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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Geräuschdämpfer für ein Leerlauf-Bypassventil, das
bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges gemeinsam mit
einem Drosselklappenventil an einen Luftansaugkrümmer der Maschine für eine Umgehung
des Drosselklappenventils im Leerlauf der Maschine angeschlossen
ist.
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Bei
der Konzipierung von Bauteilen eines Kraftfahrzeuges wird seit langem
die Einbeziehung von Kunststoffteilen in Betracht gezogen, wobei
diese Tendenz auch für
die Konzipierung einer Brennkraftmaschine zu gelten hat. Hier wurde
deshalb auch bereits vorgeschlagen, den herkömmlich meistens aus Aluminium
gefertigten Luftansaugkrümmer aus
einem passenden Kunststoff herzustellen, wobei sich aber bis jetzt
gezeigt hat, daß anders
als ein Ansaugkrümmer
aus Aluminium solche aus Kunststoff bestehenden Ansaugkrümmer bei
hohen Ansaugmengen der Luft leicht zu Vibrationen neigen, die eine
für das
Ohr unangenehme Geräuschbildung
zur Folge haben.
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Um
diese Geräuschbildung
zu verringern, sind bereits verschiedene, teilweise sehr aufwändige Maßnahmen
für eine
Geräuschdämpfung vorgeschlagen
worden. Die Vorschläge
gingen dabei selbst soweit, daß eine
Umkonstruktion der in Frage stehenden Brennkraftmaschine angedacht
wurde in Verbindung mit mehr oder weniger komplizierten Anordnungen
von Dichtungen o. dgl. zur Dämpfung
der Vibrationen. Sehr viele dieser Vorschläge sind meistens jedoch an
der Kostenfrage gescheitert sind sowie auch an der nicht gegebenen
Möglichkeit,
die störende
Geräuschbildung
auch noch später
zu beseitigen.
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EP 0 915 249 A1 offenbart
einen Leerlauf-Bypassventil-Geräuschdämpfer für ein Leerlauf-Bypassventil
einer Trennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Der Geräuschdämpfer umfasst
ein Gehäuse
und einen Geräuschdämpfteilbereich,
der an das Gehäuse
geformt ist. Der Geräuschdämpfteilbereich
verringert die Geschwindigkeit der Luftströmung vom Bypassventil zur Ansaugleitung.
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DE 41 13 248 C2 offenbart
eine Luftsauganlage für
Otto-Brennkraftmaschinen mit einem zu einem steuerbaren Hauptansaug-Stützen im
Bypass angeordneten Teillastluft-Zumessorgan und einer stromab des
Zumessorgans vorgesehenen schalldämpfenden Vorrichtung, die der
Unterdrückung
von Schwingungsanregungen in von einem Teillast-Luftstrom zur Geräuschabstrahlung
anregbaren Abschnitten der Luftsauganlage dient.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in der Nähe eines
Leerlauf-Bypassventils
besonders bemerkenswerte Geräuschbildung
mit einfachen Maßnahmen
zu vermeiden und gleichzeitig dafür vorzusorgen, daß ein betreffender
Geräuschdämpfer auch
noch nachträglich
an der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges installiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem
Geräuschdämpfer, der
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 ausgebildet und vorteilhaft mit
den Merkmalen der weiteren Ansprüche
weitergebildet ist.
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Die
Vorteile des erfindungsgemäßen Geräuschdämpfers ergeben
sich in erster Linie aus den offenbar sehr niedrigen Herstellungskosten
und ebenso niedrigen Kosten der Einbeziehung in eine bestehende
Konstruktion einer Brennkraftmaschine, wobei der erfindungsgemäße Geräuschdämpfer auch
noch nachträglich
an einer Brennkraftmaschine installiert werden kann. Der erfindungsgemäße Geräuschdämpfer ist
wegen seiner direkt in das Luftansaugrohr des Leerlauf-Bypassventils einbezogenen Anordnung
auch äußerst wirksam
für eine
Dämpfung der
Geräusche,
die an dem Luftansaugkrümmer
feststellbar sind, sodaß keine
Bedenken mehr bestehen hinsichtlich einer Herstellung des Ansaugkrümmers auch
aus einem Kunststoff, der gegenüber
dem Werkstoff Aluminium an sich zu einem verstärkten Virbrationsverhalten
neigt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Geräuschdämpfers ist
in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigt
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1 eine
Perspektivansicht eines Teils einer Brennkraftmaschine mit einer
Schemadarstellung des Leerlauf-Bypassventils, für welches der erfindungsgemäße Geräuschdämpfer vorgesehen
ist,
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2 eine
Querschnitt-Teilansicht des Leerlauf-Bypassventils mit einer Darstellung
des Geräuschdämpfers gemäß einer
ersten Ausführungsform,
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3A und 3B eine
Draufsicht und eine Seitenansicht des Geräuschdämpfers,
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4A, 4B und 4C eine
Draufsicht und Schnittansichten nach der Linie 4A-4A und 4B-4B in 4A von
alternativen Ausführungsformen
des Geräuschdämpfers,
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5 eine
Schnittansicht einer Einzelheit bei einer weiteren alternativen
Ausführungsform
des Geräuschdämpfers,
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6 eine
auseinander gezogene Darstellung der Anordnung gemäß 5 zur
Veranschaulichung des Einsetzens des Geräuschdämpfers in die für das Leerlauf-Bypassventil
vorgesehene Anschlußbohrung
des Luftansaugkrümmers
und
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6A, 6B und 6C Perspektivansichten
von verschiedenen weiteren Ausführungsformen
des Geräuschdämpfers.
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Gemäß der Darstellung
in 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 eines
Kraftfahrzeuges mit einem Maschinenblock 12 ausgebildet,
an welchem ein Luftansaugkrümmer 14 oberhalb
eines Zylinderblockes 16 angeordnet ist. An den Luftansaugkrümmer 14 ist
ein Lufteinlaßrohr 18 angeschlossen, über welches
Außenluft
zu einem Drosselklappenventil 20 hin angesaugt wird, über welches
die Verteilung der Luft über
den Ansaugkrümmer 14 an
die einzelnen Zylinder der Maschine zur Bereitstellung eines geregelten
Luft-Brennstoff-Gemisches vorgenommen wird. Die Maschine weist weiterhin
ein Leerlauf-Bypassventil 22 auf, welches im Leerlauf der
Maschine und dann geschlossenem Drosselklappenventil 20 die
Ansaugung der Luft an den Ansaugkrümmer 14 für eine Umgehung
des Drosselklappenventils 20 regelt.
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Das
Leerlauf-Bypassventil 22 ist mit einem über eine Verbindungsschlauch 24 an
das Lufteinlaßrohr 18 angeschlossenen
Solenoidventil 26 ausgebildet, welches somit im Leerlauf
der Maschine Luft aus dem Lufteinlaßrohr 18 an den Luftansaugkrümmer 14 weiterleitet.
Das Solenoidventil 26 ist für diese Weiterleitung der Luft über ein
Gehäuse 15 mit
dem Luftansaugkrümmer 14 verbunden,
wobei das Gehäuse 15 mit
einem Einlaßkanal 17 und
mit einem Auslaßkanal 19 ausgebildet
ist, die einen Anschluß an
entsprechende Einlaß-
und Auslaßöffnungen
des Solenoidventils aufweisen. Für
die Verbindung des Solenoidventils 26 mit dem Luftansaugkrümmer 14 kann
auch auf die Anordnung eines solchen besonderen Gehäuses 15 verzichtet
sein und statt dessen ein direktes Anflanschen des Solenoidventils über einer
Anschlußbohrung
des Luftansaugkrümmers
vorgesehen werden, wie auch anstelle des Solenoidventils eine andere
Ausbildung eines Leerlauf-Bypassventils vorgesehen sein kann.
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Für die Anordnung
des Solenoidventils 26 an dem Gehäuse 15 oder alternativ
direkt an dem Luftansaugkrümmer 14 ist
eine Flanschverbindung unter Zwischenfügung einer Dichtungsscheibe 30 vorgesehen,
die also in einzelnen Teilbereichen 31, 32 und 33 die
Einlaß-
und Auslaßkanäle 17, 19 gegen
die in die Einlaß-
und Auslaßöffnungen
des Ventils abdichtet. Die Dichtungsscheibe 30 weist an
dem Einlaßkanal 17 eine
Durchtrittsöffnung 34 auf, über welche
die Luft ungedrosselt in das Solenoidventil 26 zuströmen kann.
Für den
Austritt der Luft in den Auslaßkanal 19 ist
die Dichtungsscheibe 30 andererseits als eine gitterförmige Strömungsplatte 35 mit
einer Vielzahl von hinreichend klein bemessenen Durchtrittsöffnungen 38 ausgebildet,
wobei mit dieser Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 38 eine Drosselung
der über
den Auslaßkanal 19 in
den Luftansaugkrümmer 14 auströmenden Luft
erhalten wird. Als Folge dieser Drosselung der ausströmenden Luft
wird eine Dämpfungscharakeristik
erhalten, die geräuschmindernd wirkt,
sodaß also
die Geräusche,
die im Leerlauf der Maschine durch Vibrationen des Luftansaugkrümmers erzeugt
werden können,
auf einen nicht mehr störenden
Pegel gedämpft
werden. Diese Geräuschdämpfung wird
dabei auch durch das Materialverhalten der Dichtungsscheibe 30 sowie
weiter noch dadurch verbessert, daß die gitterförmige Strömungsplatte 35 mit
einer Materialverdickung der Dichtungsscheibe ausgebildet wird,
sodaß die
Durchtrittsöffnungen 38 einen
gegenüber
der übrigen
Materialdicke der Dichtungsscheibe 30 größere Länge erhalten und
damit eine relativ längere
Verweilzeit der Luft mit einer entsprechend verstärkten Drosselwirkung
ergeben. Die größere Materialdicke
der Strömungsplatte 35 kann
bsp. mit einer auf die Dichtungsscheibe 30 aufgetragenen
Kunststoffbeschichtung erhalten werden. Die Dichtungsscheibe 30 ist
im übrigen
noch mit zwei Öffnungen 36 und 37 versehen,
welche von den für
das Anflanschen des Solenoidventils 26 an das Gehäuse 15 verwendeten
Bolzen durchsetzt werden.
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In 4 ist eine alternative Ausführungsform des
Geräuschdämpfers gezeigt,
wobei auch hier wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform
eine Dichtungsscheibe 30' vorgesehen
ist, die jedoch eine abweichende Ausbildung einer Einlaß-Durchtrittsöffnung 34' aufweist ebenso
wie eine abweichende Ausbildung der Strömungsplatte 35', welche aber auch
hier wieder mit einer Materialverdickung der Dichtungsscheibe ausgebildet
ist. Auch die Strömungsplatte 35' ist mit einer
Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 38' versehen, die
im Gegensatz zu der Durchtrittsöffnung 34' eine Drosselung
der ausströmenden
Luft bewirken. Wie in 4C gezeigt ist, kann die Strömungsplatte 35'' bei dieser Dichtungsscheibe 30' auch mit dem
Boden einer etwa topfförmigen
Vertiefung 39 ausgebildet sein, wobei die aufrechten Wände 40 dieser
Vertiefung einen lichten Querschnitt ergeben, der angepaßt ist an
eine zugeordnete Anschlußbohrung
des Luftansaugkrümmers 14 oder
alternativ auch an den Querschnitt des Auslaßkanals eines zwischen dem
Bypassventil und dem Ansaugkrümmer
angeordneten Gehäuses
entsprechend der in 2 für das Solenoidventil 26 gezeigten
Anordnung. Mit einer solchen etwa topfförmigen Ausbildung der Strömungsplatte
kann der Geräuschdämpfer etwas
einfacher abgestimmt werden, weil damit ein bestimmtes Volumen für die Geräuschdämpfung stromaufwärts von
dem Boden der Vertiefung der Dichtungsscheibe vorgegeben werden kann.
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In
den 5 und 6 ist eine weitere alternative
Ausführungsform
des Geräuschdämpfers gezeigt,
hier in der Ausbildung eines etwa fingerhutförmigen Körpers 530, der in
die Anschlußbohrung 517 des
Luftansaugkrümmers 514 eingesteckt
wird. An diesem etwa fingerhutförmigen
Geräuschdämpfer 530 ist
ein ringförmiger
Flansch 531 ausgebildet, mit welchem der Geräuschdämpfer in
eine Aussparung 527 an der Mündung der Anschlußbohrung 517 einfaßt, sodaß der Geräuschdämpfer an
diesem Flansch gegen den Luftansaugkrümmer 514 beim Anflanschen
des Leerlauf-Bypassventils 526 festgelegt werden kann.
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In
den 6A, 6B und 6C ist
noch dargestellt, daß die
auch bei diesem etwa fingerhutförmigen
Geräuschdämpfer vorgesehenen
Durchtrittsöffnungen
als Schlitze 638 ausgebildet sein können, die in der Strömungsrichtung
der in den Luftansaugkrümmer 514 einströmenden Luft
ausgerichtet sind und eine Verteilung über die Mantelfäche des
fingerhutförmigen
Körpers 630 aufweisen.
Die Größe dieser
schlitzförmigen
Durchtrittsöffnungen
kann nach dem Luftdurchsatz im Leerlauf der Maschine festgelegt
werden, wobei der Hohlraum des Körpers
zu der Ausbildung einer turbulenten Luftströmung beiträgt, bevor die Luft in den Luftansaugkrümmer der
Maschine zugeleitet wird. Aus der Gegenüberstellung der 6A und 6B ist
daher auch ersichtlich, daß bei
dem Körper 630' die Durchtrittsöffnungen 638' wesentlich
größer ausgeführt sind
als die Durchtrittsöffnungen 638 bei
dem Körper 630,
der bei beiden Ausführungsformen
einen geschlossenen Boden aufweist. Bei dem ebenfalls fingerhutförmigen Körper 630'' ist dagegen der Boden 635'' mit einer Vielzahl von ziemlich
kleinen Durchtrittsöffnungen 638'' versehen, deren Größe etwa
vergleichbar ist mit der Größe der Durchtrittsöffnungen 38 bzw. 38' der Strömungsplatten 35 und 35', wobei gleichzeitig
die auch hier geschlossene Ausbildung der Mantelfläche 640 funktionell
unmittelbar vergleichbar ist mit der aufrechten Wand 40 der
Vertiefung 39 bei der Dichtungsscheibe in der Ausbildung
gemäß 4C.
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Abschließend sei
noch darauf hingewiesen, daß bei
einer mit einer Dichtungsscheibe integrierten Ausbildung des Geräuschdämpfers als
eine gitterförmige
Strömungsplatte
die Dichtungsscheibe eine Dicke von etwa 7 mm aufweisen sollte,
sodaß damit auch
eine Minimaldicke der Strömungsplatte
vorgegeben wäre.
Diese Minimaldicke der Strömungsplatte
wird jedoch zweckmäßig durch
eine Kunststoffbeschichtung der Dichtungsplatte vergrößert, wenn
in Abhängigkeit
von dem Luftdurchsatz im Leerlauf der Maschine eine verstärkte Drosselung
der Luft für
eine vermehrte Geräuschdämpfung als
zweckmäßig angesehen
wird. Die Durchtrittsöffnungen
können
andererseits einen Durchmesser von etwa 3 mm haben mit einem mittigen
Abstand von etwa 1.5 mm, sodaß sich
eine Verhältnis
von etwa 3:7 zwischen dem Durchmesser der Durchtrittsöffnungen
und der Dicke der Dichtungsscheibe respektive der Dicke der gitterförmigen Strömungsplatten
ergibt, die an der Anschlußbohrung
des Luftansaugkrümmers
angeordnet ist. Für
die Einhaltung dieses Verhältnisses
ist dabei noch wichtig, daß mit
der Strömungsplatte
auch dafür
vorgesorgt sein muß,
daß eine
Teilmenge der in den Luftansaugkrümmer angesaugten Luft an der Strömungsplatte
zuerst zurückgestoßen wird,
sodaß durch
die Ausbildung einer gewissen Turbulenz stromaufwärts von
der Strömungsplatte
eine gewisse Beruhigung der Luftströmung eintritt, bevor die Überleitung
in den Luftansaugkrümmer
stattfindet. Diese mit einer Durchwirbelung erreichbare Beruhigung
der Luftströmung
ist dabei generell bei einer Ausbildung des Geräuschdämpfers vermehrt anzutreffen,
bei welcher stromaufwärts
von der Strömungsplatte
ein unmittelbar zugeordneter Hohlraum vorhanden ist, sodaß generell
die topf- bzw. fingerhutförmige
Ausbildung des Geräuschdämpfers respektive
der Strömungsplatte
für eine
vermehrte Geräuschdämpfung zu
bevorzugen ist.