FLUIDFÜHRUNG, INSBESONDERE IN FORM EINES ROHLUFTSCHLAUCHS ZUM EINSAUGEN VON ROHLUFT IN EINEN LUFTFILTER EINES KRAFTFAHRZEUGS

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zumindest eine Öffnung im Bereich der Impedanzänderung zwischen zwei benachbarten Baugliedern angeordnet ist.

[0011] Dabei kann vorgesehen sein, daß mehrere Öffnungen längs des Umfangs der Fluidführung angeordnet sind, und/oder jede Öffnung im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist.

[0012] 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.

[0013] Ferner wird vorgeschlagen, daß jede Öffnung eingestanzt und/oder mit einem offenporigen, porösen Schutzgewebe abgedeckt ist.

[0014] Erfindungsgemäß wird bevorzugt vorgeschlagen, daß die Bauglieder aus einem Kunststoff, insbesondere Polypropylen, vorzugsweise in einem spritzgegossen oder geblasen, hergestellt sind.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] 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.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] 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

[0025] 

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

Ansprüche

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).

Claims

1. A fluid guide (1) with at least two components (2, 3, 8) of acoustically substantially dense material and at least one opening (11, 11') for sound damping, there being provided between two adjacent components (2, 8, 8, 3) an impedance change, particularly in the form of an impedance jump, of the flow resistance of the fluid flowing through the fluid guide (1), characterised in that the at least one opening (11, 11') is disposed in the region of the impedance change between two adjacent components (2, 3, 8).

2. A fluid guide according to claim 1, characterised in that a plurality of openings (11, 11') are disposed along the periphery of the fluid guide (1) and/or each opening (11, 11') is constructed to be substantially rectangular.

3. A fluid guide according to claim 1 or 2, characterised in that the total area of the opening (11, 11') or openings (11, 11') corresponds substantially to the cross-sectional area of the fluid guide (1), particularly in the region of its air intake end (4) or its air exhaust end (5).

4. A fluid guide according to any one of the preceding claims, characterised in that each opening (11, 11') is punched and/or covered by an open-pore porous protective fabric.

5. A fluid guide according to any one of the preceding claims, characterised in that the components (2, 3, 8) are made from a plastic, particularly polypropylene, preferably injection moulded or blow moulded in one.

6. A fluid guide according to claim 4 or 5, characterised in that the protective fabric is a plastic non-woven, particularly of polypropylene, the protective fabric preferably being glued or welded to the components (2, 3, 8).

7. A fluid guide according to any one of the preceding claims, characterised in that the components (2, 3, 8) comprise a bellows (8) between two substantially shape-stable zones (2, 3), at least one opening (11, 11') being disposed in each case preferably between the one substantially shape-stable zone (2, 3) and the bellows (8) on the one hand, and between the bellows (8) and the other substantially shape-stable zone (2, 3) on the other hand.

8. A fluid guide according to claim 7, characterised in that the one substantially shape-stable zone (2) is connected or moulded to a radiator connection spigot (7) and/or the other substantially shape-stable zone (3) is connected or moulded to an air filter connection spigot (6), for assembly in the engine compartment of a motor vehicle.

9. A fluid guide according to claim 7 or 8, characterised by a bend (9), preferably in the one substantially shape-stable zone (2) and/or at least one recess (10) preferably in the other substantially shape-stable zone (3).

Revendications

1. Conduite pour fluide (1), comprenant au moins deux éléments de construction (2, 3, 8) formés d'un matériau pratiquement acoustiquement étanche et au moins une ouverture (11, 11') pour l'atténuation du bruit, sachant qu'entre deux éléments de construction (2, 8, 8, 3) voisins est réalisée une modification d'impédance, en particulier réalisée sous la forme d'un saut impédance, de la résistance à l'écoulement du fluide s'écoulant à travers la conduite pour fluide (1), caractérisée en ce que
la au moins une ouverture (11, 11') est disposée dans la zone de la modification d'impédance, entre deux éléments de construction (2, 3, 8) voisins.

2. Conduite pour fluide selon la revendication 1, caractérisée en ce que plusieurs ouvertures (11, 11') sont disposées le long de la périphérie de la conduite pour fluide (1) et/ou chaque ouverture (11, 11') est réalisée de façon sensiblement rectangulaire.

3. Conduite pour fluide selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la surface totale de l'ouverture (11, 11') ou des ouvertures (11, 11') correspond pratiquement à l'aire de la section transversale de la conduite pour fluide (1), en particulier, dans la zone de son extrémité d'aspiration d'air (4) ou de son extrémité d'évacuation d'air (5).

4. Conduite pour fluide selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque ouverture (11, 11') est obtenue par découpage par estampage et/ou est couverte d'un tissu protecteur poreux, à pores ouverts.

5. Conduite pour fluide selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments de construction (2, 3, 8) sont fabriqués en matière synthétique, en particulier en polypropylène, de préférence, moulés par injection ou soufflés.

6. Conduite pour fluide selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le tissu protecteur est un matelas de matière synthétique, en particulier en polypropylène, de préférence le tissu protecteur étant collé ou soudé aux éléments de construction (2, 3, 8).

7. Conduite pour fluide selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments de construction (2, 3, 8) comprennent un soufflet (8) placé entre deux zones (2, 3) à forme pratiquement stable, ou, de préférence entre une zone (2, 3) à forme pratiquement stable et ledit soufflet (8), d'une part, ainsi que le soufflet (8) et l'autre zone (2, 3) à forme pratiquement stable et, d'autre part, est chaque fois ménagée au moins une ouverture (11, 11').

8. Conduite pour fluide selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'une première (2) à forme pratiquement stable est reliée à, ou conformée en, une tubulure de raccordement de radiateur (7), et/ou l'autre zone (3) à forme pratiquement stable est reliée à, ou conformée en, une tubulure de raccordement de filtre à air (6), pour le montage dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile.

9. Conduite pour fluide selon la revendication 7 ou 8, caractérisée par au moins une incurvation (9), de préférence dans la zone (2) à forme pratiquement stable, et/ou au moins un évidement (10), de préférence dans l'autre zone (3) à forme pratiquement stable.

Zeichnung