DE102012221488A1

DE102012221488A1 - Luftführendes Bauteil einer Frischluftanlage

Info

Publication number: DE102012221488A1
Application number: DE102012221488.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Zirkelbach
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-05-28
Also published as: WO2014079704A1; EP2935854A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein luftführendes Bauteil (20) einer Frischluftanlage (4) für eine Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Wandung (21) zur seitlichen Begrenzung eines durch das Bauteil (20) führenden Luftpfads (22), wobei – zumindest ein Abschnitt der Wandung (21) zweischalig ausgestaltet ist und eine dem Luftpfad (22) zugewandte Innenschale (23) und eine vom Luftpfad (22) abgewandte Außenschale (24) aufweist, – die Innenschale (23) an ihrer vom Luftpfad (22) abgewandten Außenseite (25) eine Vielzahl von nach außen abstehenden Vorsprüngen (26) aufweist, zwischen denen Vertiefungen (27) ausgebildet sind, – die Außenschale (24) an ihrer dem Luftpfad (22) zugewandten Innenseite (28) eine Vielzahl von nach innen abstehenden Vorsprüngen (29) aufweist, zwischen denen Vertiefungen (30) ausgebildet sind, – die Vorsprünge (29) der Außenschale (24) in die Vertiefungen (27) der Innenschale (23) eingreifen, – die Vorsprünge (26) der Innenschale (23) in die Vertiefungen (30) der Außenschale (24) eingreifen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein luftführendes Bauteil einer Frischluftanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit einem derartigen Bauteil ausgestattete Frischluftanlage.
Frischluftanlagen dienen zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Frischluft. Dabei können Geräusche von der Brennkraftmaschine entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft durch die Frischluftanlage emittiert werden. Insbesondere bei einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, die in der Frischluftanlage einen Verdichter enthält, können hochfrequente Geräusche, die im Bereich des Verdichters entstehen, über bzw. durch die Frischluftanlage nach außen abgestrahlt werden. Dementsprechend besteht ein Bedürfnis, in eine derartige Frischluftanlage einen Schalldämpfer zu integrieren.
Aus der DE 197 50 102 A1 ist eine gasdurchströmte Leitung bekannt, die auch bei einer Frischluftanlage einer aufgeladenen Brennkraftmaschine verwendet werden kann. Sie besitzt eine Wandung zur seitlichen Begrenzung eines durch das Leitungsbauteil führenden Luftpfads. Diese Wandung besitzt eine Mikroperforierung zur Realisierung einer Schallabsorptionswirkung. Eine Mikroperforation charakterisiert sich durch Öffnungen, deren Durchmesser weniger als 1 mm beträgt.
Ein weiteres luftführendes Bauteil in Form eines Rohrs ist aus der EP 1 170 499 A1 bekannt. Auch hier weist eine Wandung zur seitlichen Begrenzung des durch das Bauteil führenden Luftpfads eine Vielzahl von Öffnungen auf, um hierdurch eine schalldämpfende Wirkung zu erreichen.
Aus der DE 603 17 739 T2 ist ebenfalls ein Rohr für eine Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine bekannt, dessen Wandung porös ist, um eine schalldämpfende Wirkung zu erzielen. An einer dem Luftpfad zugewandten Innenseite der Wandung ist außerdem eine fluiddichte Folie angeordnet, derart, dass die Folie zu mindestens 50% keinen Kontakt mit der Wandung aufweist. Hierdurch entsteht ein Zwischenraum zwischen der Folie und der Wandung, der über die Perforation der Wandung mit der Umgebung des Rohrs fluidisch verbunden ist. Schallwellen, die im Frischluftpfad transportiert werden, können über die elastische Folie in diesen Zwischenraum übertragen werden, wodurch über die Perforation der Wandung eine schallabsorbierende Wirkung entsteht. Gleichzeitig wird über die Folie erreicht, dass das Rohr zur Umgebung hin fluidisch dicht ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein luftführendes Bauteil der vorstehend beschriebenen Art bzw. für eine damit ausgestattete Frischluftanlage eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen einfachen Aufbau auszeichnet. Außerdem soll eine schalldämpfende Wirkung realisiert werden.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zumindest einen Abschnitt der den Luftpfad begrenzenden Wandung zweischalig auszugestalten, so dass der jeweilige Wandabschnitt eine dem Luftpfad zugewandte Innenschale und eine vom Luftpfad abgewandte Außenschale aufweist. Die Innenschale ist dabei an ihrer vom Luftpfad abgewandten Außenseite mit einer Vielzahl von nach außen abstehenden Vorsprüngen ausgestattet, zwischen denen Vertiefungen vorhanden sind. Die Außenschale ist an ihrer dem Luftpfad zugewandten Innenseite mit einer Vielzahl von nach innen abstehenden Vorsprüngen ausgestattet, zwischen denen Vertiefungen vorhanden sind. Im zusammengebauten Zustand greifen die Vorsprünge der Außenschale in die Vertiefungen der Innenschale ein, während gleichzeitig die Vorsprünge der Innenschale in die Vertiefungen der Außenschale eingreifen. Hierdurch entsteht ein intensiver, formschlüssiger Verbund zwischen Innenschale und Außenschale. Insbesondere kann dadurch das luftführende Bauteil besonders einfach selbsttragend ausgestaltet sein. Ferner kann das so hergestellte, zweischalige Bauteil eine hohe Biegesteifigkeit aufweisen, so dass eine Tendenz zu Eigenschwingungen erheblich reduziert ist. Durch den formschlüssigen Verbund wird eine Strukturdämpfung erreicht. Diese Strukturdämpfung wird durch die Vielzahl an Kontaktstellen zwischen den gegenüberliegenden Vorsprüngen der benachbarten Schalen erreicht, welche sich bei Schwingungsbeaufschlagung relativ zueinander bewegen. Diese minimalen Bewegungen erzeugen eine Reibdämpfung. Ferner lässt sich das Bauteil vergleichsweise einfach herstellen, wobei die ineinander greifenden Strukturen bei vergleichsweise geringen Wandstärken hohe Stabilitätswerte erzeugen können.
Die Vorsprünge können beispielsweise kegelförmig oder pyramidenförmig ausgestaltet sein. Bei pyramidenförmigen Vorsprüngen können die Vertiefungen ebenfalls pyramidenförmig konzipiert sein. Insbesondere lassen sich dadurch die Vertiefungen der Innenschale komplementär zu den Vorsprüngen der Außenschale formen und umgekehrt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Innenschale in mehreren oder in allen Vertiefungen jeweils eine einzige oder mehrere Öffnungen aufweisen, welche die Innenschale bis zu ihrer dem Luftpfad zugewandten Innenseite durchsetzen. Auf diese Weise wird eine kommunizierende Verbindung zwischen einem zwischen der Innenschale und der Außenschale ausgebildeten Zwischenraum und dem von der Wandung begrenzten Luftpfad geschaffen. Insbesondere können hierdurch Schallwellen vom Luftpfad durch die Öffnungen in den Zwischenraum eindringen. Somit ist ein Reibungsschalldämpfer gebildet. Je nach Ausgestaltung des Zwischenraums kommt es dabei zu einer mehr oder weniger effizienten Schalldämpfung.
Optional kann vorgesehen sein, dass die Außenschale in mehreren oder in allen Vertiefungen jeweils eine einzige oder mehrere Öffnungen aufweist, welche die Außenschale bis zu ihrer einer Umgebung des Bauteils zugewandten Außenseite durchsetzen. Hierdurch wird insgesamt eine durchlässige Perforation der Wandung geschaffen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Innenseite der Innenschale bis auf die Öffnungen glatt sein. Hierdurch besitzt das luftführende Bauteil einen besonders geringen Strömungswiderstand.
Optional kann auch die Außenseite der Außenschale bis auf die Öffnungen glatt sein. Hierdurch ist es insbesondere möglich, Innenschale und Außenschale weitgehend identisch aufzubauen.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung können die Vorsprünge der Außenschale unter Ausbildung von Spalten und/oder Kanälen zwischen benachbarten Vorsprüngen in die Vertiefungen der Innenschale eingreifen, wobei diese Spalten mit der jeweiligen Öffnung fluidisch verbunden sind. Mit anderen Worten, die Spalten, die sich zwischen den benachbarten Vorsprüngen der Außenschale und der Innenschale ausbilden, definieren den Zwischenraum zwischen Innenschale und Außenschale. Da die Spalten und/oder Kanäle durch die Öffnungen in den Vertiefungen der Innenschale mit dem Luftpfad kommunizieren, können Schallwellen oder Druckpulse, die im Luftpfad transportiert werden, durch die Öffnungen in die Spalten und/oder Kanäle eindringen, und dort an den Oberflächen der Vorsprünge reflektiert werden. Durch mehrfache Reflexionen entsteht dabei eine Dämpfungswirkung.
Für den Fall, dass auch die Vertiefungen der Außenschale mit Öffnungen ausgestattet sind, können die Spalten und/oder Kanälen auch mit den Öffnungen der Außenschale fluidisch verbunden sein.
Sofern sowohl die Innenschale als auch die Außenschale in ihren Vertiefungen jeweils Öffnungen aufweisen, kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Vorsprünge der einen Schale in die Vertiefungen der anderen Schale unter Ausbildung von Kanälen eingreifen, wobei diese Kanäle dann je eine Öffnung der Innenschale mit einer Öffnung der Außenschale fluidisch verbinden. Diese Kanäle können vergleichsweise kleine Querschnitte aufweisen, so dass sie zwar für Schall durchlässig sind, jedoch aufgrund der inneren Reibung vergleichsweise druckdicht ausgestaltet werden können. Insbesondere können diese Kanäle eine Art Mikroperforation bilden, die sich durch Öffnungsdurchmesser von maximal 1 mm charakterisieren. Derartige Kanäle lassen sich beispielsweise dadurch realisieren, dass zumindest in einem von zwei benachbarten Vorsprüngen unterschiedlicher Schalen eine Aussparung vorgesehen ist, die in einem Mantel des kegelförmigen oder pyramidenförmigen Vorsprungs angeordnet ist und sich dabei in der Wandstärkenrichtung der jeweiligen Wandung durchgehend erstreckt. Somit erstreckt sich die jeweilige Aussparung in zusammengebauten Zustand der Wandung von der jeweiligen Öffnung der einen Schale bis zur jeweiligen Öffnung der anderen Schale durchgehend. Bevorzugt ist eine Variante, bei der beide Vorsprünge, die aneinandergrenzen, jeweils eine derartige Aussparung aufweisen, die sich dann gemeinsam zum jeweiligen Kanal ergänzen.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann in mehreren oder in allen Vertiefungen der Innenschale jeweils ein Hohlraum zwischen einem Ende oder Boden der jeweiligen Vertiefung und einer Spitze des in die jeweilige Vertiefung eingreifenden Vorsprungs der Außenschale ausgebildet sein, wobei der jeweilige Hohlraum mit der jeweiligen Öffnung der zugehörigen Vertiefung fluidisch verbunden ist. Während die zuvor genannten Spalten vergleichsweise eng sein können, so dass dort eine Schalldämpfung aufgrund von Reflektionen stattfinden kann, können die nunmehr geschaffenen Hohlräume ein gewisses Volumen repräsentieren, in dem Resonanzeffekte zur Schalldämpfung beitragen können. Beispielsweise können durch die Hohlräume in Verbindung mit den Öffnungen kleine Helmholtz-Resonatoren geschaffen werden. Da dann eine Vielzahl derartiger Helmholtz-Resonatoren parallel wirksam ist, lässt sich dadurch eine effiziente Schalldämpfung realisieren.
Bei einer optionalen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in mehreren oder in allen Vertiefungen der Außenschale jeweils ein Hohlraum zwischen einem Ende oder Boden der jeweiligen Vertiefung und einer Spitze des in die jeweilige Vertiefung eingreifenden Vorsprungs der Innenschale ausgebildet ist, wobei die Hohlräume mit der jeweiligen Öffnung der Außenschale fluidisch verbunden sind. Der Hohlraum verfügt somit über zwei Öffnungen. Die eine Öffnung verbindet den Hohlraum mit dem Inneren der Luftführungsleitung und die andere Öffnung verbindet den Hohlraum mit der Umgebung. Somit ist ein Resonator mit zwei Hälsen gebildet.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen der Innenschale und der Außenschale eine Absorptions- und/oder Filtrationsschicht angeordnet sein. Eine derartige Absorptions- und/oder Filtrationsschicht kann beispielsweise aus einem bahnförmigen flexiblen Absorptions- und Filtermaterial bestehen. Beispielsweise kann es sich hierbei um ein Vliesmaterial handeln, das aufgrund seiner Struktur gleichzeitig als Absorptionsmaterial und als Filtermaterial dient. Durch die Integration einer derartigen Absorptions- und/oder Filtrationsschicht kann die Wandung insgesamt luftdurchlässig ausgestaltet sein, also insbesondere sowohl an der Innenschale als auch an der Außenschale die genannten Öffnungen aufweisen. Auch ist eine Verwendung auf der Reinseite, also stromab eines Luftfilters in der Frischluftanlage denkbar, da im Falle einer Falschluftansaugung diese durch die Filtrationsschicht gefiltert wird. Außerdem wirkt die Absorptions- oder Filtrationsschicht rohluftseitig einer Warmluftansaugung entgegen, wodurch die Falschluftansaugung deutlich reduziert wird. Die Absorptionswirkung bezieht sich dabei auf Luftschall.
Wie bereits mehrfach erläutert, ist eine Ausführungsform denkbar, bei welcher die Außenschale an ihrer vom Luftpfad abgewandten Außenseite geschlossen ist. Hierdurch kann das Bauteil auch ohne die Verwendung einer Filtrationsschicht auf der Reinseite der Frischluftanlage zum Einsatz kommen.
Das erfindungsgemäße Bauteil kann beispielsweise ein Rohr sein, das von einem Frischlufteinlass der Frischluftanlage zu einem Luftfilter der Frischluftanlage führt. Alternativ kann es sich beim Bauteil um ein Rohr handeln, das von einem Luftfilter der Frischluftanlage zu einem Frischluftverteiler der Frischluftanlage führt. Alternativ dazu kann es sich beim Bauteil ebenfalls um ein Rohr handeln, das von einem Luftfilter der Frischluftanlage zu einem Verdichter eines Abgasturboladers führt. Alternativ dazu kann es sich beim Bauteil um ein Gehäuse eines Luftfilters der Frischluftanlage handeln. Ebenso kann es sich beim Bauteil um einen Frischluftverteiler der Frischluftanlage handeln.
Eine erfindungsgemäße Frischluftanlage umfasst mehrere Bauteile, nämlich insbesondere Einlassrohr, einen Luftfilter und einen Frischluftverteiler. Optional kann zwischen Luftfilter und Frischluftverteiler ein Verdichter eines Abgasturboladers angeordnet sein. Ein Verbindungsrohr verbindet den Luftfilter mit dem Frischluftverteiler oder mit dem Verdichter. Die erfindungsgemäße Frischluftanlage kann nun mit wenigstens einem Bauteil der vorstehend beschriebenen Art ausgestattet sein. Dabei kann das Bauteil wie zuvor bereits genannt, das Einlassrohr, ein Gehäuse des Luftfilters, das Verbindungsrohr oder den Frischluftverteiler bilden. Ebenso ist es möglich, dass mehrere Bauteile der Frischluftanlage gemäß den vorstehenden Vorschlägen ausgestaltet sind.
Sofern das Bauteil als Rohr ausgestaltet ist, kann insbesondere vorgesehen sein, die Vorsprünge der Innenschale und der Außenschale bezüglich einer Längsmittelachse des Rohrs radial zu orientieren.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch
1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Frischluftanlage,
2 ein Teilquerschnitt eines Bauteils der Frischluftanlage,
3 eine Innenansicht des Bauteils entsprechend einer Blickrichtung III in 2,
4 bis 7 jeweils eine stark vereinfachte, vergrößerte Ansicht eines Details IV in 2, bei verschiedenen Ausführungsformen,
8 und 9 jeweils eine alternative Ausgestaltung der Frischluftanlage im Teilschnitt.
Entsprechend 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 1, die beispielsweise in einem Fahrzeug zur Anwendung kommt, einen Motorblock 2, der mehrere Brennräume 3 enthält. Zur Frischluftversorgung der Brennräume 3 umfasst die Brennkraftmaschine 1 eine Frischluftanlage 4. Mit Hilfe einer Abgasanlage 5 werden Verbrennungsabgase von den Brennräumen 3 abgeführt.
Die Frischluftanlage 4 umfasst ein zu einer Umgebung 6 der Brennkraftmaschine 1 offenes Einlassrohr 7 mit einem Frischlufteinlass 43, einen Luftfilter 8 mit einem Gehäuse 9 und einem darin angeordneten Filterelement 10, eine Verbindungsleitung 11 mit darin angeordneter Luftmassenmesseinrichtung 12, einen Verdichter 13, eines Abgasturboladers 14 und einen Frischluftverteiler 15 mit vorgeschalteter Drosseleinrichtung 51. Das Einlassrohr 7 besitzt dabei einen in die Umgebung 6 mündenden Frischlufteinlass 43 und verbindet diesen Frischlufteinlass 43 mit dem Luftfilter 8. Bei anderen Ausführungen müssen nicht alle aufgeführten Komponenten vorhanden sein. Insbesondere könnte auf eine Drosseleinrichtung auch verzichtet werden.
Die Abgasanlage 5 umfasst einen Abgassammler 16, eine Turbine 17 des Abgasturboladers 14 und eine Abgasleitung 18, in die die Turbine 17 eingebunden ist. Die Abgasleitung 18 führt zu hier nicht dargestellten Abgasnachbehandlungseinrichtungen, wie zum Beispiel Schalldämpfer, Partikelfilter und Katalysatoren. Turbine 17 und Verdichter 13 des Abgasturboladers 14 sind über eine gemeinsame Antriebswelle 19 miteinander antriebsverbunden. Zur vereinfachten Darstellung sind in 1 Verdichter 13 und Turbine 17 jedoch zueinander versetzt angeordnet.
Zumindest eines der Bauteile der Frischluftanlage 4, also ein Mitglied der Gruppe Einlassrohr 7, Filtergehäuse 9, Verbindungsrohr 11 und Frischluftverteiler 15 kann einen zweischaligen Aufbau aufweisen, der nachfolgend insbesondere mit Bezug auf die 2 bis 6 näher erläutert wird. Der zweischalige Aufbau charakterisiert sich dadurch, dass das jeweilige Bauteil, das im Folgenden mit 20 bezeichnet wird, eine Wandung 21 besitzt, die zur seitlichen Begrenzung eines durch das jeweilige Bauteil 20 führenden Luftpfads 22 dient und zumindest in einem Abschnitt zweischalig ausgestaltet ist und dementsprechend eine dem Luftpfad 22 zugewandte Innenschale 23 und eine vom Luftpfad 22 abgewandte Außenschale 24 aufweist. Im Beispiel der 1 sind rein exemplarisch das Einlassrohr 7 und ein in 1 unten angeordneter Abschnitt des Gehäuses 9 des Luftfilters 8 als derartiges Bauteil 20 ausgestaltet, das die zweischalige Wandung 21 aufweist.
Entsprechend den 2 bis 6 weist die Innenschale 23 an ihrer vom Luftpfad 22 abgewandten Außenseite 25 eine Vielzahl nach außen abstehenden, kegelförmigen oder pyramidenförmigen Vorsprüngen 26 auf, zwischen denen an der Außenseite 25 entsprechende Vertiefungen 27 ausgebildet sind. Bei anderen Ausgestaltungen können die Vorsprünge 26 bzw. die Vertiefungen 27 auch über andere Geometrien verfügen. Insbesondere können die Geometrien beliebige Neigungswinkel und Grundflächen aufweisen. Die Außenschale 24 besitzt ihrerseits an einer dem Luftpfad 22 zugewandten Innenseite 28 eine Vielzahl von nach innen abstehenden kegelförmigen oder pyramidenförmigen Vorsprüngen 29 sowie dazwischen angeordnete Vertiefungen 30. Im fertig gestellten Zustand der Wandung 21 greifen die Vorsprünge 29 der Außenschale 24 in die Vertiefungen 27 der Innenschale 23 ein, wobei gleichzeitig die Vorsprünge 26 der Innenschale 23 in die Vertiefungen 30 der Außenschale 24 eingreifen. Bei zueinander komplementären Formen der Vorsprünge 26, 29 einerseits und der Vertiefungen 27 und 30 andererseits ergibt sich ein intensiver Verbund innerhalb der Wandung 21, der zu einer signifikanten Aussteifung des jeweiligen Bauteils 20 bzw. der Wandung 21 führt.
Gemäß den 3 bis 7 kann die Innenschale 23 zweckmäßig in allen Vertiefungen 27 jeweils eine einzige Öffnung 31 aufweisen, wobei die jeweilige Öffnung 31 die Innenschale 23 bis zu einer dem Luftpfad 22 zugewandten Innenseite 32 der Innenschale 23 durchsetzt.
Wie den 4 bis 7 zu entnehmen ist, kann auch die Außenschale 24 in allen Vertiefungen 30 jeweils eine einzige Öffnung 33 aufweisen, welche die Außenschale 24 bis zu ihrer vom Luftpfad 22 abgewandten Außenseite 34 durchsetzt.
Die Innenseite 32 der Innenschale 23 ist vorzugsweise abgesehen von ihren Öffnungen 31 glatt ausgestaltet, so dass das jeweilige Bauteil 21 an seiner dem Luftpfad 22 zugewandten Innenseite 32, die der Innenseite 32 der Innenschale 23 entspricht, einen möglichst geringen Strömungswiderstand besitzt.
Gemäß den 4 bis 7 können die Vorsprünge 29 der Außenschale 24 unter Ausbildung von Spalten 35 in die Vertiefungen 27 der Innenschale 23 eingreifen. Die Spalten 35 sind dabei jeweils zwischen aneinandergrenzenden bzw. benachbarten Vorsprüngen 29 der Außenschale 24 und Vorsprüngen 26 der Innenschale 23 ausgebildet, die wechselweise in die Vertiefungen 27 bzw. 30 der jeweils anderen Schale 23, 24 eingreifen. Die Spalten 35 sind mit den Öffnungen 31 der Innenschale 23 und – soweit vorhanden – mit den Öffnungen 33 der Außenschale 24 fluidisch verbunden bzw. erstrecken sich bis in die jeweilige Öffnung 31, 33.
Bei den in den 4 und 7 gezeigten Ausführungsformen erstrecken sich die Vorsprünge 26 der Innenschale 23 mit ihren Spitzen 36 jeweils bis zu einem Ende oder Boden 37 der jeweiligen Vertiefung 30 der Außenschale 24. Da in diesem Fall der jeweilige Boden 37 im Wesentlichen vollständig durch die zugehörige Öffnung 33 gebildet ist, ragen die Spitzen 36 der Vorsprünge 26 der Innenschale 23 bis in die Öffnungen 33 der Außenschale 24 hinein. Entsprechendes gilt auch für die Vorsprünge 29 der Außenschale 24, die mit ihren Spitzen 38 bis in die Öffnungen 31 der Innenschale 23 hineinragen, die in diesem Fall den jeweiligen Boden 39 bzw. das jeweilige Ende der zugehörigen Vertiefung 27 bilden. Sowohl in 4 als auch in 7 schließen die Spitzen 36 der Vorsprünge 26 der Innenschale 23 in den Öffnungen 33 der Außenschale 24 bündig mit der Außenseite 34 der Außenschale 24 ab. Auch die Spitzen 38 der Vorsprünge 27 der Außenschale 24 schließen in den Öffnungen 31 der Innenschale 23 mit der Innenseite 32 der Innenschale 23 bündig ab.
Bei den in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen ist dagegen in den Vertiefungen 27 der Innenschale 23 jeweils ein Hohlraum 40 zwischen dem Ende oder Boden 39, also hier der Öffnung 31 der jeweiligen Vertiefung 27 und der Spitze 38 des in die jeweilige Vertiefung 27 eingreifenden Vorsprungs 29 der Außenschale 24 ausgebildet. Die Hohlräume 40 sind dabei jeweils fluidisch mit der jeweiligen Öffnung 31 verbunden. Entsprechendes gilt bei den Ausführungsformen der 5 und 6 auch für die Vertiefungen 30 der Außenschale 24. Auch dort sind Hohlräume 41 in den Vertiefungen 30 der Außenschale 24 ausgebildet, und zwar jeweils zwischen der Spitze 36 des jeweiligen, in die jeweilige Vertiefung 30 eingreifenden Vorsprungs 26 der Innenschale 23 und dem Ende oder Boden 37 der jeweiligen Vertiefung 30, der hier durch die jeweilige Öffnung 33 der Außenschale 24 gebildet ist. Somit sind auch diese Hohlräume 41 mit den Öffnungen 33 fluidisch verbunden.
Bei den Ausführungsformen der 4, 5 und 7 kommen die Vorsprünge 26 der Innenschale 23 unmittelbar an den Vorsprüngen 29 der Außenschale 24 zur Anlage. Im Unterschied dazu zeigt 6 eine Ausführungsform, bei der zwischen der Innenschale 23 und der Außenschale 24 eine Absorptions- und/oder Filtrationsschicht 42 angeordnet ist. In der Folge kommen die Vorsprünge 26 der Innenschale 23 und die Vorsprünge 29 der Außenschale 24 in den Spalten 35 beiderseits dieser Absorptions- und/oder Filtrationsschicht 42 zur Anlage. Dementsprechend stützen sich die Vorsprünge 26, 29 der beiden Schalen 23, 24 indirekt, nämlich über besagte Absorptions- und/oder Filtrationsschicht 42 aneinander ab. Bei der Absorptions- und/oder Filtrationsschicht 42 kann es sich beispielsweise um ein bahnförmiges flexibles Absorptions- und/oder Filtermaterial handeln. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine Gaze oder um ein Gewebe oder um ein Gitter oder um einen Schaum oder um ein Vlies handeln. Die Absorptionswirkung der Absorptions- und/oder Filtrationsschicht 42 ist dabei hinsichtlich akustischer Schwingungen bzw. hinsichtlich Druckpulsationen zu verstehen, so dass das Absorptionsmaterial ein Schallschluckstoff ist. Weiterhin wird die Ansaugung von Warmluft aus dem die Leitung umgebenden Motorraum deutlich reduziert.
Bei einer anderen, hier nicht gezeigten Ausführungsform kann die Außenschale 24 an ihrer vom Luftpfad 22 abgewandten Außenseite 34 fluidisch dicht geschlossen sein, so dass dann die vorstehend genannten Öffnungen 33 nicht vorhanden sind.
Gemäß 5 kann bei einer speziellen Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Innenschale 23 an ihrer Innenseite 32 zumindest bei einem Vorsprung 26 eine Aussparung 44 aufweist, die beispielsweise kegelstumpfförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgestaltet sein kann. Grundsätzlich können alle Vorsprünge 26 an der Innenseite 32 der Innenschale 23 mit einer derartigen Aussparung 44 versehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Außenschale 24 an ihrer Außenseite 34 zumindest eine Aussparung 45 im Bereich eines Vorsprungs 29 aufweisen. Im Beispiel der 5 ist die jeweilige Aussparung 45 kegelförmig bzw. pyramidenförmig ausgestaltet. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass an der Außenschale 24 alle Vorsprünge 29 an der Außenseite 34 mit jeweils einer derartigen Aussparung 45 ausgestattet sind. Durch das Vorsehen derartiger Aussparungen 44 bzw. 45 kann das Gewicht der Innenschale 23 bzw. der Außenschale 24 und somit das Gewicht der Wandung 21 und letztlich das Gewicht des jeweiligen Bauteils 20 signifikant reduziert werden.
Bei der in 7 gezeigten Ausführungsform greifen die Vorsprünge 29 der Außenschale 24 unter Ausbildung von Kanälen 46 in die Vertiefungen 27 der Innenschale 23 ein. Dabei sind diese Kanäle 46 jeweils zwischen aneinander grenzenden bzw. benachbarten Vorsprüngen 29 der Außenschale 25 und Vorsprüngen 26 der Innenschale 23 ausgebildet, die wechselweise in die Vertiefungen 27 bzw. 30 der jeweils anderen Schale 23, 24 eingreifen. Die Kanäle 46 erstrecken sich dabei durchgehend von der Innenseite 32 der Innenschale 23 bis zur Außenseite 34 der Außenschale 24. Die Kanäle 46 erstrecken sich somit jeweils bis in eine Öffnung 31 der Innenschale 23 und bis in eine Öffnung 33 der Außenschale 24.
Der jeweilige Kanal 46 besitzt somit eine dem Luftpfad 22 zugewandte innere Öffnung 47 und eine vom Luftpfad 22 abgewandte äußere Öffnung 48. Die innere Öffnung 47 liegt bündig in der Innenseite 32 der Innenschale 23. Die äußere Öffnung 48 liegt bündig in der Außenseite 34 der Außenschale 24.
Die Kanäle 46 sind hier jeweils dadurch ausgebildet, dass der jeweilige Vorsprung 29 der Außenschale 24 in seiner Mantelseite eine Aussparung 49 enthält, die sich von der Außenseite 34 der Außenschale 24 bis zur Spitze 38 des jeweiligen Vorsprungs 29 durchgehend erstreckt. Im vorliegenden Fall der 7 ist zur Ausbildung des jeweiligen Kanals 46 zusätzlich auch der jeweilige Vorsprung 26 der Innenschale 23 an seinem Mantel mit einer Aussparung 50 ausgestattet, die sich von der Innenseite 32 der Innenschale 23 bis zur Spitze 36 des jeweiligen Vorsprungs 26 durchgehend erstreckt. Die beiden, sich gegenüberliegenden Aussparungen 49, 50 ergänzen sich dann zum jeweiligen Kanal 46.
Es ist klar, dass zur Realisierung derartiger Kanäle 46 grundsätzlich Aussparungen 49, 50 nur an den Vorsprüngen 26, 29 entweder der Innenschale 23 oder der Außenschale 24 ausreichen. Mit Hilfe derartiger Aussparungen 49, 50 lassen sich Kanäle 46 mit vergleichsweise kleinen Querschnitten realisieren, was für die jeweilige Dämpfungswirkung vorteilhaft ist.
In 8 ist eine alternative Ausgestaltung der Luftleitung dargestellt. Die Schalen 23, 24 weisen jeweils eine ebene Oberfläche und eine gewellte Oberfläche auf, wobei die ebenen Oberflächen nach außen weisen und die gewellten Oberflächen der beiden Schalen 23, 24 einander kontaktieren. Die Wellen bilden die Vorsprünge 26 bzw. 29 und die Vertiefungen 27 bzw. 30. Hierbei sind unterschiedliche Ausgestaltungen möglich. Gemäß der linken Bildhälfte liegen die Schalen 23, 24 vollflächig aufeinander auf. In der links dargestellten Ausgestaltung verfügt die Innenschale 23 im Bereich der Vertiefungen 27 über Öffnungen 31, welche beispielsweise als Schlitze oder Bohrungen ausgebildet sein können. Die Außenschale 24 verfügt ebenfalls über Öffnungen 33, welche als Schlitze 33´ oder als Bohrungen 33´´ ausgebildet sind. In der linken Bildhälfte sind beispielhaft beide Arten von Öffnungen 33 dargestellt. Selbstverständlich können auch anders geartete Öffnungen 33 mit anderen Geometrien vorgesehen sein. Innerhalb eines Bauteils 23, 24 kann entweder eine Art von Öffnungen 33 oder eine beliebige Kombination von Öffnungsarten ausgebildet sein.
Auf der rechten Bildhälfte unterscheidet sich die Luftleitung dadurch, dass Hohlräume 41 zwischen den Schalen 23, 24 ausgebildet sind, welche über Hälse mit den jeweiligen Öffnungen 31, 33 verbunden sind. Somit sind zahlreiche Resonatoren mit zwei Hälsen gebildet, welche eine effektive Schalldämpfung ermöglichen.
9 zeigt eine weitere Variante der Luftleitung. Bei dieser Ausgestaltung verfügt die Innenschale 23 über gerundete Vertiefungen 27 und Vorsprünge 26, welche die Außenschale 24 durchdringen und mit dieser eine ebene äußere Oberfläche ausbilden. Die Außenschale 24 verfügt über Öffnungen 33, welche als Schlitze ausgebildet sind. Die Vertiefungen 30 der Außenschale 24 münden direkt in die Öffnungen 33. Die Vorsprünge 29 verfügen über eine gerundete Kontur, die in die ebenfalls gerundeten Vertiefungen 27 der Innenschale 23 eingreifen. In diesem Ausführungsbeispiel verfügt die Innenschale 23 über keine Öffnungen 31. Bei einer alternativen Ausgestaltung können derartige Öffnungen 31 jedoch vorgesehen sein. Hierbei kann die Innenschale 23 analog zu der beschriebenen Außenschale 24 ausgebildet sein, wobei die Außenschale 24 gemäß der beschriebenen Innenschale 23 ausgebildet ist. Außerdem können beide Schalen 23, 24 über Öffnungen 31, 33 und Vertiefungen 27, 30 verfügen, die derart ineinander greifen, dass die Vorsprünge 26, 29 in Öffnungen 31, 33 der jeweils anderen Schale 23, 24 eingreifen und so eine ebene Außenfläche bilden. Die Öffnungen 31, 33 der Innenschale 23 bzw. der Außenschale 24 können hierbei gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19750102 A1 [0003]
EP 1170499 A1 [0004]
DE 60317739 T2 [0005]

Claims

Luftführendes Bauteil einer Frischluftanlage (4) für eine Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Wandung (21) zur seitlichen Begrenzung eines durch das Bauteil (20) führenden Luftpfads (22), dadurch gekennzeichnet, – dass zumindest ein Abschnitt der Wandung (21) zweischalig ausgestaltet ist und eine dem Luftpfad (22) zugewandte Innenschale (23) und eine vom Luftpfad (22) abgewandte Außenschale (24) aufweist, – dass die Innenschale (23) an ihrer vom Luftpfad (22) abgewandten Außenseite (25) eine Vielzahl von nach außen abstehenden Vorsprüngen (26) aufweist, zwischen denen Vertiefungen (27) ausgebildet sind, – dass die Außenschale (24) an ihrer dem Luftpfad (22) zugewandten Innenseite (28) eine Vielzahl von nach innen abstehenden Vorsprüngen (29) aufweist, zwischen denen Vertiefungen (30) ausgebildet sind, – dass die Vorsprünge (29) der Außenschale (24) in die Vertiefungen (27) der Innenschale (23) eingreifen, – dass die Vorsprünge (26) der Innenschale (23) in die Vertiefungen (30) der Außenschale (24) eingreifen.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (23) in mehreren oder in allen Vertiefungen (27) jeweils eine Öffnung (31) aufweist, welche die Innenschale (23) bis zu ihrer dem Luftpfad (22) zugewandten Innenseite (32) durchsetzen.
Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (32) der Innenschale (23) bis auf die Öffnungen (31) glatt ist.
Bauteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (29) der Außenschale (24) unter Ausbildung von Spalten (35) und/oder Kanälen (46) zwischen benachbarten Vorsprüngen (26, 29) in die Vertiefungen (27) der Innenschale (23) eingreifen, die mit der jeweiligen Öffnung (31) fluidisch verbunden sind.
Bauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass die Außenschale (24) in mehreren oder in allen Vertiefungen (30) jeweils eine Öffnung (33) aufweist, welche die Außenschale (24) bis zu ihrer vom Luftpfad (22) abgewandten Außenseite (34) durchsetzen, – dass die Vorsprünge (29) der Außenschale (24) und der Ausbildung von Kanälen (46) zwischen benachbarten Vorsprüngen (26, 29) in die Vertiefungen (27) der Innenschale (23) eingreifen, die jeweils eine Öffnung (31) der Innenschale (23) mit einer Öffnung (33) der Außenschale (24) fluidisch verbinden.
Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kanal (46) mittels einer Aussparung (49), die sich entlang des jeweiligen Vorsprungs (29) der Außenschale (24) von der Außenseite (34) der Außenschale (24) bis zur Öffnung (31) der Innenschale (23) erstreckt, und/oder mittels einer Aussparung (50) gebildet ist, die im jeweiligen Vorsprung (26) der Innenschale (23) ausgebildet ist und sich von der Innenseite (32) der Innenschale (23) bis zur Öffnung (33) der Außenschale (24) erstreckt.
Bauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren oder allen Vertiefungen (27) der Innenschale (23) jeweils ein Hohlraum (40) zwischen einem Ende oder Boden (39) der jeweiligen Vertiefung (27) und einer Spitze (38) des in die jeweilige Vertiefung (27) eingreifenden Vorsprungs (29) der Außenschale (24) ausgebildet ist, die mit der jeweiligen Öffnung (31) fluidisch verbunden sind.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenschale (23) und der Außenschale (24) eine Absorptionsund/oder Filtrationsschicht (42) angeordnet ist.
Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptions- und/oder Filtrationsschicht (42) aus einem bahnförmigen, flexiblen Absorptions- und/oder Filtermaterial besteht.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (24) in mehreren oder in allen Vertiefungen (30) jeweils eine Öffnung (33) aufweist, welche die Außenschale (24) bis zu ihrer der Umgebung zugewandten Außenseite (34) durchsetzen.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, – dass das Bauteil (20) ein Rohr (7) ist, das von einem Frischlufteinlass (43) der Frischluftanlage (4) zu einem Luftfilter (8) der Frischluftanlage (4) führt, oder – dass das Bauteil (20) ein Rohr (11) ist, das von einem Luftfilter (8) der Frischluftanlage zu einem Frischluftverteiler (15) der Frischluftanlage (4) führt, oder – dass das Bauteil (20) ein Rohr (11) ist, das von einem Luftfilter (8) der Frischluftanlage (4) zu einem Verdichter (13) eines Abgasturboladers (14) führt, oder – dass das Bauteil (20) ein Gehäuse (9) eines Luftfilters (8) der Frischluftanlage (4) ist, oder – dass das Bauteil (20) ein Frischluftverteiler (15) der Frischluftanlage (4) ist.
Frischluftanlage für eine Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Bauteil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.