EP3617469A1 - Sintered metal blanket - Google Patents

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EP3617469A1
EP3617469A1 EP18191155.3A EP18191155A EP3617469A1 EP 3617469 A1 EP3617469 A1 EP 3617469A1 EP 18191155 A EP18191155 A EP 18191155A EP 3617469 A1 EP3617469 A1 EP 3617469A1
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EP
European Patent Office
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insulation
sinterable
layer
layers
component
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18191155.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jonas Boettcher
Matthias Kroll
Michael Knoll
Christian Eck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isolite GmbH
Original Assignee
Isolite GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Isolite GmbH filed Critical Isolite GmbH
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Priority to PCT/EP2019/070773 priority patent/WO2020043422A1/en
Publication of EP3617469A1 publication Critical patent/EP3617469A1/en
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    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4235Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels
    • F02F1/4257Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels with an intake liner

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an insulation component, hereinafter also called a powder blanket, of an insulation system, in particular a sintered insulation component called a sintered metal blanket, and an insulation component for a funnel of a catalytic converter or a particle filter of an exhaust gas system.
  • the specific heat capacity c also called specific heat, results from the normalization of the heat capacity C to the mass of the substance.
  • thermal conduction also called heat diffusion
  • heat radiation is understood to mean a heat flow due to a temperature difference.
  • thermodynamics the direction of flow is always directed from the higher to the lower temperature. Ideally, no thermal energy is lost.
  • heat radiation electromagnetic radiation is emitted from a solid, fluids or plasmas.
  • the emitted radiation power P is proportional to the fourth power of the radiating body, ie P ⁇ T 4 (Stefan-Boltzmann law).
  • heat radiation is the only way to transfer heat energy.
  • Convection or heat transfer is another mechanism for heat transfer.
  • Convection is caused by a current that carries particles.
  • a flowing fluid can absorb or dissipate heat from a surface.
  • Temperature differences can be a cause of the transporting flow.
  • the particle transport is brought about by external influences, for example a blower or a pump.
  • free convection the particle transport is caused by a temperature gradient within the medium.
  • a first example is air gap insulation without convection.
  • air gap insulation without convection there is a self-contained insulation system in which essentially still air is used as the insulation material.
  • An advantage of this type of insulation is the low specific heat capacity of the air. This means that only a small amount of heat can be absorbed by the system. This fact means that with heat-saturated insulation material, i.e. heat-saturated air, most of the heat energy is retained in the system to be insulated. Furthermore, due to the low thermal conductivity of the air, the heat loss through heat conduction is kept very small.
  • a disadvantage of this method is the heat radiation that can affect the surrounding components. Furthermore, only a very small temperature difference beyond the insulation zone is possible.
  • the surface temperature of the insulation system that is, the air is only insignificantly lower than the application temperature, that is to say the temperature of the system to be insulated, for example the exhaust gas component.
  • the application temperature that is to say the temperature of the system to be insulated, for example the exhaust gas component.
  • it can be said about air gap insulation without convection that it offers very good energy conservation in the system to be insulated but does not guarantee adequate protection for surrounding components due to the high surface temperatures.
  • the environment is hardly protected from acoustic emissions.
  • a third example of insulation systems are those in which the insulation material / insulation material is a filler between the system to be insulated and the metal outer shell.
  • these are mostly glass fibers, for example silicate fibers or ceramic fibers, which are applied directly to systems to be insulated. This is currently one of the most used methods in the automotive sector.
  • This isolation method offers the interim solution to the the first two.
  • the advantages are the low surface temperatures with limited installation space and good acoustic absorption through the fiber material.
  • energy conservation in the system to be isolated it is an interim solution. There is no noticeable convection, which is why it is more suitable for energy conservation than heat shield insulation.
  • this system offers a much larger amount of heat to be absorbed than air gap insulation without convection, which in this case means reduced energy conservation.
  • Another disadvantage with regard to energy conservation is the lack of radiation reflection, due to the direct application which only allows heat conduction.
  • this insulation system is the middle ground between the first two systems and is therefore one of the most frequently used methods.
  • silicate fibers, ECR glass fibers or E-glass fibers are used as fillers.
  • Mineral wool or glass wool can also be used.
  • Ceramic fibers are an alternative, but they do not comply with the reach regulation.
  • Regulation (EC) No. 1907/2006 (REACH regulation) is an EU chemicals regulation that entered into force on June 1, 2007.
  • REACH stands for Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals, i.e. for the registration, evaluation, approval and restriction of chemicals. This makes the use of materials that do not comply with this regulation considerably more difficult. If these materials are used anyway, special requirements are placed on the tightness of the system so that these materials can be blown out of the system.
  • Integral liners or layers are often used for the types of insulation. Their advantages are a low surface temperature, a small space requirement, and a sufficiently good acoustic absorption. However, their disadvantages are that these materials absorb heat in the light-off area.
  • the light-off area or light-off area begins at the temperature at which heat is released by catalytic reactions. Put simply, the light-off temperature denotes the beginning of the temperature range at which catalysts reach the temperature necessary for their efficient function.
  • This object is achieved by a method for producing an insulation component of an insulation system.
  • a powder is mentioned, the process should be understood to mean a powder or powder as a very fine, ground solid in contrast to a granulate which has a particle diameter of more than 1 mm.
  • Granules are rather difficult to use because granules as coarse bulk have too large gaps, and accordingly the density is too small and the contact surfaces are too small to produce a stable green body that is used for this technology.
  • the positioning in step c) can also be seen as an alignment of the insulation material and the sinterable material.
  • the insulation material for example an insulation layer
  • this can be a homogeneous insulation layer made of insulation material and a homogeneous layer made of sinterable material, for example a metal layer.
  • a core made of insulation material is surrounded by sinterable material.
  • the insulation material can be enclosed, that is enclosed, by the sinterable material.
  • step d By pressing in step d), the particles of the sinterable material are pressed closer together. This will fill the gaps between the powder particles of the sinterable material smaller. At the same time, the contact areas of the particles with one another or with one another increase. The pressing thus leads to a cold deformation of the particles of the green compact, in particular before the sintering process.
  • the sinterable material is then melted on these contact surfaces and the crystal structure is regenerated during the cooling process.
  • the sintering achieves a stable, solid jacket geometry that surrounds the core made of insulation material.
  • the insulation component obtained in this way, a sintered metal blanket or insulation blanket has a high temperature resistance and also a high degree of tightness, so that even materials which do not comply with the reach regulation can be used as insulation materials.
  • Other properties include a better thermal conductivity and a possible higher application temperature.
  • the sinterable material may comprise a metallic material or a ceramic material, wherein the metallic material may comprise one or more different, mixed metallic materials; and the insulation material may comprise one or more different mixed insulation materials.
  • additives such as copper, nickel, graphite or lubricants can be added to the mixture of sinterable materials.
  • copper, nickel, graphite or lubricants can be added to the mixture of sinterable materials.
  • zinc powder or zinc powder and fatty acid amide can be used as a lubricant for compacting the powder.
  • the positioning can include that a layer of sinterable material surrounds a layer of insulation material.
  • the layer of metal powder and / or the layer of insulation powder can be homogeneous.
  • a homogeneous layer means an even layer. This is desirable in order to obtain a good result and a uniformly thick layer with the help of or during pressing. This is again desirable in order to design the system appropriately. If, for example, the sintered layer, in particular the sintered metal layer, is thinner at one point, this can lead to problems in operation, for example breakage / leakage / fiber exit. Is the insulation layer in the core not homogeneous or even in terms of thickness and / or density, the insulation effect is accordingly not uniform over the entire surface and so-called hot spots can occur.
  • the pressing in step d) can be carried out at pressures of 4000-10000 bar.
  • the insulation material in a further step c1), can be pre-pressed to form an insulation molding which forms the core of the insulation material, and then in step c) the sinterable material can be positioned with respect to the insulation molding.
  • Other methods can also be used to position the insulation material as a homogeneous filling layer / insulation core in relation to the sinterable material, that is to say the surrounding material.
  • step d) of the method the material which can be sintered with respect to the insulating compact can be pressed with the insulating compact.
  • the insulation compact previously obtained in the first pressing process is used for pressing sinterable material and insulation material.
  • the insulation molding comprises the insulation material.
  • step d) of the method the sinterable material positioned in relation to the insulation material can be pressed directly with the insulation material.
  • This step is an alternative in which the insulation compact mentioned above is not used. In other words, no pre-pressing is carried out, but the pressing, step d) is carried out directly. This can simplify the pressing process.
  • the insulation material can comprise an insulation powder or an insulation mat, and a powder layer for insulation powder can be used for positioning the insulation powder in step c).
  • a powder layer can be used to introduce, ie position, the insulation material in the form of an insulation powder with respect to the sinterable material.
  • the powder layer represents one possibility of realizing a "sandwich structure" made of sinterable material, for example metal powder, and insulation material, for example insulation powder.
  • a printhead can be moved in the x and y directions and thus can be used to provide a surface with a powder image. The z direction is shown by moving the construction table or in this case the powder bed downwards.
  • the insulation material is present as an insulation mat, ie not in powder form, the powder layer can also be used to position the powdery sinterable material.
  • An insulation mat should be understood as a mat-shaped layer made of insulation material.
  • a calibration pressing process of the insulation component can be carried out after the sintering.
  • a calibration pressing process can compensate for material distortion that can arise from the temperatures occurring during the sintering process.
  • the metallic materials can include one or more materials selected from: iron, alloy steel, copper, nickel, and graphite can be used as the filler. However, other metallic materials can also be selected.
  • the insulation materials can be one or more materials selected from: aluminum silicate wool; polycrystalline wool; AES fiber, silicate fiber, and microporous insulation include.
  • the invention further comprises an insulation component produced by the method described above.
  • an internal insulation for example comprising a portliner or a push-in sleeve
  • the inner insulation in particular the portliner or the push-in sleeve, comprising one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component as described above.
  • a funnel of a catalyst or a particle filter is further provided, the funnel comprising one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component as described above.
  • a jacket is provided for an inlet and / or outlet funnel of a catalytic converter or a particle filter, the jacket comprising one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component as described above.
  • the jacket of a catalyst in the area of the catalyst body i.e. without an inlet or outlet funnel, is often already covered by a bearing mat, i.e. a ceramic fiber insulates.
  • a bearing mat i.e. a ceramic fiber insulates.
  • This ceramic fiber bearing mat can often also be used for the insulation of the inlet and outlet funnels, as this could otherwise result in considerable heat losses. Since the material is not Reach-compliant and is classified as harmful to health, blowing out the fiber must be avoided under all circumstances. This usually happens with expensive wire mesh seals, which are introduced at the joints of the catalyst jacket and funnel, as well as the funnel and exhaust pipe.
  • the insulation component described here offers the possibility of tightly enclosing the harmful ceramic fiber material, which is due to the temperatures during the completion process, i.e. during welding or soldering, in a system. This eliminates the need for additional sealing measures.
  • the Fig. 2 shows a schematic view of an insulation component, ie a sintered metal blanket, with the reference number 1 according to the present invention.
  • Fig. 2 shows an upper part 5, an insulation area 3 and a lower part 6.
  • an insulation area 3 In the sectional view in Fig. 2 encloses an upper part 5 and a lower part 6 an insulation area 3.
  • Upper part 5 and lower part 6 are made of sintered material, while insulation area 3 corresponds to an insulation material.
  • the upper part 5 and the corresponding lower part 6 can be positioned in relation to the insulation region 3, that is to say a core made of insulation material, then pressed into a green body and finally sintered to form the insulation component 1 shown.
  • the funnel can comprise one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component or insulation system, as described below.
  • the funnel can also be a funnel of a particle filter, even if only the term catalyst is mentioned below. The requirements for the funnel insulation are practically the same for catalytic converters or particle filters.
  • the Fig. 3 shows an insulation system with a sintered metal blanket 1 according to Fig. 2
  • Fig. 3 shows similar to in Fig. 2 the upper part 5, the insulation region 3 and the lower part 6.
  • a catalytic converter 7 for example an exhaust gas catalytic converter.
  • the sintered metal blanket 1 can thus be plugged onto the existing catalyst 7 at its inlet or outlet funnel 7.1 and thereby fulfill a jacket-like insulation function. It is also possible to replace the entire input or output funnel 7.1 with the sintered metal blanket 1 (not shown).
  • the sintered metal blanket can be mapped in fewer work steps with larger quantities, that is to say automatable.
  • these include, among other things, 1. the mixing of the powdery sinterable material, in particular a metal powder, 2. the positioning or laying of the sinterable material on the one hand and / or the positioning or laying of the insulation material on the other hand, wherein laying the insulation material can be considered if the insulation material is in powder form.
  • the insulation material can be pre-pressed. This is followed by a pressing step, ie cold forming, and finally the sintering takes place, which can optionally be followed by a calibration step.
  • the invention relates to a system in the production of which sinterable material, for example metal powder, is pressed together with insulation material, for example insulation material, to form a green body and is finally further processed in the sintering process to form a solid shell geometry.
  • sinterable material for example metal powder
  • insulation material for example insulation material
  • the sintered metal blanket can have advantages wherever only polycrystalline high-temperature insulation materials come into question due to the operating temperature or processing temperatures. These are in a non-exhaustive list: the manufacture of metal and insulation component in one work step, the production of an insulation system if possible, the processing of materials that do not comply with the reach regulation, in particular due to the good sealing properties of the sintered metal blanket, and the execution as a load-bearing system in the sense of use instead of conventional thick sheet metal cladding in exhaust gas aftertreatment. Temperatures of more than 1000 ° C are possible, especially when manufacturing the system.
  • components subject to high thermal loads are, for example, internal insulation such as port liners or inlet bushes / insertion sleeves for cylinder heads, which in extreme cases can experience temperatures of greater than 1000 ° C. when a vehicle is being operated, for example in sports cars.
  • the Figures 4.1 and 4.2 represent a further example of an insulation component for an application in the context of internal insulation, here a portliner. It is therefore a (short) insulation sleeve for the insulation of an (for example) upper end of a cylinder head.
  • the Fig. 4.1 schematically such an insulation sleeve 110.
  • a cylinder 100 is insulated in a conventional manner with a three-layer insulation consisting of an inner liner 110, which lies directly on the cylinder, an insulating material 104, which rests on the inner liner 110 and an outer liner 106, which rests on the insulating material 104 rests.
  • Typically, only polycrystalline insulation materials are suitable for the insulation material 104.
  • the tightness of the insulation system must be guaranteed. The tightness must be guaranteed here.
  • a modified portliner 10 is shown in contrast to Fig. 4.1.
  • the insulation component according to the present invention is used as an example in the cylinder wall. That is, the cylinder wall of the portliner 10 comprises a cladding layer 15 and an insulation layer 13.
  • the cladding layer 15 is a sintered metal powder sleeve which encloses the insulation layer 13.
  • the insulation component is made from the cladding layer 15 and the insulation layer 13 in accordance with the method described above.
  • Fig. 5.1 schematically shows a conventional catalytic converter 121 in an arrangement 120 with conventional funnel elements 124, the direction of the exhaust gas flow being indicated by an arrow P1 as an example.
  • At least the welds S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, and S9 are necessary for fastening the conventional funnel elements 124 to the catalytic converter 121.
  • four welds are required to close the funnel elements 124, since these typically contain non-reach-compliant insulation materials and blowing out of the insulation material, for example fibers, must be avoided at all costs.
  • Optional seals 122 are also shown.
  • FIG. 5.2 A corresponding catalyst 131 is shown in an arrangement 130, in which the funnel elements are not attached.
  • the direction of the exhaust gas flow is exemplified by an arrow P2.
  • This catalyst can be made from catalyst 121 Fig. 5.1 correspond.
  • This catalyst 131 typically consists of a bearing mat and a wire mesh seal.
  • Fig. 5.3 shows an arrangement 40 in which a catalytic converter 41 can be seen, which uses insulation components as funnel elements 42 in the sense of the powder blanket according to the present invention.
  • the direction of the exhaust gas flow is indicated, for example, by an arrow P3.
  • the funnel element 42 comprises a cladding layer 45 and an insulation layer 43.
  • the cladding layer 45 is a sintered metal powder sleeve which encloses the insulation layer 43.
  • the insulation component that is to say the respective funnel element 42, is produced from the jacket layer 45 and the insulation layer 43 in accordance with the method described above.
  • the (possibly) non-reach-compliant insulation layer material of the insulation layer 43 is completely enclosed, which in any case prevents this material from being blown out.
  • welds S1 ', S2', S3 'and S4' that is to say the fastening points between the catalytic converter 41 and the funnel element 42 to be fitted in a wing-like manner, that is to say the insulation components, to a minimum of four welds S1 ', S2 ', S3' and S4 'are reduced, which therefore also represents a significant machining advantage.
  • Fig. 6 shows a section through a DOHC cylinder head 50.
  • a portliner 51 or an insert sleeve 53 can usually be used here become.
  • the portliner 51 or the insertion sleeve 53 can be insulation components in the sense of the present invention, cf.
  • Figures 4.1 and 4.2 such as Figures 5.1, 5.2 and 5.3 ,

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Isolationskomponente eines Isolationssystems, umfassend: a) Bereitstellen eines pulverförmigen sinterbaren Materials; b) Bereitstellen eines Isolationsmaterials; c) Positionieren des sinterbaren Materials in Bezug auf das Isolationsmaterial derart, dass ein Kern aus Isolationsmaterial von einer Schicht aus sinterbarem Material umgeben ist; d) Verpressen des zueinander positionierten sinterbaren Materials und des Isolationsmaterials zu einem Grünling; e) Sintern des Grünlings zu einer Isolationskomponente.A method of manufacturing an insulation component of an insulation system, comprising: a) providing a powdery sinterable material; b) providing an insulation material; c) positioning the sinterable material with respect to the insulation material such that a core of insulation material is surrounded by a layer of sinterable material; d) pressing the sinterable material and the insulation material positioned relative to one another to form a green compact; e) sintering the green compact to form an insulation component.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Isolationskomponente, nachfolgend auch Powder-Blanket genannt, eines Isolationssystems, insbesondere eine gesinterte Isolationskomponente genannt Sintermetall-Blanket, sowie eine mit diesem Verfahren hergestellte Isolationskomponente für einen Trichter eines Katalysators oder eines Partikelfilters eines Abgassystems.The invention relates to a method for producing an insulation component, hereinafter also called a powder blanket, of an insulation system, in particular a sintered insulation component called a sintered metal blanket, and an insulation component for a funnel of a catalytic converter or a particle filter of an exhaust gas system.

Stand der TechnikState of the art

Bevor auf Wärmedämmung näher eingegangen wird, es ist nützlich, die spezifische Wärmekapazität eines Körpers zu definieren.Before going into thermal insulation, it is useful to define the specific heat capacity of a body.

Die Wärmekapazität C eines Stoffes ist der Quotient aus der Wärme Q, die man dem Körper zuführt, und der dadurch bewirkten Temperaturerhöhung ΔT: C = Q Δ T .

Figure imgb0001
The heat capacity C of a substance is the quotient of the heat Q that is supplied to the body and the temperature increase ΔT caused thereby: C = Q Δ T ,
Figure imgb0001

Die spezifische Wärmekapazität c, auch spezifische Wärme genannt, ergibt sich aus der Normierung der Wärmekapazität C auf die Masse des Stoffes. Anders ausgedrückt ist die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes die Energie, die benötigt wird, um 1 kg dieses Stoffes um 1 K zu erwärmen: c = C m = Q m Δ T .

Figure imgb0002
The specific heat capacity c, also called specific heat, results from the normalization of the heat capacity C to the mass of the substance. In other words, the specific heat capacity of a substance is the energy required to heat 1 kg of this substance by 1 K: c = C m = Q m Δ T ,
Figure imgb0002

Die spezifische Wärmekapazität ist nur schwach temperaturabhängig. Da die spezifische Wärmekapazität c in der Regel als Materialkonstante vorliegt, schreibt man die Formel (2) häufig um als Q = c m Δ T .

Figure imgb0003
The specific heat capacity is only slightly temperature-dependent. Since the specific heat capacity c is usually available as a material constant, formula (2) is often rewritten as Q = c m Δ T ,
Figure imgb0003

Bei der Wärmedämmung, beispielsweise bei Abgassystemen von Fahrzeugen, sind grundsätzlich drei Mechanismen zu betrachten, die Wärmeleitung, die Wärmestrahlung und die Konvektion. Unter Wärmeleitung, auch Wärmediffusion genannt, wird ein Wärmefluss infolge einer Temperaturdifferenz verstanden. Die Flussrichtung ist entsprechend des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik stets von der höheren zur geringeren Temperatur gerichtet. Dabei geht idealerweise keine Wärmeenergie verloren.When it comes to thermal insulation, for example in the exhaust systems of vehicles, there are basically three mechanisms to consider: heat conduction, heat radiation and convection. Thermal conduction, also called heat diffusion, is understood to mean a heat flow due to a temperature difference. According to the second law of thermodynamics, the direction of flow is always directed from the higher to the lower temperature. Ideally, no thermal energy is lost.

Bei Wärmestrahlung wird elektromagnetische Strahlung von einem Festkörper, Fluiden oder Plasmen emittiert. Die emittierte Strahlungsleistung P ist dabei proportional zur vierten Potenz des abstrahlenden Körpers, d.h. PT 4 (Stefan-BoltzmannGesetz). Im Vakuum ist Wärmestrahlung die einzige Möglichkeit zur Übertragung von Wärmeenergie.In the case of heat radiation, electromagnetic radiation is emitted from a solid, fluids or plasmas. The emitted radiation power P is proportional to the fourth power of the radiating body, ie PT 4 (Stefan-Boltzmann law). In the vacuum, heat radiation is the only way to transfer heat energy.

Konvektion oder Wärmeübertragung ist ein weiterer Mechanismus zum Wärmetransport. Konvektion wird durch eine Strömung hervorgerufen, die Teilchen befördert. Beispielsweise kann ein strömendes Fluid Wärme von einer Oberfläche aufnehmen oder an sie abgeben. Eine Ursache für die transportierende Strömung können Temperaturschiede sein. Bei einer erzwungenen Konvektion wird der Teilchentransport durch äußere Einwirkung, zum Beispiel ein Gebläse oder eine Pumpe, hervorgerufen. Bei einer freien Konvektion, wird der Teilchentransport durch einen innerhalb des Mediums vorliegenden Temperaturgradienten hervorgerufen.Convection or heat transfer is another mechanism for heat transfer. Convection is caused by a current that carries particles. For example, a flowing fluid can absorb or dissipate heat from a surface. Temperature differences can be a cause of the transporting flow. In the case of forced convection, the particle transport is brought about by external influences, for example a blower or a pump. With free convection, the particle transport is caused by a temperature gradient within the medium.

In den zu dämmenden Systemen werden häufig Motoren mit hoher Geschwindigkeit gefahren, wodurch eine hohe Geräuschbelastung eintreten kann. Somit kommt zusätzlich zur Wärmedämmung der Aspekt der Schalldämmung hinzu.In the systems to be insulated, motors are often driven at high speed, which can result in high noise levels. Thus, in addition to thermal insulation, the aspect of sound insulation is added.

Beispielhaft werden nachfolgend drei bekannten Arten der Dämmung / Isolierung aus der Praxis beschrieben.Three known types of insulation / insulation from practice are described below as examples.

1. Luftspaltisolierung1. Air gap insulation

Ein erstes Beispiel ist die Luftspaltisolierung ohne Konvektion. Bei der Luftspaltisolierung ohne Konvektion liegt ein in sich abgeschlossenes Dämmsystem vor, in dem im Wesentlichen ruhende Luft als Dämmmaterial verwendet wird. Ein Vorteil dieser Art der Isolierung ist die geringe spezifische Wärmekapazität der Luft. Somit kann vom System nur eine geringe Wärmemenge aufgenommen werden kann. Durch diesen Umstand bleibt bei wärmegesättigtem Dämmmaterial, also wärmegesättigter Luft, die Wärmeenergie zum größten Teil dem zu isolierenden System erhalten. Weiterhin wird aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit der Luft der Wärmeverlust durch Wärmeleitung sehr klein gehalten. Ein Nachteil dieser Methode ist hier die Wärmestrahlung, die auf die umliegenden Bauteile einwirken kann. Ferner ist nur eine sehr kleine Temperaturdifferenz über die Dämmzone hinaus möglich. Das bedeutet, die Oberflächentemperatur des Dämmsystems, also der Luft, liegt nur unwesentlich geringer als die Anwendungstemperatur, also die Temperatur des zu isolierenden Systems, beispielsweise der Abgaskomponente. Zusammenfassend lässt sich über die Luftspaltisolierung ohne Konvektion sagen, dass sie einen sehr guten Energieerhalt im zu isolierenden System bietet aber für umliegende Bauteile keinen ausreichenden Schutz durch aufgrund der hohen Oberflächentemperaturen garantiert. Ebenso wird die Umwelt kaum vor akustischen Emissionen geschützt.A first example is air gap insulation without convection. In the case of air gap insulation without convection, there is a self-contained insulation system in which essentially still air is used as the insulation material. An advantage of this type of insulation is the low specific heat capacity of the air. This means that only a small amount of heat can be absorbed by the system. This fact means that with heat-saturated insulation material, i.e. heat-saturated air, most of the heat energy is retained in the system to be insulated. Furthermore, due to the low thermal conductivity of the air, the heat loss through heat conduction is kept very small. A disadvantage of this method is the heat radiation that can affect the surrounding components. Furthermore, only a very small temperature difference beyond the insulation zone is possible. That means the surface temperature of the insulation system, that is, the air is only insignificantly lower than the application temperature, that is to say the temperature of the system to be insulated, for example the exhaust gas component. In summary, it can be said about air gap insulation without convection that it offers very good energy conservation in the system to be insulated but does not guarantee adequate protection for surrounding components due to the high surface temperatures. Likewise, the environment is hardly protected from acoustic emissions.

2. Luftspaltisolierung mit Konvektion und Hitzeschild2. Air gap insulation with convection and heat shield

Ein weiteres Beispiel ist die Luftspaltisolierung mit Konvektion und Hitzeschild. Bei der Luftspaltisolierung mit Konvektion und Hitzeschild, klassisch häufig nur als Hitzeschild bezeichnet, liegt ein Dämmsystem vor, welches nicht in sich abgeschlossen ist. Es bietet erweiterte Einflussnahme der Umwelt. Bei dieser Art der Isolierung wird vor dem zu isolierenden Bauteil eine Art Schutzschild auf Abstand angebracht welches die Wärmestrahlung vor umliegenden Bauteilen abfangen soll, um diese zu schützen. Hier zeigen sich oben unter 1. beschriebenen Vor-und Nachteile in umgekehrter Position. Durch den ständigen Schichtwechsel der Luft kann die vom zu isolierenden System abgegebene Wärme immer wieder erneut aufgenommen werden, dies ist auch im Einklang mit Gleichung (3). Dies führt zu erhöhten Energieverlusten in diesem zu isolierenden System, da die aufzunehmende Wärmemenge der Isolierung, also des Luftspalts, praktisch niemals gegen Null gehen kann.Another example is the air gap insulation with convection and heat shield. In the case of air gap insulation with convection and a heat shield, which is often classically referred to only as a heat shield, there is an insulation system that is not self-contained. It offers enhanced environmental impact. With this type of insulation, a kind of protective shield is attached at a distance in front of the component to be insulated, which shields the heat radiation from surrounding components in order to protect them. The advantages and disadvantages described in 1. above are shown here in reverse position. Due to the constant change of layers in the air, the heat given off by the system to be insulated can be absorbed again and again; this is also in accordance with equation (3). This leads to increased energy losses in this system to be insulated, since the amount of heat to be absorbed by the insulation, that is to say the air gap, can practically never go to zero.

Anders als bei der Luftspaltdämmung ohne Konvektion wird durch den Umstand der ständig wechselnden Luftschichten und damit verbundener Wärmeabführung auf der Oberfläche des Dämmsystems eine bei weitem geringere Temperatur gemessen als es die Ausgangstemperatur ist. Zudem wird durch die Funktion als Schutzschild die Belastung durch Wärmestrahlung umliegender Bauteile stark reduziert. Nachteilig bei diesem System ist die geringe akustische Absorption anzusehen. Zusammenfassend lässt sich über die Luftspaltisolierung mit Konvektion sagen, dass umliegende Bauteile sehr gut vor thermischen Einflüssen geschützt werden, dies aber zu Lasten der Energieerhaltung im zu isolierenden System, sowie der Vermeidung akustischer Emissionen in die Umwelt geht.In contrast to air gap insulation without convection, the fact that the air layers are constantly changing and the associated heat dissipation on the surface of the insulation system means that the temperature is much lower than the initial temperature. In addition, the function as a protective shield greatly reduces the exposure to heat radiation from surrounding components. A disadvantage of this system is the low acoustic absorption. In summary, it can be said about the air gap insulation with convection that surrounding components are very well protected against thermal influences, but this is at the expense of energy conservation in the system to be insulated and the avoidance of acoustic emissions into the environment.

3. Isolierung mit Füllstoff3. Insulation with filler

Ein drittes Beispiel für Isoliersysteme sind solche, bei denen das Dämmmaterial / Isoliermaterial ein Füllstoff zwischen zu isolierendem System und metallischer Außenschale ist. Im Hochtemperaturbereich sind dies meist Glasfasern, beispielsweise Silikatfasern oder Keramikfasern, welche direkt auf zu isolierende Systeme appliziert werden. Dies ist auch aktuell eine der meist verwendeten Methoden im automobilen Sektor. Diese Isoliermethode bietet die Zwischenlösung zu den beiden erstgenannten. Vorteile sind die niedrigen Oberflächentemperaturen bei geringem Bauraum sowie eine gute akustische Absorption durch das Fasermaterial. In Bezug auf die Energieerhaltung im zu isolierenden System ist es eine Zwischenlösung. Es findet keine merkliche Konvektion statt, weshalb es sich zur Energieerhaltung besser eignet als die Hitzeschildisolierung. Jedoch bietet dieses System eine viel größere aufzunehmende Wärmemenge als die Luftspaltisolation ohne Konvektion, was in diesem Fall eine verminderte Energieerhaltung bedeutet. Ein weiterer Nachteil in Bezug auf die Energieerhaltung ist die fehlende Strahlungsreflexion, bedingt durch die Direktapplizierung welche ausschließlich Wärmeleitung zulässt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Isoliersystem der Mittelweg zwischen den beiden erstgenannten Systemen ist und dem entsprechend eine der häufigsten angewandten Methoden darstellt.A third example of insulation systems are those in which the insulation material / insulation material is a filler between the system to be insulated and the metal outer shell. In the high temperature range, these are mostly glass fibers, for example silicate fibers or ceramic fibers, which are applied directly to systems to be insulated. This is currently one of the most used methods in the automotive sector. This isolation method offers the interim solution to the the first two. The advantages are the low surface temperatures with limited installation space and good acoustic absorption through the fiber material. In terms of energy conservation in the system to be isolated, it is an interim solution. There is no noticeable convection, which is why it is more suitable for energy conservation than heat shield insulation. However, this system offers a much larger amount of heat to be absorbed than air gap insulation without convection, which in this case means reduced energy conservation. Another disadvantage with regard to energy conservation is the lack of radiation reflection, due to the direct application which only allows heat conduction. In summary, it can be said that this insulation system is the middle ground between the first two systems and is therefore one of the most frequently used methods.

D.h. als Füllstoffe werden im Stand der Technik beispielsweise Silikatfasern, ECR-Glasfasern, oder E-Glasfasern eingesetzt. Ferner kann auch Mineralwolle oder Glaswolle eingesetzt werden. Eine Alternative sind Keramikfasern, die jedoch nicht konform mit der Reach-Verordnung sind. Die Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH-Verordnung) ist eine EU-Chemikalienverordnung, die am 1. Juni 2007 in Kraft getreten ist. REACH steht für Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals, also für die Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von Chemikalien. Die Verwendung von Materialien, die nicht konform mit dieser Verordnung sind, ist dadurch erheblich erschwert. Werden diese Materialien dennoch verwendet, werden besondere Anforderungen an die Dichtheit des Systems gestellt, damit diese Materialien aus dem System hinaus geblasen werden können.That In the prior art, for example, silicate fibers, ECR glass fibers or E-glass fibers are used as fillers. Mineral wool or glass wool can also be used. Ceramic fibers are an alternative, but they do not comply with the reach regulation. Regulation (EC) No. 1907/2006 (REACH regulation) is an EU chemicals regulation that entered into force on June 1, 2007. REACH stands for Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals, i.e. for the registration, evaluation, approval and restriction of chemicals. This makes the use of materials that do not comply with this regulation considerably more difficult. If these materials are used anyway, special requirements are placed on the tightness of the system so that these materials can be blown out of the system.

Bei den Isolationsarten werden häufig Integralliner oder Schichten verwendet. Deren Vorteile sind eine niedrige Oberflächentemperatur, ein geringer Bauraumbedarf, und eine hinreichend gute akustische Absorption. Ihre Nachteile sind jedoch, dass diese Materialien im Light-off Bereich Wärme aufnehmen. Dabei beginnt der Light-Off Bereich oder Anspringbereich bei jener Temperatur, bei der eine Wärmefreisetzung durch katalytische Reaktionen auftritt. Vereinfacht gesagt bezeichnet die Light-off Temperatur den Beginn des Temperaturbereichs, bei dem Katalysatoren die für ihre effiziente Funktion notwendige Temperatur erlangen.Integral liners or layers are often used for the types of insulation. Their advantages are a low surface temperature, a small space requirement, and a sufficiently good acoustic absorption. However, their disadvantages are that these materials absorb heat in the light-off area. The light-off area or light-off area begins at the temperature at which heat is released by catalytic reactions. Put simply, the light-off temperature denotes the beginning of the temperature range at which catalysts reach the temperature necessary for their efficient function.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Angesichts der Nachteile im Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Dämmsystem bereitzustellen, insbesondere für Anwendungen, bei denen Betriebstemperatur oder Verarbeitungstemperaturen (bisher) nur polykristalline Hochtemperaturdämmstoffe in Frage kommen lassen, um das zu isolierende System zu isolieren und dabei die Umwelt vor Wärmebelastung und akustischer Belastung schützt.In view of the disadvantages in the prior art, it is an object of the present invention to provide an alternative insulation system, in particular for applications in which the operating temperature or processing temperatures (previously) only allow polycrystalline high-temperature insulation materials to be used in order to isolate the system to be insulated and thereby protect the environment from heat and acoustic stress.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Isolationskomponente eines Isolationssystems gelöst.This object is achieved by a method for producing an insulation component of an insulation system.

Die Erfindung stellt bereit:
Ein Verfahren zur Herstellung einer Isolationskomponente, genannt Powder-Blanket, eines Isolationssystems, umfassend:

  1. a) Bereitstellen eines pulverförmigen sinterbaren Materials;
  2. b) Bereitstellen eines Isolationsmaterials;
  3. c) Positionieren des sinterbaren Materials in Bezug auf das Isolationsmaterial derart, dass ein Kern aus Isolationsmaterial von einer Schicht aus sinterbarem Material umgeben ist;
  4. d) Verpressen des zueinander positionierten sinterbaren Materials und des Isolationsmaterials zu einem Grünling;
  5. e) Sintern des Grünlings zu einer Isolationskomponente.
The invention provides:
A method of making an insulation component, called a powder blanket, of an insulation system comprising:
  1. a) providing a powdery sinterable material;
  2. b) providing an insulation material;
  3. c) positioning the sinterable material with respect to the insulation material such that a core of insulation material is surrounded by a layer of sinterable material;
  4. d) pressing the sinterable material and the insulation material positioned relative to one another to form a green compact;
  5. e) sintering the green compact to form an insulation component.

In dem Verfahren soll, sofern von einem Pulver die Rede ist, ein Pulver oder Puder als ein sehr feiner, gemahlener Feststoff verstanden werden in Abgrenzung zu einem Granulat, welches Teilchendurchmesser von mehr als 1 mm aufweist. Ein Granulat ist eher schwierig zu verwenden, da ein Granulat als grobes Schüttgut zu große Lücken aufweist, und dementsprechend die Dichte zu klein und die Berührungsflächen zu klein sind, um einen stabilen Grünling herzustellen, welcher für diese Technologie gebraucht wird.If a powder is mentioned, the process should be understood to mean a powder or powder as a very fine, ground solid in contrast to a granulate which has a particle diameter of more than 1 mm. Granules are rather difficult to use because granules as coarse bulk have too large gaps, and accordingly the density is too small and the contact surfaces are too small to produce a stable green body that is used for this technology.

Das Positionieren in Schritt c) kann auch als ein aufeinander Ausrichten von Isolationsmaterial und sinterbarem Material gesehen werden. Dabei geht es darum, dass im Hinblick auf die herzustellende Isolationskomponente das Isolationsmaterial, beispielsweise eine Isolationsschicht, von sinterbarem Material umgeben wird. Insbesondere kann es sich dabei um eine homogene Isolationsschicht aus Isolationsmaterial und eine homogene Schicht aus sinterbarem Material, etwa einer Metallschicht, handeln. Somit ergibt es sich, dass ein Kern aus Isolationsmaterial von sinterbarem Material umgeben wird. Dadurch kann das Isolationsmaterial vom sinterbaren Material umschlossen, also eingeschlossen werden.The positioning in step c) can also be seen as an alignment of the insulation material and the sinterable material. The point is that with regard to the insulation component to be produced, the insulation material, for example an insulation layer, is surrounded by sinterable material. In particular, this can be a homogeneous insulation layer made of insulation material and a homogeneous layer made of sinterable material, for example a metal layer. The result is that a core made of insulation material is surrounded by sinterable material. As a result, the insulation material can be enclosed, that is enclosed, by the sinterable material.

Durch das Verpressen in Schritt d) drücken sich die Partikel des sinterbaren Materials näher aneinander. Dadurch werden die Lücken zwischen den Pulverteilchen des sinterbaren Materials kleiner. Gleichzeitig werden die Kontaktflächen der Teilchen jeweils untereinander bzw. zueinander größer. Damit führt das Verpressen zu einer Kaltverformung der Partikel des Grünlings, insbesondere vor dem Sinterprozess.By pressing in step d), the particles of the sinterable material are pressed closer together. This will fill the gaps between the powder particles of the sinterable material smaller. At the same time, the contact areas of the particles with one another or with one another increase. The pressing thus leads to a cold deformation of the particles of the green compact, in particular before the sintering process.

Beim anschließenden Sintern wird dann das sinterbare Material an diesen Kontaktflächen aufgeschmolzen und es kommt beim Abkühlvorgang zu einer Neubildung der Kristallstruktur. Durch das Sintern wird eine stabile, festen Mantelgeometrie erreicht, die den Kern aus Isolationsmaterial umgibt. Die so erhaltene Isolationskomponente, ein Sintermetall-Blanket oder Isolationsblanket, besitzt eine hohe Temperaturfestigkeit und ebenso eine hohe Dichtheit, so dass sogar Materialien, die nicht mit der Reach-Verordnung konform sind, als Isolationsmaterialien verwendet werden können. Weitere Eigenschafen sind vor allem eine bessere Wärmeleitfähigkeit und eine mögliche höhere Anwendungstemperatur.During the subsequent sintering, the sinterable material is then melted on these contact surfaces and the crystal structure is regenerated during the cooling process. The sintering achieves a stable, solid jacket geometry that surrounds the core made of insulation material. The insulation component obtained in this way, a sintered metal blanket or insulation blanket, has a high temperature resistance and also a high degree of tightness, so that even materials which do not comply with the reach regulation can be used as insulation materials. Other properties include a better thermal conductivity and a possible higher application temperature.

In dem Verfahren kann, das sinterbare Material ein metallisches Material oder ein Keramikmaterial umfassen, wobei das metallische Material ein oder mehrere verschiedene, gemischte metallische Materialien umfassen kann; und das Isolationsmaterial ein oder mehrere verschiedene, gemischte Isolationsmaterialien umfassen kann.In the method, the sinterable material may comprise a metallic material or a ceramic material, wherein the metallic material may comprise one or more different, mixed metallic materials; and the insulation material may comprise one or more different mixed insulation materials.

Es versteht sich, dass der Mischung der sinterbaren Materialien weitere Zusatzstoffe wie etwa Kupfer, Nickel, Graphit, oder Schmiermittel zugesetzt werden können. Beispielsweise können Zinkpuder oder Zinkpulver sowie Fettsäureamid als Schmiermittel zum Verdichten des Pulvers verwendet werden.It goes without saying that further additives such as copper, nickel, graphite or lubricants can be added to the mixture of sinterable materials. For example, zinc powder or zinc powder and fatty acid amide can be used as a lubricant for compacting the powder.

In dem Verfahren kann das Positionieren umfassen, dass eine Schicht aus sinterbarem Material eine Schicht aus Isolationsmaterial umgibt.In the method, the positioning can include that a layer of sinterable material surrounds a layer of insulation material.

Im Fall von Pulvern können insbesondere die Schicht aus Metallpulver und/oder die Schicht aus Isolationspulver homogen sein.In the case of powders, in particular the layer of metal powder and / or the layer of insulation powder can be homogeneous.

Hier bedeutet eine homogene Schicht eine gleichmäßige Schicht. Diese ist wünschenswert, um mit Hilfe des oder beim Verpressen ein gutes Ergebnis und eine gleichmäßig dicke Schicht zu erhalten. Dies ist wiederum wünschenswert, um das System passend auszulegen. Ist beispielsweise die gesinterte Schicht, insbesondere die gesinterte Metallschicht, an einer Stelle dünner, kann das zu Problemen im Betrieb führen, als Beispiele seien Bruch/ Undichtigkeit/Faseraustritt genannt. Ist die Isolationsschicht im Kern nicht homogen oder gleichmäßig in Bezug auf Dicke und/oder Dichte, ist dementsprechend auch die Isolationswirkung nicht über die ganze Fläche gleichmäßig und es kann zu sogenannten HotSpots kommen.Here a homogeneous layer means an even layer. This is desirable in order to obtain a good result and a uniformly thick layer with the help of or during pressing. This is again desirable in order to design the system appropriately. If, for example, the sintered layer, in particular the sintered metal layer, is thinner at one point, this can lead to problems in operation, for example breakage / leakage / fiber exit. Is the insulation layer in the core not homogeneous or even in terms of thickness and / or density, the insulation effect is accordingly not uniform over the entire surface and so-called hot spots can occur.

In dem Verfahren kann das Verpressen in Schritt d) bei Drücken von 4000-10000 bar durchgeführt werden.In the method, the pressing in step d) can be carried out at pressures of 4000-10000 bar.

In dem Verfahren kann vor dem Schritt c) in einem weiteren Schritt c1) das Isolationsmaterial zu einem Isolationspressling vorverpresst werden, welcher den Kern aus dem Isolationsmaterial bildet, und dann im Schritt c) das sinterbare Material in Bezug auf den Isolationspressling positioniert werden.In the method, prior to step c), in a further step c1), the insulation material can be pre-pressed to form an insulation molding which forms the core of the insulation material, and then in step c) the sinterable material can be positioned with respect to the insulation molding.

Hierbei handelt es sich um einen ersten Pressvorgang, der dazu dient, dass Isolationsmaterial zu einem Stück, einem Pressling, zu pressen, um dieses besser handhabbar zu machen, insbesondere im Hinblick auf den nachfolgenden Positionierschritt. Dabei ist der Isolationspressling von dem Grünling, Schritt d), zu unterscheiden. Es können auch andere Verfahren verwendet werden, um das Isolationsmaterial als homogene Füllschicht/Isolationskern in Bezug auf das sinterbare Material, also das umgebende Material, zu positionieren.This is a first pressing process that serves to press the insulation material into one piece, a compact, in order to make it easier to handle, in particular with regard to the subsequent positioning step. A distinction is made between the insulation compact and the green compact, step d). Other methods can also be used to position the insulation material as a homogeneous filling layer / insulation core in relation to the sinterable material, that is to say the surrounding material.

In dem Verfahren kann im Schritt d) das in Bezug auf den Isolationspressling sinterbare Material mit dem Isolationspressling verpresst werden.In step d) of the method, the material which can be sintered with respect to the insulating compact can be pressed with the insulating compact.

Für diesem Fall wird der vorher im ersten Pressvorgang erhaltene Isolationspressling für das Verpressen von sinterbarem Material und Isolationsmaterial verwendet. Der Isolationspressling umfasst dazu das Isolationsmaterial.In this case, the insulation compact previously obtained in the first pressing process is used for pressing sinterable material and insulation material. For this purpose, the insulation molding comprises the insulation material.

In dem Verfahren kann im Schritt d) das in Bezug auf das Isolationsmaterial positionierte sinterbare Material direkt mit dem Isolationsmaterial verpresst werden.In step d) of the method, the sinterable material positioned in relation to the insulation material can be pressed directly with the insulation material.

Dieser Schritt stellt eine Alternative dar, in dem der oben benannte Isolationspressling nicht verwendet wird. Mit anderen Wort, es wird kein Vorverpressen durchgeführt, sondern das Verpressen, Schritt d) wird direkt durchgeführt. Dadurch kann der Pressvorgang vereinfacht werden.This step is an alternative in which the insulation compact mentioned above is not used. In other words, no pre-pressing is carried out, but the pressing, step d) is carried out directly. This can simplify the pressing process.

In dem Verfahren kann das Isolationsmaterial ein Isolationspulver oder eine Isolationsmatte umfassen, und für das Positionieren des Isolationspulvers kann im Schritt c) ein Pulverleger für Isolationspulver verwendet werden.In the method, the insulation material can comprise an insulation powder or an insulation mat, and a powder layer for insulation powder can be used for positioning the insulation powder in step c).

Im Hinblick auf die Vereinfachung des Pressvorgangs kann ein Pulverleger zum Einbringen, also Positionieren des Isolationsmaterials in Form eines Isolationspulvers gegenüber dem sinterbaren Material verwendet werden. Der Pulverleger stellt eine Möglichkeit dar, einen "Sandwichaufbau" aus sinterbarem Material, etwa Metallpulver, und Isolationsmaterial, etwa Isolationspulver, zu realisieren. Dabei kann auf gewisse Ähnlichkeiten mit einem industriellen 3D-Drucker hingewiesen werden. Ein Druckkopf kann hier in x und y Richtung verfahren werden und so eine Fläche beliebig mit einem Pulverbild versehen. Die z Richtung wird abgebildet indem der Bautisch bzw. in diesem Fall das Pulverbett nach unten verfahren wird. Zusätzlich oder alternativ, sofern das Isolationsmaterial etwa als Isolationsmatte, also nicht pulverförmig vorliegt, kann der Pulverleger auch zum Positionieren des pulverförmigen sinterbaren Materials verwendet werden. Dabei soll eine Isolationsmatte als eine mattenförmige Lage aus Isolationsmaterial verstanden werden.In order to simplify the pressing process, a powder layer can be used to introduce, ie position, the insulation material in the form of an insulation powder with respect to the sinterable material. The powder layer represents one possibility of realizing a "sandwich structure" made of sinterable material, for example metal powder, and insulation material, for example insulation powder. Certain similarities with an industrial 3D printer can be pointed out. A printhead can be moved in the x and y directions and thus can be used to provide a surface with a powder image. The z direction is shown by moving the construction table or in this case the powder bed downwards. Additionally or alternatively, if the insulation material is present as an insulation mat, ie not in powder form, the powder layer can also be used to position the powdery sinterable material. An insulation mat should be understood as a mat-shaped layer made of insulation material.

In dem Verfahren kann nach dem Sintern ein Kalibrierpressvorgang der Isolationskomponente durchgeführt werden.In the method, a calibration pressing process of the insulation component can be carried out after the sintering.

Durch einen Kalibrierpressvorgang können Materialverzug, der durch die beim Sinterprozess auftretenden Temperaturen entstehen kann, wieder ausgeglichen werden.A calibration pressing process can compensate for material distortion that can arise from the temperatures occurring during the sintering process.

In dem Verfahren können die metallischen Materialien ein oder mehrere Materialien ausgewählt aus: Eisen, legierten Stahl, Kupfer, Nickel umfassen, und es kann Graphit als Füllmaterial verwendet werden. Es können aber auch andere metallische Materialen ausgewählt werden.In the process, the metallic materials can include one or more materials selected from: iron, alloy steel, copper, nickel, and graphite can be used as the filler. However, other metallic materials can also be selected.

In dem Verfahren können die Isolationsmaterialien ein oder mehrere Materialien ausgewählt aus: Aluminiumsilikatwolle; polykristalline Wolle; AES-Faser, Silikatfaser, und mikroporöser Dämmstoff umfassen.In the method, the insulation materials can be one or more materials selected from: aluminum silicate wool; polycrystalline wool; AES fiber, silicate fiber, and microporous insulation include.

Die Erfindung umfasst ferner eine Isolationskomponente hergestellt nach dem oben beschriebenen Verfahren.The invention further comprises an insulation component produced by the method described above.

Ferner wird eine innenliegende Isolierung, beispielsweise umfassend einen Portliner oder eine Einschubhülse, für einen Zylinderkopf bereitgestellt, wobei die innenliegende Isolierung, insbesondere der Portliner oder die Einschubhülse, eine oder mehreren Lagen umfasst, wobei wenigstens eine der Lagen eine Isolationskomponente wie oben beschrieben umfasst.Furthermore, an internal insulation, for example comprising a portliner or a push-in sleeve, is provided for a cylinder head, the inner insulation, in particular the portliner or the push-in sleeve, comprising one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component as described above.

Ferner wird ein Trichter eines Katalysators oder eines Partikelfilters bereitgestellt, wobei der Trichter eine oder mehreren Lagen umfasst, wobei wenigstens eine der Lagen eine Isolationskomponente wie oben beschrieben umfasst.A funnel of a catalyst or a particle filter is further provided, the funnel comprising one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component as described above.

Ferner wird ein Mantel für einen Ein- und/oder Ausgangstrichter eines Katalysators oder eines Partikelfilters bereitgestellt, wobei der Mantel eine oder mehreren Lagen umfasst, wobei wenigstens eine der Lagen eine Isolationskomponente wie oben beschrieben umfasst.Furthermore, a jacket is provided for an inlet and / or outlet funnel of a catalytic converter or a particle filter, the jacket comprising one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component as described above.

Der Mantel eines Katalysators im Bereich des Katalysatorkörpers, also ohne Ein- oder Ausgangstrichter ist häufig bereits durch eine Lagermatte, d.h. eine Keramikfaser isoliert. Ähnliches gilt für einen Partikelfilter. Diese Lagermatte aus Keramikfaser kann häufig auch für die Isolation von Ein- und Ausgangstrichter verwendet werden, da es hier sonst zu erheblichen Wärmeverlusten kommen könnte. Da das Material nicht Reach-konform ist und als gesundheitsschädlich eingestuft ist, muss ein Ausblasen der Faser unter allen Umständen vermieden werden. Dies geschieht meist mit teuren Drahtgewebedichtungen, welche an den Fügestellen von Katalysatormantel und Trichter, sowie Trichter und Abgasrohr eingebracht werden. Die hier beschriebene Isolationskomponente bietet die Möglichkeit, das gesundheitsschädliche Keramikfasermaterial, welches aufgrund der Temperaturen beim Komplettierungsprozess, also beim Schweißen oder Löten, alternativlos ist, dicht in einem System einzuschließen. So kann auf zusätzliche Dichtungsmaßnahmen verzichtet werden.The jacket of a catalyst in the area of the catalyst body, i.e. without an inlet or outlet funnel, is often already covered by a bearing mat, i.e. a ceramic fiber insulates. The same applies to a particle filter. This ceramic fiber bearing mat can often also be used for the insulation of the inlet and outlet funnels, as this could otherwise result in considerable heat losses. Since the material is not Reach-compliant and is classified as harmful to health, blowing out the fiber must be avoided under all circumstances. This usually happens with expensive wire mesh seals, which are introduced at the joints of the catalyst jacket and funnel, as well as the funnel and exhaust pipe. The insulation component described here offers the possibility of tightly enclosing the harmful ceramic fiber material, which is due to the temperatures during the completion process, i.e. during welding or soldering, in a system. This eliminates the need for additional sealing measures.

Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht lediglich als illustrativ und nicht als einschränkend anzusehen und verschiedene Kombinationen der angeführten Merkmale sind in der Erfindung eingeschlossen.In the following, embodiments of the invention are described with reference to the drawings. The described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive, and various combinations of the listed features are included in the invention.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Fig. 1Fig. 1
Schematische Ansicht eines Isolationssystems im Stand der TechnikSchematic view of an insulation system in the prior art
Fig. 2Fig. 2
Schematische Ansicht eines Sintermetall-Blankets.Schematic view of a sintered metal blanket.
Fig. 3Fig. 3
Schematische Ansicht eines Isolationssystems mit einem Sintermetall-Blanket gemäß Fig. 2.Schematic view of an insulation system with a sintered metal blanket according to Fig. 2 ,
Fig. 4.1Fig. 4.1
Schematische Ansicht eines Portliners im Stand der Technik.Schematic view of a portliner in the prior art.
Fig. 4.2Fig. 4.2
Schematische Ansicht eines Portliners mit einer Lage aus Sintermetall-Blanket.Schematic view of a portliner with a layer of sintered metal blanket.
Fig. 5.1Fig. 5.1
Schematische Ansicht eines Katalysators mit herkömmlichen Trichter.Schematic view of a catalyst with conventional funnel.
Fig. 5.2Fig. 5.2
Schematische Ansicht eines Katalysators ohne Trichter.Schematic view of a catalyst without a funnel.
Fig. 5.3Fig. 5.3
Schematische Ansicht eines Katalysators mit Sintermetall-Blanket als Trichter.Schematic view of a catalyst with sintered metal blanket as a funnel.
Fig. 6Fig. 6
Schnittansicht eines Zylinderkopfes mit Anwendung einer Einschubhülse bzw. eines Portliners gemäß der vorliegenden Erfindung.Sectional view of a cylinder head using an insertion sleeve or a portliner according to the present invention.
Detaillierte BeschreibungDetailed description

Fig. 1 zeigt eine Isolationskomponente 100 im Stand der Technik. Die Isolationskomponente 100 zeigt einen dreischichtigen Aufbau. In dem Auf sind zwei geprägten Edelstahlbleche oder Edelstahlschalen 101 und 105 gezeigt. Dazwischen ist eine Faserschale oder Dämmmatte 103 gezeigt. Für die Verarbeitung bedeute dies mindestens zwei Werkzeuge für die Edelstahlschalen 101 und 103, sowie ein weiteres Werkzeug für die Faserschale oder Dämmmatte 103. Diese werden dann typischerweise in mehreren Schritten miteinander verbaut. Die Schritte umfassen beispielsweise:

  1. 1. Prägen der Oberschale 101,
  2. 2. Prägen Unterschale 105,
  3. 3. Beschnitt der Oberschale 101
  4. 4. Beschnitt der Unterschale 105
  5. 5. Herstellung der Faserschale 103
  6. 6. Komplettierung des Systems
  7. 7. Verschluss des Systems durch Schweißen oder Falzen.
Fig. 1 shows an isolation component 100 in the prior art. The insulation component 100 has a three-layer structure. In the up two embossed stainless steel sheets or stainless steel trays 101 and 105 are shown. A fiber shell or insulation mat 103 is shown in between. For processing, this means at least two tools for the stainless steel shells 101 and 103, as well as a further tool for the fiber shell or insulating mat 103. These are then typically installed together in several steps. The steps include, for example:
  1. 1. embossing the upper shell 101,
  2. 2. Emboss lower shell 105,
  3. 3. Trimming the upper shell 101
  4. 4. Trimming the lower shell 105
  5. 5. Production of the fiber shell 103
  6. 6. Completion of the system
  7. 7. Closure of the system by welding or folding.

Die Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Isolationskomponente, also eines Sintermetall-Blankets, mit dem Bezugszeichen 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt ein Oberteil 5, einen Isolationsbereich 3 und ein Unterteil 6. In der Schnittansicht in Fig. 2 umschließt ein Oberteil 5 und ein Unterteil 6 einen Isolationsbereich 3. Dabei sind Oberteil 5 und Unterteil 6 aus gesintertem Material, während Isolationsbereich 3 einem Isolationsmaterial entspricht. In einem Herstellungsverfahren können das Oberteil 5 und das entsprechende Unterteil 6 in Bezug auf den Isolationsbereich 3, also einen Kern aus Isolationsmaterial, positioniert werden, danach zu einem Grünling verpresst werden und schließlich zu der abgebildeten Isolationskomponente 1 gesintert werden.The Fig. 2 shows a schematic view of an insulation component, ie a sintered metal blanket, with the reference number 1 according to the present invention. Fig. 2 shows an upper part 5, an insulation area 3 and a lower part 6. In the sectional view in Fig. 2 encloses an upper part 5 and a lower part 6 an insulation area 3. Upper part 5 and lower part 6 are made of sintered material, while insulation area 3 corresponds to an insulation material. In one Manufacturing processes, the upper part 5 and the corresponding lower part 6 can be positioned in relation to the insulation region 3, that is to say a core made of insulation material, then pressed into a green body and finally sintered to form the insulation component 1 shown.

Im Folgenden wird ein Trichter, d.h. ein Eingangs- oder Ausgangstrichter, eines Katalysators beschrieben. Dabei kann der Trichter eine oder mehreren Lagen umfassen, wobei wenigstens eine der Lagen eine Isolationskomponente bzw. Isolationssystem umfasst, wie im Folgenden beschrieben. Im Hinblick auf die Isolierungsaspekte kann es sich bei dem Trichter ebenso um einen Trichter eines Partikelfilters handeln, auch wenn nachfolgend nur der Begriff Katalysator genannt wird. Die Anforderungen an die Isolation des Trichters sind für Katalysator bzw. Partikelfilter praktisch gleich.In the following a funnel, i.e. an input or output funnel, a catalyst described. The funnel can comprise one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component or insulation system, as described below. With regard to the insulation aspects, the funnel can also be a funnel of a particle filter, even if only the term catalyst is mentioned below. The requirements for the funnel insulation are practically the same for catalytic converters or particle filters.

Die Fig. 3 zeigt ein Isolationssystem mit einem Sintermetall-Blanket 1 gemäß Fig. 2. Fig. 3 zeigt ähnlich wie in Fig. 2 das Oberteil 5, den Isolationsbereich 3 und den Unterteil 6. Diese sind auf einen Eingangs- / oder Ausgangstrichter 7.1 eines Katalysators 7, beispielsweise ein Abgaskatalysator, aufgesteckt. Hier kann also das Sintermetall-Blanket 1 auf den bestehenden Katalysator 7 an dessen Eingangs- / oder Ausgangstrichter 7.1 aufgesteckt werden und dadurch eine mantelartige Isolierfunktion ausfüllen. Es ist ebenso möglich, den gesamten Eingangs- / oder Ausgangstrichter 7.1 durch das Sintermetall-Blanket 1 zu ersetzen (nicht gezeigt).The Fig. 3 shows an insulation system with a sintered metal blanket 1 according to Fig. 2 , Fig. 3 shows similar to in Fig. 2 the upper part 5, the insulation region 3 and the lower part 6. These are plugged onto an inlet or outlet funnel 7.1 of a catalytic converter 7, for example an exhaust gas catalytic converter. Here, the sintered metal blanket 1 can thus be plugged onto the existing catalyst 7 at its inlet or outlet funnel 7.1 and thereby fulfill a jacket-like insulation function. It is also possible to replace the entire input or output funnel 7.1 with the sintered metal blanket 1 (not shown).

Im Unterschied zu der in Fig. 2 gezeigten Struktur kann das Sintermetall-Blanket in weniger Arbeitsschritten mit größeren Stückzahlen, d.h. automatisierbar, abgebildet werden. Dazu gehören u.a. 1. das Mischen des pulverförmigen sinterbaren Materials, insbesondere eines Metallpulvers, 2. das Positionieren oder Legen des sinterbaren Materials einerseits und/oder das Positionieren oder Legen des Isolationsmaterials andererseits, wobei ein Legen des Isolationsmaterials in Betracht kommen kann, wenn das Isolationsmaterial pulverförmig vorliegt. Dabei kann das Isolationsmaterial vorverpresst werden. Dem schließt sich eine Verpressschritt, d.h. Kaltverformung an, schließlich erfolgt das Sintern welches ggf. von einem Kalibrierschritt gefolgt werden kann.Unlike the one in Fig. 2 structure shown, the sintered metal blanket can be mapped in fewer work steps with larger quantities, that is to say automatable. These include, among other things, 1. the mixing of the powdery sinterable material, in particular a metal powder, 2. the positioning or laying of the sinterable material on the one hand and / or the positioning or laying of the insulation material on the other hand, wherein laying the insulation material can be considered if the insulation material is in powder form. The insulation material can be pre-pressed. This is followed by a pressing step, ie cold forming, and finally the sintering takes place, which can optionally be followed by a calibration step.

Die Erfindung betrifft ein System bei dessen Herstellung sinterbares Material, etwa Metallpulver, zusammen mit Isolationsmaterial, etwa Dämmmaterial, zu einem Grünling verpresst und schließlich im Sinterverfahren zu einer festen Mantelgeometrie weiterverarbeitet wird.The invention relates to a system in the production of which sinterable material, for example metal powder, is pressed together with insulation material, for example insulation material, to form a green body and is finally further processed in the sintering process to form a solid shell geometry.

Das Sintermetall-Blanket kann überall dort Vorteile in der Anwendung haben, wo aufgrund von Betriebstemperatur oder Verarbeitungstemperaturen nur polykristalline Hochtemperaturdämmstoffe in Frage kommen. Dies sind in einer nicht abschließenden Liste: die Herstellung von Metall- und Isolationskomponente in einem Arbeitsschritt, die Herstellung eines möglichst Isolationssystems, die Verarbeitung von Materialien, die nicht konform zur Reach-Verordnung sind, insbesondere aufgrund der guten Dichtheitseigenschaften des Sintermetall-Blankets, und die Ausführung als tragendes System im Sinne einer Verwendung anstatt von herkömmlicher Dickblechverkleidungen in der Abgasnachbehandlung. Dabei sind speziell bei der Herstellung des Systems Temperaturen von mehr als 1000° C möglich.The sintered metal blanket can have advantages wherever only polycrystalline high-temperature insulation materials come into question due to the operating temperature or processing temperatures. These are in a non-exhaustive list: the manufacture of metal and insulation component in one work step, the production of an insulation system if possible, the processing of materials that do not comply with the reach regulation, in particular due to the good sealing properties of the sintered metal blanket, and the execution as a load-bearing system in the sense of use instead of conventional thick sheet metal cladding in exhaust gas aftertreatment. Temperatures of more than 1000 ° C are possible, especially when manufacturing the system.

Beispiele für thermisch stark belastete Bauteile sind zum Beispiel innenliegende Isolierungen wie etwa Portliner oder Einlassbuchsen / Einschubhülsen für Zylinderköpfe, welche im Betrieb eines Fahrzeugs, etwa bei Sportwagen, im Extremfall Temperaturen von größer als 1000°C erfahren können.Examples of components subject to high thermal loads are, for example, internal insulation such as port liners or inlet bushes / insertion sleeves for cylinder heads, which in extreme cases can experience temperatures of greater than 1000 ° C. when a vehicle is being operated, for example in sports cars.

Die Figuren 4.1 und 4.2 stellen ein weiteres Beispiel für eine Isolationskomponente bei einer Anwendung im Rahmen einer innenliegenden Isolierung, hier eines Portliners dar. Es handelt sich also um eine (kurze) Isolationshülse für die Isolierung eines (beispielsweise) oberen Endes eines Zylinderkopfes. Hierzu zeigt die Fig. 4.1 schematisch eine derartige Isolationshülse 110. Hierbei ist ein Zylinder 100 auf herkömmliche Weise isoliert mit einer dreilagigen Isolierung aus einem Innenliner 110, welcher direkt auf dem Zylinder aufliegt, einem Dämmstoff 104, welcher auf dem Innenliner 110 aufliegt und einem Außenliner 106, welcher auf dem Dämmstoff 104 aufliegt. Typischerweise kommen für den Dämmstoff 104 nur polykristalline Dämmstoffe in Frage. Dabei muss die Dichtheit des Isolationssystems gewährleistet sein. Hier muss die Dichtheit gewährleistet sein.The Figures 4.1 and 4.2 represent a further example of an insulation component for an application in the context of internal insulation, here a portliner. It is therefore a (short) insulation sleeve for the insulation of an (for example) upper end of a cylinder head. The Fig. 4.1 schematically such an insulation sleeve 110. Here, a cylinder 100 is insulated in a conventional manner with a three-layer insulation consisting of an inner liner 110, which lies directly on the cylinder, an insulating material 104, which rests on the inner liner 110 and an outer liner 106, which rests on the insulating material 104 rests. Typically, only polycrystalline insulation materials are suitable for the insulation material 104. The tightness of the insulation system must be guaranteed. The tightness must be guaranteed here.

Im Gegensatz zur Fig. 4.1 ist in Fig. 4.2 ein veränderter Portliner 10 dargestellt. Hier wird beispielhaft die Isolationskomponente gemäß der vorliegenden Erfindung in der Zylinderwand verwendet. D.h. die Zylinderwand des Portliners 10 umfasst eine Mantelschicht 15 und einen Dämmstoffschicht 13. Dabei handelt es sich bei der Mantelschicht 15 um eine gesinterte Metallpulverhülse, welche die Dämmstoffschicht 13 umschließt. Dabei ist die Isolationskomponente aus Mantelschicht 15 und Dämmstoffschicht 13 entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt.In contrast to Fig. 4.1 is in Fig. 4.2 a modified portliner 10 is shown. Here, the insulation component according to the present invention is used as an example in the cylinder wall. That is, the cylinder wall of the portliner 10 comprises a cladding layer 15 and an insulation layer 13. The cladding layer 15 is a sintered metal powder sleeve which encloses the insulation layer 13. In this case, the insulation component is made from the cladding layer 15 and the insulation layer 13 in accordance with the method described above.

Ein weiteres Beispiel für Bauteile, die während der Herstellung sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind z.B. Katalysatoren oder deren Ein- und Auslasstrichter. Hier muss typischerweise im Stand der Technik aufgrund der keramischen Lagermatten Dickblech verlötet oder verschweißt werden, was bei ca. 1100°C geschieht. Aufgrund dieser sehr hohen Temperatur scheidet herkömmliche Silikatfaser als Isolationsmaterial, d.h. als Dämmmaterial im Mantel der Komponente aus, da diese nur bis etwa 1000°C beständig sind. Eine aufwändige Isolation in einem nachgelagerten Arbeitsschritt ist dann notwendig. Hier kann das Sintermetall-Blanket ebenfalls vorteilhaft eingesetzt werden.Another example of components that are exposed to very high temperatures during manufacture, such as catalysts or their inlet and outlet funnels. In the prior art, thick sheet metal typically has to be soldered or welded due to the ceramic bearing mats, which takes place at approximately 1100 ° C. Due to this very high temperature, conventional silicate fiber separates as an insulation material, ie as an insulation material in the jacket of the component because these are only stable up to about 1000 ° C. A complex isolation in a subsequent work step is then necessary. The sintered metal blanket can also be used advantageously here.

Fig. 5.1 zeigt schematisch einen herkömmlichen Katalysator 121 in einer Anordnung 120 mit herkömmlichen Trichterelementen 124, wobei die Richtung des Abgasstroms beispielhaft durch einen Pfeil P1 angedeutet ist. Für das Befestigen der herkömmlichen Trichterelemente 124 an dem Katalysator 121 sind wenigstens die Schweißungen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, und S9 notwendig. Dabei ist zu beachten, dass jeweils vier Schweißungen zum Schließen der Trichterelemente 124 benötigt werden, da diese typischerweise nicht Reach-konforme Dämmmaterialien enthalten und ein Ausblasen des Dämmmaterials, etwa Fasern, unbedingt zu vermeiden ist. Ferner sind optionale Dichtungen 122 gezeigt. Fig. 5.1 schematically shows a conventional catalytic converter 121 in an arrangement 120 with conventional funnel elements 124, the direction of the exhaust gas flow being indicated by an arrow P1 as an example. At least the welds S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, and S9 are necessary for fastening the conventional funnel elements 124 to the catalytic converter 121. It should be noted that four welds are required to close the funnel elements 124, since these typically contain non-reach-compliant insulation materials and blowing out of the insulation material, for example fibers, must be avoided at all costs. Optional seals 122 are also shown.

In Fig. 5.2 ist ein entsprechender Katalysator 131 in einer Anordnung 130 gezeigt, bei dem die Trichterelemente nicht angebracht sind. Die Richtung des Abgasstroms beispielhaft durch einen Pfeil P2 angedeutet. Dieser Katalysator kann dem Katalysator 121 aus Fig. 5.1 entsprechen. Dieser Katalysator 131 besteht typischerweise aus einer Lagermatte und einer Drahtgewebedichtung.In Fig. 5.2 A corresponding catalyst 131 is shown in an arrangement 130, in which the funnel elements are not attached. The direction of the exhaust gas flow is exemplified by an arrow P2. This catalyst can be made from catalyst 121 Fig. 5.1 correspond. This catalyst 131 typically consists of a bearing mat and a wire mesh seal.

Fig. 5.3 zeigt eine Anordnung 40, in der ein Katalysator 41 zu sehen ist, der als Trichterelemente 42 Isolationskomponenten im Sinne des Powder-Blanketts gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Richtung des Abgasstroms beispielhaft durch einen Pfeil P3 angedeutet. Die Trichterelement 42 umfassen eine Mantelschicht 45 und einen Dämmstoffschicht 43. Dabei handelt es sich bei der Mantelschicht 45 um eine gesinterte Metallpulverhülse, welche die Dämmstoffschicht 43 umschließt. Dabei ist die Isolationskomponente, also das jeweilige Trichterelement 42, aus Mantelschicht 45 und Dämmstoffschicht 43 entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Somit wird zu einen das (möglicherweise) nicht Reach-konforme Dämmstoffschichtmaterial der Dämmstoffschicht 43 vollständig umschlossen, wodurch jedenfalls Ausblasen dieses Materials verhindert werden kann. Ferner kann die Zahl der Schweißungen, die in dieser Figur als S1', S2', S3' und S4' bezeichnet sind, also der Befestigungspunkte zwischen Katalysator 41 und den flügelartig anzubringenden Trichterelement 42, also den Isolationskomponenten, auf minimal vier Schweißungen S1', S2', S3' und S4' reduziert werden, was somit auch einen deutlichen Bearbeitungsvorteil darstellt. Fig. 5.3 shows an arrangement 40 in which a catalytic converter 41 can be seen, which uses insulation components as funnel elements 42 in the sense of the powder blanket according to the present invention. The direction of the exhaust gas flow is indicated, for example, by an arrow P3. The funnel element 42 comprises a cladding layer 45 and an insulation layer 43. The cladding layer 45 is a sintered metal powder sleeve which encloses the insulation layer 43. The insulation component, that is to say the respective funnel element 42, is produced from the jacket layer 45 and the insulation layer 43 in accordance with the method described above. On the one hand, the (possibly) non-reach-compliant insulation layer material of the insulation layer 43 is completely enclosed, which in any case prevents this material from being blown out. Furthermore, the number of welds, which are denoted in this figure as S1 ', S2', S3 'and S4', that is to say the fastening points between the catalytic converter 41 and the funnel element 42 to be fitted in a wing-like manner, that is to say the insulation components, to a minimum of four welds S1 ', S2 ', S3' and S4 'are reduced, which therefore also represents a significant machining advantage.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch einen DOHC- Zylinderkopf 50. Obwohl hier in einer Figur gezeichnet, können hier üblicherweise entweder ein Portliner 51 oder eine Einschubhülse 53 eingesetzt werden. Dabei können der Portliner 51 bzw. die Einschubhülse 53 Isolationskomponenten im Sinne der vorliegenden Erfindung sein, vgl. Figuren 4.1 und 4.2, sowie Figuren 5.1, 5.2 und 5.3. Fig. 6 shows a section through a DOHC cylinder head 50. Although shown here in a figure, either a portliner 51 or an insert sleeve 53 can usually be used here become. The portliner 51 or the insertion sleeve 53 can be insulation components in the sense of the present invention, cf. Figures 4.1 and 4.2 , such as Figures 5.1, 5.2 and 5.3 ,

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung einer Isolationskomponente eines Isolationssystems, umfassend: a) Bereitstellen eines pulverförmigen sinterbaren Materials; b) Bereitstellen eines Isolationsmaterials; c) Positionieren des sinterbaren Materials in Bezug auf das Isolationsmaterial derart, dass ein Kern aus Isolationsmaterial von einer Schicht aus sinterbarem Material umgeben ist; d) Verpressen des zueinander positionierten sinterbaren Materials und des Isolationsmaterials zu einem Grünling; e) Sintern des Grünlings zu einer Isolationskomponente. A method of manufacturing an isolation component of an isolation system, comprising: a) providing a powdery sinterable material; b) providing an insulation material; c) positioning the sinterable material with respect to the insulation material such that a core of insulation material is surrounded by a layer of sinterable material; d) pressing the sinterable material and the insulation material positioned relative to one another to form a green compact; e) sintering the green compact to form an insulation component. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei sinterbare Material ein metallisches Material oder ein Keramikmaterial umfasst, wobei das metallische Material ein oder mehrere verschiedene, gemischte metallische Materialien umfasst; und wobei das Isolationsmaterial ein oder mehrere verschiedene, gemischte Isolationsmaterialien umfasst.The method of claim 1, wherein sinterable material comprises a metallic material or a ceramic material, the metallic material comprising one or more different mixed metallic materials; and wherein the insulation material comprises one or more different, mixed insulation materials. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Positionieren umfasst, dass eine Schicht aus sinterbarem Material eine Schicht aus Isolationsmaterial umgibt.The method of claim 1 or 2, wherein the positioning comprises that a layer of sinterable material surrounds a layer of insulation material. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 3, wobei das Verpressen in Schritt d) bei Drücken von 4000-10000 bar durchgeführt wirdMethod according to one of claims 1-3, wherein the pressing in step d) is carried out at pressures of 4000-10000 bar Verfahren gemäß Anspruch 1 -4, wobei vor dem Schritt c) in einem Schritt c1) das Isolationsmaterial zu einem Isolationspressling vorverpresst wird, welcher den Kern aus dem Isolationsmaterial bildet, und dann im Schritt c) das sinterbare Material in Bezug auf den Isolationspressling positioniert wird.The method according to claims 1-4, wherein before step c) in step c1) the insulation material is pre-pressed to form an insulation molding which forms the core of the insulation material, and then in step c) the sinterable material is positioned with respect to the insulation molding . Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei im Schritt d) das in Bezug auf den Isolationspressling sinterbare Material mit dem Isolationspressling verpresst wird.A method according to claim 5, wherein in step d) the material which can be sintered with respect to the insulating compact is pressed with the insulating compact. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei im Schritt d) das in Bezug auf das Isolationsmaterial positionierte sinterbare Material direkt mit dem Isolationsmaterial verpresst wird.Method according to one of claims 1 to 4, wherein in step d) the sinterable material positioned in relation to the insulation material is pressed directly with the insulation material. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Isolationsmaterial ein Isolationspulver oder eine Isolationsmatte umfasst, und wobei für das Positionieren des Isolationspulvers ein Pulverleger für Isolationspulver verwendet wird.The method according to claim 7, wherein the insulation material comprises an insulation powder or an insulation mat, and wherein a powder layer for insulation powder is used for the positioning of the insulation powder. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 8, wobei nach dem Sintern ein Kalibrierpressvorgang der Isolationskomponente durchgeführt wird.Method according to one of claims 1-8, wherein after the sintering, a calibration pressing process of the insulation component is carried out. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 9, wobei die metallischen Materialien ein oder mehrere Materialien ausgewählt aus: Eisen, legierten Stahl, Kupfer, Nickel umfassen, und wobei Graphit als Füllmaterial verwendet werden kann.Method according to one of claims 1-9, wherein the metallic materials comprise one or more materials selected from: iron, alloy steel, copper, nickel, and wherein graphite can be used as filler material. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 10, wobei die Isolationsmaterialien ein oder mehrere Materialien ausgewählt aus: Aluminiumsilikatwolle; polykristalline Wolle; AES-Faser, Silikatfaser, und mikroporöser Dämmstoff umfassen.Method according to one of claims 1-10, wherein the insulation materials one or more materials selected from: aluminum silicate wool; polycrystalline wool; AES fiber, silicate fiber, and microporous insulation include. Isolationskomponente hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 11.Insulation component produced by the method according to any one of claims 1-11. Innenliegende Isolierung, beispielsweise einen Portliner oder eine Einschubhülse umfassend, für einen Zylinderkopf, wobei die innenliegende Isolierung eine oder mehreren Lagen umfasst, wobei wenigstens eine der Lagen eine Isolationskomponente gemäß Anspruch 12 umfasst.Internal insulation, for example comprising a portliner or a push-in sleeve, for a cylinder head, the internal insulation comprising one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component according to claim 12. Trichter eines Katalysators oder eines Partikelfilters, wobei der Trichter eine oder mehreren Lagen umfasst, wobei wenigstens eine der Lagen eine Isolationskomponente gemäß Anspruch 12 umfasst.A funnel of a catalyst or a particle filter, the funnel comprising one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component according to claim 12. Mantel für einen Ein- und/oder Ausgangstrichter eines Katalysators oder eines Partikelfilters, wobei der Mantel eine oder mehreren Lagen umfasst, wobei wenigstens eine der Lagen eine Isolationskomponente gemäß Anspruch 12 umfasst.Jacket for an inlet and / or outlet funnel of a catalyst or a particle filter, the jacket comprising one or more layers, at least one of the layers comprising an insulation component according to claim 12.
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