DE112009001436B4

DE112009001436B4 - Luftführungsanordnung in einem Ansaugsystem für die Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE112009001436B4
Application number: DE112009001436.4T
Authority: DE
Inventors: Joseph Adler Clairizier; Ralf Kempf; Gerhard Knospe; Armin Ludmann; Carmen Wiedmaier
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2029-07-22
Also published as: DE112009001436A5; DE202008010199U1; WO2010012626A1

Abstract

Luftführungsanordnung (1) in einem Ansaugsystem für die Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine mit einem Luftführungskanal (2) und in Strömungsrichtung (S) der Luft vor diesem angeordneter Tulpe (3) und mit einem Strömungsgitter (6) zur Ausrichtung der Strömung im Luftführungskanal (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsgitter (6) an einer Anströmseite (4') der Tulpe (3) angeordnet und einstückig mit der Tulpe (3) ausgeführt ist, wobei an der Anströmseite (4') der Tulpe (3) mehrere Rippen (10) ausgebildet sind, an denen das Strömungsgitter (6) angeformt ist und zwischen den Rippen (10) Einströmöffnungen (11) gebildet sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Luftführungsanordnung in einem Ansaugsystem für die Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Stand der Technik
In einem Ansaugsystem für die Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine ist üblicherweise eine Luftführungsanordnung vorgesehen, die einen Luftführungskanal und eine in Strömungsrichtung der Luft vor diesem angeordnete Tulpe umfasst. Der Luftführungskanal ist zumindest über einen Teil seiner Längserstreckung zylindrisch gestaltet. In diesem zylindrischen Abschnitt ist ein Luftmassenmesser angeordnet, wobei stromauf des Luftmassenmessers zur Ausrichtung der Strömung ein Strömungsgitter vorgesehen ist. Bei den bekannten Anordnungen befindet sich das Strömungsgitter beispielsweise in einem ausreichenden Abstand vor dem Luftmassenmesser in dem Luftführungskanal oder am Ausgang eines Luftfiltergehäuses. Die bekannten Strömungsgitter werden als separate Bauteile hergestellt und in eine entsprechende Öffnung des Luftführungskanals oder des Luftfiltergehäuses eingesetzt.
Die US 2004 / 0 055 570 A1 zeigt eine Durchflussreglervorrichtung für ein Induktionssystem, aufweisend einen Luftfilter, einen Luftkanal in Verbindung mit dem Luftfilter und einen Sensor, der die in den Motor eingespeiste Luftmenge misst, wobei die Durchflussreglervorrichtung einen sich der Länge nach erstreckenden, im Luftkanal angeordneten Körper, der stromabwärts vom Luftfilter und stromaufwärts vom Sensor angeordnet ist, aufweist, und der eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche besitzt, wobei die innere Oberfläche einen Luftstromdurchgang definiert. Aus der DE 40 16 673 A1 ist eine Wirbelflußmeßeinrichtung bekannt zum Messen der Flußrate eines zu messenden Fluids, das in einen Kanal hinein fließt, ein Bauteil zum Stören des Flusses des zu messenden Fluids stromaufwärts bezüglich einer Wirbelerzeugungseinrichtung angeordnet wird, und indem ein Teil zum Unterteilen des gestörten Flusses in eine Vielzahl von Flüssen bzw. Flußlinien stromabwärts bezüglich des Bauteils zum Stören des Flusses des Fluides angeordnet wird.
Aus der US 6 267 006 B1 ist eine Lufteinlaßanordnung, durch die Luft zu einem Motor strömt, bekannt, die in einem Einlasskanal angeordnet ist. Die Lufteinlassanordnung weist einen Leitungsteil auf, der einen Luftstromweg definiert. Ein Luftmassenstromsensor ist in einem Zwischenleitungsabschnitt angeordnet und in Fluidverbindung mit dem Luftströmungspfad. Der Luftmassenstromsensor erzeugt ein Ausgangssignal entsprechend der Luftströmungsrate innerhalb des Zwischenleitungsabschnittes. Mehrere Strömungskonditionierungselemente im Luftströmungsweg erzeugen einen gleichmäßigen Luftstrom mit geringen turbulenten Schwankungen, ohne übermäßig die Luft, die in den Motor strömt, zu beschränken.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftführungsanordnung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die kostengünstig ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Luftführungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die einstückige Herstellung der Tulpe und des Strömungsgitters wird die Anzahl der Einzelteile und der erforderlichen Montageschritte reduziert. Dadurch ergibt sich eine Kostenersparnis und die Vermeidung von Montageproblemen.
Erfindungsgemäß sind an der Anströmseite der Tulpe mehrere Rippen ausgebildet, an denen das Strömungsgitter angeformt ist, wobei zwischen den Rippen Einströmöffnungen gebildet sind. Die Rippen behindern die Strömung nur geringfügig und die zwischen den Rippen gebildeten Einströmöffnungen bieten insgesamt einen großen Strömungsquerschnitt gemeinsam mit dem Strömungsgitter. Zweckmäßigerweise sind die Rippen über den Umfang der Tulpe mindestens annähernd gleichmäßig verteilt, so dass sich auch abströmseitig der Tulpe eine optimale Ausrichtung der Strömung ergibt.
Vorteilhaft ist darüber hinaus, dass die Rippen sich in axialer Richtung über die gesamte Länge eines sich verjüngenden Abschnitts der Tulpe erstrecken. Dadurch ist eine Gestaltung des Spritzwerkzeugs möglich, bei dem lediglich eine Ausformung in den beiden axialen Richtungen notwendig ist. Durch eine derartige Rippenanordnung werden Hinterschneidungen des integralen Bauteils vermieden. Zweckmäßigerweise ragen die Rippen über einen vorderen Rand der Tulpe heraus und das Strömungsgitter steht an der Anströmseite der Tulpe hervor. Die Rippen sind an einem radialen Umfang des Strömungsgitters angeformt und weisen an der Anströmseite eine bogenförmige Kontur auf.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Tulpe und der Luftführungskanal ebenfalls einstückig ausgebildet. Damit ist eine weitere Reduzierung der Einzelteile möglich. Das Strömungsgitter und die Tulpe sind vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Luftführungsanordnung mit Luftführungskanal und Tulpe,
2 eine Tulpe mit davor angeordnetem Strömungsgitter in perspektivischer Darstellung,
3 in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt durch eine Tulpe mit Strömungsgitter.

Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist schematisch eine Luftführungsanordnung 1 in einem Ansaugsystem für die Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine gezeigt, die einen Luftführungskanal 2 und eine in einer Strömungsrichtung S der Luft vor dieser angeordneten Tulpe 3 umfasst. Die Tulpe 3 besitzt an einem vorderen Rand 4 einer Anströmseite 4' den größten, idealerweise kreisförmigen Querschnitt, der sich in Strömungsrichtung S verjüngt. An der Tulpe 3 schließt sich der Luftführungskanal 2 an, der als ein separates Bauteil oder einstückig mit der Tulpe 3 ausgeführt sein kann. Der Luftführungskanal 2 ist vorzugsweise zylindrisch und dient häufig zur Aufnahme eines Luftmassenmessers 5. Zur Ausrichtung der Strömung vor dem Luftmassenmesser 5 wird üblicherweise ein Strömungsgitter vorgesehen. Bei den bisher bekannten Anordnungen ist das Strömungsgitter beispielsweise am Ausgang eines Luftfiltergehäuses oder in dem Luftführungskanal 2 in entsprechendem Abstand vor dem Luftmassenmesser angeordnet.
Die 2 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung eines Strömungsgitters 6 an der Anströmseite 4 der Tulpe 3, wobei das Strömungsgitter 6 und die Tulpe 3 als einstückiges Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt ist. Das Strömungsgitter 6 besteht aus einer Vielzahl sich kreuzender Stege, zwischen denen gleichmäßig gestaltete Luftdurchtrittslöcher gebildet sind. Die Tulpe 3 ist in dem in 2 gezeigten Beispiel mit einem angeformten zylindrischen Abschnitt 7 versehen, an dessen Ende Verbindungsmittel 8, 9 zur mechanischen Verbindung mit dem nachfolgenden Luftführungskanal angeordnet sind.
Das Strömungsgitter 6 ist über eine Vielzahl von Rippen 10 mit der Tulpe 3 verbunden, wobei die Rippen 10 an der Anströmseite 4 aus der Tulpe 3 hervorstehen und am Umfang des Strömungsgitters 6 an diesem angeformt sind. Auf diese Weise ist das Strömungsgitter 6 vor der Tulpe 3 gehalten. Zwischen den Rippen 10 sind Einströmöffnungen 11 gebildet, wobei die Rippen 10 und Einströmöffnungen 11 über den Umfang des Strömungsgitters 6 bzw. der Tulpe 3 gleichmäßig verteilt angeordnet sind, damit eine Beeinträchtigung der vom Strömungsgitter 6 ausgerichteten Strömung vermieden wird. Die Rippen 10 weisen an ihrer Außenkante eine bogenförmige Kontur auf, die am Strömungsgitter 6 radial beginnt und in einen axialen Verlauf an der Tulpe 3 übergeht.
Die 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Tulpe 3 und das Strömungsgitter 6 in vergrößerter Darstellung und geänderter Perspektive. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass die Rippen 10 sich in axialer Richtung in die Tulpe 3 hineinerstrecken und bis zum Beginn des zylindrischen Abschnitts 7 reichen. Das radiale Innenmaß der Rippen 10 ist etwas geringer als das des zylindrischen Abschnitts 7, so dass auch das Strömungsgitter 6 bezüglich seines Umfangs so begrenzt ist, dass das Werkzeug, welches auch die Einströmöffnung 11 zwischen den Rippen 10 bildet, nach vorn entformbar ist. In beiden axialen Richtungen der Tulpe 3 mit dem Strömungsgitter 6 sind keine Hinterschneidungen vorhanden, so dass die einstückige Ausführung auf einfache Weise möglich ist.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, besteht das Strömungsgitter 6 aus sich kreuzenden Stegen 12, zwischen denen Luftdurchtrittslöcher 13 gebildet sind, und zwar in einer gleichmäßigen Anordnung. Auch die Rippen 10 und Einströmöffnungen 11 sind gleichmäßig über den Umfang der Tulpe 3 verteilt. Die Verbindungsmittel 8, 9 sind ebenfalls einstückig angeformt. Aus der Darstellung in 3 geht auch hervor, dass durch die vorstehenden Rippen 10 das Strömungsgitter 6 vor der Anströmseite 4 der Tulpe 3 angeordnet ist.

Claims

Luftführungsanordnung (1) in einem Ansaugsystem für die Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine mit einem Luftführungskanal (2) und in Strömungsrichtung (S) der Luft vor diesem angeordneter Tulpe (3) und mit einem Strömungsgitter (6) zur Ausrichtung der Strömung im Luftführungskanal (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsgitter (6) an einer Anströmseite (4') der Tulpe (3) angeordnet und einstückig mit der Tulpe (3) ausgeführt ist, wobei an der Anströmseite (4') der Tulpe (3) mehrere Rippen (10) ausgebildet sind, an denen das Strömungsgitter (6) angeformt ist und zwischen den Rippen (10) Einströmöffnungen (11) gebildet sind.
Luftführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (10) über den Umfang der Tulpe (3) mindestens annähernd gleichmäßig verteilt sind.
Luftführungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (10) sich in axialer Richtung über die gesamte Länge eines sich verjüngenden Abschnitts der Tulpe (3) erstrecken.
Luftführungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (10) über einen vorderen Rand (4) der Tulpe (3) herausragen und das Strömungsgitter (6) an der Anströmseite (4') der Tulpe (3) hervorsteht.
Luftführungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (10) an einem radialen Umfang des Strömungsgitters (6) angeformt sind und an der Anströmseite (4') eine bogenförmige Kontur aufweisen.
Luftführungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tulpe (3) und der Luftführungskanal (2) einstückig ausgebildet sind.
Luftführungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsgitter (6) und die Tulpe (3) als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sind.