DE4036261C2

DE4036261C2 - Hitzeschild

Info

Publication number: DE4036261C2
Application number: DE4036261A
Authority: DE
Inventors: Michael Scislowicz; Donald A Nawrocki; Joseph Pfeifer
Original assignee: Goetze Payen GmbH
Current assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Priority date: 1989-12-04
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: US5080949A; JPH03182616A; DE4036261A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Hitzeschild zur Abschirmung hitzeempfindlicher Bauteile in einem Kraftfahrzeug gegenüber der von einer Verbrennungskraftmaschine im Betrieb ausgehenden Wärmestrahlung, bestehend aus einer metallischen Grundplatte, mit der Grundkontur des Hitzeschildes und über die Grundkontur herausragenden Randzonen, einer aufliegenden Isolationsplatte aus thermisch isolierendem Material, einer aufliegenden metallischen Deckplatte, wobei die Randzonen der Grundplatte zur formschlüssigen Befestigung (Verbindung) der Platten untereinander auf der Deckplatte aufliegend umgebogen sind, und Befestigungselementen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Hitzeschildes.

Moderne Verbrennungskraftmaschinen besitzen vielfach zur Verbesserung ihres thermodynamischen Wirkungsgrades eine hohe Betriebstemperatur. Der hohe thermodynamische Wirkungsgrad reduziert den Brennstoffverbrauch, aber andererseits bereiten die hohen Betriebstemperaturen des Motors Schwierigkeiten bei der Konstruktion und beim Betreiben des Kraftfahrzeuges. Die maximale Verbrennungstemperatur des Benz ins in der Verbrennungskammer erreicht die Schmelztemperatur des Platins, und sogar die Abgase des Motors können Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes von Aluminium besitzen. Eine ausgeklügelte Hitzeführung im Motor ist erforderlich, damit die Bauteile des Kraftfahrzeuges mit langer Lebensdauer im Hochtemperaturbereich einsatzfähig sind.

Hitzeschilder werden daher in modernen Kraftfahrzeugen zur Hitzeführung in zunehmendem Maße eingesetzt. Da Hitzeführungsprobleme naturgemäß bei den unterschiedlichen Autotypen abhängig von verschiedenen Faktoren, wie Motorstärke und Konstruktion, variieren, unterscheidet sich auch die Konstruktion der Bauteile im Motorraum entsprechend der Einwirkung der hohen Temperatur, der Luftführung im Motorraum usw., und ebenso unterscheidet sich die Form der Hitzeschilder, die zur optimalen Gestaltung des Motors erforderlich sind, von Autotyp zu Autotyp.

Seit mehreren Jahren werden Hitzeschilder zur Vermeidung von Dampfblasenbildungen in Kraftstoffleitungen verkauft, um zu verhindern, daß das Benzin vor Erreichen der Einspritzpumpe verdampft. Das Hitzeschild besteht aus einer aus einem Metallblech ausgestanzten Grundplatte, welche eine Grundkontur mit von den Rändern ausgehenden Flankenzonen besitzt. Die Flankenzonen sind zur Bildung einer Schale aufgebogen, und auf die Grundplatte ist eine aus einem Keramikfaservlies ausgestanzte Isolierplatte aufgelegt. Darauf ist eine aus einer Metallplatte ausgestanzte Deckplatte gelegt, und die Randzonen der Grundplatte sind zur klebstofffreien Befestigung der Platten untereinander auf der Deckplatte aufliegend umgebogen. Dabei wird ein flaches Laminat als Zwischenprodukt gebildet.

Das Zwischenprodukt wird dann an verschiedenen Stellen unter Verwendung von einer oder mehreren mit Prägewerkzeugen ausgerüsteten Prägepressen in die gewünschte Form geprägt. Da jeder Prägevorgang die Form und die wirksame Länge des Werkstückes verändert, waren mehrere Prägewerkzeuge und Prägevorgänge für jeden Prägevorgang erforderlich. Obgleich das Werkstück von einer Presse zur anderen Presse beim Prägen bewegt werden kann, kann auch eine einzige Prägepresse mit den notwendigen Prägewerkzeugen verwendet werden, wenn das Werkstück selbst zwischen den einzelnen Prägevorgängen bewegt wird.

Nach dem Prägen aller Verformungen wird das Hitzeschild mit Befestigungsschrauben versehen, so daß das fertiggestellte Hitzeschild durch Anschrauben der Befestigungselemente an den Motor montiert werden kann.

Obgleich das beschriebene Hitzeschild erfolgreich die Dampfblasenbildungsgefahr in den Kraftstoffleitungen einschränkte, zeigte es sich in Versuchen, daß das Hitzeschild noch nicht ausreichend für alle erforderlichen Anwendungsfälle geeignet war. Zur Vermeidung von Verformungen waren relativ dicke Metallbleche für die Befestigungselemente erforderlich, und die angehefteten Befestigungselemente waren nicht ausreichend am Hitzeschild befestigt. Zusätzlich waren die gewünschten Verformungen des Hitzeschildlaminats nur relativ arbeitsintensiv und dadurch teuer herstellbar.

Die gattungsbildende Druckschrift DE 87 09 034 U1 offenbart ein Hitzeschild zur Abschirmung der Wärme von abgasführenden Teilen von Kraftfahrzeugen. Das Hitzeschild besteht aus einer die Grundkontur des Hitzeschildes aufweisenden metallischen Grundplatte mit über die Grundkontur hervorstehenden Randzonen, einer auf die Grundplatte aufgelegten Isolierschicht und einer Deckschicht (Kaschierung) beispielsweise aus einer Aluminiumfolie. Durch Umbördeln der Randzonen der Grundplatte außen auf die Ränder der Deckschicht werden Grundplatte, Isolierschicht und Deckschicht zu einer Einbaueinheit zusammengefaßt. Zur Befestigung eines solchen Hitzeschildes dienen durch den Randbereich des Laminates sich erstreckende Durchgangslöcher zur Aufnahme von Befestigungsmitteln. Das nachträgliche Stanzen der Durchgangslöcher sowie das direkte Verbinden des Laminats mit der Verbrennungskraftmaschine birgt herstellungstechnische und funktionstechnische Probleme in sich; insbesondere dann, wenn eine optimale Anpassung der Hitzeschildkontur an mehrere gegen Wärme abzuschirmende Bauteile erforderlich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hitzeschild gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches zu schaffen, welches bei optimaler Wärmeisolierung mit einfachen Maßnahmen im Motorraum betriebssicher befestigt und welches mit einfachen Maßnahmen und dadurch wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hitzeschild der vorgenannten Gattung gelöst, indem das Hitzeschild aus mehreren, über Stege verbundenen Segmenten besteht, dergestalt, daß abwechselnd gleichgerichtet vorstehende, gewölbte, die abzuschirmenden Bauteile bogenförmig umgebende Flächen und ebene Flächen entstehen, und daß das mindestens zwei sich aus den ebenen und umverformten Bereichen über den Rand des Hitzeschildes hinaus erstreckende Schenkel aufweisende Befestigungselement zwischen die aufeinanderliegenden Platten eingelegt ist.

Die relativ großflächigen Segmente können dadurch das abzuschirmende Bauteil an seiner der Wärmestrahlung ausgesetzten Fläche besser schützen, während die Verbindungsstege selbst keine Schutzfunktion übernehmen. Durch die Unterteilung des Hitzeschildes in etwa gleich große Segmente können bevorzugt nebeneinanderliegende, gleichartige Bauteile in Reihenmotoren gleichzeitig durch ein einziges Hitzeschild geschützt werden, während die schmalen streifenförmigen Verbindungsstege die Segmente miteinander verbinden und gegebenenfalls noch bei der Montage verformt werden können und dadurch die Montierbarkeit erleichtern. Die aus dem Hitzeschild vorstehenden Schenkel des Befestigungselementes ragen dann in unverformten ebenen Bereichen des Hitzeschildes nach außen.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Enden der Schenkel des Befestigungselementes mit Bohrungen oder etwa halbkreisförmigen Öffnungen versehen, durch welche Verbindungselemente steckbar sind.

Auch erscheint es von Vorteil, wenn die Schenkel des Befestigungselementes einseitig parallel über den Rand des Hitzeschildes hinausragen, und daß die herausragenden Schenkelteile rechtwinklig zur Hitzeschildebene abgebogen sind. Auf diese Weise wird bei vielen Anordnungen im Motorraum eines Kraftfahrzeuges eine Montageerleichterung erzielt.

Im Sinne der Erfindung kann zur thermischen Abschirmung elektrischer und/oder elektronischer Bauteile des Motors die nach der Montage zum Bauteil weisende Deckplattenseite des Hitzeschildes mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen sein, wobei die umgebogenen Randzonen der Grundplatte auf der elektrisch isolierenden Schicht aufliegen.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Hitzeschildes wird nach den folgenden Verfahrensschritten vorgegangen:

a) Herstellung der metallischen Grundplatte mit einer Grund kontur des Hitzeschildes und an den Rändern davon ausgehenden Randzonen unter Bildung von Spalten zwischen den Randzonen;
b) Rechtwinkliges Aufbiegen der Randzonen unter Bildung einer Schale;
c) Herstellung der Isolierplatte aus flexiblem Material mit einer deckungsgleichen Form zur Grundkontur der Grundplatte;
d) Herstellung der Deckplatte mit einer deckungsgleichen Form zur Grundkontur der Grundplatte;
e) Herstellung eines Befestigungselementes mit Schenkeln,
f) Einlegen der Isolierplatte, des Befestigungselementes, derart, daß dessen Schenkel sich durch die Spalte der Randzonen der Grundplatte nach außen erstrecken, und der Deckplatte in die schalenförmige Grundplatte;
g) Umbiegen der Randzonen derart, daß diese auf der Deckplatte unter Bildung eines flachen Laminats als Zwischenprodukt aufliegen;
h) Prägen einer Vielzahl von gewölbten Flächen.

Bei Verwendung von elektrisch isolierenden Außenschichten wird nach Verfahrensschritt i) die Deckplatte einseitig mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen und nach Verfahrensschritt j) auf die darunterliegende Isolierplatte so gelegt, daß die elektrisch isolierende Beschichtung nach außen weist. Nach Verfahrensschritt g) werden dann die Randzonen so umgebogen, daß sie auf der elektrisch isolierten Oberfläche der Deckplatte aufliegen.

Nach einem weiteren Verfahrensschritt k) erfolgt das Prägen der bogenförmig verlaufenden Flächen so, daß das bogenförmig gewölbte Prägen der nachfolgenden Fläche erst dann erfolgt, wenn das Prägen der vorherigen gewölbten Fläche vollständig fertiggestellt ist. Hierbei wird die Länge des Laminats stufenweise entsprechend reduziert.

Durch die Erfindung ist somit ein Hitzeschild geschaffen, das bei guter thermischer Isolierwirkung sich einfach montieren läßt und dabei vor allem betriebssicher befestigt ist.

Das erfindungsgemäße Hitzeschild ist universell auch zur thermischen Abschirmung elektrischer und elektronischer Bauteile einsetzbar, wobei das Hitzeschild in einfachen Verfahrensschritten unter Verwendung preiswerter Materialien wirtschaftlich herstellbar ist.

Durch die Abb. 1 bis 10 werden bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Hitzeschildes näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Aufsichtsbild auf die erfindungsgemäß eingesetzte Grundplatte,

Fig. 2 ein Aufsichtsbild auf ein erfindungsgemäß zwischen die Platten einlegbares Befestigungselement,

Fig. 3 ein Aufsichtsbild auf die Isolierplatte,

Fig. 4 ein Aufsichtsbild auf die Deckplatte,

Fig. 5 im Querschnitt das aus den Platten der Fig. 1 bis 4 hergestellte Plattenlaminat,

Fig. 6 in perspektivischer Ansicht das Plattenlaminat nach dem Umbiegen der Randzonen und der Befestigungsschenkel,

Fig. 7 ein Schnittbild entlang der Linie 7-7 in Fig. 6,

Fig. 8 in Aufsicht das fertiggestellte Hitzeschild, nachdem das Laminat der Fig. 6 unter Bildung gewölbter Bereiche geprägt wurde,

Fig. 9 in seitlicher Aufsicht das Hitzeschild der Fig. 8,

Fig. 10 in Vorderansicht schematisch die Prägepresse zum Prägen der bogenförmig gewölbten Flächen in das Hitzeschildlaminat.

Die Fig. 8 und 9 zeigen das fertiggestellte Hitzeschild (10) in Aufsicht und Seitenansicht gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches zur thermischen Abschirmung von Zündkerzensteckern dient. Das Hitzeschild (10) besitzt drei durch Prägen gewölbte Flächen (12, 14, 16) und drei unverformte ebene Bereiche (18, 20, 22). Die gewölbte Fläche (16) besteht aus einem Lappen (24) und einem Verbindungssteg (26), und ebenso besteht die gewölbte Fläche (14) aus einem Lappen (28) und einem Verbindungssteg (30). Die gewölbte Fläche (14, 16) ist etwa halbkreisförmig verformt, wobei die Lappen (24, 26) beziehungsweise die Verbindungsstege (26, 30) jeweils einen Bogen von 90° beschreiben. Die gewölbte Fläche (12) besteht lediglich aus einem Lappen (32), der einen Bogen von 90° beschreibt. Die gewölbten Flächen (14, 16) können im Sinne der Erfindung auch eine leicht hyperbolische Form anstelle einer halbkreisförmigen Kontur besitzen. Die gewölbten Flächen (12, 14, 16) sowie die ebenen Bereiche (18, 20, 22) besitzen Befestigungsschenkel (34, 36, 38) mit den mit Öffnungen versehenen Enden (40, 42, 44).

Das Hitzeschild (10) ist für die Verwendung in einem 3,0-Liter-V8-Benzinmotor (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) konstruiert. Der Motor besitzt an jeder Seite eine Reihe von vier Zündkerzensteckern (nicht dargestellt), und die Lappen (24, 28, 32) schirmen die Zündkerzenstecker und ihre Verbindungskabel von der vom Motor ausgehenden starken Hitze ab. Bei der speziellen Konstruktion des Motors, für den das Hitzeschild (10) konstruiert wurde, ist es nicht erforderlich, den letzten Zündkerzenstecker und sein Verbindungskabel besonders zu schützen. Schrauben (nicht dargestellt) führen durch die Öffnungen am Ende der Befestigungsschenkel (40, 42, 44), so daß das Hitzeschild (10) am Motor so befestigt werden kann, daß seine gewölbten Flächen (14, 16) teilweise zwei Zündkerzenstecker umgeben.

Die Herstellung des Hitzeschildes (10) wird anhand der Abb. 1 bis 7 beschrieben.

Das Hitzeschild (10) besitzt die in Fig. 1 dargestellte Grundplatte (46) aus mit Aluminium plattiertem Stahlblech. Zum Stanzen wird eine Stanzpresse (nicht dargestellt) mit Stanzwerkzeugen (nicht dargestellt) verwendet. Die gepunkteten Linien in Fig. 1 unterscheiden die Grundkontur (48) der Grundplatte (46) von den Randzonen (50). Wie dargestellt, erstrecken sich die Randzonen (50) rund um die Grundkontur (48) der Grundplatte (46) mit Ausnahme in den Bereichen (52, 54, 56). Es ist erkennbar, daß die Randzonen (50) in den Bereichen der Lappen (24, 28, 32), die später stark verformt sind, relativ schmal sind [vgl. Fig. 1 und 8 (50a, 50b, 50c)], während die Randzonen (50), in denen die Lappen (24, 28, 32) wenig verformt werden, breiter sind [vgl. Fig. 1 und 8 (50d)]. Eine Biegepresse mit einem Biegewerkzeug (nicht dargestellt) wird zum Biegen der Randzonen rechtwinklig zur Grundplatte (46) verwendet. Dadurch wird eine Schale [(58) vgl. Fig. 5] zur Aufnahme der weiteren Elemente des Hitzeschildes (10), wie unten dargestellt, gebildet.

Das Hitzeschild (10) besitzt zusätzlich das in Fig. 2 dargestellte Befestigungselement (60). Es besteht aus einem länglichen Streifen (62) mit drei davon senkrecht gleichgerichtet ausgehenden Schenkeln (64, 66, 68). Ein Ende (70) des Streifens (62) erstreckt sich über den äußersten Schenkel (64). Wie die Grundplatte (50) wird das Befestigungselement (60) mit einer Stanzpresse mit geeigneten Stanzwerkzeugen (nicht dargestellt) aus einem Metallblech hergestellt. Das verwendete Blech besteht aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, welcher mit Zink oder Aluminium zum Korrosionsschutz überzogen ist. Das Metallblech ist etwa 1 mm dick und damit um ein Mehrfaches dicker als das Blech der Grundplatte (46).

Das Hitzeschild (10) besitzt außerdem eine Keramikfaser-Isolierplatte [(72) vgl. Fig. 3] und eine äußere folienförmige Deckplatte [(74) vgl. Fig. 4]. Die Platten (72, 74) werden aus Plattenmaterial unter Verwendung von Stanzwerkzeugen (nicht dargestellt) in Stanzpressen (nicht dargestellt) ausgestanzt. Das Plattenmaterial der Isolierplatte (72) ist erhältlich von der Firma Carborundum Company, Faser-Abteilung, 850 Stephenson Highway, Suite 320, Troy, Michigan 48083, unter dem Handelsnamen "Fiberfrax". Das Material ist flexibel und etwas porös und besitzt im nicht komprimierten Zustand eine Dicke von 1/2 cm. Das Plattenmaterial für die Deckplatte (74) besteht aus einem Laminat mit einer elektrischen Isolierschicht auf einer relativ dicken Aluminiumfolie. Ein geeignetes Material ist von der Firma Allied Products Corporation, Acme-Abteilung, Postfach 1404, New Haven, Connecticut 06505, unter dem Handelsnamen "Flexlam" erhältlich.

Nach Fig. 5 sind das Befestigungselement (60), die Keramikfaser-Isolierplatte (72) und die Deckplatte (74) nacheinander ohne Klebstoff auf die Grundkontur (48) der Grundplatte (46) gelegt, die zu der Schale (58) verformt ist, wobei die äußere Deckplatte (74) so eingelegt ist, daß ihre Isolierschicht nach außen zeigt. Die Schenkel [(64, 66, 68) vgl. Fig. 2] ragen durch die Öffnungen der Schale (58), die durch die randzonenfreien Bereiche [(52, 54, 56) vgl. Fig. 1] gebildet werden. Das erhaltene Laminat wird mit einer Presse (nicht dargestellt) zusammengepreßt, wobei gleichzeitig die Randzonen (58) umgebogen und die Schenkel (64, 68, 66) rechtwinklig abgebogen werden, so daß das halbfertige beziehungsweise Zwischenprodukt (76) der Fig. 6 erhalten wird. Die umgebogenen Schenkel (64, 66, 68) bilden Befestigungslappen (34 bis 38) mit Öffnungen am Ende (vgl. Fig. 8). Das Zwischenprodukt (76) ist jedoch noch flach und besitzt keine verformten und gewölbten Flächen [(12, 14, 16) vgl. Fig. 9]. Die Gesamtlänge des Zwischenproduktes (76) von der Randzone (50d) zur Randzone (50e) am anderen Ende ist etwa 35 cm.

Der letzte Verfahrensschritt zur Herstellung des in den Fig. 8 und 9 dargestellten Hitzeschildes (10) wird nun anhand der Fig. 10 beschrieben. Während dieses letzten Verfahrensschrittes wird das Zwischenprodukt (76) unter Bildung der gewölbten Flächen (12, 14, 16) verformt.

Fig. 10 zeigt schematisch die Prägepresse (200) mit einer Bodenplatte (102) und einem Prägestempel (104). Der Prägestempel (104) kann nach unten zur Bodenplatte (102) in einem nach unten gerichteten Prägetakt oder er kann weg von der Bodenplatte (102) in einem Hubtakt bewegt werden. Am Prägestempel (104) ist ein oberer Prägeformsatz (106) durch Verbindungsstege (108), an der Bodenplatte (102) ist ein unteres Formwerkzeug (110) befestigt. Die Oberformseite des unteren Formwerkzeuges (110) besitzt eine Ausnehmung zur Aufnahme des Zwischenproduktes, wobei Hohlräume (112, 114, 116) am Boden der Ausnehmung vorgesehen sind. Der Boden der Ausnehmung besitzt außerdem flache und ebene Bereiche (118, 120, 122).

In Fig. 10 besitzt der obere Formwerkzeugsatz (106) eine Trägerplatte (124) mit einer Vielzahl von beweglichen Teilen. Das Teil (126) besitzt einen Fußteil (128) am unteren Ende der Stange (130), die sich gleitend durch eine Bohrung der Trägerplatte (124) erstreckt. Am oberen Ende besitzt die Stange (130) ein Gewinde, auf das eine Mutter (132) zur Aufhängung der Stange (130) auf die Trägerplatte (124) geschraubt ist. Eine Feder (134) drückt das Fußteil (128) von der Trägerplatte (124) weg.

Der obere Formsatz (106) besitzt auch das Formteil (136) mit einer Stange (138), die sich gleitend durch eine Bohrung in der Trägerplatte (124) erstreckt. Die Stange (128) besitzt am oberen Ende ein Gewinde mit aufgeschraubter Mutter. Eine Platte (142) ist am unteren Ende der Stange (138) montiert, und ein Armpaar (144) (nur eines ist dargestellt) führt zu einem Formrad, das beweglich zwischen der Gabel (144) angebracht ist. Eine Feder (147) drückt die Platte (142) weg von der Trägerplatte (124).

Das obere Formteil (106) besitzt auch die Teile (148, 150, 152, 154). Die Teile (148, 152) sind genauso konstruiert wie das Teil (126) mit Ausnahme, daß die Stangen [entsprechend Stange (138) des Teiles (136)] kürzer sind. Die Formteile (126, 136 und 154, 148) sind abgestuft, so daß sie beim Prägetakt des Stempels (104), wie beschrieben, zu unterschiedlichen Zeiten zum Einsatz kommen. Nicht gezeigt sind die Lager des oberen Formteiles (106), die das Rotieren der Werkzeuge um die Achse der Stangen verhindern.

Beim Prägetakt des Stempels (104) bewegt sich das Fußteil (128) des Formteiles (126) in Richtung auf die flachen Teile (120) der Bodenplatte und preßt schließlich das Zwischenprodukt (76) auf die ebene Fläche zur Fixierung auf das untere Formteil (110). Nach der weiteren Abwärtsbewegung des Prägestempels (104) preßt das Rad (146) des Formteiles (136) und analog das Rad des Formteiles (150) das Zwischenprodukt (76) in die Formhohlräume (114, 116). Die Feder (127) des Formteiles (136) und analog die Feder des Formteiles (150) sind dabei stark genug, so daß die Muttern (140) nicht von der Trägerplatte (124) verschoben werden, bis die gewölbten Flächen [(14, 16) vgl. Fig. 9] gebildet sind.

Beim Bilden der gewölbten Flächen (14, 16) werden die Schenkelenden (44, 40) in Richtung auf die ebenen Flächen (122, 118) verschoben. Eine weitere Abwärtsbewegung des Prägestempels (104) preßt die Fußteile der Formteile (148, 152) oberhalb der ebenen Bereiche (118, 122) gegen das Zwischenprodukt (76). Zuletzt preßt das Formrad des Teiles (154) das Zwischenprodukt (76) unter Bildung der gewölbten Fläche (12) in den Hohlraum [(112) vgl. Fig. 9].

Der obere Formwerkzeugsatz (106) besitzt auch die Biegeplatte (156), die an der Trägerplatte (124) befestigt ist. Die Biegeplatte dient dazu, die Befestigungsschenkel [(34 bis 138) vgl. Fig. 6] rechtwinklig umzubiegen, nachdem die gewölbten Flächen gebildet werden.

Es ist für den Fachmann erkennbar, daß es aufgrund der Verwendung beweglicher und abgestufter Prägeformwerkzeugsätze (insbesondere 126, 136, 148, 150, 152, 154) möglich ist, das Zwischenprodukt (76) in einem einzigen Prägetakt in das fertige Hitzeschild zu verformen.

Zu Abb. 8 ist zu bemerken, daß die Randzonen (50) bevorzugt so angeordnet sind, daß die scharfen, während der Verformung gebildeten Biegungen sich zwischen aneinander liegenden Randzonen (50) bilden. Beispielsweise entsteht eine scharfe Biegung (84) zwischen der gewölbten Fläche (16), zwischen der flachen Zone (20) und entsprechend zwischen der Flankenzone (50h, 50e). Dies verhindert, daß die Isolierplatte (72) und die äußere Deckplatte (74) zu stark an die scharfe Biegung gepreßt werden, was ein Reiben der äußeren Deckplatte (74) bewirken könnte. Als Ergebnis des Prägens der gewölbten Flächen (12, 14, 16) wird die Gesamtlänge von 35 cm [im Zwischenprodukt (76) Fig. 6] auf 26 cm [im fertiggestellten Hitzeschild (10) Fig. 8 und 9] verkürzt. Die maximale Dicke des Hitzeschildlaminats (10) ist etwa 3 mm, wobei das eingelagerte, relativ dicke Befestigungselement [(60) vgl. Fig. 2] im Hitzeschild (10) Unebenheiten bewirkt. Als Ergebnis kann für die Grundplatte (46) ein relativ dünnes Blech verwendet werden. [Bemerkt sei, daß die Wölbung der Lasche (24, 28, 32) ihre Steifigkeit erhöht].

Da die Randzonen (50) , die äußere Deckplatte (74) , die Isolierplatte [(72) Fig. 2], das Befestigungselement (60) und die Grundplatte (Fig. 1) beim Biegen des Zwischenproduktes [(76) Fig. 6] mit unterschiedlichen Biegeradien bei der Bildung der gewölbten Flächen [(12, 14, 16) Fig. 9] gebogen werden, können die einzelnen Platten beim Verpressen aufeinander gleiten. Deshalb sind die Platten nicht aufeinander geklebt. Außerdem sind die Flächen der Isolierplatte (72) und der Deckplatte (74) etwas kleiner ausgestanzt als die Grundkontur (48) der Grundplatte (46), so daß zu starkes Gleiten der Platten aufeinander beim Biegen vermieden wird. Die Spalte der Randzonen an der Spitze der Laschen (24, 28, 32) sind außerdem so groß, daß die Randzonen (50) beim Biegen aufeinanderstoßen und sich dabei verformen.

Schließlich wird erwähnt, daß die Isolierschicht der Deckplatte (74) zum Zündkerzenstecker weist (nicht dargestellt), und daß die Randzonen (50) nach dem Umbiegen auf der Isolierschicht aufliegen. Somit ist die Innenseite der Deckplatte nicht geerdet, sondern kann sich elektrisch aufladen. Die Isolierschicht der Deckplatte (74) ist folglich zweifach elektrisch wirksam, einmal zwischen dem Zündkerzenstecker und der Deckplatte (74) und zwischen der Deckplatte (74) und den Randzonen (50). Elektrisch bildet die Deckplatte einen kleinen Kondensator zum Zündkerzenstecker, und dieser kleine Kondensator wird zur Erdung des Motors benutzt.

Claims

1. Hitzeschild zur Abschirmung hitzeempfindlicher Bauteile in einem Kraftfahrzeug gegenüber der von einer Verbrennungskraftmaschine im Betrieb ausgehenden Wärmestrahlung, bestehend aus einer metallischen Grundplatte mit der Grundkontur des Hitzeschildes und über die Grundkontur herausragenden Randzonen, einer aufliegenden Isolierplatte aus thermisch isolierendem Material, einer aufliegenden metallischen Deckplatte, wobei die Randzonen der Grundplatte zur formschlüssigen Befestigung (Verbindung) der Platten untereinander auf der Deckplatte aufliegend umgebogen sind, und Befestigungselementen, dadurch gekennzeichnet, daß das Hitzeschild aus mehreren, über Stege (26, 30) verbundenen Segmenten (24, 32, 28) besteht dergestalt, daß abwechselnd gleichgerichtet vorstehende, gewölbte, die abzuschirmenden Bauteile bogenförmig umgebende Flächen (12, 14, 16) und ebene Flächen (18, 20, 22) entstehen, und daß das mindestens zwei sich aus den ebenen und unverformten Bereichen (18, 20, 22) über den Rand des Hitzeschildes (10) hinaus erstreckende Schenkel (64, 66, 68) aufweisende Befestigungselement (60) zwischen die aufeinanderliegenden Platten (46, 72, 74) eingelegt ist.

2. Hitzeschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (40, 42, 44) der Schenkel (64, 66, 68) mit Bohrungen oder etwa halbkreisförmigen Öffnungen versehen sind, durch die Verbindungselemente steckbar sind.

3. Hitzeschild nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (64, 66, 68) einseitig parallel über den Rand des Hitzeschildes (10) hinausragen, und daß die herausragenden Schenkelteile (34, 36, 38) rechtwinklig zur Hitzeschildebene abgebogen sind.

4. Hitzeschild nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur thermischen Abschirmung elektrischer und/oder elektronischer Bauteile die nach der Montage zum Bauteil weisende Deckplattenseite (74) des Hitzeschildes (10, 200) mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen ist, wobei die umgebogenen Randzonen (50) der Grundplatte (46) auf der elektrisch isolierenden Schicht aufliegen.

5. Verfahren zur Herstellung eines Hitzeschildes nach den Ansprüchen 1 bis 4, mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Herstellung der metallischen Grundplatte (46) mit einer Grundkontur (48) des Hitzeschildes (10) und an den Rändern davon ausgehenden Ranzonen (50) unter Bildung von Spalten (52, 54, 56) zwischen den Randzonen (50),
b) rechtwinkliges Aufbiegen der Randzonen (50) unter Bildung einer Schale,
c) Herstellung der Isolierplatte (72) aus flexiblem Material mit einer deckungsgleichen Form zur Grundkontur (48) der Grundplatte (46),
d) Herstellung der Deckplatte (74) mit einer deckungsgleichen Form zur Grundkontur (48) der Grundplatte (46),
e) Herstellung eines Befestigungselementes (60) mit Schenkeln (64, 66, 68),
f) Einlegen der Isolierplatte (72), des Befestigungselementes (60), derart, daß dessen Schenkel (64, 66, 68) sich durch die Spalte (52, 54, 56) der Randzonen der Grundplatte (46) nach außen erstrecken, und der Deckplatte (74) in die schalenförmige Grundplatte (64),
g) Umbiegen der Randzonen (50) derart, daß diese auf der Deckplatte (74) unter Bildung eines flachen Laminats als Zwischenprodukt (76) aufliegen,
h) Prägen einer Vielzahl von gewölbten Flächen (12, 14, 16).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

i) die Deckplatte (74) mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen wird,
j) die Deckplatte (74) im Verfahrensschritt f) so auf die thermisch isolierende Platte (72) aufgelegt wird, daß die elektrisch isolierende Beschichtung nach außen weist, und daß die nach Verfahrensschritt g) umgebogenen Randzonen (50) auf der elektrisch isolierenden Beschichtung der Deckplatte (74) aufliegen.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß

k) die gewölbten Flächen (12, 14, 16) nach Verfahrensschritt h) so hergestellt werden, daß die Prägung der Flächen (12, 14) erst dann erfolgt, wenn die vorher gewölbte Fläche (16) fertiggestellt ist.