DE102018109409A1

DE102018109409A1 - Rohluftanordnung

Info

Publication number: DE102018109409A1
Application number: DE102018109409.4A
Authority: DE
Inventors: Ralf Timme; Alexander Benz; Muralikrishna Sarangla; Viktor Benz; Holger Stoppert; Fabian Bosch; Benjamin Schweizer
Original assignee: Montaplast GmbH
Current assignee: Montaplast GmbH
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2019-10-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rohluftanordnung für einen Verbrennungsmotor, mit einer Rohluftleitung 12 zur Luftführung von an einem Lufteingangsende einströmender Luft bis zu einem an einem Luftausgangsende angeordneten Aggregat, insbesondere einem Turbolader 10,sowie mindestens einem in Luftströmungsrichtung abzweigenden Anschluss zur Verbindung der Rohluftleitung mit einem Resonanzraum über ein Verbindungsrohr 16,18, das mit einem in Einbaulage oben gelegenen Rohluftende an einer in Einbaulage oberen Verbindungsstelle mit der Rohluftleitung 12 und an einer in Einbaulage unteren Verbindungsstelle an einem Resonanzende mit dem Resonanzraum verbindbar bzw. verbunden ist. Zur Montagevereinfachung schlägt die Erfindung vor, dass der mindestens eine Anschluss für das mindestens eine Verbindungsrohr 16, 18 seitlich an der Rohluftleitung 12 ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohluftordnung für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen PKW-Motor, mit einer Rohluftleitung zur Luftführung von einem über ein Lufteingangsende einströmenden zu einem an einem Luftausgangsende angeordneten Aggregat, insbesondere einem Turbolader, sowie mindestens einem in Luftströmungsrichtung abzweigenden Anschluss zur Verbindung der Rohluftleitung mit einem Resonanzraum über ein Verbindungsrohr, dass mit einem in Einbaulage oben gelegenen Rohluftende mit der Rohluftleitung und mit einem in Einbaulage unten gelegenen Resonanzende mit dem Resonanzraum verbindbar bzw. verbunden ist.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind derartige Rohluftanordnungen zur Versorgung von Verbrennungsmotoren mit Frischluft bekannt. Der Turbolader oder andere Aggregate erzeugen bestimmte Resonanzen, die zu ungewünschten Geräuschentwicklungen führen können und deren Resonanzen bei modernen Motoren zur Geräuschreduktion kompensiert werden müssen. Dieses erfolgt üblicherweise mittels auf die zu kompensierenden Resonanzen besonders abgestimmte Resonanzsysteme mit einem Resonanzvolumen, wobei sich die konkrete Größe des Resonanzvolumens und die Länge des Verbindungsrohres durch das zu kompensierende Resonanzspektrum ergibt bzw. durch dieses bestimmbar ist.
Nachteile am Stand der Stand der Technik
Diese Ausgestaltung hat diverse Nachteile. Insbesondere ist der Anschlussbereich zwischen dem mindestens einen Verbindungsrohr und der Rohluftleitung beim Einbau durch die Rohluftleitung verdeckt, weil diese üblicherweise von oben auf die Verbindungsleitungen aufgesetzt wird, also unterseitig mit den Verbindungsleitungen verbunden werden muss. Die Stutzen am Rohluftende des Verbindungsrohrs werden also bei der Montage durch die Rohluftleitung verdeckt, so dass eine falsche Montage und falsche Befestigung leicht auftreten kann, was zu Fehlfunktionen führt. Dieses bedingt eine kostenaufwändige Nachbearbeitung.
Aufgabe / Technisches Problem
Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik und den damit verbundenen Nachteilen liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden bzw. weitestgehend zu vermeiden und insbesondere eine Rohluftanordnung vorzusehen, die besonders einfach auch durch ungeübtes Personal schnell zu montieren ist.
Erfindung
Dieses wird bei einer Rohluftanordnung der eingangs genannten Art bereits durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst; vorteilhafte, aber nicht zwingende Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Demnach wird diese Aufgabe in der abstraktesten Ausgestaltung bereits dadurch gelöst, dass der mindestens eine Anschluss für das mindestens eine Verbindungsrohr seitlich an der Rohluftleitung ausgebildet ist, also die Verbindungsmittel für das Verbinden des Rohluftendes des mindestens einen Verbindungsrohrs mit der Rohluftleitung seitlich und nicht an der Unterseite der Rohluftleitung ausgebildet sind.
Diese erfindungsgemäß seitliche Anordnung der oberen Verbindungsstelle zwischen der Rohluftleitung und dem mindestens einen Verbindungsrohr hat entscheidende Vorteile. Die Rohluftleitung kann somit einfach und schnell von oben auf den Motorblock aufgesetzt werden, was bevorzugt erfolgt, indem die Rohluftleitung an einer Seite an einem Schwenkende befestigt wird, um dieses Schwenkende nach unten geklappt wird auf den Motorblock bzw. den zu befestigenden Bereich und sodann mit dem mindestens einen einem Verbindungsrohr verbunden wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung muss lediglich noch die Rohluftleitung aufgesetzt werden und das Verbindungsrohr kann sodann seitlich mit der oberen Verbindungsstelle verbunden werden. Die obere Verbindungsstelle ist somit im Blickfeld des Monteurs, so dass das Verbindungsrohr nur noch seitlich aufgeschoben, insbesondere aufgeklipst werden muss. Ferner hat sich bei der Erfindung gezeigt, dass die seitliche Anordnung der oberen Verbindungsstelle für die Akustik besonders vorteilhaft ist.
Die obere und vorzugsweise auch die untere Verbindungsstelle zur Verbindung des Verbindungsrohrs sind vorzugsweise so ausgebildet, dass die Verbindung durch einfaches Aufschieben bzw. Aufstecken Verbindungsstelle bzw. -stellen erfolgen kann. Die bevorzugten Ausführungsformen sehen hierzu an den Verbindungsstellen ausgebildete Verbindungsstutzen vor, auf welche der Fügepartner aufsteckbar ist.
Zur Realisierung einer wirksamen Aufnahme der akustischen Wellen auf engem Raum von der Rohluftleitung über das Verbindungrohr in die Resonanzkammer kann dieser obere Verbindungstutzen an dem Rohluftende hälftig ausgebildet bzw. ausgeklinkt sein, also eine Schräge umfassen, so dass akustische Wellen um 90° nach unten umgelenkt werden. Vorzugsweise beträgt die Schräge etwa 45°, so dass das Verbindungsrohr stirnseitig flach auf dem Ende des schrägen Verbindungstutzens anliegen kann. Naturgemäß kann der Verbindungstutzen zwischen Rohluftleitung und Verbindungsrohr auch an dem Verbindungsrohr ausgebildet sein, der dann in die Rohluftleitung eingreift, wobei dieses aber nachteilig sein kann, weil dieses die Strömung innerhalb der Rohluftleitung behindern kann oder ungewünschte Turbulenzen erzeugen kann .
Die Montage kann weiter dadurch vereinfacht werden, wenn das Verbindungsrohr zumindest abschnittsweise gebogen ausgebildet ist, so dass das obere Verbindungsende in Einbaulage, also vorbefestigt an der unteren Verbindungsstelle am Resonanzende auf die obere Verbindungsstelle zwischen Rohluftende und Rohluftleitung ragt. Somit muss der Monteur nur noch das Rohluftende des Verbindungsrohrs auf der oberen Verbindungsstelle seitlich aufschieben.
Zur weiteren Montagevereinfachung kann an der unteren Verbindungsstelle zwischen Resonanzraum und Verbindungsrohr ebenfalls ein unterer Verbindungsstutzen vorgesehen sein, der ebenfalls vorzugsweise gekrümmt bzw. vorgekrümmt ist, um das Verbindungsrohr in die entsprechende Richtung auf die obere Verbindungsstelle zwischen Rohluftende und Rohluftleitung auszurichten.
Die Montage wird besonders dadurch vereinfacht, wenn das Verbindungsrohr zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist, besonders bevorzugt vollständig elastisch, insbesondere umfassend ein Elastomer, wobei das Verbindungsrohr vorzugsweise als Spritzteil als Elastomerschlauch ausgebildet ist.
Zur Realisierung einer Verliersicherung an den Verbindungsstellen zwischen Verbindungsrohr und Rohluftleitung am oberen Verbindungsende und zwischen Resonanzraum und Verbindungsrohr am unteren Verbindungsende können zusätzliche Fixierungsmittel vorgesehen sein. Diese Fixierungsmittel umfassen bei der bevorzugten Ausführungsform Rastmittel in Form von Rastlaschen, die z.B. einen an der Verbindungsstelle ausgebildeten Flansch zwischen den Fügepartnern durchgreifen und die beiden Flansche in Einbaulage mediendicht miteinander verbinden. Vorzugsweise sind diese Flansche mit außenseitigen Rastlaschen bzw. darum gelegenen Rastlaschen sowohl an der oberen Verbindungsstelle als auch an der unteren Verbindungsstelle vorgesehen.
Ausführungsformen sehen als Verbindungsmittel Rastlaschen vor, vorzugsweise jeweils zwei diametral gegenüberliegende Rastlaschen an dem Verbindungstutzen, welche in Einbaulage die jeweiligen Fügepartner insbesondere lösbar miteinander verbinden.
Bevorzugte Ausführungsformen sehen an den Verbindungstellen ausgebildete, gegenseitig an einer Trennebene ausgebildete Verbindungsflansche vor, welche bevorzugt durch die Verbindungsmittel durchstoßen bzw. hintergriffen werden.
Die besonders bevorzugte Ausführungsform umfasst zwei oder mehr vorzugsweise über getrennte Anschlussstutzen mit der Rohluftleitung verbundene Verbindungsrohre, welche in jeweils getrennt ausgebildete Resonanzräume zur Kompensation unterschiedlicher Resonanzspektren münden, die aber bevorzugt in einem Gehäuse bzw. Körper ausgebildet sein können, so z.B. einer Motorabdeckung, die besonders bevorzugt an der Vorderseite des Motorblocks befestigt sein kann.
Bevorzugte Ausführungsformen umfassen einen in die Rohluftleitung einsetzbaren Einsatzresonator, umfassend ein ebenfalls hohles Einsatzresonatorgehäuse mit mehreren darin ausgebildeten Öffnungen zur Kompensation weiterer Resonanzspektren. Bei einer Weiterentwicklung kann dieser Einsatzresonator Anschlussstutzen für die Verbindungsrohre das mindestens eine Verbindungsrohr umfasst, welche durch die äußere Mantelfläche der Rohluftleitung ragen.
Weitere Ausführungsformen umfassen zwischen den Fügepartnern ausgebildete, komplementäre Verbindungsflansche, also zwischen dem Verbindungsrohr und dem Resonanzraum bzw. der Rohluftleitung. In einer bevorzugten Weiterentwicklung können diese Verbindungsflansche , die also zwei in Einbaulage gegeneinander anliegende, komplementäre Flansche umfassen, zusätzlich Lagefixierungsmittel in Form von in Einbaulage gegenseitig eingreifende Vorsprüngen und Ausnehmungen umfassen. Zusätzlich können zur Verliersicherung an den Fügepartner sich gegenseitig in Einbaulage hintergreifende Rastmittel vorgesehen sein, vorzugsweise in Form von Rastlaschen und komplementären Einstecköffnungen.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Erfindungsbeschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, mit denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. in Bezug auf die Orientierungen der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierung positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist nicht im einschränkenden Sinne aufzufassen.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „integriert“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Integration. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dieses zweckmäßig ist.
Bezugszeichenlinien sind Linien, die das Bezugszeichen mit dem betreffenden Teil verbinden. Ein Pfeil hingegen, der kein Teil berührt, bezieht sich auf eine gesamte Einheit, auf die er gerichtet ist. Die Figuren sind im Übrigen nicht unbedingt maßstäblich. Zur Veranschaulichung von Details können möglichweise bestimmte Bereiche übertrieben groß dargestellt sein. Darüber hinaus können die Zeichnungen plakativ vereinfacht sein und enthalten nicht jedes bei der praktischen Ausführung gegebenenfalls vorhandene Detail. Die Begriffe „oben“ und „unten“ beziehen sich auf die Darstellung in den Figuren. Es zeigen:

1 eine perspektivische Frontansicht der Rohluftanordnung;
2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Rohluftanordnung;
3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der oberen Verbindungsstelle zwischen den Verbindungsrohren und der Rohluftleitung; und
4 eine perspektivische vergrößerte Frontansicht der oberen Verbindungsstelle der erfindungsgemäßen Rohluftanordnung.

Demnach umfasst eine Rohluftanordnung aus dem Stand der Technik sowie auch die erfindungsgemäße Rohluftanordnung jeweils eine rohrförmige Rohluftleitung 2, einen Resonator 4 sowie sich zwischen der Rohluftleitung 2 und diesem Resonator erstreckende Verbindungsrohre 6, 8.
Gemäß der in 1 dargestellten Rohluftanordnung gemäß Stand der Technik führt die im Wesentlichen rohrförmige Rohluftleitung 2 Luft von einem vorderen Lufteingangsende, an welcher ein Lufteinfangsstutzen zur Befestigung an einem Luftfilter ausgebildet ist, in Strömungsrichtung entlang der zu einem schematisch dargestellten Turbolader 10, der seinerseits am Luftausgangsende am hinteren Luftausgangsstutzen der Rohluftleitung befestigt ist. Beim Stand der Technik sind an der Unterseite der Rohluftleitung zwei im Wesentlichen um 90° gewinkelte Verbindungsrohre 6, 8 befestigt, die in getrennte Resonanzkammern in einem Resonator 4 münden, die frontseitig vor einem Motorblock eines Pkws befestigt ist.
Die 2 bis 4 zeigen sodann die erfindungsgemäße Rohluftanordnung mit im Wesentlichen demselben Aufbau, also umfassend eine Rohluftleitung 12, ein darunter angeordneter Resonator 14 mit zwei getrennten Resonanzkammern, die über zwei elastische Verbindungsrohre 16, 18 getrennt mit dem Resonator 14 verbunden sind.
Im Gegensatz zum Stand der Technik sind die oberen Verbindungsstellen zur Verbindung der elastischen Verbindungsrohre 16, 18 mit der Rohluftleitung 12 seitlich radial abragend an dem durch die Rohluftleitung 12 gebildeten Hohlkörper zur Zuführung von Frischluft von dem vorderen Lufteintrittsende zum hinteren Luftaustrittsende ausgebildet. Vorzugsweise ist am Luftaustrittsende wieder ein nicht näher dargestellter Turbolader befestigt.
Innerhalb der Rohluftleitung 12 ist ein in der 3 angedeuteter, hohler und mit Löchern versehener Einströmeinsatz 20 aufgenommen, der in die Rohluftleitung 12 eingesetzt ist und zwei seitlich radial abstehende und jeweils ausgeklinkte oberen Anschlussstutzen 22 aufweist, wovon nur einer in 3 sichtbar ist, welche durch seitliche Öffnungen in der äußeren Mantelfläche der Rohluftleitung 12 hindurchragen und auf welchen das obere Verbindungsende der elastischen Verbindungsrohre durch einfaches Aufstecken befestigt ist.
Wie insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich ist, ist die Rohluftleitung 12 aus zwei Halbschalen zusammengesetzt, nämlich einer unteren Halbschalen 12A und einer oberen Halbschalen 12B, welche zusammengesetzt die innen hohle Rohluftleitung 12 bilden. An der Verbindungsstelle zwischen der unteren Halbschale 12A und der oberen Halbschale 12B ist ein Aufsatzrand ausgebildet, wobei dieser Aufsatzrand zudem radial abstehende Rastlaschen 12C, 12D aufweist, an welchen nach oben abragende Rastlaschen 16A, 18A der Verbindungsrohre 16, 18 aufschnappbar bzw. aufsetzbar sind.
Wie die 3 ferner zeigt, sind die oberen Anschlussstutzen 22 der Rohluftleitung 12 bzw. des eingesetzten Einströmeinsatzes 20 seitlich ausgeklinkt, also seitlich in einem Winkel von etwa 45° abgeschrägt, so dass akustische Wellen auch bei aufgesetztem Verbindungsrohr 16, 18 nach unten gelenkt werden, welche am oberen Ende topfförmig ausgebildete, auf diese Anschlussstutzen 22 aufschnappbare Verbindungsenden aufweist.
Die beiden getrennten Resonanzkammern in dem Resonator 14 weisen je einen unteren Anschlussstutzen 23 auf, von denen in 4 nur der vordere untere Anschlussstutzen 23 sichtbar ist. Um einem Monteur die Montage noch mehr zu vereinfachen, können diese unteren Anschlussstutzen 23 nach oben gekrümmt sein, um somit dem auf diese aufsetzbaren Verbindungsrohre 16, 18, die ebenfalls leicht gekrümmt sind, eine Vorkrümmung zu verleihen, damit die Verbindungsrohre 16, 18 mit ihren oberen Verbindungsenden auf die obere Verbindungsstelle zu den oberen Anschlussstutzen 22 der Rohluftleitung 12 hin ragen.
Seitlich diametral gegenüberliegend sind an der Außenseite der Resonator 14 neben den unteren Verbindungsstutzen 22 sind Rastlaschen 24, 26 vorgesehen, auf welche ein Aufsetzflansch 28 am unteren Ende der Verbindungsrohre 16,18 rastend aufsetztbar ist. Zusätzlich weist der Aufsetztflansch 28 um 90° gedreht versetzt zu den von Durchgängen für die Rastlaschen 24, 26 nach vorne ragende Justiervorsprünge 30 auf, von denen in der 4 nur der nach vorne gewandte sichtbar ist und die korrespondierend ausgebildete Ausnehmungen 32 in dem Resonator 14 eingreifen.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung - offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste

2: Rohluftleitung
4: Resonator
6,8: Verbindungsrohr
10: Turbolader
12: Rohluftleitung
12A: untere Halbeschale
12B: obere Halbschale
12C, 12D: Rastlasche
14: Resonator
16, 18: Verbindungsrohr
16A, 18A: Rastlasche
20: Einströmeinsatz
22: oberer Anschlussstutzen
23: unterer Anschlussstutzen
24,26: Rastlaschen
28: Aufsetzflansch
30: Justiervorsprung
32: Ausnehmung

Claims

Rohluftanordnung für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen PKW, mit einer Rohluftleitung (12) zur Luftführung von an einem Lufteingangsende einströmender Luft bis zu einem an einem Luftausgangsende angeordneten Aggregat, insbesondere einem Turbolader (10),sowie mindestens einem in Luftströmungsrichtung abzweigenden Anschluss zur Verbindung der Rohluftleitung mit einem Resonanzraum über ein Verbindungsrohr (16,18), das mit einem in Einbaulage oben gelegenen Rohluftende an einer in Einbaulage oberen Verbindungsstelle mit der Rohluftleitung (12) und an einer in Einbaulage unteren Verbindungsstelle an einem Resonanzende mit dem Resonanzraum verbindbar bzw. verbunden ist, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der mindestens eine Anschluss für das mindestens eine Verbindungsrohr (16, 18) seitlich an der Rohluftleitung (12) ausgebildet ist.
Rohluftanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS zwischen dem Resonanzende des Verbindungsrohr (16, 18) und dem mindestens einen Resonanzraum ein gekrümmter Anschlussstutzen ausgebildet ist.
Rohluftanordnung nach Anspruch 2, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der gekrümmte Anschlussstutzen (22) an dem Resonanzraum ausgebildet ist.
Rohluftanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS das mindestens eine Verbindungsrohr (16, 18) gekrümmt ausgebildet ist.
Rohluftanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS das mindestens eine Verbindungsrohr (16, 18) zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist.
Rohluftanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS zwischen dem mindestens einen Verbindungsrohr (16,18) und mindestens einem Fügepartner, also dem Resonanzraum und/oder der Rohluftluftleitung (12) Verbindungsmittel ausgebildet sind.
Rohluftanordnung nach Anspruch 6, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS die Verbindungsmittel Rastlaschen (16A; 18A; 24, 26) umfassen.
Rohluftanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS diese zwei Anschlüsse mit zwei getrennten Verbindungsrohren (16, 18) zum Anschluss an zwei getrennte Resonanzräume umfasst.
Rohluftanordnung nach Anspruch 8, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS das die beiden Resonanzräume in einem Gehäuse ausgebildet sind.
Rohluftanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS die Resonanzräume in einem Resonator (14) ausgebildet sind.