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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Isoliervorrichtung gemäß den im
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
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Aus
der
DE 198 21 532
A1 ist eine derartige Isoliervorrichtung bekannt, welche
als wärme-
und schalldämmende
Verkleidung für
den Motorraum von Kraftfahrzeugen ausgebildet ist. Diese Isoliervorrichtung
enthält
einen Innenmantel, welcher nach dem Einbau an der Außenfläche eines
Motors oder einer sonstigen Komponente wie einem Abgasrohr desselben
anliegt. Ferner enthält
die Isoliervorrichtung einen zum Innenmantel unter Bildung eines
Zwischenraumes beabstandet angeordneten Außenmantel sowie in den genannten
Zwischenraum Isoliermaterial. Das Isoliermaterial befindet sich
in Kontakt mit der Innenwand und enthält eine duroplastische Schaumstoffschicht
sowie eine weitere isolierende Schicht aus Kunststoffschaum, Partikelverbundschaum
oder Faservlies aus nativen oder synthetischen Fasern sowie deren
Gemische, genadelt oder ungenadelt. Die Herstellung erfordert einen
nicht unerheblichen Aufwand und es sind besondere Maßnahmen
erforderlich, damit das Isoliermaterial seine Positionierung zwischen
dem Innenmantel und Außenmantel beibehalten
kann, zumal in Folge von Vibrationen und Erschütterungen während des Betriebs das Isoliermaterial
recht erheblichen Belastungen ausgesetzt ist, aufgrund welcher der
Verbund des Isoliermaterials selbst bzw. dessen Schichten ebenso
wie die Verbindung mit dem Innenmantel und dem Außenmantel
gefährdet
sind. Es besteht die Gefahr, dass das Isoliermaterial bereits nach
geraumer Zeit die gleichmäßige flächige Anordnung
zwischen dem Innenmantel und dem Außenmantel verliert und einerseits
Lücken
und andererseits Anhäufungen
sich örtlich
verteilt ausbilden, mit der Folge einer insgesamt verminderten Isolierwirkung.
Ferner ist zu beachten, dass die Verbindung der duroplastischen Schaumstoffschicht
und der weiteren mit dieser in Kontakt befindlichen Isolierschicht
bei Ausbildung des Innenmantels und des Außenmantels aus Metall den Belastungen
nicht ohne Weiteres standhalten kann.
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Hiervon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten
Nachteile zu vermeiden und in einfacher und gleichwohl funktionssicherer
Weise die Isoliervorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass eine
sichere und dauerbeständige
Festlegung des Isoliermaterials bezüglich Innenmantel und Außenmantel
erreicht wird. Die Isoliervorrichtung soll in einfacher Weise herstellbar
sein und problemlos zu handhabende und/oder miteinander zu verbindende
Bestandsteile enthalten. Des Weiteren soll die Isoliervorrichtung
für hohe
Temperaturen verwendbar sein, und zwar insbesondere für Temperaturen
größer 200°C, zweckmäßig größer als 500°C. Außerdem soll
die Isoliervorrichtung in einfacher Weise mit dem zu isolierenden
Bauteil verbindbar sein.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1.
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Die
vorgeschlagene Isoliervorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen
konstruktiven Aufbau aus und besteht insgesamt aus Metall, und zwar
Innenmantel und Außenmantel
und vor allem auch das zwischen diesen angeordnete Isoliermaterial.
Der Innen- und der Außenmantel
bestehen bevorzugt aus Blech oder Folie, insbesondere einer Edelstahlfolie, deren
freie Oberflächen
in zweckmäßiger Weise
mikrostrukturiert und/oder makrostrukturiert aber auch glatt ausgeführt sein
können.
Für Verwendungen
in Bereichen thermischer Isolation in Verbindung mit der Anforderung
an Schallabsorption kann die der Schallquelle zugewandte Seite,
insbesondere der Innenmantel auch perforiert ausgebildet sein. Die
Isolierung, nachfolgend auch als Füllung bezeichnet, besteht und/oder
enthält
vorzugsweise Fasern oder Drähte,
insbesondere Edestahlwolle. Des Weiteren kann die Isolierung, nachfolgend
auch Isoliermaterial genannt, erfindungsgemäß aus Folien oder Blechen bestehen
oder solche enthalten, welche vor allem durch Profilierung, wie
Wellen oder Prägungen,
zumindest bereichsweise vorgegebene definierte Abstände zueinander
aufweisen. Die Isoliervorrichtung ist rein metallisch ausge bildet
und somit problemlos recycelbar. Es ist von besonderer Bedeutung,
dass an gewünschten
Positionen, und zwar bevorzugt an zumindest einem Rand, Schweißverbindungen
zwischen dem Außenmantel
und dem Innenmantel einschließlich
dem dazwischenliegenden Isoliermaterial vorhanden sind, welche insbesondere
durch Punktschweißen
und/oder Lichtbogenschweißen
hergestellt sind. Je nach Größe der Isoliervorrichtung und/oder
den Anforderungen deren Verwendung können an vorgebbaren Positionen
der Gesamtfläche
weitere Schweißverbindungen
vorhanden sein. Aufgrund des kompletten Sandwichaufbaus aus schweißbarem Material
ist die Isoliervorrichtung in besonders vorteilhafter Weise an jeder
beliebigen und/oder gewünschten
Position mit dem zu isolierenden Bauteil bzw. heißen Objekt,
wie z.B. Edelstahlrohr, Gußkrümmer oder
dergleichen durch Schweißen
unmittelbar verbindbar. In bevorzugter Weise ist der Außenmantel
wellenförmig
ausgebildet, während der
Innenmantel im wesentlichen eben oder gekrümmt ausgebildet ist, beispielsweise
entsprechend der Außenfläche eines
zu isolierenden Rohres oder einer konkaven Fläche und/oder Formgebung eines zu
isolierenden Bauteils. Vor der Herstellung der genannten Schweißverbindungen
zwischen dem Innenmantel und dem Außenmantel weist letzterer eine größere Längserstreckung
auf als der Innenmantel, und zwar unter Berücksichtigung der bei ringförmiger Ausbildung
radial nach außen
gerichteten Erhebungen und den zwischen diesen vorhandenen Tälern des
Außenmantels.
Des Weiteren ist von besonderer Bedeutung, dass aufgrund der Verbundstruktur,
insbesondere der genannten Schweißverbindungen, die Gefahr von
Eigenschwingungen bzw. Resonanzanregungen auf ein Minimum reduziert
ist, wobei vor allem durch Vorgabe der Abstände der punktförmig ausgebildeten
Schweißverbindungen
unter Berücksichtigung
des Frequenzspektrums des Motors und/oder einer sonstigen Schallquelle
eine definierte Positionierung und/oder Ausbildung der Schweißstellen
der Isoliervorrichtung vorgegeben werden kann.
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Besondere
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie
der nachfolgenden Beschreibung besonderer Ausführungsbeispiele angegeben.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne
dass insoweit eine Beschränkung
erfolgt. Es zeigen:
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1 in
schematischer Darstellung eine Seitenansicht der Isoliervorrichtung,
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2 ein
Ausführungsbeispiel
mit gewelltem Außenmantel.
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Die
Isoliervorrichtung enthält
gemäß 1 einen
Innenmantel 2 und einen Außenmantel 4 aus Stahlblechen
bzw. Stahlfolien, insbesondere Edelstahlfolien, deren Dicke vorzugsweise
im Bereich von 0,015 bis 0,45 mm, insbesondere zwischen 0,025 bis 0,03
mm vorgegeben ist. Der Innenmantel 2 und/oder der Außenmantel 4 und/oder
deren Oberflächen
sind vorteilhaft mikro- oder makrostrukturiert ausgebildet, doch
können
im Rahmen der Erfindung der Außenmantel 2 und
der Außenmantel 4 auch
glatt ausgeführt
sein. Zwischen dem Innenmantel 2 und dem Außenmantel 4 ist
Isoliermaterial 6 angeordnet, welches bevorzugt aus Stahlwolle,
insbesondere Edelstahlwolle, besteht oder solche enthält. Das
Isoliermaterial 6 besteht oder enthält im Rahmen der Erfindung
schweißbares
Material. Nach dem Zuschneiden der Isoliervorrichtung auf die erforderlichen
Abmessungen kann somit wenigstens ein Rand durch Schweißen miteinander
verbunden werden, ohne dass in der Schweißzone bzw. am Rand 8 zuvor
das Isoliermaterial entfernt werden muss. Des Weiteren können an
beliebigen Positionen Schweißungen durchgeführt werden,
insbesondere zur Verbindung mit einem zu isolierenden Bauteil oder
mit weiteren Isoliervorrichtungen oder Isolierelementen. Nach Herstellung
der Schweißverbindung
ist am Rand bzw. in der Schweißzone 8 oder
der gewünschten Position
zwischen dem Innenmantel 2 und dem Außenmantel 4 das Isoliermaterial 6,
wie dargestellt, zusammen gepresst vorhanden. Für Anwendungen in Bereichen
thermischer Isolation in Verbindung mit der Anforderung an Schallabsorption
ist die einer Schallquelle zugewandte Seite 10, beispielsweise des
Innenmantels 2, in vorteilhafter Weise perforiert ausgeführt.
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Das
Isoliermaterial 6, welches auch als Füllung bezeichnet wird, besteht
vorzugsweise aus Stahlwolle. Das Isoliermaterial 6 ist
mit den Innenflächen
des Innenmantels 2 und den Außenmantel 4 in geeigneter
Weise, insbesondere mittels eines Klebemittels, vorteilhaft verbunden.
Das Isoliermaterial 6 besitzt vor dem Einbringen zwischen
den Innenmantel 2 und den Außenmantel 4 vorteilhaft
eine Dicke im Bereich zwischen 6 bis 16 mm, insbesondere im Bereich
von 10 bis 12 mm. Das Flächengewicht
des Isoliermaterials 6 ist vor dem Einbringen zwischen
den Innenmantel 2 und den Außenmantel 4, somit
das Ausgangsflächengewicht,
im Bereich von 1.500 bis 3.000 g/m2, insbesondere
im Bereich von 2.00 bis 2.400 g/m2 vorgegeben.
Nachfolgend wird das Isoliermaterial, insbesondere die Edelstahlwolle,
je nach Erfordernis und Anwendungsfall gemeinsam mit dem Innenmantel 2 und
dem Außenmantel 4,
und zwar insbesondere ausgehend von einer Gesamt-Ausgangsstärke von
bevorzugt im Wesentlichen 8 bis 15 mm, insbesondere im Wesentlichen
10 bis 12,6 mm, um einen vorgegebenen Faktor komprimiert. Danach weist
die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung
eine Gesamtstärke
im Bereich von 4 bis 6 mm, insbesondere von 3 bis 5 mm, auf. Im
Rahmen der Erfindung wird die Komprimierung des Isoliermaterials
bzw. der gesamten Isoliervorrichtung bei der Herstellung um einen
vorgegebenen Faktor derart vorgegeben, dass einerseits die Wärmeleitung über das
metallische Isoliermaterial nicht zu groß wird und andererseits die Dicke
hinreichend derart reduziert ist, dass die Formbarkeit der fertigen
Isoliervorrichtung in einfacher Weise und problemlos gegeben ist.
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In
einer alternativen Ausgestaltung besteht oder enthält das Isoliermaterial
Bleche aus schweißbarem
Metall, insbesondere Stahl. Es sei festgehalten, dass der Innenmantel 2 und
der Außenmantel gleichfalls
aus schweißbarem
Metall, insbesondere Stahl bestehen. Zwischen dem oder den Blechen
des Isoliermaterials ebenso wie dessen den Innenmantel und/oder
Außenmantel
zugewandten Bereichen kann, wie oben erläutert, gleichfalls Stahlwolle
vorhanden sein.
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Die
Isoliervorrichtung besitzt somit einen Sandwichaufbau und eine sehr
gute thermische Dämmwirkung.
Da sowohl der Innenmantel 2 als auch der Außenmantel 4 und
ferner auch das Isoliermaterial 6 rein metallisch ausgebildet
sind, ist die Isoliervorrichtung problemlos recycelbar. Vor Allem
bei perforierter Ausbildung des der Schallquelle zugewandten Innenmantels 2 wird
eine hohe Schallabsorption erreicht. Darüber hinaus ist es von besonderer
Bedeutung, dass aufgrund der Sandwich- oder Verbundstruktur die
Neigung zu Eigenschwingungen bzw. Resonanzerregung erheblich reduziert
ist. Die Isoliervorrichtung ist an jeder Position, und zwar an dem
oben erläuterten
Rand ebenso wie in weiteren Positionen oder Bereichen, schweißbar und/oder
gegen Null gehend verpressbar. Die Isoliervorrichtung oder der komplette
Sandwichaufbau sind problemlos verformbar und/oder an jeder gewünschten
Position mit dem zu isolierenden Körper oder heißen Objekt, wie
Edelstahlrohr, Abgasrohr oder Gusskrümmer oder dergleichen, in den
verschiedensten Verfahren in einfacher Weise verschweißbar.
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2 zeigt
eine besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung, deren
Innenmantel 2 eine im wesentlichen gleichförmig gekrümmte Kontur
aufweist und deren Außenmantel 6 wellenförmig mit
Erhebungen 12 und Tälern 14 ausgebildet
ist. Vor dem Verschweißen
des Innenmantels 2 mit dem Außenmantel 4 zusammen
mit der metallischen Isolierung 6 ist die Längserstreckung,
und zwar gemessen quer zu den Erhebungen 12 sowie Tälern 14,
des Außenmantels 4 erheblich
größer als die
Längserstreckung
des Innenmantels 2, und zwar entsprechend der Höhendifferenz
der Erhebungen 12 und der Täler 14. Die Schweißverbindungen,
welche erfindungsgemäß vorteilhaft als
Punktschweißverbindungen 16 ausgebildet
sind, sind bevorzugt in den Tälern 14 angeordnet,
wobei ferner zweckmäßig auch
die Ränder 8 und/oder
die dort vorgesehenen Schweißzonen
jeweils in Tälern
sich befinden. Aufgrund der im wesentlichen gleichmäßig gekrümmten Ausbildung
des Innenmantels 2 liegt dieser in besonders vorteilhafter
Weise an einer entsprechend gekrümmten
Außenfläche des
zu isolierenden Bauteils weitestgehend flächig und/oder gleichmäßig an,
wodurch über
die isolierte Fläche
unerwünschte
Lücken zwischen
der Isoliervorrichtung und dem zu isolierenden Bauteil vermieden
werden.
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- 2
- Innenmantel
- 4
- Außenmantel
- 6
- Isoliermaterial
- 8
- Rand/Schweißzone/Schweißpunkt
- 10
- Seite
der Schallquelle zugewandt
- 12
- Erhebung
von 4
- 14
- Tal
von 4
- 16
- Schweißzone/Schweißpunkt