DE19945220A1

DE19945220A1 - Einrichtung zur Dämpfung von Druckstößen

Info

Publication number: DE19945220A1
Application number: DE1999145220
Authority: DE
Inventors: Werner Schnabel
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2001-03-22

Abstract

Es wird eine Einrichtung zur Dämpfung von Druckstößen in einem in einer Leitung geführten Fluid beschrieben. Insbesondere im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine entstehen durch die Pulsation der Ansaugluft Druckstöße, die eine Verformung der Leitung 10 bewirken. Zur Dämpfung dieser Druckstöße ist im Verformungsbereich der Leitung eine magnetische Einrichtung vorgesehen, welche der Verformung der Leitung entgegenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung von Druckstößen nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

Aus der DE 44 41 726 ist ein Verfahren zum Regeln des Anlegens von Gegenvibra tionen bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Beschleunigungsmesser an einer An ordnung befestigt und zwar an einer Stelle an der Vibrationen gemessen werden sollen. Der Beschleunigungsmesser ist dabei so ausgebildet, daß er ein Ausgangs signal in Abhängigkeit von der erfaßten Vibration erzeugt. Es ist ferner ein abstimm bares Filter vorgesehen, welches in Abhängigkeit des Beschleunigungssignals ein Ausgangssignal liefert. Dieses Ausgangssignal wird einem Vibrationskraftgenerator aufgeschaltet, der eine Gegenvibration an der Anordnung erzeugt. Das beschriebene System erfordert einen hohen Schaltungsaufwand und ist nur in besonderen Anwen dungsfällen zur optimalen Dämpfung von Vibrationen oder Druckstößen geeignet.

Es ist weiterhin aus der DE 195 15 498 ein aktiver Schwingungsminderer bekannt. Dieser besteht aus einem Schwingungssensor sowie einem Kraftaktuator, wobei zwi schen Sensor und Kraftaktuator ein Transformator vorgesehen ist, durch welches sich ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis einstellen läßt. Dieser Aufbau ist ebenfalls für spezielle Anwendungsfälle geeignet. Insbesondere bei der Dämpfung von Druckstößen in einem Leitungssystem führt dieser Aufbau nicht zum gewünsch ten Erfolg.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und wirksam Druckstöße in einer Leitung mindert. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruch 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Verformung der Leitung aufgrund der Druckstöße zur aktiven oder passiven Dämpfung der Druckstöße ge nutzt wird. Hierzu ist im Verformungsbereich der Leitungen eine magnetische Ein richtung vorgesehen. Diese wirkt der Verformung der Leitung entgegen. Damit wer den Druckstöße entgegen der Phasenrichtung des in der Leitung geführten Fluids erzeugt, wodurch sich eine Löschung einstellt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die magnetische Einrichtung aus we nigstens einem Permanentmagneten, der als Ringmagnet aufgebaut sein kann und die Leitung umschließt. Durch die Pulsation der Leitung bewegen sich die Magnete lemente gegeneinander oder gegen eine Metallplatte. Die Bewegungsenergie wird über das Magnetfeld kompensiert.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die magnetische Einrichtung über ein Feder-Masse-System mit der Leitung gekoppelt. Es besteht auch die Mög lichkeit, die Magnetanordnung als elektromagnetisches System auszubilden, welches in Abhängigkeit von der Pulsation der Leitung eine Gegenkraft erzeugt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, an der Leitung einen Sensor an zubringen, der eine Abweichung der Leitung aus der Nullage ermittelt und über einen Regler oder Steuerkreis eine oder mehrere elektromagnetische Dämpfe aktiviert.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen her vor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine, mit einem permanenten Magneten versehenen Leitung,

Fig. 2 eine Variante einer magnetischen Dämpfung,

Fig. 3 ein Feder-Masse-System zur magnetischen Dämpfung einer Leitung,

Fig. 4 eine Leitung mit einer elektromagnetischen Dämpfung.

Fig. 5 ein elektronisches Steuersystem

Die in Fig. 1 gezeigte Leitung ist beispielsweise ein Ansaugrohr 10 für die Ansaug luft einer Brennkraftmaschine. Aufgrund der diskontinuierlichen Arbeitsweise der Brennkraftmaschine bilden sich in dem Ansaugrohr Schwingungsfrequenzen, die ur sächlich für das Ansauggeräusch einer Brennkraftmaschine sind.

Zur Kompensation dieser Schwingungen, die eine Verformung des Ansaugrohres bewirken, sind gemäß Fig. 1, Permanentmagnete 11, 12 an dem Ansaugrohr ange ordnet. Eine Pulsation der Wände des Ansaugrohres bewirkt eine Bewegung dieser Magnete. Die Bewegungsenergie wird über das Magnetfeld in Wärme umgesetzt und damit die Schwingung bzw. die Verformung des Ansaugrohres gedämpft.

Fig. 2 zeigt ebenfalls ein Ansaugrohr 10 mit einem Permanentmagneten 11. Auf der dem Permanentmagneten gegenüberliegenden Seite ist eine Metallplatte 13 ange ordnet. Auch dort wird durch das Magnetfeld eine Dämpfung der Verformung der Leitung bewirkt.

Eine andere Möglichkeit Elemente zu dämpfen zeigt Fig. 3. Hier ist eine Leitung oder ein anderes Teil als Metallteil ausgeführt. Es handelt sich dabei um ein magne tisches Metallteil 14. An diesem greift ein Permanentmagnet 15 über eine Feder 16 an und bewirkt bei einer Schwingung des Metallteils eine Dämpfung. Durch die Zwi schenschaltung der Feder wird im Bereich der Resonanzfrequenz des Feder-Masse- Systems eine optimale Dämpfung der Schwingung des Metallteils erzielt.

Fig. 4 zeigt ebenfalls ein Ansaugrohr 10, welches aufgrund von Luftschwingungen verformt wird. Beispielsweise bildet sich in Saugrohren eine stehende Welle 17 aus. An dem Ansaugrohr sind am Amplitudenmaximum der stehenden Welle Permanent magnete 18, 19 angeordnet. Gegenüber diesen Permanentmagneten sind zwei elektrische Spulen 20, 21 vorgesehen, diese bilden einen gemeinsamen Stromkreis. Eine Pulsation und eine Verformung des Ansaugrohres 10 im Bereich der Perma nentmagnete 18, 19 erzeugt in den Spulen 20, 21 einen Wirbelstrom, der eine Dämpfung der Bewegung der Permanentmagneten bewirkt und damit auch die Ver formung des Ansaugrohres dämpft. Durch die elektrische Verbindung der beiden Spulen und die phasenverschobene Pulsation des Ansaugrohres kann eine optimale Abstimmung der Dämpfung erfolgen. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit den, Stromfluß in den Spulen zu regeln. Hierzu ist eine geeignete Ansteuerelektronik erforderlich.

Fig. 5 zeigt ein System, bei welchem ein elektronisches Steuersystem eine Dämp fung von Verformungen bewirkt. Ein Geber oder Sensor 20 ist nahe dem Druckwel lenerzeuger, d. h. der Leitung oder dem Ansaugrohr 10 befestigt. Geeignete Dämpfer 23, 24 sind im Abstand entsprechend der zu dämpfenden Welle angebracht. Die An steuerung dieser Dämpfer erfolgt über eine Steuerelektronik 25. Diese Steuerelek tronik 25 wandelt die Signale des Sensors 22 in elektrische Leistungssignale um, die phasenrichtig den Dämpfern 23, 24 zugeführt werden. In dem Ansaugrohr 10 sind beispielhaft zwei Schalwellen dargestellt. Die Schallwelle A hat im Bereich des Dämpfers 23 ein Pulsationsmaximum. Dieses wird durch diesen Dämpfer kompen siert. Die Schalwelle B, eine niederfrequente Schwingung hat im Bereich des Dämp fers B ein Pulsationsmaximum. Dieses wird durch den Dämpfer 24 kompensiert. Die Schallquelle 26, beispielsweise eine Brennkraftmaschine ist an der linken Seite des Ansaugrohres 10 schematisch dargestellt.

Bezugszeichenliste

10

Ansaugrohr

11

Permanentmagnet

12

Permanentmagnet

13

Metallplatte

14

Metallteil

15

Permanentmagnet

16

Feder

17

Welle

18

Permanentmagnet

19

Permanentmagnet

20

Spule

21

Spule

22

Sensor

23

Dämpfer

24

Dämpfer

25

Steuerelektronik

26

Schallquelle

Claims

1. Einrichtung zur Dämpfung von Druckstößen in einem in einer Leitung geführte Fluid, insbesondere Ansaugluft einer Brennkraftmaschine wobei die Druckstöße eine Verformung der Leitungen bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß im Verformungsbereich der Leitung (10) eine magnetische Einrichtung vorgesehen ist, welche der Verformung der Leitung (10) entgegenwirkt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung wenigstens einen Permanentmagneten (11, 12) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung über ein Feder-Masse-System (15, 16) mit der Leitung gekopppelt ist.

4. Einrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung ein elektromagnetisches System (18, 19, 20) ist, welches in Abhängigkeit von der Pulsation der Leitung (10) eine Gegenkraft erzeugt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leitung wenigstens ein Sensor (22) vorgesehen ist, der eine Abweichung der Leitung (10) aus der Nulllage ermittelt und über einen Regel- oder Steuerkreis (25) eine oder mehrere elektromagnetische Dämpfer (23, 24) aktiviert.