AT14294U1 - Hitzeschild für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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AT14294U1
AT14294U1 ATGM36/2014U AT362014U AT14294U1 AT 14294 U1 AT14294 U1 AT 14294U1 AT 362014 U AT362014 U AT 362014U AT 14294 U1 AT14294 U1 AT 14294U1
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Abstract

Hitzeschild, aufweisend: einen zweischichtigen Aufbau, der aus einer ersten Schicht aus Aluminium mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Oberflächen und einer zweiten Schicht aus einem Kunstfasermaterial gebildet ist, das fest an der zweiten Oberfläche der ersten Schicht angebracht ist, wobei eine Struktur in einer Oberfläche der zweiten Schicht ausgebildet ist, die der ersten Schicht gegenüberliegt, wobei die Struktur eine höhere Komprimierung und eine kleinere Dicke aufweist als andere Stellen der zweiten Schicht und die Struktur der ersten Schicht eine konstruktive Stütze bereitstellt.

Description

Beschreibung
ZWEISCHICHTIGER VERBUNDHITZESCHILD FÜR DEN UNTERBODEN EINES FAHR¬ZEUGS
GEBIET DER OFFENBARUNG
[0001] Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Hitzeschilde und insbesondere Hitze¬schilde, die für den Unterboden eines Fahrzeugs geeignet sind.
HINTERGRUND
[0002] Hitzeschilde werden in einer Vielfalt von Anwendungen an Fahrzeugen verwendet, umdie Übertragung von Wärme zu oder von bestimmten Bereichen zu verhindern oder zu verrin¬gern. Es ist für moderne Motoren typisch, dass sie hohe Arbeitstemperaturen aufweisen, umden Kraftstoffwirkungsgrad und die Motorleistung zu fördern. Obwohl sie thermodynamischeffizienter sind, stellen hohe Temperaturen bei dem Design von Kraftfahrzeugen und Motorab¬gassystemen verschiedene Probleme dar. Es ist verbreitet, dass Hitzeschilde zwischen Fahr¬gastzellen und Abgassystemen eines Kraftfahrzeugs eingefügt werden, um die Wärmeübertra¬gung von Hochtemperatur-Motor- und Abgaskomponenten zu verringern.
KURZE BESCHREIBUNG
[0003] Die hierin beschriebenen Verbundhitzeschilde können an bestimmten Stellen in Kraft¬fahrzeugen verschiedene wichtige Funktionen bieten, einschließlich der Verringerung der Wär¬meübertragung von bestimmten Wärmequellen zu nahe gelegenen Bereichen des Fahrzeugs.Zusätzlich können solche Schilde die Schallübertragung zu Bereichen des Fahrzeugs verrin¬gern, was Motor- und Abgasgeräusche in den Fahrgastzellen von Kraftfahrzeugen verringert.Außerdem können die Hitzeschilde helfen, Kraftfahrzeuge zu schützen, indem bestimmte Fahr¬zeugkomponenten vor Schlägen von Straßenbruchstücken geschützt werden sowie vor Witte¬rungseinflüssen.
[0004] Eine Ausführungsform eines Hitzeschilds beschreibt einen zweischichtigen Hitzeschild,der eine aus Aluminium hergestellte erste Schicht mit gegenüberliegenden ersten und zweitenOberflächen und eine zweite Schicht aus einem Kunstfasermaterial umfasst, das fest an derzweiten Oberfläche der ersten Schicht angebracht ist. Eine Struktur ist in einer Oberfläche derzweiten Schicht ausgebildet, die der ersten Schicht gegenüberliegt, wobei die Struktur einehöhere Komprimierung und eine kleinere Dicke aufweist, als verbleibende Abschnitte der zwei¬ten Schicht. Die Struktur stellt der ersten Schicht ebenfalls eine konstruktive Stütze bereit.
[0005] Ein Verfahren zur Herstellung eines Hitzeschilds in Übereinstimmung mit der vorliegen¬den Offenbarung ist ebenfalls hierin beschrieben. Gemäß einem Verfahren wird ein Hitzeschilddurch festes Anbringen einer ersten Schicht aus Aluminium an eine zweite Schicht aus einemKunstfasermaterial, um einen zweischichtigen Aufbau zu bilden, und dann Ausbilden des zwei¬schichtigen Aufbaus in eine gewünschte Form mit einer Struktur hergestellt, die in einer Ober¬fläche der zweiten Schicht, die der ersten Schicht gegenüberliegt, ausgebildet ist. Die Strukturweist eine höhere Komprimierung und eine kleinere Dicke auf, als andere Stellen der zweitenSchicht und stellt der ersten Schicht eine konstruktive Stütze bereit.
[0006] Variationen in diesen und anderen Aspekten der Offenbarung werden in zusätzlicherAusführlichkeit nachstehend beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0007] Die Beschreibung hierin nimmt Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, wobei sichgleiche Bezugsziffern in den verschiedenen Ansichten auf gleiche Teile beziehen und wobei: [0008] Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Verbundhitzeschilds mit komprimierten Merk¬ malen innerhalb einer äußeren Schicht ist; [0009] Fig. 2A eine Schnittansicht des Hitzeschilds der Fig. 1 ist, wie sie im Wesentlichen von der Linie 2A-2A zu sehen ist; [0010] Fig. 2B eine Schnittansicht des Hitzeschilds der Fig. 1 ist, wie sie im Wesentlichen von der Linie 2B-2B zu sehen ist; [0011] Fig. 2C eine Schnittansicht des Hitzeschilds der Fig. 1 ist, wie sie im Wesentlichen von der Linie 2C-2C zu sehen ist; [0012] Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Verbundhitzeschilds gemäß einer Ausführung der Lehren hierin ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
[0013] Zuerst mit Bezug auf Fig. 1 ist der Hitzeschild 10 ein Verbundhitzeschild, der eine ersteSchicht 20 und eine zweite Schicht 30 umfasst. Eine Wärmequelle 12 ist dargestellt und kanneine Vielfalt an Motor- oder Abgaskomponenten an einem Kraftfahrzeug repräsentieren. Es istferner in Erwägung zu ziehen, dass die Wärmequelle 12 jede andere Quelle hoher Temperaturumfassen kann, bei der es wünschenswert ist, die Wärmeübertragung zu nahe gelegenenBereichen, die dem Hitzeschild 10 gegenüberliegen, zu verringern. Da die erste Schicht 20 amnächsten zur Position der Wärmequelle 12 gelegen ist, wird sie hierin auch als innere Schicht20 bezeichnet. Umgekehrt wird die zweite Schicht 30 aufgrund ihres weiteren Abstands von derWärmequelle hierin auch als äußere Schicht 30 bezeichnet.
[0014] Der Hitzeschild 10 ist mit fünf im Wesentlichen ebenen Segmenten dargestellt, die einenkonkaven Abschnitt um die Wärmequelle 12 bilden. In weiteren Beispielen kann der Hitzeschild10 mit drei Segmenten geformt sein, entweder mit drei ebenen Segmenten oder einem halbzy¬linderförmigen Segment zwischen zwei ebenen Segmenten. Eine andere Alternative ist eingerundetes oder halbzylinderförmiges Segment ohne jegliche ebenen Segmente, möglicher¬weise jedoch Befestigungsflansche umfassend. Es ist in Betracht zu ziehen, dass der Hitze¬schild 10 in einer Vielfalt an Formen und Größen abhängig von verschiedenen Faktoren herge¬stellt werden kann, wie zum Beispiel die Stelle oder der Bereich an dem Fahrzeug und die Artder Wärmequelle 12, so dass diese lediglich Beispiele der möglichen Formen des Hitzeschilds10 sind. Der Hitzeschild 10 ist leichtgewichtig, preiswert und haltbar genug, um einer Vielfalt anKräften, Schlägen und Schwingungen zu widerstehen, wie hierin ausführlicher beschriebenwird.
[0015] Jetzt mit Bezug auf Fig. 2A weist die innere Schicht 20 eine erste innere Oberfläche 22an der Seite, die der Wärmequelle gegenüberliegt, und eine zweite innere Oberfläche 24 auf,die der ersten inneren Oberfläche 22 gegenüberliegt. Die äußere Schicht 30 weist eine ersteäußere Oberfläche 32, die der inneren Schicht 20 gegenüberliegt, und eine zweite äußereOberfläche 34 an der der ersten äußeren Oberfläche 32 gegenüberliegenden Seite auf. Dieinnere Schicht 20 und die äußere Schicht 30 sind durch eine Klebstoffschicht miteinander ver¬siegelt wie unten ausführlicher beschrieben ist.
[0016] Die innere Schicht 20 ist aus Aluminium (z. B. einer Aluminiumfolie) gebildet, um sowohlHitzebeständigkeit bereitzustellen als auch ein leichtgewichtiges Basismaterial bereitzustellen.Es ist in Erwägung zu ziehen, dass die Dicke der inneren Schicht 20 abhängig von der speziel¬len Anwendung des Hitzeschilds 10 variieren kann. Als ein nichtbeschränkendes Beispiel kanndie innere Schicht 20 aus Aluminium mit einer Dicke von etwa 0,002 - 0,010 Zoll gebildet sein.Zusätzlich kann die innere Schicht 20 perforiertes Aluminium umfassen. Die innere Schicht 20kann entweder mit oder ohne Prägung perforiert sein, um eine unterschiedliche Reaktion aufSchwingungen in bestimmten Anwendungen bereitzustellen, wodurch die „Noise, Vibration,Harshness" (NVH) des Hitzeschilds 10 verbessert wird. Die Verwendung kleinerer Dicken kannsowohl das Gewicht als auch die Kosten des Hitzeschilds 10 minimieren sowie gleichzeitig NVHverbessern. Jedoch können diese Bemühungen, das Gewicht und die Kosten der innerenSchicht 20 zu minimieren, zu einer Abnahme der Festigkeit führen, die für die Erhaltung derfertigen Gesamtform des Hitzeschilds 10 erforderlich ist.
[0017] Weitere Festigkeit und zusätzliche schützende Eigenschaften werden dem Hitzeschild10 durch die äußere Schicht 30 bereitgestellt. Die äußere Schicht 30 wird aus einem Materialhergestellt, das Wärme- und Schallübertragungen verringert und einen haltbaren Hitzeschilderzeugt, der Schwingungen und Schlägen von Fremdkörpern und Witterung widerstehen kann,wenn er mit der inneren Schicht 20 kombiniert ist. In den hierin beschriebenen Ausführungsfor¬men ist das Material der äußeren Schicht 30 ein Kunstfasermaterial und insbesondere eineFaser aus Polyethylenterephthalat (PET). Andere Polymer- und/oder natürliche Fasern könnenverwendet werden, wie zum Beispiel Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamid usw. mitdem Ziel, ein vollständig recyclingfähiges Endprodukt bereitzustellen und NVH und physikali¬sche Eigenschaften zu verbessern. Eine faserförmige äußere Schicht 30 stellt einen relativschlechten Weg für die Wärmeleitung bereit, was zu einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als beider inneren Schicht 20 führt. In ähnlicher Weise ergeben die Fasern einen relativ schlechtenWeg für Schwingungen und Schallwellen, um von der inneren Schicht 20 durch die äußereSchicht 30 zu laufen.
[0018] Die Dicke der äußeren Schicht 30 kann abhängig von der Anwendung variieren, es istjedoch in Erwägung zu ziehen, dass eine nicht komprimierte Dicke einer äußeren Schicht 30aus einer PET-Faser 2-20 mm dick sein kann. Wie unten beschrieben wird, kann die Dicke anunterschiedlichen Stellen der äußeren Schicht 30 infolge einer Komprimierung variieren. Inähnlicher Weise kann die Dichte der äußeren Schicht 30 basierend auf der Anwendung variie¬ren. In bestimmten Ausführungsformen kann eine PET-Faser mit einer Flächen- oder Papier¬dichte von 600 - 1600 Gramm pro Quadratmeter (gsm) verwendet werden. Eine Ausführungumfasst eine PET-Faser mit einer Dichte von 1200 gsm. Die PET-Faser kann in Denier (eineEinheit der linearen Massendichte der Fasern), dem Schmelzpunkt und anderen Eigenschaftenvariieren. Wünschenswert ist die PET-Faser der äußeren Schicht 30 selbst aus PET-Fasern mitderartigen unterschiedlichen Eigenschaften gebildet. Zum Beispiel kann die äußere Schicht 30ein homogenes Verbund-PET-Material sein, das aus vier oder fünf Fasern mit unterschiedlichenDenier (wie zum Beispiel eine Faser mit niedrigem Schmelzpunkt, eine dünne Faser, eine Stan¬dardfaser, eine grobe Faser und wahlweise eine Faser mit hohem Schmelzpunkt) gebildet ist.Diese relativen Begriffe sind mit Bezug aufeinander definiert. In einem nicht einschränkendenBeispiel kann das Verbund-PET-Faser-Material der äußeren Schicht 30 20 % grobe Faser, 20% Standardfaser, 20 % dünne Faser, 30 % Faser mit niedrigem Schmelzpunkt und 10 % Fasermit hohem Schmelzpunkt aufweisen. Außerdem kann das obige Beispiel stattdessen 40 %Faser mit niedrigem Schmelzpunkt ohne jegliche Faser mit hohem Schmelzpunkt in dem PET-Faserverbund umfassen.
[0019] Die PET-Faser kann hydrophobe Eigenschaften aufweisen, wobei die äußere Schicht 30wasserabweisend und fluidbeständig ist. Dies verringert oder beseitigt jegliche Gewichtszu¬nahme aufgrund von Wasserabsorption und verringert die Trocknungszeit des Hitzeschilds 10.Zusätzlich trägt die PET-Faser der äußeren Schicht 30 zum Schutz gegen Schläge von Fremd¬körpern bei, selbst wenn die innere Schicht 20 beschädigt ist, so dass Fremdkörper die äußereSchicht 30 berühren können.
[0020] Bestimmte Abschnitte der äußeren Schicht 30 weisen eine erhöhte Komprimierung aufverglichen mit umgebenden Bereichen der äußeren Schicht 30 und werden hierin als kompri¬mierte Merkmale 60 bezeichnet. Wenigstens ein komprimiertes Merkmal 60 kann in der äuße¬ren Schicht 30 ausgebildet sein, wo das Material der äußeren Schicht 30 auf eine geringereDicke als das umgebende Material der äußeren Schicht 30 komprimiert ist. Fig. 2B stellt eineSchnittansicht des Hitzeschilds 10 dar, wie sie von der Linie 2B-2B zu sehen ist. Wie dargestelltist, hat das komprimierte Merkmal 60 eine Dicke, die von der ersten äußeren Oberfläche 32 zuder Merkmalsoberfläche 61 gemessen wird, die um einen Abstand d geringer ist als die Dickeumgebender, nicht komprimierter Bereiche der äußeren Schicht 30. Obwohl die komprimiertenMerkmale mit ähnlichen Dicken dargestellt sind, ist in Erwägung zu ziehen, dass die äußereSchicht 30 in verschiedenen Bereichen mit verschiedenen Tiefen komprimiert werden kann.
[0021] Durch die Einbeziehung der komprimierten Merkmale 60 an bestimmten Stellen deräußeren Schicht 30 kann eine strukturelle Verstärkung für die innere Schicht 20 und somit allgemein für den Hitzeschild 10 durch die äußere Schicht 30 bereitgestellt werden. Das Materi¬al der äußeren Schicht 30, das komprimiert ist, um die komprimierten Merkmale 60 zu bilden,widersteht einer Verformung mehr als nicht komprimierte Bereiche der äußeren Schicht 30.Folglich kann die äußere Schicht 30 mit steiferen Abschnitten gestaltet werden, die in ihremAufbau enthalten sind, indem die komprimierten Merkmale 60 einbezogen werden. Durch dieseKomprimierung können die Steifigkeit und Haltbarkeit des Hitzeschilds 10 über das erhöhtwerden, was ohne derartige Merkmale zur Verfügung stehen würde, was die Verwendungdünnerer Schichten ohne zusätzliche Schichten oder Materialien für die konstruktive Stützeermöglicht, wodurch sowohl Kosten als auch Gewicht reduziert werden.
[0022] Jedes komprimierte Merkmal 60 kann in Form einer „Rippe" vorliegen - das heißt einesannähernd linearen Abschnitts in der äußeren Schicht 30. Lineare Abschnitte oder Linienseg¬mente sind sowohl für eine Erleichterung des Modellierens als auch der Herstellung wün¬schenswert und weil sie die Menge an komprimiertem Material der äußeren Schicht 30 gegen¬über anderen Formen, wie zum Beispiel runde Komprimierungsbereiche, minimieren. Die kom¬primierten Merkmale 60 können Liniensegmente aufweisen, die in X-Formen oder offenenQuadraten, Trapezen, Rechtecken etc. ausgebildet sind. Die komprimierten Merkmale 60 kön¬nen ebenso aus offenen Kreisen oder Ovalen oder anderen Formen wie gewünscht gebildetsein.
[0023] Wenn die optimale Konfiguration und Stellen für die komprimierten Merkmale 60 inErwägung gezogen werden, kann das Vorhandensein von komprimierten Rändern 62, die umden Umfang der äußeren Schicht 30 angeordnet sind, als diese Merkmale betrachtet werden,die ebenfalls eine konstruktive Stütze für die innere Schicht 20 bereitstellen. Die komprimiertenRänder 62 können von ähnlicher Dicke sein wie die komprimierten Merkmale 60, wie in den Fig.3B und 3C dargestellt ist. Durch das Umfassen der komprimierten Ränder 62 weist der Hitze¬schild 10 eine geringere Gesamtdicke um den Umfang des Hitzeschilds 10 auf. Die komprimier¬ten Ränder 62 können während der Herstellung des Hitzeschilds 10 gebildet werden, um dieinnere Schicht 20 sicherer mit der äußeren Schicht 30 an den äußeren Rändern des Hitze¬schilds 10 zu versiegeln und durch die Ränder einen leichteren Einbau zu ermöglichen. DieRandoberfläche 63 ist als der Abschnitt der zweiten äußeren Oberfläche 34 definiert, der in eineRichtung gegen die erste äußere Oberfläche 32 nahe dem Umfang der äußeren Schicht 30komprimiert ist.
[0024] Andere komprimierte Bereiche können in der äußeren Schicht 30 des Hitzeschilds 10ausgebildet sein, um so eine Ausnehmung für existierende Komponenten an einer bestimmtenAnbringungsstelle bereitzustellen. Die komprimierten Bereiche können ebenso an Abkantun-gen/Biegungen des Hitzeschilds zur Stützung ausgebildet sein, wie durch das Beispiel in Fig. 1dargestellt ist. Darüber hinaus können offene Bereiche, die den Hitzeschild 10 durchstoßen, wiezum Beispiel Bereiche um Befestigungslöcher für Schrauben oder andere Befestigungsmittelzur Sicherung des Hitzeschilds 10 in einer Befestigungsposition, ebenso komprimiert sein, sodass wie bei den komprimierten Rändern 62 eine sichere Versiegelung zwischen der innerenSchicht 20 und der äußeren Schicht 30 entsteht. Mit Bezug auf Fig. 1 kann der Hitzeschild 10zum Beispiel wenigstens eine Öffnung 50 und einen Schlitz 54 umfassen. Jede Öffnung 50 undjeder Schlitz 54 können bei der Anbringung des Hitzeschilds an einem Fahrzeug helfen, einenLuftstrom nahe dem Hitzeschild 10 bereitzustellen oder zu leiten und/oder eine Unterstützungzum Tragen, Versenden oder Anbringen des Hitzeschilds 10 bereitzustellen. Wie in Fig. 2Cdargestellt ist, die eine Schnittansicht des Hitzeschilds 10 ist, wie sie von der Linie 2C-2C derFig. 1 zu sehen ist, ist ein Öffnungsrand 64 um den Umfang der Öffnung 50 in der äußerenSchicht 30 angeordnet. Die Öffnung 50 ist durch den Öffnungsumfang 52 der inneren Oberflä¬che und dem Öffnungsumfang 53 der äußeren Oberfläche definiert. Die Öffnungsrandfläche 65ist als der Teil der zweiten äußeren Oberfläche 34 definiert, der in Richtung der äußeren Ober¬fläche 32 nahe der Öffnung 50 komprimiert ist. Wie die komprimierten Ränder 62 kann derkomprimierte Öffnungsrand 64 ausgebildet sein, um die innere Schicht 20 mit der äußerenSchicht 30 um die Öffnung 50 sicher zu versiegeln. Der Schlitz 54, der an dem äußeren Umfangdes Hitzeschilds 10 angeordnet ist, ist durch komprimierte Ränder 62 eingefasst, wo die äußere
Schicht 30 in Kontakt mit der inneren Schicht 20 komprimiert ist.
[0025] Die komprimierten Bereiche der äußeren Schicht 30 umfassend zum Beispiel die kom¬primierten Merkmale 60, die komprimierten Ränder 62 und den komprimierten Öffnungsrand 64bilden zusammen eine Struktur in der äußeren Schicht 30, die die durch die innere Schicht 20ausgebildete Form konstruktiv stützt. Es ist wünschenswert, dass die Menge des komprimiertenMaterials der äußeren Schicht 30 minimiert wird, um so die Geräuschunterdrückung und dieWärmeisolierung zu maximieren, die durch das nicht komprimierte Fasermaterial der äußerenSchicht 30 bereitgestellt werden.
[0026] Computerunterstütztes Modellieren, wie zum Beispiel die Finite-Element-Analyse (FEA),oder die Prototypprüfung können verwendet werden, um die optimale Konfiguration und Stellender komprimierten Merkmale 60 in der äußeren Schicht 30 bei vorgegebenen komprimiertenRändern 62, 64, die sich aus der Form und den Ausbrüchen des fertigen Hitzeschilds 10 erge¬ben, zu ermitteln. Zum Beispiel kann der zweischichtige Hitzeschildaufbau mit einer Teilstrukturausgebildet oder computermodelliert werden, wie zum Beispiel einer vorherbestimmten Breite w(siehe Fig. 1 und 2B) für die komprimierten Ränder um die Innenumfänge, wie zum Beispiel umdie Befestigungslöcher, Öffnungen etc., und den Außenumfang des Hitzeschilds 10. Dann kanndie Analyse oder das Prüfen Bereiche des Hitzeschilds 10 identifizieren, die mehr Verstärkungerfordern, um Haltbarkeits- oder Schwingungsvorgaben zu erfüllen. Dann können komprimierteMerkmale 60 verschiedener Formen analysiert werden, um die minimale Struktur zu ermitteln,die dazu führt, dass der Hitzeschild 10 seine Vorgaben erfüllt.
[0027] Alle Ränder der inneren Schicht 20 des fertigen Hitzeschilds 10 umfassend Innenränderwie zum Beispiel jene, die durch die Öffnung 50 gebildet werden, werden nach unten gefaltet inRichtung der äußeren Schicht 30, um so einen relativ glatten Rand für den Transport und dieHandhabung des Hitzeschilds 10 zu bilden.
[0028] Ein Verfahren zur Herstellung des Hitzeschilds 10 kann wie folgt beschrieben und zurEinfachheit der Erläuterung in dem Flussdiagramm der Fig. 3 als Verfahren 300 veranschaulichtwerden. Schritte können jedoch in Übereinstimmung mit dieser Offenbarung in verschiedenenReihenfolgen und/oder gleichzeitig stattfinden. Zusätzlich können Schritte in Übereinstimmungmit dieser Offenbarung mit anderen Schritten, die hierin nicht vorgestellt und beschrieben sind,stattfinden. Darüber hinaus mögen nicht alle veranschaulichten Schritte erforderlich sein, umein Verfahren in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand auszuführen.
[0029] Wie in Schritt 302 dargestellt ist, können die Material- und Dickenauswahl basierend aufder computerunterstützen Modellierung (FEA) oder dem Prototypprüfen für die spezielle An¬wendung des Hitzeschilds 10 getroffen werden, wobei einige Beispiele zuvor erläutert wurden.In Schritt 304 werden die Größen des Materials der inneren Schicht 20 und der äußeren Schicht30 entsprechend der Anwendung und den oben ermittelten Vorgaben bestimmt, wobei jedewünschenswert aus einem Stück besteht.
[0030] In Schritt 306 wird ein Klebstoff zwischen die zweite innere Oberfläche 24 und die ersteäußere Oberfläche 32 gebracht. Der Klebstoff kann in Form eines Klebstoffgewebes vorliegenund kann ein Duroplast oder thermoplastischer Klebstoff sein, der bei der Zugabe von Wärmereagiert. Die äußere Schicht 30 wird an der inneren Schicht 20 mit dem Klebstoff durch einenLaminierungsvorgang, Schritt 308, angebracht, wobei die PET-Faser der äußeren Schicht 30erwärmt wird, um mit dem Klebstoff zu reagieren. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kön¬nen die Schichten unter Verwendung einer Heißpresse bei etwa 160 - 180 Grad Celsius er¬wärmt werden. Beim Erwärmen verbindet sich die erste äußere Oberfläche 32 mit dem Klebstoffund bindet sich an die zweite innere Oberfläche 24 der inneren Schicht 20. Die Erwärmung deräußeren Schicht 30 kann teilweise Material nahe der ersten äußeren Oberfläche 32 schmelzen,um die Befestigung der äußeren Schicht 30 an dem Klebstoff und der inneren Schicht 20 zuunterstützen.
[0031] Sobald die innere Schicht 20 und die äußere Schicht 30 fest miteinander verbundensind, kann die Baugruppe in Schritt 310 in einer gewünschten Größe und Form ausgebildet werden. Die befestigten Schichten können in eine Form gegeben werden und der Hitzeschild 10wird dann durch einen Formpressvorgang in den gewünschten Zustand ausgebildet. Das Form¬pressen kann die Zugabe von Wärme zu dem Formgebungsvorgang umfassen. Es ist ebenfallsin Erwägung zu ziehen, dass der Hitzeschild 10 durch ein Stanzverfahren unter Verwendungeiner einzelnen Stempelanordnung oder einer Reihe von Folgeschnitten ausgebildet werdenkann.
[0032] Die komprimierten Merkmale 60 können durch Einbeziehen einer speziellen Struktur aneiner Form, die bei dem Formpressvorgang des Schritts 310 verwendet wird, ausgeführt wer¬den. Die spezielle Struktur kann das komprimierte Merkmal 60 berühren und einen höherenDruck auf das komprimierte Merkmal 60 ausüben, als auf umgebende Bereich der zweitenäußeren Oberfläche 34 während des Formens. Dies wiederum führt dazu, dass das komprimier¬te Merkmal 60 weiter in eine Richtung gegen die erste äußere Oberfläche 32 komprimiert wird.In ähnlicher Weise kann, wenn der Hitzeschild 10 gestanzt wird, ein Stempelabschnitt einederartige Struktur umfassen. Somit können Form- oder Stempel Strukturen ausgebildet werden,um in der Größe speziell bestimmte und angeordnete komprimierte Merkmale 60 herzustellen.Das Ergebnis ist eine komprimierte Struktur in der äußeren Schicht 30, die der inneren Schicht20 eine konstruktive Stütze bereitstellt, um so die Form des Hitzeschilds 20 zu halten. DerFormgebungsvorgang kann ebenso die Ränder der inneren Schicht 20 derart nach unten umle¬gen, dass ein nachfolgender Abläng- oder Falzvorgang nicht erforderlich ist.
[0033] Es ist anzumerken, dass der Hitzeschild 10 an eine Vielfalt an Strukturen an einemKraftfahrzeug abhängig von der speziellen Anwendung des Hitzeschilds 10 angebracht werdenkann. Als nicht einschränkende Beispiele können Befestigungsmittel Verbindungselemente mitGewinde mit oder ohne Beilagscheibe umfassen, Druckstifte mit oder ohne Beilagscheibe oderintegrale Streifen und Flansche, die zur Anbringung an eine an dem Fahrzeug angeordneteStruktur ausgebildet sind. Der Hitzeschild 10 kann Löcher, Flansche und Schlitze umfassen, umsolche Befestigungsmittel aufzunehmen.
[0034] Der Hitzeschild 10 kann einen Wärmeschutz vor Wärmequellen 12 bereitstellen, indemer Wärmestrahlungsenergie in eine Richtung weg von einem Bereich des Fahrzeugs reflektiert.Zusätzlich kann der Hitzeschild 10 die Wärmeleitung durch Verwendung von Materialien verrin¬gern, die eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Darüber hinaus kann der Hitzeschild 10einen Schutz vor Wärmekonvektion bereitstellen, indem Bereiche vor Fluid und Luft abge¬schirmt werden, die in Kontakt mit der Wärmequelle 12 sind. In einer ähnlichen Weise kann derHitzeschild 10 einen Schallschutz für Motorgeräusche und/oder Straßengeräusche durch Re¬flektieren von Schallwellen und Widerstehen von Schallbewegungsschwingungen durch dieMaterialien des Hitzeschilds 10 bereitstellen.
[0035] Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen beschriebenwurde, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen zubeschränken ist, sondern im Gegenteil dazu vorgesehen ist, verschiedene Modifikationen undäquivalente Anordnungen abzudecken, die von dem Schutzbereich der angehängten Ansprü¬che umfasst sind, wobei dem Schutzbereich die breiteste Auslegung zuzukommen lassen ist,um so alle derartigen Modifikationen und äquivalente Anordnungen wie nach dem Gesetz zuge¬lassen zu erfassen.

Claims (20)

  1. Ansprüche 1. Hitzeschild, aufweisend: einen zweischichtigen Aufbau, der aus einer ersten Schicht aus Aluminium mit gegenüber¬liegenden ersten und zweiten Oberflächen und einer zweiten Schicht aus einem Kunstfa¬sermaterial gebildet ist, das fest an der zweiten Oberfläche der ersten Schicht angebrachtist, wobei eine Struktur in einer Oberfläche der zweiten Schicht ausgebildet ist, die der ers¬ten Schicht gegenüberliegt, wobei die Struktur eine höhere Komprimierung und eine kleine¬re Dicke aufweist als andere Stellen der zweiten Schicht und die Struktur der erstenSchicht eine konstruktive Stütze bereitstellt.
  2. 2. Hitzeschild nach Anspruch 1, wobei das Kunstfasermaterial Polyethylenterephthalat ist.
  3. 3. Hitzeschild nach Anspruch 2, wobei eine Faserflächendichte der zweiten Schicht zwischenetwa 600 gsm und 1600 gsm beträgt.
  4. 4. Hitzeschild nach Anspruch 2, wobei das Polyethylenterephthalat eine homogene Mischungist, die mehrere Fasern mit unterschiedlichen Denier aufweist.
  5. 5. Hitzeschild nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht eine Dicke zwischen 0,005 Zoll und0,010 Zoll aufweist.
  6. 6. Hitzeschild nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht perforiert ist.
  7. 7. Hitzeschild nach Anspruch 6, wobei die erste Oberfläche der ersten Schicht geprägt ist.
  8. 8. Hitzeschild nach Anspruch 1, wobei die Struktur einen Randabschnitt der zweiten Schichtumfasst, der dem Umfang der ersten Schicht nahe gelegen ist.
  9. 9. Hitzeschild nach Anspruch 1, wobei die Struktur mehrere Liniensegmente umfasst.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung eines Hitzeschilds, wobei das Verfahren aufweist: festes Anbringen einer ersten Schicht aus Aluminium an eine zweite Schicht aus einemKunstfasermaterial, um einen zweischichtigen Aufbau zu bilden, wobei die erste Schichtgegenüberliegende erste und zweite Oberflächen aufweist und die zweite Schicht fest ander zweiten Oberfläche der ersten Schicht angebracht ist; und Ausbilden des zweischichtigen Aufbaus in eine gewünschte Form mit einer Struktur, die ineiner Oberfläche der zweiten Schicht, die der ersten Schicht gegenüberliegt, ausgebildetist, wobei die Struktur eine höhere Komprimierung und eine kleinere Dicke aufweist als an¬dere Stellen der zweiten Schicht und die Struktur der ersten Schicht eine konstruktive Stüt¬ze bereitstellt.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Ausbilden einen Formpressvorgang aufweist.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das feste Anbringen der ersten Schicht an die zweiteSchicht aufweist: Beschichten eines duroplastischen oder thermoplastischen Klebstoffs zwischen die zweiteOberfläche der ersten Schicht und die zweite Schicht; undLaminieren der ersten Schicht mit der zweiten Schicht.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Laminieren ein Laminieren umfasst, während dieerste Schicht und die zweite Schicht erwärmt werden.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Kunstfasermaterial Polyethylenterephthalat ist.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Faserflächendichte der zweiten Schicht zwischenetwa 600 gsm und 1600 gsm beträgt.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Dicke der ersten Schicht zwischen 0,005 Zoll und0,010 Zoll beträgt.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Struktur als Ergebnis des Ausbildens einen Rand¬abschnitt der zweiten Schicht umfasst, der dem Umfang der ersten Schicht nahe gelegenist.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 10, ferner aufweisend: Erzeugen der Struktur für das Ausbilden.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Erzeugen der Struktur für das Ausbilden aufweist:Computermodellieren des Hitzeschilds in der gewünschten Form mit einer Teilausbildungder Struktur; und Analysieren des Hitzeschilds mit der Teilausbildung der Struktur, um Stellen entlang derersten Schicht zu ermitteln, die einer Verstärkung bedürfen.
  20. 20. Hitzeschild nach Anspruch 18, wobei die Struktur mehrere Liniensegmente umfasst. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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