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Die
Erfindung betrifft einen Hitzeschutzschild, mit dessen Hilfe ein
Schutz vor heißen
Kraftfahrzeugbauteile, wie insbesondere ein Katalysator, Turbolader
oder Krümmer,
bereitgestellt wird, damit umliegenden Bauteile im Motorraum im
Fahrzeugbetrieb durch die entstehende Hitze nicht beschädigt oder
in Brand gesetzt werden.
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Beispielsweise
ist ein Hitzeschutzschild bekannt, der sowohl mit einem Katalysatorgehäuse eines
Katalysators als auch mit einem zu dem Katalysator führenden
Krümmer
verschraubt ist. Damit eine Beschädigung des Hitzeschutzschilds
oder des Krümmers
oder des Katalysatorgehäuses
aufgrund von Wärmedehnung
vermieden wird, sind die Verschraubungen als Schiebesitze ausgeführt, die
einerseits eine Befestigung des Hitzeschutzschilds mit dem Katalysatorgehäuse und
dem Krümmer
bereitstellen und andererseits eine Relativbewegung des Hitzeschutzschilds
zum Katalysatorgehäuse
und zum Krümmer
ermöglicht,
um Wärmedehnungen ausgleichen
zu können.
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Nachteilig
bei einem derartigen Hitzeschutzschild ist die komplizierte Befestigung,
die mehrere Bauteile erfordert und bei der Montage zeitaufwändiger ist.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung einen Hitzeschutzschild zum Schutz
vor heißen
Kraftfahrzeugbauteilen zu schaffen, der einen Wärmedehnungsausgleich ermöglicht und
einfacher zu befestigen ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der
erfindungsgemäße Hitzeschutzschild zum
Schutz vor heißen
Kraftfahrzeugbauteilen weist einen Schutzschild zur zumindest teilweisen
Abdeckung eines heißen
Kraftfahrzeugbauteils auf. Zusätzlich
ist mindestens ein Verbindungsmittel zur Befestigung des Schutzschilds
mit dem Kraftfahrzeugbauteil vorgesehen. Erfindungsgemäß ist mindestens
eine vom Schutzschild abstehende Lasche vorgesehen, wobei die Lasche
das Verbindungsmittel aufweist.
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Durch
die vom Schutzschild abstehende Lasche kann auf einfache Weise ein
Wärmedehnungsausgleich
erreicht werden. Wenn eine Relativbewegung zwischen dem Schutzschild
und dem heißen Kraftfahrzeugbauteil,
insbesondere ein Katalysator, Turbolader oder Krümmer, umgesetzt werden soll, kann
sich die Lasche beispielsweise aufbiegen und/oder zusammenbiegen,
um die erforderliche Abstandsänderung
bereitzustellen. Spannungen innerhalb des Schutzschilds werden dadurch
vermieden. Ferner ist es nicht erforderlich den Schutzschild über die
Laschen mittels eines Schiebesitzes mit dem Kraftfahrzeugbauteil
zu verschrauben, da die erforderliche Relativbewegung nicht an der
Verbindungsstelle sondern innerhalb der Lasche bereitgestellt wird.
Insbesondere können
die Laschen mit den Kraftfahrzeugbauteilen verschweißt werden.
Dadurch wird eine einfachere Befestigung erreicht und gleichzeitig
ein Wärmedehnungsausgleich
ermöglicht.
Ferner können
die Laschen prinzipiell an jeder beliebigen Stelle von dem Schutzschild
abstehen, so dass die Laschen je nach Einbausituation vom Rand des
Schutzschilds und/oder von einer im Innern liegenden Fläche des
Schutzschilds abstehen können.
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Ferner
kann der Schutzschild über
die Ausgestaltung der mindestens einen Lasche besonders einfach
auf einen definierten Abstand zu dem heißen Kraftfahrzeugbauteil gehalten
werden. Der Abstand d des Schutzschilds zum heißen Kraftfahrzeugbauteil kann
durchschnittlich insbesondere 5 mm ≤ d ≤ 50 mm, vorzugsweise 15 mm ≤ d ≤ 45 mm, besonders bevorzugt
30 mm ≤ d ≤ 40 mm betragen.
Dadurch ergibt sich für
einen 35 mm entfernten Schutzschild eine Temperatur von ca. 150°C, wenn ein
Katalysator mit einer Temperatur von ca. 1050°C durch den Hitzeschutzschild überdeckt
wird. Der Schutzschild kann ferner insbesondere an der zum heißen Kraftfahrzeugbauteil
weisenden Seite eine zusätzliche Hitzeschutzlage,
beispielsweise eine hitzeabweisende Beschichtung aufweisen. Ferner
kann zusätzlich eine
aktive Kühlung
beispielsweise ein Gebläse
oder Ventilator vorgesehen sein.
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Insbesondere
weist die Lasche eine Wärmedehnungszone
zur Aufnahme und/oder Kompensation einer Wärmedehnung auf. Insbesondere
kann die Wärmedehnungszone
Wärmedehnungen
in mehr als eine Richtung aufnehmen oder es sind für mehrere Wärmedehnungsrichtungen
entsprechend viele Wärmedehnungszonen
vorgesehen. Durch die Wärmedehnungszone
kann in einem Teil der Lasche der erforderliche Versatz bereitgestellt
werden, indem beispielsweise eine elastische Verformung der Lasche in
der Wärmedehnungszone
ermöglicht
wird. Die Wärmedehnung kann
somit an einer genau definierten Stelle aufgenommen werden, an welcher
der auftretende Versatz nicht andere Bauteile störend beeinflussen kann.
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Vorzugsweise
weist die Lasche einen Biegungsbereich zur Ausbildung einer Richtungsänderung
der Lasche auf. Da die Lasche in dem Biegungsbereich eine Richtungsänderung
erfährt,
wird automatisch ein federnder Bereich ausgebildet, der einen durch
Wärmedehnung
verursachten Versatz federnd kompensieren kann. Gleichzeitig können durch
Wärmedehnung
verursachte Spannungen reduziert werden.
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Besonders
bevorzugt ist die Lasche zick-zack-förmig und/oder S-förmig gebogen.
Durch einen einfach herzustellenden S-förmigen Biegekörper kann
ein durch Wärmedehnung
hervorgerufener Versatz automatisch ausgeglichen werden. Die Biegung
kann hierbei derart angeordnet sein, dass ein Versatz zu einer Verschiebung
der restlichen Lasche unterhalb oder oberhalb des Schutzschilds
führt.
Die Biegung kann auch derart angeordnet sein, dass die restliche
Lasche im Wesentliche auf dem selben Niveau wie der Schutzschild
angeordnet ist und bei einem Versatz der restlichen Lasche zum Schutzschild der
Biegungsbereich komprimiert oder gestreckt wird.
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Prinzipiell
kann die mindestens eine Lasche an einen bestehenden Schutzschild
beispielsweise durch Schweißen,
Hartlöten
oder Kleben angefügt werden.
Auch ist es möglich,
dass die Lasche mit dem Kraftfahrzeugbauteil fest verbunden, beispielsweise
verschweißt
ist und der Schutzschild lösbar
mit der Lasche verbunden ist. Besonders bevorzugt ist die Lasche
einstückig
mit dem Schutzschild ausgeführt.
Vorzugsweise weist der Schutzschild mindestens eine Aussparung zur
Ausbildung der Lasche auf. Dadurch ist es möglich die Lasche aus dem Schutzschildkörper beispielsweise
durch Stanzen auszuschneiden, so dass die mindestens eine Lasche
einstückig
mit dem Schutzschild ausgebildet ist. Beispielsweise werden in einen
Schutzschildkörper
zwei im Wesentlichen parallele Schlitze eingebracht, die am Rand
des Schutzschildkörpers
beginnen, so dass eine in Ihrem Fußbereich mit dem Schutzschild
verbundene Lasche entsteht. Die Schlitze können im Fußbereich der Lasche in einer Öffnung,
insbesondere in einer gegebenenfalls gestanzten Bohrung enden, um
eine möglichst
kleine Kerbwirkung im Fußbereich
der Lasche zu erreichen. Prinzipiell ist es möglich für die Lasche nur zwei Schlitze
in den Schutzschildkörper
beispielsweise durch Stanzen einzubringen und die Lasche spanlos,
beispielsweise durch Tiefziehen aus dem Schutzschildkörper herauszubiegen,
so dass automatisch eine federnde Biegung zur Aufnahme von Wärmedehnungen
ergibt.
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Die
Lasche kann über
eine Punktschweißung
als Verbindungsmittel mit dem Kraftfahrtzeugbauteil und/oder dem
Schutzschild verbunden sein. Insbesondere kann das Verbindungsmittel
der Lasche eine Öffnung
zur Ausbildung einer Lochpunktschweißung aufweisen. Insbesondere
wenn die Öffnung
hinreichend klein gewählt
ist, kann die Lasche mit dem heißen Kraftfahrzeugbauteil über einen
einzigen Schweißpunkt
schnell und einfach verschweißt werden.
Ferner wird dadurch verhindert, dass der Hitzeschutzschild demontiert
wird und eine Gefahrenstelle für
Service-Personal geschaffen wird. Dies reduziert die Verletzungsgefahr
bei Wartungsmaßnahmen
am Kraftfahrzeug.
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Die
Lasche kann im Wesentlichen die gleiche Dicke wie der Schutzschild
aufweisen. Vorzugsweise weist die Lasche zumindest teilweise eine
geringere Dicke als der Schutzschild auf. Die geringere Dicke der
Lasche führt
zu einer im Vergleich zum Schutzschild leichteren elastischen Verformung,
so dass im dünneren
Bereich der Lasche besonders einfach ein Versatz kompensiert werden
kann.
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Besonders
bevorzugt sind mehrere Laschen, insbesondere drei Laschen, vorgesehen,
die jeweils das Verbindungsmittel aufweisen. Dies führt zu einer stabilen
Positionierung des Hitzeschutzschilds, so dass auch Schläge oder
plötzlich
auftretende Kräfte vom
Hitzeschutzschild aufgenommen werden können. Es ist auch möglich den
Hitzeschutzschild mit zwei, vier oder einer anderen Anzahl Laschen
zu befestigen. Ferner ist es mögliche
verschiedene Varianten der vorstehend beschriebenen Lasche in einem einzigen
Hitzeschutzschild zu kombinieren.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Katalysatoranordnung mit einem Katalysatorgehäuse für einen
Kraftfahrzeugkatalysator und einem mit dem Katalysatorgehäuse zumindest
mittelbar verbundenen Hitzeschutzschild, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet
sein kann. Insbesondere ist mit dem Katalysatorgehäuse ein
Krümmer
verbunden. Vorzugsweise ist der Hitzeschutzschild sowohl mit dem
Krümmer
als auch mit dem Katalysatorgehäuse
insbesondere über
eine Schweißverbindung verbunden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1:
eine schematische perspektivische Ansicht eines Hitzeschutzschilds
in einer ersten Ausführungsform,
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2:
eine schematische Schnittansicht des Hitzeschutzschilds aus 1 entlang
der Linie II-II,
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3:
eine schematische perspektivische Ansicht eines Hitzeschutzschilds
in einer zweiten Ausführungsform,
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4:
eine schematische Schnittansicht des Hitzeschutzschilds aus 3 entlang
der Linie IV-IV und
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5:
eine schematische perspektivische Ansicht einer Katalysatoranordnung
vor Befestigung des Hitzeschutzschilds.
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Der
in 1 dargestellte Hitzeschutzschild 10 weist
einen Schutzschild 12 auf, von dem im dargestellten Ausführungsbeispiel
drei Laschen 14 abstehen. Die Laschen 14 sind
aus dem Schutzschildkörper
des Schutzschilds 12 ausgebildet, indem Schlitze 16 in
dem Schutzschildkörper
vorgesehen wurden, die jeweils in einer Bohrung 18 enden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
weist der Schutzschild 12 eine Zugangsöffnung 20 auf, um
einen Teil eines zu überdeckenden
Kraftfahrzeugbauteils von außen
erreichen zu können.
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Die
Laschen 14 weisen jeweils als Verbindungsmittel eine Öffnung 22 zur
Ausbildung einer Lochpunktschweißung auf (2).
Die Laschen 14 können
auch durch Hartlöten
oder Kleben mit dem Kraftfahrzeugbauteil verbunden werden. Ferner
weisen die Laschen jeweils eine Biegung 24 auf, durch welche
die Lasche 14 in Längsrichtung
eine Richtungsänderung
erfährt
und eine Wärmedehnungszone 26 ausbildet,
in der die Lasche 14 elastisch verformt werden kann, um
einen durch Wärmedehnung hervorgerufenen
Versatz zu kompensieren. Ferner weist die Lasche 14 einen
Teilbereich 28 auf, in dem die Lasche 14 eine
dünnere
Dicke s als die Dicke S des Schutzschilds 12 aufweist.
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Bei
der in 3 dargestellten Ausführungsform des Hitzeschutzschilds 10 sind
die Laschen 14 derart abstehend ausgeführt, dass es nicht erforderlich
ist, die Laschen 14 mit Hilfe von Schlitzen 16 und Bohrungen 18 aus
dem Schutzschildkörper
des Schutzschilds 12 herauszuarbeiten. Ferner sind die Laschen 14 abgewinkelt
ausgeführt
und weisen jeweils zwei Biegungen 24 mit unterschiedlicher
Krümmungsrichtung
auf (4). Dadurch ergibt sich eine Wärmedehnungszone 26,
in der die Lasche 14 zick-zack-förmig beziehungsweise S-förmig ausgestaltet
ist, um einen Versatz kompensieren zu können.
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Bei
der in 5 dargestellten Katalysatoranordnung 30 ist
ein Katalysatorgehäuse 32 eines
Katalysators mit einem Einlasskrümmer 34 verbunden. Insbesondere
das Katalysatorgehäuse 32 und
der Einlasskrümmer 34 sind
im Betrieb besonders heiße Kraftfahrzeugbauteile,
vor deren Hitze der Hitzeschutzschild 10 schützen soll.
Hierzu weisen das Katalysatorgehäuse 32 und
der Einlasskrümmer 34 Befestigungsstellen 36 auf, über die
der in 1 oder 3 dargestellte Hitzeschutzschild über eine
Lochschweißung
verbunden werden kann. Da eine einfache Lochschweißung für die Verbindung
ausreichend ist, weisen die Befestigungsstellen keine weiteren Befestigungsmittel
insbesondere keine Innengewinde für Schrauben auf.
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- 10
- Hitzeschutzschild
- 12
- Schutzschild
- 14
- Lasche
- 16
- Schlitz
- 18
- Bohrung
- 20
- Zugangsöffnung
- 22
- Verbindungsmittel, Öffnung
- 24
- Biegung
- 26
- Wärmedehnungszone
- 28
- Teilbereich
- 30
- Katalysatoranordnung
- 32
- Katalysatorgehäuse
- 34
- Einlasskrümmer
- 36
- Befestigungsstelle