專利名稱：隔離構件，特別是隔熱屏的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種隔離構件，特別是隔熱屏，包括一隔離層和一遮。
背景技術：
此類隔離構件以不同的實施方式已知，特別是在汽車技術上得到 廣泛應用。作為隔熱屏，此類構件的任務在于，阻擋馬達及其部件例 如渦輪增壓器、催化劑等等通過射束和/或對流釋放的熱量。因為要考 慮的需要隔離的部件不僅是熱源，而且還是聲源，所以，除了阻擋熱 量之外， 一有利的聲音隔離性能為也極其重要。
為了滿足這些要求，在DE 41 37 706A1中已經(jīng)建議，作為用于隔 離部件的聲吸收的隔熱設備，設置一個透聲的金屬載體作為遮蓋層， 以及一在載體上設置的以隔離層為形式的隔離金屬。在已知的方案中， 一由石英砂組成的固體用作隔離材料，其晶粒直徑為大約0.8至2mm。 石英砂材料能夠較好地進入載體的已有的空隙處中，并被金屬載體包 圍；但由于使用固體，已知的方案具有大的重量，并且只要隔離部件 設計成多層的構造，除了制造成本外，也增加了制造耗費。
DE 102 53 508 B3也示出了可比較的方案，它使用高彌散的硅酸 作為在構造為遮蓋層的金屬片之間的隔離層，它和石英砂一樣不可壓 縮，并保證良好的熱量阻擋；DE 42 11 409 Al也示出了可比較的方案， 它使用玻璃纖維束作為汽車內燃發(fā)動機外覆件的隔熱層和隔聲層，該 玻璃纖維束還添加了礦化填料，如石英砂或者玄武巖礦棉。
在按上迷DE 102 53 508 B3已知的方案中，在一平的金屬片上， 在一由金屬片形成的結構構件的、在后來運行使用時承受熱負荷的區(qū) 域內加設一作為隔熱屏的、由隔熱材料制成的層，所述隔熱材料優(yōu)選 形式為高彌散的硅酸的材料。然后，所述層由一金屬片薄膜遮蓋，它借助其凸起的邊緣環(huán)繞地通過點焊接與金屬片相連。接著，如此展開 的金屬片輸送給一壓力機，而且使得具有遮蓋金屬片薄膜的區(qū)域和由 隔離材料組成的層進入一深沖壓力機的相應的空隙中。通過深沖過程， 金屬片變形為結構構件，例如形式為一殼形的、具有隔離材料和遮蓋 的優(yōu)選地外部鏡面化的金屬片薄膜的殼形區(qū)域在隔離構件的運行使用 中面向熱源。
由于上述的點焊接，特別是在強烈的熱負荷變換中，失效不能排 除，并且由于隔離層只沿板遮蓋層的一部分延伸，所以，在一定程度 上，隔離構件在其邊緣范圍內與良好的隔熱有關地還無法滿足愿望。 此外，已知的方案在制造中很昂貴。
由DE 298 18 694 Ul已知一輕型構件，它特別用于汽車的隔熱屏， 它由多個互相相連的層組成。于是，作為本身的載體層，使用一在兩 個互相垂直延伸的方向上起波紋和穿孔的栓釘板，在其上側在中間連 接一膜狀遮蓋層的情況下設置一由纖維材料組成的混合物，在上面設 置另一至少三層的隔離層，該隔離層由一在兩個光滑的薄膜層之間設 置的網(wǎng)膜層組成，該網(wǎng)膜層由另一遮蓋板層隔離，它在至少兩個相對 的邊緣上通過在邊緣側的搭接與由板材料組成的栽體層相連。已知的 方案雖然具有良好的隔熱和隔聲值，但是，由于多個構件在制造中很 昂貴，因此由于在遮蓋層之間緊固的隔離層結構很難作為整體成形。
此外，由DE 699 003 418 T2還已知一種用于制造作為隔離層的耐 熱的剛性板材的方法，其中， 一所謂蛭石-顆粒通過一陶瓷黏合劑涂 層，并且如此固化的、預先涂層的蛭石-顆粒在制成情況下進一步用 一陶瓷黏合劑涂層。此前制造的板制品保持高達1000。C的溫度，并 且與機械應力相比極其穩(wěn)定，因此在固化狀態(tài)下不會變形。該已知方 案也在制造中非常復雜和昂貴。

發(fā)明內容
以該現(xiàn)有技術為出發(fā)點，本發(fā)明的目的在于，在保留已知方案的 優(yōu)點、即保證良好的吸收聲和熱的情況下，如此進一步改進，使得在 制造成本很小時實現(xiàn)隔離構件的輕型結構方式，另外，它在可預先規(guī)定的范圍內能夠自由地變形。具有按權利要求1所述特征的隔離構件 在其整體上實現(xiàn)該目的。
按本發(fā)明的隔離構件，特別是隔熱屏，包括一具有隔離層和遮蓋 層的兩層結構，其中隔離層由一網(wǎng)格狀結構構成，它設計為自身穩(wěn)定 的、但卻可變形的扁平式成形物并且至少部分地在邊緣側上由一遮蓋 層包圍嵌接，它基本上在整面緊貼的情況下沿隔離層的一側延伸。因
此，由一網(wǎng)格狀結構構成的隔離層在構成結合(Verband)的情況下 由互相作用的各個單元格組成，其中各個"單元格壁，，使整個結構加固， 即隔離構件作為為整體加固，單元格壁之間的空間設計為空腔，減輕 用于隔離構件的重量，使得它能夠構成為輕型構件。
此外，與例如由緊密的金屬、纖維復合材料或者固體礦化物床如 石英砂構成的實心隔離層不同，網(wǎng)格狀結構還具有一明顯改進的消聲 和減震功能。通過隔離構件的網(wǎng)格狀結構，在同時提升抗拉強度和抗 壓強度值時，減少密度。盡管提升強度值，但是隔離層要么能夠與遮 蓋層分開要么與其一起相連地毫無問題地成型為可預先規(guī)定的三維的 隔熱屏形式，例如借助一深沖過程。在一定程度上，隔離構件的網(wǎng)格 狀結構也允許加強對形變能的吸收，這不僅對在可能的變形過程時而 且也對在使用隔離構件時的變形性能產(chǎn)生積極的影響。
相應使用的網(wǎng)格狀結構構成一自身穩(wěn)定的層，并與遮蓋層一起構 成作為整體的可操作的隔離構件，隔離層沿著該遮蓋層基本上在整面 緊貼的情況下以其一個表面延伸，由于整面的兩層結構，隔離層能夠 在整個遮蓋層上起隔離作用。在提及基本上整面的緊貼時，這意味著， 遮蓋層為了額外的加固也能夠設有槽或者其他筋條曲線，其中，隔離 層在必要時從其中突起并跟隨遮蓋層的平面或者彎曲的表面走向。通 過遮蓋層在邊緣側上至少部分地包圍嵌接隔離層，如此自身穩(wěn)定的結 合在熱負荷變換時能夠工作，使得層能夠互相推移，而不會導致不希 望的層分離，就像例如通常在焊接連接時能夠的那樣。網(wǎng)格狀結構能 夠如此設計，使得它抗磨損并且因此抗機械損壞。
此外，被證明特別有利的是，網(wǎng)格狀結構由一開孔泡沫、 一空心
5球結構、 一蜂窩狀結構或者一絲網(wǎng)印刷結構構成。借助所述網(wǎng)格狀結構，也能夠制造幾何上復雜形成的隔離層，使得對隔離構件的結構構造幾乎沒有限制，這在設計為隔熱屏的隔離構件直接在熱量產(chǎn)生的地方跟隨復雜的三維外部幾何形狀時會發(fā)揮作用，就像它例如通過發(fā)電機組、渦輪增壓器、催化器的構造所設置的那樣。
在具有高強度值的優(yōu)化的輕型結構方式中，證明是有利的是，對于隔離層使用一金屬泡沫。在一夾層結構方面上再次證明是特別有利的是，對于泡沫使用一開放多孔的結構，它特別在出現(xiàn)交變壓力或者類似情況時保證在同時的強度時的高彈性。
按本發(fā)明隔離構件的其他有利的構造是其他從屬權利要求的對象。


以下借助于一按附圖的實施方式進一步說明按本發(fā)明的隔離構
件。其中以原理性且非按比例的圖示出
圖1 示出設計為隔熱屏的隔離構件的透視俯視圖，其中面向觀
察者示出一板遮蓋層，它在其下方朝上遮蓋一隔離層；
圖2 示出包括面向觀察者的隔離層的按圖1的隔離構件的底視
圖，該隔離層至少部分地在邊緣側上被按圖i的板遮蓋層搭接；
圖3 示出按圖1和2的方案的原理圖，其中在邊緣側上板遮蓋
層搭接所使用的隔離層；
圖4和圖5 示出各個結構單元格作為開孔泡沫和空心球結構的
一部分的剖視圖6 示出一蜂窩狀結構或者一絲網(wǎng)印刷結構的透視俯視圖。
具體實施例方式
在圖l和2中示出的一隔離構件的實施例設計為隔熱屏的形式，
如人們通常在汽車領域中需要的那樣，其中由網(wǎng)格狀結構構成的隔離
層14沿一遮蓋層10延伸。如特別是圖2所示，隔離層14在邊緣側上至少部分地被板遮蓋層IO搭接，并如此地面狀地保持在遮蓋層10上。遮蓋層10能夠與隔離層14一起被面狀地切開，以便然后在組合中共同變形地形成一個具有沖壓的加固槽16和通孔18的三維的隔熱屏方案，它們后來用于將隔熱屏固定汽車內部中。
翻邊的固定狀態(tài)在圖3中以原理性的剖視圖示出。對于按圖2的隔離層14來說，使用一所謂的空心球結構，其中可確定地制造的各個單元格優(yōu)選地由金屬空心球19組成，以便網(wǎng)格狀結構相連。金屬空心球(如對于單個單元格它們在圖5中示范地以切開的方式示出)除了使用燒結過程能夠通過對有機載體如泡沫聚苯乙烯球的涂層和接下來的分離(Entbindern)制造。其中殼層厚度在20至500pm之間且直徑在1.5至10mm之間的球形成為網(wǎng)格狀結構的單元格壁22。作為涂層材料，除了鐵粉外，其他金屬粉也適合，它們借助一粘接劑也能夠形成一懸浮體。
按此原因，如此的空心球結構也能夠通過一陶瓷的材料得到，但對于空心球結構使用金屬的優(yōu)點在于，隔離層14的結構可壓縮到某一程度。如此構成的空心球復合物也被證明是在機械和熱學上穩(wěn)定的并且能抗磨損的影響。由此，也存在這樣的可能性，即在去除板遮蓋層IO情況下，通過變形構成和使用展開的空心球結構14作為直接用于隔熱屏的隔離層。但正是通過板遮蓋層IO和隔離層14的組合， 一方面，隔離層14免于磨損的影響，特別是在隔離層14薄的結構上，它能夠比遮蓋層10的厚度還薄，遮蓋層IO有利于整個隔熱屏的穩(wěn)定，并簡化隔熱屏在汽車內部范圍如發(fā)動機空間等中的安裝。
除了上述的空心球結構外，它也能夠由一個空心蜂窩狀結構或者類似結構組成，特別是以一開孔泡沫為形式的金屬泡沫能夠用作隔離層14。除了金屬泡沫之外，也能夠在使用熱穩(wěn)定的塑料材料情況下使用一復合泡沫(Kompositeschaum )用于隔離層14，和能夠進行燒結以便進行制造的陶瓷泡沫一樣，與優(yōu)選使用的金屬泡沫不同，所述復合泡沫不具有任何彈性撓曲的伸展性能或者壓縮性能，這本身就是所希望的，以便隔離構件或者隔熱屏在熱應力的情況下相應地在熱量影響下能夠可逆地伸展。
為了得到金屬泡沫，例如，也能夠使用用于制造多孔的金屬體的方法，如DE 40 18 360 Cl所規(guī)定的那樣。在已知的方法上，首先，制造一由金屬粉和一氣體排出的膨脹劑粉組成的混合物。接著，該混合物在一溫度下熱壓縮形成為半成品，在該溫度下金屬粉粒子的連接
首先通過擴散實現(xiàn)并在選擇如此高的壓力下，使得阻礙膨脹劑的分解。受熱壓縮如此長時間地進行，直到金屬粒子相互緊密地結合并在這方
面構成為用于膨脹劑的氣體粒子的不透氣的閉塞。然后，如此制造的半成品加熱到高于膨脹劑分解溫度的溫度，接著如此冷卻發(fā)泡的體。其中，金屬氫化物例如鈦氫化物或者碳酸鹽能夠作為膨脹劑使用，但是，也可以使用容易汽化的以粉狀有機物質為形式的材料。這里，作為金屬特別考慮的是純鋁粉，但也可以考慮銅粉等。用于制造的具體的細節(jié)從上述專利文獻中得出。
用于制造鋼泡沫、特別是以鋁和鎳泡沫為形式的另一方法通過在所謂沉積物反應泡沫燒結方法(SRSS)中得出，其中發(fā)泡通過一化學反應在室溫下進行。其中，金屬粉和分散劑首先在構成一硅酸鹽層情況下混合，其中根據(jù)金屬粉的合金含量，能夠添加非常精細反應金屬粉(例如形式為羰基鐵)的膨脹劑。接著，向溶劑(水和/或酒精)添加濃縮的磷酸，其中酸在水中分解。因此，產(chǎn)生一種沉積物狀懸浮物，其中兩個反應平行發(fā)生，即一方面，在化學反應時在反應的金屬粒子和酸之間產(chǎn)生氫氣泡，它們造成沉積物的直接發(fā)泡。此外，形成一金屬磷酸鹽，它承擔粘合劑的作用并且穩(wěn)定泡沫結構。如此得到的坯件在減少大氣壓的情況下燒結成一開放多孔的金屬泡沫(為此也可參看DE 197 16 514 Cl )。
此外，開孔泡沫能夠再次通過涂層方法由聚合物泡沫在使用金屬粉如鐵粉情況下得到。所述的制造方法再次與在使用隨后的分離(Entbinderung )以及燒結情況下用于制造各個空心球結構的方法相應。在此優(yōu)選地使用的材料是鋼或者以鎳、鈷和鈦為基礎的合金。同樣，也能夠使用金屬間化合物。如此制造的開孔泡沫或者開放多孔泡沫除了高的滲透性之外，還具有一大的單位表面積，因此具有一高的排熱能力。開孔泡沫能夠設計為小孔或者大孔。開孔導致用于泡沫材
8料的小的使用重量，因此導致用于整個隔離構件的輕的重量。由于多孔結構，相應的金屬泡沫是彈性撓曲的，并能夠如此明顯地補償熱引起的長度或者容量變化。此外，還得到一種非?？箟旱?、可承受負荷的用于各個希望的隔離構件的整個結構。
用于上述開放多孔的泡沫的各個單元格與其孔20以及限制孔20的單元格壁22在圖4中以一種半球形式的剖視圖示出。所述的單元格也能夠用作自由的松散材料。
在使用金屬的情況下，為了得到一希望的網(wǎng)格狀結構作為例如形式為按圖6所示的蜂窩狀結構的空心結構，另一可能性又在于，將一金屬粉、例如以鋁粉為形式與一適合的潤滑劑粉均勻地混合，該潤滑粉作為不透氣的預制材料(半成品)如此加熱，使得在金屬熔點之上產(chǎn)生金屬泡沫。然后，如果液體的泡沫通過低于金屬熔化溫度的迅速冷卻轉為固態(tài)階段，那么，就形成固態(tài)金屬泡沫及一封閉的蜂窩狀外殼，其具有一位于其中的封閉孔的內部結構。
按圖6的蜂窩狀結構也能夠通過一所謂金屬的絲網(wǎng)印刷結構得到，其中在各個步驟上得到一用于蜂窩狀結構的分層結構。然后，隔離層14的顯著的結構化能夠通過掩膜變形實現(xiàn)。接下來的分離和燒結在大批量的范圍內導致具有有針對性的、極其多樣的孔樣式的隔離層14。
此外，通過隔離層14的網(wǎng)格狀結構構成的空腔(孔)也能夠設有其他填充體材料，例如纖維材料、固體等。由此，其他與熱的情況的匹配能夠實現(xiàn)和/或能夠繼續(xù)加固上述結構。
在使用用于隔離構件如隔熱屏的蜂窩狀隔離層時，除了一良好的隔熱和一由高的聲吸收能量造成的突出的聲吸收之外，相對于震動和碰撞達到良好的機械阻尼，使得如此設計的隔熱屏能夠對于以后的使用被認為是非常耐用的。
權利要求
1. 隔離構件，特別是隔熱屏，包括一帶有隔離層(14)和遮蓋層(10)的兩層結構，其中隔離層(14)由一網(wǎng)格狀結構構成，該網(wǎng)格狀結構設計為自身穩(wěn)定的、但可變形的扁平式成形物，并且至少部分地在邊緣側上被遮蓋層(10)包圍嵌接，所述遮蓋層在整面緊貼的情況下基本上沿隔離層(14)的其中一側延伸。
2. 按權利要求1所述的隔離構件，其特征在于，所述網(wǎng)格狀結構 由開孔泡沫構成。
3. 按權利要求1所述的隔離構件，其特征在于，所述網(wǎng)格狀結構 由空心球結構構成。
4. 按權利要求1所述的隔離構件，其特征在于，所述網(wǎng)格狀結構 由蜂窩狀結構構成。
5. 按權利要求1所述的隔離構件，其特征在于，所述網(wǎng)格狀結構 由絲網(wǎng)印刷結構構成。
6. 按權利要求1至5任一項所述的隔離構件，其特征在于，用于 構成網(wǎng)格狀結構使用的材料以鐵、鋼、鈦、鈷、鎳、鋁、銅、鎂以及 優(yōu)質鋼為基包括其合金、金屬間化合物以及所有可燒結的材料。
7. 按權利要求1至6任一項所述的隔離構件，其特征在于，網(wǎng)格 狀結構的孔(18)設有填充介質。
8. 按權利要求1至7任一項所述的隔離構件，其特征在于，遮蓋 層(10， 12)由一可變形的金屬板材構成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隔離構件，特別是隔熱屏，包括一具有隔離層(14)和遮蓋層(10)的兩層結構，其中隔離層由一網(wǎng)格狀結構構成，它設計為自身穩(wěn)定的、卻可變形的扁平式形成物，并且至少部分地在邊緣側上被遮蓋層(10)包圍嵌接，它基本上在整面的緊貼下沿隔離層(14)的其中一側延伸。
文檔編號F01N13/14GK101506569SQ200780031501
公開日2009年8月12日 申請日期2007年8月16日 優(yōu)先權日2006年8月24日
發(fā)明者B·馬利內克 申請人:愛爾鈴克鈴爾股份公司