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Patent Searching and Data


Title:
ADJUSTABLE SUCTION PIPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/032915
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an adjustable suction pipe, especially for supplying combustion air to an internal combustion engine. The collector chamber of the suction pipe is arranged in the actuating device which is essentially configured in a cylindrical manner. Due to its construction, this collector chamber is provided with a larger volume than required for the air supply. This means that the chamber is not used efficiently. Thus, the invention provides for the collector chamber in the actuating device to be used in such a way that additional components of the suction tract can be arranged therein. This can be achieved by arranging a resonator chamber (20) in the collector chamber (11). Said resonator chamber is connected to the air supply system by drill-holes (19). This provides for a better utilisation of the chamber which is an advantage if only a limited space for construction is available. Furthermore, less weight is used by virtue of the greater compactness of the suction system.

Inventors:
LEIPELT RUDOLF (DE)
WEBER OLAF (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/008755
Publication Date:
June 08, 2000
Filing Date:
November 13, 1999
Export Citation:
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Assignee:
MANN & HUMMEL FILTER (DE)
LEIPELT RUDOLF (DE)
WEBER OLAF (DE)
International Classes:
F02B27/00; F02B27/02; F02B27/06; F02M35/10; F02M35/104; (IPC1-7): F02B27/02
Domestic Patent References:
WO1998035146A11998-08-13
Foreign References:
GB1012425A1965-12-08
DE3940486A11991-06-13
DE9303172U11993-05-06
GB2160264A1985-12-18
Attorney, Agent or Firm:
Voth, Gerhard (Filterwerk Mann+Hummel GmbH Ludwigsburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verstellbares Saugrohr, insbesondere zur Luftzuführung von Verbrennungsluft in eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend ein Gehäuse (15) mit einem Einlaß (10), der in einen Sammeiraum (11) mit mindestens einem von diesem abzweigenden Saugkanal (14) mündet, wobei der Sammelraum von einem Stellelement (12), welches beweglich gelagert ist, gebildet ist und mit mindestens einem zylinderseitigen Austritt (21) pro Saugkanal (14), dadurch gekennzeichnet, daß im Volumen des Sammelraumes (11) mindestens eine weitere Komponente (20,32) des Ansaugtraktes der Brennkraftmaschine untergebracht ist.
2. Saugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (20, 32) fest mit dem Stellelement (12) verbunden ist.
3. Saugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (20, 32) fest mit dem Gehäuse (15) verbunden ist.
4. Saugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (20,32) beweglich im Stellelement (12) und/oder im Gehäuse (15) gelagert ist.
5. Saugrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente aus einer Luftfilterpatrone (32) besteht, die rohseitig mit dem Einlaß (10) kommuniziert und deren Reinseite in den Sammelraum (11) mündet.
6. Saugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente aus mindestens einem Resonanzvolumen (20) besteht, das durch je mindestens eine Öffnung (19,29,31) mit dem Saugrohrvolumen kommuniziert.
7. Saugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daES mindestens eine Öffnung (19,29,31) durch Verstellung des Stellelementes (12) verschlossen und geöffnet werden kann.
Description:
Verstellbares Saugrohr Beschreibung Stand der Technik Die Erfindung betriffl ein versteilbares Saugrohr, insbesondere zur Luftzuführung von Verbrennungsluft in eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verstellung durch ein Stelleiement gewährleistet wird, welches gleichzeitig der Sammelraum des Saugrohrs ist.

Derartige verstellbare Saugrohre sind bekannt z. B. aus der DE 36 08 310. Die Ansaugluft wird in einen hohlzylindrischen Stellkörper geleitet, der als Sammelraum dient. Die äußere Wand des Stettkörpers bildet zusammen mit den Innenwänden des Saugrohrgehäuses die ringförmigen Ansaugkanäle, die zu den Zylindern führen.

Durch Drehung des Steftkörpers kann die Winkellage der Durchgangsöffnung zwischen Sammelraum und Saugkanäien verstellt werden. Auf diese Weise wird eine stufenlose Verstellung der Saugkanaffänge möglich, wodurch die Schwingungsverhältnisse im Saugrohr optimal an den Lastzustand der Verbrennungskraftmaschine angepaßt werden können.

Werden die Saugkanäle zu den Zylindern ringförmig um den Sammelraum angeordnet, so wird der Umfang des Sammelraums und somit auch sein Volumen durch die geforderte Länge der Saugkanäle bestimmt. Dieser konstruktive Zusammenhang gilt unabhängig davon, ob der zylindrische Mantel dieses Sammeiraum als Stellelement genutzt wird oder nicht. Das entstehende Volumen wird jedoch in dieser Größenordnung nicht benötigt. Dies ist von Nachteil, da in den ohnehin beengten Einbauräumen für die Motoren in Kraftfahrzeugen unnötig Platz verschenkt wird.

Es ist bekannt, den zylindrischen Sammelraum für den Einbau anderer Komponenten des Luftführungssystems zu verwenden. Gemäß der GB 10 12 425 wird z. B. der Einbau einer Rundfilterpatrone vorgeschlagen, wobei diese sich an den Stirnwänden des Saugrohrgehäuses dichtend abstützt. Der Einbau einer Rundfilterpatrone in der obengenannten Weise bedeutet jedoch, daß auf eine Verstellmöglichkeit des Saugrohrs verzichtet werden muß. Dies ist auf die Problematik zurückzuführen, daß die Rundfilterpatrone mit dem ortsfesten Lufteinlaß des Saugrohrs kommunizieren muß. Auf eine Verstellung des Saugrohrs kann aber aufgrund der Anforderung an die Motorleistung bzw. den Wirkungsgrad der zugehörigen Brennkraftmaschine in vielen Fällen nicht verzichtet werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Saugrohr zu schaffen, welches durch Anordnung eines beweglichen Sammelraum-Mantels eine Verstellung der Saugkanallänge erlaubt und gleichzeitig den durch die Baueinheit benötigten Einbauraum optimal nutzt.

Dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Saugrohr besitzt einen Sammelraum, in den der Einlaß für die Verbrennungsluft mündet. Dieser Sammelraum wird von einem Schaltelement gebildet, welches Durchführungen zu den ringförmigen Saugkanälen aufweist. Durch Drehung des Schaltelementes wird eine Längenverstellung der Saugkanäle hervorgerufen. Die Saugkanäle führen zu den zylinderseitigen Austritten, wo die Verbrennungsiuft in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingeleitet wird.

Im Hinblick auf die Anforderungen an die Luftführung ist der Querschnitt des Sammelraums überdimensioniert. Daher wird dieses Volumen genutzt, um weitere Funktionskomponenten des Ansaugtrakts dort einzubauen. Vorteilhafterweise können die Komponenten entweder mit dem Schaltelement oder mit dem Gehäuse fest verbunden werden. Um eine Abstützung im jeweils anderen Bauteil zu erreichen, muß hier eine bewegliche Lagerung vorgesehen werden. Dies wird insbesondere bei Bauteilen mit größerer Abmessung notwendig, da diese sich im Sammetraum in einer pulsierenden Luftströmung befinden und daher auf Schwingung beansprucht werden. Weiterhin ist es auch möglich, die Funktionskomponenten sowohl im Saugrohr als auch im Schaltelement beweglich zu iagern.

Es wird hierbei ein Volumen genutzt, welches für das Saugrohr ohnehin zur Verfügung gestellt werden muß. Somit wird der Einbauraum gespart, welchen die genannten Funktionskomponenten im Motorraum einnehmen würden, wenn sie nicht im Saugrohr untergebracht werden könnten. Zusätzlich wird eine höhere Integrationsdichte der Komponenten des Motoraggregates erzielt. Folge ist eine Verringerung des Endmontageaufwandes. Die kompakte Bauweise führt weiterhin zu einer Gewichtsreduzierung.

Eine sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung sieht ais Funktionskomponente eine Luftfilterpatrone vor. Diese kommuniziert rohseitig mit dem Einlaß des Saugrohres.

Nach dem Durchtritt der Ansaugluft durch das Filtermedium gelangt diese in den eigentlichen Sammelraum des Saugrohrs. Vorteilhaft ist eine feste Verbindung zwischen dem Einlaßstutzen des Saugrohrs für die ungefilterte Verbrennungsluft und dem rohseitigen Einlaß der bevorzugt zylindrischen Filterpatrone. Eine drehbare Lagerung kann an der dem Lufteinsatz gegenüberliegenden Stirnwand des Stellelementes erfolgen. Grundsätzlich ist aber auch eine feste Lagerung der Fiiterpatrone im Stelielement möglich, so daß eine bewegliche Verbindung zwischen Fiiterpatrone und Einlaß erforderlich wird.

Einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens gemäß kann die Komponente aus einem oder mehreren Resonanzvolumen bestehen, die mittels Öffnung mit dem Saugrohrvolumen kommunizieren. Diese Volumina wirken ats Dämpfer für unerwünschte, sich im Saugrohr aufbauende Luftschwingungen. Durch diese Maßnahme kann insofern das akustische Verhalten des Saugrohrs verbessert werden.

Es ist vorteilhaft, für die Resonanzvolumina Teile der Wandung des Stellelementes zu nutzen. Daher liegt es nahe, die Resonanzvolumina fest mit dem Stellelement zu verbinden. Durch eine entsprechende Lagerung im Saugrohrgehäuse können die Öffnungen, die die Resonanzvolumina mit dem Saugrohrvolumen verbinden, verschlossen und geöffnet werden. Hierbei kann die durch die Stellung der Saugkanallänge erforderliche Relativbewegung zwischen Stellelement und Saugrohrgehäuse genutzt werden. Die erforderlichen Resonanzvolumen zur Dämpfung der jeweils unerwünschten Schwingungszustände im Saugrohr können dann in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors zugeschaltet werden. Es ist hierbei auch die partielle Zuschaltung durch schrittweises Öffnen einer oder mehrereröffnungen zu den Resonanzvolumina denkbar. Die Unterbringung zusätzlicher Funktionskomponenten im Sammelraum des Saugrohrs führt zu einer besseren Nutzung des Motorraums.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen 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 Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen Figur 1 den Querschnitt durch ein Saugrohr mit einem als Schaltwalze ausgeführten Stellelement, in das ein Breitbandresonator integriert ist, Figur 2 den Längsschnitt durch ein Saugrohr mit als Schaltwalze ausgeführtem Stellelement entsprechend Figur 1, in das zwei Helmholtz-Resonatoren integriert sind und Figur 3 den Längsschnitt durch ein Saugrohr mit als Schaltwalze ausgeführtem Stellelement entsprechend Figur 1, in das eine Rundfilterpatrone eingebaut ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Gemäß Figur 1 täßt sich der Weg, den die Ansaugluft durch das Saugrohr nimmt, nachvoilziehen. Sie tritt durch einen Einlaß 10 in einen Sammelraum 11, der durch ein im wesentlichen zylindrisches Stellelement 12 gebildet wird, ein. Durch Durchlässe 13 im Stellelement 12 gelangt die Ansaugluft in Saugkanäle 14, die durch Teile der Innenwandung eines das Saugrohr bildenden Gehäuses 15 und durch die Außenwandung des Stellelements 12 gebildet werden und das Stellelement ringförmig umgeben. Durch Austritte 21 gelangt die Ansaugluft in den nicht dargestellten Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Je nach Winkelstellung des Stellelementes 12, welches sich um seine Längsachse (senkrecht zur Bildebene) verdrehen iäßt, ergibt sich durch die Lage des Durchlasses 13 die Länge des Saugkanals 14 bzw. eines jenseits einer Zunge 16 liegenden Totraums 17. Von dem Sammelraum ist durch eine Zwischenwand 18, die mit Durchbrüchen 19 versehen ist, ein als Breitbandresonator wirkendes Resonatorvolumen 20 abgeteilt.

Während der Sammelraum 11 zum Einlaß 10 hin offen ist, ergibt das Resonatorvolumen 20 abgesehen von den Durchbrüchen 19 ein geschlossenes Volume. Kurz vor dem Austritt 21 des Saugrohrs kann eine Drosselklappe 22 (gestrichelt dargestellt) vorgesehen werden. Dies ist besonders dann sinnvoll, wenn der Sammelraum zur Unterbringung des Luftfilters genutzt wird. In diesem Fall würde eine am Einlaß 10 angeordnete, zentrale Drosselklappe im Rohluftbereich des Ansaugsystems der Brennkraftmaschine arbeiten, wodurch aufgrund von Verschmutzungsgefahr die Bauteilzuverlässigkeit herabgesetzt würde.

Weitere Details zur Funktion des Saugrohrs lassen sich Figur 2 entnehmen. Das Stellelement 12 wird durch einen Motor 23 angetrieben, welcher in einem Deckel 24 des Gehäuses 15 angebracht ist. Der Deckel verschließt unter Zuhilfenahme von Befestigungsmitteln 25 die Einbauöffnung für das Stellelement 12. Das Stellelement ist topfförmig aufgebaut, wobei die offene Seite dem Einlaß 10 zugewandt ist, um die Einleitung der Verbrennungsiuft zu ermöglichen. Im Einlaß ist eine Drosselklappe 22 (gestrichelt dargestellt) angeordnet. Die einzelnen Saugkanäle 14 sind durch Gleitringdichtungen 26 voneinander abgetrennt. Sie befinden sich im Spalt zwischen dem Gehäuse 15 und dem Stellelement 12. Das Stellelement ist weiterhin auf einer Motorwelle 27 und direkt im Gehäuse 15 gelagert. Im Sammelraum 11 befinden sich zwei Resonatorvolumina 20, wobei der eine durch den Durchbruch 19 in jedem Betriebszustand des Saugrohrs mit dem Sammelraum 11 verbunden ist und der andere durch Lagerung auf einem Hohizapfen 28 nur dann wirksam wird, wenn eine Bohrung 29 im Hohizapfen 28 mit einem Schlitz 31 in einem Resonatorhals 30 zur Deckung kommt, so daß eine Verbindung zwischen Resonatorvolumen und Sammelraum 11 geschaffen wird. Natürlich können auch beide Resonatorvolumina zuschaltbar ausgeführt sein. In diesem Fall müßte der Hohizapfen 28 einen größeren innendurchmesser aufweisen, so daß der Resonatorhais 30 in den Hohlzapfen eingesteckt werden kann. Das Saugrohr gemäß Figur 3 ist ähniich wie in Figur 1 und 2 beschrieben aufgebaut, jedoch wird der durch das Stellelement 12 gebildete Sammelraum 11 zur Unterbringung einer Luftfilterpatrone 32 genutzt. Diese wird mit einer Roh-und Reinluft gegeneinander abdichtenden Endscheibe 33 auf einen Rohrstutzen 34 geschoben, wobei der Rohrstutzen den Einlaß 10 bildet. Somit ist die Luftfilterpatrone 32 unbeweglich mit dem Gehäuse 15 des Saugrohrs verbunden. In die andere Endscheibe 35 ist ein Deckel 36 eingegossen, in den ein Lagerzapfen 37 eingepreßt ist. Der Lagerzapfen 37 wirkt mit einer Lagerstelle 38 in der stirnseitigen Wand des Stelielementes 12 zusammen. Dadurch ergibt sich eine drehbare Lagerung der Luftfilterpatrone 32 im Stellelement. Die Luftfifterpatrone weist weiterhin einen Lochmantel 39 auf, welcher ein Filtermedium 40 vor der pulsierenden Druckbeanspruchung der Saugluft schützt.