DE19735388A1 - Protection element for motor vehicle - Google Patents

Protection element for motor vehicle

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Abstract

The protection element comprises a fluid path routed between a first and second shell and in communication with a fluid inlet and fluid outlet. Fins or tubes are installed between the first and second shells and define a meander-form fluid path. One or both shells have a multi-layered construction, and may have an absorbing surface on a side facing the heat source, and a reflecting surface on a side facing the fluid medium. Also claimed is a procedure for shielding against heat in which fluid is directed through the interior of the protection element, brought into contact with the section facing the heat radiation, heated by it, and the heat released at another place.The protection element can be made at least partially from aluminium, steel, or suchlike or also at least partially from plastic or ceramic.

Description

Die Erfindung betrifft Abschirmelemente, wie sie bei­ spielsweise als Hitzeschild und zur Geräuschdämmung bei Kraftfahrzeugen Verwendung finden, sowie ein Ver­ fahren zur Abschirmung von Wärme, welche in Kraft­ fahrzeugen von zumindest bereichsweise von Abschirm­ elementen umgebenen Wärmestrahlern abgegeben wird.The invention relates to shielding elements, as in for example as a heat shield and for noise insulation find use in motor vehicles, and a Ver drive to shield heat, which is in effect vehicles from at least some areas of shielding elements surrounding heat radiators is emitted.

Abschirmelemente werden u. a. im Bereich der Auspuff­ anlage des Kraftfahrzeuges eingesetzt und können den Abgaskrümmer, welcher Hitze und Schallwellen abgibt, umkleiden. Herkömmliche Abschirmelemente sind zumeist aus ein- oder mehrlagigem Blech gefertigt. Auch Ab­ schirmelemente mit einer zwischen zwei Blechlagen angeordneten Zwischenschicht zur Verbesserung der Abschirmeigenschaften sind bekannt. Shielding elements are u. a. in the area of the exhaust plant of the motor vehicle used and can Exhaust manifold, which emits heat and sound waves, change clothes. Conventional shielding elements are mostly made from single or multi-layer sheet metal. Also from screen elements with one between two sheet layers arranged intermediate layer to improve the Shielding properties are known.  

Nachteilig beim Stand der Technik ist die Tatsache, daß die von den Abschirmelementen aufgenommene Wärme ungerichtet an die Umgebung abgegeben wird, was den Wirkungsgrad des Motors begrenzt. Außerdem heizen sich die Abschirmelemente selbst teilweise beträcht­ lich auf, was ihrer Funktion als Hitzeschild abträg­ lich ist.A disadvantage of the prior art is the fact that the heat absorbed by the shielding elements is delivered to the environment in an undirected manner, causing the Motor efficiency limited. Also heat the shielding elements themselves sometimes considerable Lich on what detracts from their function as a heat shield is.

Ausgehend von diesen und weiteren Nachteilen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abschirmung zu schaffen, welche die aufgenommene Wärme nutzbar macht und zudem eine ver­ besserte Abschirm- und Geräuschdämpfungsfunktion auf­ weist.Based on these and other disadvantages of the State of the art, the object of the invention to create a shield that the heat is usable and also a ver improved shielding and noise reduction function points.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Abschirm­ element gemäß dem Anspruch 1 und in verfahrenstechni­ scher Hinsicht durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15.This problem is solved by a shield element according to claim 1 and in procedural shearly by a method according to claim 15.

Die jeweiligen Unteransprüche zeigen vorteilhafte und nützliche Weiterbildungen der Erfindung auf.The respective subclaims show advantageous and useful developments of the invention.

Ein zumindest zweischaliges Abschirmelement, das zwi­ schen einer ersten und einer damit verbundenen zwei­ ten Schale einen Flußweg für ein die abgestrahlte Wärme aufnehmendes fluides Medium wie Gase oder Flüssigkeiten aufweist, und darüberhinaus mindestens eine Eintritts- und Austrittsöffnung für das fluide Medium besitzt, gewährleistet eine verbesserte Wärme­ ableitung und erlaubt zudem die Nutzbarmachung der aufgenommenen Wärme an einem von der Wärmequelle be­ abstandeten Ort. Ein derartiges Abschirmelement ge­ stattet aufgrund des mehrschaligen Aufbaus außerdem eine verbesserte Geräuschabschirmung. An at least two-shell shielding element, the zwi a first and an associated two the shell a flow path for the radiated Heat absorbing fluid medium such as gases or Has liquids, and at least an inlet and outlet for the fluid Medium possesses an improved warmth derivation and also allows the utilization of the absorbed heat at a be from the heat source distant place. Such a shielding element ge also equips due to the multi-layer structure an improved noise shield.  

Zwischen erster und zweiter Schale können im Flußweg Rippen angeordnet sein, welche die Kontaktfläche zum fluiden Medium vergrößern, so daß ein effizienterer Wärmeübergang und damit eine verbesserte Wärmeab­ schirmfunktion gewährleistet sind. Die Rippen lassen sich auch zur Strömungssteuerung verwenden und können beispielsweise derart angeordnet sein, daß ein mäan­ derförmiger Mediumflußweg definiert wird. Auf diese Weise kann die Verweilzeit des fluiden Mediums im Abschirmelement verlängert und die Wärmeaufnahme ge­ steigert werden. Die Rippen weisen außerdem ge­ räuschdämmende Eigenschaften auf.Between the first and second shell in the river path Ribs are arranged, which the contact surface to enlarge fluid medium so that a more efficient Heat transfer and thus an improved heat abs screen function are guaranteed. Leave the ribs can also use and can control the flow For example, be arranged such that a meander deriform medium flow path is defined. To this The residence time of the fluid medium in the Shielding element extended and the heat absorption ge be increased. The ribs also have ge noise-reducing properties.

Alternativ oder zusätzlich zu den Rippen kann zwi­ schen erster Schale und zweiter Schale auch ein Röh­ rensystem zur Leitung des fluiden Mediums angeordnet sein, welches ebenfalls bevorzugt einen mäanderförmi­ gen Flußweg definiert.Alternatively or in addition to the ribs, between first shell and second shell also a tube arranged system for directing the fluid medium be, which also preferably a meandering defined river path.

Die ein- oder zur besseren Geräuschdämmung mehrlagig ausgestalteten Schalen können in einem der Wärmequel­ le zugewandten Bereich eine absorbierende und in ei­ nem dem fluiden Medium zugewandten Bereich eine re­ flektierende Oberfläche aufweisen. Die reflektieren­ den oder absorbierenden Eigenschaften lassen sich beispielsweise durch entsprechende Beschichtungen (mit Aluminium plattierte Bleche, Edelstähle, Bleche mit schwarzer Oberfläche) erzielen.The one or more layers for better noise insulation designed bowls can in one of the heat sources le facing area an absorbent and in egg nem a region facing the fluid medium have a reflective surface. They reflect the or absorbent properties for example by appropriate coatings (sheets clad with aluminum, stainless steels, sheets with black surface).

Bevorzugt sind Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung des Abschirmelementes über einen Mediumkreislauf ver­ bunden, in dem eine Förderpumpe angeordnet sein kann. Durch einen Wärmetauscher im Mediumkreislauf läßt sich die im Abschirmelement vom Medium aufgenommene Wärme an einem anderen Ort, beispielsweise am Motor oder im Fahrgastinnenraum, wieder abgeben. Auf diese Weise läßt sich eine Heizung mit hervorragendem An­ sprechverhalten realisieren. Unter Umständen kann auf die herkömmlichen Heizsysteme sogar vollständig ver­ zichtet werden. Im Mediumkreislauf kann weiterhin ein Thermostatventil angeordnet sein, welches eine kon­ stante Mediumtemperatur gewährleistet.Entry opening and exit opening are preferred of the shielding element via a medium circuit bound in which a feed pump can be arranged. Through a heat exchanger in the medium circuit the medium absorbed in the shielding element Heat in another place, for example on the engine  or in the passenger compartment. To this A heating system with excellent on can be wise Realize speaking behavior. Under certain circumstances the conventional heating systems even completely ver to be waived. In the medium circuit one can continue Thermostatic valve can be arranged, which a con constant medium temperature guaranteed.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abschirmung von in Kraftfahrzeugen von zumindest bereichsweise von Abschirmelementen umgebenen Wärmequellen abgege­ bene Wärme wird durch das Abschirmelementinnere ein fluides Medium geführt, das mit einem der Wärmequelle zugewandten Bereich des Abschirmelementes in Kontakt gebracht und dadurch erwärmt wird. Anschließend wird die von dem fluiden Medium aufgenommene Wärme an ei­ nem anderen Ort des Kraftfahrzeuges wieder abgegeben.In a shielding method according to the invention of in motor vehicles of at least some areas heat sources surrounded by shielding elements The heat is in through the shielding element interior fluid medium led with one of the heat source facing area of the shielding element in contact brought and thereby heated. Then will the heat absorbed by the fluid medium at egg handed over to another location of the motor vehicle.

Das in einem Kreislauf führbare Medium läßt sich durch eine Pumpe oder vorteilhafterweise durch die Wärmezirkulation infolge einer Temperaturdifferenz fördern.The medium that can be guided in a circuit can be by a pump or advantageously by the Heat circulation due to a temperature difference promote.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung erge­ ben sich aus den Figuren und dem Ausführungsbeispiel.More details and advantages of the invention ben from the figures and the embodiment.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein im Bereich eines Abgaskrümmers angeord­ netes Abschirmelement, Fig. 1 a in the area of an exhaust manifold angeord designated shielding member,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Medienkreislauf mit einem Abschirmelement, und Fig. 2 shows a section of a media circuit with a shielding element, and

Fig. 3 einen Schnitt A-A durch das Abschirmelement gemäß Fig. 2. Fig. 3 is a section AA through the shield member of FIG. 2.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Abschirmelement 1, welches im Bereich eines Abgaskrümmers 2 angeordnet ist. Das Abschirmelement 1 besitzt eine Kühlwasser­ eintrittsöffnung 9 und eine Kühlwasseraustrittsöff­ nung 10, welche über einen Kühlwasserkreislauf ver­ bunden sind. In Fig. 2 ist ein Teil dieses Kühlwas­ serkreislaufs dargestellt, in welchem neben dem Ab­ schirmelement 1 eine Pumpe 3 und einen Wärmetauscher 4 angeordnet sind. Fig. 1 shows an inventive shielding element 1, which is arranged in the region of an exhaust manifold. 2 The shielding element 1 has a cooling water inlet opening 9 and a cooling water outlet opening 10 , which are connected via a cooling water circuit. In Fig. 2, a part of this cooling water circuit is shown, in which a pump 3 and a heat exchanger 4 are arranged in addition to the shielding element 1 .

In Fig. 3 ist ein Schnitt A-A des in Fig. 2 darge­ stellten Abschirmelementes 1 skizziert. Ein Luftspalt 5 trennt das Abschirmelement 1 vom Abgaskrümmer 2. Das Abschirmelement 1 weist zur Führung des Kühlwas­ sers ein Röhrensystem 8 auf, welches zwischen einer ersten Schale 6 und einer zweiten Schale 7 angeordnet ist. Das Abschirmelement 1 kann aus Aluminium, aus aluminierten Blechen, Messing, Stahl, Kunststoff oder auch aus Keramik gefertigt sein. Auch eine Kombina­ tion dieser Materialien ist denkbar. Druckguß­ techniken, beispielsweise Aluminiumdruckguß, erlauben eine vereinfachte Herstellung des Abschirmelementes 1.In Fig. 3 a section AA of the shielding element 1 shown in FIG. 2 is outlined. An air gap 5 separates the shielding element 1 from the exhaust manifold 2 . The shielding element 1 has a tube system 8 for guiding the cooling water, which is arranged between a first shell 6 and a second shell 7 . The shielding element 1 can be made from aluminum, from aluminized sheet metal, brass, steel, plastic or also from ceramic. A combination of these materials is also conceivable. Die casting techniques, for example aluminum die casting, allow simplified manufacture of the shielding element 1 .

Claims (23)

1. Abschirmelement (1) für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Schale (6),
einer mit der ersten Schale (6) verbundenen zweiten Schale (7),
einem zwischen erster und zweiter Schale (6, 7) angeordneten Flußweg für ein fluides Medium,
mindestens einer, mit dem Flußweg in Verbindung stehenden Eintrittsöffnung (9) für das fluide Medium und
mindestens einer, mit dem Flußweg in Verbindung stehenden Austrittsöffnung (10) für das fluide Medium.
1. shielding element ( 1 ) for motor vehicles with a first shell ( 6 ),
a second shell ( 7 ) connected to the first shell ( 6 ),
a flow path for a fluid medium arranged between the first and the second shell ( 6 , 7 ),
at least one inlet opening ( 9 ) for the fluid medium and connected to the flow path
at least one outlet opening ( 10 ) for the fluid medium which is connected to the flow path.
2. Abschirmelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen erster und zweiter Schale (6, 7) Rippen angeordnet sind.2. Shielding element according to claim 1, characterized in that between the first and second shell ( 6 , 7 ) ribs are arranged. 3. Abschirmelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen einen mäanderförmigen Flußweg definieren.3. shielding element according to claim 2, characterized in that the ribs a define a meandering river path. 4. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen erster und zweiter Schale (6, 7) ein Röhrensystem (8) ange­ ordnet ist.4. Shielding element according to one of the preceding claims, characterized in that between the first and second shell ( 6 , 7 ), a tube system ( 8 ) is arranged. 5. Abschirmelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrensystem (8) einen mäanderförmigen Flußweg definiert. 5. Shielding element according to claim 4, characterized in that the tube system ( 8 ) defines a meandering flow path. 6. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schale (6), die zweite Schale (7) oder beide Schalen (6, 7) einen mehrlagigen Aufbau aufweisen.6. Shielding element according to one of the preceding claims, characterized in that the first shell ( 6 ), the second shell ( 7 ) or both shells ( 6 , 7 ) have a multilayer structure. 7. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schale (6), die zweite Schale (7) oder beide Schalen (6, 7) auf einer einer Wärmequelle zugewandten Seite eine absorbierende Oberfläche aufweisen.7. Shielding element according to one of the preceding claims, characterized in that the first shell ( 6 ), the second shell ( 7 ) or both shells ( 6 , 7 ) have an absorbent surface on a side facing a heat source. 8. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schale (6), die zweite Schale (7) oder beide Schalen (6, 7) auf einer dem fluiden Medium zugewandten Seite eine reflektierende Oberfläche aufweisen.8. Shielding element according to one of the preceding claims, characterized in that the first shell ( 6 ), the second shell ( 7 ) or both shells ( 6 , 7 ) have a reflective surface on a side facing the fluid medium. 9. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (1) zumindest teilweise aus Aluminium, alumi­ nierten Blechen, Messing, Stahl, Edelstahl, Druckguß, Kunststoff, Keramik oder einer Kom­ bination dieser Materialien gefertigt ist.9. Shielding element according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding element ( 1 ) is at least partially made of aluminum, aluminized sheets, brass, steel, stainless steel, die casting, plastic, ceramic or a combination of these materials. 10. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (9) und die Austrittsöffnung (10) über einem Mediumkreislauf verbunden sind. 10. Shielding element according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet opening ( 9 ) and the outlet opening ( 10 ) are connected via a medium circuit. 11. Abschirmelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Mediumkreislauf Thermostatventil angeordnet ist.11. shielding element according to claim 10, characterized in that in the medium circuit Thermostatic valve is arranged. 12. Abschirmelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Mediumkreislauf Wärmetauscher (4) angeordnet ist.12. Shielding element according to claim 10 or 11, characterized in that heat exchanger ( 4 ) is arranged in the medium circuit. 13. Abschirmelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Mediumkreislauf eine Pumpe (3) angeordnet ist.13. Shielding element according to one of claims 10 to 12, characterized in that a pump ( 3 ) is arranged in the medium circuit. 14. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schale (6) oder die zweite Schale (7) zumindest bereichsweise einen Abgaskrümmer (2) oder einen Katalysator umgibt.14. Shielding element according to one of the preceding claims, characterized in that the first shell ( 6 ) or the second shell ( 7 ) at least partially surrounds an exhaust manifold ( 2 ) or a catalyst. 15. Verfahren zur Abschirmung von Wärme, welche in Kraftfahrzeugen von zumindest be­ reichsweise von Abschirmelementen umgebenen Wär­ mestrahlern abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein dem Abschirmelement (1) zugeführtes fluides Medium durch das Innere des Abschirmele­ mentes (1) geleitet wird,
das fluide Medium mit einem dem Wärmestrahler zugewandten Bereich des Abschirmelementes (1) in Kontakt gebracht und dadurch erwärmt wird und die vom fluiden Medium aufgenommene Wärme an einem anderen Ort wieder abgegeben wird.
15. A method for shielding heat, which is emitted in motor vehicles by at least partially surrounded by shielding heat radiators, characterized in that
that a the shielding member (1) fed fluid medium through the interior of mentes Abschirmele (1) is passed,
the fluid medium is brought into contact with a region of the shielding element ( 1 ) facing the heat radiator and is thereby heated, and the heat absorbed by the fluid medium is released again at another location.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des fluiden Mediums durch ein Thermostatventil ge­ steuert wird.16. The method according to claim 15, characterized in that the supply of the fluid medium through a thermostatic valve is controlled. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Medium in einem Kreislauf geführt wird.17. The method according to any one of claims 15 or 16, characterized in that the fluid medium in in a cycle. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung des fluiden Mediums über Rippen oder ein Röhrensy­ stem (8) im Innern des Abschirmelements gesteu­ ert wird.18. The method according to any one of claims 15 to 17, characterized in that the flow of the fluid medium via ribs or a Röhrensy stem ( 8 ) is controlled in the interior of the shielding element. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem fluiden Medium aufgenommene Wärme durch einen Wärmetau­ scher (4) abgegeben wird.19. The method according to any one of claims 15 to 18, characterized in that the heat absorbed by the fluid medium is released by a heat exchanger shear ( 4 ). 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme an einen Motor oder einen Fahrgastinnenraum abgegeben wird.20. The method according to any one of claims 15 to 19, characterized in that the heat to one Engine or a passenger interior delivered becomes. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß als fluides Medium Kühlwasser oder Luft eingesetzt wird.21. The method according to any one of claims 15 to 20, characterized in that as a fluid medium Cooling water or air is used. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Medium durch eine Pumpe (3) gefördert wird. 22. The method according to any one of claims 15 to 21, characterized in that the fluid medium is conveyed by a pump ( 3 ). 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Medium durch eine Wärmezirkulation infolge einer Tempe­ raturdifferenz gefördert wird.23. The method according to any one of claims 15 to 22, characterized in that the fluid medium due to heat circulation due to a temperature difference is promoted.
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