KR101587151B1

KR101587151B1 - 열 차단제

Info

Publication number: KR101587151B1
Application number: KR1020137022352A
Authority: KR
Inventors: 악셀 리찰; 프란츠 스바이가르트
Original assignee: 라인츠-디히퉁스-게엠베하
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2016-01-20
Also published as: CN103339358A; WO2012100808A3; DE202011001961U1; CN103339358B; WO2012100808A2; EP2668386A2; KR20140010051A

Abstract

본 발명은 예를 들어 내연 기관의 고온 영역(hot area)을 차단하기 위한 열 차단제(heat shield, 1)에 관한 것이며, 열 차단제(1)는 적어도 하나의 금속 시트층(metal sheet layer, 2); 고정 수단(fastening means, 5)을 받아들이는 적어도 하나의 통로 개구부(3)를 포함하는 적어도 하나의 금속 시트층(2); 및 적어도 하나의 금속 시트층(2)에서 고정 수단으로의 진동 또는 열의 전달을 적어도 부분적으로 차단하거나 감소시키기 위해 적어도 하나의 통로 개구부(passage openings, 3)에 배치되는 적어도 하나의 디커플링 소자(decoupling element, 10);를 포함하며, 적어도 하나의 통로 개구부(3)의 주변 에지(peripheral edge)에 인접한 적어도 하나의 금속 시트층(2) 중 적어도 하나의 시트층은 적어도 하나의 구멍(hole, 6)을 포함하고, 디커플링 소자(10)는 통로 개구부(3)의 외부 에지(outer edge)에서 반지름 방향으로 외부에 있는 열 차단제(1)의 제 1 표면에 배치되고 금속 시트층(2) 중 하나에 접촉하는 적어도 하나의 리테이너 소자(retainer element, 14) 및 통로 개구부의 외부 에지에서 반지름 방향으로 외부에 배치된 클램핑 소자;를 포함하며, 적어도 하나의 클램핑 소자(clamping element)는 구멍(6)을 통해 적어도 하나의 금속 시트층(2)을 통과하며 적어도 하나의 금속층(2)의 뒤에서 클램프로 고정시킨다.

Description

열 차단제{HEAT SHIELD}

본 발명은 예를 들어 연소 기관의 고온 영역을 차단하는데 이용되는 열 차단제에 관한 것이다.

상기 열 차단제는 관습적으로 적어도 하나의 금속 시트층(metal sheet layer)을 포함한다. 상기 금속 시트층은 고온 영역에 직면하는 고온부에서 고온 영역에서 떨어진 저온부까지 열원으로부터 방출되는 열 방출을 감소시켜서 열 전달을 감소시킨다. 게다가, 열 차단제는 열 차단의 고온 표면에서 저온 표면으로 열 전달의 감소를 제공할 뿐 아니라 열 차단의 한 측면에서 다른 측면으로 진동의 전달을 저하시킨다.

다른 구체예에 있어서, 열 차단제는 예를 들어 외부 엣지를 따라 적어도 섹션에서 서로 연결되는 적어도 두개의 금속층을 포함한다. 예를 들어, 이러한 연결은 일종의 헴(hem)을 형성하는 다른 엣지 주변의 한 층의 엣지를 접음(folding)으로 이루어질 수 있다. 이러한 방법으로 두개의 시트층은 입자 또는 압축된 조각으로서 연질재(soft material), 종이, 플리스 섬유(fi-bre fleece) 또한 운모(mica), 팽창된 운모(expanded mica), 그래파이트 또는 팽창 그래파이트와 같은 추가 중간막이 포함될 수 있는 하우징을 형성한다.

관습적으로, 열 차단제 또는 열 차단제의 금속층은 적어도 하나의 금속층을 통해 도달되는 통로 개구부(passage opening)로서 보어(bores)를 포함한다. 보어가 스크류(screws)와 같은 고정 수단(fastening means)으로 설치될 때, 연소 기관에서 또는 연소 기관 안에서 열 차단제를 조일 수 있다.

대게 고정 수단은 대응하는 부분, 예를 들어 연소 기관에 부착된다. 고정 수단은 일부에서 열 차단제까지의 진동 및 열을 전달할 수 있다. 이 결과, 다양한 디커플링 소자(decoupling elements)는 이미 이송 수단에서 열 차단제까지의 열 및 진동의 전달을 디커플링(decoupling)하기 위해 존재한다. 와이어 쿠션(Wire cushion)은 편직된 와이어(knitted wire)로 만들어지며 유사한 종류는 디커플링 소자로 이용된다.

한편, 와이어 니팅(wire knittings)은 매우 고가이며, 다른 한편으로는 경금속 열 차단제(light-metal heat shields)으로 적당하지 않은 상당한 중량을 가진다.

디커플링 소자의 설치(mounting)는 열 차단제의 양 측에 설치되야 하는대로 다루기 힘든 단점이 있다. 또한 열 차단제 및 고정 수단 뿐 아니라 디커플링 소자를 축적할 필요가 있으며 설치부(mounting site)에 모두 따로 기계(mechanic)를 제공할 필요가 있다.

디커플링 소자의 설치는 기계를 위한 추가 챌린지(challenge)이다.

본 발명의 목적은 열 및/또는 진동에 대하여 열 차단제를 단열시키는 디커플링 소자를 설치하기 위해 효과적인 비용, 무게가 가볍고 설치하기 쉽게 열 차단제를 제공하는 것이다. 본 발명에 더 필수적인 목적은 장기 신뢰성 및 경제적 효율이다.

본 목적은 청구항 제 1항에 따른 열 차단제로 해결된다. 바람직한 구체예는 종속항에 주어진다.

본 발명에 따른 열 차단제는 주로 부속 장치(ancillary units)뿐 아니라 연소 기관에 적용하는데 적합하다. 본 발명에 다른 알루미늄 열 차단제와 같은 경금속 열 차단제를 설계하는 것은 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 열 차단제는 급속 및 단순 방식으로 설치될 수 있다. 또한 설치 비용을 제한한다. 실용적인 경우에 따라, 하나는 열 차단제에 미리 설치된 디커플링 소자 또는 열 차단제의 설치 중에 삽입되는 디커플링 소자로 구체예 사이에서 선택될 수 있다. 특히 바람직하게 미리 설치된 디커플링 소자로 본 발명에 따른 열 차단제는 추가 부품의 삽입 없이, 어떤 소자 등의 변형 없이 및 극히 짧은 순환 시간으로 열 차단제의 설치를 위해 고려된다.

본 발명에 따른 열 차단제는 고정 수단을 위한 적어도 하나의 통로 개구부(passage opening)를 가지는 적어도 하나의 금속 시트층을 포함한다. 본 발명에 따라, 디커플링 소자는 통로 개구부에 삽입된다. 디커플링 소자는 고정 수단에서 열 차단제로의 열 및 진동 전달의 부분적 디커플링 또는 축임(dampening)을 적어도 가능하게 한다. 그러기위해, 디커플링 소자는 리테이너 소자(retainer elements) 및 클램핑 소자(clamping elements)를 포함한다. 리테이너 소자는 열 차단제의 적어도 하나의 금속 층의 한 측면에 있다. 때문에 리테이너 소자는 고정 수단을 위한 통로 개구부의 영역 외부, 이를테면 금속층의 영역에 위치할 필요가 있다. 디커플링 소자는 금속층에서 구멍(holes)을 통과하고 상기 금속층의 반대 측에 있는 또는 많은 금속층에서 구멍을 통과하는 경우와 많은 금속층 중 가장 먼 하나의 반대측에 있는 클램핑 소자를 더 포함한다.

또한 구멍은 고정 수단을 위한 통로 개구부의 영역 외부에 배치된다. 표면에서 시작하여, 리테이너 소자가 배치되고, 클램핑 소자는 클램핑 소자가 통과되는 열 차단제의 금속층의 반대 표면의 하나, 몇몇 또는 모든 금속층에서 구멍을 통과한다. 클램핑 소자는 열 차단제의 모든 금속층을 통과할 수 없고, 이웃하는 두 개의 금속층 사이에 있을 수 있다. 이는 형상-록킹(form-locking) 방식으로 고정되는 디커플링 소자를 야기하며 열 차단제의 통로 개구부에서 디커플링 소자의 단순 설치를 가능하게 한다.

리테이너 소자 및 클램핑 소자는 통로 개구부에 대하여 반지름 방향으로 연장된 연결 소자(linking elements)를 통해 디커플링 소자의 통로 개구부 영역에서 중앙 베이스 소자에 연결될 수 있다. 따라서 리테이너 및 클램핑 소자는 디커플링 소자의 중앙 베이스 소자에 반지름 방향으로 거리를 두고 위치한다.

바람직하게 베이스 소자(base element)는 각각의 금속층 또는 열 차단제의 통로 개구부에 배치된다. 베이스 소자가 디스크 형상, 특히 통로 개구부에 대하여 동심 방식으로 원형 소자로 배치되는 경우 특히 바람직하다. 바람직하게, 베이스 소자는 열 차단제에서 통로 개구부에 동심적으로 배치될 수 있는 개구부를 포함하며 고정 수단을 받아들인다. 베이스 소자의 외경(outside diameter)은 통로 개구부의 영역에서 베이스 소자의 완전한 배치를 고려하여 금속층의 통로 개구부의 내부 폭(inner width) 보다 더 작을 수 있다.

열 차단제가 비 대칭 진동(non-symmetric vibration)을 나타내는 경우, 예를 들어 직사각형의 통로 개구부를 통해 중심을 벗어난(off-centered) 배열이 적합할 수 있다. 예를 들어 비 대칭 진동은 다른 잠금 영역 사이에서 상호 작용을 야기할 수 있다.

베이스 소자가 금속층의 통로 개구부에서 열 차단제의 금속층의 평면에 배치되는 경우 특히 바람직하다. 반지름 방향으로 연장된 연결 소자는 클램핑 소자의 자유단이 반대 측에서부터 끝까지 도달하고 금속층 또는 열 차단제의 다커플링 소자의 형상-록킹을 야기하는 금속층의 가장 멀리 떨어진 하나까지 고정시키도록 금속층 또는 열 차단제의 동일한 표면에 리테이너 소자 및 - 직접적 또는 간접적 - 클램핑 소자로 통과하는 방식으로 회전(cranked)될 수 있다. 그 뒤 클램핑 소자는 금속층 또는 열 차단제에서 구멍을 통한 도달을 허용하는 필수 크랭킹(crankings)을 가진다.

하나 이상의 레이어를 포함하는 열 차단제로, 클램핑 소자가 - 비금속 레이어를 포함하는 - 모든 레이어를 통해 도달되고, 클램핑 소자의 자유단이 가장 바깥쪽 레이어의 가장 멀리 있는 표면, 따라서 열 차단제의 다른 표면에 있는 것이 바람직할 수 있다. 다른 상황에서, 클램핑 소자가 - 하나의 금속 레이어를 통해서만 가장 극단적인 경우로 - 몇몇의 레이어만 통과하며 클램핑 소자의 자유단은 통과되는 상기 레이어 중 가장 멀리 떨어진 하나의 반대측에 있다. 이것은 금속층에서 구멍을 통과하는 클램핑 소자의 일부가 그럼에도 불구하고 열 차단제의 적어도 하나의 층에 의해 보호될 수 있는 것을 의미한다.

디커플링 효과를 최적화하기 위하여 또는 열 차단제의 강한 비 대칭 진동의 균형을 잡기 위하여, 비대칭적 방식으로 연결 소자를 설계하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이웃하는 연결 소자의 다른 쌍 사이에 다른 거리를 제공할 수 있다. 동일한 방식으로, 크랭킹(crankings)의 높이는 다를 수 있다. 또한, 연결 소자의 폭, 특히 크랭킹의 영역에서 연결 소자의 폭은 다양할 수 있고, 예를 들어 연결 소자는 웨이스트를 포함할 수 있다.

또한, 리테이닝 소자(retaining elements) 및 클램핑 소자(clamping elements)는 몇몇 리테이닝 소자의 전체 또는 단 하나 및/또는 몇몇 클램핑 소자의 전체 또는 단 하나에 대한 통로 개구부에 다른 또는 동일한 반지름 방향으로 거리를 두고 배치될 수 있다. 리테이닝 소자 및 클램핑 소자는 몇몇 리테이닝 소자의 전체 또는 단 하나 및/또는 몇몇 클램핑 소자의 전체 또는 단 하나에 대한 동일한 원주 방향(circumferential direction) 또는 반대쪽 원주 방향으로 연장된다. 마지막으로, 리테이닝 소자 및 클램핑 소자의 길이는 몇몇 리테이닝 소자의 전체 또는 단 하나 및/또는 몇몇 클램핑 소자의 전체 또는 단 하나에 대하여 독립적으로 선택될 수 있다.

한편으로는 리테이너 및 클램핑 소자 사이의 접촉 및 다른 한편으로는 열 차단제의 인접한 금속 시트(metal sheet)는 리테이너 및/또는 클램핑 소자의 진행 또는 단부에서 통합된 하프 비드(half beads)(크랭킹(crankings)) 또는 풀 비드(full beads)에 의하여 더 향상될 수 있다. 하프 비드(half beads) 또는 풀 비드(full beads는 리테이너 및 클램핑 소자 사이 탄성 접촉(resilient contact) 및 각각 인접한 금속 시트를 위해 제공된다. 동시에, 고정되는 열 차단제 또는 부품의 디커플링 소자 사이의 접촉 영역은 감소된 열 전달을 원인으로 하여 감소된다.

디커플링 소자의 특유의 이점은 디커플링 소자가 베이오넷 커넥터(bayonet connector)에 필적하는 스크류-인(screwing-in)에 의해 특히 쉬운 방식으로 설치될 수 있는 사실을 야기하는 것이다. 다른 부품으로 열 차단제를 조인 후, 리테이너 및 클램핑 소자 사이의 변화에 위치한 크랭킹(cranking)으로 디커플링 소자는 통로 개구부에서 저절로 풀릴 수 없다. 따라서 설계는 열 차단제의 디커플링 소자 및 금속 시트 사이에서 특히 안정된 및 안전한 연결을 위해 제공된다.

특히 본 발명은 두 개의 대안적인 구체예를 포함한다 : 열 차단제 또는 디커플링 소자의 장치 위치에서 디커플링 소자의 설치가 열 차단제의 장치 위치에 설치될 때 손실 증명 방식(loss-prove manner)으로 열 차단제에 고정 수단이 고정되지만 고정 소자(fastening element)는 이웃하는 부품에 열 차단제를 고정할 때만 삽입된다. 후자의 구체예로, 기술적 수준으로부터 이미 알려진대로 고정 수단으로 스크류(screws) 또는 볼트(bolts) 둘중 하나를 이용할 수 있다.

바람직하게, 고정 수단(fastening means)은 손실 증명 방식으로 디커플링 소자의 개구부에 배치되지만 여전히 이동가능하다. 고정 수단은 손실 증명 방식으로 디커플링 소자의 개구부에 배치되지만 여전히 이동가능한 것은 고정 수단으로서 스크류로 특히 바람직한 방식으로 이루어진다. 이러한 방식으로, 분리된 고정 수단으로 열 차단제의 설치를 위한 책임이 있는 기계를 제공할 필요가 없다. 열 차단제 및 디커플링 소자와 함께 제공된 고정 수단으로서 기계를 더 제거하고, 부품을 촉진된 방식으로 고정시킬 수 있다. 또한 구체예는 크고 무거운 저장 및 배치를 방지하며 부적합한 고정 수단을 이용하여 위험을 더 방지한다.

손실 증명 고정 수단으로 스크류를 이용하는 것이 바람직하다. 고정 수단은 회전가능한 방식으로 통로 개구부에 지지될 수 있다. 추가적으로 스크류가 개구부의 통로 방향으로 이동 가능한 경우 바람직하다. 스크류의 경우, 기계(mechanic)는 부품의 반대 방향에서 감소에 의해 스크류의 풀림 위험 없이 설치를 위한 위치에 열 차단제를 가져올 수 있다.

따라서, 기계는 스크루잉(screwing)으로 자리에 넣어진 후 즉시 설치될 수 있다.

본 발명에 따라, 스크류가 스크류의 머리 및 나사 사이가 이웃하는 나사 보다 작은 직경을 가지는 스템(stem)을 가지는 경우, 스크류는 회전 가능한 방식으로 디커플링 소자의 개구부에 배치될 수 있다. 감소된 직경을 가지는 스템 영역은 열 차단제 또는 디커플링 소자로 대응하는 좁은 통로 개구부에 삽입되고, 스크류는 저절로 통로 개구부에 빠지지 않는다.

다른 바람직한 구체예에 있어서, 스크류는 오프셋(offset)을 가지는 나사 볼트, 따라서 나사의 다른 직경의 두 영역을 가지는 니사 볼트(threaded bolt)이며, 열 차단제에 볼트를 삽입한 후에만 예를 들어 스크루잉(screwing)에 의해 스크류 헤드(screw head)를 제공된다.

바람직하게, 손실 증명 방식으로 배치된 고정 수단은 예를 들어 스프링의 지지에 의해 스크류 헤드의 방향으로 예비 응력에 따라 배치된다. 이 방법으로, 스크류는 스크류의 스템 길이의 적합한 선택이 스크류가 설치되는 부분의 방향으로 열 차단제의 통로 개구부에서 돌출되지 않은 스크류를 제공하는 후방에 압축된다. 열 차단제의 설치 동안, 열 차단제의 정확한 위치 선정을 방해하는 부품 쪽으로 돌출된 스크류를 방지한다. 위치 선정 후, 스크류는 예비 응력(pre-tension)을 이겨낸 부품에 대응하는 암나사(female thread)에 고정될 수 있다. 설치가 수평 또는 위편으로부터 부품의 방향에서 중력으로 이동하는 스크류를 예방하는 스프링(spring)으로서 수행되는 경우 특히 바람직하다.

스프링(spring)은 손실 증명의 추가 가능성이나 개구부에서 스크류의 이동가능한 설치를 제공한다. 때문에, 스프링은 형상-록킹(form-locking) 및/또는 점착 방식(adhesive manner)으로 스크류 헤드(screw head) 및 개구부 또는 디커플링 소자 둘 다에 연결될 수 있다. 스프링은 스크류 헤드 및 따라서 열 차단제의 금속 시트에서 축 방향으로 떨어진 완전한 스프링을 압축하지만 통로 개구부에서 스크류가 떨어지는 것을 방지한다.

2층(two-layered) 또는 다층 구조(multi-layered)의 열 차단제로, 금속 시트의 통로 개구부는 중간층이 금속 시트 사이에 배치되지 않는 영역에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 통로 개구부의 배치는 열 차단제가 설치되는 부분에서 열 차단제의 우수한 힘-록킹(force-locking) 연결을 제공한다.

본 발명에 따른 열 차단제의 몇몇 예는 다음에 나타낸다. 각각의 예의 요소는 특정 예제의 맥락 뿐 아니라 단독으로 고려되는 경우 본 발명의 요소를 나타낸다. 동일하거나 유사한 참조 번호는 동일하거나 유사한 요소로 이용된다.
도 1은 기술적 수준에 따른 디커플링 소자(decoupling element)를 가지는, 설치된 열 차단제이다;
도 2는 본 발명에 따른 디커플링 소자이다;
도 3은 금속 시트(metal sheet)의 제 1측면으로 상면도(top view)에서 열 차단제의 통로 개구부(passage opening)에에 설치된, 본 발명에 디커플링 소자이다;
도 4는 열 차단제의 통로 개구부 설치된, 본 발명에 따른 디커플링 소자의 상면도이다;
도 5는 삽입된 고정 수단(fastening means)을 가지는, 본 발명에 따른 열 차단제이다;
도 6은 본 발명에 따른 추가 디커플링 소자이다;
도 7은 본 발명에 따른 추가 디커플링 소자이다;
도 8은 두 개의 부분적 도면 8a 및 8b에 본 발명에 따른 추가 디커플링 소자를 나타낸다;
도 9는 본 발명에 따른 추가 디커플링 소자이다;
도 10은 본 발명에 따른 다른 디커플링 소자의 상면도이며; 및
도 11은 설치된 상태에서, 본 발명에 다른 열 차단제에 설치된 다른 디커플링 소자를 통한 단면도이다(sectional view).

도 1은 2중 및 서로 병렬로 배치된 금속 시트(metal sheets) 2a 및 2b를 포함하는, 술적 수준에서 알려진 열 차단제를 나타낸다. 상기 금속 시트는 고정 수단으로서 스크류(screw, 5)를 수용하는 통로 개구부(passage opening, 3)를 포함한다. 스크류(5)는 나사(thread, 8a)를 포함하며, 도 1은 측면도(lateral view)를 나타낸다.

열 차단제(1)는 스크류(5)에 의하여 추가 부품(4), 예를 들어 엔진 블록(engine block)에 고정된다.

열 차단제(1) 및 스크류(5)의 헤드(head, 7) 뿐 아니라 부품(4) 및 열 차단제(1) 사이에서, 와이어 쿠션(wire cusion, 10a)은 슬리브(sleeve, 10b)와 함게 통로 개구부(3)를 완전히 둘러싸는 전형적인 디커플링 소자(decoupling element)로서 삽입된다. 와이어 쿠션(10a)은 열 차단제(1)의 스크류(5)를 통해 전달된 감소된 크기가 아니거나 오직 감소된 크기인 열 및 진동을 제공하는 스크류(5) 및 열 차단제(1) 사이의 디커플링 소자로 작용한다.

전형적인 디커플링 소자(10)를 가지는, 도 1에 도시된 전형적인 열 차단제(1)과 대조적으로, 도 2는 본 발명에 따른 디커플링 소자(10)를 나타낸다. 제 1소자로서 상기 디커플링 소자(10)는 원형의 외경(outer diameter)을 가지는 베이스 소자(base element, 11)를 포함한다. 베이스 소자(11)는 디커플링의 설치 상태가 열 차단제(도 1에 도시)의 통로 개구부(3)에 동심적으로 배치되는 개구부(opening, 20)를 포함한다. 도 2에서, 개구부(10)는 육각 렌치(hexagonal wrench)를 가지는 개구부(20)의 통로 축(passage axis) 주변에서 회전하는 디커플링 소자(20)를 허용하는, 육각형(hexagonal shape)의 외부 에지(outer edge, 21)를 가진다.

베이스 소자(11)에서 갈라진 3개의 방사형 아암(radial arms, 12a, 12b, 12c)는 각각 베이스 소자(11)의 중앙 축(middle axis) 주변에서 120°로 떨어져있다. 베이스 소자(11)에서 아암(arm, 12a, 12b, 12c), 크랭킹(cranking, 13a, 13b, 13c)로 각 변이(transition)가 제공된다. 방사형 에지에 있어서, 두 개의 분기(branches) (14a, 16a), (14b, 16b), (14c, 16c)로 갈라진 각 아암 (12a, 12b, 12c)는 베이스 소자(11)의 원주 방향을 따라 모두 연장된다. 분지 (14a, 14b, 14c)는 크랭킹 (13a, 13b, 13c)에 의해 정의된 평면, 따라서 반지름 방향으로 연장된 아암 (12a, 12b, 12c)의 평면에서 주로 연장되는 리테이닝 아암(retaining arms)으로 제공된다. 다른 분지와 비교되는, 반지름 방향으로 반대 방향으로 방사형 아암 (12a, 12b, 12c)에서 연장된 분지(branches)는 클램핑 소자 (16a, 16b, 16c)로서 이용된다. 크랭킹 (17a, 17b, 17c)는 베이스 소자(11)의 평면 쪽으로 연결 소자 (12a, 12b, 12c)에서 떨어져 있는 클램핑 소자 (16a, 16b, 16c)를 유발한다. 클램핑 소자의 자유단(free ends)에서, 아암(12a, 12b, 12c)와 비교되는 크랭킹(17a, 17b, 17c)으로서 동일한 방향을 향하는 추가 크랭킹 또는 하프 비드(half bead, 18a, 18b, 18c)를 포함한다.

다음의 예시에 있어서, 열 차단제(1) 자체는 타원형의 객체(oval object)로 나타낸다, 그러나, 열 차단제는 다양한 형상을 가질 수 있다. 단순한 형태를 가지는 타원 형상은 설명을 목적으로만 선택된다.

도 3은 열 차단제(10)의 금속 시트층(2)으로 고정된 디커플링 소자(10)을 나타낸다. 열 차단제(1)는 통로 개구부(20)에 반지름 방향으로 및 동심적으로 연장된 세개의 구멍(bores) 또는 슬릿(slits, 6a, 6b, 6c)을 포함한다. 도 2에서, 열 차단제(10)에 설치된 디커플링 소자(10)를 나타낸다. 때문에, 클램핑 아암(clamping arms, 16a, 16b, 16c)을 가지는 디커플링 소자(11)는 금속 시트층(2)의 적합한 위치에 배치되며 그 후 슬릿(6a, 6b, 6c)을 통해 도달하기 위해 클램핑 아암(16a, 16b, 16c)을 야기하고 금속 시트층(2)의 다른 표면에 결합하여 시계 방향으로 회전한다. 이 방법으로, 디커플링 소자(10)는 금속 시트층(2)에 단단히 고정된다. 나타낸 예시에서, 디커플링 소자는 주로 열 분리(thermally decoupling)를 위해 제공된다.

도 4는 도 3의 하나와 비교되는 디커플링 소자(10)를 포함하는 추가 열 차단제(1)의 상면도(top-view)를 나타낸다. 도 2와 대조적으로, 도 4에서 베이스 소자(11)의 외경은 금속 시트층(2)의 통로 개구부(3)의 자유폭(free width)보다 작다. 그 결과, 디커플링 소자(10)의 베이스 소자(11)는 통로 개구부(3)의 주변 에지(peripheral edge)로부터 거리를 두고 떨어져있다. 상기 결과로, 개구부(20) 및 금속 시트층(2)에 고정된 고정 수단 사이에서의 분리(decoupling)를 더 향상시킨다.

도 5에서, 도 4에서와 동일한 열 차단제는 베이스 소자(11)에 배치된 스크류 헤드(screw head, 7)를 가지는 와셔(washer, 9) 및 스크류(5)를 나타낸다.

이 상태에서, 열 차단제(1)는 적어도 상당히 전달된 열 및 진동에 대하여 둘 다 통로 개구부(3)에 설치된 디커플링 소자(10)를 통해 열 차단제(1)의 금속 시트(2)에서 분리된 부분(part) 및 스크류(screw)로 다른 부분에 나사로 고정될 수 있다.

도 6은 도 2에 나타낸 하나와 비교되는 추가 디커플링 소자(10)의 상면도를 나타낸다. 다음의 2개의 구체예 및 도 6에서, 하나는 연결 소자(linking elements, l2a, 12b, 12c)의 영역에서 크랭킹(13a, 13b, 13c)의 명쾌한 설명을 그만 둔다. 도 6은 다음의 2개의 구체예와 비교하는 것이 주요 목적이다.

도 7은 4개의 클램핑 아암(clamping arms, 16a, 16b, 16c, 16d) 뿐 아니라 4개의 리테이닝 아암(retaining arms, 14a, 14b, 14c, 14d)을 가지는, 본 발명에 따른 추가 디커플링 소자의 상면도를 나타낸다.

도 2 및 6을 비교하여, 디커플링 소자(10)에서, 리테이닝 소자(retaining elements, 14a, 14b, 14c, 14d)는 클램핑 아암(16a, 16b, 16c, 16d)으로 교체된다. 게다가, 디커플링 소자(10)는 유사하게 설계된다. 리테이너 아암(retainer arms, 14a~14d) 및 클램핑 아암(clamping arms, 16a~16d)의 단부만 압입(indentation)으로 제공된다.

도 8은 도 6에서 하나와 비교되는 두 개의 다른 디커플링 소자(1)를 도 8a 및 8b에 나타낸다. 그러다, 디커플링 소자 둘 다는 비대칭 설계(non-symmetric design)를 나타낸다.

도 8a에 주어진 구체예에서, 방사형 아암(12b)은 방사형 아암(12a, 12c)과 다르게 설계된다. 방사형 아암(12b)는 웨이스트(waist) 및 리세스(recess, 22) 둘 다를 나타낸다. 이러한 방법으로, 다른 두개의 아암(12a, 12c)와 비교되는 아암(12b)은 연성(softer)이며 더 탄력(resilient)이 있다. 또한, 아암(12b)는 아암(12a, 12c)보다 다른 주파수 범위로 진동한다. 다른 주파수 범위로의 진동은 진동의 비대칭 분리(non-symmetric decoupling)를 제공한다. 추가로, 도 8a에서 개구부(20)는 6각형의 개구부 대신에 원형 개구부로 설계된다. 도 8a에서 디커플링 소자(10)의 리테이닝 아암(14a, 14b, 14c)은 추가적으로 한편으로는 클램핑 아암(16a, 16b, 16c) 및 다른 한편으로는 베이스 소자(11) 사이의 영역에서 리테이닝 아암의 돌출을 야기하는 굴곡 방식(angled manner)으로 설계된다.

추가로 리테이닝 아암(14a, 14b, 14c)의 자유단(18a, 18b, 18c)은 한편이 개구부(20)에 배치되고 다른 한편이 리테이닝 아암의 안전한 레스트(secure rest)를 제공하는 리테이닝 아암(14a, 14b, 14c)의 접촉 표면 때문에 확대된다.

또한 도 8b는 디커플링 소자(10)의 비대칭 구체예를 나타낸다. 한편, 도 8b에서 개구부(20)는 고정 수단의 비중심 삽입을 허용하는 타원형 구멍(oblong hole)으로 이루어진다. 한편, 서로 관련된 아암(12a, 12b)은 적용되는 클램핑 아암(16a, 16b, 16c)의 길이뿐 아니라 리테이너 아암(14a, 14b, 14c)의 길이로 3번째 아암(12c)에 관하여 보다 작은 거리를 나타내며, 따라서 다른 길이를 가진다. 또한 비대칭적 진동 디커플링(non-symmetric vibrational decoupling)을 야기한다.

도 9는 도 2의 하나와 유사하게 설계된 추가 디커플링 소자(decoupling element, 2)를 나타낸다. 도 9에서, 스템(stem, 8)을 가지는 스크류(screw, 5)는 추가적으로 디커플링 소자에 배치된다. 스크류(5)의 스템(8)은 스프링(25)로 둘러싸인다. 스프링(spring)은 스크류(5)의 헤드(7) 또는 칼라(collar, 27)에 가까이 부착된다. 동일한 방법으로, 스트류(5)는 오프닝(3, 20)에 각각 손실 증명 방식(loss-proof manner)으로 배치된다. 스프링(25)은 스크류(5)에서 저절로 풀리지 않도록 스크류(5)의 헤드(7)에 부착되고, 스크류(7)의 헤드(head)는 스프링에 대하여 회전할 수 있다. 따라서, 통로 개구부(3)을 통해 스프링(25)의 힘으로 스크류(5)를 누를 수 있고, 연속적으로 이웃한 부분에 스크류(screw)를 고정할 수 있다. 스프링의 예비 응력(pre-tension) 때문에, 비부하 상태(non-loaded state)에서 스크류의 헤드는 스템(8)의 적합한 길이 선택에 있어 스크류의 스템(8)이 금속 시트층(2)을 넘어 돌출되지 않도록 가능한 열 차단제에서 멀리 떨어져 눌린다.

상기 스템(stem)의 길이 선택은 부품에 위치하는 동안, 열 차단제(1)가 돌출부 또는 유사한 부분에 있고 부품의 열 차단제(1)의 설치를 방해하는 것을 방지한다. 도 9에서, 열 차단제 자체는 도면의 명확성을 더 제공하기 위해 나타내지 않는다.

도 10은 회전 대칭(rotational symmetry)으로 본 발명에 따른 디커플링 소자(2)의 다른 구체예를 나타낸다. 도 10에서, 리테이너 소자(14a, 14b, 14c)는 연결 소자(12a, 12b, 12c)의 반지름 방향으로 삼각 어펜딕스(radial triangular appendices)로 구성되며, 연결 소자(12a, 12b, 12c)는 삼각의 리테이너 소자(14a, 14b, 14c)의 하나의 팁(tip)에서 각각 리테이너 소자(14a, 14b, 14c)에 연결된다. 클램핑 소자(16)는 이전의 구체예와 대조적으로 설계된다.

도 11은 상부층(upper layer, 2a) 및 하부층(lower layer, 2b)을 가지는 두개의 층의 열 차단제(1)로 베이스 소자(base element )를 가지는 디커플링 소자(2)의 배열을 나타낸다. 열 차단층을 제외한 부분도(sectional view)는 도 10에서 구역 A-A에 해당한다. 베이스 소자는 열 차단제(1)의 통로 개구부(3)에 삽입된다. 그러나, 베이스 소자는 단면도에서 확인되지 않고, 구역은 클램핑 아암(16a)을 통해 있다. 베이스 소자(11)는 클램핑 소자(16a)의 뒤에 숨겨진다. 제공된 반지름 방향으로 멀리 떨어져있는 통로 개구부 및 원주형으로 뻗어 있는 클램핑 아암(16a, 16b, 16c)은 열 차단제(1)의 상부층(2a)에 있는 구멍을 통과한다. 도 11에서, 상부층(2a)의 구멍(hole, 6)을 통해 상부층(2a)의 외부 표면으로 옮겨지고, 상부층(2a)의 하부, 내부 표면에 클램프로 고정되는 클램핑 아암(clamping element, 16a)을 나타낸다. 때문에 클램핑 아암(16a)은 샌드위치와 같은 방식(sandwich-like manner)으로 상부층(2a) 및 하부층(2b) 사이에 고정된다. 각 클램핑 아암은 크랭크형 단자부(cranked terminal section, 18)를 나타낸다.

Claims

고온 영역을 차단하기 위한 열 차단제(heat shield, 1)로서,
고정 수단(fastening means, 5)을 받아들이는 적어도 하나의 통로 개구부(3)를 포함하는 적어도 하나의 금속 시트층(2); 및
적어도 하나의 금속 시트층(2)에서 고정 수단으로 진동 또는 열이 전달되는 것을 적어도 부분적으로 차단하거나 감소시키며, 적어도 하나의 통로 개구부(passage openings, 3)에 배치되는 적어도 하나의 디커플링 소자(decoupling element, 10);를 포함하며,
적어도 하나의 통로 개구부(3)의 주변 에지(peripheral edge)에 인접한 적어도 하나의 금속 시트층(2) 중 적어도 하나의 시트층은 적어도 하나의 구멍(hole, 6)을 포함하고,
디커플링 소자(10)는 통로 개구부(3)의 외부 에지(outer edge)에서 반지름 방향으로 외부에 있는 열 차단제(1)의 제 1 표면에 배치되고 금속 시트층(2) 중 하나에 접촉하는 적어도 하나의 리테이너 소자(retainer element, 14) 및 통로 개구부의 외부 에지에서 반지름 방향으로 외부에 배치된 클램핑 소자(16)를 포함하며,
적어도 하나의 클램핑 소자(clamping element, 16)는 구멍(6)을 통해 적어도 하나의 금속 시트층(2)을 통과하며 적어도 하나의 금속층(2)의 뒤에서 클램프로 고정시키는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
클램핑 소자(clamping element, 16)는 제 1 표면의 통로 개구부(3)의 외부 에지(outer edge)를 넘어 돌출하는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
상기 디커플링 소자(decoupling element, 10)는 고정 수단(5)을 통과시키는 통로 개구부(3)와 동심인 개구부(opening, 3)를 포함하는 베이스 소자(11)와 디스크 형상(disk-shaped)의 베이스 소자(11)와 원형의 베이스 소자(11) 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 3항에 있어서,
상기 베이스 소자(base element, 11)는 통로 개구부(3)에 동심 또는 동심적으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 3항에 있어서,
상기 베이스 소자(11)의 외경은 통로 개구부(3)의 개구폭(open width) 보다 작은 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 3항에 있어서,
적어도 하나의 리테이너 소자(retainer element, 14) 및 클램핑 소자(clamping element, 16)는 리테이너 소자 및/또는 클램핑 소자에 있어서 동일한 또는 다른 반지름 방향의 거리에, 베이스 소자(base element, 11)에 반지름 방향으로 거리를 두고 배치되고, 그리고/또는 상기 베이스 소자(11)의 통로 개구부(3)에 동심적으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 3항에 있어서,
상기 적어도 하나의 리테이너 소자(retainer element, 14) 및 클램핑 소자(clamping element, 16)는 베이스 소자(11)에 적어도 하나의 리테이너 소자(14) 및 클램핑 소자(16)를 연결하는 연결 소자(linking element, 12)에 인접한 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 7항에 있어서,
적어도 하나의 연결 소자(linking element, 12)는 구부러지는(is cranked) 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 7항에 있어서,
클램핑 소자(clamping element, 16) 및 연결 소자(12) 사이의 전환부에서, 적어도 하나의 클램핑 소자(16)는 구부러지는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
적어도 하나의 리테이너 소자(14) 및 클램핑 소자(16)의 자유 말단(free end)은 둥글게되(rounded off)거나 구부러지는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
적어도 하나의 리테이너 소자(14) 및 클램핑 소자(16)는 인접한 금속 시트층(2) 쪽을 향하는 비드 머리부(head of the bead)를 가지는 비드(bead)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
클램핑 소자는 리테이너 소자와 인접한 한 방향으로 배치된 하나, 여러 또는 모든 금속 시트층(2)를 통과하는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
디커플링 소자(decoupling element, 10)는 금속 시트층과 일체(one-piece)로 형성되는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
고정 수단(fastening means, 5)은 통로 개구부(passage opening, 3)에 배치되고 적어도 하나의 형상-잠금 결합(form-lock connection) 및 형상 결합(positive connection)으로 디커플링 소자의 베이스 소자(11)에 부착되는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 14항에 있어서,
상기 고정 수단(fastening means, 5)은 적어도 하나의 자유도(degree of freedom)로 이동가능한 방식으로 통로 개구부(3)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
상기 고정 수단(fastening means, 5)은 스크류(screw)인 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
통로 개구부(3)에서 디커플링 소자(10)로 고정 수단이 압입(press fit)되어 손실 증명 부착(loss-proof attachment)이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
고정 수단(5)은 스프링(25)에 의해 디커플링 소자(1)에 고정된 스크류의 머리부(7)를 가지는 스크류이며, 스프링(25)은 스크류의 머리부(7) 방향으로 미리 눌려지는(pre-tensioned) 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 18항에 있어서,
스프링(25)은 한편으로는 적어도 하나의 형상-잠금 결합(force-lock fit) 및 형상 결합(positive fit)으로 스크류의 머리부(head, 7)에 부착되고, 다른 한편으로는 적어도 하나의 형상-잠금 결합 및 형상 결합으로 적어도 하나의 금속층(2) 및 디커플링 소자(10)에 부착되는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 18항에 있어서,
나사산(thread, 8) 및 머리부(head, 7) 사이의 영역에서 스크류(5)의 스템(stem)의 직경은 디커플링 소자(11)의 개구부(20)의 개구폭보다 작으며, 스크류(5)의 나사산(8)의 직경은 디커플링 소자(11)의 개구부(2)의 개구 폭보다 큰 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
하우징(housing)을 형성하는 적어도 두 개의 금속 시트층(2)은 에지(edge)를 따라 적어도 부분적으로 서로 부착되고,
하우징은 고정 수단(5)을 수용하기 위해 적어도 하나의 통로 개구부(3)을 포함하고;
디커플링 소자(1)는 적어도 하나의 통로 개구부(3)에 배치되는, 열 차단제.
제 21항에 있어서,
통로 개구부(passage opening, 3)는 중간층(intermediate layer)이 하우징의 두 개의 금속 시트층(2) 사이에 배치되지 않는 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.
제 1항에 있어서,
적어도 하나의 소자는 소자 그룹(groups of elements)과 이웃하는 소자에 있어서 적어도 하나의 길이, 폭, 코스 및 거리에 대하여 동일하거나 다른 소자 그룹으로부터 다른 소자와 다르며,
소자 그룹은
본질적으로 반경 방향으로 연장된 연결 소자(12)의 그룹;
리테이너 소자(14)의 그룹; 및
클램핑 소자(16)의 그룹;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 열 차단제.