CN109763896A - 隔热件固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于屏蔽热区域的装置，所述热区域特别是内燃机的热区域。所述装置包括具有通孔(36)的隔热件(10)。所述装置(12)包括具有固定区域(18)的部件(12)，所述部件特别是热源，所述固定区域具有容纳部(30)和至少部分地环绕所述容纳部(30)的台肩(32)。所述台肩(32)延伸穿过所述隔热件(10)的所述通孔(36)。所述装置具有固定元件(22)，所述固定元件特别是螺钉，所述固定元件将所述隔热件(10)固定在所述固定区域(18)上，其中，所述固定元件(22)支撑在所述台肩(32)上，延伸穿过所述隔热件(10)的所述通孔(36)，并固定在所述容纳部(30)中。

Description

隔热件固定装置
技术领域
本发明涉及一种用于屏蔽热区域(特别是内燃机的热区域)的装置。
背景技术
例如，可以在机动车辆的内燃机中(特别地，在排气系统的区域中)使用隔热件来屏蔽热区域。隔热件用于保护温度敏感的部件和设备。此处，隔热件也能够改善隔音。
通常，隔热件是具有至少一个金属层板的三维成型结构部件。此处，至少一个金属层板的三维形状通常取决于相互屏蔽的部件的形状以及它们彼此间的距离。
通常通过点状连接来实现隔热件与部件的连接。为此，一个或所有的金属层板可以具有至少一个用于容纳固定元件的通孔。例如，在这种情况下，螺钉、螺栓、具有十字头螺栓的销钉或铆钉用作固定元件。
在热部件进行固定的情况下，热量也可以在这些固定位置处传递到隔热件中。隔热件由于热效应而膨胀，并且在热量不再传递到隔热件上时最终又会收缩。在这种情况下会发生隔热件的塑性变形和损坏。
DE 11 2014 003 457 T5公开了一种隔热件。该隔热件具有用于允许固定元件穿过的通孔以及穿过通孔的套筒。另外，隔热件具有解耦元件，解耦元件由柔性材料制成，并布置在通孔的圆周边缘和套筒之间。
例如，US 7,065,963 B2和JP 2012-36828 A公开了用于隔热件的其它固定系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有隔热件的装置，其中，能够改善隔热件与部件的连接位置。特别地，连接部应具有简单的构造，并且防止或者至少减少由隔热件的热膨胀引起的隔热件的损坏。
通过根据独立权利要求的装置来实现该目的。在从属权利要求和说明书中给出了有利的改进。
装置用于屏蔽热区域，特别是内燃机的热区域。装置包括具有通孔的隔热件。装置包括具有固定区域的部件(特别是热源)，固定区域具有容纳部和至少部分地环绕容纳部的台肩。台肩延伸穿过隔热件的通孔。装置具有固定元件，固定元件特别是螺钉(或者螺栓、具有十字头螺栓的销钉或铆钉)。固定元件将隔热件固定至固定区域。固定元件支撑在台肩上，延伸穿过隔热件的通孔，并且固定在容纳部中。
装置允许通过简单的构造将隔热件滑动地或者可滑动地固定在部件上。台肩允许隔热件在不需要附加部件的情况下没有夹紧在固定区域和固定元件之间。因此，隔热件能够在膨胀或收缩时相对于部件和固定元件在固定区域上滑动。由此，可以补偿部件和隔热件之间的不同的热膨胀。因此，能够防止隔热件的塑性变形和损坏。
通过台肩能够以低的复杂性实现可滑动固定。通过省略用于设置可滑动固定部的附加组件，可以降低成本和安装复杂性。
在特别优选的实施例中，隔热件通过固定元件和台肩以能够在隔热件的热膨胀方向上(特别地，在垂直于固定元件的纵向轴线的方向上)滑动的方式固定至固定区域。
特别地，在热膨胀的情况下，隔热件可以在被构造成螺钉的固定元件的螺钉头的下方滑动或能够滑动。
在改进实施例中，在隔热件的由隔热件上的热效应引起的膨胀或收缩的情况下，隔热件的塑性变形至少减小或者至少能够减小。
在实施例中，台肩突出为超过隔热件的背向部件的外表面。由此，允许在隔热件和固定元件之间或者在隔热件和中间元件之间保留有间隙，其中，中间元件布置在固定元件和隔热件之间。在隔热件的由热效应引起的膨胀或收缩的情况下，隔热件由于该间隙而能够滑动地朝向固定部件移动。
在另一实施例中，台肩的高度大于第一通孔的长度，并且/或者隔热件的材料厚度小于台肩的高度。
在实施例中，台肩具有环形的和/或套环形的构造，并且/或者台肩与通孔的内圆周面间隔开。替代地或者附加地，固定元件支撑在台肩的环形端面上，环形端面环绕容纳部的入口。
在另一实施例中，台肩从第一固定区域的(特别是环形的)支承面开始延伸。隔热件抵靠在第一固定区域的支承面上。
在变型例中，固定元件直接支撑在台肩上，其中，在隔热件的背向部件的外表面和固定元件之间形成有间隙。间隙允许隔热件可滑动地固定在固定区域中。
在变型例中，固定元件经由中间元件间接地支撑在台肩上，中间元件特别是垫圈，其中，在隔热件的背向部件的外表面和中间元件之间形成有间隙。
在改进实施例中，间隙小于1mm，特别在0.1mm和0.8mm之间，优选在0.2mm和0.5mm之间。具有这种尺寸的间隙已经足以提供可滑动固定，使得隔热件不发生塑性变形。
在实施例中，隔热件是单层或多层的。在单层隔热件的情况下，隔热件的环绕通孔的区域例如由于受压而弯曲(调整)，从而防止在振动时发出声响。在多层隔热件的情况下，多个层(例如，金属层)能够通过多个压接点彼此连接。金属层可以具有不同厚度，使得各个层具有不同的固有频率。
在另一个实施例中，隔热件具有板形构造，并且/或者适配于部件的外轮廓。特别地，隔热件能够至少部分地环绕部件。
在实施例中，台肩是在第一固定区域中铣削而成的。因此，能够通过加工成型技术简单地制造台肩。
替代地或附加地，第一固定区域能够被构造成螺丝基座(Schraubdom)，容纳部可以是具有内螺纹的螺纹孔(例如，盲孔)，并且/或者台肩和固定区域能够一体地制造。
在另一实施例中，部件是内燃机的废气引导单元，特别地是排气管、排气歧管、废气涡轮增压器或者废气后处理系统。
在实施例变型中，隔热件在至少一个与通孔间隔开的位置处刚性地(特别地，不可滑动地)固定在部件上。特别地，进行刚性固定的该位置可以位于隔热件的与通孔相对的一侧。因此，在热效应的情况下，隔热件可以从该刚性固定部开始在朝向可滑动固定部的方向上膨胀。刚性固定部可以被构造成本文所公开的刚性螺纹连接部。
替代地或附加地，隔热件在至少一个与第一通孔间隔开的位置处可滑动地固定在部件上。特别地，隔热件在会在刚性固定的情况下导致隔热件的塑性变形/损坏位置处可滑动地连接至部件。可滑动固定部被构造成本文公开的具有台肩的固定区域。
本发明还涉及一种具有本文公开的装置的机动车辆，机动车辆特别是商用车辆。
在用于屏蔽热区域的其它装置中也可以使用本文公开的装置。
附图说明
前文所述的本发明的优选实施例和特征能够任意相互组合。在下文中，参照附图来描述本发明的其它细节和优点。在这些附图中：
图1示出隔热件的立体图。
图2示出图1的隔热件的剖视图。
图3示出隔热件的第一螺纹连接部的详细剖视图。
图4示出隔热件的第二螺纹连接部的详细视图。
具体实施方式
附图所示的实施例至少部分地一致，从而相似或相同的部分具有相同的附图标记，且其说明还参照其它实施例或附图的描述，以避免重复。
图1和图2示出了隔热件10。隔热件10安装在部件12上(参见图2)。部件12是被隔热件10屏蔽的热源。例如，部件12可以是内燃机的诸如排气管、排气歧管、涡轮增压器或废气后处理系统等废气引导部件。内燃机可以是机动车辆中的内燃机，特别是诸如载重车辆或者公共汽车等商用车辆中的内燃机。
隔热件10可以单层的或者多层的。优选地，隔热层10由金属制成。
特别地，隔热件10通过第一螺纹连接部14和第二螺纹连接部16安装在部件12的壳体上。例如，隔热件10也可以通过其它的螺纹连接部和/或其它的固定装置安装在部件12上。
在部件12的热效应下，隔热件10可在操作期间膨胀。如果部件12例如由于内燃机关停而最终不再向隔热件10放出热量，则隔热件10再次收缩。在这种情况下，通常会由于隔热件在部件上的刚性固定而出现隔热件的塑性变形。在这种情况下会损坏隔热件。
为了防止塑性变形，隔热件10通过第一螺纹连接部14可滑动地固定在部件12的固定区域18上。隔热件10通过第二螺纹连接部16刚性地固定在部件12的第二固定区域20上。
隔热件10也能够通过多个螺纹连接部可滑动地固定在部件12上，并且/或者隔热件10和部件12之间的所有螺纹连接部将隔热件10可滑动地固定在部件12上。
第一螺纹连接部14具有固定元件22和中间元件24。第二螺纹连接部16具有固定元件26和中间元件28。例如，固定元件22、26被构造成螺钉。例如，固定元件22、26也能够被构造成螺栓、具有十字头螺栓的销钉或铆钉。例如，中间元件24、28被构造成垫圈。例如，也可以不设置中间元件。
在下文中，参照图3更详细地说明第一螺纹连接部14。
第一固定区域18具有容纳部30和台肩(套环(Bund))32。第一固定区域18被构造成螺丝基座(Schraubdom)。例如，容纳部30被构造成具有内螺纹的螺纹孔，特别是盲孔。
台肩32从第一固定区域18的环形支承面34延伸穿过隔热件10的第一通孔36。台肩32延伸穿过第一通孔36并且突出为超出隔热件10的背向部件12的外表面44。台肩32高于隔热件10的材料厚度(厚度)。
台肩32具有环形构造，并且环绕容纳部30。特别地，台肩32具有环绕容纳部30的入口的环形端面38。台肩32具有与第一通孔36的内圆周面间隔开的侧表面40。侧表面40既被支承面34限制，又被端面38限制。台肩32的外直径小于第一通孔36的内直径。因此，台肩32隔着环形间隙与第一通孔36的内圆周面间隔开。
隔热件10抵靠在第一固定区域18的支承面34上。特别地，隔热件10通过面向部件12的第一外表面42抵靠在支承面34上。
中间元件24抵靠在台肩32的端面38上。中间元件24没有抵靠在隔热件10的第二外表面44上。具体地，在第二外表面44和中间元件24之间存在(小的)间隙S。
固定元件22延伸穿过中间元件24和第一通孔36。固定元件22螺接在容纳部30中。固定元件22通过中间元件24支撑在台肩32的端面38上。固定元件22将中间元件24夹持在其自身和台肩32之间。特别地，中间元件24被夹持在固定元件22的螺钉头和台肩32的端面38之间。
由于间隙S，隔热件10能够相对于第一固定区域18和固定元件22滑动。换句话说，隔热件10非刚性地固定在第一固定区域18上。由此，在热膨胀时，隔热件10能够相对于第一固定区域18在位于台肩32和第一通孔36的内圆周面之间的环形间隙的范围内移动。
特别地，隔热件10以能够在隔热件10的主热膨胀方向上(即，在垂直于固定元件22的纵向轴线的方向上)滑动的方式固定在第一固定区域18上。由此，隔热件10能够在膨胀和收缩期间在中间元件24下方滑动。
例如，间隙S大于0.1mm并且小于0.8mm，以确保隔热件10的可滑动固定。取决于可能的制造公差和安装公差，间隙S的大小例如也可以设置在数十微米的范围内。
例如，也可以不设置中间元件，并且固定元件直接支撑在台肩32上。在这种类型的固定元件的情况下，螺钉头的直径应大于隔热件10的第一通孔36的直径。换句话说，固定元件和中间元件也可以被一体化地制造成单体元件。
图4更详细地示出了刚性螺纹连接部16。
第二固定区域20具有容纳部46和环形支承面48。容纳部46具有内螺纹的诸如盲孔等螺纹孔。环形支承面48环绕容纳部46的入口。
隔热件10的面向部件12的外表面42抵靠在支承面48上。中间元件28抵靠在隔热件10的背向部件12的外表面44上。固定元件26(特别是固定元件26的螺钉头)经由中间元件28支撑在外表面44上。第二螺纹连接部16的固定元件26延伸穿过中间元件28和隔热件10的第二通孔50，并且螺接在容纳部46中。隔热件10被刚性地夹紧在中间元件28和支承面48之间。
参照图1和图2，隔热件10在热效应下由于可滑动的螺纹连接部14和刚性的螺纹连接部16而在W方向上(参见图1)膨胀。在这种情况下，隔热件10沿着螺纹连接部14滑动。防止隔热件10出现塑性变形和损坏。当隔热件10随后在热效应降低或减退期间在方向W的相反方向上收缩时，隔热件10能够再次沿螺纹连接部14滑动。在这种情况下也能够防止隔热件10的塑性变形/损伤。
本发明不限于上述优选实施例。相反，同样使用了本发明的构思并因此落入保护范围的各种变形和修改是可能的。特别地，本发明还独立于所引用的权利要求要求保护从属权利要求的主题和特征。特别地，独立权利要求1的特征彼此独立地公开。此外，从属权利要求的特征以独立于独立权利要求1的所有特征并且例如独立与独立权利要求1的隔热件、部件和固定元件的存在和/或构造方面的特征的方式公开。
附图标记列表
10隔热件 12部件 14第一螺栓连接部
16第二螺栓连接部 18第一固定区域 20第二固定区域
22固定元件 24中间元件 26固定元件
28中间元件 30容纳部 32台肩(套环)
34支承面 36第一通孔 38端面
40侧表面 42第一外表面 44第二外表面
46容纳部 48支承面 50第二通孔
S间隙 W热膨胀方向

Claims (15)

1.一种用于屏蔽热区域的装置，所述热区域特别是内燃机的热区域，所述装置具有：
具有通孔(36)的隔热件(10)；
具有固定区域(18)的部件(12)，所述部件特别是热源，所述固定区域具有容纳部(30)和至少部分地环绕所述容纳部(30)的台肩(32)，其中，所述台肩(32)延伸穿过所述隔热件(10)的所述通孔(36)；和
固定元件(22)，所述固定元件特别是螺钉，所述固定元件将所述隔热件(10)固定至所述固定区域(18)，其中，所述固定元件(22)支撑在所述台肩(32)上，延伸穿过所述隔热件(10)的所述通孔(36)，并固定在所述容纳部(30)中。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述隔热件(10)通过所述固定元件(22)和所述台肩(32)以能够在所述隔热件(10)的热膨胀方向(W)上滑动的方式固定至所述固定区域(18)，所述热膨胀方向特别是垂直于所述固定元件(22)的纵向轴线的方向。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，
在所述隔热件(10)的由所述隔热件(10)上的热效应引起的膨胀和收缩的情况下，所述隔热件(10)的塑性变形至少减小或者至少能够减小。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
所述台肩(32)突出为超过所述隔热件(10)的背向所述部件(12)的外表面(44)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
所述台肩(32)的高度大于所述第一通孔(36)的长度，并且/或者
所述隔热件(10)的材料厚度小于所述台肩(32)的高度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
所述台肩(32)具有环形的和/或套环形的构造，并且/或者
所述台肩(32)与所述通孔(36)的内圆周面间隔开，并且/或者
所述固定元件(22)支撑在所述台肩(32)的环绕所述容纳部(30)的入口的环形端面(38)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
所述台肩(32)从所述第一固定区域(18)的支承面(34)开始延伸，所述支承面特别地是环形的，并且
所述隔热件(10)抵靠在所述第一固定区域(18)的所述支承面(34)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
所述固定元件(22)直接支撑在所述台肩(32)上，其中，在所述隔热件(10)的背向所述部件(12)的外表面(44)和所述固定元件(22)之间形成有间隙(S)。
9.根据权利要求1到7中任一项所述的装置，其中，
所述固定元件(22)经由中间元件(24)间接地支撑在所述台肩(32)上，所述中间元件(24)特别是垫圈，其中，在所述隔热件(10)的背向所述部件(12)的外表面(44)和所述中间元件(24)之间形成有间隙(S)。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，
所述间隙(S)小于1mm，特别是在0.1mm和0.8mm之间，优选在0.2mm和0.5mm之间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
所述隔热件(10)是单层的或者多层的，并且/或者
所述隔热件(10)具有板形构造并且/或者适配于所述部件(12)的外轮廓。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
所述台肩(32)是在所述第一固定区域(18)中铣削而成的，并且/或者
所述第一固定区域(18)被构造成螺丝基座，并且/或者
所述容纳部(30)是螺纹孔，并且/或者
所述台肩(32)和所述固定区域(18)一体地制造。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
所述部件(12)是内燃机的废气引导元件，所述废气引导元件特别是排气管、排气歧管、废气涡轮增压器或者废气后处理系统。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
所述隔热件(10)在至少一个与所述第一通孔(36)间隔开的位置处刚性地固定在所述部件(12)上，并且/或者
所述隔热件(10)在至少一个与所述第一通孔(36)间隔开的位置处可滑动地固定在所述部件(12)上。
15.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的装置的机动车辆，所述机动车辆特别是商用车辆。
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