热屏蔽罩及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于屏蔽热区域(例如为内燃机的热区域)的热屏蔽罩，以及制造这种热屏蔽罩的方法。
【背景技术】
[0002]例如，在车辆的引擎中、尤其是在排气管路的区域中的这种热屏蔽罩起到保护温度敏感部件或组件以防不可容许的过热的作用，这些部件或组件靠近热部件。这样，热屏蔽罩还改进了声音防护。重要的是确保使声音从热部件到热屏蔽罩的传递最小化，尤其是在热屏蔽罩在该部件的紧固点处。如果热屏蔽罩紧固在热部件处或其中一个热部件处，还必须确保低的热传递。
[0003]通常，这种热屏蔽罩是三维成形构造的部件，其包括至少一个金属片材层。该至少一个金属片材层的三维形状通常由待屏蔽的部件针对彼此的形状和它们关于彼此的距离而造成。
[0004]通常，热屏蔽罩包括一个或多个金属片材层，其限定了热屏蔽罩的轮廓。还可以有利的是假设额外的隔热层布置在各个金属片材层之间或邻近于金属片材层中的一个或多个布置，所述隔热层例如为压缩的基于颗粒的层(诸如基于云母的层或基于石墨的层)、或温度稳定的基于纤维的材料(诸如，例如玻璃纤维绒的基于玻璃纤维的材料和/或诸如矿物纤维绒的基于矿物纤维的材料)或温度稳定的纸。
[0005]热屏蔽罩到部件的紧固通常利用逐点式的连接来实现。为此，金属片材层或所有的金属片材层可以包括通路开孔，该通路开孔容纳紧固元件。在此，螺钉、螺栓、带有横向销的双头螺柱或铆钉可以用作紧固元件。
[0006]在这些紧固点处，来自部件的振动，在紧固在热部件的情况下还有热，可以经由紧固元件从部件传递至热屏蔽罩。因此，需要相对于紧固元件穿过的邻近的金属片材层而隔离紧固元件和/或对紧固元件进行减振。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的是提供热屏蔽罩和用于这种热屏蔽罩的相应的制造方法，其中热屏蔽罩的在部件处的紧固点得以改进，尤其是其中在材料方面的低要求的情况下紧固元件与热屏蔽罩之间的减振得以改善。
[0008]该目的是通过根据权利要求1或权利要求15的热屏蔽罩以及根据权利要求17的方法来实现的。根据本发明的热屏蔽罩的有利实施方式在从属权利要求中给出。
[0009]根据本发明的热屏蔽罩以与现有技术中的热屏蔽罩同样的方式，包括至少一个金属片材层，然而它还可以包括多个金属片材层。该至少一个金属片材层包括第一表面和第二表面。在其朝向该部件的至少一个紧固点处，金属片材层包括容纳紧固元件的通路开孔。紧固元件由套筒包围，该套筒穿过通路开孔或穿透通路开孔。
[0010]根据本发明，由柔性材料制成的额外的分离元件布置在所述通路开孔的圆周边缘与所述套筒之间。这样，分离元件接触通路开孔的内边缘以及直接邻近通路开孔的热屏蔽罩的上侧和下侧的区域。硅树脂或金属丝网(尤其是编织的金属丝网，最优选的是由钢或不锈钢制成的金属丝网)特别适合作为柔性材料。
[0011]套筒和分离元件各自包括在通路开孔的区域中的环形的柄部区域。在套筒和分离元件的在金属片材层的上方和下方的相应的端部处，套筒和分离元件包括第一颈圈和第二颈圈。在其柄部区域中，套筒在通路开孔的区域中示出了恒定的壁厚。朝向第一颈圈的方向，该壁厚向外增大，使得过渡区域在柄部区域与套筒的外侧上的第一颈圈之间实现。该过渡区域示出了增大的壁厚，其中该增大径向向外实现。例如过渡区域是圆形的或倾斜的。套筒的第一颈圈在径向方向上延伸超过分离元件的第一颈圈。过渡区域优选示出了弧形或稳定的倾斜，其充当用于分离元件的第一颈圈的成形辅助。
[0012]通常，优选的是假设套筒示出了旋转对称的形状，使得在套筒的所有的圆形段中的过渡区域示出了径向壁厚的相同增大。然而，对于一些应用，可以有利的是，对于示出了增大的径向壁厚的所述过渡区域的所述部分中的至少一个部分或数个部分，这些过渡区域示出了与所述通路开孔的区域中的所述柄部区域的相应的部分的壁厚相比增大的径向壁厚。
[0013]此处，壁厚的比较可以以两种不同的方式限定。一方面，可以考虑套筒的圆形段并将柄部区域中的和过渡区域的区域中的相关的圆形段的厚度进行比较。另一方面，可以考虑通路开孔的轴向方向。在示出增大的径向壁厚的过渡区域的一部分处开始，一者在通路开孔的轴向方向上移动或平行于通路开孔的轴向方向移动，并比较相关的柄部区域的壁厚。
[0014]为了进一步改进本发明，假设该过渡区域基本上被设计成直的和倾斜的，可优选的是将倾斜实施成这样，即基本上直的区域与通路开孔的轴向方向(对应地，穿过通路开孔的套筒柄部的延伸方向)围成角度β，其中30°彡β彡60°，优选40°彡β彡50°。
[0015]为了进一步改进本发明，假设该过渡区域被设计为圆弧的一部分，可优选的是将圆弧实施成这样，即圆弧具有半径R，其中3.5mm R 6mm,优选3.5mm R 4.5mm。
[0016]作为额外的措施或替选的措施，为了进一步改进本发明，如在通路开孔的轴向方向上所测量的过渡区域的高度Η优选在紧固元件(例如螺钉)的轴的外径或套筒的内径的25%和75% (排除或包含这些边界值)之间。
[0017]实现根据本发明设计的热屏蔽罩的紧固点具有以下优点:在其通路开孔中将容纳紧固元件(例如螺钉)的套筒还相对于金属片材层中的通路开孔的圆周边缘而得以减振。这样，在将热片材安装在部件上之后，该部件还得以与热屏蔽罩分离。尤其有利的是，紧固机构和套筒针对热片材的金属片材层的这一完全减振仅仅利用每个紧固点的两个部件而得以实现。在材料方面的这一低要求与简单的制造技术一起在关于根据本发明的热屏蔽罩的制造成本上产生了相当大的优点。
[0018]套筒的形状的设计还允许单独地设定并调节分离元件的几何结构，并因此还调节减振特征。这样，能够通过改变套筒的柄部与第一颈圈之间的过渡区域的设计(例如为连续的或步进式的径向过渡、为线性倾斜等等)来预先确定分离元件的减振特征。
[0019]利用根据本发明的热屏蔽罩额外有利的是，套筒与分离元件可以相对于金属片材层对称安装，使得可以从两侧安装金属片材层。对于在热部件上的紧固不需要特殊的紧固机构，尤其是不需要特殊的螺钉等等。有或者没有螺杆的惯用螺钉是足够的。也不需要垫片。利用简单的没有颈圈或垫片等等的紧固机构最终还允许大大地减小安装空间。
[0020]虽然前述段落仅提到了单个的金属片材层及其用于容纳紧固元件的通路开孔，但是热片材还可以包括多个金属片材和其它的层，它们具有延伸穿过所有的层的共同的通路开孔。到现在为止，已经用于单层热片材的布局对于在多层热屏蔽罩情况下的整个热片材是有效的。除了明确提到作为仅仅影响仅由一个金属片材层组成的热屏蔽罩的通路，这还适用于以下的描述。
[0021]特别是，本发明还涉及一种用于制造根据本发明的热屏蔽罩的方法。该用于制造热屏蔽罩的方法的特征是将由柔性材料制成的分离元件插入到通路开孔中。该分离元件包括环形的柄部区域和可变形的突出部以及第二颈圈，该柄部区域穿过通路开孔，该可变形的突出部在插入之后在金属片材层的第一表面上突出，该第二颈圈在金属片材层的第二表面上相对于通路开孔的圆周边缘径向向外延伸。将套筒容纳在分离元件的柄部区域的通路开孔中。该套筒包括a)环形的柄部区域，所述柄部区域穿过所述通路开孔，b)第一颈圈，所述第一颈圈在所述第一表面上径向于所述通路开孔的所述圆周边缘向外延伸，以及c)第二颈圈，所述第二颈圈邻近于所述第二表面而径向于所述通路开孔的所述圆周边缘向外延伸。在这一插入的过程中，分离元件与套筒区域优选地从热屏蔽罩的相对的表面插入，分离元件的突出部在金属片材层的第一表面与套筒的第一颈圈之间被压缩，以便在第一表面上形成分离元件的第一颈圈，使得套筒的第一颈圈在分离元件的第一颈圈上径向延伸。在此，套筒在其位于通路开孔中的柄部区域的那一部分中示出了恒定的壁厚，而套筒在该位于通路开孔中的柄部区域与其第一颈圈之间的过渡区域至少分部分地示出了与前面所提到的恒定的壁厚相比而向外增大的壁厚。由于这个原因，因而相较于第一颈圈且相较于通路开孔中的柄部区域的过渡区域至少分部分地成倒角地或成斜面地延伸。因此，能够将由柔性材料制成的分离元件插入到通路开孔中，该分离元件已经包括环形的柄部区域和可变形的突出部，分离元件在已安装的状态下突出超过金属片材层的第一表面。在分离元件的突出超过金属片材层的第二表面的区域中，该分离元件包括第二颈圈，该第二颈圈在金属片材层的第二表面上从通路开孔径向向外延伸。
[0022]因此，为了形成紧固点，将套筒插入到分离元件的柄部区域的通路开孔中。该套筒还包括具有通路开孔的环形的柄部区域，然后在完成套筒与分离元件的安装之后，该通路开孔可以容纳紧固元件，例如螺钉。该套筒在其面向金属片材层的第一表面的侧上包括第一颈圈，该第一颈圈径向向外延伸。在相对的侧(其面向金属片材层的第二表面)上，套筒包括第二颈圈。该颈圈也径向向外延伸。
[0023]在将套筒插入到分离元件的通路开孔的过程中，可变形的突出部通过套筒的第一颈圈向外变形。由于套筒包括在柄部与第一颈圈之间的径向变宽的过渡区域，因而可变形的突出部并不是被简单地压缩，而是发生向外的偏转，分离元件的第一颈圈通过该偏转而形成。该偏转通过分离元件的三维压缩来叠加。
[0024]将该套筒以这种方式插入穿过分离元件的柄部区域的通路开孔，使得套筒的第二颈圈突出超过分离元件的第二颈圈。这样，套筒固定在分离元件的通路开孔中，并且分离元件固定在金属片材层的通路开孔中。当仅仅套筒与分离元件之间固定时，该接合是足够的。不同于分离元件的第一颈圈，分离元件的第二颈圈在其插入之前已经形成。
[0025]利用套筒的柄部区域和