DE102023110167A1

DE102023110167A1 - shielding system

Info

Publication number: DE102023110167A1
Application number: DE102023110167.6A
Authority: DE
Inventors: Bernd Traber; Sergio Moreno-Lechado; Peter Schölzel
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2023-04-21
Filing date: 2023-04-21
Publication date: 2024-10-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abschirmsystem (2), das als einstückiges Bauteil ausgeführt ist und sich über eine Fläche erstreckt.
Um ein Abschirmsystem der genannten Art unter Anpassung an die jeweilige Anforderung weiterzubilden, wird vorgeschlagen, dass in dem Abschirmsystem (1) ein Bereich (a, b) vorgesehen ist, der einer jeweiligen Anforderung entsprechend ausgebildet ist, wobei die Anforderung aus der Gruppe thermische, akustische und/oder elektromagnetische Anforderung, Flammschutz oder Schutz vor lokalem Durchbrand stammt oder eine Kombination daraus bildet, wobei das Abschirmsystem (1) außerhalb des Bereichs (a, b) nur minimalen Anforderungen entsprechend ausgelegt ist.

The present invention relates to a shielding system (2) which is designed as a one-piece component and extends over a surface.
In order to further develop a shielding system of the type mentioned while adapting it to the respective requirement, it is proposed that an area (a, b) is provided in the shielding system (1) which is designed to correspond to a respective requirement, wherein the requirement comes from the group of thermal, acoustic and/or electromagnetic requirements, flame protection or protection against local burn-through or forms a combination thereof, wherein the shielding system (1) outside the area (a, b) is designed to correspond to only minimal requirements.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abschirmsystem, das als einstückiges Bauteil ausgeführt ist und sich über eine Fläche erstreckt.The present invention relates to a shielding system which is designed as a one-piece component and extends over a surface.

Aus dem Stand der Technik sind diverse Abschirmsysteme bekannt, die als einstückige Bauteile unter anderem dem Zweck der thermischen, akustischen und/oder elektromagnetischen Abschirmung oder einer Kombination daraus dienen, indem sie sich dämmend oder/oder abschirmend über eine bestimmte Fläche erstrecken. Auch Flammschutz oder Schutz vor lokalem Durchbrand sind mögliche Anforderungen an Abschirmsysteme nach aktuellem Stand der Technik. Ein Abschirmsystem muss dabei über seine Fläche hinweg keine ebene Form aufweisen, sondern kann dreidimensional ausgeformt sein und sogar Biegelinien aufweisen, um ein mindestens teilweises Umschließen z.B. eines Bauteils in einem eingebauten Zustand zu ermöglichen. Die grundsätzlichen Anforderungen an einen leichten Einbau eines Abschirmsystems bleiben bei alledem selbstverständlich erhalten.Various shielding systems are known from the state of the art which, as one-piece components, serve the purpose of thermal, acoustic and/or electromagnetic shielding or a combination of these, by extending over a certain area in an insulating and/or shielding manner. Flame protection or protection against local burn-through are also possible requirements for shielding systems according to the current state of the art. A shielding system does not have to have a flat shape across its surface, but can be shaped three-dimensionally and even have bending lines in order to enable at least partial enclosing of a component in an installed state, for example. The basic requirements for easy installation of a shielding system are of course retained in all of this.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Abschirmsystem der genannten Art unter Anpassung an eine jeweilige Anforderung weiterzubilden.The present invention has the object of further developing a shielding system of the type mentioned while adapting it to a respective requirement.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass in dem Abschirmsystem ein Bereich vorgesehen ist, der einer jeweiligen Anforderung entsprechend ausgebildet ist, wobei die Anforderung aus der Gruppe thermische, akustische und/oder elektromagnetische Anforderung, Flammschutz oder Schutz vor lokalem Durchbrand stammt oder eine Kombination daraus bildet. Außerhalb des betreffenden Bereichs ist das Abschirmsystem hingegen nur minimalen Anforderungen entsprechend ausgelegt.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1 in that an area is provided in the shielding system which is designed to meet a respective requirement, the requirement coming from the group of thermal, acoustic and/or electromagnetic requirements, flame protection or protection against local burn-through or forming a combination thereof. Outside the relevant area, however, the shielding system is designed to meet only minimal requirements.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die höchsten jeweiligen Anforderungen an ein entsprechendes Abschirmsystem in aller Regel nur sehr lokal auftreten. Diese Beobachtung trifft weitgehend unabhängig von der Art der Beanspruchung zu. Während vor allem im Automobilbereich Themen wie Gewichts- und Materialersparnis ein zentrales Kriterium für die Auslegung von Komponenten sind, wird jedoch aktuell ein gesamtes Abschirmsystem auf Basis eines kleineren Bereichs mit lokal begrenzter bestimmter strengerer Anforderung, wie z.B. hoher Temperaturgradient, Beständigkeit gegen thermisches Durchgehen, hohe akustische Dämpfung in Teilbereichen, etc. ausgelegt. In der Folge ist ein großer Bereich des Abschirmsystems technisch zu konservativ ausgelegt bzw. over-engineered. Aus dem Stand der Technik ist als Beispiel für ein mehrlagiges Abschirmsystem mit thermischer und akustischer Dämmung eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung aus der DE 10 2015 101 945 A1 bekannt, die einen Aufbau mit im Querschnitt gleichbleibender Bemaßung über das gesamte Bauteil offenbart.The present invention is based on the knowledge that the highest respective requirements for a corresponding shielding system generally only occur very locally. This observation applies largely regardless of the type of load. While issues such as weight and material savings are a central criterion for the design of components, especially in the automotive sector, an entire shielding system is currently designed on the basis of a smaller area with locally limited, specific, more stringent requirements, such as a high temperature gradient, resistance to thermal runaway, high acoustic damping in certain areas, etc. As a result, a large area of the shielding system is technically designed too conservatively or is over-engineered. From the state of the art, an appropriately designed device from the DE 10 2015 101 945 A1 which reveals a structure with constant dimensions in cross-section across the entire component.

In Abkehr von diesem Stand der Technik wird erfindungsgemäß ein Abschirmsystem mit einem lokal erweiterten Funktionsbereich vorgeschlagen, um ein Abschirmsystem so zielorientiert und materialsparend wie möglich einer jeweiligen lokalen Anforderung entsprechend auszulegen und herzustellen. Um derartige Bereiche den lokalen Anforderungen entsprechend auszulegen, ohne die restlichen Bereiche des Abschirmsystems zu konservativ auszulegen, werden abhängig von der Ausführungsform und Anforderung Möglichkeiten vorgeschlagen, die als vorteilhafte Weiterbildungen Gegenstand der abhängigen Ansprüche sind. Demnach ist ein Blech in einer Ausführungsform der Erfindung um einen Bereich einer lokalen Anforderung herum verstärkt und außerhalb dieses Bereichs nur minimalen Anforderungen entsprechend ausgelegt. Das ist insbesondere bei einer mechanischen und/oder thermischen Anforderung der Fall.In a departure from this prior art, the invention proposes a shielding system with a locally expanded functional area in order to design and manufacture a shielding system in accordance with a respective local requirement in a way that is as targeted and material-saving as possible. In order to design such areas in accordance with local requirements without designing the remaining areas of the shielding system too conservatively, options are proposed depending on the embodiment and requirement, which are the subject of the dependent claims as advantageous further developments. Accordingly, in one embodiment of the invention, a sheet is reinforced around an area of a local requirement and outside this area is designed to meet only minimal requirements. This is particularly the case with a mechanical and/or thermal requirement.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Abschirmsystem an diesem Bereich eine Materialverdickung auf. Die Materialverdickung ist vorzugsweise durch einen flächigen Einsatz realisiert, der vorzugsweise aus einem anderen Material besteht. Diese Materialverdickung wird beispielsweise durch Fixierung einer zusätzlichen Materiallage realisiert, je nach Ausführungsform und gewähltem anderen Material z.B. durch Drücken, Prägen, Nieten, Kleben oder Schweißen, insbesondere Reib- oder Ultraschall-Schweißen bei Verwendung eines zusätzlichen Blechstücks.According to a further development of the invention, the shielding system has a material thickening in this area. The material thickening is preferably implemented by a flat insert, which preferably consists of a different material. This material thickening is implemented, for example, by fixing an additional material layer, depending on the design and the other material selected, e.g. by pressing, embossing, riveting, gluing or welding, in particular friction or ultrasonic welding when using an additional piece of sheet metal.

Alternativ oder zusätzlich ist eine Verdickung in einem Bereich mit besonderen lokalen Anforderungen durch Aufbringen eines pastösen, aushärtenden Stoffs realisiert, insbesondere durch dosiertes Auftropfen, Bedrucken oder Tauchen. Neben schäumbaren Kunststoffen sind hierzu z.B. mit mineralischen Fasern versetzte Kunststoffe einsetzbar, wie auch ungebrannte Keramik-Mischungen.Alternatively or additionally, thickening can be achieved in an area with special local requirements by applying a pasty, hardening substance, in particular by dosed dripping, printing or dipping. In addition to foamable plastics, plastics mixed with mineral fibers, for example, can be used for this purpose, as can unfired ceramic mixtures.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein stetiger Übergang von einem Bereich besonderer Anforderungen in angrenzende Bereiche des Abschirmsystems vorgesehen. Durch die Meidung sprunghafter Änderungen werden insbesondere mechanische Beanspruchungen der beteiligten Materialien gesenkt.In a preferred embodiment of the invention, a continuous transition from an area of special requirements to adjacent areas of the shielding system is provided. By avoiding sudden changes, mechanical stresses on the materials involved are reduced.

Nach einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung ist das Blech des Abschirmsystems Produkt eines Tiefzieh-Verfahrens, das insbesondere als Teil eines Stanz-Biegeprozesses ist. Eine Materialverdickung ist vorzugsweise durch Fließ-Pressen eines Vorprodukts aus Aluminium realisierbar, also schon mit einem dickeren Aluminium-Blech von ca. 3 - 5 mm Stärke.According to a significant development of the invention, the sheet metal of the shielding system is the product of a deep-drawing process, which is in particular part of a punching and bending process. Material thickening is preferably achieved by extrusion of a preliminary product made of aluminium, i.e. with a thicker aluminium sheet of approx. 3 - 5 mm thickness.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine funktionelle Komponente an einem Bereich einer besonderen Anforderung als eine äußere Lage und/oder eine innere Lage des Abschirmsystems fixiert. Eine derartige Fixierung erfolgt vorzugsweise durch mindestens eine Blech-Lasche, in oder an der die betreffende Komponente durch Halten oder Klemmung reib- oder formflüssig fixiert ist.In one embodiment of the invention, a functional component is fixed to an area of a particular requirement as an outer layer and/or an inner layer of the shielding system. Such a fixation is preferably carried out by at least one sheet metal tab, in or on which the component in question is fixed frictionally or form-fittingly by holding or clamping.

Die vorstehenden Maßnahmen sind schon an einem metallischen Blech eines einlagigen Abschirmsystems umsetzbar. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Abschirmsystem zwei-, drei- oder sonstig mehrlagig als sog. Multilayer-System ausgebildet, wobei ein Sandwich-Verbund mit einer lokal erforderlichen Materialkombination und/oder jeweiliger Dicke nur in einem jeweiligen Bereich einer dort herrschenden bestimmten Anforderung entsprechend und in sonstigen Bereichen reduziert ausgebildet ist, also z.B. mit reduzierter Anzahl von Schichten und/oder Dicken der jeweiligen Schichten. Damit werden besondere Anforderungen lokal erfüllt, wobei ein restlicher Bereich des Abschirmsystems hinsichtlich eines Gewichts und des Materialeinsatzes optimiert ausgeführt ist.The above measures can already be implemented on a metal sheet of a single-layer shielding system. According to an alternative embodiment of the invention, the shielding system is designed in two, three or other multiple layers as a so-called multilayer system, whereby a sandwich composite with a locally required material combination and/or respective thickness is designed only in one area to meet a specific requirement prevailing there and in other areas to a reduced extent, e.g. with a reduced number of layers and/or thicknesses of the respective layers. In this way, special requirements are met locally, whereby the remaining area of the shielding system is designed to be optimized in terms of weight and material usage.

Vorzugsweise ist in einem Bereich einer besonderen Anforderung eine Verstärkungsschicht als zusätzliche Materiallage dadurch vorgesehen und angeordnet, dass die mindestens zwei Schichten eines Multilayer-Systems quasi als Träger einer funktionellen Komponente ausgebildet sind. Eine an eine äußere oder innere Lage anschließende und im Wesentlichen auf den Bereich einer besonderen Anforderung beschränkte weitere Lage ist vorzugsweise als eine Art „Patch“ mittels Schweißen, Nieten, Kleben, pastösen Auftrag etc. form- und auftragbar sowie fixierbar. Preferably, in an area of a special requirement, a reinforcement layer is provided and arranged as an additional material layer in that the at least two layers of a multilayer system are designed as a kind of carrier for a functional component. A further layer adjoining an outer or inner layer and essentially limited to the area of a special requirement can preferably be shaped, applied and fixed as a type of "patch" by means of welding, riveting, gluing, pasty application, etc.

Als funktionelle Komponente ist in einer Ausführungsform der Erfindung ein technisches Papier oder eine Vlieslage vorgesehen. Als zusätzliche Metalllage sind in einer Ausführungsform der Erfindung für diesen Bereich glatte oder dreidimensional strukturierte oder genoppte Flächenstrukturen vorgesehen. Struktur und Material dieser zusätzlichen Lage weichen von denen einer einzigen oder einer äußeren Lage und dem einer entgegengesetzt angeordneten bzw. inneren Lage ab. Die zusätzliche Lage kann damit auch als Luftspalt ausgebildet sein. Die vorstehend genannten Maßnahmen eignen sich insbesondere zur Schaffung einer Isolierlage.In one embodiment of the invention, a technical paper or a nonwoven layer is provided as a functional component. In one embodiment of the invention, smooth or three-dimensionally structured or dimpled surface structures are provided as an additional metal layer for this area. The structure and material of this additional layer differ from those of a single or an outer layer and that of an oppositely arranged or inner layer. The additional layer can therefore also be designed as an air gap. The measures mentioned above are particularly suitable for creating an insulating layer.

Vorzugsweise ist eine funktionelle Komponente in ausreichendem Maße zwischen oder an einer äußeren und/oder einer inneren Lage des Abschirmsystems fixiert. Diese Fixierung ist nach einer der vorstehend angegebenen Arten technisch sicher auch gegen statische sowie auch dynamische Belastungen und insbesondere Schwingungen realisierbar. Insbesondere die mechanische Beständigkeit der Bauteile kann durch die Anbringung der funktionellen Komponenten, je nach Ausführung, positiv beeinflusst werden.Preferably, a functional component is sufficiently fixed between or on an outer and/or inner layer of the shielding system. This fixation can be implemented in one of the ways specified above in a technically safe manner, even against static and dynamic loads and in particular vibrations. In particular, the mechanical durability of the components can be positively influenced by the attachment of the functional components, depending on the design.

Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung:

1a bis 1c: Schnittdarstellungen eines einschichtigen bzw. einlagigen Abschirmsystems aus einem Aluminiumblech mit einem tiefgezogenen Boden, als mehrteilige Abwandlung sowie als Bauteil mit zwei Zonen ähnlicher Beanspruchung;
2: eine Schnittdarstellung eines Bereiches eines einlagigen Abschirmsystems mit einer lokal erhöhten thermischen Anforderung
3a und 3b:
- eine Schnittdarstellung eines einlagigen Abschirmsystems mit lokal erhöhten thermischen Anforderungen mit dazugehöriger Draufsicht und
4a und 4b:
- eine Schnittdarstellung eines einlagigen Abschirmsystems mit lokal erhöhten thermischen Anforderungen mit dazugehöriger Draufsicht als Weiterbildung des Ausführungsbeispiels der 3a, 3b.

Further features and advantages of embodiments according to the invention are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments based on the drawing. In this drawing, a schematic representation shows:

1a to 1c : Sectional views of a single-layer or single-ply shielding system made of an aluminium sheet with a deep-drawn base, as a multi-part modification and as a component with two zones of similar stress;
2 : a sectional view of an area of a single-layer shielding system with a locally increased thermal requirement
3a and 3b :
- a sectional view of a single-layer shielding system with locally increased thermal requirements with corresponding top view and
4a and 4b :
- a sectional view of a single-layer shielding system with locally increased thermal requirements with associated top view as a further development of the embodiment of the 3a , 3b .

Über die verschiedenen Abbildungen hinweg werden in der Zeichnung für gleiche oder gleichartige Elemente stets die gleichen Bezugszeichen verwendet. Ohne Beschränkung der Erfindung wird nachfolgend nur ein Einsatz erfindungsgemäßer Abschirmteile als Teil eines Abgasstranges einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt und beschrieben. Es ist aber für den Fachmann offensichtlich, dass in gleicher Weise auch eine Anpassung auf andere Anwendungsfälle möglich ist, insbesondere in einem elektro-chemischen Batteriesystem, oder an elektrischen Leitungen sowie um oder an elektrischen Komponenten eines mindestens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.Across the various illustrations, the same reference numerals are always used in the drawing for identical or similar elements. Without limiting the invention, only one use of shielding parts according to the invention as part of an exhaust system of an internal combustion engine of a motor vehicle is shown and described below. However, it is obvious to the person skilled in the art that adaptation to other applications is also possible in the same way, in particular in an electrochemical battery system, or on electrical lines and around or on electrical components of an at least partially electrically powered vehicle.

Das wohl einfachste Beispiel für ein Abschirmsystem stellt die Auslegung eines einlagigen Abschirmsystems zur thermischen Abschirmung dar. Wird an einem lokalen Punkt eines starken Wärmeeintrags bzw. einem sog. Hotspot, eine bestimmte Abschirmwirkung gefordert und diese lokale Anforderung exemplarisch mit einem Aluminium-Abschirmsystem der Dicke y = 3,0 mm erfüllt, so ist davon auszugehen, dass nach dem Stand der Technik das komplette Abschirmsystem mit einer Dicke y von ca. 3,0 mm ausgeführt wird. Die Abbildung von 1a zeigt als Schnittdarstellung ein einschichtiges Abschirmsystem 1 aus einer einzelnen Blechschicht B aus Aluminium als erstes Ausführungsbeispiel eines neuartigen Abschirmsystems 1. In dem vorliegenden Beispielfall ist eine Senke als Bereich 2 einer lokalen Anforderung in Form einer konkret definierten thermischen Beanspruchung zugewandt, so dass dieser Bereich 2 mit Metallblech B einer Stärke y versehen ist. Dieser Bereich 2 des Abschirmsystems 1 wirkt wie der Boden einer Schüssel bzw. wie ein Topfboden 3. Außerhalb dieser Zone besonderer Beanspruchung ist das Material über Flanken 4 hinweg stetig verjüngt und weist hier nur eine Stärke x ≈ 1,0 mm auf.The simplest example of a shielding system is the design of a single-layer shielding system for thermal shielding. If a specific layer of heat is applied to a local point of strong heat input or a so-called hotspot, If a shielding effect is required and this local requirement is met by an aluminum shielding system with a thickness of y = 3.0 mm, it can be assumed that the complete shielding system is designed with a thickness of y of approximately 3.0 mm according to the state of the art. The illustration of 1a shows a sectional view of a single-layer shielding system 1 made of a single sheet layer B made of aluminum as a first embodiment of a novel shielding system 1. In the present example, a depression as area 2 faces a local requirement in the form of a specifically defined thermal stress, so that this area 2 is provided with metal sheet B with a thickness y. This area 2 of the shielding system 1 acts like the bottom of a bowl or like the bottom of a pot 3. Outside of this zone of particular stress, the material is continuously tapered across flanks 4 and here only has a thickness x ≈ 1.0 mm.

Die Abbildung von 1b zeigt ein Ausführungsbeispiel, das bei vergleichbaren Anforderungen in dem nach Art eines Topfbodens 3 geformten Bereich 2 dadurch mehrschichtig ausgebildet ist, dass eine thermische Isolation 5 als flächiger Einsatz einer nicht weiter dargestellten Wärmequelle zugewandt angeordnet ist. Die thermische Isolation 5 ist als funktionelle Komponente durch eine Blechlage 6 überdeckt und wird so an dem Abschirmsystem 1 in Form sowie in Position gehalten. Die Blechlage 6 ist jenseits der thermischen Isolation 5 mit der Blechschicht B dauerhaft verbunden, hier verschweißt. 1b zeigt also bei ungefähr gleicher Außenform wie das Ausführungsbeispiel von 1a einen mehrschichtigen Aufbau, der über ein gesamtes Abschirmsystem 1 gesehen auf den Bereich 2 der lokal begrenzten maximalen thermischen Beanspruchung beschränkt ausgeführt ist, ohne die restlichen Bereiche dieses Abschirmsystems 1 ebenfalls konservativ auszulegen.The image of 1b shows an embodiment which, with comparable requirements, is designed in multiple layers in the area 2 shaped like a pot base 3 in that a thermal insulation 5 is arranged as a flat insert facing a heat source (not shown in more detail). The thermal insulation 5 is covered as a functional component by a sheet metal layer 6 and is thus held in shape and position on the shielding system 1. The sheet metal layer 6 is permanently connected to the sheet metal layer B beyond the thermal insulation 5, here welded. 1b shows thus with approximately the same external shape as the embodiment of 1a a multi-layer structure which, viewed over an entire shielding system 1, is limited to the area 2 of the locally limited maximum thermal stress, without also designing the remaining areas of this shielding system 1 in a conservative manner.

Als Abwandlung des Ausführungsbeispiels von 1a zeigt die Abbildung von 1c ein Abschirmteil 1, durch dessen Aufbau vergleichbare thermische Anforderungen nur an zwei vorbestimmten Bereichen 2 bzw. Orten a, b mit einer Blechdicke y = 3,0 mm an Senken lokal auftreten. Alle übrigen Bereiche des Abschirmsystems 1 sind in diesem Ausführungsbeispiel hinsichtlich Gewicht und Materialeinsatz optimiert ausgeführt, also mit deutlich geringerer Schichtdicke bei stetigen Übergängen der Blechdicken in seitlich anschließende Wandungen von Flanken 4 mit einer Schichtdicke x. Hier sind Flanken 4 mit Schichtdicken x sowie ein zwischen den beiden Senken 2 liegendes relatives Maximum 7 mit einer Schichtdicke z = x gewählt worden, wobei aus Gründen der Material- und Gewichtsersparnis y > x, z gewählt wurde. Analog ausgeführte Beispiele können hinsichtlich einer Fokussierung auf akustische, elektromagnetische, Brand- oder Berstschutz-technische Einsatzbereiche bei dementsprechenden lokalen Beanspruchungen gefunden werden.As a modification of the embodiment of 1a shows the image of 1c a shielding part 1, due to the structure of which comparable thermal requirements only occur locally in two predetermined areas 2 or locations a, b with a sheet thickness y = 3.0 mm at depressions. All other areas of the shielding system 1 are designed in this embodiment to be optimized in terms of weight and use of materials, i.e. with a significantly lower layer thickness with continuous transitions of the sheet thicknesses into laterally adjoining walls of flanks 4 with a layer thickness x. Here, flanks 4 with layer thicknesses x and a relative maximum 7 lying between the two depressions 2 with a layer thickness z = x have been selected, whereby y > x, z was selected for reasons of material and weight savings. Analogous examples can be found with a focus on acoustic, electromagnetic, fire or burst protection applications with corresponding local stresses.

2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Bereiches 2 eines einlagig ausgeführten Abschirmsystems 1 mit einer lokal erhöhten thermischen Anforderung. Bei im Wesentlichen gleichbleibender Dicke x des Blechs B ist in diesem Abschirmsystem 1 eine Verdickung in einem Bereich 2 mit besonderen lokalen Anforderungen durch Aufbringen eines thermisch dämmenden Stoffs 8 in Form einer pastösen, aushärtenden Substanz realisiert, hier durch dosiertes Auftropfen einer ungebrannten Keramik-Mischung als funktionale Komponente in eine Senke 9 mit Hinterschneidungen 10 hinein. Eine derartige Senke 9 ist an einem Blech B in bekannter Weise in nahezu beliebiger Form und Größe z.B. durch Tiefziehen und nachfolgendes Pressen oder Stauchen herstellbar. Gegenüber einem Bedrucken oder Benetzen durch Tauchen mit einem pastösen, aushärtenden Stoff 8 zeichnet sich diese Anordnung durch eine in einem Verfahrensschritt abschließend einstellbare Schichtdicke XX aus. Nach einer Verfestigung des Stoffs 8 wird ein Ab- oder Herausfallen des Stoffs 8 aus der Senke 9 durch die Hinterschneidungen 10 durch Formschluss dauerhaft und sicher verhindert. 2 shows a sectional view of an area 2 of a single-layer shielding system 1 with a locally increased thermal requirement. With an essentially constant thickness x of the sheet B, a thickening in an area 2 with special local requirements is realized in this shielding system 1 by applying a thermally insulating material 8 in the form of a pasty, hardening substance, here by metered dripping of an unfired ceramic mixture as a functional component into a depression 9 with undercuts 10. Such a depression 9 can be produced on a sheet B in a known manner in almost any shape and size, e.g. by deep drawing and subsequent pressing or upsetting. Compared to printing or wetting by dipping with a pasty, hardening substance 8, this arrangement is characterized by a layer thickness XX that can be finally adjusted in one process step. After the material 8 has solidified, the undercuts 10 permanently and safely prevent the material 8 from falling off or out of the depression 9 by means of a positive locking.

3a und 3b sind eine Schnittdarstellung eines einlagigen Abschirmsystems 1 mit lokal erhöhten thermischen Anforderungen mit dazugehöriger Draufsicht. Einer z.B. durch eine Flamme gebildeten Hitzequelle als besonderer lokaler Anforderung ist in 3a in einem Bereich 2 ein thermisch dämmender Stoff 8 als flächiger Einsatz in Form einer Platte 11 vorgesehen. Diese Platte 11 ist als funktionelle Komponente an diesem Bereich einer besonderen thermischen Anforderung durch Blech-Laschen 12 in dem Abschirmsystem 1 fixiert. Diese Blech-Laschen 12 sind als Stanz-Biegeteile einstückig mit dem Blech B des im Weiteren einlagig ausgeführten Abschirmsystems 1 gebildet und hinterlassen damit in diesem Blech eine entsprechend geformte Ausnehmung 13, wie anhand der Draufsicht von 3b ersichtlich. 3a and 3b are a sectional view of a single-layer shielding system 1 with locally increased thermal requirements with a corresponding top view. A heat source formed by a flame, for example, as a special local requirement is shown in 3a in an area 2, a thermally insulating material 8 is provided as a flat insert in the form of a plate 11. This plate 11 is fixed as a functional component in this area of a special thermal requirement by means of sheet metal tabs 12 in the shielding system 1. These sheet metal tabs 12 are formed as stamped and bent parts in one piece with the sheet B of the shielding system 1, which is subsequently designed as a single layer, and thus leave a correspondingly shaped recess 13 in this sheet, as can be seen from the top view of 3b visible.

4a und 4b zeigen eine Schnittdarstellung eines einlagigen Abschirmsystems 1 mit lokal erhöhten thermischen Anforderungen mit dazugehöriger Draufsicht als Weiterbildung des Ausführungsbeispiels der 3a, 3b. Hier sind neben den Blech-Laschen 12 zusätzliche Ausstanzungen vorgesehen, die einer Bildung weiterer Fixierungen in Form von U-förmigen Haltearmen 14 dienen. Diese Haltearme 14 sind in Bezug auf die z.B. einer Flamme oder einem sonstigen Hot-spot zugewandten thermisch isolierenden Platte 11 rückseitig angeordnet. Die Haltearme 14 verlaufen durch eine rechteckige Ausnehmung 15 einer zusätzlichen plattenförmigen thermischen Isolierschicht 16 hindurch. Durch diese Isolierschicht 16 mit einer Dicke ZZ sind hier nun rechteckige Ausnehmungen 17 als Erweiterungen der Ausnehmung 13 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels in dem Blech B des Abschirmsystems 1 zumindest thermisch abgedeckt. Dabei sind diese Ausnehmungen 13, 17 nach Art, Position und Größe durch die einstückig angeformten Blech-Laschen 12 und Haltearme 14 erzeugt worden. 4a and 4b show a sectional view of a single-layer shielding system 1 with locally increased thermal requirements with the associated top view as a further development of the embodiment of the 3a , 3b . In addition to the sheet metal tabs 12, additional cutouts are provided here, which serve to form further fixations in the form of U-shaped holding arms 14. These holding arms 14 are arranged at the back in relation to the thermally insulating plate 11 facing a flame or other hot spot, for example. The holding arms 14 run through a rectangular recess 15 of an additional plate-shaped thermal insulation layer 16. Rectangular recesses 17 as extensions of the recess 13 of the previous embodiment in the sheet B of the shielding system 1 are now at least thermally covered by this insulation layer 16 with a thickness ZZ. These recesses 13, 17 have been created in terms of type, position and size by the integrally formed sheet metal tabs 12 and holding arms 14.

Thermische Eigenschaften, Materialien sowie die Materialdicke YY oder eine dreidimensionale Raumform der hier nur ebene dargestellten der Platte 11 einerseits sowie die Materialdicke ZZ und Form der zusätzlichen Isolierschicht 16 andererseits können in Anpassung auf einen jeweiligen Anwendungsfall voneinander abweichend gewählt werden. Genauso sind die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen gewählten rechteckigen Außenformen nicht als Einschränkungen der Erfindung zu sehen, da insbesondere auch runde Konturen vorteilhaft einsetzbar und in analoger Weise unter Verwendung von mehr oder auch weniger Blech-Laschen 12 und/oder Haltearmen 14 dauerhaft und sicher zur Bildung eines einstückigen Abschirmsystems 1 fixierbar sind.Thermal properties, materials and the material thickness YY or a three-dimensional spatial shape of the plate 11, which is only shown here in a planar form, on the one hand, and the material thickness ZZ and shape of the additional insulating layer 16 on the other hand, can be selected differently to suit a particular application. Likewise, the rectangular outer shapes selected in the above embodiments are not to be seen as limitations of the invention, since round contours in particular can also be used advantageously and can be permanently and securely fixed in an analogous manner using more or fewer sheet metal tabs 12 and/or holding arms 14 to form a one-piece shielding system 1.

Als Auslegungsgrundlage der exemplarisch beschriebenen Abschirmsysteme 1 wird z.B. im Falle einer thermischen Abschirmung in der Regel die kürzeste Entfernung im Bauraum zwischen einer Hitzequelle und einer zu schützenden Komponente herangezogen. Je nach Stärke der Anforderung an die thermische Abschirmwirkung des Abschirmsystems 1 werden bei mehrlagigen bzw. Multilayer-Abschirmsystemen eine lokal erforderliche Materialkombination und/oder eine Dicke des Abschirmsystems auch bei einem Multilayer-Abschirmsystem aktuell i.d.R. über eine gesamte Struktur des Abschirmsystems fortgeführt. Die vorstehend anhand einer einzelnen Lage eines Metallblechs B beschriebenen Ausführungsbeispiele sind z.B. dadurch leicht auf Multilayer-Abschirmsysteme übertragbar, dass eine jeweils besonderen Anforderungen in einem Bereich 2 ausgesetzte metallische Außenschicht diesen beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechend nur in diesem Bereich 2 ausgeformt ist. Weiterhin werden aber auch in Fällen mit großflächiger besonderer Beanspruchung solche außerhalb besonderer Anforderungen liegenden Bereiche eines Abschirmsystems 1 erfindungsgemäß nur minimalen Anforderungen entsprechend ein- oder mehrlagig ausgebildet.The design basis for the shielding systems 1 described as examples is generally the shortest distance in the installation space between a heat source and a component to be protected, for example in the case of thermal shielding. Depending on the strength of the requirement for the thermal shielding effect of the shielding system 1, in the case of multi-layer shielding systems, a locally required material combination and/or a thickness of the shielding system is generally continued over the entire structure of the shielding system, even in the case of a multi-layer shielding system. The embodiments described above using a single layer of a metal sheet B can be easily transferred to multi-layer shielding systems, for example, in that a metallic outer layer exposed to particular requirements in an area 2 is formed only in this area 2 in accordance with these described embodiments. Furthermore, even in cases with large-scale special stress, such areas of a shielding system 1 that are outside of special requirements are, according to the invention, formed in one or more layers in accordance with only minimal requirements.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11: Abschirmsystemshielding system
22: Bereich einer thermischen Beanspruchung, einer Beanspruchung zugewandte Senkearea of thermal stress, depression facing a stress
33: Schüssel- bzw. Topfbodenbowl or pot bottom
44: Flankeflank
55: thermische Isolationthermal insulation
66: Blechlage, die thermische Isolation 5 überdeckendsheet metal layer covering the thermal insulation 5
77: zwischen den beiden Senken 2 liegendes relatives Maximumrelative maximum between the two depressions 2
88: thermisch dämmender Stoffthermally insulating material
99: Senkedepression
1010: Hinterschneidungundercut
1111: Platte aus einem thermisch dämmenden Stoff 8Plate made of a thermally insulating material 8
1212: Blech-Laschesheet metal tab
1313: Ausnehmung im Metallblech Brecess in the metal sheet B
1414: U-förmige HaltearmeU-shaped support arms
1515: rechteckige Ausnehmung in der zusätzlichen Isolierschicht 16rectangular recess in the additional insulation layer 16
1616: zusätzliche plattenförmige Isolierschichtadditional plate-shaped insulation layer
1717: rechteckige Ausnehmung als erweiterte Ausnehmung 13 rectangular recess as extended recess 13
aa: Bereich einer lokalen thermischen Anforderungarea of a local thermal requirement
bb: Bereich einer lokalen thermischen Anforderungarea of a local thermal requirement
BB: Metallblech, Blechschicht des Abschirmsystems 1Metal sheet, sheet metal layer of the shielding system 1
xx: Schichtdicke an einer Flanke 4layer thickness on one flank 4
yy: Materialverdickung / Schichtdicke im Bereich eines Topfbodens 3Material thickening / layer thickness in the area of a pot bottom 3
zz: Schichtdicke in einem relativen Maximum 7layer thickness in a relative maximum 7
XXXX: Materialdicke des thermisch dämmenden Stoffs 8Material thickness of the thermally insulating material 8
YYYY: Materialdicke der Platte 11material thickness of the plate 11
ZZZZ: Materialdicke der zusätzlichen Isolierschicht 16Material thickness of the additional insulation layer 16

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102015101945 A1 [0005]

Claims

Shielding system (1) which is designed as a one-piece component and extends over a surface, characterized in that an area (a, b) is provided in the shielding system (1) which is designed according to a respective requirement, wherein the requirement comes from the group of thermal, acoustic and/or electromagnetic requirements, flame protection or protection against local burn-through or forms a combination thereof, and the shielding system (1) outside the area (a, b) is designed according to only minimal requirements.

Shielding system according to the preceding claim, characterized in that a sheet (B) of the shielding system (1) is reinforced around a local requirement, in particular in the case of a thermal requirement.

Shielding system according to the preceding claim, characterized in that the shielding system (1) has a material thickening (y) and/or a flat insert in this region (a, b), which preferably consists of a different material.

Shielding system according to the preceding claim, characterized in that the material thickening (y) is realized by a flat insert which is fixed in this area in the form of an additional material layer and in particular an additional piece of sheet metal by pressing, embossing, riveting, gluing or welding.

Shielding system according to one of the two preceding claims, characterized in that the material thickening (y) is realized by applying a pasty, hardening substance (8), in particular by dosed dripping, printing or dipping.

Shielding system according to one of the preceding claims, characterized in that a continuous transition from an area (2) of special requirements into adjacent areas is provided.

Shielding system according to the preceding claim, characterized in that the sheet metal (B) of the shielding system (1) is designed as a product of a deep-drawing process, which is in particular part of a punching-bending process.

Shielding system according to one of the preceding claims, characterized in that a functional component is fixed to an area (2) of a particular requirement as an outer layer and/or an inner layer of the shielding system (1), in particular by means of sheet metal tabs (12) and/or holding arms (14).

Shielding system according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding system (1) is designed in two, three or other multiple layers as a so-called multilayer system with a sandwich composite, wherein the sandwich composite is designed with a material combination and/or thickness locally required in an area (2) only in the respective area with a specific requirement prevailing there and is designed in a reduced manner in other areas of the shielding system (2) to meet minimal requirements.

Shielding system according to the preceding claim, characterized in that in an area (2) of a special requirement, a reinforcement layer is provided as an additional material layer in that the at least two layers of a multilayer system are designed as a carrier of a functional component.