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Dokumentenidentifikation EP1582734 10.11.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001582734
Titel Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine
Anmelder Mann+Hummel GmbH, 71638 Ludwigsburg, DE
Erfinder Vogel, Edgar, 72501 Gammertingen, DE
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LT, LU, MC, NL, PL, PT
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 22.03.2005
EP-Aktenzeichen 051023018
EP-Offenlegungsdatum 05.10.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.11.2005
IPC-Hauptklasse F02M 35/14

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

Aus dem US Patent 5,014,816 ist ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem ein Luftfiltergehäuse vorgesehen ist, welches ein Flachfilterelement aufnimmt. Oberhalb des Filterelements befinden sich mehrere Kammern, die sich nach außen erstrecken und als Lambda/4-Rohr aufgebaut sind. Durch diese Kammern wird eine Geräuschreduktion in bestimmten Frequenzen erzielt. Die Kammern benötigen einen relativ großen Bauraum, erstrecken sich in die Peripherie des Luftfiltersystems und sind sehr aufwendig bei der Fertigung.

Es ist ferner aus dem US Patent 4,524,494 ein Geräuschreduktionssystem bekannt, auch hier wird ein Gehäuse in Form eines Helmholtz-Resonators verwendet, welches zwischen zwei Luftansaugstutzen angeordnet sind. Dieses Gehäuse erstreckt sich über einen größeren Bauraum hinaus. Neben dem Gehäuse sind weitere Elemente wie zum Beispiel Lambda/4-Rohr oder Luftführungsrohre vorgesehen. Der Nachteil dieser Einrichtung liegt in dem umfangreichen Bauraum, der für die Verbesserung der akustischen Eigenschaften benötigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, welches kostengünstig und platzsparend aufgebaut werden kann. Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 durch dessen Kennzeichnungen/Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass Elemente wie Nebenschlussresonator oder Lambda/4-Rohr, welche üblicherweise als aufwändige Zusatzteile an einem Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine adaptiert werden mussten, nun mehr in das Filtergehäuse integriert werden können.

Durch eine Luftströmungsberechnung kann ein Filtergehäuse in Bereiche eingeteilt werden, in denen eine große bzw. keine Luftbewegung stattfindet. Die Gebiete in denen keine Luftbewegung statt findet sind Volumina, welche als Nebenschlussresonatoren genutzt werden können. Der Vorteil besteht darin, dass diese Nebenschlussresonatoren bei der Herstellung des Systems ohne großen Aufwand mitentstehen. Es ist hier im Minimalfall lediglich eine zusätzliche Trennwand vorzusehen. Ferner sind diese Nebenschlussresonatoren oder Bauteile nicht von außen sichtbar und stören deshalb nicht die äußerliche Gestaltung eines Ansaugsystems.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Nebenschlussresonator sowohl auf der Rohluftseite als auch auf der Reinluftseite des Luftfiltergehäuses angeordnet werden. In beiden Bereichen befindet sich unter Umständen ein Totraumvolumen, welches nutzbar gemacht wird.

In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Nebenschlussresonator von einer Außenwand des Luftfiltergehäuses gebildet, eine benachbart angeordnete Trennwand schließt das Volumen des Resonators gegen das weitere Gehäusevolumen ab.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer V-förmig angeordneten Brennkraftmaschine bei welcher zwei Luftfilter vorgesehen sind, innerhalb der Luftfiltergehäuse zwei Nebenschlussresonatoren angeordnet. In vielen Fällen wird die äußere Kontur eines Ansaugsystems bzw. eines Luftfiltergehäuses durch die Form der Brennkraftmaschine bestimmt, dieses führt zwangsweise zu Hohlräumen innerhalb des Luftfiltergehäuses, die erfindungsgemäß genutzt werden können. Weiterbildungsgemäß können die Hohlräume bzw. Wände mit zusätzlichen Stegen oder weiteren Hohlraumelementen versehen sein, dies kann im Rahmen einer akustischen Optimierung zu einer Verbesserung des Resonatorverhaltens führen.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, ein Staubaustragsventil oder Wasseraustragsventil innerhalb des Nebenschlussresonators anzuordnen. Dies hat den Vorteil, dass die Austragung ohne Verwirbelung der auszutragenden Bestandteile erfolgen kann. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen den Resonator als Plattenresonator zu gestalten.

Bei einem Plattenresonator handelt es sich um einen Hohlraum zwischen zwei Platten, wobei die wirksame Frequenz über den Abstand der Platten zur Wand die Anzahl und den Durchmesser der Öffnungen einstellbar ist. Eine weitere Verbesserung der Dämpfung kann über zusätzliches Absorbermaterial erzielt werden.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung 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

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Zeigt:

Figur 1
Die schematische Darstellung eines Luftfiltergehäuses
Figur 2
Eine Detailansicht des in Figur 1 gezeigten Luftfiltergehäuses
Figur 3
Eine Variante eines Luftführungssystems

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in Figur 1 gezeigte Luftfiltergehäuse ist konzipiert als Abdeckung für eine V-förmig angeordnete Brennkraftmaschine. Es besitzt eine äußere Kontur 10, die das Gesamtgehäuse umschließt. Die Draufsicht zeigt innerhalb der Kontur 10 angeordnete Plattenfilterelemente 11; 12 unterhalb dieser Plattenfilterelemente befindet sich der jeweilige Rohlufteinlass. Die einströmende Luft wird durch die Plattenfilterelemente hindurchgeführt, gereinigt und strömt in die Reinluftbereiche 13; 14. Von dort wird die Luft jeweils den Zylinderbänken der Brennkraftmaschine zugeführt. Unmittelbar benachbart zu dem jeweiligen Plattenfilterelement 11; 12 befindet sich ein Bereich 15; 16 in dem wenig oder nur eine geringe Luftströmung stattfindet. Dieser Gehäusebereich ist bedingt durch die äußere Kontur 10, die wiederum aus Designgründen erforderlich ist. Zur Nutzung dieses Bereichs ist jeweils eine Trennwand 17; 18 vorgesehen, diese verläuft annäherungsweise parallel zu der Innenkontur 19; 20 und ist im Bereich 21; 22 an dieser Innenkontur befestigt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Trennwand abgekröpft und bildet mit der Innenkontur 19; 20 jeweils einen akustischen Hals 23; 24. Damit ein wirksames Nebenschlussresonatorvolumen entsteht ist die Trennwand 17; 18 nicht nur mit der Innenkontur 19; 20 sondern auch mit wenigstens zwei weiteren Gehäusewänden verbunden. Der akustische Hals 23; 24 stellt die Verbindung zu dem jeweils benachbart liegenden Reinluftbereich 13; 14 dar.

Figur 2 zeigt in einer Detailansicht zwei weitere Varianten einer Trennwand 25; 26; gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Hohlraum 27 ist ohne die Bildung eines akustischen Halses gestaltet der Hohlraum 28 weist die Besonderheit auf, dass sich darin Stege 29; 30; 31; 32; 33 befinden, welche die akustischen Eigenschaften des Nebenschlussresonators verbessern. Diese Stege können sich über die gesamte Trennwandhöhe erstrecken.

Figur 3 zeigt ein System, welches ein Gehäuse 34 aufweist, dieses ist mit einem Deckel 35 verschließbar. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Filterelement 36 das als Plattenfilterelement aufgebaut ist und aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filterpapier besteht. Die umlaufende Dichtung 37 des Filterelements dichtet gleichzeitig den Deckel 35 auf dem Gehäuse 34. An dem Gehäuse 34 befindet sich ein Rohlufteintritt 38. An dem Deckel 35 befindet sich der Reinluftaustritt 39. Die zu reinigende Luft strömt durch den Rohlufteintritt 38 ein, durchströmt das Filterelement und wird gereinigt über den Austritt 39 einer hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine zugeführt. Das Gehäuse 34 hat eine nach unten gezogene Form mit einer Topf-förmigen Ausgestaltung 40 an welcher sich im Bodenbereich 41 ein Staubaustragsventil 42 befindet. Parallel zu dem Boden 41 ist eine Trennwand 43 angeordnet. Die Trennwand weist wenigstens eine Öffnung 44 zu dem Rohluftraum des Gehäuses 34 auf, diese Öffnung ist derart gestaltet, dass sowohl der mit der Rohluft eingeleitete Staub dem Staubaustragsventil zugeführt werden kann, als auch eine akustische Eigenschaft des durch die Trennwand gebildeten Nebenschlussresonators bewirkt wird. In einer weiteren Variante die hier lediglich gestrichelt dargestellt wird, wird die Trennwand 45 so angeordnet, dass sie mit der rechtsseitigen Wand des Gehäuses 34 einen Hohlraum 46 als Nebenschlussresonator bildet. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit nicht eine Trennwand anzuordnen, sondern ein Lambda/4-Rohr 50, in dem Bereich des Filtergehäuses vorzusehen, welcher nicht von der Luft durchströmt wird.

Ein Lambda/4Rohr 50 sollte zweckmäßigerweise in der Nähe des Reinluftaustritts seine Öffnungen besitzen. An dieser Stelle besitzt dieses akustische Mittel die beste Wirksamkeit.


Anspruch[de]
  1. Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Rohlufteinlass, einem in einem Gehäuse angeordneten Filterelement, welches den Rohluftbereich des Gehäuses und den Reinluftbereich trennt und einem Reinluftauslass aus dem Gehäuse, welcher mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei wenigstens ein Nebenschlussresonator und/oder ein Lambda/4-Rohr vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenschlussresonator und/oder das Lambda/4-Rohr die Bereiche des Luftfiltergehäuses ausfüllen, in welchen keine oder nur eine geringe Luftbewegung stattfindet.
  2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Nebenschlussresonator und/oder Lambda/4-Rohr auf der Rohluftseite und/oder auf der Reinluftseite des Luftfiltergehäuses angeordnet sind.
  3. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenschlussresonator von einer Außenwand des Luftfiltergehäuses gebildet wird, wobei wenigstens eine Trennwand sich in das Luftfiltergehäuse erstreckt.
  4. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine eine V-förmig angeordnete Brennkraftmaschine ist und zwei Luftfiltergehäuse aufweist, wobei diese symmetrisch auf der Brennkraftmaschine angeordnet sind und zwei Nebenschlussresonatoren innerhalb des Luftfiltergehäuses vorgesehen sind.
  5. Ansaugsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand mit weiteren schallreduzierenden Elementen wie Stegen oder zusätzlichen Hohlräumen versehen ist.
  6. Ansaugsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich innerhalb des Nebenschlussresonators ein Staubaustragventil und / oder Wasseraustragventil befindet und dieses an der Außenwand des Luftfiltergehäuses angeordnet ist.
  7. Ansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenschlussresonator als Plattenresonator ausgebildet ist.






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