EP0377003A1 - Hitzeschild - Google Patents

Hitzeschild

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Publication number
EP0377003A1
EP0377003A1 EP89905603A EP89905603A EP0377003A1 EP 0377003 A1 EP0377003 A1 EP 0377003A1 EP 89905603 A EP89905603 A EP 89905603A EP 89905603 A EP89905603 A EP 89905603A EP 0377003 A1 EP0377003 A1 EP 0377003A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insulation layer
heat shield
layer
shield according
insulation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89905603A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ivan Gh Czy
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.)
AGFK AG fur KUNSTSTOFFVERARBEITUNG
Original Assignee
AGFK AG fur KUNSTSTOFFVERARBEITUNG
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Filing date
Publication date
Application filed by AGFK AG fur KUNSTSTOFFVERARBEITUNG filed Critical AGFK AG fur KUNSTSTOFFVERARBEITUNG
Publication of EP0377003A1 publication Critical patent/EP0377003A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • B60R13/0876Insulating elements, e.g. for sound insulation for mounting around heat sources, e.g. exhaust pipes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B2266/00Composition of foam
    • B32B2266/04Inorganic
    • B32B2266/045Metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
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    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304Insulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00Vehicles
    • B32B2605/08Cars

Definitions

  • a known heat shield for motor vehicles consists of an aluminum sheet, a ceramic foam mat and an aluminum foil.
  • the aluminum sheet serves as a carrier layer, the ceramic foam mat as thermal insulation and the aluminum foil as heat radiation-repellent, heat-resistant, mechanical protection of the sensitive ceramic mat.
  • the sandwich-like structure of this heat shield is achieved by adhesion of the layers, for example by gluing.
  • the implementation such as the chaining of these manufacturing operations, is associated with a lot of handling, which can be mastered either manually or by complex means of rationalization.
  • the complex, multi-curved surfaces of such heat shields place high demands on the materials and tool construction, which can ultimately only be compensated for by high investment costs.
  • the object of the present invention is to alleviate the disadvantages mentioned and to make the mentioned advantages of the heat shields accessible to smaller production series as well, by means of more rational construction and production.
  • FIG. 1 shows a cross section through a heat shield with heat radiation-repellent, blank support layer made of metal sheet and a one-sided insulation layer,
  • FIG. 2 shows a cross section through a heat shield with a support layer made of sheet metal and coated on one side and an insulation layer
  • FIG. 3 shows a cross section through a heat shield with a support layer made of sheet metal coated on both sides and with an insulation layer on both sides,
  • FIG. 4 shows a cross section through a heat shield with an insulation layer and two metal layers, one of which functions as a support layer and the other as a cover layer, and is each provided with a coating on one side.
  • the heat shield 1 shown in FIG. 1 consists of a metal sheet, which is preferably made of aluminum and serves as a carrier layer 2 for the insulation layer 3 'adhering to it.
  • the bare surface 10 of the carrier layer 2 is used as a mirror for rejecting the heat rays 20.
  • the material for the insulation layer 3 1 condition organic and inorganic materials in question, which can be supplemented as required to influence the mechanical-thermal properties by bristles, fibers or flakes of various provinces. For example, the enrichment of the surface 10 of the insulation layer 3 '(see FIG. 2) with flakes made of silicon, which act like small scattering mirrors, without any noticeable increase in weight of the heat shield 1, the heat reflection of the insulation layer increase considerably.
  • FIG. 3 Another thermal-mechanical parameter of the insulation is the density of the insulation layer 3 '. This can be adjusted by blowing gases into the ready-to-spread dough or into the ready-to-spray mass of the insulation 3, 3 ', 3 ", as by the metered admixture of powdered blowing agents.
  • Figures 2 and 4 show the use of an adhesive , which is used for one-sided painting of the carrier layer 2 1. The double-sided use of adhesive is shown in FIG. 3, where the increased adhesion from the carrier layer 2 "benefits the connections with both insulation layers 3 1 and 3".
  • a special, sandwich-like design finally shows FIG. 4, with two carrier layers 2 * treated on one side with adhesive and an insulation layer 3 arranged between these layers.
  • the shape of the Heat shield before or after stacking is preformed, or with the layered insulation layer 3, 3 ', or 3" designed before full solidification.
  • the insulation layer 3 for example, the physiologically completely harmless foam magnesium silicate is proposed, which is known as natural stone as "meerschaum” and has been valued since ancient times because of its excellent thermal-mechanical properties.

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Description

Hitzeschild
Dank dem Einsatz von Baugruppen mit hoher Betriebstemperatur zeichnen sich moderne Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren durch einen hohen Wirkungsgrad und befriedigende Umweltver¬ träglichkeit aus. Typische Beispiele solcher Baugruppen sind die Turbolader und der Abgaskatalisator. Eine grundlegende Bedingung der Applikation dieser schubartigen Innovation des letzten Jahrzehnts war, der Schutz der Reisenden vor der di¬ rekten und indirekten Einwirkung der hohen Temperatur. Dies ist durch die Entwicklung der Hitzeschilder und deren Tech¬ nologie möglich geworden.
Ein bekanntes Hitzeschild für Kraftfahrzeuge besteht aus einem Aluminiumblech, einer Keramikschaummatte und einer Aluminiumfolie. Das Aluminiumblech dient davon als Träger¬ schicht, die Keramikschaummatte als Wärmeisolation und die Aluminiumfolie als w rmestrahlenabweisender, wärmebeständi¬ ger, mechanischer Schutz der empfindlichen Keramikschau mat- te. Die sandwichartige Struktur dieses Hitzeschildes wird durch Adhesion der Schichten, beispielsweise durch Kleben erreicht. Obwohl die Qualität solcher Hitzeschilder unbestritten ist, kann ihr Preis, bedingt durch die aufwändige Technologie, als Nachteil empfunden werden. Denn, je nach Form des Hitzeschil¬ des müssen die einzelnen Schichten zugeschnitten, mit Kleb¬ stoff benetzt, unter besonderen Bedingungen gefügt und die offenen Ränder durch Bördelung dicht geschlossen werden. Die Durchführung, wie die Verkettung dieser Operationen der Her¬ stellung, sind mit viel Handling verbunden, die entweder manuell oder durch aufwändige Mittel der Rationalisierung zu meistern sind. Ausserdem stellen die komplexen, mehrfach ge¬ krümmten Flächen solcher Hitzeschilder hohe Anforderungen an die Werkstoffe und den Werkzeugbau, die letztlich nur durch hohe Investitionskosten wettzumachen sind.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die ge¬ nannten Nachteile zu mildern, und durch rationellere Kon¬ struktion und Fertigung die genannten Vorteile der Hitze¬ schilder auch kleineren Fertigungserien zugänglich zu machen.
Erfindungsgemass wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche gelöst und anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Hitzeschild mit wärme- strahlenabweisender, blanker Trägerschicht aus Me¬ tallblech und eine einseitige Isolationsschicht,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Hitzeschild mit ein¬ seitig lackierter Trägerschicht aus Metallblech und eine Isolationsschicht,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Hitzeschild mit beid¬ seitig lackierter Trägerschicht aus Metallblech und mit beidseitiger Isolationschicht,
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Hitzeschild mit einer Isolationsschicht, und zwei Metallschichten, wovon die eine als Träger- und die andere als Deck¬ schicht funktioniert, und jeweils mit einseitiger Lackierung versehen ist.
Das in der Figur 1 gezeigte Hitzeschild 1 besteht aus einem Metallblech, das vorzugsweise aus Aluminium ist und als Trä¬ gerschicht 2 für die daran haftende Isolationsschicht 3' dient. Dabei wird die blanke Fläche 10 der Trägerschicht 2 als Spiegel zum Abweisen der Wärmestrahlen 20 verwendet. Als Werkstoff für die Isolationschicht 31 kommen je nach Einsatz- bedingung organische wie anorganische Materialien in Frage, die je nach Bedarf zum Beeinflussen der mechanisch-thermi¬ schen Eigenschaften durch Borsten, Fasern oder Schuppen ver¬ schiedenster Provienz ergänzt werden können. So kann bei¬ spielsweise die Anreicherung der Oberfläche 10 der Isola¬ tionsschicht 3' (vgl.Fig.2), mit Schuppen aus Silicium, die wie kleine Streuspiegel wirken, ohne merkliche Gewichtszu¬ nahme des Hitzeschildes 1 , die Wärmereflektion der Isola¬ tionsschicht beträchtlich erhöhen. Ein weiterer thermisch¬ mechanischer Parameter der Isolation ist die Dichte der Isolationsschicht 3'. Diese kann durch das Einblasen von Gasen in den streichfertigen Teig, oder in die spritzfertige Masse der Isolation 3, 3', 3", wie durch das dosierte Bei¬ mischen von pulverfδrmigen Treibmitteln, eingestellt werden. Figur 2 und 4 zeigen die Verwendung eines Haftmittels, das zum einseitigen Lackieren der Trägerschicht 21 verwendet wird. Die doppelseitige Verwendung von Haftmittel zeigt Figur 3, wo die erhöhte Adhesion von der Trägerschicht 2" der Ver¬ bindungen mit beiden Isolationsschichten 31 und 3" zugute kommen. Eine besondere, sandwichartige Ausführung zeigt schliesslich die Figur 4, mit zwei, einseitig mit Haftmittel behandelten Trägerschichten 2* und eine zwischen diesen Schichten angeordnete Isolationsschicht 3. Je nach Konsistenz der Isolationsschicht 3, 3', 3" kann die Formgebung des Hitzeschildes vor oder nach der Aufschichtung erfolgen. Dem¬ entsprechend wird die blanke 2, oder ein- 2' oder beidseitig 2" mit Haftmittel behandelte Trägerschicht vorgeformt, oder mit der aufgeschichteten Isolationsschicht 3, 3', oder 3" noch vor der vollen Verfestigung gestaltet. Als Isolations¬ schicht 3 wird beispielsweise das physiologisch völlig harm¬ lose Schaum-Magnesiumsilicat vorgeschlagen, das als Natur¬ stein als "Meerschaum" bekannt ist und wegen seiner ausge¬ zeichneten thermisch-mechanischen Eigenschaften schon seit dem Altertum geschätzt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Hitzeschild aus mindestens einer Trägerschicht (1), die entweder aus einem vorverformten, oder verformbaren, blanken (2), oder ein- (21 ) oder beidseitig (2") lackier¬ ten Metallblech und mindestens einer einseitigen Isola¬ tionsschicht (3), zwecks Wärmeisolation besteht, wobei die Isolationschicht (3) in nassen, oder streich- oder spritzfähigem Zustand aufgetragen und selbsttätig oder durch Nachbehandlung verfestigt wird.
2. Hitzeschild nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (3, 3', 3") aus organischem Material, beispielsweise aus geschäumten Kunststoff besteht . 3. Hitzeschild nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (3, 3' ,
3") aus anorganischem und organischem Material, beispielsweise aus Harnstoff/- Formaldehyd- und Kieselsäure/Wasserglasschaum besteht .
4. Hitzeschild nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Iεolationsschicht (3, 3' ,3") aus anorganischem Material, beispielsweise aus Schaum-Magnesiumεilicat besteht .
5. Hitzeschild nach Patentanspruch 1, 2 und 3 daurchgekenn- zeichnet, dass die Isolationsschicht (3, 3', 3") durch das Beimischen von Schuppen, Borsten oder Fasern, bei¬ spielsweise aus Glas, Kohle oder Aramid ergänzt wird.
EP89905603A 1988-06-01 1989-05-18 Hitzeschild Withdrawn EP0377003A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH2151/88A CH678301A5 (de) 1988-06-01 1988-06-01
CH2151/88 1988-06-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0377003A1 true EP0377003A1 (de) 1990-07-11

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EP89905603A Withdrawn EP0377003A1 (de) 1988-06-01 1989-05-18 Hitzeschild

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EP (1) EP0377003A1 (de)
CH (1) CH678301A5 (de)
WO (1) WO1989011985A1 (de)

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