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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Luftansaugvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftwagens, mit wenigstens einem Vertikalleitungsabschnitt für Ansaugluft mit wenigstens einem Einlass und wenigstens einem Auslass für Ansaugluft, der so an oder in dem Kraftfahrzeug angeordnet werden kann, dass er in einer normalen Betriebsorientierung des Kraftfahrzeugs in Strömungsrichtung der Ansaugluft räumlich von oben nach unten führt.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Leitungsmodul einer Luftansaugvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftwagens, mit wenigstens einem Vertikalleitungsabschnitt für Ansaugluft mit wenigstens einem Einlass und wenigstens einem Auslass für Ansaugluft, der so an oder in dem Kraftfahrzeug angeordnet werden kann, dass er in einer normalen Betriebsorientierung des Kraftfahrzeugs in Strömungsrichtung der Ansaugluft räumlich von oben nach unten führt.
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Stand der Technik
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Aus der
JP 2004106773 A ist eine Luftansaugleitung eines Lastkraftwagens bekannt, welche mit einem Luftfilter verbunden ist. Die Luftansaugleitung ist gebildet aus einem vertikalen Leitungsteil und einem seitlichen Leitungsteil. Das vertikale Leitungsteil ist mit dem Luftfilter verbunden und erstreckt sich über die Rückseite der Fahrerkabine. Das seitliche Leitungsteil hat einen Einlassstutzen an seinem Ende. Das seitliche Leitungsteil erstreckt sich nach vorne von dem oberen Ende des vertikalen Leitungsteils über dem Dach der Fahrerkabine. Eine Wasserablassöffnung ist an der rückseitigen Unterseite des seitlichen Leitungsteils auf dem Dach angeordnet.
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In der
EP 0433923 A1 ist eine Luftansaugvorrichtung mit einem Ansaugschnorchel offenbart, welcher mit einer einzigen großen, auf der Fahrzeugaußenseite gelegenen Ansaugöffnung vorgesehen und als Reflexionsdämpfer ausgebildet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftansaugvorrichtung und ein Leitungsmodul der eingangs genannten Art zu gestalten, bei der/dem ein Luftdurchlass und/oder eine Form und/oder ein Verlauf des Vertikalleitungsabschnitt einfach an unterschiedliche Ansaugcharakteristiken und/oder Bauräume bei unterschiedlichen Brennkraftmaschinen und/oder unterschiedlichen Kraftfahrzeuge angepasst werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Vertikalleitungsabschnitt aus wenigstens zwei Ansaugrohren aufgebaut ist, die strömungstechnisch nebeneinander verlaufen und jeweils wenigstens mit ihren einlassseitigen Enden und/oder ihren auslassseitigen Enden strömungstechnisch miteinander verbunden sind.
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Erfindungsgemäß sind mehrere Ansaugrohre nebeneinander angeordnet, welche strömungstechnisch parallel von Ansaugluft durchströmt werden können. Der Gesamtströmungsquerschnitt des Vertikalleitungsabschnitts setzt sich zusammen aus den Einzelströmungsquerschnitten der einzelnen Ansaugrohre. Je nach Ansaugcharakteristik der verwendeten Brennkraftmaschine, insbesondere einer maximal erforderlichen Luftmasse, kann so der Vertikalleitungsabschnitt modular aus einer Mehrzahl von identischen oder unterschiedlichen Ansaugrohren zusammengesetzt werden. Die Anzahl der benötigten Ansaugrohre kann aus der von der Brennkraftmaschine benötigten Luftmasse mit dem entsprechenden Volumenstrom ermittelt werden. Es ist somit nicht erforderlich, für unterschiedliche Brennkraftmaschinen jeweils einen charakteristischen Vertikalleitungsabschnitt bereitzustellen. Die Formen der wenigstens zwei Ansaugrohre können gleich oder unterschiedlich sein. So kann ein Verlauf der wenigstens zwei Ansaugrohre optimal an individuelle Einbaubedingungen oder Anbaubedingungen bei unterschiedlichen Kraftfahrzeugen angepasst werden. Vorteilhafterweise können die Ansaugrohre als Modulbauteile entsprechend einem Baukastensystem kombiniert werden. Auf diese Weise können die Montage und die Lagerhaltung vereinfacht werden. Die wenigstens zwei Ansaugrohre können jeweils einstückig sein. Sie können jeweils auch aus mehreren Rohrabschnitten in Längsrichtung zusammengesetzt, insbesondere zusammengesteckt, sein. Auf diese Weise kann auch die Länge des wenigstens einen Vertikalabschnitts variabel an ein jeweiliges Kraftfahrzeug angepasst werden. Bei der Verwendung von wenigstens drei Ansaugrohren können diese nebeneinander im wesentlichen in einer Reihe angeordnet sein. Alternativ können die Ansaugrohre auch versetzt zueinander, insbesondere entlang der Kanten eines entsprechenden gedachten Prismas angeordnet sein. Vorteilhafterweise können die wenigstens zwei Ansaugrohre räumlich parallel oder schräg zueinander angeordnet sein. Sie können vorteilhafterweise aneinander anliegen oder einem Abstand zueinander aufweisen. Insgesamt können die wenigstens zwei Ansaugrohre platzsparend in dem entsprechenden Bauraum angeordnet werden. Unter der normalen Betriebsorientierung des Kraftfahrzeugs wird eine horizontale Ausrichtung des Kraftfahrzeugs verstanden. Befindet sich ein Landfahrzeug auf einer horizontalen Ebene, so erstreckt sich der wenigstens eine Vertikalleitungsabschnitt räumlich im Wesentlichen vertikal. Der wenigstens eine Vertikalleitungsabschnitt kann auch schräg von oben nach unten führen. Bei entsprechenden Neigungen des Kraftfahrzeugs, wie sie insbesondere bei Landfahrzeugen an einer Steigung oder einem Gefälle vorkommen, verläuft der Vertikalleitungsabschnitt entsprechend schräg zur räumlichen Horizontale. Der wenigstens eine Vertikalleitungsabschnitt hat die Funktion, eine im unteren Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnete Brennkraftmaschine, insbesondere einem dort angeordneten Luftfilter, mit einer Ansaugstelle für Ansaugluft zu verbinden, welche sich räumlich oberhalb der Brennkraftmaschine befindet. Durch die räumlich erhöhte Anordnung der Ansaugstelle kann eine Eintragung von Wasser und/oder Partikeln in die Luftansaugvorrichtung verringert werden. Vorteilhafterweise kann sich die Ansaugstelle oberhalb oder etwa auf Höhe eines Daches einer Fahrerkabine des Kraftfahrzeugs befinden. Vorteilhafterweise können die auslassseitigen Enden der wenigstens zwei Ansaugrohre strömungstechnisch miteinander verbunden sein. Die Ansaugluft durch die wenigstens zwei Ansaugrohre kann auf diese Weise zusammengeführt werden und mit einem entsprechenden Leitungsabschnitt zugeführt werden. Über den Leitungsabschnitt können die wenigstens zwei Ansaugrohre vorteilhafterweise mit dem Luftfilter oder direkt mit der Brennkraftmaschine verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ können auch die einlassseitigen Enden der wenigstens zwei Ansaugrohre strömungstechnisch miteinander verbunden sein. Auf diese Weise kann die Ansaugluft von einer einzigen Ansaugstelle auf die wenigstens zwei Ansaugrohre verteilt werden. Bevorzugt können die wenigstens zwei Ansaugrohre an ihren einlassseitigen Enden mit einer Lufthutze verbunden sein. Vorteilhafterweise können die wenigstens zwei Ansaugrohre aus Kunststoff gefertigt sein. Kunststoff ist leicht und kann einfach bearbeitet, insbesondere geformt, werden. Vorteilhafterweise können die Ansaugrohre einfach aus Kunststoff extrudiert sein. Die wenigstens zwei Ansaugrohre können vorteilhafterweise jeweils einen runden Querschnitt haben. Sie können aber auch einen ovalen oder eckigen Querschnitt aufweisen. Auch andere beliebige Querschnittsformen können die Ansaugrohre aufweisen. Der wenigstens eine Vertikalleitungsabschnitt kann vorteilhafterweise geschützt an einer Rückseite einer Fahrerkabine des Kraftfahrzeugs angeordnet werden. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um ein Landfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug handeln. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Traktor, ein Baufahrzeug, ein Personenkraftwagen oder ein Geländewagen sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können die wenigstens zwei Ansaugrohre mit ihren auslassseitigen Enden mit einem Verbindungsbauteil verbunden sein. Mit dem Verbindungsbauteil können die Luftströmungen auslassseitig zusammengeführt werden. Mit dem Verbindungsbauteil kann der wenigstens eine Vertikalleitungsabschnitt einfach mit dem Leitungsabschnitt, welcher insbesondere über den Luftfilter zur Brennkraftmaschine führt, verbunden werden. Vorteilhafterweise können die wenigstens zwei Ansaugrohre jeweils mittels einer Steckverbindung mit dem wenigstens einen Verbindungsbauteil verbunden sein. Eine Steckverbindung kann einfach verbunden und wieder gelöst werden. Anstelle der Steckverbindung kann auch eine andersartige formschlüssige, stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung, insbesondere eine Rastverbindung, eine Klebeverbindung, eine Schweißverbindung, eine Schraubverbindung oder eine bajonettartige Verbindung, vorgesehen sein. Bei dem wenigstens einen Verbindungsbauteil kann es sich um ein Standardbauteil handeln, welches modular mit den Ansaugrohren verbunden werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Abscheideeinrichtung für Wasser und/oder Partikel aus der Ansaugluft insbesondere im Bereich der auslassseitigen Enden der wenigstens zwei Ansaugrohre angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann es sich bei der wenigstens einen Abscheideeinrichtung um eine Wasserabscheideeinrichtung handeln. Etwa in den Vertikalleitungsabschnitt gelangtes Wasser kann mit der Wasserabscheideeinrichtung von der Ansaugluft getrennt werden und gelangt nicht in Bauteile, insbesondere einen Luftfilter, die strömungstechnisch dem Vertikalleitungsabschnitt nachfolgen. Bei dem in die Luftansaugvorrichtung eingetragenen Wasser kann es sich um Luftfeuchtigkeit und/oder insbesondere von Niederschlägen herrührendes Wasser handeln. Die Wasserscheideeinrichtung kann vorteilhafterweise in einem Abschnitt des Vertikalleitungsabschnitts angeordnet sein, der in der normalen Betriebsorientierung des Kraftfahrzeugs unten ist. So kann Wasser, insbesondere Wasser, welches sich an den radial inneren Umfangsseiten der wenigstens zwei Ansaugrohre niederschlägt, der Schwerkraft folgend nach unten gelangen und mit der Wasserabscheideeinrichtung von der Ansaugluft getrennt werden. Anstelle oder zusätzlich zu der wenigstens einen Wasserabscheideeinrichtung kann auch wenigstens eine Partikelabscheideeinrichtung, insbesondere ein Zyklon, in oder an dem wenigstens einen der wenigstens zwei Ansaugrohre angeordnet sein. Mit der Partikelabscheideeinrichtung können mit der Ansaugluft eingetragene Partikel, insbesondere Schmutzpartikel und/oder Staubpartikel, abgeschieden werden.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Abscheideeinrichtung in dem Verbindungsbauteil integriert sein. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Abscheideeinrichtung platzsparend angeordnet sein. Ferner kann das Verbindungsbauteil mit der Abscheideeinrichtung vormontiert werden, wodurch die Montage der Luftansaugvorrichtung vereinfacht werden kann.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens in einem der wenigstens zwei Ansaugrohre im Bereich seines auslassseitigen Endes ein Schälkragen zur Abscheidung von in das wenigstens eine Ansaugrohr eingetragenen Wassers angeordnet sein, welcher von einem Sammelraum umgeben sein kann. Vorteilhafterweise kann der Sammelraum platzsparend innerhalb des wenigstens eines Ansaugrohrs angeordnet sein. Der Schälkragen kann vorteilhafterweise ein Rohrabschnitt sein, welcher sich im Innenraum des entsprechenden Ansaugrohres koaxial zu diesem erstrecken kann. Der Schälkragen hat die Wirkung, dass mit der Ansaugluft mitgetragenes Wasser, welches sich an der radial inneren Umfangswand des entsprechenden Ansaugrohrs niederschlägt, von dem Ansaugluftstrom getrennt wird. Der Ansaugluftstrom durchströmt dabei den Schälkragen in Längsrichtung und gelangt so aus dem Ansaugrohr heraus. Das an der radial inneren Umfangsseite des Ansaugrohrs abgeschiedene Wasser fließt der Schwerkraft folgend nach unten und kann sich in dem Sammelraum sammeln. Der Sammelraum vorteilhafterweise auf seiner bezüglich der Ansaugluft stromabwärtigen Seite geschlossen sein, sodass das gesammelte Wasser nicht zurück in den Ansaugluftstrom gelangen kann. Vorteilhafterweise kann der Sammelraum von der radial äußeren Umfangsseite des Schälkragens, der radial inneren Umfangsseite des wenigstens einen Ansaugrohrs und einem sich dazwischen erstreckenden Stirnwandabschnitt begrenzt sein. Der Stirnwandabschnitt kann die bezüglich der Ansaugluftströmung stromabwärtige Begrenzung des Sammelraums bilden. Vorteilhafterweise können alle Ansaugrohre jeweils einen Schälkragen und einen Sammelraum aufweisen. Auf diese Weise kann in jedem der Ansaugrohre dort etwa vorhandenes Wasser von der Ansaugluft abgeschieden werden.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Sammelraum wenigstens eine Ablauföffnung für gesammeltes Wasser zu einer Ablaufrinne aufweisen und die Ablaufrinne kann wenigstens eine Auslassöffnung zum austragen des abgeschiedenen Wassers aufweisen. Auf diese Weise kann im Sammelraum abgeschiedenes Wasser aus diesem heraus befördert werden. So wird verhindert, dass das abgeschiedene Wasser von dem Luftstrom wieder mitgerissen werden kann und zurück in die Ansaugluft gelangen kann. Sofern mehrere der wenigstens zwei Ansaugrohre jeweils über einen Sammelraum verfügen, können die Sammelräume jeweils mittels entsprechenden Ablauföffnungen mit der Ablaufrinne verbunden sein. Vorteilhafterweise kann eine einzige Ablaufrinne für alle Sammelräume vorgesehen sein. Auf diese Weise wird nach außen hin nur eine einzige gemeinsame Auslassöffnung benötigt. Vorteilhafterweise kann bei montierter Luftansaugvorrichtung die Ablaufrinne in einer normalen Betriebsorientierung des Kraftfahrzeugs räumlich unter dem wenigstens einen Sammelraum angeordnet sein. Auf diese Weise kann das in dem wenigstens einen Sammelraum gesammelte Wasser der Schwerkraft folgend nach unten in die Ablaufrinne abfließen. Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Auslassöffnung der wenigstens einen Ablaufrinne wenigstens ein Wasserablassventil aufweisen. Das Wasserablassventil kann als Rückschlagventil ausgestaltet sein, um eine Rückströmung von ausgetragenem Wasser zu verhindern. Das Wasserablassventil kann steuerbar sein, so dass das Ablassen des Wassers kontrolliert werden kann. Es können auch mehrere Ablaufrinnen vorgesehen sein.
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Ferner kann vorteilhafterweise das Verbindungsbauteil aus wenigstens einem Anschlussbauteil zum Anschluss der wenigstens zwei Ansaugrohre und wenigstens einem Sammlerbauteil zur strömungstechnischen Verbindung der auslassseitigen Enden der zwei Ansaugrohre zusammengesetzt sein. Auf diese Weise kann das Verbindungsbauteil modular aus dem wenigstens einen Anschlussbauteil und dem wenigstens einen Sammlerbauteil zusammengesetzt sein. So können modulare Anschlussbauteile für eine unterschiedliche Anzahl von Ansaugrohren und/oder unterschiedliche Rohrdurchmesser vorgesehen sein. Dabei kann die den Ansaugrohren abgewandte Seite des Anschlussbauteils einen standardisierten Montageabschnitt aufweisen. Auf diese Weise können die unterschiedlichen Anschlussbauteile mit unterschiedlichen Sammlerbauteilen kombiniert werden, die entsprechend standardisierte Montageabschnitte aufweisen können. In dem Sammlerbauteil können strömungsbeeinflussende Anordnungen, insbesondere Zwischenwände, angeordnet sein. Mit derartigen Anordnungen kann eine Strömung der Ansaugluft verbessert werden. Eine Ausgangsseite des wenigstens einen Sammlerbauteils kann einen Anschluss, insbesondere einen Anschlussstutzen, aufweisen, mit dem es einfach mit dem Leitungsabschnitt zum Luftfilter oder direkt zur Brennkraftmaschine verbunden werden kann. Das wenigstens eine Anschlussbauteil und das wenigstens eine Sammlerbauteil können getrennt voneinander einfach vorgefertigt werden, insbesondere aus Kunststoff, beispielsweise im Extrusionsverfahren. Das wenigstens eine Anschlussbauteil und das wenigstens eine Sammlerbauteil können einfach, insbesondere mittels einer Rastverbindung, einer Schnappverbindung, einer Schraubverbindung, einer Klebeverbindung, einer Schweißverbindung oder einer andersartigen formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung aneinander fixiert sein. Die Verbindung zwischen dem wenigstens einen Anschlussbauteil und dem wenigstens einen Sammlerbauteil kann lösbar oder unlösbar sein. Statt aus zwei Bauteilen kann das Verbindungsbauteil auch aus einem Stück oder aus mehr als zwei Bauteilen zusammengesetzt sein.
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Vorteilhafterweise kann das Anschlussbauteil wenigstens einen Schälkragen aufweisen und wenigstens einen Sammelkanal wenigstens mit begrenzen und das Sammlerbauteil kann wenigstens eine Ablaufrinne mit wenigstens einer Auslassöffnung aufweisen. Auf diese Weise kann die Wasserabscheideeinrichtung einfach in dem Verbindungsbauteil integriert sein. Der Schälkragen kann einfach bei der Herstellung des Anschlussbauteils, insbesondere bei einem Extrudiervorgang, in das Anschlussbauteil integriert werden. Die wenigstens eine Ablaufrinne kann einfach bei der Herstellung des Sammlerbauteils, insbesondere bei einem Extrudiervorgang, in das Sammlerbauteil integriert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Halteeinrichtung vorgesehen sein, mit welcher die wenigstens zwei Ansaugrohre zwischen dem wenigstens einen Einlass und dem wenigstens einen Auslass gehalten werden können und die an einem Karosserieteil des Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Fahrerkabine, befestigt werden kann. Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Halteeinrichtung wenigstens eine Klemmeinrichtung aufweisen, mit der die wenigstens zwei Ansaugrohre mittels einklemmen gehalten werden können. Die Halteeinrichtung kann einfach entlang der wenigstens zwei Ansaugrohre so platziert werden, dass eine Befestigung der wenigstens zwei Ansaugrohre an dem Karosserieteil des Kraftfahrzeugs verbessert werden kann. Die Halteeinrichtung kann vorteilhafterweise in einem Bereich des Karosserieteils befestigt werden, in dem entsprechende Befestigungspunkte einfach angeordnet werden können.
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Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch das Leitungsmodul dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Vertikalleitungsabschnitt modular aus wenigstens zwei Ansaugrohren aufgebaut ist, die strömungstechnisch nebeneinander verlaufen und jeweils wenigstens mit ihren einlassseitigen Enden und/oder ihren auslassseitigen Enden strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Alle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Luftansaugvorrichtung aufgezeigten Merkmale und Vorteile gelten für das erfindungsgemäße Leitungsmodul und dessen vorteilhafte Ausgestaltungen entsprechend umgekehrt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
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1 eine isometrische Darstellung eines Ansaugrohrmoduls einer Überdachansaugung einer Brennkraftmaschine eines Lastkraftwagens mit Ansaugrohren und einem auslassseitigen Verbindungsstück;
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2 eine Detailansicht des Ansaugrohrmoduls aus der 1 im Bereich des Verbindungsstücks;
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3 einen ersten Längsschnitt des Verbindungsstücks aus den 1 und 2 ohne Ansaugrohre;
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4 einen zweiten Längsschnitt des Verbindungsstücks und eines Ansaugrohrs aus den 1 bis 3 entlang einer Schnittebene senkrecht zu einer Schnittebene des ersten Längsschnitts aus der 3, die in der 3 durch eine Schnittlinie IV-IV angedeutet ist;
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5 einen dritten Längsschnitt des Verbindungsstücks aus den 1 bis 4 ohne Ansaugrohr entlang einer Schnittebene parallel zu der Schnittebene des zweiten Längsschnitts aus der 4, entlang der Schnittlinie V-V aus der 3;
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6 eine Draufsicht des Verbindungsstücks aus den 1 bis 5 ohne Ansaugrohre in Strömungsrichtung der Ansaugluft betrachtet;
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7 einen Querschnitt des Verbindungsstücks aus den 1 bis 5 entlang einer Schnittlinie VII-VII aus der 3.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In der 1 ist ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Ansaugrohrmodul gezeigt, welches Teil einer ansonsten nicht gezeigten Luftansaugvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Lastkraftwagens ist.
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Das Ansaugrohrmodul 10 umfasst einen Vertikalleitungsabschnitt 12, welcher vier Ansaugrohre 14 aufweist, die nebeneinander angeordnet sind. Die Ansaugrohre 14 haben jeweils einen runden Querschnitt. Die Ansaugrohre 14 sind in Bezug auf ihren Strömungsquerschnitt und ihre Länge identisch. In einer normalen Betriebsorientierung des Lastkraftwagens, beispielsweise auf einem ebenen Fahrweg, ist das Ansaugrohrmodul 10 so angeordnet, dass die Ansaugrohre 14 vertikal ausgerichtet sind. Die Strömungsrichtung der Ansaugluft, welche in der 1 angedeutet ist durch Pfeile 16, verläuft in der normalen Betriebsorientierung etwa vertikal von oben nach unten. Die Ansaugrohre 14 verlaufen parallel zueinander. Eine durch Längsmittelachsen der beiden äußeren Ansaugrohre 14 aufgespannte Ebene und eine durch Längsmittelachsen der beiden inneren Ansaugrohre 14 aufgespannte Ebene verlaufen, wie in der 6 gezeigt, in einem Abstand parallel zueinander. Jeweils benachbarte Ansaugrohre 14 sind zueinander beabstandet.
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Auf einer Lufteintrittsseite, in der 1 oben, sind die vier Ansaugrohre 14 mit einem einlassseitigen Verbindungsstück 18 verbunden. Das einlassseitige Verbindungsstück 18 verfügt auf seiner den Ansaugrohren 14 zugewandten Seite über vier kreiszylindrische Aufnahmestutzen, die in der 1 verdeckte und daher nicht sichtbar sind. Auf die Aufnahmestutzen ist jeweils ein einlassseitiges Ende 15 eines der Ansaugrohre 14 aufgesteckt. Die Ansaugrohre 14 sind an ihren Enden 15 entsprechend in das Verbindungsstück 18 eingesteckt. Die Konturen der radial inneren Umfangsseiten der Aufnahmestutzen gehen in die Konturen der radial inneren Umfangsseiten der Ansaugrohre 14 über. Dies wirkt sich positiv auf die Strömung der Ansaugluft in den Ansaugrohren 14 aus.
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Auf der den Ansaugrohren 14 abgewandten Seite verfügt das einlassseitige Verbindungsstück 18 über zwei Verbindungsabschnitte 22, welche jeweils ein äußeres und ein mittleres Ansaugrohr 14 strömungstechnisch miteinander verbinden. Die Verbindungsabschnitt 22 bilden einen Einlass für die Ansaugluft des Verbindungsstücks 18 und damit Ansaugrohrmoduls 10. Auf die Verbindungsabschnitte 22 ist eine nicht gezeigte Lufthutze aufgesteckt, welche die beiden Verbindungsabschnitte 22 strömungstechnisch miteinander verbindet. Die Lufthutze ist um etwa 90 Grad gegenüber den Längsmittelachsen der Ansaugrohre 14 gebogen. Die Lufthutze kann sich bei angebautem Ansaugrohrmodul 10 bevorzugt oberhalb eines Daches einer Fahrerkabine des Lastkraftwagens befinden.
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Mit ihren stromabwärtigen, auslassseitigen Enden 23 sind die Ansaugrohre 14 mit einem Anschlussstück 24 eines auslassseitigen Verbindungsbauteils 26 verbunden. Das auslassseitige Verbindungsbauteil 26 ist im Detail in den 2 bis 7 gezeigt. Das Anschlussstück 24 umfasst vier kreiszylindrische Aufnahmestutzen 28 für die auslassseitigen Enden 23 der Ansaugrohre 14. Die Aufnahmestutzen 28 sind entsprechend der Aufnahmestutzen in dem einlassseitigen Verbindungsstück 18 verteilt angeordnet. Auf jedem der Aufnahmestutzen 28 ist, wie in den 1, 2 und 4 gezeigt, jeweils das entsprechende auslassseitige Ende 23 des jeweiligen Ansaugrohrs 14 aufgesteckt. Die Ansaugrohre 14 weisen im Bereich der auslassseitigen Enden 23 jeweils eine entsprechende Querschnittserweiterung auf. Die Aufnahmestutzen 28 sind jeweils mit einem Ende einstückig mit einer Grundplatte 30 des Anschlussstücks 24 verbunden. Die Grundplatte 30 hat einen etwa ovalen Umfang.
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Koaxial zu den Aufnahmestutzen 28 erstreckt sich jeweils ein Schälkragen 32 in Form eines runden Rohrstücks entgegen der Strömungsrichtung 16 in das jeweilige Ansaugrohr 14. Die Schälkragen 32 sind jeweils mit einem Ende einstückig mit der Grundplatte 30 verbunden. Die Schälkragen 32 sind Teil einer insgesamt mit 33 bezeichneten Wasserabscheideeinrichtung. Die Schälkragen 32 überragen auf der stromaufwärtigen Seite die jeweiligen Aufnahmestutzen 28 in axialer Richtung. Die Schälkragen 32 umschließen jeweils eine Öffnung 34 für die Ansaugluft in der Grundplatte 30.
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Jedem Aufnahmestutzen 28 ist ein ringförmiger Wassersammelraum 36 der Wasserabscheideeinrichtung 33 zugeordnet. Die Wassersammelräume 36 werden jeweils durch die radial äußere Umfangsseite des entsprechenden Schälkragens 32, die radial innere Umfangsseite des Aufnahmestutzens 28 und einen sich zwischen dem Schälkragen 32 und dem Aufnahmestutzen 28 erstreckenden Abschnitts der Grundplatte 30 begrenzt. Auf der stromaufwärtigen Seite sind die Wassersammelräume 36 jeweils zum Innenraum des Ansaugrohrs 14 hin offen. Die Wassersammelräume 36 dienen zum auffangen von Wasser, das aus der Absaugluft abgeschieden wird. Jeder Wassersammelraum 36 weist eine Wasserauslassöffnung 38 auf, welche in den 4 bis 6 dargestellt sind. Die Wasserauslassöffnungen 38 befinden sich, wie in der 6 gezeigt, auf derselben Längsseite des auslassseitigen Verbindungsbauteils 26. Die Wasserauslassöffnungen 38 führen durch die Grundplatte 30 hindurch.
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Am Boden jedes Wassersammelraums 36 sind bezüglich des entsprechenden Aufnahmestutzens 28 umfangsmäßig verteilt jeweils drei Abstandsrippen 39 angeordnet, die in den 3, 5 und 6 gezeigt sind. Die Abstandsrippen 39 erstrecken sich jeweils von der radial inneren Umfangswand des jeweiligen Aufnahmestutzens 28 radial nach innen und in axialer Richtung. Sie sind zur radial äußeren Umfangswand des jeweiligen Schälkragens 32 beabstandet, so dass jeweils eine Lücke 41 zwischen der Abstandsrippe 39 und der radial äußeren Umfangswand des Schälkragens 32 verbleibt. Zwei der Abstandsrippen 39 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Längsmittelachse des Aufnahmestutzens 28 angeordnet. Die dritte Abstandsrippe 39 ist auf der der Wasserauslassöffnung 38 gegenüberliegenden Seite der Längsmittelachse des Aufnahmestutzens 28 angeordnet. Eine gedachte Ebene durch Mittelpunkte der beiden erstgenannten Abstandsrippen 39 und eine gedachte Ebene durch Mittelpunkte der als drittes genannten Abstandsrippe 39 und der Wasserauslassöffnung 38 stehen senkrecht aufeinander. Insgesamt sind die Mittelpunkte der drei Abstandsrippen 39 und der Wasserauslassöffnung 38 an Ecken eines gedachten Quadrates angeordnet.
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Auf der den Aufnahmestutzen 28 abgewandten Seite der Grundplatte 30 ist radial außen ein umfangsmäßiger Verbindungskragen 40 angeordnet, welcher sich senkrecht von der Grundplatte 30 weg erstreckt. Der Verbindungskragen 40 dient der Aufnahme eines Anschlussrandes eines Sammlerteils 42 des auslassseitigen Verbindungsbauteils 26. Das Sammlerteil 42 ist mit seinem Anschlussrand in den Verbindungskragen 40 eingesteckt. An der radial äußeren Umfangsseite des Anschlussrand des Sammlerteils 42 sind insgesamt vier Rastnasen 44 angeordnet, von denen zwei in den 1 und 2 gezeigt sind. Die Rastnasen 44 rasten zur Bildung einer Rastverbindung zwischen dem Sammlerteil 42 und dem Anschlussstück 24 in entsprechende Rastöffnungen 46 im Verbindungskragen 40 ein. Die Rastöffnungen 46 sind auch in der 7 gezeigt.
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Auf seiner den Wasserauslassöffnungen 38 zugewandten Seite weist das Sammlerteil 42 einen Innenwandabschnitt 48 und einen Außenwandabschnitt 50 auf, die in den 4, 5 und 7 gezeigt sind. Der Außenwandabschnitt 50 geht nach einer Biegung um etwa 90° in Richtung des Innenwandabschnitts 48 einstückig in einen Boden 53 einer Ablaufrinne 52 über. Der Boden 53 seinerseits geht einstückig in den Innenwandabschnitt 48 über. Der Innenwandabschnitt 48, der Boden 53 und der Außenwandabschnitt 50 begrenzen die etwa U-förmige Ablaufrinne 52. Die Ablaufrinne 52 erstreckt sich an der Längsseite des Sammlerteils 42 entlang aller Aufnahmestutzen 28. Die Wasserauslassöffnungen 38 verbinden die jeweiligen Wassersammelräume 36 mit der einen Ablaufrinne 52.
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Ferner sind eine innere Führungswand 54 und eine äußere Führungswand 56, wie in den 4, 5 und 7 gezeigt, einstückig mit der Grundplatte 30 verbunden. Die Führungswände 54 und 56 erstrecken sich jeweils auf der den Schälkragen 32 abgewandten Seite der Grundplatte 30 in die Ablaufrinne 52 hinein. Die innere Führungswand 54 liegt dabei an der der Ablaufrinne 52 zugewandten Innenseite des Innenwandabschnitts 48 des Sammlerteils 42 an. Die äußere Führungswand 56 liegt an der Innenseite des Außenwandabschnitts 50 an. Der Außenwandabschnitt 50 ist zwischen den Verbindungskragen 40 des Anschlussstücks 24 und der äußeren Führungswand 56 eingesteckt.
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An einem Ende der Ablaufrinne 52 ist im Boden 53 eine Wasserauslassöffnung 60 mit einem Wasserablassventil 58 angeordnet. Durch die Wasserauslassöffnung 60 und das Wasserablassventil 58 kann in der Ablaufrinne 52 gesammeltes Wasser abgelassen werden. Im Bereich der Wasserauslassöffnung 60 ist die Ablaufrinne 52 im Querschnitt betrachtet, wie in der 7 gezeigt, erweitert.
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Das Sammlerteil 42 verengt sich vom Anschlussstück 24 aus in Strömungsrichtung 16 betrachtet trichterförmig. An ihrer radial äußeren Umfangsseite weist die Außenwand des Sammlerteils 42 zwei Befestigungslaschen 62 auf, mit denen das Ansaugrohrmodul 10 beispielsweise an der Rückwand der Fahrerkabine des Lastkraftwagens vorzugsweise mittels Schrauben befestigt werden kann. Statt mit Schrauben, können die Befestigungslaschen 62 auch mittels andersartigen Verbindungselementen, beispielsweise Steckelementen, an der Rückwand befestigt werden. Mit seinem offenen Ende, welches als Anschlussflansch ausgestaltet ist, ist das Sammlerteil 42 auf der den Ansaugrohren 14 abgewandten Seite mit einem in den Figuren nicht gezeigten Luftleitungsrohr verbunden, welches zu einem Luftfilter der Brennkraftmaschine führt.
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Im Inneren des Sammlerteils 42 ist eine Strömungszwischenwand 64 angeordnet, welche in der 3 und 7 gezeigt ist. Die Zwischenwand 64 erstreckt sich in Strömungsrichtung 16 und befindet sich im Querschnitt betrachtet zwischen den beiden inneren Aufnahmestutzen 28.
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Ferner ist eine Klemmhalterung 66 vorgesehen, die in der 1 gezeigt ist. Die Klemmhalterung 66 weist vier Klemmen 68 auf, in die jeweils eines der Ansaugrohre 14 eingeklemmt ist. Die Klemmen 68 sind einstückig mit einer Klemmplatte 70 der Klemmhalterung 66 verbunden. Die Klemmhalterung 66 hat neben den beiden äußeren Ansaugrohren 14 jeweils ein Loch 72 für Schrauben zur Fixierung der Klemmhalterung 66 beispielsweise an der Rückwand der Fahrerkabine. Die Klemmhalterung 66 befindet sich zwischen dem einlassseitigen Verbindungsstück 18 und dem auslassseitigen Verbindungsbauteil 26 in einem Abstand zu dem auslassseitigen Verbindungsbauteil 26. Die Klemmhalterung 66 ermöglicht eine weitere Fixierung zusätzlich zu der Fixierung des Ansaugrohrmoduls 10 über das auslassseitige Verbindungsbauteil 26. Die Klemmhalterung 66 kann auf den Ansaugrohren 14 verschoben werden, um eine optimale Fixierung zu erreichen oder um sie an einer geeigneten Befestigungsstelle an der Rückwand der Fahrerkabine zu platzieren.
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Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird Ansaugluft über das einlassseitige Verbindungsstück 18 durch die Ansaugrohre 14 und das auslassseitige Verbindungsbauteil 26 angesaugt. Dabei schlägt sich mit der Ansaugluft eingetragenes Wasser im Bereich der Wasserabscheideeinrichtung 33 an den radial inneren Umfangsseiten der Ansaugrohre 14 ab. Das abgeschiedene Wasser sammelt sich in den jeweiligen Wassersammelräumen 36. Das in den Wassersammelräumen 36 gesammelte Wasser gelangt durch die Wasserauslassöffnungen 38 in die Ablaufrinne 52. Das in der Ablaufrinne 52 zusammengeführte Wasser gelangt durch die Wasserauslassöffnung 60 und das Wasserablassventil 58 nach außen aus dem Ansaugrohrmodul 10 heraus. Die von Wasser befreite Ansaugluft strömt durch die Innenräume der Schälkragen 32 und die Öffnungen 34 in den Innenraum des Sammlerteils 42. Vom Innenraum des Sammlerteils 42 gelangt die Ansaugluft durch das Luftleitungsrohr zum Luftfilter der Brennkraftmaschine.
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Zur Montage des Ansaugrohrmoduls 10 werden das einlassseitige Verbindungsstück 18, die Ansaugrohre 14 und das Sammlerteil 42 und das Anschlussstück 24 des auslassseitigen Verbindungsteils 26 separat aus Kunststoff extrudiert. Das Sammlerteil 42 und das Anschlussstück 24 werden zusammengesetzt und mittels der Rastverbindung fixiert.
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Die Ansaugrohre 14 werden jeweils mit dem einlassseitigen Ende 15 auf die Aufnahmestutzen des einlassseitigen Verbindungsstückes 18 und mit dem auslassseitigen Ende 23 auf die entsprechenden Aufnahmestutzen 28 des auslassseitigen Verbindungsstücks 26 gesteckt. Dabei können zuerst alle Ansaugrohre 14 mit dem einlassseitigen Verbindungsstück 18 und anschließend mit dem auslassseitigen Verbindungsstück 26 verbunden werden. Die Ansaugrohre 14 können auch zuerst mit dem auslassseitigen Verbindungsstück 26 und anschließend mit dem einlassseitigen Verbindungsstück 18 verbunden werden.
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Das vormontierte Ansaugrohrmodul 10 wird mit dem Luftleitungsrohr der Brennkraftmaschine verbunden und mit den Schraublaschen 62 und der Klemmhalterung 66 an der Rückwand der Fahrerkabine befestigt. Das Ansaugrohrmodul 10 kann auch zuerst an der Rückwand der Fahrerkabine befestigt und anschließend mit dem Luftleitungsrohr verbunden werden.
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Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Ansaugrohrmoduls 10 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Luftansaugvorrichtungen von Brennkraftmaschinen von Lastkraftwagen. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Kraftfahrzeugen, beispielsweise Bussen, Traktoren oder Baufahrzeugen, Geländewagen, Personenkraftwagen oder Booten, verwendet werden.
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Das Sammlerteil 42 und das Anschlussstück 24 können statt mit der Rastverbindung mit den Rastnasen 44 und den Rastöffnungen 46 auch in anderer Weise formschlüssig und/oder stoffflüssig und/oder kraftschlüssig, beispielsweise mittels einer Klebeverbindung, einer Schraubverbindung und/oder einer Schweißverbindung, miteinander verbunden sein.
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Auf die Zwischenwand 64 des Sammlerteils 42 kann auch verzichtet werden. Es können auch mehr als eine Zwischenwand 64 vorgesehen sein. Die Zwischenwand 64 kann auch andersartig ausgestaltet und/positioniert sein.
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Es können auch mehr oder weniger als vier Ansaugrohre 14 vorgesehen sein. Die Anzahl der benötigten Ansaugrohre 14 kann aus der von der Brennkraftmaschine benötigten Luftmasse und dem Volumenstrom ermittelt und entsprechend vorgegeben werden.
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Die Ansaugrohre 14 können statt nebeneinander im wesentlichen in einer Reihe auch in andersartiger Weise, beispielsweise prismaartig, angeordnet sein.
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Die Ansaugrohre 14 können statt runden Querschnitten auch andersartige, beispielsweise elliptische oder eckige Querschnitte, aufweisen.
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Die Ansaugrohre 14 können auch unterschiedliche Querschnitte und/oder Längen haben.
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Die Ansaugrohre 14 können in Längsrichtung statt einstückig auch mehrstückig sein. Auf diese Weise kann die Länge der Ansaugrohre 14 durch zusammenstecken von einer Mehrzahl von Rohrabschnitten variiert werden. So kann die Länge des Ansaugrohrmoduls 10 beispielsweise an unterschiedliche Höhen von Fahrerkabinen angepasst werden. Die Rohrabschnitte können vorteilhafterweise standardisiert sein, so dass die Ansaugrohre 14 modular entsprechend einem Baukastensystem zusammengebaut werden können.
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Das auslassseitige Verbindungsbauteil 26 kann statt aus zwei Teilen auch aus einem Teil realisiert sein. Die Wasserabscheideeinrichtung 33 kann darin enthalten sein.
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Statt oder zusätzlich zu der Wasserabscheideeinrichtung 33 kann das Ansaugrohrmodul 10 auch mit wenigstens einer Abscheideeinrichtung für Partikel, beispielsweise einen Zyklon, ausgestattet sein. Wenigstens eines der Ansaugrohre 14 kann mit einer Partikelabscheideeinrichtung ausgestattet sein oder als Partikelabscheideeinrichtung, beispielsweise durch entsprechende Formgebung, ausgestaltet sein. Dieses wenigstens eine Ansaugrohr mit der Partikelabscheideeinrichtung kann modular in dem Ansaugrohrmodul 10 montiert werden.
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Die Ansaughutze kann statt über das einlassseitige Verbindungsstück 18 auch direkt mit den Ansaugrohren 14 verbunden werden. In diesem Fall kann auf das einlassseitige Verbindungsstück 18 auch verzichtet werden.
