DE10114295B4

DE10114295B4 - Hitzeschildbefestigungselement

Info

Publication number: DE10114295B4
Application number: DE10114295A
Authority: DE
Inventors: Bruno Görlich
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2021-03-24
Also published as: DE10114295A1; US20020154484A1

Abstract

Hitzeschildbefestigungselement mit einer Durchgangsöffnung für ein Befestigungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Hitzeschildbefestigungselement aus mindestens einer Bundhülse (2) und einem weiteren mit einem Bund (3', 5') versehenen Element (3, 5) gebildet ist;
dabei an der Bundhülse (2) und dem weiteren Element (3, 5) jeweils eine Durchgangsöffnung vorhanden ist;
die Bundhülse (2) in eine im Hitzeschild (1) ausgebildete Bohrung eingeführt und der Bund (2') der Bundhülse (2) an einer Seite und das weitere Element (3, 5) an der gegenüberliegenden Seite des Hitzeschildes (1) flächig anliegen,
und dass das weitere Element eine kreisringförmige Bundscheibe (5) ist und der Bund (5') der Bundscheibe (5) parallel zur Stirnfläche des hülsenförmigen Teiles (2'') der Bundhülse (2), die durch das Hitzeschild (1) geführt ist, ausgerichtet ist,
und das Hitzeschild (1) im Nebenkraftfluss zwischen der Bundscheibe (5) und der Stirnfläche des hülsenförmigen Teils (2'') der Bundhülse (2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hitzeschildbefestigungselement, das für eine sichere Befestigung von Hitzeschildern in Motorräumen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann.
Hitzeschilder werden in vielfältiger Form zur Schall- und Wärmeisolation, die verschiedensten Einbauverhältnisse und Betriebsverhältnisse berücksichtigend, in Motorräumen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Sie dienen in erster Linie zum Schutz von temperaturempfindlichen Bauteilen und Aggregaten, um eine Überhitzung beispielsweise durch von der Abgasanlage abgegebener wärme zu vermeiden.
Für solche Hitzeschilder sind die verschiedensten Bauformen, beispielsweise ein- oder mehrlagige Gebilde, die auch aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein können, bekannt.
Die Befestigung solcher Hitzeschilder erfolgt in der Regel mittels herkömmlicher Schraubverbindungen, bei denen jedoch die bauartbedingte Festigkeit und Stabilität der jeweiligen Hitzeschilder und die auch am Einbauort wirkenden Schwingungen berücksichtigt werden müssen, um eine Beschädigung des Hitzeschildes und ein unerwünschtes Lösen einer solchen Schraubbefestigung zu vermeiden.
Durch die verwendeten Materialien und die Bauarten von Hitzeschildern können die Anzugsmomente der Schrauben jedoch nicht übermäßig hoch gewählt werden, um Beschädigungen am Hitzeschild zu vermeiden.
Demzufolge sind auch den kostengünstigen und einfachen Lösungen unter Verwendung von Schrauben mit Scheibenringen bzw. Federringen Grenzen gesetzt, da mit ihnen lediglich eine Herabsetzung der Flächenpressung erreicht werden kann und die Kräfte unmittelbar in das Hitzeschildmaterial eingeleitet werden. Durch die Verwendung mehrerer unverbundener Einzelteile für die Befestigung von Hitzeschildern erhöht sich naturgemäß auch der Montageaufwand.
Die DE 195 01 455 A1 beschreibt ein Befestigungselement für ein Wärmeschildblech mit Montagebohrung. Das Befestigungselement weist einen Flansch und eine Aussparung zur Aufnahme eines Formteils mit einem weiteren Flansch auf. Im befestigten Zustand befindet sich je ein Flansch auf einer Seite des Wärmeabschirmbleches und Befestigungselement und Formteil greifen im Bereich der Bohrung ineinander ein.
In der DE 26 15 572 A1 wird eine Befestigungsvorrichtung zum Einsetzen in Öffnungen von Blechen offenbart. Die Vorrichtung weist ein Bauteil aus einem Me mory-Metall auf, dessen Verformung eine Befestigung bewirkt.
In der FR 57 008 E wird beschrieben, dass zwei flächige Bauteile mit Bohrungen mittels geeigneter Nieten verbunden werden können. Zwei Nieten, welche je einen zylindrischen Bereich und einen Bund enthalten, greifen dazu ineinander ein.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Hitzeschildbefestigungselement vorzuschlagen, das einfach aufgebaut, kostengünstig herstellbar ist und die mechanische Belastung des zu befestigenden Hitzeschildes im Befestigungsbereich verringert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Hitzeschildbefestigungselement, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen genannten Merkmalen erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Hitzeschildbefestigungselement weist eine Durchgangsöffnung für ein Befestigungselement, beispielsweise eine herkömmliche Schraube, auf, mit der ein Hitzeschild innerhalb eines Motorraumes eines Kraftfahrzeuges befestigt werden kann.
Das Hitzeschildbefestigungselement wird im Wesentlichen aus zwei Teilen gebildet.
Ein wesentliches Element ist eine Bundhülse, die durch eine im Hitzeschild ausgebildete Bohrung mit ihrem hülsenförmigen Teil geführt ist und dabei der hülsenförmige Teil dieser Bundhülse die Durchgangsöffnung für das jeweilige Befestigungselement ausbil det.
Nach dem Einführen dieser Bundhülse durch die Bohrung im Hitzeschild liegt der Bund flächig an einer Seite des Hitzeschildes an. Der hülsenförmige Teil dieser Bundhülse kann aus der Bohrung im Hitzeschild über die gegenüberliegende Fläche des Hitzeschildes hinausragen. An dieser Seite ist ein weiteres, ebenfalls mit einer Durchgangsöffnung und einem Bund versehenes Element angeordnet, das wiederum bereichsweise an dieser Seite des Hitzeschildes flächig anliegt.
Wird nunmehr eine Schraube als Befestigungselement angezogen, wirkt das Schraubenanzugsmoment mit den entsprechenden Anpresskräften ausschließlich auf den Bund der zumindest einen Bundhülse und auf das auf der gegenüberliegend angeordneten Seite des Hitzeschildes angeordnete weitere Element, so dass der dazwischenliegende Teil des Hitzeschildes lediglich im Nebenkraftfluss angeordnet ist, wobei bei entsprechender Dimensionierung der Bundhülse und des weiteren Elementes eine relativ geringe Anpresskraft auf das Hitzeschildmaterial wirkt und das erfindungsgemäße Hitzeschildbefestigungselement das Hitzeschild von zwei Seiten einfasst und klemmend hält.
In einer weiteren Alternative wird erfindungsgemäß eine kreisringförmige Bundscheibe eingesetzt. Bei dieser Bundscheibe ist der entsprechende Bund radial nach innen weisend angeordnet und stellt eine kreisringförmige Verjüngung der Dicke dieser Bundscheibe im inneren Bereich dar. Im zusammengebauten Zustand ist dann der Bund dieser Bundscheibe parallel zur nach außen weisenden Stirnflache des hülsenförmigen Teiles der zumindest einen Bundhülse ausgerichtet und liegt nach Verschrauben einer Schraube als Befesti gungselement unmittelbar an dieser Stirnflache des hülsenförmigen Teiles der ersten Bundhülse an, so dass konstruktiv bedingt eine Anpresskraftbegrenzung gegeben ist, die eine Beschädigung des Hitzeschildes verhindern kann.
Sowohl die erfindungsgemäß zu verwendenden Bundhülsen, wie auch Bundscheiben sind kostengünstig herstellbare Teile, die beispielsweise aus einem geeigneten Metall bestehen können.
Vorteilhaft können die beiden Teile, nämlich die Bundhülse und die Bundscheibe, mittels einer Presspassung verbunden und gleichzeitig am jeweiligen Hitzeschild befestigt werden. Mittels einer solchen Presspassung können die beiden Teile beim Anziehen einer Schraube zur Befestigung des Hitzeschildes dann noch eine geringfügige Relativbewegung erfahren, ohne dass die Verbindung gelöst wird und es kann trotz alledem eine ausreichende Transportsicherung vor dem Einbau von Hitzeschildern gewährleistet werden.
Selbstverständlich können diese Teile auch in anderer Form zumindest temporär miteinander verbunden werden, wie dies beispielsweise durch Kleben oder Löten der Fall sein kann.
Vorteilhaft ist es, diese Teile formschlüssig zu verbinden, um das Verlieren eines Teiles zu verhindern. Außerdem können hitzebedingte Ausdehnungen, z. B. am Krümmer einer Abgasanlage, und/oder Vibrationen kompensiert und Beschädigungen des Hitzeschildes vermieden werden, wobei dies bevorzugt mit einer Ausbildung der Durchgangsöffnung in Form eines Langloches erreicht werden kann, so dass sich Bewegungsspiele an der Befestigung nicht unmittelbar auswirken können.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden.
Dabei zeigen:
1 ein Beispiel eines Hitzeschildbefestigungselementes mit zwei Bundhülsen in einer Schnittdarstellung und
2 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Hitzeschildbefestigungselementes mit einer Bundhülse und einer Bundscheibe in einer Schnittdarstellung.
In 1 ist ein Beispiel eines Hitzeschildbefestigungselementes mit zwei Bundhülsen 2 und 3 gezeigt, die beidseitig an einem Hitzeschild 1 angeordnet sind. Dieses Beispiel ist kein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, erleichtert jedoch deren Verständnis.
Beide Bundhülsen 2 und 3 sind durch eine im Hitzeschild 1 ausgebildete Bohrung geführt und ineinander gesteckt. Dabei liegen der Bund 2' der ersten Bundhülse 2 und der Bund 3' der zweiten Bundhülse 3 an sich gegenüberliegenden Seiten des Hitzeschildes 1 flächig an. Dadurch wird ein Teil des Hitzeschildes 1 von den beiden Bunden 2' und 3' beidseitig eingefasst.
Der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 4, wird vom hülsenförmigen Teil 2'' der ersten Bundhülse 2 vorgegeben.
Der Außendurchmesser des hülsenförmigen Teiles 2'' der ersten Bundhülse 2 und der Innendurchmesser des hülsenförmigen Teiles 3'' der zweiten Bundhülse 3 sind vorteilhaft so aufeinander abgestimmt, dass sie in der dargestellten Form eine Presspassung bilden, deren Presskraft eine Relativbewegung der beiden Bundhülsen 2 und 3 parallel zur Längsachse der Durchgangsöffnung 4 beim Anziehen einer Schraube zur Befestigung des Hitzeschildes ermöglicht, jedoch so groß ist, dass beim Transport des Hitzeschildes mit Hitzeschildbefestigungselement ein Verlust eines Teiles verhindert wird.
Wie aus der Darstellung in 1 erkennbar, sind insbesondere die hülsenförmigen Teile 2'' und 3'' der beiden Bundhülsen 2 und 3 so dimensioniert, dass beim Anziehen einer Schraube zur Befestigung des Hitzeschildes 1 die Bewegung der Bundhülse 3 begrenzt und demzufolge auch eine übermäßige Krafteinwirkung auf das Hitzeschildmaterial, die zu einer Beschädigung führen kann, verhindert wird.
Vorteilhaft ist auch eine formschlüssige Verbindung der beiden Bundhülsen 2 und 3. Eine solche formschlüssige Verbindung kann sehr einfach durch eine stirnseitig radial nach außen gerichtete Verformung des hülsenförmigen Teiles 2'' der ersten Bundhülse 2 erreicht werden, wie dies in 1 mit den beiden radial nach außen gerichteten Pfeilen angedeutet ist. Die Verformung kann mittels eines Keiles oder Stempels, der gegebenenfalls pyramidenförmig oder konisch umlaufend, an die Form der Durchgangsöffnung 4 angepasst ist, erreicht werden. Ein solcher Keil bzw. ein solcher Stempel wird dann in die Durchgangsöffnung 4 eingepresst, wobei der Bund 2'' abgestützt ist und der stirnseitige Bereich des hülsenförmigen Teiles 2'' radial nach außen verformt werden kann. Eine solche Verformung kann zumindest an einer Stelle, punktuell am hülsenförmigen Teil 2'' vorgenommen werden. Es können aber auch zwei oder mehr sich diametral gegenüberliegende Verformungen oder eine über den gesamten Umfang der Durchgangsöffnung 4 umlaufende Verformung die formschlüssige Verbindung mit der zweiten Bundhülse 3 bilden.
Wie in 1 erkennbar, kann der Übergang des Bundes 3' zum hülsenförmigen Teil 3'' abgerundet sein, so dass die verformten Bereiche des hülsenförmigen Teiles 2'' im Radiusbereich die zweite Bundhülse 3 hintergreifen und so die formschlüssige Verbindung der am Hitzeschild 1 montierten Bundhülsen 2 und 3 gewährleisten.
Bei dem in 2 gezeigten Beispiel eines erfindungsgemäßen Hitzeschildbefestigungselementes wird lediglich eine Bundhülse 2 verwendet, die wiederum durch eine entsprechend dimensionierte Bohrung im Hitzeschild 1 geführt ist, wobei der hülsenförmige Teil 2'' dieser Bundhülse die gegenüberliegende Seite des Hitzeschildes 1 überragt.
Auf dieser Seite ist eine kreisringförmige Bundscheibe aufgesetzt, deren Bund 5' radial nach innen weist und der Bund 5' in Form einer Dickenverjüngung an der Bundscheibe 5 ausgebildet worden ist.
Die in Richtung auf die Bundhülse 2 weisende Fläche des Bundes 5' der Bundscheibe 5 ist parallel zur äußeren Stirnfläche des hülsenförmigen Teiles 2'' der Bundhülse 2 ausgerichtet und liegt nach dem Anschrauben des Hitzeschildes unmittelbar an dieser Stirnflache an, so dass eine Weg- und demzufolge auch eine Kraftbegrenzung gegenüber dem Hitzeschild 1 gegeben ist.
Der Außendurchmesser des hülsenförmigen Teiles 2'' der Bundhülse 2 und der Innendurchmesser der Bundscheibe 5, der an der Bundscheibe 5 ausgebildet ist, können wieder so dimensioniert sein, dass die bereits erwähnte Presspassung in diesem Bereich gewährleistet werden kann.

Claims

Hitzeschildbefestigungselement mit einer Durchgangsöffnung für ein Befestigungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Hitzeschildbefestigungselement aus mindestens einer Bundhülse (2) und einem weiteren mit einem Bund (3', 5') versehenen Element (3, 5) gebildet ist; dabei an der Bundhülse (2) und dem weiteren Element (3, 5) jeweils eine Durchgangsöffnung vorhanden ist; die Bundhülse (2) in eine im Hitzeschild (1) ausgebildete Bohrung eingeführt und der Bund (2') der Bundhülse (2) an einer Seite und das weitere Element (3, 5) an der gegenüberliegenden Seite des Hitzeschildes (1) flächig anliegen, und dass das weitere Element eine kreisringförmige Bundscheibe (5) ist und der Bund (5') der Bundscheibe (5) parallel zur Stirnfläche des hülsenförmigen Teiles (2'') der Bundhülse (2), die durch das Hitzeschild (1) geführt ist, ausgerichtet ist, und das Hitzeschild (1) im Nebenkraftfluss zwischen der Bundscheibe (5) und der Stirnfläche des hülsenförmigen Teils (2'') der Bundhülse (2) angeordnet ist.
Hitzeschildbefestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendurchmesser des hülsenförmigen Teils (2'') und/oder der Bundscheibe (5) den Innendurchmesser der Durchgangsöffnung (4) vorgeben.
Hitzeschildbefestigungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bundhülse (2) mittels einer Presspassung mit der Bundscheibe (5) verbunden ist.
Hitzeschildbefestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (4) in Form eines Langloches ausgebildet ist.