DE112021000958T5

DE112021000958T5 - Kompakte luftfilterbaugruppe mit geräuschreduktionsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021000958T5
Application number: DE112021000958.3T
Authority: DE
Inventors: Shantanu Vaman Kanade; Ruchi Lutade; Michael T. Zuroski; Devendra Kalaskar; Narendra Kumar Tripathi
Original assignee: Cummins Filtration Inc
Current assignee: Cummins Filtration Inc
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2022-11-24
Also published as: DE212021000306U1; WO2021154490A1; US20230057475A1

Abstract

Eine Luftfilterbaugruppe umfasst ein Filterelement und eine Gehäusebaugruppe. Das Filterelement umfasst ein Filtermedium zum Filtern eines Fluids und eine erste Endkappe, die entlang eines ersten Endes des Filtermediums positioniert ist und durch die ein erster gefilterter Luftstromabschnitt strömt. Die Gehäusebaugruppe enthält mindestens teilweise das Filterelement und umfasst eine Abdeckung, die einen ersten Auslass definiert, durch den der erste gefilterte Luftstromabschnitt zu einer nachgelagerten Vorrichtung strömt. Die Abdeckung umfasst eine Geräuschreduktionsvorrichtung, die den ersten gefilterten Luftstromabschnitt aufnimmt und Schallwellen ableitet, die sich der nachgelagerten Vorrichtung vorgelagert bewegen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der vorläufigen indischen Patentanmeldung Nr. 202041004392 , eingereicht am 31. Januar 2020, und deren Inhalte wird hierin in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen.
GEBIET
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein auf Luftfilterbaugruppen, die zum Zuführen von gefilterter Luft zu Bremskompressoren oder anderen Vorrichtungen verwendet werden.
STAND DER TECHNIK
Verschiedene herkömmliche Luftfilterbaugruppen können einen gefilterten Luftstrom einem Bremskompressor bereitstellen. Entlang des Wegs des Luftstroms zu dem Bremskompressor können sich jedoch Geräusche in die entgegengesetzte Richtung in die Luftfilterbaugruppe bewegen, was den Gesamtgeräuschpegel erhöht.
KURZDARSTELLUNG
Verschiedene Ausführungsformen stellen eine Luftfilterbaugruppe bereit, die ein Filterelement und eine Gehäusebaugruppe umfasst. Das Filterelement umfasst ein Filtermedium zum Filtern eines Fluids und eine erste Endkappe, die entlang eines ersten Endes des Filtermediums positioniert ist und durch die ein erster gefilterter Luftstromabschnitt strömt. Die Gehäusebaugruppe enthält mindestens teilweise das Filterelement und umfasst eine Abdeckung, die einen ersten Auslass definiert, durch den der erste gefilterte Luftstromabschnitt zu einer nachgelagerten Vorrichtung strömt. Die Abdeckung umfasst eine Geräuschreduktionsvorrichtung, die den ersten gefilterten Luftstromabschnitt aufnimmt und Schallwellen ableitet, die sich der nachgelagerten Vorrichtung vorgelagert bewegen.
Verschiedene Ausführungsformen stellen eine Gehäusebaugruppe bereit, um mindestens teilweise ein Filterelement zum Filtern eines Fluids zu enthalten. Die Gehäusebaugruppe umfasst eine Abdeckung und einen Gehäusekörper. Die Abdeckung definiert einen ersten Auslass, durch den ein erster gefilterter Luftstromabschnitt zu einer ersten nachgelagerten Vorrichtung strömt. Die Abdeckung umfasst eine Geräuschreduktionsvorrichtung, die den ersten gefilterten Luftstromabschnitt aufnimmt und Schallwellen ableitet, die sich der ersten nachgelagerten Vorrichtung vorgelagert bewegen. Der Gehäusekörper ist entfernbar an der Abdeckung anbringbar und definiert einen zweiten Auslass, durch den ein zweiter gefilterter Luftstromabschnitt zu einer zweiten nachgelagerten Vorrichtung strömt.
Diese und andere Merkmale (einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Rückhaltemerkmale und/oder Sichtmerkmale) sowie die Organisation und Art ihrer Betätigung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Elemente in den verschiedenen, nachstehend beschriebenen Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen haben.
Figurenliste

1A ist eine perspektivische Ansicht einer Luftfilterbaugruppe gemäß einer Ausführungsform.
1B ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Filterelements und eines Abschnitts einer Gehäusebaugruppe der Luftfilterbaugruppe von 1A.
2A ist eine perspektivische Ansicht des Filterelements des Luftfilterelements von 1A.
2B ist eine Endansicht des Filterelements von 2A.
3 ist eine Querschnittsansicht der herkömmlichen Luftfilterbaugruppe von 1A.
4A ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Abdeckung der Gehäusebaugruppe der Luftfilterbaugruppe gemäß einer Ausführungsform, die einen Luftstrom und einen Schallwellenstrom zeigt.
4B ist eine Querschnittsansicht des Abschnitts der Abdeckung von 4A, die einen reflektierten Schallwellenabschnitt zeigt.
4C ist ein Graph, der die Schallübertragungsverlustergebnisse aus der Verwendung der Abdeckung von 4A zeigt.
5 ist eine Querschnittsansicht einer Abdeckung einer Gehäusebaugruppe gemäß einer anderen Ausführungsform.
6 ist eine Querschnittsansicht einer Abdeckung und einer Gehäusebaugruppe gemäß noch einer anderen Ausführungsform.
7 ist eine Querschnittsansicht einer Abdeckung einer Gehäusebaugruppe gemäß noch einer anderen Ausführungsform.
8A ist eine perspektivische Ansicht einer Geräuschreduktionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
8B ist eine perspektivische Ansicht einer Geräuschreduktionsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform.
9 ist ein Graph zum Zeigen der Schallübertragungsverlustergebnisse aus der Verwendung der Geräuschreduktionsvorrichtungen von 8A bis 8B.
10A ist eine perspektivische Ansicht einer Abdeckung mit einer Geräuschreduktionsvorrichtung mit nicht durchgehendem Kanal.
10B ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Abdeckung.
10C ist ein Graph, der Schallübertragungsverlustergebnisse aus der Verwendung der Abdeckungen von 10A bis 10B zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter allgemeiner Bezugnahme auf die Figuren beziehen sich verschiedene hierin offenbarte Ausführungsformen auf eine Luftfilterbaugruppe mit einer Geräuschreduktionsvorrichtung.
Luftfilterbaugruppe
Wie in 1A gezeigt, ist eine Luftfilterbaugruppe 20 dazu konfiguriert, einen gefilterten Luftstrom verschiedenen nachgelagerten Vorrichtungen, wie einem Bremskompressor 11 (der eine erste nachgelagert Vorrichtung sein kann) und einem Motor 12 (der eine zweite nachgelagerte Vorrichtung sein kann), bereitzustellen. Demgemäß umfasst die Luftfilterbaugruppe 20 von 1A zwei Auslässe: einen ersten Auslass 51, durch den gefilterte Luft zu dem Bremskompressor 11 strömt (als ein erster gefilterter Luftstromabschnitt 21), und einen zweiten Auslass 52, durch den Luft zu dem Motor 12 strömt (als ein zweiter gefilterter Luftstromabschnitt 22).
Die Luftfilterbaugruppe 20 umfasst eine Gehäuseanordnung 50 (wie in 1A bis 1B gezeigt) und ein Filterelement 30 (wie in 1B bis 3 gezeigt), das dazu konfiguriert ist, ein Fluid zu filtern und mindestens teilweise innerhalb der Gehäusebaugruppe 50 positioniert zu sein.
Gehäusebaugruppe
Wie in 1A bis 1B gezeigt, umfasst die Gehäusebaugruppe 50 einen Hauptgehäusekörper 56 und eine Wartungsabdeckung 60 (wie hierin weiter beschrieben). Der Hauptgehäusekörper 56 und die Abdeckung 60 sind dazu konfiguriert, entfernbar (und wieder anbringbar) aneinander angebracht zu sein, um mindestens teilweise oder vollständig das Filterelement 30 zu umschließen, zu umgeben und zu enthalten, sodass das Filterelement 30 mindestens teilweise innerhalb der Gehäusebaugruppe 50 enthalten oder untergebracht ist. Der Hauptgehäusekörper 56 und/oder die Abdeckung 60 können sich entlang der axialen Länge des Filterelements 30 erstrecken. Die Abdeckung 60 kann sich auch entlang eines Endes des Filterelements 30 (entspricht dem ersten Ende 31 des Filtermediums 33) erstrecken, und der Hauptgehäusekörper 56 kann sich auch entlang des anderen Endes des Filterelements 30 (entspricht dem zweiten Ende 32 des Filtermediums 33) erstrecken.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Gehäusebaugruppe 50 einen Gehäusebaugruppeneinlass 53, um zu ermöglichen, dass ungefilterte Luft in die Gehäusebaugruppe 50 eintritt und strömt und durch das Filterelement 30 gefiltert wird. Wie in 1A gezeigt, definiert die Gehäusebaugruppe 50, um zu ermöglichen, dass gefiltertes Fluid zu zwei unterschiedlichen Vorrichtungen strömt (nachdem es durch das Filterelement 30 strömt und durch es gefiltert wird), die zwei Auslässe (d. h. den ersten Auslass 51 und den zweiten Auslass 52), damit gefilterte Luft die Gehäusebaugruppe 50 verlässt. Der erste Auslass 51 ist durch die Abdeckung 60 definiert, und der zweite Auslass 52 ist durch den Hauptgehäusekörper 56 definiert. Es versteht sich jedoch, dass die Abdeckung 60 auch den zweiten Auslass 52 definieren kann. Der erste Auslass 51 ist wesentlich kleiner als der zweite Auslass 52, um den Fluidstrom zu dem Bremskompressor 11 einzuschränken und um mehr Fluid in Richtung des Motors 12 strömen zu lassen. Der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 (welcher der sekundäre Luftstromabschnitt sein kann) strömt von dem Filterelement 30 (über die Abdeckung 60) durch den ersten Auslass 51 (welcher der sekundäre Auslass sein kann) und zu dem Bremskompressor 11 (eine erste nachgelagerte Vorrichtung). Der zweite gefilterte Luftstromabschnitt 22 (welcher der primäre oder der Hauptluftstromabschnitt sein kann) strömt von dem Filterelement 30 durch den zweiten Auslass 52 (welcher der primäre oder der Hauptauslass sein kann) und zu dem Motor 12 (eine zweite nachgelagerte Vorrichtung).
Filterelement
Wie in 1B bis 2A gezeigt, umfasst das Filterelement 30 ein Filtermedium 33, das dazu konfiguriert ist, ein Fluid zu filtern, eine erste Endkappe 41 (z. B. eine untere Endkappe) und eine zweite Endkappe 47 (z. B. eine obere Endkappe).
Wie in 2A gezeigt, erstreckt sich das Filtermedium 33 axial zwischen einem ersten Ende 31 und einem zweiten Ende 32 und umfasst sie. Das Filtermedium 33 kann im Wesentlichen zylindrisch und hohl sein, wobei ein Innenbereich 35 definiert wird. Das Filtermedium kann jedoch eine Vielfalt von Querschnittsformen aufweisen, einschließlich kreisförmige, ovale, rechteckige, abgerundete rechteckige und Rennbahnformen. Ungefiltertes Fluid strömt von der äußeren radialen Oberfläche durch das Filtermedium 33 zu der inneren radialen Oberfläche und in den Innenbereich 35 als gefiltertes Fluid (wie in 3 gezeigt). Es versteht sich jedoch, dass das Filtermedium 33 (und die Luftfilterbaugruppe 20) so konfiguriert sein können, dass das Fluid in die entgegengesetzte Richtung gefiltert wird.
Die erste Endkappe 41 ist entlang des ersten Endes 31 des Filtermediums 33 positioniert und definiert einen Auslassdurchlass 42 (wie in 2B bis 3 gezeigt), durch den der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 aus dem Innenbereich 35 des Filtermediums 33 durch die erste Endkappe 41 in und durch die Abdeckung 60 (durch den Einlass 63 der Abdeckung 60) (und schließlich zu dem ersten Auslass 51 der Abdeckung 60 und zu dem Bremskompressor 11, wie in 1A gezeigt) strömt. Der Auslassdurchlass 42 kann dazu konfiguriert sein, den Einlass 63 der Abdeckung 60 mindestens teilweise aufzunehmen (wie in 3 gezeigt). Neben dem Auslassdurchlass 42 kann die erste Endkappe 41 eine geschlossene Endkappe sein, die das erste Ende 31 des Filtermediums 33 vollständig blockiert, einschließlich entlang des Innenbereichs 35 des Filtermediums 33. Der Auslassdurchlass 42 ist jedoch entlang dem Innenbereich 35 des Filtermediums 33 positioniert und damit ausgerichtet und stellt einen relativ kleinen Bereich bereit, damit Fluid durch die erste Endkappe 41 strömt (verglichen mit der Größe der ersten Endkappe 41 und des Innenbereichs 35 des Filtermediums 33). Demgemäß schränkt das erste Ende 31 des Filtermediums 33 die Menge des ersten gefilterten Luftstromabschnitts 21 ein, der zu und durch den ersten Auslass 51 strömen kann (verglichen mit der Menge des zweiten gefilterten Luftstromabschnitts 22, die zu und durch das zweite Ende 32 des Filtermediums 33 strömen kann).
Die zweite Endkappe 47 ist entlang des zweiten Endes 32 des Filtermediums 33 positioniert und definiert eine Öffnung 48 (wie in 2A bis 3A gezeigt), durch die der zweite gefilterte Luftstromabschnitt 22 von dem Innenbereich 35 des Filtermediums 33 durch die zweite Endkappe 47 und durch den zweiten Auslass 52 der Gehäusebaugruppe 50 (und schließlich zu dem Motor 12, wie in 1A gezeigt) strömt. Die zweite Endkappe 47 kann im Wesentlichen offen sein, sodass sich die zweite Endkappe 47 entlang des Medienabschnitts des ersten Endes 31 entlang des Filtermediums 33 erstreckt und sich die Öffnung 48 entlang des Großteils des (oder des gesamten) Innenbereichs 35 des Filtermediums 33 erstreckt (und axial damit ausgerichtet ist). Demgemäß ist das zweite Ende 32 des Filtermediums 33 offener gelassen, damit der zweite Luftstromabschnitt 22 im Wesentlichen ungehindert zu dem zweiten Auslass 52 strömt (verglichen mit dem ersten Ende 31 des Filtermediums 33). Insbesondere ermöglicht die zweite Endkappe 47, dass der zweite gefilterte Luftstromabschnitt 22 verglichen mit der ersten Endkappe 41 relativ ungehindert durch die Öffnung 48 und zu dem zweiten Auslass 52 strömt, was eine relativ größere Einschränkung des Stroms des ersten gefilterten Luftstromabschnitts 21 durch den Auslassdurchlass 42 und zu dem ersten Auslass 51 bereitstellt.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Filterelement 30 der Luftfilterbaugruppe 20 auch einen Resonator aufweisen, um Geräusche (insbesondere Motorgeräusche) zusätzlich zu der Geräuschreduktionsvorrichtung 70 in der Abdeckung 60 der Luftfilterbaugruppe 20 (wie hierin weiter beschrieben) zu reduzieren.
Wartungsabdeckung
Wie in 1B und 3 gezeigt, definiert die Wartungsabdeckung 60 der Gehäuseanordnung 50 einen Abdeckungseinlass 63, durch den der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 von dem Innenbereich 35 des Filtermediums 33 und in die Wartungsabdeckung 60 (insbesondere in die Geräuschreduktionsvorrichtung 70) strömt. Der Einlass 63 kann sich in und durch den Auslassdurchlass 42 der ersten Endkappe 41 erstrecken (wie in 3 gezeigt).
Wie in 3 (sowie 1A) gezeigt, definiert die Abdeckung 60 auch den ersten Auslass 51 der Gehäusebaugruppe 50 (der dem Einlass 63 nachgelagert ist), durch den der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 aus der Abdeckung 60 herausströmt (nach Gehen durch die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 der Abdeckung 60).
Um Geräusche zu reduzieren, umfasst die Wartungsabdeckung 60 eine Geräuschreduktionsvorrichtung 70 (die auch als Schalldämpfungsvorrichtung oder -komponente, akustischer Resonator oder Schalldämpfer bezeichnet werden kann), die dazu konfiguriert ist, eine akustische Dämpfung bereitzustellen und die Geräuschmenge zu reduzieren und zu steuern, insbesondere Geräusche, die von dem ersten Auslass 51 nachgelagert (z. B. von dem Bremskompressor 11) kommen. Die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 ist dazu konfiguriert, den ersten gefilterten Luftstromabschnitt 21 aufzunehmen, der nachgelagert strömt, und Schallwellen, die sich dem Bremskompressor 11 (der die erste nachgelagerte Vorrichtung ist) vorgelagert bewegen, wobei optional ein Schallübertragungsverlust bei bestimmten Frequenzen und eine Breitbanddämpfung bereitgestellt wird.
Die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 ist in den Körper der Abdeckung 60 integriert und mit ihm eingebaut und weist eine kompakte Konfiguration mit dem Rest der Abdeckung 60 auf. Die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 ist zwischen dem Einlass 63 und dem ersten Auslass 51 der Abdeckung 60 entlang eines Stromwegs des ersten gefilterten Luftstromabschnitts 21 positioniert. Demgemäß strömt nach einem Einströmen in die Abdeckung 60 durch den Einlass 63 der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 durch die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 und anschließend aus der Abdeckung 60 heraus (und daher aus der Gehäusebaugruppe 50 heraus) durch den ersten Auslass 51. Wie hierin weiter beschrieben, ist die Abdeckung 60, einschließlich der Geräuschreduktionsvorrichtung 70, eine kompakte Vorrichtung.
Wie in 1A bis 1B und 3 gezeigt, umfasst die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 eine Außenwand 76 und eine Innenwand 77 auf entgegengesetzten Seiten der Geräuschreduktionsvorrichtung 70 und mindestens eine Seitenwand 71, die sich zwischen der Außenwand 76 und der Innenwand 77 erstreckt (und etwa lotrecht dazu sein kann). Wie in 3 gezeigt, ist die Innenwand 77 näher an dem Filterelement 30 als die Außenwand 76 und trennt den Innenbereich 35 des Filterelements 30 von dem Innenbereich der Geräuschreduktionsvorrichtung 70 (außer durch den Einlass 63) fluidisch. Die
Seitenwände 71 und die Außenwand 76 sind einige der äußersten Wände der Abdeckung 60 (und daher der Gehäusebaugruppe 50). Die Innenwand 77 kann den Einlass 63 definieren (sodass sich der Einlass 63 durch die Innenwand 77 in einer axialen Richtung erstreckt), und die Seitenwände 71 können den ersten Auslass 51 definieren (sodass sich der erste Auslass 51 durch die Seitenwand 71 in einer radialen Richtung erstreckt). Der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 strömt von dem Einlass 63 zu dem ersten Auslass 51 (und durch die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 und dadurch durch die Abdeckung 60) in einem Innenbereich der Geräuschreduktionsvorrichtung 70, der zwischen der Innenwand 77, der Außenwand 76 und den Seitenwänden 71 liegt und dadurch definiert ist.
Wie hierin weiter beschrieben, kann die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 eine Vielfalt von unterschiedlichen Konfigurationen aufweisen, um die Geräuschmenge zu reduzieren. Jede der verschiedenen Ausführungsformen der Geräuschreduktionsvorrichtung 70 weist verschiedene Kombinationen von Geräuschreduktionsmerkmalen und Stromkanälen auf, die ermöglichen, dass sowohl Luft als auch Schall durchgeht. Insbesondere definiert jede der Geräuschreduktionsvorrichtungen 70 einen Hauptstromkanal 72, der sich direkt (und optional in einer im Wesentlichen geraden Linie) zwischen dem Einlass 63 und dem ersten Auslass 51 erstreckt, wie in 4A bis 4B und 5 bis 7 gezeigt. Der Hauptstromkanal 72 ist so positioniert und angeordnet, dass der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 durch den Hauptstromkanal 72 (und dadurch durch die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 und durch die Abdeckung 60) von dem Einlass 63 zu dem ersten Auslass 51 strömt. Der Hauptstromkanal 72 ist auch so positioniert und angeordnet, dass Schallwellen 73 auch durch den Hauptstromkanal 72 (und dadurch durch die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 und durch die Abdeckung 60) von dem ersten Auslass 51 zu dem Einlass 63 (in der dem ersten gefilterten Luftstromabschnitt 21 entgegengesetzten Richtung) strömen.
Luftstrom durch die Abdeckung
Wie in 3 gezeigt, wird nach einem Einströmen der ungefilterten Luft in den Einlass 53 der Gehäusebaugruppe 50 der Luftfilterbaugruppe 20 strömt die ungefilterte Luft in und durch das Filtermedium 33 zur Filtration und wird in einen gefilterten Luftstrom entlang einer ungefilterten Seite (z. B. innerhalb des Innenbereichs 35) des Filtermediums 33 umgewandelt. Nachdem die Luft durch das Filtermedium 33 von der äußeren Oberfläche des Filtermediums 33 zu der inneren Oberfläche des Filtermediums 33 und in den Innenbereich 35 des Filtermediums 33 strömt (und dadurch gefiltert wird), trennt oder teilt sich der gefilterte Luftstrom dem Filtermedium 33 nachgelagert und innerhalb des Innenbereichs 35 des Filtermediums 33 in den ersten gefilterten Luftstromabschnitt 21 und den zweiten gefilterten Luftstromabschnitt 22.
Die Öffnung 48 der zweiten Endkappe 47 ist signifikant größer (im Querschnittsbereich) als Auslassdurchlass 21 der ersten Endkappe 41 und der Einlass 63 der Abdeckung 60. Demgemäß strömt aufgrund der einschränkenden Größe des Auslassdurchlasses 42 der ersten Endkappe 41 (und des Einlasses 63 der Abdeckung 60) verglichen mit der größeren und weniger einschränkenden Größe der Öffnung 48 der zweiten Endkappe 47 mehr Luft durch den Innenbereich 35 des Filtermediums 33 (zu dem zweiten Ende 32 des Filtermediums 33) durch die Öffnung 48 der zweiten Endkappe 47 und aus dem zweiten Auslass 52 zu dem Motor 12 als der zweite gefilterte Luftstromabschnitt 22 heraus. Der Rest der gefilterten Luft strömt durch den Innenbereich 35 des Filtermediums 33 (zu dem ersten Ende 31 des Filtermediums 33) durch den Auslassdurchlass 42 der ersten Endkappe 41 und in den Einlass 63 der Abdeckung 60 durch die Abdeckung 60 (und die Geräuschreduktionsvorrichtung 70) und aus dem ersten Auslass 51 zu dem Bremskompressor 11 als der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 heraus. Ein Strom des zweiten gefilterten Luftstromabschnitts 22 strömt relativ ungehinderter zu dem zweiten Auslass 52 verglichen mit einem Strom des ersten gefilterten Luftstromabschnitts 21 zu dem ersten Auslass 51.
Wenn der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 zu dem Bremskompressor 11 (von dem Einlass 63 der Abdeckung 60 durch den Hauptstromkanal 72 und zu dem ersten Auslass 51) strömt, strömen die Schallwellen 73 von dem Bremskompressor 11 zu und in die Luftfilterbaugruppe 20 von dem Bremskompressor 11 (in der dem ersten gefilterten Luftstromabschnitt 21 entgegengesetzten Richtung) durch einen natürlichen Stromkanal innerhalb der Abdeckung 60 (z. B. der Hauptstromkanal 72). Demgemäß strömen die Schallwellen 73 in die Gehäusebaugruppe 50 (insbesondere in die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 der Abdeckung 60) durch und von dem ersten Auslass 51 und strömen anschließend durch den Hauptstromkanal 72 durch den Einlass 63 der Abdeckung 60 und in den Innenbereich 35 des Filterelements 30.
Geräuschreduktionsvorrichtung mit nicht durchgehendem Kanal
Gemäß einer Ausführungsform, wie in 4A bis 4B gezeigt, kann die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 eine Geräuschreduktionsvorrichtung 170 mit nicht durchgehendem Kanal sein, die mindestens eine Innenwand 171 umfasst und den einzelnen Hauptstromkanal 72 und mindestens einen nicht durchgehenden Kanal 174 definiert, der eine Sackgasse 175 umfasst. Der mindestens eine nicht durchgehende Kanal 174 ist dazu konfiguriert, einen Abschnitt der Schallwelle 73 (d. h. einen Schallwellenabschnitt 173) aufzunehmen.
Der mindestens eine nicht durchgehende Kanal 174 umfasst einen Einlass 176 des nicht durchgehenden Kanals, der entlang des Hauptstromkanals 72 positioniert ist und einen Bereich für den Schallwellenabschnitt 173 bereitstellt, um von dem Hauptstromkanal 72 in den nicht durchgehenden Kanal 174 einzutreten oder in ihn zu strömen. Jede Wand 171 definiert mindestens einen Abschnitt von mindestens einem nicht durchgehenden Kanal 174 und seine Sackgasse 175 (optional mit den Seitenwänden 71) und erstreckt sich entlang seiner Höhe zwischen der Außenwand 76 und der Innenwand 77 der Geräuschreduktionsvorrichtung 70 (in einer Richtung parallel zu den Seitenwänden 71), sodass jeder nicht durchgehende Kanal 174 durch die verschiedenen Wänden vollständig umschlossen ist, außer die Einlässe 176 des nicht durchgehenden Kanals. Die Wände 171 definieren jede der Sackgassen 175, wobei die Wände 171 das Ende des nicht durchgehenden Kanals 174 umschließen. Die Sackgassen 175 verhindern, dass der Schallwellenabschnitt 173 sich weiter entlang der Länge des nicht durchgehenden Kanals 174 (in seiner ursprünglichen Stromrichtung) bewegt, und bewirken, dass der Schallwellenabschnitt 173 innerhalb des nicht durchgehenden Kanals 174 umdreht oder die Richtungen umkehrt und in der entgegengesetzten Richtung durch den nicht durchgehenden Kanal 174 strömt. Die Sackgassen 175 sind das Ende des nicht durchgehenden Kanals 174, die etwa die gleiche Größe (d. h. etwa den gleichen Strombereich oder Querschnittsbereich bereitstellen) wie der Rest (oder der Großteil) des nicht durchgehenden Kanals 174 haben.
Jeder nicht durchgehende Kanal 174 (auch als akustischer Viertelwellenlängenresonator bezeichnet) ist dazu konfiguriert, die Schallwellen 73, die in die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 (durch den ersten Auslass 51) eintreten, von dem Bremskompressor 11 abzuleiten und aufzuheben, was zu einer Gesamtgeräuschreduktion führt. Jeder nicht durchgehende Kanal 174 erstreckt sich von einem mittleren Abschnitt des Hauptstromkanals 72 an dem Einlass 176 des nicht durchgehenden Kanals und zweigt davon ab (d. h. der jeweilige Einlass 176 des nicht durchgehenden Kanals jedes nicht durchgehenden Kanals 174 ist entlang der Länge des Hauptstromkanals 72 positioniert) und definiert einen Bereich oder Weg für den Schallwellenabschnitt 173 (und den reflektierten Schallwellenabschnitt 173a) zum Durchströmen. Jeder nicht durchgehende Kanal 174 kann optional in einem schrägen Winkel bezüglich des Hauptstromkanals 72, insbesondere entlang ihrer jeweiligen Einlässe 176 des nicht durchgehenden Kanals, abgewinkelt sein.
Die nicht durchgehenden Kanäle 174 weisen jeweils eine wesentliche Länge auf und können mindestens eine (z. B. mehrere) Wenden und Kurven vor der Sackgasse 175 einschließen. Zum Beispiel kann ein nicht durchgehender Kanal 174 sich um sich selbst winden und/oder in U-Wende (d. h. 180°) um ein Ende einer Wand 171 vor der Sackgasse 175 krümmen. Die Wände 171 (und die Seitenwände 71) lenken einen Schallwellenabschnitt 173 innerhalb des jeweiligen nicht durchgehenden Kanals 174, um sich entlang der Länge des nicht durchgehenden Kanals 174 zu winden und zu krümmen, sodass der Schallwellenabschnitt 173 die Richtung mehrmals innerhalb des nicht durchgehenden Kanals 174 ändert, bevor er die Sackgasse 175 erreicht.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Geräuschreduktionsvorrichtung 170 mit nicht durchgehendem Kanal mindestens zwei nicht durchgehende Kanäle 174 (z. B. einen ersten nicht durchgehenden Kanal und einen zweiten nicht durchgehenden Kanal) definieren, die sich um einander herum und/oder sich selbst krümmen oder winden. Die nicht durchgehenden Kanäle 174 können entlang nur eines Abschnitts oder der Gesamtheit ihrer Längen parallel zueinander strömen. Die nicht durchgehenden Kanäle 174 können mindestens eine gemeinsame Wand 171 teilen (sodass eine erste Oberfläche der Wand 171 mindestens einen Abschnitt des ersten nicht durchgehenden Kanals 174 definiert, entspricht und zugewandt ist und eine zweite Oberfläche der Wand 171 mindestens einen Abschnitt des zweiten nicht durchgehenden Kanals 174 definiert, entspricht und zugewandt ist), wodurch ermöglicht wird, dass die Geräuschreduktionsvorrichtung 170 mit nicht durchgehendem Kanal eine kompakte Konstruktion aufweist und die Packungsraumanforderungen des Benutzers erfüllt.
Da die Schallwellen 73 von dem Bremskompressor 11 zu und in die Luftfilterbaugruppe 20 (wie hierin weiter beschrieben) strömen, ermöglichen die nicht durchgehenden Kanäle 174, dass mindestens einen Abschnitt der Schallwellen 73, der durch den Hauptstromkanal 72 strömt (z. B. der Schallwellenabschnitt 173), in und durch jeden der nicht durchgehenden Kanäle 174 strömt, die sich entlang der gesamten Länge des nicht durchgehenden Kanals 174 krümmen, bis der Schallwellenabschnitt 173 auf die Sackgasse 175 trifft, wie in 4A gezeigt. Sobald der Schallwellenabschnitt 173 auf die Sackgasse 175 trifft, tritt eine Phasenverschiebung auf, welche die Richtung des Schallwellenabschnitts 173 umkehrt, wodurch ein reflektierter Schallwellenabschnitt 173a innerhalb des nicht durchgehenden Kanals 174 geschaffen wird, der in die dem Schallwellenabschnitt 173 entgegengesetzte Richtung entlang der Länge des nicht durchgehenden Kanals 174 strömt (wie in 4B gezeigt). Der reflektierte Schallwellenabschnitt 173a interagiert mit dem Schallwellenabschnitt 173, was zu einer Geräuschreduktion führt.
Der Schallwellenabschnitt 173 bezieht sich auf den Abschnitt der Schallwellen 73, der in den nicht durchgehenden Kanal 174 durch den Einlass 176 des nicht durchgehenden Kanals eintritt und von dem Hauptstromkanal 72 durch den nicht durchgehenden Kanal 174 und zu der Sackgasse 175 (entlang der Länge des nicht durchgehenden Kanals 174) weg bewegt wird. Der umgekehrte oder reflektierte Schallwellenabschnitt 173a bezieht sich auf den Abschnitt der Schallwellen 73, der von der Sackgasse 175 weg durch den nicht durchgehenden Kanal 174 und zu dem Hauptstromkanal 72 (entlang der Länge des nicht durchgehenden Kanals 174) bewegt wird, insbesondere nach Berühren der Sackgasse 175.
4C zeigt einen Graph eines Schallübertragungsverlusts, der sich aus der Verwendung der Geräuschreduktionsvorrichtung 170 mit nicht durchgehendem Kanal ergibt, der Änderungen des Übertragungsverlusts in Abhängigkeit von der Frequenz zeigt.
Geräuschreduktionsvorrichtung mit Expansionskammer
Gemäß einer anderen Ausführungsform, wie in 5 gezeigt, kann die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 eine Geräuschreduktionsvorrichtung 270 mit Expansionskammer umfassen, die einen einzelnen Stromweg (welcher der einzelne Hauptstromkanal 72 ist) und einen Expansionsbereich, ein Expansionsvolumen oder eine Expansionskammer 278 definiert. Der Hauptstromkanal 72 und die Expansionskammer 278 definieren zusammen einen einzelnen, durchgehenden Bereich (d. h. ohne jegliche Wände dazwischen), durch den der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 und die Schallwellen 73 strömen. Insbesondere ist der Hauptstromkanal 72 innerhalb der Expansionskammer 278 als der einzelne, durchgehende Bereich positioniert, und der Hauptstromkanal 72 erstreckt sich direkt durch und innerhalb der Expansionskammer 278. Demgemäß gibt es keine Wände zwischen einem Großteil einer Länge des Hauptstromkanals 72 und der Expansionskammer 278, und die Geräuschreduktionsvorrichtung 270 mit Expansionskammer ist nicht zwischen dem Hauptstromkanal 72 und der Expansionskammer 278 unterteilt.
Die Expansionskammer 278 stellt einen Bereich oder ein Volumen bereit, innerhalb dem die Schallwellen 73 expandieren und abgeleitet werden können, was zu einer Gesamtgeräuschreduktion führt. Die Expansionskammer 278 ist entlang mindestens der Länge des Hauptstromkanals 72 (d. h. zwischen dem Einlass 63 und dem ersten Auslass 51 entlang des Stromwegs des ersten gefilterten Luftstromabschnitts 21) positioniert, und kann sich über die Länge des Hauptstromkanals 72 hinaus erstrecken. Die Expansionskammer 278 wird durch die Außenwand 76, die Innenwand 77 und die Seitenwände 71 der Geräuschreduktionsvorrichtung 70 definiert, was es ermöglicht, dass die Geräuschreduktionsvorrichtung 270 mit Expansionskammer eine gemeinsame Wand mit der Abdeckung 60 teilt, um eine kompakte Konstruktion aufzuweisen und die Packungsraumanforderungen des Benutzers zu erfüllen. Die Expansionskammer 278 stellt einen signifikant größeren verfügbaren Strombereich als der Einlass 63 und der erste Auslass 51 bereit und weist einen Querschnittsbereich (entlang einer Ebene, die im Wesentlichen lotrecht zu der Richtung des Fluidstroms von dem Einlass 63 zu dem ersten Auslass 51 genommen wird) auf, der wesentlich größer als die jeweiligen Querschnittsbereiche des Einlasses 63 und des ersten Auslasses 51 ist. Gemäß einer Ausführungsform kann die Expansionskammer 278 etwa 2 Liter Volumen haben.
Die Expansionskammer 278 hebt die Schallwellen 73 auf oder leitet sie im Wesentlichen ab, die in die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 (durch den ersten Auslass 51) von dem Bremskompressor 11 eintreten, was zu einer Gesamtgeräuschreduktion führt. Da die Schallwellen 73 von dem Bremskompressor 11 zu und in die Luftfilterbaugruppe 20 (wie hierin weiter beschrieben) strömen, stellt die Expansionskammer 278 entlang des Stromwegs zwischen dem ersten Auslass 51 und dem Einlass 63 ein relativ großes Volumen für die Schallwellen 73 bereit, um sich hinein zu bewegen und ungehindert innerhalb davon zu expandieren, bis sie mit den inneren Oberflächen der Außenwand 76, der Innenwand 77 oder den Seitenwänden 71 kollidieren. Wenn die Schallwellen 73 mit der Außenwand 76, der Innenwand 77 oder den Seitenwänden 71 kollidieren, tritt eine Phasenverschiebung auf, welche die Richtung der Schallwellen 73 umkehrt, wodurch eine umgekehrte oder reflektierte Schallwellen geschaffen wird, die in der den Schallwellen 73 entgegengesetzter Richtung strömt. Die reflektierten Schallwellen interagieren mit den Schallwellen 73, was zu einer Geräuschreduktion führt.
Geräuschreduktionsvorrichtung mit Seitenkanal und Expansionskammer
Gemäß einer anderen Ausführungsform und wie in 6 gezeigt, kann die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 eine Seitenkanalexpansionsgeräuschreduktionsvorrichtung 370 umfassen, die mindestens eine Innenwand 371 umfasst und den einzelnen Hauptstromkanal 72, mindestens einen Seitenkanal oder Kanal 374 und mindestens einen Expansionsbereich, ein Expansionsvolumen oder eine Expansionskammer 378 definiert. Die Seitenkanalexpansionsgeräuschreduktionsvorrichtung 370 kann einen Helmholtz-Resonator (z. B. den Seitenkanal 374 und die Expansionskammer 378) umfassen, in dem die Schallreduktion bei einer einzelnen Frequenz (ähnlich eines der in 4C gezeigten Peaks) liegt. Der Seitenkanal 374 ist dazu konfiguriert, einen Abschnitt der Schallwelle 73 (d. h. einen Schallwellenabschnitt 373) aufzunehmen. Zum Beispiel ist die Seitenkanalexpansionsgeräuschreduktionsvorrichtung 370 so konfiguriert und bemessen, dass eine Schwingung durch die Masse der Luft in dem Seitenkanal 374 und die Steifigkeit der Luft in der Expansionskammer 378 bestimmt wird. Die Schwingung kann den Schallwellenabschnitt 373 an dem Seitenkanaleinlass 376 bei einer bestimmten Frequenz aufheben.
In der Seitenkanalexpansionsgeräuschreduktionsvorrichtung 370 ist der Hauptstromkanal 72 neben oder nahe der Expansionskammer 378 positioniert (anstatt sich durch und innerhalb zu erstrecken), sodass der Hauptstromkanal 72 und die Expansionskammer 378 durch mindestens eine Wand 371 getrennt sind und nur ein Abschnitt der Schallwelle 21 auf eine gesteuerte Weise (z. B. über einen Einlass) in die Expansionskammer 378 strömen kann. Demgemäß ist die Seitenkanalexpansionsgeräuschreduktionsvorrichtung 370 zwischen mindestens dem Hauptstromkanal 72, der Expansionskammer 378 und optional dem Seitenkanal 374 unterteilt.
Jede der Wände 371 definiert mindestens einen Abschnitt des Seitenkanals 374 (optional mit den Seitenwänden 71) und der Kammer 378 und erstreckt sich entlang ihrer Höhe zwischen der Außenwand 76 und der Innenwand 77 der Geräuschreduktionsvorrichtung 70 (in einer Richtung parallel zu den Seitenwänden 71). Eine erste Seite oder Oberfläche der Wand 371 definiert, entspricht oder ist mindestens einem Abschnitt einer Seite des Kanals 374 zugewandt, und eine zweite Seite oder Oberfläche derselben Wand 371 definiert, entspricht oder ist mindestens einem Abschnitt des äußeren Umfangs der Expansionskammer 378 zugewandt. Da der Kanal 374 und die Expansionskammer 378 mindestens eine gemeinsame Wand 371 teilen, weist die Seitenkanalexpansionsgeräuschreduktionsvorrichtung 370 eine kompakte Konstruktion auf und kann die Packungsraumanforderungen des Benutzers erfüllen.
Der Seitenkanal 374 umfasst einen Seitenkanaleinlass 376, der entlang des Hauptstromkanals 72 positioniert ist und einen Bereich für den Schallwellenabschnitt 373 bereitstellt, um in den Seitenkanal 374 einzutreten oder in ihn zu strömen. Der Kanal 374 erstreckt sich von einem mittleren Abschnitt des Hauptstromkanal 72 an dem Seitenkanaleinlass 376 und zweigt davon ab (d. h. der Seitenkanaleinlass 376 des Kanals 374 ist entlang der Länge des Hauptstromkanals 72 positioniert). Der einzelne Kanal 374 erstreckt sich zwischen dem Hauptstromkanal 72 und der Expansionskammer 378 (und definiert einen Stromkanal dazwischen) und geht in die Expansionskammer 378 über und definiert einen Bereich oder Weg für den Schallwellenabschnitt 373 zum Dadurchströmen. Der Kanal 374 und der Hauptstromkanal 72 können sich um den gesamten Umfang der Expansionskammer 378 herum erstrecken (und damit die Wände 371 definieren) (außer den Einlass in die Expansionskammer 378 von dem Kanal 374). In bestimmten Ausführungsformen kann ein Einlassabschnitt des Kanals 374 in einem schrägen Winkel bezüglich des Hauptstromkanals 72 abgewinkelt sein, insbesondere entlang seines Seitenkanaleinlasses 376.
Der Kanal 374 weist eine wesentliche Länge auf und kann mindestens eine (z. B. mehrere) Wenden und Kurven entlang seiner Länge vor der Expansionskammer 378 einschließen, sodass der Schallwellenabschnitt 373 mindestens einmal innerhalb des Seitenkanals 370 die Richtung ändert, bevor er die Expansionskammer 378 erreicht. Der Kanal 374 kann um die Außenseite von mindestens einem Abschnitt der Expansionskammer 378 herum gekrümmt sein. Außerdem kann der Kanal 374 sich um sich selbst herum winden und/oder in U-Wende (d. h. 180 °) um ein Ende der Wand 371 gekrümmt sein. Die Wände 371 (und die Seitenwände 71) lassen den Schallwellenabschnitt 373 innerhalb des Kanals 374 sich entlang der Länge des Kanals 374 drehen und krümmen, sodass der Schallwellenabschnitt 373 mehrmals in dem Kanal 374 die Richtung ändert, bevor er die Expansionskammer 378 erreicht. Der Schallwellenabschnitt 373 bezieht sich auf den Abschnitt der Schallwellen 73, der in den Seitenkanal 374 durch den Seitenkanaleinlass 376 eintritt und von dem Hauptstromkanal 72 weg durch den Kanal 374 und zu der Expansionskammer 378 (entlang der Länge des Kanals 374) bewegt wird.
Die Expansionskammer 378 stellt einen Bereich oder ein Volumen bereit, innerhalb dem der Schallwellenabschnitt 373 expandieren und abgeleitet werden kann, was zu einer Gesamtgeräuschreduktion führt. Die Expansionskammer 378 ist an dem Ende des Kanals 374 positioniert. Die Expansionskammer 378 ist durch die Außenwand 76, die Innenwand 77 und die Wände 371 (und/oder die Seitenwände 71) definiert. Die Expansionskammer 378 stellt einen signifikant größeren verfügbaren Strombereich (und Querschnittsbereich entlang eines Querschnitts im Wesentlichen lotrecht zu der Stromrichtung) als der Seitenkanal 374 (sowie der Hauptstromkanal 72, der Einlass 63 und der erste Auslass 51) bereit. Die Expansionskammer 378 weist nur einen Durchlass (d. h. einen Eingangs- und eine Ausgangsdurchlass) auf, der an dem Ende des Kanals 374 ist, sodass die Expansionskammer 378 den Schallwellenabschnitt 373 nur durch den einen Durchlass aufnimmt (und optional lösen kann).
Der Kanal 374 und die Expansionskammer 378 heben die Schallwellen 73 zusammen auf oder schwächen sie ab, die in die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 (durch den ersten Auslass 51) von dem Bremskompressor 11 eintreten, was zu einer Gesamtgeräuschreduktion führt. Insbesondere da die Schallwellen 73 von dem Bremskompressor 11 zu und in die Luftfilterbaugruppe 20 (wie hierin weiter beschrieben) strömen, ermöglicht der Kanal 374, dass mindestens einen Abschnitt der Schallwellen 73, der durch den Hauptstromkanal 72 strömt (z. B. der Schallwellenabschnitt 373), in und durch den Kanal 374 strömt, die sich entlang der gesamten Länge des Kanals 374 krümmen, bis der Schallwellenabschnitt 373 in die Expansionskammer 378 eintritt, wie in 6 gezeigt. Sobald der Schallwellenabschnitt 373 in die Expansionskammer 378 eintritt, kann sich der Schallwellenabschnitt 373 in der Expansionskammer 378 ausdehnen, und es gibt eine Änderung der Impedanz des Schallwellenabschnitts 373, was zu einer Geräuschreduktion führt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Seitenkanalexpansionsgeräuschreduktionsvorrichtung 370 einen einzelnen Seitenkanal 374 und eine einzelne Expansionskammer 378. Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen kann die Seitenkanalexpansionsgeräuschreduktionsvorrichtung 370 eine Vielzahl von Seitenkanälen 374 und/oder eine Vielzahl von Expansionskammern 378 definieren. Zum Beispiel kann die Seitenkanalexpansionsgeräuschreduktionsvorrichtung 370 mehrere Seitenkanäle 374, die alle zu derselben einen Expansionskammer 378 führen, oder mehreren Seitenkanälen 374 definieren, die zu einzelnen mehreren Expansionskammern 378 führen.
Geräuschreduktionsvorrichtung mit Schallabsorber
Gemäß einer anderen Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, kann die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 eine Schallabsorbergeräuschreduktionsvorrichtung 470 umfassen, die eine Kammer 478 definiert und einen Schallabsorber 477 und eine Stromkanalwand 471 umfasst, die den einzelnen Hauptstromkanal 72 definiert.
Die Kammer 478 stellt einen Bereich oder ein Volumen bereit, durch den sich der Hauptstromkanal 72 erstreckt und innerhalb dem die Stromkanalwand 471 und der Schallabsorber 477 positioniert sind. Die Kammer 478 ist dazu konfiguriert, mindestens einen Abschnitt der Schallwellen 73 durch die Perforationen 472 innerhalb der Stromkanalwand 471 aufzunehmen. Die Kammer 478 ist durch die Außenwand 76, die Innenwand 77 und die Seitenwände 71 der Geräuschreduktionsvorrichtung 70 definiert. Die Kammer 478 weist einen signifikant größeren Bereich als der Bereich auf, der durch die Stromkanalwand 471, den Einlass 63 und den ersten Auslass 51 definiert ist.
Die Stromkanalwand 471 definiert und erstreckt sich in Umfangsrichtung um einen Bereich oder Weg (d. h. den Hauptstromkanal 72), damit der erste gefilterte Luftstromabschnitt 21 und die Schallwellen 73 zwischen dem Einlass 63 und dem ersten Auslass 51 durchströmen. Die Stromkanalwand 471 ist innerhalb der Kammer 478 positioniert und ist innerhalb des Schallabsorbers 477 positioniert und vollständig in Umfangsrichtung von ihm umgeben. Die Stromkanalwand 471 definiert ein einzelnes Loch oder eine einzelne Perforation 472 (oder eine Vielzahl von Löchern oder Perforationen 472), durch die mindestens ein Abschnitt der Schallwellen 73 von dem Hauptstromkanal 72 und in die Kammer 478 und den Schallabsorber 477 durchströmen kann. Demgemäß ermöglichen die Perforationen 472, dass die Schallwellen 73 mit dem Schallabsorber 477 interagieren, wenn die Schallwellen 73 in die Kammer 478 strömen.
Der Schallabsorber 477 ist innerhalb der Kammer 478 positioniert und umgibt die Außenseite der Stromkanalwand 471 (und damit den Hauptstromkanal 72) vollständig. Der Schallabsorber 477 ist aus einem schallabsorbierenden Material aufgebaut und dazu konfiguriert, die Schallwellen 73 zu absorbieren und abzuleiten. Der Schallabsorber 477 kann in die Abdeckung 60 eingebaut sein.
Der Schallabsorber 477 hebt die Schallwellen 73 auf oder leitet sie im Wesentlichen ab, die in die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 (durch den ersten Auslass 51) von dem Bremskompressor 11 eintreten, was zu einer Gesamtgeräuschreduktion führt. Insbesondere, wenn die Schallwellen 73 von dem Bremskompressor 11 zu und in die Luftfilterbaugruppe 20 (wie hierin weiter beschrieben) strömen, strömt mindestens ein Abschnitt der Schallwellen 73 innerhalb des Hauptstromkanals 72 durch die Perforationen 472 und in den Schallabsorber 477. Aufgrund der Interaktion der Schallwellen mit dem Schallabsorber 477 verlieren die Schallwellen Energie, was zu einer Geräuschreduktion führt.
Ausführungsbeispiele
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 dazu konfiguriert sein, Geräusche innerhalb des Frequenzbereichs von etwa 150 Hertz (Hz) bis etwa 300 Hz zu reduzieren. Gemäß einer Ausführungsform kann die Luftfilterbaugruppe 20 mit einem 16-Liter-Motor (L) verwendet werden.
Expansionsartige Dämpfer
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 der Abdeckung 60 ein expansionsartiger Dämpfer 570 sein, wie in 8A bis 8B gezeigt. Gemäß einer Ausführungsform kann das Volumen des expansionsartigen Dämpfers 570 etwa 4,523e-003 m³ betragen. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Volumen des expansionsartigen Dämpfers 570 etwa 8,6233e-004 m³ betragen. 9 ist ein Graph zum Zeigen von Geräuschübertragungsverlustergebnissen für expansionsartige Dämpfer 570, die Änderungen des Übertragungsverlusts in Abhängigkeit von der Frequenz zeigen.
Testergebnisse
Testergebnisse der Geräuschreduktionsvorrichtung 70 (insbesondere der Geräuschreduktionsvorrichtung 170 mit nicht durchgehendem Kanal) zeigen, dass die Geräuschreduktionsvorrichtung 70 innerhalb eines gewünschten Frequenzbereichs (von zum Beispiel etwa 150 bis 300 Hz) wirksam ist. 10C zeigt die Wirkung, welche die Abdeckung 60 in 10A (welche die Geräuschreduktionsvorrichtung 170 mit nicht durchgehend Kanal einschließt) und die herkömmliche Abdeckung 1060 in 10B (die keinen Resonator aufweist) auf den Übertragungsverlust aufweisen, was die Änderungen des Übertragungsverlusts in Abhängigkeit von der Frequenz zeigt.
Jede der verschiedenen hierin offenbarten Ausführungsformen kann beliebige der Gesichtspunkte, Merkmale, Komponenten und Konfigurationen der anderen Ausführungsformen aufweisen, außer wenn etwas anderes angegeben ist. Zum Beispiel kann jede der Geräuschreduktionsvorrichtungen 170, 270, 370 und 470 beliebige oder alle Gesichtspunkte, Merkmale, Komponenten und Konfigurationen der anderen der Geräuschreduktionsvorrichtungen 170, 270, 370 und 470 einschließen, außer wenn etwas anderes angegeben ist.
Wie hierin eingesetzt sollen der Begriff „etwa“ und ähnliche Begriffe eine weitreichende Bedeutung im Einklang mit der gebräuchlichen und akzeptierten Verwendung durch den Fachmann auf dem Gebiet, zu dem der Gegenstand dieser Offenbarung gehört, aufweisen. Der Begriff „etwa“, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf ±5 % der referenzierten Messung, Position oder Abmessung. Es ist für den Fachmann, der diese Offenbarung liest, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Schutzumfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand als innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt, liegend betrachtet werden.
Die Begriffe „gekoppelt“, „angebracht“ und dergleichen, wie hierin verwendet, bedeuten das direkte Verbinden von zwei Elementen miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. abnehmbar oder lösbar) geschehen.
Hierin enthaltene Verweise auf die Positionen der Elemente (z. B. „Ober-“, „Unter-“, „oben“, „unten“ usw.) dienen lediglich der Beschreibung der Ausrichtung verschiedener Elemente in den FIGUREN. Es sollte beachtet werden, dass die Ausrichtung verschiedener Elemente gemäß anderen beispielhaften Ausführungsformen unterschiedlich sein kann und dass solche Variationen von der vorliegenden Offenbarung abgedeckt sein sollen.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne erheblich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Zum Beispiel kann die Position der Elemente umgekehrt oder anderweitig variiert werden und kann die Art oder Anzahl einzelner Elemente oder Positionen verändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge von Prozess- oder Verfahrensschritten kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls in der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

IN 202041004392 [0001]

Claims

Luftfilterbaugruppe, umfassend: ein Filterelement, umfassend ein Filtermedium zum Filtern eines Fluids und eine erste Endkappe, die entlang eines ersten Endes des Filtermediums positioniert ist und durch die ein erster gefilterter Luftstromabschnitt strömt; und eine Gehäusebaugruppe, die mindestens teilweise das Filterelement enthält und eine Abdeckung umfasst, die einen ersten Auslass definiert, durch den der erste gefilterte Luftstromabschnitt zu einer nachgelagerten Vorrichtung strömt, wobei die Abdeckung eine Geräuschreduktionsvorrichtung umfasst, die den ersten gefilterten Luftstromabschnitt aufnimmt und Schallwellen ableitet, die sich der nachgelagerten Vorrichtung vorgelagert bewegen.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Abdeckung einen Einlass umfasst, durch den der erste gefilterte Luftstromabschnitt strömt, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung zwischen dem Einlass und dem ersten Auslass der Abdeckung entlang eines Stromwegs des ersten gefilterten Luftstromabschnitts positioniert ist.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung einen Hauptstromkanal definiert, der sich direkt zwischen einem Einlass der Abdeckung und dem ersten Auslass erstreckt.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 3, wobei der Hauptstromkanal so positioniert ist, dass der erste gefilterte Luftstromabschnitt von dem Einlass der Abdeckung durch den Hauptstromkanal und zu dem ersten Auslass strömt, und wobei der Hauptstromkanal ferner so positioniert ist, dass die Schallwellen von dem ersten Auslass durch den Hauptstromkanal durch den Einlass der Abdeckung und anschließend in den Innenbereich des Filterelements in eine dem ersten gefilterten Luftstromabschnitt entgegengesetzte Richtung strömen.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 3, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung mindestens einen nicht durchgehenden Kanal definiert, der eine Sackgasse umfasst, die mindestens einen Teil der Schallwellen, die in die Geräuschreduktionsvorrichtung eintreten, aufhebt.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 5, wobei sich der mindestens eine nicht durchgehende Kanal von einem mittleren Abschnitt des Hauptstromkanals an einem Einlass des nicht durchgehenden Kanals des mindestens einen nicht durchgehenden Kanals erstreckt und von ihm abzweigt.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 6, wobei der mindestens eine nicht durchgehende Kanal vollständig von Wänden außer an dem Einlass des nicht durchgehenden Kanals umschlossen ist.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine nicht durchgehende Kanal dazu konfiguriert ist, einen Abschnitt der Schallwelle aufzunehmen, wobei die Sackgasse verhindert, dass sich der Abschnitt der Schallwelle weiter entlang einer Länge des mindestens einen nicht durchgehenden Kanals bewegt, und bewirkt, dass der Abschnitt der Schallwelle innerhalb des mindestens einen nicht durchgehenden Kanals umkehrt, und dadurch einen reflektierten Schallwellenabschnitt schafft, der in einer entgegengesetzten Richtung durch den nicht durchgehenden Kanal strömt.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine nicht durchgehende Kanal dazu konfiguriert ist, einen Abschnitt der Schallwelle aufzunehmen, wobei der mindestens eine nicht durchgehende Kanal mindestens eine Wende entlang seiner Länge vor dem nicht durchgehenden Ende einschließt, sodass der Abschnitt der Schallwelle mindestens einmal innerhalb des mindestens einen nicht durchgehenden Kanals die Richtung ändert, bevor er die Sackgasse erreicht.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 3, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung eine Expansionskammer definiert, die einen größeren verfügbaren Strombereich als der Einlass der Abdeckung und der erste Auslass aufweist und innerhalb der die Schallwellen expandieren und abgeleitet werden können.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 10, wobei sich der Hauptstromkanal direkt innerhalb der Expansionskammer erstreckt, sodass es keine Wände zwischen einem Großteil einer Länge des Hauptstromkanals und der Expansionskammer gibt.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 10, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung ferner einen Seitenkanal definiert, der von einem mittleren Abschnitt des Hauptstromkanals an einem Seitenkanaleinlass des Seitenkanals abzweigt und sich zwischen dem Hauptstromkanal und der Expansionskammer erstreckt.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 12, wobei der Seitenkanal und der Expansionskanal mindestens eine gemeinsame Wand teilen.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 12, wobei der Seitenkanal dazu konfiguriert ist, einen Abschnitt der Schallwelle aufzunehmen, und wobei der Seitenkanal mindestens eine Wende entlang seiner Länge vor der Expansionskammer einschließt, sodass der Abschnitt der Schallwelle mindestens einmal innerhalb des Seitenkanals die Richtung ändert, bevor er die Expansionskammer erreicht.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 3, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung einen Schallabsorber umfasst, der die Schallwellen absorbiert.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 15, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung eine Stromkanalwand umfasst, die sich in Umfangsrichtung um den Hauptstromkanal erstreckt, wobei die Stromkanalwand in Umfangsrichtung von dem Schallabsorber umgeben ist.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 16, wobei die Stromkanalwand eine Vielzahl von Perforationen definiert, durch die mindestens ein Abschnitt der Schallwellen von dem Hauptstromkanal und in den Schallabsorber strömen kann.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei ein gefilterter Luftstrom in den ersten gefilterten Luftstromabschnitt und einen zweiten gefilterten Luftstromabschnitt dem Filtermedium nachgelagert getrennt wird, wobei die nachgelagerte Vorrichtung eine erste nachgelagerte Vorrichtung ist, und wobei die Gehäusebaugruppe einen zweiten Auslass definiert, durch den der zweite gefilterte Luftstromabschnitt zu einer zweiten nachgelagerten Vorrichtung strömt.
Luftfilterbaugruppe nach Anspruch 18, wobei das Filterelement eine zweite Endkappe umfasst, die entlang eines zweiten Endes des Filtermediums positioniert ist, wobei die zweite Endkappe eine Öffnung definiert, durch die der zweite gefilterte Luftstromabschnitt von einem Innenbereich des Filtermediums zu dem zweiten Auslass strömt, und wobei die Öffnung der zweiten Endkappe größer als ein Auslassdurchlass der ersten Endkappe ist, sodass ein Strom des zweiten gefilterten Luftstromabschnitts durch die Öffnung der zweiten Endkappe verglichen mit einem Strom des ersten gefilterten Luftstromabschnitts durch den Auslassdurchlass der ersten Endkappe ungehinderter strömt.
Gehäusebaugruppe zum mindestens teilweisen Enthalten eines Filterelements zum Filtern eines Fluids, wobei die Gehäusebaugruppe umfasst: eine Abdeckung, die einen ersten Auslass definiert, durch den der erste gefilterte Luftstromabschnitt zu einer nachgelagerten Vorrichtung strömt, wobei die Abdeckung eine Geräuschreduktionsvorrichtung umfasst, die den ersten gefilterten Luftstromabschnitt aufnimmt und Schallwellen ableitet, die sich der ersten nachgelagerten Vorrichtung vorgelagert bewegen; und ein Gehäusekörper, der entfernbar an der Abdeckung anbringbar ist und einen zweiten Auslass definiert, durch den der zweite gefilterte Luftstromabschnitt zu einer zweiten nachgelagerten Vorrichtung strömt.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 20, wobei die Abdeckung einen Einlass umfasst, durch den der erste gefilterte Luftstromabschnitt strömt, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung zwischen dem Einlass und dem ersten Auslass der Abdeckung entlang eines Stromwegs des ersten gefilterten Luftstromabschnitts positioniert ist.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 20, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung mindestens einen nicht durchgehenden Kanal definiert, der eine Sackgasse umfasst und mindestens einen Teil der Schallwellen aufhebt, der in die Geräuschreduktionsvorrichtung eintreten.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 22, wobei sich der mindestens eine nicht durchgehende Kanal von einem mittleren Abschnitt eines Hauptstromkanals an einem Einlass des nicht durchgehenden Kanals des mindestens einen nicht durchgehenden Kanals erstreckt und von ihm abzweigt, wobei sich der Hauptstromkanal direkt zwischen einem Einlass der Abdeckung und dem ersten Auslass erstreckt.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 20, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung eine Expansionskammer definiert, die einen Querschnittsbereich aufweist, der größer als ein Einlass der Abdeckung und der erste Auslass ist, und innerhalb dem die Schallwellen expandieren und abgeleitet werden können.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 20, wobei die Geräuschreduktionsvorrichtung einen Schallabsorber umfasst, der die Schallwellen absorbiert.