DE102007058895A1 - Acoustic heat shield for internal combustion engine of motor vehicle, has insert arranged in intermediate area, and carrier plate consists of element comprising layer made from fabrics, where insert comprises layer made from break foil - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein akustisches Hitzeschild, welches ein Verbundbauteil zur akustischen und thermischen Abschirmung umfasst.The The invention relates to an acoustic heat shield, which is a composite component for acoustic and thermal shielding.
Aus
der
Des
Weiteren ist aus der
Die beiden vorstehenden plattenförmigen Elemente eignen sich grundsätzlich für einen Einsatz in Kraftfahrzeugen, jedoch steigen die Anforderungen für verschiedene Anwendungsbereiche, so dass der alleinige Einsatz eines solchen plattenförmigen Elementes nicht genügt.The both above plate-shaped elements are suitable basically for use in motor vehicles, however, the requirements for various applications are increasing, so that the sole use of such a plate-shaped element not enough.
Aus
der
Ein solches Hitzeschild, welches zusätzlich schallabsorbierende Eigenschaften aufweisen soll, ermöglicht zwar, dass das Abdeckblech durch die Öffnungen für den Schall durchlässig ist, jedoch wird der Schall wieder durch die unmittelbar dahinter liegende mikroperforierte Metallfolie im Wesentlichen vollständig reflektiert wird. Dadurch ist die Schallabsorption äußert gering und erfüllt insbesondere nicht die hohen Anforderungen der neuen Lärmschutzverordnung. Gleichzeitig wird durch diesen Aufbau die thermische Isolierung verschlechtert, da aufgrund der Öffnungen im Abdeckblech die Wärmeleitfähigkeit des Abdeckbleches reduziert und die Berührpunkte zwischen dem Abdeckblech und der unmittelbar dahinter liegenden perforierten Metallfolie ebenfalls reduziert sind. Dadurch ist ein schnelles Abführen der Wärme nicht gegeben.One Such heat shield, which additionally sound-absorbing Although it is intended that the properties should have properties Cover plate through the openings for the sound is permeable, however, the sound is again through the immediately behind microperforated metal foil substantially completely is reflected. As a result, the sound absorption is expressed low and in particular does not meet the high requirements the new Noise Ordinance. At the same time is through this structure, the thermal insulation deteriorates because due to the openings in the cover plate, the thermal conductivity of the cover plate reduced and the points of contact between the cover plate and the perforated metal foil immediately behind it are also reduced. This is a quick discharge the heat is not given.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein akustisches Hitzeschild zu schaffen, welches neben der thermischen Abschirmung ein hohes Maß an akustischer Abschirmung ermöglicht, ein geringes Gewicht aufweist und nicht saugend ausgebildet ist.Of the The invention is therefore based on the object, an acoustic heat shield to create, in addition to the thermal shielding a high degree acoustic shielding allows a low weight has and is not designed to be absorbent.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein akustisches Hitzeschild gelöst, bei welchem ein Trägerblech aus zumindest einem plattenförmigen Element zum Aufbau eines Verbundbauteiles vorgesehen ist, welches wenigstens eine Schicht aus Metall- oder Kunststoffgewebe mit Kett- und Schussfäden aufweist, wobei das Metall- oder Kunststoffgewebe Poren umfasst und bei welchem in einem Zwischenraum zwischen dem Trägerblech und zumindest einem Abdeckblech mit einer geschlossenen Oberfläche eine Einlage vorgesehen ist, welche zumindest eine Lage aus einer metallischen Knickfolie aufweist.These The object is achieved by an acoustic Heat shield solved, in which a carrier sheet from at least one plate-shaped element for construction a composite component is provided, which at least one layer made of metal or plastic fabric with warp and weft threads wherein the metal or plastic fabric comprises pores and in which in a space between the support plate and at least one cover plate with a closed surface an insert is provided, which at least one layer of a having metallic kink foil.
Durch diesen Aufbau eines Verbundbauteiles als akustisches Hitzeschild ist ermöglicht, dass neben einer thermischen Abschirmung gleichzeitig auch eine hohe akustische Abschirmung ermöglicht ist. Das Trägerblech ist der abzuschirmenden Wärmequelle zugeordnet und weist aufgrund der Poren im Metall- oder Kunststoffgewebe quasi ein Luftpolster auf, um eine thermische Isolierung zu ermöglichen. Die Wärmeleitfähigkeit des Trägerblechs mit zumindest einem plattenförmigen Element bestehend aus einem Metall- oder Kunststoffgewebe ergibt sich durch die Berührpunkte der Kett- und Schussfäden. Darüber hinaus wird durch diese Ausführung eine große Kühloberfläche geschaffen, so dass die einwirkende Wärme schnell abzuführen ist. Außerdem sorgen die Poren für eine Schallabsorption des zumindest in diese Poren gelangenden Schalls, so dass die Energie der Schallschnelle in Wärmeenergie umgewandelt und abgeführt und der Schall gleichzeitig gedämpft wird. Durch die in dem Zwischenraum vorgesehene Einlage, welche zumindest eine Lage aus einer metallischer Knickfolie aufweist, wird eine hohe Reflektion der Wärmestrahlung erzielt, so dass die thermische Abschirmung zusätzlich durch die zumindest eine Lage der metallischen Knickfolie bestimmt wird.By this structure of a composite component as an acoustic heat shield is possible that in addition to a thermal shield At the same time a high acoustic shielding is possible. The carrier plate is the heat source to be shielded assigned and due to the pores in the metal or plastic fabric almost an air cushion on, to allow thermal insulation. The thermal conductivity of the carrier sheet with at least one plate-shaped element consisting of a metal or plastic fabric results from the points of contact the warp and weft threads. In addition, will by this design, a large cooling surface created so that dissipate the heat quickly is. In addition, the pores provide for sound absorption of the sound reaching at least into these pores, so that the energy the sound velocity is converted into heat energy and dissipated and the sound is attenuated at the same time. By the in the gap provided insert, which at least one layer made of a metallic kink foil, becomes a high reflection the thermal radiation is achieved, so that the thermal shielding additionally by the at least one layer of the metallic kink foil is determined.
Durch den Sandwichaufbau des Verbundbauteiles wird überraschenderweise ein akustisches Hitzeschild geschaffen, welches sowohl eine hohe akustische als auch thermische Abschirmung ermöglicht und im Aufbau kostengünstig ist. Gleichzeitig wird durch diesen einfachen Sandwichaufbau ein geringes Gewicht erzielt. Durch den Einsatz von metallischen Knickfolien, zumindest einem geschlossenen Abdeckblech und einem Trägerblech wird darüber hinaus die Anforderung an ein nicht saugendes Verbundbauteil ermöglicht, wodurch auch ein bakterieller Befall vermieden wird.Due to the sandwich construction of the composite component, an acoustic heat shield is surprisingly created, which allows both a high acoustic and thermal shielding and is inexpensive in construction. At the same time a ge by this simple sandwich construction achieved ringes weight. The use of metallic buckling films, at least one closed cover plate and a carrier plate, moreover, the requirement for a non-absorbent composite component is made possible, whereby a bacterial infestation is avoided.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest die Dicke des Trägerbleches, vorzugsweise die Dicke des Verbundbauteiles auf die zu absorbierenden Frequenzen anpassbar sind. Dadurch kann ein sogenannter λ/4-Absorber geschaffen werden. Die Wellenlänge λ/4 entspricht dem Maximum der Schallschnelle und hat die höchste Geschwindigkeit. Durch die Anpassung der Dicke des Trägerbleches, insbesondere der Dicke des Verbundbauteiles auf das λ/4 wird die größte Reibung erzielt, wobei die Schallschnellen-Energie in Wärme umgewandelt wird, was wiederum zur Folge hat, dass ein Maximum an Frequenzen absorbiert wurden. Durch den einfachen Aufbau des Verbundbestandteils und der Ausgestaltung der Einlage, welche zumindest eine Lage aus metallischer Knickfolie umfasst, kann eine einfache und spezifische Anpassung des Verbundbestandteils und der in dem Zwischenraum einzubringenden Einlage geschaffen werden. Des Weiteren können ein oder mehrere Trägerbleche bzw. ein Trägerblech bestehend aus mehreren plattenförmigen Elementen aus einem Metall- oder Kunststoffgewebe übereinander gestapelt werden, um zusammen mit dem zumindest einen Abdeckblech einen λ/4-Absorber auszubilden.To an advantageous embodiment of the invention is provided that at least the thickness of the carrier sheet, preferably the thickness of the composite component on the frequencies to be absorbed are customizable. As a result, a so-called λ / 4 absorber be created. The wavelength λ / 4 corresponds the maximum speed of sound and has the highest speed. By adjusting the thickness of the support plate, in particular the thickness of the composite component on the λ / 4 becomes the largest Friction achieved, with the sound-speed energy in heat is converted, which in turn results in a maximum Frequencies were absorbed. Due to the simple structure of the composite component and the configuration of the insert, which at least one layer Metallic kink foil covers can be a simple and specific Adjustment of the composite component and to be introduced in the intermediate space Deposit be created. Furthermore, one or more Carrier plates or a carrier sheet consisting of several plate-shaped elements of a metal or Plastic fabric are stacked on top of each other to put together with the at least one cover plate a λ / 4 absorber train.
Das akustische Hitzeschild umfasst bevorzugt eine Einlage, welche aus mehreren metallischen Knickfolien ausgebildet ist, die lose übereinanderliegend in dem Zwischenraum vorgesehen sind. Dadurch kann ein hohes Maß an Hohlräumen zwischen den übereinanderliegenden Knickfolien geschaffen werden, wobei die Kontaktstellen beziehungsweise die Berührpunkte der übereinanderliegenden Knickfolien sehr gering gehalten werden können.The Acoustic heat shield preferably comprises an insert made of a plurality of metallic bend films is formed, which are loosely superimposed are provided in the space. This can be a high level Cavities between the superimposed Kink foils are created, the contact points or the Touch points of the superimposed buckling films can be kept very low.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Knickfolie zumindest eine polierte Oberfläche aufweist. Die Knickfolie ist bevorzugt mit der polierten Oberfläche zur abzuschirmenden Wärmequelle ausgerichtet. Dadurch wird die Reflektion der Wärmestrahlung wesentlich erhöht.To a further preferred embodiment of the invention is provided that the kink foil at least a polished surface having. The kink foil is preferred with the polished surface for aligned heat source to be shielded. This will significantly increases the reflection of heat radiation.
Des Weiteren ist bevorzugt nach einer ersten Ausführungsform der Knickfolie vorgesehen, dass diese eine geschlossene Oberfläche aufweist. Diese Knickfolie wird auch als glatte Knickfolie bezeichnet. Dadurch kann eine verbesserte akustische Absorption erzielt werden.Of Further is preferred according to a first embodiment the kink foil provided that this a closed surface having. This kink foil is also known as a smooth kink foil. Thereby An improved acoustic absorption can be achieved.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Knickfolie ist vorgesehen, dass diese eine Mikroperforierung aufweist. Der Einsatz einer mikroperforierten Metallfolie ist insbesondere dann vorgesehen, wenn eine erhöhte Anforderung zur thermischen Abschirmung gegeben ist.To an alternative embodiment of the kink foil is provided that it has a microperforation. The use of a microperforated Metal foil is especially provided when an increased Requirement for thermal shielding is given.
Die Einlage des Verbundbauteiles zur Bildung eines akustischen Hitzeschildes ist bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung, Stahl oder Edelstahl ausgebildet.The Insert of the composite component to form an acoustic heat shield is preferably formed of an aluminum alloy, steel or stainless steel.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verbundbauteil plattenförmig ausgebildet ist. Bevorzugt ist das zumindest eine Abdeckblech und das Trägerblech mit zumindest einem plattenförmigen Element jeweils an zwei einander gegenüberliegenden Randbereichen miteinander verbunden. Dadurch kann eine einfache und schnelle Herstellung ermöglicht werden. Ein solcher Aufbau ermöglicht auch die Herstellung eines Verbundbauteiles mit bahnförmigen Materialien in einem kontinuierlichen Herstellungsprozess.Of Furthermore, it is preferably provided that the composite component plate-shaped is trained. Preferably, this is at least one cover plate and the carrier sheet with at least one plate-shaped Element each at two opposite edge regions connected with each other. This allows a simple and fast production be enabled. Such a structure allows also the production of a composite component with web-shaped Materials in a continuous manufacturing process.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trägerblech mit zumindest einem plattenförmigen Element, die Einlage und das zumindest eine Abdeckblech jeweils aus demselben Werkstoff hergestellt sind. Dies ermöglicht insbesondere ein einfaches Recyceln.To a further preferred embodiment of the invention is provided that the carrier sheet with at least one plate-shaped Element, the insert and the at least one cover plate respectively are made of the same material. this makes possible especially a simple recycling.
Zum Aufbau des Verbundbauteiles ist bevorzugt vorgesehen, dass das zumindest eine Abdeckblech durch Abstandselemente zum Trägerblech fixiert ist. Dadurch kann ein definierter Abstand zwischen dem Abdeckblech und dem Trägerblech zur Bildung des Zwischenraumes geschaffen werden, so dass die Einlage ohne oder nahezu ohne Pressung aufgenommen werden kann.To the Structure of the composite component is preferably provided that at least a cover plate by spacers to the support plate is fixed. This allows a defined distance between the cover plate and the carrier sheet to form the gap created so that the insert is taken up with no or almost no squeeze can be.
Die Abstandselemente zwischen dem Abdeckblech und dem Trägerblech sind bevorzugt durch separate Distanzbauteile oder durch an dem Abdeckblech angeformte Abstandsdomen ausgebildet. Solche Abstandsdome können durch eine Umformtechnik eingebracht werden.The Spacer elements between the cover plate and the carrier plate are preferred by separate spacer components or by on the cover plate molded spacer domes formed. Such distance dome can be introduced by a forming technique.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des akustisches Hitzeschildes ist dann gegeben, wenn die Kett- und Schussfäden des Metall- oder Kunststoffgewebes nicht versintert sind.A particularly preferred embodiment of the acoustic heat shield is given when the warp and weft threads of the metal or Plastic fabric is not sintered.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:The Invention and further advantageous embodiments and developments thereof are described below with reference to the in The examples shown in the drawings described in more detail and explained. The description and the drawings Features to be taken can be individually or individually applied to several in any combination according to the invention become. Show it:
In
Das
Trägerblech
Das
Abdeckblech
Die
Einlage
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die metallische Knickfolie aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet und umfasst eine glatte Knickfolie, das heißt mit einer geschlossenen Oberfläche. Eine alternative Ausführungsform der Knickfolie ist durch eine eingebrachte Mikroperforation gegeben. Es können sowohl Knickfolien mit einer glatten Oberfläche oder mit einer Mikroperforation miteinander kombiniert werden.According to one First embodiment, the metallic buckling film is made formed of an aluminum alloy and comprises a smooth bend film, that is with a closed surface. An alternative embodiment of the buckling film is through given an introduced microperforation. It can both Bend films with a smooth surface or with a Microperforation can be combined with each other.
Das
Verbundbauteil
Zur
Ermittlung der akustischen Abschirmung wurden die beiden vorstehenden
Ausführungsformen für eine Schalldruckpegelmessung
verwendet und mit einem Hitzeschild verglichen, welches nicht als Verbundbauteil
ausgebildet ist. Aus der beiliegenden
Der
Aufbau des Verbundbauteiles
In
Das
Abdeckblech
In
Das
akustische Hitzeschild
Eine
alternative nicht näher dargestellte Ausführungsform
zum Aufbau der Einlage
Das
vorstehend beschriebene Verbundbauteil
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 69904192 T2 [0005] - DE 69904192 T2 [0005]
- - DE 10345575 B3 [0028] - DE 10345575 B3 [0028]
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ID=40621163
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