-fachen und dem 0,6-fachen des Durchmessers
des Austrittsmündungsbereiches,
wobei es sich als insbesondere vorteilhaft herausgestellt, wenn
dieser Wert in etwa dem 0,52-fachen Durchmesser des Austrittsmündungsbereiches
entspricht, wie dies auch in der Darstellung der bevorzugten Ausführungsform
gegeben ist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vorangehend unter Bezugnahme auf die derzeit
bevorzugte Ausführungsform
vollständig
beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, dass verschiedene Veränderungsmöglichkeiten
im Rahmen der beiliegenden Ansprüche
möglich
sind, ohne von dem erfindungsgemäßen Konzept
und dem beanspruchten Schutz abzuweichen. Wie bereits dargelegt
ist das erfindungsgemäße Konzept
besonders vorteilhaft für eine
Frischluft/Umluft-Anwendung, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
Des weiteren können
einzelne Merkmale einer Ausführungsform
auch mit beliebigen Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden.
Ferner könnte
die Struktur auch mehrere Öffnungen
definieren, indem man zum Beispiel zwei oder mehr Ringförmige Wandungen,
beispielsweise in konzentrischer Anordnung vorsieht.