EP1147305A1

EP1147305A1 - Ansaugvorrichtung mit einem leitungsabschnitt zur dämpfung des ansauggeräusches

Info

Publication number: EP1147305A1
Application number: EP99968355A
Authority: EP
Inventors: Rolf Füsser; Heinz Müller; Helmut Spannbauer
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-12-18
Publication date: 2001-10-24
Also published as: WO2000045043A1; DE19902951A1

Abstract

Ansaugvorrichtung, insbesondere zur Verwendung für eine Brennkraftmaschine, die einen Leitungsabschnitt zur Dämpfung des Ansauggeräusches aufweist. Derartige Dämpfungsvorrichtungen werden auch zur Dämpfung der Geräusche, verursacht durch Nebenaggregate in der Ansaugvorrichtung, benötigt. Der hierdurch entstehende zusätzliche Aufwand soll möglichst weitgehend kompensiert werden. Erfindungsgemäss werden daher Lösungen vorgeschlagen, die einerseits eine einfache Herstellung und andererseits eine flexible Anpassung an die zu dämpfenden Frequenzbänder ermöglichen. Zum Beispiel kann in einem Ansaugrohr (10), welches aus verschweissten Schalen (21, 22) besteht, der Schweissfangrand (27) zur Abtrennung eines Resonanzvolumens (29) genutzt werden, indem durch die Schweissfangränder ein genügend grosser Spalt gebildet wird. Diese Massnahme bedeutet z.B. keinen Mehraufwand an Baukomponenten, sondern lediglich einen geringfügig höheren Materialaufwand. Die Massnahme kann auch zur nachträglichen Verbesserung der Ansaugakustik angewandt werden, indem unwesentliche Änderungen in den Gusswerkzeugen für die Schalen (21, 22) vorgenommen werden.

Description

Ansaugvorrichtung mit einem Leitungsabschnitt zur Dämpfung des

Ansauggeräusches

Beschreibung

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Ansaugvorrichtung, insbesondere zur Verwendung von Brennkaftmaschinen, die einen Leitungsabschnitt zur Dämpfung des Ansauggeräusches aufweist, nach der Gattung der Patentansprüche 1 , 4 und 5.

Derartige Leitungsabschnitte zur Verwendung in Ansaugvorrichtungen sind bekannt. Die DE 196 03 979 A1 schlägt z. B. vor, die Ansaugvorrichtung mit Resonanzrohren zu versehen. Diese besitzen einen konstanten Querschnitt und münden in die Wandungen der Ansaugvorrichtung. Sie weisen eine charakteristische Länge auf und beruhen auf folgenden Wirkprinzip.

Geräusche lassen sich bekanntlich dadurch löschen, daß man sie mit Schall gleichen Tonspektrums, aber entgegengesetzter Schwingungsphase beaufschlagt. Im Idealfall kommt es zu einer Totallöschung. Die Resonanzrohre wirken als Abzweigwege im Luftleitungssystem, in die der Schall eindringt und nach der Reflexion am Ende des Resonanzrohrs den Rückweg antritt. Erreicht der Schall nach diesem Umweg wieder den Abzweigort, hat die Ursprungsquelle dort inzwischen eine zeitversetzte Phasenlage, die im günstigsten Falle genau 180 ° beträgt. Der Phasenversatz ist von der Wellenlänge des zu löschenden Schalles abhängig. Um eine Phasenverschiebung von 180 ° zu erreichen, muß daher die Länge des Resonanzrohres gerade ein Viertel der Wellenlänge des zu löschenden Schalls betragen.

Eine andere Möglichkeit, schalldämpfende Leitungsabschnitte zu gestalten, ist der DE 195 04 223 A1 zu entnehmen. In der Figur 1 dieser Schrift ist ein Ansaugrohr 2 dargestellt, welches von einem Dämpfungsbauteil 4 umgeben ist, wodurch ein Ringraum 3 geschaffen wird. Das Ansaugrohr verfügt über Öffnungen, die als Löcher 7 ausgeführt sein können. Der beschriebene Schalldämpfer ist mit Verbindungsmuffen ausgestattet und kann auf diese Weise in eine Ansaugvorrichtung als Leitungsabschnitt eingebaut werden.

Dieser Schalldämpfer wirkt als Nebenschlußresonator. Die Löcher 7 bilden dessen Hälse und der Ringraum 3 dessen Volumen. Es wird dabei ein schwingungsfähiges System geschaffen, welches über die Löcher mit dem Leitungsabschnitt in Verbindung steht. Die durch den Nebenschlußresonator erzeugten Schwingungsvorgänge überlagern das Schwingungsverhalten in der Ansaugvorrichtung, wodurch eine Geräuschverminderung erzielt werden kann. Durch Vorsehen mehrerer Öffnungen unterschiedlicher Größe kann dabei eine breitbandige Wirkung erzielt werden, d. h. daß die Geräuschminderung nicht nur für eine ausgewählte Frequenz wirksam ist.

Auch für Resonanzrohre kann in engen Grenzen eine Vergrößerung des gedämpften bzw. ausgelöschten Frequenzbandes erreicht werden. Hier schlägt die DE 196 03 979 A1 vor, den Boden dieser Resonanzrohre z. B. kegelig auszuführen. Damit hat das Resonanzrohr keine charakteristische Länge mehr sondern einen Längenbereich. Hierdurch wird die Wirkung des Resonanzrohres auf ein schmales Frequenzband ausgeweitet.

In den Ansaugvorrichtungen moderner Kraftfahrzeuge finden sich jedoch immer häufiger Nebenaggregate, wie z. B. Abgasturbolader, Sekundärluftpumpen oder Sekundärluftlader, die im Umfeld des Verbrennungsmotors zusätzliche Geräuschquellen darstellen. Die Zusammensetzung dieser Geräusche unterscheidet sich von denen des Hubkolbenmotors in erster Linie dadurch, daß ihre hohen Energieanteile in einem Frequenzbereich über 1.000 Hertz liegen. Um diese

Geräusche wirksam an ihrer Ausbreitung zu hindern, ist eine quellennahe breitbandige Dämpfung notwendig. Herkömmliche Resonanzrohre eigenen sich dafür nicht, weil das gedämpfte Frequenzband für eine wirkungsvolle

Geräuschverminderung zu klein ist. Man könnte nun eine Vielzahl von

Resonanzrohren anordnen, dies würde jedoch einen hohen baulichen Aufwand bedeuten. Dieser kann jedoch aus wirtschaftlichen Erwägungen nicht betrieben werden, denn es handelt sich hier um einen Dämpfungsaufwand, der zusätzlich zu den Dämpfungsmaßnahmen für die Brennkraftmaschine anfällt.

Eine andere Möglichkeit bestünde in der Anordnung weiterer Nebenschlußresonatoren. Jedoch bedeutet auch dieser einen zusätzlichen baulichen Aufwand. Das Resonatorvolumen muß durch mindestens ein Gehäuse geschaffen werden, welches entweder zusätzlich im Motorraum befestigt oder in die Ansaugvorrichtung integriert werden muß. Die DE 195 04 223 A1 schlägt für die Integration des Nebenschlußresonators vor, diesen als Ringraum um den Leitungsanschnitt anzuordnen. Aber auch diese Gestaltung bedeutet einen wesentlichen baulichen Aufwand. Schließlich muß das Rohr in diesen Ringraum eingebracht werden, wobei dieses Problem nur durch zusätzliche Montageschritte und zusätzliche Baukomponenten gelöst werden kann.

Die Aufgabe besteht daher darin, eine Dämpfungseinrichtung für Ansaugvorrichtungen zu schaffen, welche einfach im Aufbau und wirtschaftlich in der Herstellung ist und auf einfache Weise an das zu dämpfende Frequenzspektrum im Anwendungsfall anzupassen ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 , 4 und 5 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Ansaugvorrichtung weist einen vom Ansaugmedium durchflossenen Leitungsabschnitt auf, welcher mit mindestens einem ein Resonanzrohr bildenden Volumen in Verbindung steht. Das Resonanzrohr ist derart gebildet, daß es einen gemeinsamen Wandabschnitt mit dem Leitungsabschnitt bildet. Vorteile für eine derartige Gestaltung ergeben sich zunächst aus Einsparungen hinsichtlich des benötigten Bauraums. Die Resonanzrohre liegen nämlich direkt am Leitungsabschnitt an und ragen nicht im rechten Winkel zum Leitungsabschnitt in den Motorraum. Hierdurch entsteht eine größere Gestaltungsfreiheit für die Ansaugvorrichtung und deren Anpassung an den Motorraum. Auch ist eine nachträgliche Anbringung derart gestalteter Resonanzrohre noch denkbar. Durch den gemeinsamen Wandabschnitt wird weiterhin Material eingespart. Daraus folgt eine Gewichtseinsparung, die sich z. B. positiv auf den Energieverbrauch des Kraftfahrzeuges auswirkt.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung des Erfindungsgedankens besteht der Leitungsabschnitt und das Resonanzrohr im wesentlichen aus einem Strangpreßprofil, welches insbesondere aus Kunststoff gefertigt ist. Dieses Strangpreßprofil kann je nach Anwendungsfall abgelenkt und an den Enden mit Abschlußstücken versehen werden. Diese Abschlußstücke haben die Aufgabe, den Leitungsabschnitt mit der restlichen Ansaugvorrichtung zu verbinden. Gleichzeitig wird durch die Abschlußstücke ein Verschluß der Resonanzrohre an deren Enden und eine Verbindung derselben mit dem Leitungsabschnitt an deren Anfang realisiert. Die Abschlußstücke können auch als Teil der sich anschließenden Elemente der Ansaugvorrichtung ausgebildet sein. Eine Verbindung zwischen Strangpreßprofil und Abschlußstücken kann z. B. durch eine Schweißverbindung oder auch durch eine Klebeverbindung erfolgen. Durch eine Variation der Länge des Strangpreßprofils läßt sich auf einfache Weise die Dämpfungscharakteristik des Leitungsabschnittes beeinflussen. Dabei können die beiden Abschlußstücke unverändert beibehalten werden. Zusätzlich ist es möglich, neben den Abschlußstücken auch Zwischenstücke vorzusehen, die die Verbindung zweier Leitungsabschnitte, gebildet aus dem Strangpreßprofil, ermögichen.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Leitungsabschnitt und das Resonanzrohr aus Schalen und Einlegeteilen gebildet sind. Es ist z. B. denkbar, den Leitungsabschnitt aus zwei Halbschalen aufzubauen, wobei die Außenkontur des Resonanzrohres in diese Schalen eingebracht ist. Das Einlegeteil kann dann z. B. durch Vibrationsschweißen derart in der das Resonanzrohr bildenden Schale positioniert werden, daß es den gemeinsamen Wandabschnitt bildet, wobei eine Öffnung zur Verbindung der beiden Volumina freibleibt. Anstelle von Schweißverbindungen sind genausogut Schnappverbindungen oder Klebeverbindungen denkbar. Anstelle des Einlegeteils kann auch ein die Außenwandung des Resonanzrohres bildendes Teil verwendet werden, welches von außen auf den Leitungsabschnitt aufgesetzt werden kann. Der Leitungsabschnitt muß dann nicht in Mehrschalentechnik hergestellt werden.

Eine alternative Lösung ist darin zu sehen, daß der Leitungsabschnitt zur Dämpfung des Ansauggeräusches ein angeschlossenes Volumen aufweist, welches im Bereich zweier verschweißter Gehäuseschalen durch den Schweißfangrand von Leitungsabschnitt abgeteilt ist. Der Leitungsabschnitt muß in diesem Fall nicht fluiddurchflossen sein. Es kann sich z. B. auch um ein Resonanzrohr, welches in Zweischalentechnik hergestellt ist, handeln. Von diesem ist dann mit Hilfe des Schweißfangrandes ein weiteres Volumen abgeteilt. Das Volumen muß mit dem Leitungsabschnitt in Verbindung stehen. Dies geschieht durch Öffnungen, die durch eine entsprechende Gestaltung des Schweißfangrandes entstehen. Regelmäßig ist die den Schweißfangrand bildende Rippe in eine der zu verschweißenden Schalen integriert. Am Ende dieser Rippe entsteht zur anderen Schale hin ein schmaler Spalt. Soll das hinter dem Schweißfangrand befindliche Volumen genutzt werden, kann dieser Spalt bewußt so breit gewählt werden, daß eine akustische Kopplung des Volumens mit dem Leitungsabschnitt besteht. Alternativ zu einem breiteren Spalt kann der Schweißfangrand jedoch auch durch unterschiedliche Öffnungen durchbrochen sein. Je nach Gestaltung der Öffnung oder des Spaltes können spezifische akustische Effekte erzielt werden. Dabei können sowohl die Effekte eines Resonanzrohres wie auch die Effekte eines Nebenschlußresonators genutzt werden. Wird zur Bildung der Öffnung das Spaltmaß vergrößert, so hat dies zusätzlich den Vorteil, daß die Anforderungen an die Bauteiltoleranzen verringert werden. Es kommt durch Vorsehen des Spaltes eine breitbandige Dämpfung zustande. Konstruktiv entsteht kein zusätzlicher Aufwand, da der Schweißfangrand zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften der Leitungsinnenwände, welche durch die Schalen gebildet werden, ohnehin notwendig ist. Wird das durch den Schweißfangrand gebildete Volumen in einem Resonanzrohr vorgesehen, so kann dadurch die Resonanzfrequenz dieses Rohres verringert sowie dessen Wirkung auf ein breitbandigeres Frequenzspektrum erweitert werden.

Eine weitere alternative Lösung sieht vor, das Volumen, welches durch mindestens eine Öffnung mit dem Leitungsabschnitt in Verbindung steht, in einem den Leitungsabschnitt umgebenden Ringraum unterzubringen, wobei die Öffnung durch einen Schlitz gebildet ist, der entlang einer Teilung zwischen den den Leitungsabschnitten bildenden Einzelteilen verläuft. Der Schlitz entlang der Teilung läßt sich auf einfache Weise fertigen. Er kann z. B. in Spritzgießformen für die Herstellung der Einzelteile untergebracht sein. Der Schlitz kann derart verlaufen, daß alle im Ringraum befindlichen Volumina über diese eine Öffnung mit dem Leitungsabschnitt in Verbindung stehen. Der Ringraum muß nicht unbedingt kreisförmig sein; ebenso wenig wie der Leitungsabschnitt selbst. Die Unterbringung des Schlitzes am Rand einer Gußform hat weiterhin den Vorteil, daß dessen Geometrie sich durch eine Modifikation dieser Gußformen leicht verändern läßt. Es können z. B. in den Randbereich der Form Einlegeteile vorgesehen werden, die bestimmend für die Geometrie des Schlitzes sind und zur Realisierung unterschiedlicher Schlitzgeometrien einfach ausgewechselt werden. Für eine neue Schlitzgeometrie fällt dann nur der Aufwand eines neuen Einlegeteils, nicht aber einer gesamten neuen Gußform an.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Schlitz in der Wandung des Leitungsabschnittes umläuft. Auf diese Weise läßt sich eine Querteilung des Leitungsabschnittes erzielen, was einen topfartigen Aufbau der Gußformen für die Einzelteile des Leitungsabschnittes zur Folge hat. Bei dieser Formgestaltung kann der das ringförmige Volumen bildende Wandabschnitt ebenfalls in den beiden Gußformen vorgesehen werden. Es entsteht dabei eine flanschartige Grenzfläche der Außenwände des ringförmigen Volumens, die z. B. miteinander verklebt, verschweißt oder verschraubt werden können. Die den Leitungsabschnitt bildenden Wandungen werden etwas kürzer ausgeführt, so daß durch Verbindung der Einzelteile ein Spalt zwischen diesen Wandungen verbleibt. Dieser Spalt bildet die Öffnung. Dabei muß die Trennebene, die den Spalt bildet, nicht rechtwinklig zur Rohrwandung stehen. Dies ist jedoch die strömungsgünstigste Variante. Denkbar sind aber beliebige Teilungen, die nicht einmal in einer Ebene liegen müssen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Volumina im Ringraum als Resonanzrohr auszuführen. Hierzu ist es notwendig, die Breite b des Schlitzes im wesentlichen der radialen Höhe h des Ringraumes anzupassen und die Querschnittsflächen der im Ringraum befindlichen Röhrenvolumen mit einer Querschnittsfläche von ungefähr h² zu versehen. Dadurch wird die für ein Resonanzrohr notwendige konstante Querschnittsfläche und über den Schlitz mit der Breite h ein dieser Querschnittsfläche entsprechender Zugang geschaffen.

Dabei ist es vorteilhaft, mindestens eines der Röhrenvolumina mit einer mittleren Länge von 85 mm zu versehen. Dies ist geeignet, eine Schwingung mit einer Wellenlänge von dem 4-fachen, also 340 mm abzuschwächen oder auszulöschen. Diese Wellenlänge entspricht dem 1000 Hertz-Tonanteil, der - wie oben beschrieben - durch Zusatzgeräuschquellen in der Ansaugvorrichtung erzeugt wird. Eine Variation weiterer Röhrenvolumina um die Länge von 85 mm herum erzeugt dann die Wirkung einer Breitbanddämpfung in diesem Frequenzbereich. Durch Vorsehen der Röhrenvolumina in dem Ringraum wird dabei eine materialsparende und kostengünstige geometrische Ausgestaltung erreicht. Es ist auch möglich, mehrere Rohre mit der gleichen mittleren Länge vorzusehen, um für bestimmte Frequenzen eine besonders starke Dämpfung zu erzeugen. Von der mittleren Länge der Rohre ist daher die Rede, weil das Rohrende nicht notwendigerweise rechtwinklig zu den Wandungen des Resonanzrohrs verlaufen muß. Nur in diesem Fall wäre die Rohrlänge exakt anzugeben. In den anderen Fällen wird die mittlere Rohrlänge als arithmetisches Mittel aller Rohrlängen über den Querschnitt gebildet.

Gemäß einer günstigen Ausführungsform der Erfindung entspricht die durch den Schlitz freigelassene Fläche im wesentlichen der Querschnittfläche des Leitungsabschnittes. Diese Forderung läßt sich auch mit dem bereits erwähnten gestalterischen Prinzip kombinieren, daß b = h ist. Der Vorteil der so gewählten Schlitzfläche besteht in einer Ausgewogenheit der Wechselwirkung zwischen den im Ringraum untergebrachten Volumina und der durch den Leitungsabschnitt strömenden Ansaugluft.

Es ist vorteilhaft, den Leitungsabschnitt als Kreisquerschnitt zu wählen, der von einem Kreisringquerschnitt des Ringraumes umgeben ist. Die Röhrenvolumina können dann als Kreisringsegmente gebildet werden, indem Radialwände zwischen der inneren und äußeren Ringwand des Ringraumes gezogen werden. Kreisquerschnitte weisen das optimale Verhältnis zwischen Querschnittsfläche und Wandfläche auf. Hierdurch können Strömungsverluste im Rohr sowie der Materialaufwand für dessen Herstellung minimiert werden. Außerdem hat eine kreisrunde Gestaltung den Vorteil einer verbesserten Optik.

In der Teilung zwischen den beiden den Leitungsabschnitt und den Ringraum bildenden Elementen, die gleichzeitig die Anschlußteile zur restlichen Ansaugvorrichtung bilden, kann vorteilhafterweise ein drittes Teil als Zwischenstück angeordnet sein. Dieses reicht im Inneren der Baueinheit in die beiden Anschlußteile hinein und erzeugt dadurch zusätzliche Röhrenvolumina. Es befindet sich dann nicht mehr ein Schlitz in der Teilung zwischen den beiden Anschlußteilen sondern mehrere Schlitze, die durch die Enden des Zwischenstückes und die Enden der Wandung des Leitungsabschnittes in den Anschlußteilen gebildet werden.

Insbesondere bei Verwendung eines Zwischenstückes, aber auch bei der zweiteiligen Ausführung des Leitungsabschnittes ist es denkbar, mehrere ineinander verschachtelte Ringräume vorzusehen. Für diese gelten die bereits gemachten Aussagen. In den Wandungen zwischen jeweils zwei ineinander verschachtelten Ringräumen muß dann auch ein Schlitz vorgesehen werden. Auf diese Weise kann eine zusätzliche Anzahl von Röhrenvolumina gebildet werden.

Mit Röhrenvolumina sind die im Ringraum gebildeten Volumina im allgemeinen, insbesondere die Kreisringsegmente bei kreisringförmigem Querschnitt gemeint. Diese können einen beliebigen Querschnitt aufweisen, wobei der Querschnitt dieser Röhrenvolumina h² bei weitem überschreiten kann. Ist dies der Fall, folgt das so gebildete Volumen eher dem Dämpfungsprinzip eines Nebenschlußresonators. Auf diese Weise kann also mit der vorgeschlagenen Bauteilgeometrie eine Breitbanddämpfung aufgrund beider Dämpfungseffekte (Resonanzrohr und Nebenschlußresonator) erreicht werden. Der Übergang zwischen diesen beiden Effekten ist fließend. Neben der Variation des Volumens kann dabei auch eine Variation der Schlitzbreite b als Einflußfaktor gewählt werden.

Da die Rohrvolumina im Ringvolumen direkt benachbart sind und durch denselben Schlitz mit dem Leitungsabschnitt verbunden werden, können zwischen den einzelnen Volumina unerwünschte Kopplungseffekte auftreten. Diese können im Einzelfall dadurch vermieden werden, daß Abdeckungen auf die Stirnseite der schlitzbildenden Wände angebracht werden, die den Schlitz teilweise abdecken. Diese können z. B. aus Gummi sein und aufgeklebt oder anvulkanisiert werden. Dabei ist es möglich, durch Versuche die optimale Dämpfungsform für ein vorgegebenes Schwingungsspektrum zu ermitteln oder im nachheinein noch Veränderungen vorzunehmen. Wird eine bestimmte Gestaltung mit Abdeckungen als Serienteil verwendet, ist es auch möglich, diese in den Gußformen vorzusehen. Dies kann insbesondere durch Formeinsätze realisiert werden, wobei die Grundform für alle unterschiedlichen Dämpfervarianten dieselbe bleibt und nur die Einsätze ausgewechselt werden.

Eine Modifikation der Erfindung sieht vor, daß durch die beschriebenen Bauteile kein Modul erzeugt wird, welches in die Ansaugvorrichtung eingebracht werden muß, sondern daß die modulbildenden Bauteile zumindest teilweise in Komponenten der Ansaugvorrichtung integriert sind. So ist z. B. denkbar, eines der Abschlußteile am Ausgang eines Luftfiltergehäuses vorzusehen, wobei die Standardmodulteile mit diesen kombiniert werden können. Hierdurch läßt sich eine weitere Gewichtseinsparung erreichen sowie fertigungs- und montagetechnischer Aufwand bei der Großserienfertigung vermeiden.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, 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.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen

Figur 1 den Querschnitt durch ein Strangpreßprofil für einen

Leitungsabschnitt, welchem Volumina für die Bildung von Resonanzrohren angeschlossen sind,

Figur 2 den Schnitt A - A gemäß Figur 1 , wobei auf die Stirnseite des

Strangpreßprofils ein Anschlußstück aufgebracht ist und die Darstellung gemäß Figur 1 durch den Schnitt B - B gekennzeichnet ist,

Figur 3 den Längsschnitt durch einen Leitungsabschnitt, der aus zwei

Schalen sowie einem Einlegeteil gebildet ist,

Figur 4 den Querschnitt durch einen Leitungsabschnitt, der längs verschweißt ist, wobei ein Volumen durch den Schweißfangrand gebildet ist,

Figur 5 die Anordnung eines im Schweißfangrand untergebrachten

Volumens in einem Resonanzrohr, wobei dieses im Längsschnitt dargestellt ist,

Figur 6 einen Breitbanddämpfer bestehend aus zwei Anschlußteilen, wobei die Volumina in einem Ringraum untergebracht sind, welcher durch einen Schlitz mit dem Leitungsabschnitt verbunden ist, Figur 7 die Aufsicht C - C gemäß Figur 6, wobei Abdeckungen auf der

Stirnseite des Anschlußteils aufgebracht sind,

Figur 8 einen Breitbanddämpfer bestehend aus einem Anschlußteil, einem Zwischenstück und einem in eine Komponente der Ansaugvorrichtung integrierten Anschluß und

Figur 9 den schematisch dargestellten Längsschnitt einer Anordnung von zwei Ringräumen in einem Leitungsabschnitt, wobei die beiden Ringräume durch ein Zwischenstück gebildet sind.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist ein Leitungsabschnitt 10 dargestellt, welcher sich dazu eignet, Volumen in Form von Resonanzrohren 11 zu bilden. Die Resonanzrohre haben mit einem Hauptquerschnitt 12 des Leitungsabschnitts 10, welcher von der Ansaugluft durchströmt wird, einen gemeinsamen Wandabschnitt 13. Das Strangpreßprofil 14 kann aus Kunststoff gefertigt werden. Es kann auch auf handelsübliche Mehrkammerprofile als Halbzeug zurückgegriffen werden.

In Figur 2 ist dargestellt, wie das Strangpreßprofil 14 mit einem Anschlußstück 15 versehen werden kann. Das Anschlußstück ist mit dem Strangpreßprofil verklebt und weist einen Flanschbereich 16 zur Verbindung mit dem restlichen Ansaugtrakt auf. Für die beiden Resonanzrohre 11 des Strangpreßprofiles 14 hat das Anschlußstück einen Deckelbereich 17 und einen Öffnungsbereich 18. Es wird derart mit dem Strangpreßprofil verbunden, daß der Deckelbereich 17 das eine Resonanzrohr verschließt und der Öffnungsbereich 18 im Zusammenwirken mit dem Strangpreßprofil eine Öffnung 19 bildet, die denselben Querschnitt wie das Resonanzrohr aufweist. An der entgegengesetzten Seite des Strangpreßprofils kann ein mit dem Anschlußstück 15 identisches Teil um 180 ° verdreht angesetzt werden (nicht dargestellt). Auf diese Weise werden zwei Resonanzrohre gleicher Länge gebildet.

In Figur 3 ist ein Leitungsabschnitt 10 dargestellt, der in Mehrschalentechnik gefertigt wird. Die einzelnen Schalen sind miteinander verklebt oder verschweißt. Es ist eine Formteilung 20 zu erkennen, die sich zwischen einer Oberschale 21 und einer Unterschale 22 befindet. In die Unterschale ist eine das Resonanzrohr bildende Vertiefung 23 eingebracht, die bis auf die Öffnung 19 mit einem eingeklebten Einlegeteil 24 verschlossen wird. Das Einlegeteil 19 stellt somit den gemeinsamen Wandabschnitt 13 dar. Das in der Vertiefung 23 gebildete Resonanzrohr weist denselben Querschnitt wie die Öffnung 19 auf.

Figur 4 zeigt einen Leitungsabschnitt 10, der über Schweißabsätze 25 vibrationsverschweißt ist. Im Bereich der Schweißverbindung wird eine Innenwandung 26 des Leitungsabschnittes durch einen Schweißfangrand 27 gebildet, welcher normalerweise einen dahinter liegenden Hohlraum 28, der zur Aufnahme eines bei der Verschweißung entstehenden Wulstes bestimmt ist, abdeckt. Der Hohlraum kann jedoch auch zu einem Resonanzvolumen 29 ausgeweitet sein. Dieser wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 durch die Oberschale 21 gebildet. Der Schweißfangrand 27 ist sowohl in der Oberschale wie auch in der Unterschale vorgesehen. Auf der Seite des Resonanzvolumens 29 bilden die Kanten der Schweißfangränder 27 jedoch einen verhältnismäßig breite Spalt, der die Öffnung 19 bildet und eine Verbindung zwischen Resonanzvolumen und Leitungsabschnitt gewährleistet. Auf diese Weise ist ein Breitbandresonator realisiert.

In Figur 5 ist eine Variante dargestellt, bei der der Schweißfangrand eines zweischaligen Resonanzrohrs 11 genutzt wird. Im Schweißfangrand sind Langlöcher 30 gebildet, die eine Verbindung des umlaufenden Hohlraums 28 mit dem Resonanzrohr 11 ermöglichen. Das Resonanzrohr mündet in ein Gehäuse 31 , welches als Teil der nicht dargestellten Ansaugvorrichtung ausgebildet ist. Der Hohlraum 28 hinter dem Schweißfangrand 27 muß jedoch im Volumen nicht vergrößert werden, um als Resonanzvolumen wirken zu können. Wird lediglich der Spalt des Schweißfangrandes im Bereich der Reinluftleitung der Ansaugvorrichtung z. B. auf 1 ,2 mm vergrößert, verringert sich nicht nur das Gesamtgeräusch der Ansaugvorrichtung im oberen Drehzahlbereich, sondern auch um das 4 Kilohertz- Oktavband, welches durch den Menschen als unangenehm wahrgenommen wird. Die Motorleistung bleibt durch diese akustische Maßnahme unbeeinflußt. Im übrigen kann durch die beschriebene konstruktive Maßnahme auch eine Verminderung von Resonanzfrequenzen der Ansaugvorrichtung erreicht werden, was in manchen Fällen gewünscht ist.

Figur 6 stellt den Schnitt durch einen Breitbanddämpfer dar. Dieser besteht aus zwei Anschlußteilen 32, die z. B. als Stutzen 33 zur Verbindung mit einem Schlauch ausgebildet sein können. Die beiden Anschlußteile bilden den Hauptquerschnitt 12 und einen Ringraum 34, der den Hauptquerschnitt umgibt. Außenwände 35 weisen Schweißabsätze 25 auf, so daß die Anschlußteile miteinander verbunden werden können. In diesem Bereich ist die Anordnung eines Schweißfangrandes gemäß Figur 4 denkbar. Der Ringraum 34 ist durch Zwischenwände 36 vom Hauptquerschnitt 12 abgetrennt. Stirnseiten 37 der Zwischenwände 36 weisen gegenüber den Schweißabsätzen 25 einen Axialversatz auf, derart, daß die Stirnseiten 37 bei der Verbindung der Anschlußteile 32 miteinander einen radial umlaufenden Schlitz bilden, der den Hauptquerschnitt 12 mit dem Ringraum 34 verbindet. Im Ringraum 34 sind durch Radialwände 38 einzelne Röhrenvolumina 39 abgeteilt. Diese stehen jeweils über den Schlitz 40 mit dem Hauptquerschnitt 12 in Verbindung. Die Teilung des Ringraumes 34 in kreisringsegmentförmige Röhrenvolumina 39 kann beliebig erfolgen und muß in den beiden Anschlußteilen nicht übereinstimmen. Der Schlitz 40 kann über Teile des Umfanges durch Abdeckungen 41 verschlossen sein.

Der genaue Aufbau des Ringraumes kann der Figur 7 entnommen werden, die die Aufsichtsebene C - C gemäß Figur 6 darstellt. Es ist der Hauptquerschnitt 12 und die im Ringraum befindlichen Röhrenvolumina 39, die gebildet werden aus der Außenwand 25, den Radialwänden 38 und der Zwischenwand 36 zu erkennen. Auf die so gebildete Stirnseite, die hier in Aufsicht zu sehen ist, sind die Abdeckungen 41 , die z. B. aus Gummi bestehen können, aufgeklebt. Diese können z. B. Kopplungseffekte zwischen benachbarten Röhrenvolumina verhindern. Es ist auch möglich, durch Anbringung der Abdeckung auf den Stirnseiten der Radialwände ein gegenüber den benachbarten Rohrvolumina vollständig abgeschlossenen Resonanzraum zu schaffen. Dieser wirkt dann als Nebenschlußresonator, wobei vom Schlitz durch die Abdeckung die Öffnung 19a abgeteilt ist.

Figur 8 zeigt einen Breitbanddämpfer, der nach dem Prinzip der Vorrichtung gemäß Figur 6 funktioniert. Es ist jedoch nur ein Anschlußteil 32 mit einem Flanschbereich 16 vorgesehen. Das andere Anschlußteii ist durch einen Aufnahmestutzen 42 ersetzt worden, der Teil des Gehäuses 31 ist, wobei das Gehäuse 31 zur nicht dargestellten Ansaugvorrichtung gehört. Der Aufnahmestutzen ist mit dem Anschlußteil verbindbar. In diese Verbindung ist jedoch noch ein Zwischenstück 43 eingebracht. Dieses weist wie der Aufnahmestutzen und das Anschlußteil Röhrenvolumina 39a auf und bildet mit diesen Teilen an den beiden Enden Schlitze 40. Diese laufen radial im Hauptquerschnitt um; die Schlitzebene liegt jedoch nicht senkrecht zur Durchströmungsrichtung des Hauptquerschnittes, sondern schräg. Auf diese Weise lassen sich Röhrenvolumina 39 mit unterschiedlicher Länge durch eine gerade Begrenzungswand 44 erzeugen.

Figur 9 zeigt die schematische Darstellung einer alternativen Ausgestaltung des Zwischenstückes 43. Durch dieses werden zwei ineinandergeschachtelte Ringräume 34 geschaffen. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Anschlußteile 32 keine Röhrenvolumina auf. Die Röhrenvolumina 39a werden lediglich durch das Zwischenstück gebildet.

Die Einzelteile 32, 42, 43 gemäß der Figuren 6 bis 9 können derart gestaltet sein, daß sie untereinander kombinierbar sind. Auf diese Weise wird ein Baukastensystem geschaffen, welches Grundelemente aufweist, die unter Verwendung der Abdeckungen 41 zu optimalen Breitbanddämpfern für den jeweiligen Anwendungsfall kombiniert werden können. Im Falle einer großserientechnischen Herstellung lassen sich die Formen für die Einzelteile dann einem speziellen Anwendungsfall anpassen.

Claims

Patentansprüche

1. Ansaugvorrichtung, insbesondere zur Verwendung für eine Brennkraftmaschine, die einen vom Ansaugmedium durchflossenen Leitungsabschnitt (10), welcher mit mindestens einem nicht durchflossenen Volumen über jeweils mindestens eine Öffnung (19) mit dem Leitungsabschnitt verbunden ist, wobei jeweils Volumen und Öffnung ein Resonanzrohr (11 ) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Resonanzrohr einen gemeinsamen Wandabschnitt (13) mit dem Leitungsabschnitt aufweist.

2. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt (10) und das mindestens eine Resonanzrohr (11 ) in ein Strangpreßprofil integriert sind, das an den Enden mit Abschlußstücken (15) versehen ist, wobei diese das mindestens eine Resonanzrohr abgesehen von den Öffnungen (19) dicht verschließen.

3. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der

Leitungsabschnitt (10) und das Resonanzrohr (11 ) durch mindestens zwei Schalen (21 , 22) und/oder Einlegeteile (24) gebildet sind.

4. Ansaugvorrichtung, insbesondere zur Verwendung für eine Brennkraftmaschine, die einen Leitungsabschnitt (10) aufweist, der mit mindestens einem nicht durchflossenen Volumen über jeweils mindestens eine Öffnung (19) mit dem Leitungsabschnitt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungsabschnitt und Volumen aus mindestens zwei verschweißten Schalen (21 , 22) bestehen und das Volumen durch einen Schweißfangrand (27) vom Leitungsabschnitt abgeteilt ist.

5. Ansaugvorrichtung; insbesondere zur Verwendung für eine Brennkraftmaschine, die einen vom Ansaugmedium durchflossenen Leitungsabschnitt (10) aufweist, der mit mindestens einem nicht durchflossenen Volumen über jeweils mindestens eine Öffnung mit dem Leitungsabschnitt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumen in mindestens einem, den Leitungsabschnitt (10) umgebenden Ringraum (34) untergebracht sind und die Öffnung durch einen Schlitz (40) gebildet ist, der entlang der Teilung zwischen Einzelteilen (32, 42, 43) des Leitungsabschnittes (10) verläuft.

6. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (40) in der Wandung des Leitungsabschnittes (10) umläuft.

7. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite b des Schlitzes (40) im wesentlichen der Höhe h des Ringraumes (34) entspricht und im Ringraum mindestens ein Röhrenvolumen (39a) mit einer Querschnittsfläche von h² angeordnet ist.

8. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Röhrenvolumen (39a) eine mittlere Länge von 85 mm aufweist.

9. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Fläche des Schlitzes (40) der Querschnittsfläche des Leitungsabschnittes (10) im wesentlichen entspricht.

10.Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt (10) einen Kreisquerschnitt und der Ringraum (34) einen Kreisringquerschnitt aufweisen, wobei die Röhrenvolumina (39a) durch Radialwände (38), die die innere mit der äußeren Ringwand des Ringraumes verbinden, voneinander getrennt sind.

11. Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Teilung zweier Anschlußteile (32) mindestens ein Zwischenstück (43) angeordnet ist, wobei durch das Zwischenstück zusätzliche Röhrenvolumina (39a) und mindestens zwei Schlitze (40) gebildet ist.

12.Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß Abdeckungen (41 ) auf Stirnseiten (37) der schlitzbildenden Wände der Einzelteile (32, 42, 43) angebracht sind

13.Ansaugvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt (10) zumindest teilweise in eine Komponente der Ansaugvorrichtung integriert ist.