DE102009052644A1

DE102009052644A1 - Wärmeabschirmungsblech für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102009052644A1
Application number: DE102009052644A
Authority: DE
Inventors: Michael Krohm
Original assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Current assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2029-11-11
Also published as: DE102009052644B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeabschirmungsblech für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen aus Metall, mit mindestens einer Bürste 4 aus temperaturbeständigen Fasern 6, die an einer Ausnehmung 20, am Rand 24 und/oder auf einer Seite 26 des Wärmeabschirmungsblechs angeordnet ist, welche der Abgasanlage 30 gegenüberliegen soll.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmeabschirmungsblech für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Wärmeabschirmungsblech für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen, wobei das Blech mit Bürstenelementen versehen ist, um die Wärmeabschirmung und die Schallkapselung zu verbessern.
Bürstendichtungen sind bereits aus verschiedensten technischen Anwendungsgebieten bekannt. Die Patentschrift EP 600050 B1 beschreibt beispielsweise eine Bürstendichtung an einer Drehtür. Aus dem europäischen Patent EP 905421 B1 ist eine Bürstendichtung zur Abdichtung des Spaltes zwischen einem rotierenden und einem stillstehenden Bauteil bekannt. Die Patentschrift EP 1890056 A1 betrifft eine Bürstendichtung für eine Strömungsmaschine, bei der elastische bzw. biegsame Fasern bzw. Borsten mit einem Endbereich in einem Grundkörper gehalten sind, welcher an einem der Bauteile ortsfest gehaltert ist.
Weitere Bürstendichtungen sind beispielsweise aus dem US-Patent 5765833 bekannt, wo eine Bürstendichtung für eine Zündkerze eines Brenners offenbart ist. Die Offenlegungsschrift DE 10 2007 023 381 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern des Durchschlagens einer Flamm- bzw. Explosionsfront entlang von Kabel- oder Rohrtunneln.
In der US-Patentschrift 5,420,469 wird eine Bürstendichtung in einem Stromerzeugeraggregat offenbart, die dazu genutzt wird, Kühlluftströme in dem Gehäuse des Stromerzeugeraggregats zu lenken. Eine weitere Art von Bürstendichtungen sind aus der Patentschrift DE 35 14 382 C1 bekannt, die zur Überbrückung eines Spalts zwischen zwei relativ zueinander beweglichen statischen Bauteilen vorgesehen ist, wobei die Bürstendichtung in einem entsprechenden U-förmigen Gegenstück aufgenommen ist, um die Bewegung einzelner Borsten der Bürste einzuschränken.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 017 135 A1 ist ein Hitzeschild aus mindestens einer Metalllage bekannt, die mit flexiblem Fasermaterial bespannt ist. Ein derartiger Hitzeschild ist gedacht, um die Schallabstrahlung durch den Hitzeschild zu vermindern.
Es ist vor allem im Bereich von Hitzeschilden und Wärmeabschirmblechen wünschenswert, die Wärmeabschirmung zu verbessern. Es ist ebenfalls wünschenswert, ein Hitzeschild oder ein Wärmeabschirmblech zur Verfügung zu stellen, das eine verbesserte Schallkapselung bzw. Schallabschirmung ermöglicht. Es ist weiter wünschenswert, ein Abschirmblech bzw. einen Hitzeschild dahingehend zu verbessern, dass eine einfachere Montage des Abschirmblechs bzw. des Hitzeschilds möglich ist. Es ist weiterhin ein Hitzeschild bzw. ein Wärmeabschirmblech erstrebenswert, bei dem die Toleranzen bei der Fertigung vergrößert werden können, und bei dem die Abschirmwirkung trotzdem erhalten bleibt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmeabschirmungsblech für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen, das mit mindestens einer Bürste versehen ist, die an einer Durchführung und/oder am Rand oder auf einer Seite des Wärmeabschirmungsblechs angeordnet ist, die der Abgasanlage gegenüberliegen soll, um die Wärmeabschirmung, die Schallabschirmung und/oder die Toleranzen zu verbessern.
Die Bürste, die an dem Wärmeabschirmungsblech angeordnet ist, kann dabei verschiedenen Zwecken dienen. Die Bürste kann alleine durch ihre elastische Natur beispielsweise die Montage des Wärmeabschirmungsblechs vereinfachen, indem ein Teil, der durch die Fasern oder die Borsten der Bürste gebildet ist, elastisch verformt werden kann, ohne das Wärmeabschirmungsblech zu beschädigen.
Die „Bürste” kann ebenfalls dazu dienen, Ausnehmungen in dem Wärmeabschirmungsblech zu verschließen. Diese Ausnehmungen können beispielsweise (z. B. thermisch isolierte) Befestigungslöcher sein, als Durchführungen von Sensoren oder Sensoranschlüssen dienen oder nur als Montageausnehmungen dienen, um bei der Montage eine Kollision mit einem anderen Bauteil zu vermeiden.
Die „Bürste” kann ebenfalls dazu dienen, bezüglich der Abgasanlage einen Luftkanal zwischen dem Wärmeabschirmungsblech und der Abgasanlage zu definieren, um warme Luft in eine gewünschte Richtung zu leiten. Der Luftkanal kann dabei zwischen der der Abgasanlage zugewandten Seite des Wärmeabschirmungsblechs, einer Oberfläche der Abgasanlage und den Bürsten gebildet bzw. angeordnet werden. In dieser Anwendung weisen die Bürsten von der Seite des Wärmeabschirmungsblechs, die im eingebauten Zustand der Abgasanlage zugewandt ist, in Richtung der Abgasanlage.
In einer anderen Ausprägungsform der Erfindung sind die Fasern der Bürste auf der Seite angeordnet, die der Abgasanlage gegenüber liegen, und die Fasern bzw. Borsten der Bürsten sind im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Seite ausgerichtet, um Schall zu absorbieren oder zu reflektieren. In einer derartigen Ausführungsform bilden die Fasern bzw. Borsten mindestens einer Bürste eine schallabsorbierende Struktur. Diese Ausführungsform ist darauf gerichtet, die zu der Abgasanlage gewandte Seite des Wärmeabschirmungsblechs so zu gestalten, dass das Schallabsorptionsvermögen des Wärmeabschirmungsblechs gesteigert wird; dies kann beispielsweise durch unterschiedlich lange Fasern bzw. Borsten erreicht werden. Eine andere Möglichkeit besteht in relativ dicken Fasern/Borsten, die mit einem definierten Abstand oder in einem definierten Muster angeordnet sind. Es ist ebenfalls möglich, Faser/Borsten mit einem bestimmten Dickenprofil (in Längsrichtung) zu verwenden, um zwischen den Faser/Borsten einen definierten Resonanzraum zu schaffen, indem beispielsweise die Fasern- bzw. Borsten-Enden verdickt sind, so dass unter einer fast geschlossenen Fläche von aneinanderliegenden Fasern- bzw. Borsten-Enden ein Hohlraum zwischen relativ dünnen Fasern- bzw. Borsten-Schäften gebildet wird.
In einer anderen Ausprägung kann die Bürste das Wärmeabschirmungsblech verlängern, wodurch beispielsweise die Luftströmung um den Rand des Wärmeabschirmungsblech beeinflusst werden kann, um beispielsweise Schallbeugung am Randbereich des Wärmeabschirmungsblechs zu vermindern. Ein aus Fasern gebildeter Rand kann ebenfalls dazu beitragen, scharfe Schattenlinien an Karosserieteilen, die von dem Wärmeabschirmungsblechs abgeschirmt werden, zu vermeiden. Durch einen durch Fasern oder Bürsten gebildeten freien Rand eines Wärmeabschirmungsblechs können Temperaturspannungen und Temperaturbelastungen im Lack und in der Karosserie herabgesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Wärmeabschirmungsblech eine Ausnehmung auf und die Ausnehmung wird durch zwei einander gegenüberliegend angeordnete und im wesentlichen parallel verlaufende lineare Bürsten, im Wesentlichen verschlossen. Parallel angeordnete Bürsten lassen sich besonders einfach fertigen und montieren. Es ist ebenfalls vorgesehen, die parallel angeordneten linearen Bürsten einstückig zu fertigen, wobei Fasern zwischen zwei im wesentlichen linearen Bürstenköpfen verlaufen, und die Fasern erst nach der Montage der Bürstenköpfe im Bereich der Ausnehmung des Wärmeabschirmungsblechs durchzuschneiden, um so einen Durchgang im Bereich der Ausnehmung zu ermöglichen. Die Länge der Fasern kann so bemessen sein, dass sie einem Gegenstand oder einem Kabel der bzw. das durch die Ausnehmung geführt ist, Platz bietet. Die Fasern können im Bereich der Ausnehmung eine Öffnung für beispielsweise einen Sensor oder ein Kabel freilassen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Fasern der gegenüberliegend angeordneten linearen Bürsten so lang, dass sich die Fasern gegenüberliegend angeordneten linearer Bürsten zumindest berühren (wenn kein Gegenstand durch die Ausnehmung geführt ist). Dieser Anspruch betrifft eine Ausführungsform, bei der die gegenüberliegenden linearen Bürsten die Ausnehmung vollständig verschließen und kein Spalt zwischen den Faser-Enden gegenüberliegender Bürsten gebildet ist.
In einfachen Ausführungen können die Bürsten wie bereits vorstehend beschrieben integral gebildet sein, wobei die Fasern der Bürsten erst nach einer Befestigung an dem Wärmeabschirmungsblech durch einen oder mehrere Schnitte getrennt werden. Es ist zu bemerken, dass der Schnitt durch die Fasern nicht parallel zum Verlauf der Bürsten geführt sein muss. Es ist durchaus beabsichtigt, die Fasern so zu schneiden, dass sie eine Montage oder einen entsprechenden durchgeführten Gegenstand optimal umschließen. Es ist ebenfalls beabsichtigt, die Fasern schräg und nicht senkrecht zu (einer lokalen) Ebene des Wärmeabschirmungsblech zu schneiden, um sich einem schräg durchgeführten Gegenstand optimal anpassen zu können. Es ist ebenfalls geplant, die Bürsten beispielsweise entlang einer Kurve zu schneiden, die dem Verlauf einer Kollision mit anderen Bauteilen entspricht wie sie bei der Montage des Wärmeabschirmungsblechs oder der anderen Bauteile auftreten kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Wärmeabschirmungsblech ein Loch auf, und die Bürste ist um das Loch herum angeordnet, wobei die Fasern der Bürste im Wesentlichen in Richtung des Zentrums des Lochs gerichtet sind. Mit dieser Ausführungsform lassen sich insbesondere Durchführungen von Sensoren (wie Temperatursensoren, Lambda-Sonden und dergleichen), Sensorleitungen oder Versorgungsleitungen von Betriebsstoffen (Öl, Kühlmittel oder Harnstoff oder ein anderes rußhemmendes Mittel) durch ein erfindungsgemäßes Wärmeabschirmungsblech führen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens eine Bürste an der Seite des Wärmeabschirmungsblechs angeordnet, die eingerichtet ist, der Abgasanlage zugewandt zu sein. Die Fasern der Bürste sind so ausgerichtet, dass sie im eingebauten Zustand in Richtung der Abgasanlage ausgerichtet sind, d. h. die Fasern oder Borsten sind im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Seite ausgerichtet, die dazu bestimmt ist, in Richtung der Abgasanlage zu weisen. Mit dieser Ausführungsform können Kühlkanäle definiert werden, die durch die Abgasanlage, die Fasern bzw. Bürsten und das Wärmeabschirmungsblech gebildet werden. Mit derartig definierten Kühl- bzw. Belüftungskanälen könnte beispielsweise die Verdichterstufe und die Turbinenstufe eines Turboladers gegeneinander abgeschirmt werden, um beispielsweise eine Ladeluftkühlung leichter auslegen zu können.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens eine Bürste am Rand des Wärmeabschirmungsblechs angeordnet, wobei die Fasern dem Verlauf des Wärmeabschirmungsblechs folgen. In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Blech im Randbereich durch eine Bürste verlängert, bzw. der Randbereich des Wärmeabschirmungsblechs ist als eine Bürste ausgeführt. Bürsten im Randbereich können dazu verwendet werden, Schallbeugung an dem Rand des Wärmeabschirmungsblechs zu verringern. Ein weiterer Vorteil von Bürsten im Randbereich von Wärmeabschirmungsblechen liegt in der Möglichkeit benachbarte Wärmeabschirmungsbleche zumindest im Bereich der Bürsten überlappend anzuordnen, ohne dass eine Gefahr besteht, dass die Wärmeabschirmungsbleche bei Vibrationen aneinander reiben bzw. aneinander schlagen und Lärm erzeugen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Wärmeabschirmungsblech mehrschichtig ausgeführt, um die Schallisolationseigenschaften des Wärmeabschirmungsblechs zu verbessern. Ein mehrschichtiger Aufbau kann ebenfalls die Wärmeabschirmung des Wärmeabschirmungsblechs verbessern. Diese Ausführungsform kann ebenfalls dazu verwendet werden, die Stabilität des Wärmeabschirmungsblechs auf einfache Weise zu erhöhen. Es ist vorgesehen zwischen den Lagen des Wärmeabschirmungsblechs Luftschichten oder Luftkammern einzusetzen, um die Isolierungseigenschaften des Wärmeabschirmungsblechs zu erhöhen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Fasern der Bürste einen sich über eine Länge der Fasern veränderlichen Querschnitt auf. Dies kann insbesondere dafür genutzt werden, wenn die Enden der Fasern verdickt sind, hinter den Fasern einen Resonanzraum zu schaffen, um beispielsweise ein Schall-Reflexionsverhalten der Bürste des Wärmeabschirmungsblechs zu steuern. Ein derartiger Aufbau kann ebenfalls dazu dienen, Wärmestrahlung mit verdicken Enden oder Köpfen der Fasern aufzufangen, während die Fasern hinter dem Endbereich weit genug voneinander entfernt stehen, um einen Luftaustausch und damit einen Wärmetransport in der Ebene des Wärmeabschirmungsblechs zu ermöglichen.
Gemäß einer zusätzlichen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Wärmeabschirmungsblech aus mehreren Schichten dh mehrschichtig ausgeführt und umfasst (mindestens) eine Schicht, die wiederum Fasern umfasst, wobei mindestens eine Bürste integral aus den Fasern dieser Schicht gebildet ist. In dieser Ausführungsform dienen die Bürstenfasern auch dazu, eine Schicht des Wärmeabschirmungsblechs zu bilden. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, eine Schicht aus gleichsinnig ausgerichteten Fasern im Bereich der Fläche des Wärmeabschirmungsblech mit einem Bindemittel zu einer Schicht aus Verbundmaterial zusammenzukleben und die Fasern im Randbereich oder im Bereich von Ausnehmungen unverbunden bzw. unverklebt zu lassen, damit sie integral mit der Verbundschicht eine Bürste bilden. Es ist ebenfalls vorgesehen, die Fasern nur auf einen Teil des Wärmeabschirmungsblechs aufzukleben, sodass die Verbundschicht nicht das gesamte Wärmeabschirmungsblech bedeckt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Schicht, die Fasern umfasst, zumindest teilweise als Verbundwerkstoff ausgeführt, d. h. Fasern dieser Schicht sind zu einem Verbundmaterial verbunden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Wärmeabschirmungsblech auf der Seite, das der Abgasanlage gegenüberliegen soll, mit einer Lochung versehen. Diese Ausführungsform ist besonders dazu geeignet, durch eine entsprechende Auswahl der Lochung, d. h. Durchmesser und Abstand der Löcher sowie eines Volumen der Lochung die Schallreflexions- und Schal labsorptionseigenschaften des Wärmeabschirmungsblechs zu steuern.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einiger Figuren dargestellt, die beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen.
1 stellt ein herkömmliches Wärmeabschirmungsblech in einem eingebauten Zustand dar, das eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges abschirmt.
2 stellt ein erfindungsgemäßes Wärmeabschirmungsblech ähnlich dem der 1 dar, das mit einer Bürste versehen ist, die auf die Abgasanlage des Kraftfahrzeuges gerichtet ist.
3 stellt ein erfindungsgemäßes Warmeabschirmungsblech ähnlich dem der 1 dar, das mit einer Bürste versehen ist, die am Rand des Wärmeabschirmungsblechs angeordnet ist, und die den Verlauf des Wärmeabschirmungsblechs weiterführt.
4 stellt ein erfindungsgemäßes Warmeabschirmungsblech ähnlich dem der 1 dar, das mit mehreren Bürsten versehen ist, die eine Ausnehmung bzw. eine Durchführung des Wärmeabschirmungsblechs verschließen.
5 stellt ein erfindungsgemäßes Wärmeabschirmungsblech ähnlich dem der 1 dar, bei dem die Bürstenanordnungen der 2 bis 4 zusammen auf einem Wärmeabschirmungsblech kombiniert sind.
6 stellt eine mögliche Bauform eines erfindungsgemäßen Wärmeabschirmungsblechs dar, bei dem Fasern einerseits zu einer Schicht aus Verbundmaterial verbunden sind und andererseits Bürsten bilden, die eine Ausnehmung oder ein Loch verschließen.
7 stellt eine andere mögliche Bauform eines erfindungsgemäßen Wärmeabschirmungsblechs dar, bei dem (nicht miteinander verbundene) Fasern eine Schicht zwischen einer Schicht des Wärmeabschirmungsblechs und einem Blech mit einer Lochung bilden, wobei die Fasern ebenfalls Bürsten bilden, die eine Ausnehmung oder ein Loch verschließen.
8 stellt eine weitere mögliche Bauform eines erfindungsgemäßen Wärmeabschirmungsblechs dar, bei dem eine Bürste auf dem Wärmeabschirmungsblech angeordnet ist, wobei sich der Querschnitt der Fasern der Bürste über die Länge der Fasern verändert.
Im Folgenden werden die Figuren im Detail beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sowohl in der Beschreibung als auch in den Figuren gleiche oder ähnliche Objekte bezeichnen.
1 stellt ein herkömmliches Wärmeabschirmungsblech 2 ohne irgendwelche Bürsten dar, das eine Abgasanlage 30 eines Kraftfahrzeuges abschirmt. Zur Verdeutlichung wurde die Abgasanlage 30 des Kraftfahrzeuges mit gestrichelten Linien dargestellt. Weiterhin ist das Wärmeabschirmungsblech 2 in durchgezogenen Linien dargestellt. In 1 überdecken sich die Abgasanlage 30 und das Wärmeabschirmungsblech 2 teilweise. Weiterhin sind zwei Sensoren an der Abgasanlage 30 dargestellt, die sich durch das Wärmeabschirmungsblech 2 erstrecken. Es sind keine weiteren Teile des Kraftfahrzeugs dargestellt, um die Klarheit der Figuren nicht herabzusetzen.
In 2 ist ein erfindungsgemäßes Wärmeabschirmungsblech 2 dargestellt, das in der Form dem der 1 entspricht, mit dem Unterschied, dass das Wärmeabschirmungsblech 2 mit einer Bürste 4 versehen ist, die in Richtung der Abgasanlage 30 des Kraftfahrzeuges gerichtet ist. In der dargestellten Ausführungsform kann sich das Wärmeabschirmungsblech 2 entweder auf der Abgasanlage 30 abstützen, oder zusammen mit einer nicht dargestellten Bürste (der Abgasanlage und der Innenseite des Wärmeabschirmungsblech 2) einen Luft- bzw. Kühlkanal bilden. Durch einen derartigen Luft- bzw. Kühlkanal kann die Luftströmung zwischen Wärmeabschirmungsblech 2 und der Abgasanlage 30 gesteuert werden. Mit einer derartigen Ausführung ist es beispielsweise möglich, das Vorbeistömen von durch die Abgasanlage 30 erwärmter Luft an besonders empfindlichen Bauteilen des Kraftfahrzeugs zu verhindern oder zumindest zu vermindern. Die Fasern 6 der Bürste 4 sollten unbrennbar ausgeführt sein. Je nach Einsatzzweck der Bürsten (eher zum Halten des Wärmeabschirmungsblechs 2 and der Abgasanlage 30 oder nur zum Leiten eines Luftstroms entlang der Abgasanlage 30) sollten die Fasen 6 der Bürste 4 entsprechend starrer bzw. stabiler oder elastischer bzw. weicher ausgeführt werden. Weiche Fasern 6 (bzw. Borsten) sind jedoch aufgrund der geringeren Körperschallleitung im allgemeinen bevorzugt.
3 stellt ein erfindungsgemäßes Warmeabschirmungsblech dar, das in der Form dem in der 1 dargestellten entspricht, und das ebenfalls mit einer Bürste 4 versehen ist. Die Bürste 4 ist an einem Rand des Wärmeabschirmungsblechs 2 angeordnet, und der Verlauf der Fasern folgt dem Verlauf des Wärmeabschirmungsblechs, bzw. verlängert oder vergrößert das Wärmeabschirmungsblech 2 durch die Borsten. Eine derartige Ausführungsform kann dazu dienen, einen Einbau des Wärmeabschirmungsblechs 2 auch bei bereits montierter Abgasanlage 30 (nahezu kollisionsfrei) zu ermöglichen. Die Fasern können beim Einbau des Wärmeabschirmungsblechs 2 der Karosserie oder der Abgasanlage ausweichen, so dass das Wärmeabschirmungsblech 2 auch unter schwierigen Bedingungen zwischen einer Abgasanlage 30 und einer Karosserie eines Fahrzeuges eingeführt werden kann.
Die Ausführungsform von 3 kann ebenfalls verhindern, dass an der mit der Bürste versehenen Kante, „stehende Schallwellen” auftreten können oder Schallbeugung auftreten kann, wodurch die schalldämmenden Eigenschaften des Wärmeabschirmungsblechs 2 weiter verbessert werden.
4 stellt ein erfindungsgemäßes Wärmeabschirmungsblech ähnlich dem der 1 dar, das mit mehreren Bürsten versehen ist, die eine Ausnehmung 20 und ein Loch 22 bzw. eine Durchführung des Wärmeabschirmungsblechs 2 verschließen. Die Ausnehmung 20 dient hier dazu, einen Abgassensor durch das Wärmeabschirmungsblechs 2 zu führen. Die Ausnehmung 20 ist bis zum Rand des Wärmeabschirmungsblechs 2 geführt. Die Ausnehmung 20 ist durch ein Paar im Wesentlichen parallel verlaufender Bürsten 4 verschlossen, die es ermöglichen, das Wärmeabschirmungsblechs 2 auch bei montiertem Abgassensor zwischen der Karosserie eines Kraftfahrzeuges und der montierten Abgasanlage 30 anzubringen. Das Wärmeabschirmungsblech 2 kann seitlich über den Abgassensor 30 geschoben werden, wobei sich die Borsten oder Fasern 6 der Bürsten 4 um einen Schaft des Sensors legen.
Das Wärmeabschirmungsblech 2 der 4 weist ebenfalls ein Loch 22 bzw. eine Durchführung auf, wobei zur Klarheit darauf verzichtet wurde, eine Leitung oder ein Montageelement, das durch das Loch 22 bzw. die Durchführung durchgeführt ist, darzustellen. Das Loch 22 bzw. die Durchführung ist durch eine Bürste 4 verschlossen, bei der die Borsten 6 bzw. Fasern alle auf das Zentrum des Lochs ausgerichtet sind. Wenn eine Leitung oder ein Montageelement durch das Loch 22 bzw. die Durchführung durchgeführt ist, verschließen die Borsten den Spalt zwischen der Leitung oder dem Montageelement und dem Rand des Loches 22, für Luftbewegungen und Wärmestrahlung.
5 stellt ein erfindungsgemäßes Warmeabschirmungsblech 2 dar, bei dem alle Bürstenformen, die in den 2 bis 4 dargestellt und beschrieben sind, zusammen auf einem Wärmeabschirmungsblech 2 kombiniert sind. In 5 ist die am Rand angeordnete Bürste 4 wie sie bereits in 3 beschrieben wurde, mit einem Zackenmuster versehen, um mögliche Schallausbreitung und Wirbelbildung an diesem Rand des Wärmeabschirmungsblechs 2 weiter zu vermindern.
Im Unterscheid zu dem in 4 dargestellten Wärmeabschirmungsblech 2, ist die Bürste 4, die das Loch 22 bzw. eine Durchführung verschließt, nicht mit Borsten 6 bzw. Fasern versehen, die alle zum Zentrum des Lochs weisen, sondern mit einem Paar im Wesentlichen parallel verlaufender Bürsten 4 verschlossen. Durch die Verwendung eines derartigen Bürstenpaares kann eine einfachere und billigere Bürstenstruktur als eine Ringbürste mit nach innen weisenden Borsten verwendet werden, um das gleiche Ziel, des Verschließens des Spalts zwischen der Leitung oder dem Montageelement und dem Loch bzw. der Durchführung 22 für Luftbewegungen und Wärmestrahlung zu erreichen.
6 stellt eine weitere mögliche Bauform eines erfindungsgemäßen Wärmeabschirmungsblechs 2 dar, bei dem Fasern 6 einerseits eine Schicht aus Verbundmaterial 50 bilden, in der die Fasern 6 durch ein Bindemittel miteinander verbunden sind und andererseits Bürsten 4 bilden, die eine Ausnehmung 20 oder ein Loch 22 verschließen. In dieser Ausführungsform sind die Bürsten 4 integral mit einer Schicht eines mehrschichtigen Wärmeabschirmungsblechs 2 gebildet. Es ist ebenfalls vorgesehen, die Schicht aus Verbundmaterial 50 nur teilweise beispielsweise netzförmig oder streifenförmig auszubilden, so dass die Schicht aus Verbundmaterial 50 teilweise Abschnitte aus nicht miteinander verbundenen Fasern 6 umfasst, die die Schallabsorptionseigenschaften des erfindungsgemäßen Wärmeabschirmungsblechs 2 verbessern können. Ein derartiger Aufbau kann zudem einfacher hergestellt werden, da es in einem einzigen Arbeitsgang möglich ist, die Bürsten 4 und eine Isolationsschicht auf das Wärmeabschirmungsblech 2 aufzubringen.
7 stellt eine andere mögliche Bauform eines erfindungsgemäßen Wärmeabschirmungsblechs dar, bei dem (nicht miteinander verbundene) Fasern eine Schicht zwischen einem Wärmeabschirmungsblech 2 und einem Blech 42 mit einer Lochung 44 bilden. Die Fasern müssen in dieser Ausführungsform nicht miteinander verbunden werden, da sie bereits durch den Sandwichaufbau hinreichend fixiert sind. Es ist jedoch ebenfalls möglich, Fasern zu verwenden, die zu einem lockeren Gewebe verbunden sind oder zumindest teilweise miteinander verklebt sind, um die Montage zu erleichtern oder die Festigkeit bzw. Dauerhaltbarkeit des Sandwichaufbaus zu verbessern. Die über den Rand der Ausnehmung 20 bzw. des Lochs 22 hinaus stehenden Fasern bilden integral mit der Faserschicht die Bürsten 4. Eine Lochung 44 kann dazu dienen, Hohlräume zwischen den Fasern zur Schalldämpfung zu nutzen.
8 stellt eine weitere mögliche Bauform eines erfindungsgemäßen Wärmeabschirmungsblechs dar, bei dem eine Bürste 4 auf dem Wärmeabschirmungsblech 2 angeordnet ist, welche Fasern 6 mit sich über die Länge der Fasern veränderndem Querschnitt bzw. nicht-konstantem Querschnitt 60 verwendet. Diese Bürste kann größere Flächen auf dem Wärmeabschirmungsblech 2 bedecken. Die Querschnitte 60 der Fasern 6 sind am Ende der Fasern 6 vergrößert. Die mit Spalten aneinander liegenden Köpfe der Fasern 6 bilden eine nahezu geschlossene Fläche, unter der sich zwischen den dünneren Schäften der Fasern 6 ein Hohl- bzw. Resonanzraum befindet. Die Kombination aus definierter Durchlässigkeit und darunter liegendem Hohlraum lässt verbesserte Schallisolationseigenschaften erwarten.
Mit der Integration einer oder mehrerer Bürsten an Wärmeabschirmblechen kann die Wärmeabschirmung und Schallkapselung von Wärmeabschirmungsblechen verbessert werden. Weiterhin kann an Engstellen durch die Einhaltung von geometrischen Toleranzen des Wärmeabschirmungsblechs 2 (d. h. das Einhalten von Abständen zu anderen Bauteilen, die von den Bürsten 4 überbrückt werden) eine Abschirmwirkung des Wärmeabschirmungsblechs 2 verbessert werden.
Das erfindungsgemäße Wärmeabschirmungsblech lässt sich zur Wärmeabschirmung heißer Bauteile in Fahrzeugen (der Abgasanlage und beispielsweise des Turboladers als Teil der Abgasanlage) einsetzen.
Durch das Integrieren von einer oder mehren Bürsten an einem Wärmeabschirmungsblech können Lücken bzw. Spalte verschlossen werden, wodurch die Wärmeabschirmung verbessert wird und verhindert werden kann, dass entströmende heiße Luft nicht mehr bzw. nur reduziert entweicht. Zudem kann die Luftströmung mit Luftleitelementen in Bürstenform gesteuert werden. Durch das Befestigen von z. B. zwei Bürsten an einem Wärmeabschirmblech für einen Turbolader kann beispielsweise ein Luftspalt zwischen Wärmeabschirmblech und einem Abgassensor verschlossen werden, sodass keine heiße anströmende Luft mehr entweichen kann. Dadurch können mit der vorliegenden Erfindung wärmeempfindliche Bauteile im Bereich der Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs besser geschützt werden. Es ist ebenfalls möglich, Bauteile wie Teile der Abgasanlage durch mit Bürsten verschlossenen Spalte besser zu kapseln und somit die Schallisolierung zu verbessern. Zudem ist es bei geeigneter Wahl der Fasern möglich, das erfindungsgemäße Wärmeabschirmblech zu 100% zu recyceln.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 600050 B1 [0002]
EP 905421 B1 [0002]
EP 1890056 A1 [0002]
US 5765833 [0003]
DE 102007023381 A1 [0003]
US 5420469 [0004]
DE 3514382 C1 [0004]
EP 2017135 A1 [0005]

Claims

Wärmeabschirmungsblech für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen, aus Metall mit mindestens eine Bürste (4) aus temperaturbeständigen Fasern (6), die an einer Ausnehmung (20), am Rand (24) und/oder auf einer Seite (26) des Wärmeabschirmungsblechs angeordnet ist, welche der Abgasanlage (30) gegenüber liegen soll.
Wärmeabschirmungsblech gemäß Anspruch 1, mit einer Ausnehmung, wobei die Ausnehmung (20) durch zwei einander gegenüberliegend angeordnete und im Wesentlichen parallel verlaufende lineare Bürsten (4), im Wesentlichen verschlossen ist.
Wärmeabschirmungsblech gemäß Anspruch 2, wobei die Länge der Fasern (6) der gegenüberliegend angeordneten linearen Bürsten (4) so bemessen ist, dass sich die Fasern (6) gegenüberliegend angeordneter linearer Bürsten (4) zumindest berühren.
Wärmeabschirmungsblech gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Ausnehmung (20) als ein Loch (22) ausgeführt ist, und wobei die Bürste (2) um das Loch (22) herum angeordnet ist und die Fasern (6) der Bürste (4) im Wesentlichen in Richtung des Zentrums des Lochs (22) gerichtet sind.
Wärmeabschirmungsblech gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mindestens eine Bürste (2) an der Seite (26) des Wärmeabschirmungsblechs (2) angeordnet ist, die der Abgasanlage (30) gegenüberliegen soll, und die Fasern der Bürste im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Seite (26) ausgerichtet sind.
Wärmeabschirmungsblech gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mindestens eine Bürste (4) am Rand (24) des Wärmeabschirmungsblechs (2) angeordnet ist, wobei die Fasern (6) dem Verlauf des Wärmeabschirmungsblechs (2) folgen.
Wärmeabschirmungsblech gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wärmeabschirmungsblech (2) mehrschichtig ausgeführt ist, um die Schallisolationseigenschaften des Wärmeabschirmungsblechs (2) zu verbessern.
Wärmeabschirmungsblech gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fasern (6) der Bürste (4) Fasern (6) mit einem über eine Länge der Fasern (6) sich verändernden Querschnitt (60) umfassen.
Wärmeabschirmungsblech gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Wärmeabschirmungsblech aus mehreren Schichten mehrschichtig ausgeführt ist, wobei eine Schicht (40) Fasern (6) umfasst, und wobei mindestens eine Bürste (4) integral aus den Fasern (6) der Schicht (40) gebildet ist.
Wärmeabschirmungsblech gemäß Anspruch 9, wobei die Schicht (40), die Fasern (6) umfasst, als Verbundwerkstoff (50) ausgeführt ist.
Wärmeabschirmungsblech gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das Wärmeabschirmungsblech (2) weiter eine Schicht (42) mit einer Lochung (44) umfasst, die auf der Seite (26) des Wärmeabschirmungsblechs angeordnet ist, die der Abgasanlage (30) gegenüber liegen soll.