EP1425505B1 - Fluidführung, insbesondere in form eines rohluftschlauchs zum einsaugen von rohluft in einen luftfilter eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Fluidführung, insbesondere in form eines rohluftschlauchs zum einsaugen von rohluft in einen luftfilter eines kraftfahrzeugs Download PDF

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EP1425505B1 EP02777066A EP02777066A EP1425505B1 EP 1425505 B1 EP1425505 B1 EP 1425505B1 EP 02777066 A EP02777066 A EP 02777066A EP 02777066 A EP02777066 A EP 02777066A EP 1425505 B1 EP1425505 B1 EP 1425505B1
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    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/08—Thermoplastics

Definitions

  • the invention relates to a fluid guide with at least two members of acoustically im essential dense material and at least one opening for sound attenuation, wherein between two adjacent members an impedance change, in particular in the form of a Impedanzsprunges, the flow resistance of the flowing through the fluid guide Fluids is present.
  • Resonators require some Place, in places, they cover a volume of a few liters, and increase bypass tubes with their up to 30cm also the cost of materials.
  • In the continuing search for simple and effective sound-reducing raw air hoses is also the use of porous materials in the Rohluftschlauchtechnik for discussion.
  • JP 60050265 A discloses a porous pipe socket sintered from aluminum powder, which is connected via a piece of hose with an air filter.
  • the porous, permeable Pipe socket is characterized by a significantly reduced sound level at a constant Air supply efficiency.
  • the pipe socket has the disadvantage of higher Material costs.
  • EP 0 837 238 A2 discloses the use of a porous, moldable, sound-absorbing Materials taught with which the air filter or its leads are lined inside can.
  • An additional interconnected inner wall also entails an increased additional cost for material and production.
  • EP 0 818 648 B1 discloses the use of a porous strip material for producing a Tube known.
  • a tape is wound helically and in the form of a Glued hose and used for sound insulation in the air line in the engine compartment.
  • a porous material a woven plastic is used in practice, which in addition the actually shaping processing process additionally the production of the woven Bandes is expensive.
  • a generic fluid guide is known from GB 2 364 352 A.
  • the known Fluid guide are straight, perforated rigid elements with openings and between each arranged flexible elements, wherein the flexible elements in the manner of a wave pipe section can be trained.
  • the introduction of openings in the straight elements must be done in coordination with the geometry of said elements, which relatively zeitund is costly to obtain a desired sound attenuation.
  • Object of the present invention is therefore the generic fluid guide such develop further that the disadvantages of the prior art are overcome, in particular to provide a Rohluftschlauch, which is extremely inexpensive to manufacture and and also has a high degree of sound-reducing properties.
  • This object is achieved in that the at least one opening in the Range of impedance change between two adjacent members is arranged.
  • a plurality of openings along the circumference of the fluid guide are arranged, and / or each opening is formed substantially rectangular.
  • the total area of the opening or the openings essentially the cross-sectional area of the fluid guide, in particular in the area whose Lufteinsaugendes or its Heilausla litdes corresponds.
  • each opening be punched and / or with an open-pored, porous protective fabric is covered.
  • the members are made of a plastic, in particular polypropylene, preferably in an injection molded or blown are.
  • the protective fabric is a plastic fleece, in particular Polypropylene is, wherein preferably the protective fabric glued to the members or is welded.
  • the members a bellows between comprise two substantially dimensionally stable regions, preferably between the a substantially dimensionally stable area and the bellows on the one hand and the bellows and the other substantially dimensionally stable region, on the other hand, each at least one Opening is arranged.
  • the one substantially dimensionally stable area with a Radiator connection piece is connected or formed, and / or the other substantially dimensionally stable area is connected or formed with an air filter connection piece, for Installation in the engine compartment of a motor vehicle.
  • a device according to the invention is characterized by at least one Curvature, preferably in the one substantially dimensionally stable region, and / or at least a recess, preferably in the other substantially dimensionally stable area.
  • the invention is thus based on the finding that openings in the wall, for example one in the engine compartment of a motor vehicle between the radiator and a Air filter mounted Roh Kunststoffschlauches, especially before and after in the Rohluftschlauch integrated members, where an impedance change of the flow resistance occurs, significantly to reduce the resulting during engine operation sound level before all of the noise at Rohlufteinsaugende, so contribute to the radiator.
  • openings in the wall for example one in the engine compartment of a motor vehicle between the radiator and a Air filter mounted Rohluftschlauches, especially before and after in the Rohluftschlauch integrated members, where an impedance change of the flow resistance occurs, significantly to reduce the resulting during engine operation sound level before all of the noise at Rohlufteinsaugende, so contribute to the radiator.
  • a raw air hose it is essentially a ⁇ / 4 resonator, in which by the inventive Insertion of openings Sound absorption by reflection and / or interference takes place.
  • the dimensioning of the openings is essentially a compromise solution between a
  • the members of the Rohluftschlauchs in particular in the form of a bellows between two im essential dimensionally stable areas are made for manufacturing reasons of a Plastic, such as polypropylene, blown out in a, so that then simply stamped the openings can be. Furthermore, it is favorable for the production, the protective material the openings on the members Medsch doen. This results in a total cost and in the Däm colfung extremely effective Rohluftschlauch.
  • FIG. 1 shows a Rohluftschlauch 1 according to the invention, as in a motor vehicle between a cooler and an air filter (each not shown) can be installed.
  • a plastic Rohluftschlauch 1 has between substantially acoustically dense and dimensionally stable regions 2, 3, at the respective ends 4, 5 a cooler connection piece 6 and an air filter connection piece 7 are located, a flexible Bellows 8 on.
  • the air filter connection piece 7 facing dimensionally stable area 2 is additionally embossed by a curvature 9, while the opposite, the radiator connection piece 6 facing, dimensionally stable area 3 a recess 10 to facilitate the final assembly in the engine compartment (not shown) of the motor vehicle has.
  • each adhesive zone 12, 12 ' serves to prevent the ingress of To prevent dirt particles in the Rohluftschlauch 1 by passing over the openings 11, 11 ' in the region of the adhesive zone 12, 12 ', an air-permeable nonwoven by means of adhesive beads (both not shown) is applied.
  • This fleece which is also made of a plastic may alternatively be welded to the walls of the Rohluftschlauches.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fluidführung (1) mit zumindest zwei Baugliedern (2,3,8) aus akustisch im wesentlichen dichtem Material und zumindest einer Öffnung (11,11') zur Schalldämpfung, wobei zwischen zwei benachbarten Baugliedern eine Impedanzänderung, insbesondere in Form eines Impedanzsprunges, des Strömungswiderstandes des durch die Fluidführung strömenden Fluids vorliegt, wobei die zumindest eine Öffnung im Bereich der Impedanzänderung zwischen zwei benachbarten Baugliedern angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidführung mit zumindest zwei Baugliedern aus akustisch im wesentlichen dichtem Material und zumindest einer Öffnung zur Schalldämpfung, wobei zwischen zwei benachbarten Baugliedern eine Impedanzänderung, insbesondere in Form eines Impedanzsprunges, des Strömungswiderstandes des durch die Fluidführung strömenden Fluids vorliegt.
Bei Rohluftschläuchen, die in Motorräume von Kraftfahrzeugen eingebaut werden, um Umgebungsluft vom Kühler zu einem Luftfilter einzusaugen bzw. zu leiten, ist man herstellerseits bemüht, den während des Motorbetriebes herrschenden Schallpegel zu reduzieren. In der Automobilindustrie verfolgte man zu diesem Zweck hauptsächlich zwei Methoden. Entweder werden an Rohluftschläuchen Resonatoren angebracht, oder Rohluftschläuche werden mit einem sogenannten Bypassschlauch ausgestattet, wodurch bestimmte Frequenzen herausgefiltert werden können. Dabei sollen technisch verfeinerte Resonatoren ein möglichst breites Spektrum im Schall herausfiltern und lassen sich verstimmen, während Bypasswege optional durch Ventilsteuerungen zuschalt- bzw. trennbar sind. Resonatoren bedürfen jedoch einigen Platz, stellenweise umfassen sie ein Volumen von einigen Litern, und Bypassschläuche erhöhen mit ihren bis zu 30cm ebenfalls den Materialaufwand. Bei der anhaltenden Suche nach einfachen und wirksamen schallreduzierenden Rohluftschläuchen steht auch der Einsatz von porösen Materialien bei der Rohluftschlauchverarbeitung zur Diskussion.
So ist aus der JP 60050265 A ein aus Aluminiumpulver gesinterter, poröser Rohrstutzen bekannt, der über ein Schlauchstück mit einem Luftfilter verbunden ist. Der poröse, durchlässige Rohrstutzen zeichnet sich dabei durch einen wesentlich reduzierten Schallpegel bei gleichbleibender Luftzuführungseffizienz aus. Der Rohrstutzen besitzt allerdings den Nachteil hoher Materialkosten.
In der EP 0 837 238 A2 wird die Verwendung eines porösen, formbaren, schallabsorbierenden Materials gelehrt, mit dem der Luftfilter oder dessen Zuleitungen innen ausgekleidet werden können. Eine zusätzliche verschalte Innenwand birgt gleichfalls einen erhöhten Mehrkostenaufwand für Material und Fertigung.
Aus der EP 0 818 648 B1 ist der Gebrauch eines porösen Bandmaterials zur Herstellung eines Schlauches bekannt. Dabei wird ein Band schraubenförmig gewickelt sowie in Form eines Schlauches verklebt und zur Schalldämpfung bei der Luftleitung im Motorraum eingesetzt. Als poröses Material wird in der Praxis ein gewebter Kunststoff eingesetzt, wodurch neben dem eigentlich formgebenden Verarbeitungsprozeß zusätzlich die Herstellung des gewebten Bandes kostenaufwendig ist.
Öffnungen zur Schalldämpfung bei Impedanzänderungen sind im Stand der Technik an sich bekannt. So ist, beispielsweise, aus der WO 00/45044 ein Leitungsabschnitt bekannt, der aus zwei miteinander verbundenen Schalen aufgebaut ist, wobei in der Trennfuge zwischen den Schalen Durchbrüche zur Dämpfung angeordnet sind. Zudem kann dem Leitungsabschnitt eine Diffusorwirkung eigen sei, und die Rohrwandung desselben kann mit Bohrungen versehen sein. Insgesamt ist der bekannte Leitungsabschnitt sehr aufwendig im Aufbau.
Gemäß der DE 196 29 368 A1 ist zum Unterdrücken des Entstehens von harmonischen Tönen an einer Perforation von Rohren von Schalldämpfern für pulsierende Gase, insbesondere für Abgase von Verbrennungsmotoren, mit Abstand vor der Perforation eine den Durchmesser des Rohres reduzierende Einschnürung vorzusehen. Dies führt zu einem relativ komplizierten Aufbau.
Eine gattungsgemäße Fluidführung ist aus der GB 2 364 352 A bekannt. Bei der bekannten Fluidführung sind gerade, steife Elemente mit Öffnungen perforierten und jeweils zwischen flexiblen Elementen angeordnet, wobei die flexiblen Elemente in Art eines Wellenrohrabschnitts ausgebildet sein können. Die Einbringung von Öffnungen in die geraden Elemente muß dabei in Abstimmung mit der Geometrie besagter Elemente erfolgen, was relativ zeitund kostenaufwendig ist, um eine gewünschte Schalldämpfung zu erhalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die gattungsgemäße Fluidführung derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden, insbesondere einen Rohluftschlauch zu liefern, der äußerst kostengünstig in der Herstellung ist und und zudem noch in hohem Maße schallreduzierende Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zumindest eine Öffnung im Bereich der Impedanzänderung zwischen zwei benachbarten Baugliedern angeordnet ist.
Dabei kann vorgesehen sein, daß mehrere Öffnungen längs des Umfangs der Fluidführung angeordnet sind, und/oder jede Öffnung im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß wird auch vorgeschlagen, daß die Gesamtfläche der Öffnung bzw. der Öffnungen im wesentlichen der Querschnittsfläche der Fluidführung, insbesondere im Bereich dessen Lufteinsaugendes oder dessen Luftauslaßendes, entspricht.
Ferner wird vorgeschlagen, daß jede Öffnung eingestanzt und/oder mit einem offenporigen, porösen Schutzgewebe abgedeckt ist.
Erfindungsgemäß wird bevorzugt vorgeschlagen, daß die Bauglieder aus einem Kunststoff, insbesondere Polypropylen, vorzugsweise in einem spritzgegossen oder geblasen, hergestellt sind.
Es kann auch vorgesehen sein, daß das Schutzgewebe ein Kunststoffvlies, insbesondere aus Polypropylen, ist, wobei vorzugsweise das Schutzgewebe mit den Baugliedern verklebt oder verschweißt ist.
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß die Bauglieder einen Faltbalg zwischen zwei im wesentlichen formstabilen Bereichen umfassen, wobei vorzugsweise zwischen dem einen im wesentlichen formstabilen Bereich und dem Faltbalg einerseits sowie dem Faltbalg und dem anderen im wesentlichen formstabilen Bereich andererseits jeweils zumindest eine Öffnung angeordnet ist.
Dabei kann vorgesehen sein, daß der eine im wesentlichen formstabile Bereich mit einem Kühleranschlußstutzen verbunden oder ausgeformt ist, und/oder der andere im wesentlichen formstabile Bereich mit einem Luftfilteranschlußstutzen verbunden oder ausgeformt ist, zur Montage in den Motorraum eines Kraftfahrzeuges.
Schließlich ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung gekennzeichnet durch zumindest eine Krümmung, vorzugsweise in dem einen im wesentlichen formstabilen Bereich, und/oder zumindest eine Ausnehmung, vorzugsweise in dem anderen im wesentlichen formstabilen Bereich.
Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß Öffnungen in der Wandung beispielsweise eines in den Motorraum eines Kraftfahrzeuges zwischen dem Kühler und einem Luftfilter montierten Rohluftschlauches, insbesondere vor und nach in den Rohluftschlauch integrierten Baugliedern, an denen eine Impedanzänderung des Strömungswiderstandes auftritt, erheblich zur Senkung des während des Motorbetriebes entstehenden Schallpegels, vor allem der Geräusche am Rohlufteinsaugende, also am Kühler, beitragen. Bei einem Rohluftschlauch handelt es sich im wesentlichen um einen λ/4-Resonator, bei dem durch die erfindungsgemäße Einbringung von Öffnungen Schalldämpfung durch Reflexion und/oder Interferenz stattfindet. Die Bemessung der Öffnungen stellt dabei im wesentlichen eine Kompromißlösung zwischen einer Maximierung des Strömungswiderstandes einerseits und einer Minimierung des akustischen Widerstandes andererseits dar. Erfindungsgemäß ist festgestellt worden, daß besagte Kompromißlösung vorliegt, wenn die Fläche der Öffnungen im wesentlichen in der Größenordnung der Querschnittsfläche des Rohluftschlauchs, insbesondere im Bereich dessen Auslasses.
Als besonders praktikabel erweist sich das Einstanzen der Öffnungen, die dann zur Vermeidung einer Verschmutzung des Rohluftschlauches mit einem offenporigen, porösen Material, wie beispielsweise in Form eines Polypropylenvlieses, bedeckt werden sollten.
Die Bauglieder des Rohluftschlauchs, insbesondere in Form eines Faltbalgs zwischen zwei im wesentlichen formstabilen Bereichen, sind aus fertigungstechnischen Gründen aus einem Kunststoff, wie Polypropylen, in einem ausgeblasen, so daß dann die Öffnungen einfach eingestanzt werden können. Des weiteren ist es für die Herstellung günstig, das Schutzmaterial der Öffnungen auf die Bauglieder aufzuschweißen. Somit ergibt sich insgesamt ein kostengünstiger und in der Dämnfung äußerst effektiver Rohluftschlauch.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert wird. Dabei zeigt:
Fig.1
ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rohluftschlauches in einer perspektivischen Seitenansicht; und
Fig.2
eine frequenzabhängige Dämpfungsgraphik.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rohluftschlauch 1, wie er in ein Kraftfahrzeug zwischen einen Kühler und einen Luftfilter (jeweils nicht dargestellt) eingebaut werden kann. Der beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigte Rohluftschlauch 1 weist zwischen im wesentlichen akustisch dichten sowie formstabilen Bereichen 2, 3, an dessen jeweiligen Enden 4, 5 sich ein Kühleranschlußstutzen 6 bzw. ein Luftfilteranschlußstutzen 7 befinden, einen flexiblen Faltbalg 8 auf. Der dem Luftfilteranschlußstutzen 7 zugewandte formstabile Bereich 2 ist zusätzlich durch eine Krümmung 9 geprägt, während der gegenüberliegende, dem Kühleranschlußstutzen 6 zugewandte, formstabile Bereich 3 eine Ausnehmung 10 zur Erleichterung der Endmontage in den Motorraum (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeuges aufweist. Zu beiden Seiten des Faltbalgs 8 befinden sich im wesentlichen rechteckförmige Öffnungen 11, 11', die umlaufend ausgebildet sind. Die Flächeninhalte der Öffnungen 11, 11' entsprechen in etwa der Öffnungsfläche (nicht dargestellt) des Luftfilteranschlußstutzens 7 und sind innerhalb von Klebezonen 12, 12' angeordnet. Jede Klebezone 12, 12' dient dazu, das Eindringen von Schmutzpartikeln in den Rohluftschlauch 1 zu verhindern, indem über die Öffnungen 11, 11' im Bereich der Klebezone 12, 12' ein luftdurchlässiges Vlies mittels Kleberaupen (beides nicht dargestellt) aufgebracht wird. Dieses Vlies, welches ebenfalls aus einem Kunststoff gefertigt sein kann, kann alternativ mit den Wänden des Rohluftschlauches verschweißt sein.
In der Graphik von Figur 2 ist vergleichend die Dämpfung des Mündungsgeräusches, wobei als Mündung das dem Kühler zugewandte Ende des Rohluftschlauches 1, also das Ende 4 des Kühleranschlußstutzens 6, bezeichnet wird, gegen Anregungsfrequenzen für drei unterschiedliche Typen von Rohluftschläuchen aufgetragen. Die Kurve 1 repräsentiert dabei das akustische Verhalten eines Rohluftschlauchs, der einen Faltbalg, aber keine porösen Wände aufweist und zudem aus Kunststoff gefertigt ist, wie im Stand der Technik meist üblich. Die Kurve 2 repräsentiert das akustische Verhalten eines flexiblen Rohluftschlauchs, der entsprechend dem in der EP 0 818 648 B1 offenbarten Verfahren hergestellt worden ist. Die Kurve 3 schließlich repräsentiert das akustische Verhalten eines erfindungsgemäßen Rohluftschlauchs 1. Deutlich ist Figur 2 durch einen Vergleich der drei Kurven miteinander die über weite Frequenzbereiche wirkungsvollere Schalldämpfung des erfindungsgemäßen Rohluftschlauches 1 gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Rohluftschläuchen zu entnehmen.
Bezugszeichenliste
1
Rohluftschlauch
2, 3
formstabiler Bereich
4, 5
Ende
6
Kühleranschlußstutzen
7
Luftfilteranschlußstutzen
8
Faltbalg
9
Krümmung
10
Ausnehmung
11, 11'
Öffnung
12, 12'
Klebezone

Claims (9)

  1. Fluidführung (1) mit zumindest zwei Baugliedem (2, 3, 8) aus akustisch im wesentlichen dichtem Material und zumindest einer Öffnung (11, 11') zur Schalldämpfung, wobei zwischen zwei benachbarten Baugliedem (2, 8, 8, 3) eine Impedanzänderung, insbesondere in Form eines Impedanzsprunges, des Strömungswiderstandes des durch die Fluidführung (1) strömenden Fluids vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß
    die zumindest eine Öffnung (11, 11') im Bereich der Impedanzänderung zwischen zwei benachbarten Baugliedern (2, 3, 8) angeordnet ist.
  2. Fluidführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    mehrere Öffnungen (11, 11') längs des Umfangs der Fluidführung (1) angeordnet sind, und/oder jede Öffnung (11, 11') im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist.
  3. Fluidführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Gesamtfläche der Öffnung (11, 11') bzw. der Öffnungen (11, 11') im wesentlichen der Querschnittsfläche der Fluidführung (1), insbesondere im Bereich dessen Lufteinsaugendes (4) oder dessen Luftauslaßendes (5), entspricht.
  4. Fluidführung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    jede Öffnung (11,11') eingestanzt und/oder mit einem offenporigen, porösen Schutzgewebe abgedeckt ist.
  5. Fluidführung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Bauglieder (2, 3, 8) aus einem Kunststoff, insbesondere Polypropylen, vorzugsweise in einem spritzgegossen oder geblasen, hergestellt sind.
  6. Fluidführung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Schutzgewebe ein Kunststoffvlies, insbesondere aus Polypropylen, ist, wobei vorzugsweise das Schutzgewebe mit den Baugliedem (2, 3, 8) verklebt oder verschweißt ist.
  7. Fluidführung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Bauglieder (2, 3, 8) einen Faltbalg (8) zwischen zwei im wesentlichen formstabilen Bereichen (2, 3) umfassen, wobei vorzugsweise zwischen dem einen im wesentlichen formstabilen Bereich (2, 3) und dem Faltbalg (8) einerseits sowie dem Faltbalg (8) und dem anderen im wesentlichen formstabilen Bereich (2, 3) andererseits jeweils zumindest eine Öffnung (11, 11') angeordnet ist.
  8. Fluidführung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
    der eine im wesentlichen formstabile Bereich (2) mit einem Kühleranschlußstutzen (7) verbunden oder ausgeformt ist, und/oder der andere im wesentlichen formstabile Bereich (3) mit einem Luftfilteranschlußstutzen (6) verbunden oder ausgeformt ist, zur Montage in den Motorraum eines Kraftfahrzeuges.
  9. Fluidführung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch
    zumindest eine Krümmung (9), vorzugsweise in dem einen im wesentlichen formstabilen Bereich (2), und/oder zumindest eine Ausnehmung (10), vorzugsweise in dem anderen im wesentlichen formstabilen Bereich (3).
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