CN103747983A - 屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种屏蔽装置，其包括一多孔的内侧金属片层（3）；一外侧金属片层（4），其中，中空空间由该多孔的内侧金属片层和该外侧金属片层所界定形成；以及在该中空空间内的多个金属空心体（5），其中，该空心体的最小直径大于该内侧金属片层的穿孔。

Description

屏蔽装置

技术领域

本发明涉及一种用于屏蔽面对热源的温度敏感部件的设备，例如机动车的发动机舱，尤其作为排气承载部件面对相当大的辐射热。此外，该装置包括一个消音和隔音性的设计。特别地，本发明涉及一种可重复使用，无需额外支出的装置，而且可以用作包封或用作部分屏蔽。

背景技术

在汽车工业中，热屏蔽板主要是用于执行温度屏蔽的任务。该热屏蔽板保护车辆部件免受从发动机、催化转换器、***、排气列车或其他高温部件发出的热量。被保护的部件主要位于发动机舱内或在底层板内。这包括，例如，塑料部件，电子部件或在发动机舱内的液体传输管道，电缆，燃料箱，排气***的悬挂装置，以及在底层板区域内的车身板。

在汽车行业，热屏蔽板已使用了很长一段时间。这些板可以设计成简单的单层板，作为绝缘片，或者在所谓的夹层结构。绝缘板包括一个单片的运载板，一个具有耐热性的绝缘层和一个覆盖层。

采用夹层结构的热屏蔽板可以由两个结构板来制造，这两个结构板在连接之前已经通过深冲技术在三维上相互独立地变形。此外，绝缘层可以被放置在两个结构板之间。此外，如果在绝缘区暴露于声源的结构板被穿孔，热屏蔽板也可以用作隔音装置。由此。该热屏蔽板也可以充当消音器。

热屏蔽板通常被设计为自支撑结构，以及其中包括必须满足以下条件：它们需要保持远离足够的热量；在发生碰撞的情况下，它们必须在热部件和敏感部件之间提供安全隔离；它们必须能承受在车辆的整个使用寿命中所经历的振动，并且制造它们必须是经济的。声效率是热屏蔽板一个另外的积极特性。

一般而言，采用夹层结构的热屏蔽板，换句话说，两层热屏蔽板比单层热屏蔽板一般是更加坚硬的和更加耐振动。然而，其成本也高，因为对于每个结构板而言，需要制造工具，并且因为在原则上至少需要三个工艺步骤，以变形和连接这两个壳。

其他热屏蔽板仅仅包括由铆接接合的两块板，这两个板在彼此之间基本上无空间。这种隔热板的绝缘性能不是很好，因为没有保温材料可以放置。此外，当暴露在连续振动荷载作用下，通过无孔铆合（toxing），挤压，点焊或缝滚焊接形成的连接可以松动，甚至脱落。因而，在车辆上则会发生不希望的晃动噪声。此外，由于尖的边缘可能有伤人的危险。各个汽车制造商要求使用具有卷曲边缘的热屏蔽板，至少在热屏蔽板上那些需要由技工进行处理的区域。

采用夹层结构的热屏蔽板具有在两外侧板之间的内侧绝缘层，例如岩棉，与均匀的材料制成的热屏蔽板相比，回收变得更加困难，因为绝缘材料需要从两外侧板的材料中分离。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一屏蔽物，其包括：

一多孔的内侧金属片层；

一外侧金属片层，其中，一中空空间是由所述多孔的内侧金属片层和外侧金属片层所界定形成；及

在所述中空空间内的多个金属空心体，其中，所述空心体的最小直径大于所述内侧金属片层的穿孔。

在这种设置中，该金属空心体被设置成一种散装材料，其包括，例如，两个板之间的空心球。为了使具有这样的材料结构的屏蔽物达到良好的消音，面向所述热源和/或声源的内侧金属片层包括为了让声音到达空心体的开孔结构的穿孔。在这个位置，由于摩擦的结果，声波然后转换成热量。上述的材料构造的外侧金属片层是用来接收包括空心体的填充，从而通过围绕所述内层的卷边沿圆周方向包围它。进一步的连接方法包括无孔铆合（toxing），挤压，点焊或缝滚焊接。

在这种方式中，在该安装点的区域提供没有沉降性能（settling behaviour）的耐腐蚀耐用部件，该部件提供了良好的热吸收和/或声音吸收。纯金属材料结构由于不需要分离各层因而很容易回收。

根据一个实施例，多个金属空心体包括至少两个不同的外径和/或至少两种不同的壁厚。

使用不同外径的空心体可使该中空空间被更好地填充，因为较大的空心体之间的空间可以由更小的空心体填充。

作为一个替代或除了以上所描述的之外，空心体的壁厚可以变化。不那么厚的壁会使屏蔽装置更轻巧，且提高了热绝缘和消音，但另一方面也导致设备更容易压缩，可压缩性有时甚至是需要的。通过不那么厚的壁，也有可能为较小的空心体补偿了更大的刚性，相对于相同的壁厚的较大的空心体而言。

通过本实施例，可以设立不同的密度以适应于特定的应用。另一种变通选择涉及两金属片层之间填充空心体的程度和能够将层的复合结构模压到不同的整体厚度的选择。通过将这些层模压到不同的整体厚度也可能使个别空心体变形，以使其他几何形状的空心体也能得到。此外，在连接区域，该部件有可能通过螺丝拧紧以被压到此种程度：该材料在该区域不再显示任何沉降性能。

根据一个实施例，在多孔的内侧金属片层上方，该外侧金属片层在其边缘形成凸缘。

这样会导致屏蔽稳定和减少了在安装过程中对其他部件的损伤或损害的风险。特别地，该多孔的金属片层的边缘可能是尖的边缘，该尖的边缘因此而被覆盖。在本实施例中使用的具有尖的边缘的金属片层可以经济地制造出来，有可能无需在多孔的金属片层的边缘的进行任何再加工，没有增加伤害或损害的危险。

根据一个实施例。该金属空心体的最大直径不超过该中空空间的最大高度的四分之一。

一方面，这将导致所述中空空间的良好填充，另一方面也防止相对短的声桥或热桥产生，例如，作为中空空间的高度与空心体的直径相等的情况。在这种设置中，金属片层之间的任何接触是只横跨几个空心体的壁。

应当指出的是，在非球形空心体的情况下，最大直径是所有可能的直径的各个的最大外径。该中空空间的高度是在该多孔的内侧金属片层和外侧金属片层之间的垂直空间。

根据一个实施例，该金属空心体在该中空空间松散地排列（设置）。

因此，实现了良好的隔热，进而屏蔽仍然更加灵活。作为一种替代方案，该空心体也可以固定的，例如通过合适的粘接剂固定。另外，也可以通过至少部分弹性变形将该空心体相互牢固地绑在一起，例如通过一起按压该金属片层。为了保持空心体之间由于高摩擦发生较少的相对运动，粗糙的表面设计或空心体上的一个相应的涂层也可以被考虑。在金属空心体上涂覆涂层也可以提高热绝缘和/或消音。

根据一个实施例，该金属空心体包括耐高温的不锈钢。作为一种替代，也可以使用其他材料，其中，在这种情况下，例如，使用涂层工艺可保证耐热性和如果适用的话所需的耐腐蚀性能。

根据一个实施例，该金属空心体基本上是球形的。球状呈现出一种简单和有利的形状，一方面，填充该中空空间良好，而另一方面，以维持所需的隔热和消音的孔隙度。球形也确保了只有大量松散的空心体的聚集的良好机械稳定性。然而，其它形状也是可能的，只要通过它们实现填充必要的孔隙率的适当程度，机械稳定性就得到保证。该空心体本身可封闭，或者可以包括开口，例如小孔，其中，优选没有开口或孔的变体，因为空心体的外壁最好是多孔的。

根据本发明的第一方面，提供一种机器部件，其包括：

要被封装的立体部分；及

多个金属空心体，所述多个金属空心体形成一个符合立体部分的形状的封装；

其中，所述金属空心体被烧结在一起。

在此部件的封装中，该金属空心体在形状上与要被封装的热部件的形状相匹配，该金属空心体作为该热部件的外壳被制造出。通过烧结这些金属空心体，这些空心体相互连接，从而形成自支撑封装，不需要使用自支撑的金属片层。没有提供外侧金属片层。由高达97％的结构密度（孔隙率），与应用相匹配的这种封装提供了极好的消声特性和低的热导率，而在同一时间内，提供优良的消音。

当与安装在热部件上的屏蔽物相比，以这种方式生产的封装使得能够实现各个的热部件上直接安装（没有空隙），并因此更节省空间，以便隔开所述部件。这种节省空间的封装在安装空间正在变得越来越小的小尺寸发动机项目中是特别有利。在这些应用中，在所谓的紧凑排气***内的所有功能单元或部件捆绑在一起而不用连接管，该紧凑排气***可以被屏蔽。

根据一个实施例，多个金属空心体包括至少两个不同的外径和/或至少两种不同的壁厚。

根据一个实施例，该金属空心体的最大直径不超过封装体的最大高度的四分之一。根据要求和部件厚度，该空心体的直径被选择为在1.5mm和10mm之间。

优选地，在工具内部，不用热部件，半壳作为立体的壳体可单独烧结。在此过程中，两个半壳然后围绕热部件安装作为一个封闭的封装体。

根据一个实施例，机器部件包括一个以金属片层的形式封装的外壳。

附图说明

图1显示出了本发明的热屏蔽板的一个实施例的剖视图；以及

图2显示出了本发明的封装的一个实施例的剖视图。

具体实施方式

图1显示出本发明第一实施例的热屏蔽板的横截面图。本实施例的热屏蔽板用于屏蔽散发热辐射热的热部件1。该热屏蔽板包括具有贯通孔2的内侧金属片层3，该贯通孔形成穿孔。外侧金属片层4以在两者之间形成有中空空间的方式在该有穿孔的金属片层2周围弯折。根据本发明，该中空空间填充有金属空心体5，在所示实施例中，该金属空心体5的形状包括，例如，球形或椭圆形。

由于该空心体5自身和在该空心体5之间的空间具有高百分比的气体或空气，该多个空心体5具有低导热性或良好的绝缘性，而同时提供一个总体重量低的热屏蔽板。优选该空心体5可能最薄的壁厚，一方面，以保持最低限度的重量，并且在另一方面，以使得热桥的形成降到最低。

由于该空心体5之间的空间，进一步地，保持良好的吸音效果。由于该内侧金属片层3中的贯穿孔2，从热部件1发出的声波能够进入包括该空心体5的中空空间。由于在充满空气的空间内摩擦，在该位置的声波的能量被转换成热量，并且由此被吸收。

该空心体5可大量松散填充在热屏蔽板内，空心体5之间没有通过粘接、焊接或类似的方法相互连接。通过压缩内侧和外侧金属片层有可能实现相对牢固的结合力，因此中空空间在高度上被压缩，并且该空心体5彼此互相按压。在此过程中，空心体5至少部分的塑性变形是有利的。

优选地，多个空心体5包含至少两种不同的直径。以这种方式在更大程度上实现填充该中空空间。另外，在此方式中，可以有效增加表面积以吸收热量。优选基本上圆形或椭圆形的形状的空心体5，以便能够保持空心体之间或空心体和金属薄片层之间的接触点的表面到最低限度。在这种方式下，因为热量在外侧金属片层4的方向上被阻碍渗透到屏蔽板，所以提高了隔热效果。另外，在本方式中，传输到该外侧金属片层4的振动和声音受到阻碍。

图2显示出本发明封装的另一实施例的剖视图。在本实施例中，部件10，例如，是一排气***的一部分，被封装。封装包括多个空心体15和无空间或间隙地被放置于要被封装的部件上。相比之下，松散填充图1中的空心体5，该空心体15是由烧结的方式相互连接。在这种方式中，形成了一个刚性的自支撑结构，符合该部件10的非常复杂的三维形状。因此，就绝热而言，图1中的遮蔽板实现了重量和吸声类似的优点。其中，如果可应用，为了以补偿减少的屏蔽，封装的厚度可以增加。封装的一个优点在于，该热保持在热部件内，并开始向前传递，以便实现在冷起动阶段排气管的温度更快上升。这还有助于减少二氧化碳的排放量，并延长发动机的寿命。此外，在废气能量增大，如用于加热各种***（催化转化器）。发电也将是可以想象的。

Claims (11)

1.一种屏蔽物，其包括：

一多孔的内侧金属片层；

一外侧金属片层，其中，一中空空间是由所述多孔的内侧金属片层和外侧金属片层所界定形成；及

在所述中空空间内的多个金属空心体，其中，所述空心体的最小直径大于所述内侧金属片层的穿孔。

2.根据权利要求1所述的屏蔽物，其特征在于，所述多个金属空心体包括至少两个不同的外部直径和/或至少两种不同的壁厚。

3.根据权利要求1或2所述的屏蔽物，其特征在于，所述外侧金属片层在其边缘在所述多孔的内侧金属片层上方形成凸缘。

4.根据前述权利要求中任一项所述的屏蔽物，其特征在于，所述金属空心体的最大直径不超过所述中空空间的最大高度的四分之一。

5.根据前述权利要求中任一项所述的屏蔽物，其特征在于，所述金属空心体松散地设置在所述中空空间内。

6.根据前述权利要求中任一项所述的屏蔽物，其特征在于，所述金属空心体包括耐高温的不锈钢。

7.根据前述权利要求中任一项所述的屏蔽物，其特征在于，所述金属空心体的形状基本上为球形。

8.一种机器部件，其包括：

一要被封装的立体部分；及

多个金属空心体，所述多个金属空心体形成一个符合立体部分的形状的封装；

其中，所述金属空心体被烧结在一起。

9.根据权利要求8所述的机器部件，其特征在于，所述多个金属空心体包括至少两个不同的外部直径和/或至少两种不同的壁厚。

10.根据权利要求8或9所述的机器部件，其特征在于，所述金属空心体的最大直径不超过所述封装体的最大高度的四分之一。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的机器部件，其特征在于，还包括封装外壳，所述封装外壳为金属片层。

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