JP6963122B2 - 内燃機関のフレッシュエアシステムのための管状体 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のフレッシュエアシステムのための管状体、及びこのタイプの少なくとも１つの管状体を備えるフレッシュエアシステムに、関する。

内燃機関のためのフレッシュエアシステムは、通常、エアを導くための管状体を、備える。ベローズは、しばしば、このタイプの管状体に統合され、その結果、管状体の長さを、特定の領域に亘って、変化させることができ、したがって、設置空間特有の条件に、適合させることができる。これは、フレッシュエアシステムにおける管状体の組立を容易にし、接続されたコンポーネントを振動から分離する。

コスト上の理由のため、上記管状体は、最初に、２つの管状体部品を含む２つの部品で、製造される。２つの管状体部品は、続いて、互いに溶接される。

たとえ、ベローズを備えた管状体が、その長手延長方向に沿って、伸張又は圧縮され得るとしても、管状体は、（多くの設置空間特有の組立状況において有利であると分かる、）長手延長方向に対する横方向に、曲げられることができないことによって、不利であることが分かる。

したがって、本発明の目的は、管状体のための、改良された実施形態を、作成することであり、その場合、上述の欠点が解消される。

この目的は、独立請求項の主題によって、解決される。好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。

したがって、本発明の基本的な考えは、得られる接合接続が、ベローズに隣接する又は相補さえする、管状体の領域において、２つの管状体部品が接合される面（以下、「分割面」とも呼ぶ）の範囲外において、ベローズの領域に延びるような方法で、２つのシェル状の管状体部品で構成された２つの管状体部品が、接合接続によって、接続されることである。このようにして、ベローズは、所望の曲げ性を、備えている。こうして、管状体は、従来の管状体を使用することができない設置空間状況において、使用することができる。

内燃機関のフレッシュエアシステムのための、本発明に係る管状体は、シェル状の方法でそれぞれ形成された、第１及び第２の管状体部品を、含む。２つの管状体部品は、接合接続によって、互いに接続される。この接合接続は、好ましくは、溶接接続又は接着接続である。２つの管状体部品は、共通のベローズセクションを有し、そこでは、管状体は、ベローズとして形成される。本発明によれば、接合接続は、ベローズセクションの範囲外において、分割面に配置されており、接合接続は、ベローズセクションの領域において、分割面の範囲外に、部分的に配置されている。

好ましい実施形態によれば、接合接続は、ベローズセクションの領域において、分割面と、数回交差する。この特性は、改良された曲げ特性を、導く。

ベローズセクションの領域において、接合接続は、特に好ましくは、分割面に対して垂直に延びる組立方向に、振動する。また、この特性は、改良された曲げ特性に、関連する。

好ましい実施形態によれば、管状体のベローズは、組立方向に直交して延びる長手延長方向に沿って、延びる。この長手延長方向に沿って、ベローズは、可変ベローズ長さを、有する。この実施形態の場合、接合接続は、上記長手延長方向に沿って延びており、ベローズの領域において分割面の範囲外における極限点を含む、ジグザグ状又は正弦波状の経路を、有する。実験的試験は、これらのジオメトリがベローズの特に良好な曲げ特性に関連していることを、示した。

さらに好ましい実施形態によれば、接合接続は、組立方向に対して垂直で且つ長手延長方向に対して垂直であるとともにベローズセクションに面する、観察方向において、ジグザグ状又は正弦波状の経路を、有する。

有利なさらなる発展によれば、ベローズセクション又はベローズは、それぞれ、長手延長方向に沿って交互する、折り畳みチップ及び折り畳みベースを、有する。このさらなる発展の場合、長手延長方向に沿って隣り合う２つの極限点は、２つの隣り合う折り畳みチップに、配置される。これは、特に好ましくは、接合接続に存在する全ての極限点において、当てはまる。

特に好ましくは、接合接続は、少なくとも１つの極限点の領域において、好適にはいくつかの極限点の領域において、中断されることができる。すなわち、接合接続は、この極限点の領域において存在せず、その結果、２つの管状体部品は、この領域において互いに対して緩く当接する。特に好ましくは、これは、接合接続に存在する全ての極限点において、当てはまる。この変形例は、特に大きな最大曲げ角度を、有する。

別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの折り畳みベースに、ノッチが形成されている。特に好ましくは、これは、ベローズに存在する全ての折り畳みベースにおいて、当てはまる。上記ノッチは、ヒンジの動作原理に、従う。これは、曲げのために必要な力の作用が、ノッチのないベローズと比較して、低減されることを、意味する。

この実施形態の有利なさらなる発展によれば、各ベローズベースに、長手延長方向に沿って、ノッチを設けることができる。代替のさらなる発展では、ｎ番目のベローズ毎にのみ、長手延長方向に沿って、ノッチが設けられる、ことが考えられる。ここで、ｎは、２より大きい正の整数である。

好ましくは、少なくとも１つのノッチは、接合接続の転換点において、正弦波状の経路を持って、配置される。この場合、ベローズを曲げるために必要な曲げ力は、特に低い。したがって、特に好ましくは、全てのノッチは、接合接続の転換点において、正弦波状の経路を持って、配置される。

溶接接続として形成される接合接続は、有利には、溶接シームによって、形成される。これは、２つの管状体部品を接合するための、従来の溶接方法の使用を、可能にする。

有利なさらなる発展によれば、溶接シームは、均質になるように、好ましくは、均一なシーム深さ及び／又はシーム幅を含むように、ベローズセクションの領域に、形成される。これは、溶接プロセスを、シンプルにする。したがって、生産プロセス全体がシンプルになり、その結果、コスト上の利点が得られる。

別の有利なさらなる発展によれば、溶接シームは、ベローズセクションの領域において、不均質になるように形成されており、好ましくは、少なくともいくつかのセクションにおいて長手延長方向に沿って変わる、シーム深さ及び／又はシーム幅を、含む。特に、曲げに対する応答における特に高い曲げ力の対象となる溶接シームのセクションは、シーム深さ及び／又はシーム幅を部分的に増加させることによって、このように強化されることができる。

２つの管状体部品は、ベローズセクションの範囲外において、有利には、ハーフシェルとして形成されており、そのシェルエッジは、分割面に配置され、接合接続を形成する。

有利には、管状体の材料は、プラスチック、好ましくは、圧密（consolidated）及び／又はプレスされた不織布である。これにより、不織布は、特に温度の影響下で、特別な工具によって、深絞り（deep-drawn）又は熱成形（thermoformed）を、それぞれすることができる。代替として、天然繊維及び／又は天然及び合成繊維の混合物を、また使用してもよい。

さらに、本発明は、内燃機関のためのフレッシュエアシステムに、関する。フレッシュエアシステムは、内燃機関内にフレッシュエアを導入するための、フレッシュエア供給部（fresh air supply）を、備える。フレッシュエア供給部には、未処理側における未処理エア供給部（raw air supply）及び清浄側における清浄エア排出部（clean air discharge）を有し、フレッシュエアを清浄にするためのフィルタエレメントを含む、フィルタ装置が配置されている。未処理エア供給部及び／又は清浄エア排出部は、少なくとも１つの上述の管状体を、含む。したがって、管状体の上述の利点は、本発明に係るフレッシュエアシステムにもまた、承継する。

本発明のさらなる重要な特徴及び利点は、従属請求項から、図面から、及び図面に基づいた対応する図の説明から、得られる。

上述の特徴及び以下に説明する特徴は、本発明の範囲を逸脱することなく、各特定の組合せのみならず、他の組合せ又は単独で、用いることができることは、言うまでもない。

本発明の好ましい例示的な実施形態は、図面に示され、以下の説明でより詳細に説明される。ここで、同一の参照符号は、同一、類似又は機能的に同一の構成を、示す。

各々の場合において概略的に、図１，２は、本発明に係る管状体の一例を、異なる斜視図で示す。 各々の場合において概略的に、図１，２は、本発明に係る管状体の一例を、異なる斜視図で示す。

図１及び図２は、内燃機関のフレッシュエアシステムのための、本発明に係る管状体（tubular body）１の一例を、異なる斜視図で示す。管状体１は、第１の管状体部品（tubular body part）２ａ及び第２の管状体部品２ｂを、含む。これらの両方は、シェル状の方法で形成され、溶接接続（welded connection）１０の形態の接合接続（bonded connection）２０によって、互いに接続されている。代替的に、このタイプの溶接接続１０の代わりに、接着接続(adhesive connection)を、使用してもよい。２つの管状体部品２ａ，２ｂは、共通のベローズセクション（bellows section）３を有し、その中で、管状体１は、ベローズ４として形成されている。管状体１のための材料として、プラスチック、好ましくは、コンパクト化された（compacted）又はプレスされた（pressed）不織布材料を、使用してもよい。

図１及び図２によれば、溶接接続は、ベローズセクション３の範囲外において、分割面（separation plane）Ｅ内に、延びている。組立方向Ｒは、分割面Ｅに対して垂直な方向によって、定義される。管状体１が２つの管状体部品２ａ，２ｂから組み立てられる場合、２つの管状体部品２ａ、２ｂは、最初に、互いから離間して配置される。これにより、これらが分割面Ｅにおいて互いに接触するまで、続いて、組立方向Ｒに沿って互いに向かって動くことができる。ベローズセクション３の範囲外において、２つの管状体部品２ａ，２ｂは、有利には、それぞれの場合、ハーフシェル５ａ，５ｂとして形成され、そのシェルエッジ６ａ、６ｂは、分割面Ｅにおいて、互いに接触する。２つのハーフシェル５ａ，５ｂ又は管状体部品２ａ，２ｂのシェルエッジ６ａ，６ｂは、それぞれ、このようにして分割面Ｅにおいて、溶接されることができ、したがって、接合接続によって、互いに接続されることができる。得られた溶接接続１０は、溶接シーム（welded seam）１１によって、形成される。

図１及び図２によれば、ベローズ４は、組立方向Ｒに直交して延び且つベローズ４が可変ベローズ長さ（variable bellows length）ｌを有する、長手延長方向（longitudinal direction of extension）Ｌに、沿って延びている。ベローズセクション３の領域では、溶接接続１０又は溶接シーム１１は、それぞれ、長手延長方向Ｌに沿って延びている。ベローズ４又はベローズセクション３は、それぞれ、長手延長方向Ｌに沿って交互する折り畳みチップ（fold tips）４ａ及び折り畳みベース（fold bases）４ｂを、含む。

図１及び図２によれば、溶接接続１０又は溶接シーム１１は、それぞれ、分割面Ｅの範囲外に位置する極限点（extreme point）１２を含む、正弦波状の経路（course）を、有する。これは、溶接接続１０又は溶接シーム１１が、それぞれ、ベローズセクション３又はベローズ４それぞれの領域において、分割面Ｅと数回交差することを、意味する。したがって、ベローズ３の領域では、溶接接続１０又は溶接シーム１１は、それぞれ、分割面Ｅの範囲外に部分的に配置されており、ベローズセクション３の領域において、組立方向Ｒに振動（oscillate）する。図の例では、長手延長方向Ｌに沿って隣り合う２つの極限点１２は、長手延長方向Ｌについて隣り合って配置された２つの折り畳みチップ４ａに、配置されている。

上記から、組立方向Ｒ及び長手延長方向Ｌに対して垂直に延び且つベローズセクション３に面する、観察方向Ｂにおいて、溶接接続１０又は溶接シーム１１は、それぞれ、正弦波状の経路を有すること、が導かれる。

ベローズセクションの領域において、溶接接続１０又は溶接シーム１１は、それぞれ、均質になるように形成されてもよく、好ましくは、均一なシーム深さ及び均一なシーム幅で、構成される。代替的には、少なくともベローズセクション３の領域において、溶接接続１０又は溶接シーム１１は、それぞれ、不均質になるように形成され、好ましくは、少なくともいくつかのセクションにおいて長手延長方向Ｌに沿って変わる、シーム深さ又はシーム幅でそれぞれ構成されること、が考えられる。極限点１２の領域において、溶接接続１０又は溶接シーム１１は、それぞれ、特に、中断されてもよく、結果として、存在しなくてもよい。

ノッチ（notch）７は、折り畳みベース４ｂに、形成されてもよい。ｎ番目の折り畳みベース４ｂ毎にのみ、長手延長方向Ｌに沿って、各ノッチ７が設けられること、が考えられる。ここで、ｎは、２より大きい正の整数である。したがって、ｎが２に等しくなるように選択される場合、ノッチ７は、正確に２つおきの折り畳みベース４ｂに、存在する。代替の変形例では、長手延長方向Ｌについて、ベローズ４の各折り畳みベース４ｂに、ノッチを設けてもよい。溶接接続１０又は溶接シーム１１が、例示のシナリオのように、正弦波状の経路を有する場合、利用可能なノッチ７は、好ましくは、正弦波状の経路の転換点（turning points）１３に、配置される。

例の図示しない変形例では、溶接接続１０又は溶接シーム１１は、それぞれ、正弦波状の経路の代わりに、ジグザグ状の経路を、有してもよい。ジグザグ状及び正弦波状の経路の組合せも、また考えられる。したがって、好都合な場合には、正弦波状の経路を含む、溶接接続１０又は溶接シーム１１それぞれに関する、上記の説明は、ジグザグ状の経路を含む、溶接接続１０又は溶接シーム１１それぞれのためにもまた、必要な変更を加えて適用される。

Claims (16)

1. 各々がシェルのような形態で形成され、接合接続（２０）によって、好ましくは溶接接続（１０）によって又は接着接続によって、互いに接続された、第１及び第２の管状体部品（２ａ，２ｂ）を含み、
   管状体（１）がベローズ（４）として形成された共通のベローズセクション（３）を有し、
   前記接合接続（２０）は、前記ベローズセクション（３）の範囲外において、分割面（Ｅ）に配置されており、且つ、前記ベローズセクション（３）において、前記分割面（Ｅ）の範囲外に部分的に配置されており、
   前記ベローズ（４）は、前記ベローズ（４）の長手延長方向（Ｌ）に沿って交互する折り畳みチップ（４ａ）及び折り畳みベース（４ｂ）を有する、
   特に内燃機関のフレッシュエアシステムのための管状体（１）であって、
   前記折り畳みチップ（４ａ）及び前記折り畳みベース（４ｂ）が、前記管状体（１）の前記ベローズセクション（３）に形成され、前記長手延長方向（Ｌ）に対して垂直に延びる、前記ベローズの周方向に沿って周方向に完全に閉じられるように、
   前記第１の管状体部品（２ａ）の前記折り畳みチップ（４ａ）は、前記第２の管状体部品（２ｂ）の前記折り畳みチップ（４ａ）と同一平面上にあり、
   前記第１の管状体部品（２ａ）の前記折り畳みベース（４ｂ）は、前記第２の管状体部品（２ｂ）の前記折り畳みベース（４ｂ）と同一平面上にある、
   ことを特徴とする管状体（１）。
2. 前記接合接続（２０）は、前記ベローズセクション（３）の領域において、前記分割面（Ｅ）と数回交差する、ことを特徴とする請求項１に記載の管状体。
3. 前記ベローズセクション（３）の領域において、前記接合接続（２０）は、前記分割面（Ｅ）に対して垂直に延びる組立方向（Ｒ）に、振動するように波状に形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の管状体。
4. 前記ベローズ（４）は、組立方向（Ｒ）に直交して延び且つこれに沿って前記ベローズが可変ベローズ長さ（ｌ）を有する、前記長手延長方向（Ｌ）に沿って延びており、前記接合接続（２０）は、前記長手延長方向（Ｌ）に沿って延びているとともに、前記ベローズ（４）の領域において、前記分割面（Ｅ）の範囲外における極限点（１２）を含む、ジグザグ状又は正弦波状の経路を有する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の管状体。
5. 前記接合接続（２０）は、前記組立方向（Ｒ）に対して垂直且つ前記長手延長方向（Ｌ）に対して垂直で前記ベローズセクション（３）に面する、観察方向（Ｂ）において、ジグザグ状又は正弦波状の経路を有する、ことを特徴とする請求項４に記載の管状体。
6. 前記長手延長方向（Ｌ）に沿って隣り合う２つの極限点（１２）は、２つの隣り合う前記折り畳みチップ（４ａ）に配置されている、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の管状体。
7. 前記接合接続（２０）は、少なくとも１つの極限点（１２）の領域において、好ましくはいくつかの極限点（１２）の領域において、中断されている、ことを特徴とする請求項６に記載の管状体。
8. 少なくとも１つの折り畳みベース（４ｂ）にノッチ（７）が形成されている、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の管状体。
9. 各折り畳みベース（４ｂ）には長手延長方向（Ｌ）に沿ってノッチ（７）が設けられている、又は、ｎ番目の折り畳みベース（４ｂ）毎にのみ長手延長方向（Ｌ）に沿ってノッチ（７）が設けられており、そしてｎは２以上の正の整数である、ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１つに記載の管状体。
10. 前記少なくとも１つのノッチ（７）は、前記接合接続（２０）の転換点（１３）に、正弦波状の経路で配置されている、ことを特徴とする請求項９に記載の管状体。
11. 溶接接続（１０）として形成された前記接合接続（２０）が、溶接シーム（１１）によって形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の管状体。
12. 前記溶接シーム（１１）は、前記ベローズセクション（３）の領域において、均質になるように形成され、均一なシーム深さ及び／又はシーム幅で構成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の管状体。
13. 前記溶接シーム（１１）は、前記ベローズセクション（３）の領域において、不均質になるように形成され、少なくともいくつかのセクションにおいて前記長手延長方向（Ｌ）に沿って変わる、シーム深さ及び／又はシーム幅で構成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の管状体。
14. 前記ベローズセクション（３）の範囲外において、２つの管状体部品（２ａ，２ｂ）は、ハーフシェル（５ａ，５ｂ）として形成されており、そのシェルエッジ（６ａ，６ｂ）は、前記分割面（Ｅ）に配置されているとともに、前記接合接続（２０）を形成している、ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の管状体。
15. 前記管状体（１）の材料は、プラスチック、若しくは、圧密及び／又はプレスされた不織布である、ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１つに記載の管状体。
16. 前記内燃機関内にフレッシュエアを導入するためのフレッシュエア供給部を備え、前記フレッシュエア供給部には、未処理側における未処理エア供給部及び清浄側における清浄エア排出部を有し、前記フレッシュエアを清浄するためのフィルタエレメントを含む、フィルタ装置が配置されており、前記未処理エア供給部及び／又は前記清浄エア排出部は、少なくとも１つの請求項１乃至１５のいずれか１つに記載の管状体（１）を含む、内燃機関のためのフレッシュエアシステム。

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