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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abschirmvorrichtung zur thermischen und akustischen Entkopplung eines Befestigungselementes eines Hitzeschildes von dem Hitzeschild. Derartige Entkopplungselemente werden insbesondere bei Hitzeschilden an den Befestigungspunkten benötigt, an denen das Hitzeschild an einem anderen Bauteil, insbesondere an dem abzuschirmenden, heißen Bauteil befestigt wird. Ähnliches gilt bei der Befestigung an einem kalten, von der Abstrahlung eines heißen Bauteils abzuschirmendes Bauteil. Die Befestigung an dem Bauteil kann beispielsweise über eine Schraubverbindung erfolgen.
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Problematisch ist dabei, dass aufgrund vieler und großer Kontaktflächen über die Schraube Wärme und Schall von dem abzuschirmenden Bauteil in den Hitzeschild übertragen werden können. Damit wird die von dem Hitzeschild bewirkte Dämmung und Dämpfung beeinträchtigt.
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Im Stand der Technik werden daher zur Dämpfung der Schallübertragung von dem abzuschirmenden Bauteil zum Hitzeschild und zur thermischen Entkopplung des abzuschirmenden Bauteils von dem Hitzeschild zwischen das jeweilige Befestigungselement, beispielsweise eine Schraube, ein Abschirmelement angeordnet. Hierzu werden beispielsweise komplexe Kombinationen aus Drahtkissen und Blechformteilen verwendet, die das Befestigungselement von dem Hitzeschild entkoppeln.
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Nachteilig an den Entkopplungselementen aus dem Stand der Technik ist, dass diese gewöhnlich aus vielen verschiedenen Einzelteilen bestehen, welche durch Verformungsprozesse miteinander verbunden werden müssen, beispielsweise gebördelt, verschweißt oder vernietet werden müssen. Die Herstellung der Einzelteile selbst ist komplex und der Montageprozess zur Verbindung der Einzelteile und zur Installation der Einzelteile in bzw. an den Hitzeschild ist ebenfalls sehr komplex.
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Herkömmliche Dämpfungs- sowie Entkopplungselemente weisen also oftmals teure Bearbeitungsschritte zur Herstellung der Einzelteile sowie bei deren Montage auf.
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Derartige herkömmliche Elemente besitzen darüber hinaus oftmals einen großen Oberflächenkontakt zum Hitzeschild. Die thermische Entkopplung an den Befestigungspunkten ist also beeinträchtigt und es kann bei Verwendung von thermisch weniger beständigen Materialien für den Hitzeschild (z. B. Aluminium oder Kunststoff) an den Anbindungspunkten/Befestigungspunkten des Hitzeschildes an das abzuschirmende Bauteil zu Beschädigungen, beispielsweise durch Anschmelzen des Hitzeschildes, kommen.
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Hier setzt nun die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, eine Abschirmvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die aus wenigen Einzelteilen kostengünstig hergestellt und einfach und kostengünstig montiert werden kann. Es sollen weder für die Herstellung, noch für die Montage aufwändige Herstellungsprozesse oder Geräte benötigt werden. Wesentlich ist bei der zur Verfügung zu stellenden Abschirmvorrichtung weiterhin, dass diese eine hervorragende Wärmeisolation und Schallisolation zwischen einem Befestigungselement und dem damit befestigten Hitzeschild aufweist.
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Die erfindungsgemäße Abschirmvorrichtung zur thermischen und akustischen Entkopplung des Befestigungselementes eines Hitzeschildes von dem Hitzeschild weist drei wesentliche Elemente auf, nämlich eine ringförmige Hülse, ein erstes flächiges, ringförmiges Federelement und ein zweites flächiges ringförmiges Federelement.
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Die Hülse weist auf ihrer Außenoberfläche eine erste und eine zweite Stufe auf, die in Längsrichtung der Hülse beabstandet zueinander angeordnet sind und auf der Außenoberfläche der Hülse ringförmig um die Hülse umlaufen. Es genügt dabei, dass die Stufen abschnittsweise vorhanden sind und auf der Außenoberfläche der Hülse ringförmig um die Hülse umlaufen, sie können jedoch auch vollständig umlaufend ausgebildet sein.
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Die Stufen stehen dabei radial nach außen vor über den Bereich, der unmittelbar benachbart zu den Stufen zwischen den umlaufenden Stufen angeordnet ist. Mit anderen Worten wird der mittlere Bereich der Hülse durch zwei nach außen vorragende Stufen begrenzt.
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Sowohl das erste als auch das zweite Federelement weisen eine Durchgangsöffnung mit einem Innendurchmesser auf, der geringer ist als der Außendurchmesser der ersten Stufe, jedoch gleich oder größer als der Durchmesser der Hülse im unmittelbar der ersten Stufe bzw. der zweiten Stufe benachbarten Bereich.
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Beispielsweise können die Stufen als Teil zweier umlaufender Nuten in der Hülse ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Stufe wird dann durch die in axialer Richtung außenliegende Wandung der jeweiligen Nut gebildet.
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Das erste Federelement und das zweite Federelement sind nun so ausgebildet, dass sie in den unmittelbar der jeweiligen ersten bzw. zweiten Stufe benachbarten Bereich, beispielsweise in die entsprechende Nut, eingreifen können.
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Durch die Gestaltung der Innendurchmesser des ersten Federelementes und des zweiten Federelementes werden die Federelemente jeweils durch die in axialer Richtung nach außen liegenden Stufen der Hülse auf der Hülse gehalten.
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Beide Federelemente erstrecken sich ausgehend von ihrem um die Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Hülse umlaufenden Innenrand radial nach außen und sind dort gegenläufig abgekröpft, so dass die Federelemente in einem an der Hülse montierten Zustand längs ihres Außenumfangsrandes in einem Bereich zumindest bereichsweise kraftschlüssig unmittelbar oder mittelbar aufeinanderliegen können. Sind die Federelemente so angeordnet, so drücken sie als Federelemente in diesem Bereich aufeinander und können beispielsweise den Außenumfangsrand einer Durchgangsöffnung in einer Hitzeschildlage zwischen sich aufnehmen und halten. Hierdurch besteht zwischen dem Hitzeschild und den Federelementen nur längs dieses Auflagebereiches ein Kontakt zur thermischen und akustischen Kopplung.
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Zwischen dem Innenumfangsrand der Federelemente und der Hülse besteht lediglich längs des Innenumfangsrandes der Federelemente längs der Stufen ein thermischer oder akustischer Kontakt. Weiterhin besteht zwischen der Hülse und dem durch die Hülse einzuführenden Befestigungselement lediglich ein längs des Befestigungselementes vorgesehener akustischer und/oder thermischer Kontakt. Insgesamt ergeben sich also zwischen dem Befestigungselement und den Lagen des Hitzeschildes drei Übergangsbereiche, in denen der thermische und akustische Kontakt teilweise sehr gering ist. Das Befestigungselement wird also sehr gut von dem Hitzeschild bzw. dessen Lagen akustisch und thermisch entkoppelt.
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Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist weiterhin, dass beide Federelemente längs ihres Innenumfangrandes radial verlaufende Schlitze aufweisen. Diese Schlitze ermöglichen es, dass die ringförmig um die Hülse umlaufenden Federelemente an ihrem Umfangsrand hinreichend elastisch sind, so dass sie von außen über mindestens eine der Stufen in den Zwischenbereich zwischen den Stufen gedrückt werden können. Die Montage der beiden Federelemente ist aufgrund der längs ihres Innenumfangrandes umlaufenden radialen Schlitze dadurch sehr erleichtert. Weiterhin bilden sich durch die unterbrochene kreisförmige Linie des Innenumfangsrandes der Federelemente lediglich abschnittsweise bzw. in Form von Liniensegmenten Berührungsabschnitte zwischen den Federelementen und der Hülse aus. Auch hierdurch wird die Wärmeisolation und die Schallisolation bezüglich des Wärmeübertrags und des Schallübertrags zwischen der Hülse und den Federelementen verbessert.
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Die Montage der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung ist durch das Vorsehen der inneren radialen Schlitze in den Federelementen stark erleichtert. Es ist weiterhin möglich, zur Montage der Abschirmvorrichtung an dem Hitzeschild die Hülse und eines der Federelemente bereits vorzumontieren und lediglich das zweite Federelement anschließend nach Anordnung der vormontierten Abschirmvorrichtung in einer Befestigungsöffnung in dem Hitzeschild über den zugehörigen Vorsprung/Stufe in die Abschirmvorrichtung einzubringen.
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Durch die gegenläufige Abkröpfung der beiden Federelemente, die an ihrem Außenumfangsrand eine oder mehrere Lagen des Hitzeschildes zwischen sich aufnehmen können, erfolgt die Krafteinleitung des Befestigungselementes, beispielsweise der Schraube, über die Hülse und die Federelemente in das Hitzeschild.
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Die Federelemente erhalten dabei ihre erforderliche Federhaltekraft bzw. Steifigkeit durch die gegenläufige Abkröpfung, so dass das Hitzeschild kraftschlüssig zwischen den Federelementen gehalten wird.
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Zur Verbesserung der thermischen und akustischen Isolation kann unter Beachtung der erforderlichen Haltekräfte auf das Hitzeschild eines der Federelemente oder auch beide Federelemente an seinem/ihrem Außenumfangsrand radial nach innen verlaufende Schlitze aufweisen. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen den Federelementen und dem Hitzeschild weiter verringert.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Insbesondere können die Federelemente derart ausgebildet sein, dass sie längs ihres äußeren Umfangsrandes lediglich linienförmig benachbart sind und folglich lediglich linienförmig aufeinanderliegen. Dabei wird, gegenüber eines flächigen Einschlusses des Hitzeschildes, die Kontaktfläche zwischen dem Hitzeschild und den Federelementen weiter verringert.
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Hierzu kann beispielsweise eines oder beide der Federelemente in diesen Bereichen eine umlaufende Sicke aufweisen, deren Sickendach dem jeweils anderen Federelement zugewandt ist. Hierzu ist nicht nur ein flaches Dach, sondern auch ein im Querschnitt gebogenes oder rundes Sickendach möglich.
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Weisen beide Federelemente derartige Sicken auf, so sind sowohl die Haltekräfte auf dem Hitzeschild optimiert, als auch die Flächen zur thermischen und akustischen Kopplung zwischen Hitzeschild und Federelementen minimiert.
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Um einen Fluiddurchgang, insbesondere einen Durchgang von Öl, zwischen der Außenseite und der Innenseite des Hitzeschildes zu minimieren, weist die Abschirmvorrichtung vorteilhafterweise im Bereich innerhalb des Innenumfangsrandes der Federelemente eine möglichst geringe freie Fläche auf. Diese soll vorteilhafterweise nur wenig größer sein, als die zum Einschluss der Hülse erforderliche Fläche, die innerhalb jedes Federelementes frei bleiben muss.
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Vorteilhafterweise beträgt daher die Gesamtfläche des Federelementes, d. h. die Fläche, die zwischen dem Außenumfangsrand und dem Innenumfangsrand des jeweiligen Federelementes (d. h. abzüglich also auch der Flächen der Schlitze) zwischen dem 0,6-fachen und dem 0,83-fachen, vorteilhafterweise zwischen dem 0,65-fachen und dem 0,8-fachen der vom Außenumfangsrand des Federelementes umschlossenen gesamten Fläche. Mit anderen Worten soll die als Durchgangsöffnung für die Hülse freibleibende, von dem Innenumfangsrand des Federelementes umschlossene Fläche zwischen dem 0,4-fachen und dem 0,17-fachen der Gesamtfläche des Federelementes einschließlich der umschlossenen inneren Öffnung betragen. Die vorstehenden Bereiche für die einzelnen Flächen sind dabei jeweils einschließlich der Grenzwerte oder auch ausschließlich der Grenzwerte zu verstehen.
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Dabei kann es zur weiteren Vermeidung eines Fluiddurchgangs, insbesondere eines Durchgangs von Öl, von der Oberseite zur Unterseite der Abschirmvorrichtung vorteilhaft sein, wenn eines der Federelemente eine besonders geringe freie Fläche aufweist, während das andere Federelement eine größere freie Fläche aufweist.
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Vorteilhafterweise weisen die Schlitze am Innenrand der Federelemente eine Länge auf, die zwischen 25 % und 80 % des Abstandes zwischen Innenumfangsrand und Außenumfangsrand des Federelementes in Richtung des Schlitzes beträgt.
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Insgesamt werden ggf. am Innenrand und/oder am Außenrand eines oder beider der Federelemente mindestens drei, vorteilhafterweise mindestens vier, vorteilhafterweise mindestens sechs radial verlaufende Schlitze vorgesehen. Diese weisen vorteilhafterweise in radialer Richtung eine konstante Breite auf. Es sind jedoch auch andere Formen der Schlitze möglich, beispielsweise zu ihrem Ende zusammenlaufende oder sich aufweitende Schlitze.
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Die Federelemente bestehen vorteilhafterweise aus Federstahl, besonders vorteilhafterweise aus thermisch beständigem Federstahl oder weisen diese zumindest bereichsweise auf. Federstahl ermöglicht es, sowohl die gewünschte Haltekraft auf das Hitzeschild zu realisieren als auch die Montage eines Federelementes über die Stufe hinweg auf der Hülse zu ermöglichen. Auch die Hülse ist vorteilhafterweise aus thermisch beständigem Stahl gefertigt.
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Das erste und/oder zweite Federelement sind vorteilhafterweise einlagig, jedoch kann, beispielsweise zur Erhöhung der mechanischen Stabilität auch eine mehrlagige Ausführung jedes oder zumindest eines dieser Federelemente vorgesehen sein.
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Die vorliegende Erfindung betrifft dann weiterhin ein Hitzeschild mit mindestens einer flächigen Lage und einer Durchgangsöffnung für ein Befestigungselement, wobei in dieser Durchgangsöffnung eine Abschirmvorrichtung wie vorstehend beschrieben angeordnet ist. Die Federelemente dieser Abschirmvorrichtung schließen mindestens eine der flächigen Lagen des Hitzeschildes oder ggf. auch sämtliche Lagen des Hitzeschildes zwischen sich kraftschlüssig ein.
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Zur Befestigung dieses Hitzeschildes an einem abzuschirmenden Bauteil oder an einem anderen Bauteil wird dann in der Hülse ein Befestigungselement, beispielsweise eine Schraube angeordnet.
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Im Folgenden werden einige Beispiele erfindungsgemäßer Abschirmelemente beschrieben. Dabei wird in den einzelnen Beispielen jeweils eine Kombination aus erforderlichen und vorteilhaften Merkmalen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, einzelne der vorteilhaften Merkmale für sich mit den erforderlichen Merkmalen der vorliegenden Erfindung, wie sie in Anspruch 1 beschrieben sind, zu kombinieren oder auch eine beliebige andere Kombination vorteilhafter Merkmale zu berücksichtigen. Dabei können auch vorteilhafte Merkmale aus verschiedenen Beispielen miteinander kombiniert werden.
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In den folgenden Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen, so dass deren Beschreibung gegebenenfalls nicht wiederholt wird.
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Es zeigen
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1 bis 5 erfindungsgemäße Abschirmvorrichtungen;
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6 verschiedene Varianten von Federelementen in erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtungen; und
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7 die vorteilhafte Bemaßung einer erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Hitzeschild 1 im Ausschnitt und Querschnitt. Das Hitzeschild 1 weist eine einzelne Hitzeschildlage 2 auf. Die Lage 2 weist eine Durchgangsöffnung 3 auf, die der Befestigung des Hitzeschildes an einem anderen Bauteil, beispielsweise an einem abzuschirmenden Bauteil 5, dient. Das Hitzeschild 1 ist mittels einer Schraube 4 als Befestigungselement an dem Bauteil 5 befestigt, wobei das Bauteil 5 im Befestigungsbereich eine Art Sockel aufweist. Die Schraube 4 durchgreift dabei die Durchgangsöffnung 3.
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Im Bereich der Durchgangsöffnung ist eine erfindungsgemäße Abschirmvorrichtung angeordnet. Die Abschirmvorrichtung weist eine Hülse 10 mit einer äußeren Oberfläche 11 und einer inneren Oberfläche 12 auf, die die Durchgangsöffnung 3 durchgreift. Die Hülse besteht dabei zu beiden Seiten der Hitzeschildlage 2 über und nimmt in ihrer eigenen Durchgangsöffnung die Schraube 4 auf. Sie dient also als Abstandshalter zwischen der Lage 2 und der Schraube 4.
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Im Bereich der Überstände zu beiden Seiten der Lage 2 weist die Hülse 10 zwei auf ihrer Außenoberfläche 11 eingebrachte, die Hülse quer zu ihrer axialen Richtung und parallel zueinander umlaufende Nuten 14a, 14b auf. Die Nut 14a und die Nut 14b besitzen jeweils in axialer Richtung nach außen gerichtete Stufen 13a, 13b, die ebenfalls quer zur axialen Richtung auf der Außenoberfläche 11 der Hülse 10 um die Hülse 10 umlaufen.
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In die Nut 14a greift ein erstes flächiges scheibenförmiges Federelement 20 ein, das einen Innenrand 21 und einen Außenrand 22 aufweist. Der Innenrand 21 läuft um eine innere Durchgangsöffnung in dem Federelement 21 um. Der äußere Rand 22 bestimmt die Außenform des Federelementes 21. In gleicher Weise greift in die Nut 14b ein flaches, scheibenförmiges Federelement 30 ein, das umlaufend um eine Durchgangsöffnung einen Innenrand 31 sowie einen Außenrand 32 aufweist. Der äußere Rand 32 bestimmt dabei die Außenform des Federelementes 30. In der dargestellten Schnittansicht ist das Eingreifen der Innenränder 21, 31 in die Nuten 14a, 14b nur im Hintergrund erkennbar. In der dargestellten Schnittebene weisen beide Federelemente 21 insbesondere anhand von 6 noch näher zu beschreibende Schlitze 23, 33 am jeweiligen Innenrand 21, 31 auf.
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Die Durchgangsöffnung in dem jeweiligen Federelement, die durch den jeweiligen Innenrand 21, 31 – ohne Berücksichtigung der durch die Schlitze 23, 33, resultierenden Aussparungen – bestimmt wird, weist einen größeren Durchmesser auf als die zugehörige Nut in ihrem Nutboden, in die das jeweilige Federelement eingreift. Andererseits ist der Durchmesser der durch den Innenumfangsrand 21, 31 beschriebenen Durchgangsöffnung in dem jeweiligen Federelement kleiner als der Durchmesser der jeweiligen von der jeweiligen Nut gebildeten Stufe 13a, 13b außerhalb der jeweiligen Nut. Dadurch wird das jeweilige Federelement 20, 30 innerhalb der jeweiligen Nut 14a, 14b festgehalten.
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Das erste Federelement 20 weist zu seiner Außenkante 22 hin gerichtet eine Kröpfung 25 auf, die eine sickenartige Krümmung bildet, wobei das Sickendach zu der Hitzeschildlage 2 hin gerichtet ist. Das zweite Federelement 30 ist in gleicher Weise, jedoch entgegengesetzt zum ersten Federelement im Bereich seiner Außenkante 32 ebenfalls abgekröpft mit einer Kröpfung 35, die eine entgegengesetzte Krümmung aufweist. Zwischen den beiden Federelementen 20 und 30 bilden sich folglich im Bereich der Kröpfungen 25 und 35 Auflagebereiche 26 und 36, in denen die Federelemente 20 und 30 auf der Hitzeschildlage 2 aufliegen und diese zwischen sich einschließen. Dabei sind flache Krümmungen mit großen Radien vorteilhaft, um Eingrabungen der Federelemente in die Hitzeschildlage 2 zu vermeiden oder zu verringern. Dadurch wird die Hitzeschildlage 2 an der Hülse 10, damit an der Schraube 4 und damit an dem Bauteil 5 festgelegt.
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Die Hitzeschildlage 2 weist einen Durchmesser ihrer Durchgangsöffnung 3 auf, der größer ist, als der Durchmesser des benachbarten Bereiches der Hülse 10. Dadurch ist die Hitzeschildlage 2 in der Lagenebene der Hitzeschildlage 2 beweglich. Weiterhin können Längenänderungen der Hitzeschildlage 2 beim Erwärmen ausgeglichen werden.
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Das erste Federelement 20 weist radial gerichtete Schlitze 23 längs seines Innenrandes 21 auf, die in der Schnittansicht der 2 als nicht schraffierte Bereiche im Hintergrund dargestellt sind. Diese werden in 6 weiter erläutert.
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Auch das zweite Federelement 30 weist an seinem Innenrand 31 radial gerichtete Schlitze 33 auf, die in 1 im Schnitt als nicht schraffierte Bereiche dargestellt sind. Genauere Angaben werden hierzu in 6 gegeben.
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2 zeigt ein weiteres Hitzeschild 1 mit einer weiteren erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung. Dabei sind sämtliche Bauteile gleich oder ähnlich ausgestaltet wie in 1 dargestellt.
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Im Unterschied zu 1 ist nunmehr das erste Federelement 20 zweilagig ausgebildet. Es weist zwei parallel verlaufende Lagen 20a und 20b auf, die unmittelbar aufeinander angeordnet sind. Jede dieser Lagen ist im Wesentlichen in gleicher Weise ausgebildet wie die Lage des ersten Federelementes 20 in 1.
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In Anpassung an die erhöhte Dicke des ersten Federelementes 20 mit seinen beiden Lagen 20a und 20b ist die Nut 14a nunmehr breiter ausgestaltet.
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Während in 1 das erste Federelement 20 und das zweite Federelement 30 jeweils auf einander gegenüberliegenden Seiten, d.h. z.B. in punktsymmetrischer Weise, geschlitzt sind, zeigt 2 nunmehr ein erstes Federelement 20 mit Lagen 20a, 20b und ein zweites Federelement 30, die nicht gegenüberliegend geschlitzt sind, sondern lediglich im Schnitt in 2 auf der rechten Seite Schlitze 23a, 23b bzw. 33 aufweisen.
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3 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Hitzeschild 1 mit einer erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung. Die Abschirmvorrichtung ist dabei im Wesentlichen in gleicher Weise wie in 2 ausgestaltet. Im Unterschied zu 2 ist jedoch die einzige Lage des zweiten Federelementes 30 nicht derart abgekröpft, dass die Nut 14b gleich weit wie die Nut 14a von demjenigen Bereich der Hülse 10 beabstandet ist, in dem diese von der Lage 2 des Hitzeschildes 1 umgeben wird.
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Vielmehr ist das zweite Federelement 30 weitgehend flach ohne Kröpfung ausgestaltet. Zur Bildung des Auflagebereiches 36 weist die Lage des zweiten Federelementes 30 jedoch umlaufend längs des Außenrandes 32 des zweiten Federelementes 30 eine Sicke 35 auf, deren Sickendach zum ersten Federelement 20 und damit auch zur Lage 2 des Hitzeschildes 1 hin gerichtet ist.
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Weiterhin weist das Federelement 30 symmetrisch angeordnete Schlitze 33 an seinem Innenrand 31 auf.
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4 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Hitzeschild 1 mit einer weiteren erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung.
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Diese ist im Wesentlichen in gleicher Weise ausgebildet wie die Abschirmvorrichtung in 1. Im Unterschied zur Abschirmvorrichtung in 1 weist das erste Federelement 20 jedoch an seinem Innenumfangsrand 21 einen radial verlaufenden Schlitz 23 auf, dem kein entsprechender radial verlaufender Schlitz auf der gegenüberliegenden Seite des Innenumfangsrandes 21 zugeordnet ist.
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Für alle Darstellungen in den 1 bis 6 ist wesentlich, dass durch die Schnittdarstellung diese Darstellung keine Aussage darüber macht, ob außerhalb des Schnittes weitere Schlitze am Innenrand 21 oder am Außenrand 22 des ersten Federelementes 20 oder am Innenrand 31 oder Außenrand 32 des zweiten Federelementes 30 angeordnet sind.
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Das zweite Federelement 30 weist im selben Schnitt einen Schlitz 34 auf, der am Außenrand 32 des zweiten Federelementes 30 angeordnet ist und radial verläuft. Auch diesem Schlitz 34 ist in derselben Schnittebene auf der gegenüber- liegenden Seite des zweiten Federelementes 30 kein weiterer Schlitz zugeordnet. Auch hier zeigt diese Darstellung, wie auch die Darstellung in den anderen 1 bis 3 und 5 bis 6 nicht, ob weitere Schlitze längs des Innenrandes 31 oder des Außenrandes 32 vorhanden sind.
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Weiterhin unterscheidet sich die Abschirmvorrichtung in 4 von der Abschirmvorrichtung in 1 dadurch, dass das erste Federelement und das zweite Federelement eine zweite Kröpfung 28 bzw. 38 aufweisen, die entgegengesetzt zu der jeweiligen Kröpfung 25 bzw. 35 gerichtet ist und innenseitig zu der Kröpfung 25 bzw. 35 um den Innenrand 21 bzw. 31 verläuft. Dadurch bilden das erste Federelement 20 und das zweite Federelement 30 längs ihres Innenrandes 21 bzw. 31 Bereiche aus, die parallel zu einander verlaufen und in die jeweilige Nut 14a bzw. 14b eingreifen.
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5 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Hitzeschild 1 mit einer erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung.
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Diese Abschirmvorrichtung ist im Wesentlichen in gleicher Weise wie in der 1 ausgestaltet. Im Unterschied zu 1 weist das erste Federelement 20 jedoch an seinem Innenumfangsrand 21 befindlich einen radial sich erstreckenden Innenschlitz 23 auf, dem auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Federelementes 20 kein entsprechender Schlitz zugeordnet ist. Auch das zweite Federelement weist einen radial sich erstreckenden Schlitz 33 längs seines Innenumfangsrandes 31 auf, dem auf der gegenüberliegenden Seite des zweiten Federelementes 30 kein weiterer Schlitz zugeordnet ist.
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Weiterhin unterscheidet sich die Abschirmvorrichtung in 5 von derjenigen in 1 dadurch, dass die Nuten 14a und 14b ersetzt sind durch Stufen 13a und 13b, die den radial nach außen gerichteten Wandungen der Nuten 14a und 14b entsprechen. Die in axialer Richtung nach innen gerichtete zweite Wandung der Nuten 14a und 14b entfällt, so dass sich insgesamt eine einzige Nut 14 ergibt. Die Gestaltung des Bereiches der Hülse 10 zwischen den Stufen 13a und 13b ist jedoch beliebig und lediglich im vorliegenden Fall als glatter Nutboden ausgestaltet.
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Das erste Federelement 20 stützt sich nunmehr an der ersten Stufe 13a und das zweite Federelement an der zweiten Stufe 13b ab.
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Sämtliche Hitzeschilde sind in den 1 bis 5 als nur eine Lage dargestellt, sie können jedoch selbstverständlich mehrere Lagen umfassen.
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6 zeigt in einer Aufsicht verschiedene Ausgestaltungen von Federelementen, sowohl von ersten Federelementen 20, als auch von zweiten Federelementen 30. In 6 sind durchgängig die Bezugszeichen für das erste Federelement 20 verwendet. Das zweite Federelement kann jedoch jeweils seinerseits gleich ausgestaltet sein oder auch eine ganz andere Form, beispielsweise eine der anderen Ausgestaltungen in 6, aufweisen.
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In 6A ist ein Federelement 20 mit einem Außenrand 22 und einem Innenrand 21 dargestellt. Der Innenrand 21 umläuft eine Durchgangsöffnung 27. Ausgehend von der Durchgangsöffnung 27 erstrecken sich drei längs des Umfangsrandes 21 gleich weit beabstandete, radial verlaufende Schlitze 23a, 23b und 23c.
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Bei diesem Federelement 20 weist der Außenrand 22 keine Schlitze auf. Die Schlitze längs des Innenrandes 21 ermöglichen es, das Federelement nachträglich über den Außenrand der Hülse 10 zu ziehen und so in dem zwischen den Stufen 13a und 13b liegenden Bereich zu bringen.
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6B zeigt ein weiteres Federelement 20. Im Unterschied zu 6A ist eine größere Anzahl (hier: 12) an Schlitzen 23 angeordnet. Die Schlitze sind nunmehr lediglich teilweise mit Bezugszeichen versehen, um die Übersichtlichkeit der Darstellung zu verbessern.
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6C zeigt in gleicher Weise wie in 6B ein Federelement 20. Nunmehr sind längs des Innenrandes 21 sechs gleichweit voneinander beabstandete Schlitze 23 vorgesehen. Längs des Außenrandes 22 sind ebenfalls sechs Schlitze 24 vorgesehen, die radial nach innen verlaufen und sich jeweils in den Zwischenbereich zwischen zwei benachbarten Schlitzen 23 erstrecken, so dass die Schlitze 23 und 24 kammartig ineinander greifen. Die Schlitze 24 erhöhen die Flexibilität des Außenrandes des Federelementes 20, verringern dessen Gewicht und erhöhen weiter auch die Flexibilität des Innenrandes 21, die benötigt wird, um das Federelement 20 auf die Hülse zu streifen.
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6D zeigt ein Federelement 20, das ähnlich demjenigen in 6C ausgebildet ist. Allerdings sind die Schlitze 23 und 24 kürzer, so dass sie nicht mehr kammartig ineinander greifen.
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Im Hinblick auf einen möglichst reduzierten Öldurchgang von der Oberseite zur Unterseite der Abschirmvorrichtung oder umgekehrt kann insbesondere die Kombination eines Federelements gemäß der 6D, ggf. auch ohne Schlitze 24, das für sich genommen eine wirksame Barriere darstellt, mit einem Federelement gemäß der 6B oder 6C vorteilhaft sein, da die letztgenannten ihrerseits eine große Flexibilität und Elastizität bieten.
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7 zeigt beispielhaft und rein schematisch eine Hülse 10 mit Außenrand 11 und Innenrand 12, Nuten 14a, 14b und Stufen 13a und 13b. Diese Figur dient lediglich der Erläuterung der Bemaßung der Hülse.
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Dabei wird mit A der Außenumfang der Hülse 10 benachbart zu den Stufen 13a, 13b bezeichnet. Mit B wird der Durchmesser der Hülse 10 längs ihrer Innenoberfläche 12 bezeichnet. Mit C wird der Innendurchmesser bezeichnet, der durch die Nutböden der Nuten 14a, 14b aufgespannt wird. Mit E wird der Abstand der beiden Stufen 13a und 13b voneinander bezeichnet, mit F wird die Breite des Steges zwischen der jeweiligen Stufe 13a bzw. 13b und dem jeweiligen ihr benachbarten axialen Ende der Hülse 10 bezeichnet. D ist optional und bezeichnet in einer Hülse 10 mit zwei Nuten 14a, 14b den Abstand der beiden einander zugewandten Stufen.
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Die Werte für die Größen A bis E sind stark von der gewählten Schraubengröße und der effektiven Dicke des Hitzeschildes abhängig. Der Durchmesser der gewählten Schraubengröße wird nachfolgend mit x, die effektive Dicke des Hitzeschildes im unmittelbar an die Durchgangsöffnung 3 angrenzenden Bereich mit y bezeichnet. Die effektive Dicke ist dabei nur bei Hitzeschilden, die nur unstrukturierte Blechlagen umfassen und in der unmittelbaren Umgebung der Durchgangsöffnung 3 keine Luftschichten einschließen, die Summe der Dicken der Hitzeschildlagen. Weist mindestens eine der Lagen des Hitzeschilds eine Strukturierung, wie etwa eine Noppalierung, in dem Bereich auf, der die Durchgangsöffnung 3 um die Breite von 1,5 mal dem Radius der Durchgangsöffnung 3 bzw. im Falle einer langlochförmigen Öffnung um die Breite von 1,5 mal dem kürzesten Abstandsmaß der langlochförmigen Öffnung umgibt, auf, so wird nicht nur die reine Materialdicke aufsummiert, sondern die Dicke, die sich aus Materialdicke und Strukturierung ergibt. Bei Hitzeschilden mit eingeschlossenen Luftschichten im oben definierten Umfangsbereich um die Durchgangsöffnung 3 entspricht die effektive Dicke des Hitzeschildes dem Abstand der Aussenoberfläche der auf der ersten Aussenseite des Hitzeschildes von der Aussenoberfläche auf der zeite Aussenseite des Hitzeschildes, ggf. unter Berücksichtigung der vorgenannten Strukturierungen.
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Als Werte für die Größen A bis F ergeben sich die folgenden vorteilhaften Bereiche:
x + 1,0 mm ≤ A ≤ x + 7,0 mm
x + 0,2 mm ≤ B ≤ x + 0,6 mm
C ≥ A – B + 0,4 mm
3·y ≤ E ≤ 10·y
0,1 mm ≤ F ≤ 1,0 mm
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Falls zwei Nuten 14a, 14b vorhanden sind: y + 1,5 mm ≤ D ≤ y + 6mm
