EP1469186A2 - Vorrichtung zur Reduzierung von Schallemissionen - Google Patents

Vorrichtung zur Reduzierung von Schallemissionen Download PDF

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EP1469186A2
EP1469186A2 EP04005095A EP04005095A EP1469186A2 EP 1469186 A2 EP1469186 A2 EP 1469186A2 EP 04005095 A EP04005095 A EP 04005095A EP 04005095 A EP04005095 A EP 04005095A EP 1469186 A2 EP1469186 A2 EP 1469186A2
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air intake
intake pipe
air
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    • F02M35/10137—Flexible ducts, e.g. bellows or hoses
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    • F02M35/1255—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance
    • F02M35/1266—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance comprising multiple chambers or compartments

Definitions

  • the invention relates to a device for reducing noise emissions according to the feature in the preamble of claim 1.
  • a disadvantage of the described configuration is that it may occur Relative movements between the air collecting tract of the internal combustion engine and one, the component supplying the intake air, by additional Decoupling measures must be decoupled. This also applies to supercharged internal combustion engines, in which after a charge pump heated intake air must be cooled in an intercooler before it is fed to the internal combustion engine. Such intercoolers are usually used arranged stationary to the body of the motor vehicle, during the Air collecting tract is stationary to the internal combustion engine.
  • the object of the present invention is to provide a generic device for To show the reduction of noise emissions with which it is possible Relative movements between the intake tract of an internal combustion engine and Balance body fixed components.
  • the housing is advantageously a flexible bellows.
  • the housing is connected on the one hand to the air intake pipe and on the other hand to a body-fixed, air-supplying component.
  • one section of the housing serves to reduce the noise emission, while the other section of the housing serves as a flexible connection between an air collecting tract fixed to the internal combustion engine and an air-guiding component fixed to the body.
  • the housing is according to claim 2 both opposite the gas-carrying pipe and the gas-carrying pipe Component sealed gastight.
  • the air collecting tract according to Claim 3 directly with the pressure side of the charger or an intercooler get connected.
  • An embodiment according to claims 4 to 6 ensures that the Openings always in the area of a bulged area of the housing are arranged. In the event that several openings in the direction of flow Arranged one behind the other, these can be in different chambers, i.e. H. in various folds of the housing, open out. Because the constricted areas, by means of stabilizing elements, here wire rings, firmly on the air intake pipe single, separate, independent and acoustically decoupled resonator chambers. Furthermore, the serve Stabilizing elements of the additional attachment of the housing on the Air intake pipe.
  • the bulged and the constricted areas radially around the air intake pipe One or everyone bulged area can be assigned several openings. Through this The arrangement is on the one hand an optimal vibration isolation between the Internal combustion engine fixed component and the component fixed to the body guaranteed while at the same time the openings in the air intake pipe over the entire scope can be distributed.
  • a resonator chamber is formed, the damping frequency band of which previously mentioned parameters is dependent.
  • Figure 1 shows the top view of a sectional view of an inventive Device for reducing noise emissions. It is a section of one Air intake pipe 1 shown, which at one end radially at its Has outer circumference openings 2, 2 '. The openings 2, 2 'are in three radial Circumferential sections arranged separately. The single ones Circumferential sections are each radially connected to the air intake pipe 1 enclosing groove 6, 6 'separated from each other. Radially around that with bores 2, 2 ' provided end of the air intake pipe 1 is a housing 3, a tubular Bellows, arranged. The housing 3 has bulged areas 3a, 3a ' and constricted areas 3b, 3b '.
  • Each constricted area 3b, 3b ' is from a stabilizing element 4, 4 ', each a wire ring, in which each correspond Groove 6, 6 'held.
  • the housing 3 forms an extension of the air intake pipe 1
  • the extension is with another closure element 7 'on another gas-carrying component 5 attached.
  • This closure element 7 ' is also one commercially available clamp. While the air intake pipe 1 is fixed to the internal combustion engine, the gas-carrying component 5 is arranged fixed to the body. in the The gas-carrying component 5 is a flange of an exemplary embodiment Intercooler, but it can also be a charger flange or other gas-carrying Component. Also a reverse attachment with respect to the body and the Internal combustion engine is possible.
  • the housing 3 serves as sound-absorbing housing, with the air intake noise, as well as noise for example, a loader, can be effectively damped.
  • the housing 3 meets the Double function of sound attenuation on the one hand and vibration isolation on the other hand.
  • the housing 3 is a polymer-based one Bellows, however, can also use other flexible building materials, such as Silicones or rubber.

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Abstract

Vorrichtung zur Reduzierung von Schallemissionen eines Luftführungsrohres (1) einer Brennkraftmaschine, das einen Luftsammeltrakt und einen Lader der Brennkraftmasche druckseitig des Laders zumindest abschnittsweise gasführend verbindet und an seinem Umfang zumindest eine Öffnung (2, 2') aufweist, die von einem Gehäuse (3) ummantelt ist, wobei das Gehäuse (3) ein flexibler Faltenbalg ist. Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung wird die Eigenschaft der Schallemissionsreduzierung mit einem Bewegungsausgleich zwischen Brennkraftmaschine und einem karosseriefesten Bauteil erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reduzierung von Schallemissionen gemäß dem Merkmal im Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Sie geht von der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 102 26 985 A1 aus. In dieser ist ein Luftansaugrohr für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, das an seinem Umfang Öffnungen aufweist. Diese Öffnungen sind wiederum gegenüber der Umwelt von einem um das Luftansaugrohr angeordneten Gehäuse verschlossen. Die Öffnungen in Verbindung mit dem Volumen des Gehäuses bilden eine Absorptionskammer. Durch diese Anordnung ist es möglich, Schallemissionen, die im Luftansaugrohr erzeugt werden, wirksam zu dämpfen. Die Gehäuse werden mittels eines Innenhochdruckumformverfahrens aus Metall gefertigt und ortsfest mit dem Luftansaugrohr verbunden. Mit Hilfe des Innenhochdruckumformens ist es möglich Gehäuse herzustellen, die auf gekrümmten Luftansaugrohren anbringbar sind.
Nachteilig an der beschriebenen Ausgestaltung ist es, dass eventuell auftretende Relativbewegungen zwischen dem Luftsammeltrakt der Brennkraftmaschine und einem, die Ansaugluft liefernden Bauteil, durch zusätzliche Entkopplungsmaßnahmen entkoppelt werden müssen. Dies gilt auch für aufgeladene Brennkraftmaschinen, bei denen nach einer Ladepumpe die aufgeheizte Ansaugluft in einem Ladeluftkühler abgekühlt werden muss, bevor sie der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Üblicherweise sind derartige Ladeluftkühler ortsfest zur Karosserie des Kraftfahrzeuges angeordnet, während der Luftsammeltrakt ortsfest zur Brennkraftmaschine ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Reduzierung von Schallemissionen aufzuzeigen, mit der es möglich ist Relativbewegungen zwischen dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine und zur Karosserie ortsfesten Bauteilen auszugleichen.
Diese Aufgabe ist durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
In vorteilhafter Weise ist das Gehäuse ein flexibler Faltenbalg. Durch diese Ausgestaltung wird das Gehäuse einerseits mit dem Luftansaugrohr und andererseits mit einem karosseriefesten, luftzuführenden Bauteil verbunden. Somit dient ein Abschnitt des Gehäuses zur Reduzierung der Schallemission, während der andere Abschnitt des Gehäuses als flexible Verbindung zwischen einem zur Brennkraftmaschine ortsfesten Luftsammeltrakt und einem zur Karosserie ortsfesten, luftführenden Bauelement dient.
Damit keine Fehlluft ausgeblasen wird, ist das Gehäuse gemäß Patentanspruch 2 sowohl gegenüber dem gasführenden Rohr, als auch dem gasführenden Bauelement gasdicht verschlossen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Luftsammeltrakt gemäß Patentanspruch 3 direkt mit der Druckseite des Laders oder eines Ladeluftkühlers verbunden werden.
Eine Ausgestaltung gemäß der Patentansprüche 4 bis 6 stellt sicher, dass die Offnungen immer im Bereich eines ausgebuchteten Bereichs des Gehäuses angeordnet sind. Für den Fall, dass mehrere Öffnungen in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, können diese in unterschiedliche Kammern, d. h. in verschiedenen Falten des Gehäuses, münden. Da die eingeschnürten Bereiche, durch Stabilisierungselemente, hier Drahtringe, fest auf das Luftansaugrohr gedrückt werden, entstehen einzelne, separate, voneinander unabhängige und akustisch entkoppelte Resonatorkammern. Ferner dienen die Stabilisierungselemente der zusätzlichen Befestigung des Gehäuses auf dem Luftansaugrohr.
Gemäß Patentanspruch 7 und 8 erstrecken sich die ausgebuchteten und die eingeschnürten Bereiche radial um das Luftansaugrohr. Einem, bzw. jedem ausgebuchteten Bereich können mehrere Öffnungen zugeordnet sein. Durch diese Anordnung ist einerseits eine optimale Schwingungsisolierung zwischen dem zur Brennkraftmaschine ortsfesten Bauteil und dem zur Karosserie ortsfesten Bauteil gewährleistet, während gleichzeitig die Öffnungen im Luftansaugrohr über den gesamten Umfang verteilt werden können.
Über die Anzahl der Bohrungen, deren Öffnungsquerschnitt in Verbindung mit dem Volumen der einzelnen ausgebuchteten Bereiche wird gemäß Patentanspruch 9 eine Resonatorkammer gebildet, deren Dämpfungsfrequenzband von den zuvor genannten Parametern abhängig ist. Durch eine Abstimmung der Parameter (Anzahl der Öffnungen in Verbindung mit deren Querschnittsfläche und Volumen der ausgebuchteten Bereiche) wird die bestmögliche akustische Reduzierung der Schallemission erzielt.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in einer einzigen Figur näher erläutert.
Figur 1 zeigt die Aufsicht auf eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reduzierung von Schallemissionen. Es ist ein Abschnitt eines Luftansaugrohres 1 dargestellt, welches an einem Ende radial an seinem Außenumfang Öffnungen 2, 2' aufweist. Die Öffnungen 2, 2' sind in drei radialen Umfangsabschnitten getrennt voneinander angeordnet. Die einzelnen Umfangsabschnitte werden jeweils durch eine radial das Luftansaugrohr 1 umschließende Rille 6, 6' voneinander getrennt. Radial um das mit Bohrungen 2, 2' versehene Ende des Luftansaugrohrs 1 ist ein Gehäuse 3, ein rohrförmiger Faltenbalg, angeordnet. Das Gehäuse 3 weist ausgebuchtete Bereiche 3a, 3a' sowie eingeschnürte Bereiche 3b, 3b' auf. Die eingeschnürten Bereiche 3b, 3b' und die ausgebuchteten Bereiche 3a, 3a' erstrecken sich radial um den Umfang des Luftansaugrohrs 1. Die eingeschnürten Bereiche 3b, 3b' liegen in den Rillen 6, 6' auf. Ein Ende des Gehäuses 3, das einen Bereich des Luftansaugrohrs 1 umschließt, ist mit einem Verschlusselement 7, eine Schelle, um das Luftansaugrohr 1 gasdicht befestigt. Jeder eingeschnürte Bereich 3b, 3b' wird von einem Stabilisierungselement 4, 4', je ein Drahtring, in der jeweils korrespondieren Rille 6, 6' gehalten. Das Gehäuse 3 bildet eine Verlängerung des Luftansaugrohres 1 Die Verlängerung ist mit einem weiteren Verschlusselement 7' an einem weiteren gasführenden Bauteil 5 befestigt. Auch dieses Verschlusselement 7' ist eine handelsübliche Schelle. Während das Luftansaugrohr 1 brennkraftmaschinenfest ist, ist das gasführende Bauelement 5 karosseriefest angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist das gasführende Bauelement 5 ein Flansch eines Ladeluftkühlers, jedoch kann es auch ein Laderflansch oder sonstiges gasführende Bauteil sein. Auch eine umgekehrte Befestigung bezüglich der Karosserie und der Brennkraftmaschine ist möglich.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine führt diese Relativbewegungen gegenüber der Karosserie aus. Derartige Relativbewegungen werden von dem Gehäuse 3 durch flexible Verformung der Faltenbälge aufgefangen, so dass keine Beschädigung zwischen einem brennkraftmaschinenfesten Bauelement, wie z. B. dem Luftansaugrohr 1 und einem karosseriefesten Bauelement, wie. z. B. dem Ladeluftkühler, auftreten können. Gleichzeitig dient das Gehäuse 3 als schallabsorbierendes Gehäuse, mit dem Luftansauggeräusche, sowie Geräusche beispielsweise eines Laders, wirkungsvoll gedämpft werden können. Die ausgebuchteten Bereiche 3a, 3a' bilden in Verbindung mit den Öffnungen 2, 2' Resonatorkammern, die frequenzmäßig auf den Frequenzbereich der Schallemission, beispielsweise durch Veränderung von Größe und Anzahl der Öffnungen 2, 2', abgestimmt werden können. Somit erfüllt das Gehäuse 3 die Doppelfunktion der Schalldämpfung einerseits sowie der Schwingungsisolierung andererseits.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 3 ein polymerbasierter Faltenbalg, jedoch können auch andere flexible Baustoffe, wie beispielsweise Silikone oder Gummi, zum Einsatz kommen. Die Verschlusselemente 7, 7' sind Kabelschellen, statt derer auch Klemmen anderer Art eingesetzt werden können.
Anstelle der Drahtringe als Stabilisierungselemente 4, 4' könnten auch textile Fasern eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste
1
Luftansaugrohr
2, 2'
Öffnung
3
Gehäuse
3a, 3a'
ausgebuchteter Bereich
3b, 3b'
eingeschnürter Bereich
4, 4'
Stabilisierungselement
5
Gasführendes Bauelement
6, 6'
Rillen
7, 7'
Verschlusselement

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Reduzierung von Schallemissionen eines Luftführungsrohres (1) einer Brennkraftmaschine, das einen Luftsammeltrakt und einen Lader der Brennkraftmaschine druckseitig des Laders zumindest abschnittsweise gasführend verbindet und an seinem Umfang zumindest eine Öffnung (2, 2') aufweist, die von einem Gehäuse (3) ummantelt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) ein flexibler Faltenbalg ist.
  2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) einerseits gegenüber dem Luftansaugrohr (1) und andererseits gegenüber einem luftführenden Bauelement (5) gasdicht verschlossen ist.
  3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das gasführende Bauelement (5) der Lader oder ein Ladeluftkühler ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei das Gehause (3) zumindest einen ausgebuchteten (3a, 3a') und einen eingeschnürten Bereich (3b, 3b') aufweist, der mit einer Außenfläche des Luftansaugrohres (1) in Kontakt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (2, 2') in einem ausgebuchteten Bereich (3a, 3a') angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein eingeschnürter Bereich (3b, 3b') von einem Stabilisierungselement (4, 4') auf die Außenfläche des Luftansaugrohres (1) gedrückt ist.
  6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Stabilisierungselement (4, 4') ein Drahtring ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich der ausgebuchtete (3a, 3a') und der eingeschnürte Bereich (3b, 3b') radial um das Luftansaugrohr (1) erstrecken.
  8. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass einem ausgebuchteten Bereich (3a, 3a') mehrere Öffnungen (2, 2') zugeordnet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der ausgebuchtete Bereich (3a, 3a') eine Resonatorkammer ist.
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