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DE19735388A1 - Abschirmelement für Kraftfahrzeuge und Verfahren zur Abschirmung von Wärmestrahlern im Kfz - Google Patents

Abschirmelement für Kraftfahrzeuge und Verfahren zur Abschirmung von Wärmestrahlern im Kfz

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DE19735388A1
DE19735388A1 DE19735388A DE19735388A DE19735388A1 DE 19735388 A1 DE19735388 A1 DE 19735388A1 DE 19735388 A DE19735388 A DE 19735388A DE 19735388 A DE19735388 A DE 19735388A DE 19735388 A1 DE19735388 A1 DE 19735388A1
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shell
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heat
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Franz Dipl Ing Hieble
Alexander Dipl Ing Koegel
Guenter Unseld
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Reinz Dichtungs GmbH
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Reinz Dichtungs GmbH
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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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Description

Die Erfindung betrifft Abschirmelemente, wie sie bei­ spielsweise als Hitzeschild und zur Geräuschdämmung bei Kraftfahrzeugen Verwendung finden, sowie ein Ver­ fahren zur Abschirmung von Wärme, welche in Kraft­ fahrzeugen von zumindest bereichsweise von Abschirm­ elementen umgebenen Wärmestrahlern abgegeben wird.
Abschirmelemente werden u. a. im Bereich der Auspuff­ anlage des Kraftfahrzeuges eingesetzt und können den Abgaskrümmer, welcher Hitze und Schallwellen abgibt, umkleiden. Herkömmliche Abschirmelemente sind zumeist aus ein- oder mehrlagigem Blech gefertigt. Auch Ab­ schirmelemente mit einer zwischen zwei Blechlagen angeordneten Zwischenschicht zur Verbesserung der Abschirmeigenschaften sind bekannt.
Nachteilig beim Stand der Technik ist die Tatsache, daß die von den Abschirmelementen aufgenommene Wärme ungerichtet an die Umgebung abgegeben wird, was den Wirkungsgrad des Motors begrenzt. Außerdem heizen sich die Abschirmelemente selbst teilweise beträcht­ lich auf, was ihrer Funktion als Hitzeschild abträg­ lich ist.
Ausgehend von diesen und weiteren Nachteilen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abschirmung zu schaffen, welche die aufgenommene Wärme nutzbar macht und zudem eine ver­ besserte Abschirm- und Geräuschdämpfungsfunktion auf­ weist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Abschirm­ element gemäß dem Anspruch 1 und in verfahrenstechni­ scher Hinsicht durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15.
Die jeweiligen Unteransprüche zeigen vorteilhafte und nützliche Weiterbildungen der Erfindung auf.
Ein zumindest zweischaliges Abschirmelement, das zwi­ schen einer ersten und einer damit verbundenen zwei­ ten Schale einen Flußweg für ein die abgestrahlte Wärme aufnehmendes fluides Medium wie Gase oder Flüssigkeiten aufweist, und darüberhinaus mindestens eine Eintritts- und Austrittsöffnung für das fluide Medium besitzt, gewährleistet eine verbesserte Wärme­ ableitung und erlaubt zudem die Nutzbarmachung der aufgenommenen Wärme an einem von der Wärmequelle be­ abstandeten Ort. Ein derartiges Abschirmelement ge­ stattet aufgrund des mehrschaligen Aufbaus außerdem eine verbesserte Geräuschabschirmung.
Zwischen erster und zweiter Schale können im Flußweg Rippen angeordnet sein, welche die Kontaktfläche zum fluiden Medium vergrößern, so daß ein effizienterer Wärmeübergang und damit eine verbesserte Wärmeab­ schirmfunktion gewährleistet sind. Die Rippen lassen sich auch zur Strömungssteuerung verwenden und können beispielsweise derart angeordnet sein, daß ein mäan­ derförmiger Mediumflußweg definiert wird. Auf diese Weise kann die Verweilzeit des fluiden Mediums im Abschirmelement verlängert und die Wärmeaufnahme ge­ steigert werden. Die Rippen weisen außerdem ge­ räuschdämmende Eigenschaften auf.
Alternativ oder zusätzlich zu den Rippen kann zwi­ schen erster Schale und zweiter Schale auch ein Röh­ rensystem zur Leitung des fluiden Mediums angeordnet sein, welches ebenfalls bevorzugt einen mäanderförmi­ gen Flußweg definiert.
Die ein- oder zur besseren Geräuschdämmung mehrlagig ausgestalteten Schalen können in einem der Wärmequel­ le zugewandten Bereich eine absorbierende und in ei­ nem dem fluiden Medium zugewandten Bereich eine re­ flektierende Oberfläche aufweisen. Die reflektieren­ den oder absorbierenden Eigenschaften lassen sich beispielsweise durch entsprechende Beschichtungen (mit Aluminium plattierte Bleche, Edelstähle, Bleche mit schwarzer Oberfläche) erzielen.
Bevorzugt sind Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung des Abschirmelementes über einen Mediumkreislauf ver­ bunden, in dem eine Förderpumpe angeordnet sein kann. Durch einen Wärmetauscher im Mediumkreislauf läßt sich die im Abschirmelement vom Medium aufgenommene Wärme an einem anderen Ort, beispielsweise am Motor oder im Fahrgastinnenraum, wieder abgeben. Auf diese Weise läßt sich eine Heizung mit hervorragendem An­ sprechverhalten realisieren. Unter Umständen kann auf die herkömmlichen Heizsysteme sogar vollständig ver­ zichtet werden. Im Mediumkreislauf kann weiterhin ein Thermostatventil angeordnet sein, welches eine kon­ stante Mediumtemperatur gewährleistet.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abschirmung von in Kraftfahrzeugen von zumindest bereichsweise von Abschirmelementen umgebenen Wärmequellen abgege­ bene Wärme wird durch das Abschirmelementinnere ein fluides Medium geführt, das mit einem der Wärmequelle zugewandten Bereich des Abschirmelementes in Kontakt gebracht und dadurch erwärmt wird. Anschließend wird die von dem fluiden Medium aufgenommene Wärme an ei­ nem anderen Ort des Kraftfahrzeuges wieder abgegeben.
Das in einem Kreislauf führbare Medium läßt sich durch eine Pumpe oder vorteilhafterweise durch die Wärmezirkulation infolge einer Temperaturdifferenz fördern.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung erge­ ben sich aus den Figuren und dem Ausführungsbeispiel.
Es zeigen:
Fig. 1 ein im Bereich eines Abgaskrümmers angeord­ netes Abschirmelement,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Medienkreislauf mit einem Abschirmelement, und
Fig. 3 einen Schnitt A-A durch das Abschirmelement gemäß Fig. 2.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Abschirmelement 1, welches im Bereich eines Abgaskrümmers 2 angeordnet ist. Das Abschirmelement 1 besitzt eine Kühlwasser­ eintrittsöffnung 9 und eine Kühlwasseraustrittsöff­ nung 10, welche über einen Kühlwasserkreislauf ver­ bunden sind. In Fig. 2 ist ein Teil dieses Kühlwas­ serkreislaufs dargestellt, in welchem neben dem Ab­ schirmelement 1 eine Pumpe 3 und einen Wärmetauscher 4 angeordnet sind.
In Fig. 3 ist ein Schnitt A-A des in Fig. 2 darge­ stellten Abschirmelementes 1 skizziert. Ein Luftspalt 5 trennt das Abschirmelement 1 vom Abgaskrümmer 2. Das Abschirmelement 1 weist zur Führung des Kühlwas­ sers ein Röhrensystem 8 auf, welches zwischen einer ersten Schale 6 und einer zweiten Schale 7 angeordnet ist. Das Abschirmelement 1 kann aus Aluminium, aus aluminierten Blechen, Messing, Stahl, Kunststoff oder auch aus Keramik gefertigt sein. Auch eine Kombina­ tion dieser Materialien ist denkbar. Druckguß­ techniken, beispielsweise Aluminiumdruckguß, erlauben eine vereinfachte Herstellung des Abschirmelementes 1.

Claims (23)

1. Abschirmelement (1) für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Schale (6),
einer mit der ersten Schale (6) verbundenen zweiten Schale (7),
einem zwischen erster und zweiter Schale (6, 7) angeordneten Flußweg für ein fluides Medium,
mindestens einer, mit dem Flußweg in Verbindung stehenden Eintrittsöffnung (9) für das fluide Medium und
mindestens einer, mit dem Flußweg in Verbindung stehenden Austrittsöffnung (10) für das fluide Medium.
2. Abschirmelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen erster und zweiter Schale (6, 7) Rippen angeordnet sind.
3. Abschirmelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen einen mäanderförmigen Flußweg definieren.
4. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen erster und zweiter Schale (6, 7) ein Röhrensystem (8) ange­ ordnet ist.
5. Abschirmelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrensystem (8) einen mäanderförmigen Flußweg definiert.
6. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schale (6), die zweite Schale (7) oder beide Schalen (6, 7) einen mehrlagigen Aufbau aufweisen.
7. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schale (6), die zweite Schale (7) oder beide Schalen (6, 7) auf einer einer Wärmequelle zugewandten Seite eine absorbierende Oberfläche aufweisen.
8. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schale (6), die zweite Schale (7) oder beide Schalen (6, 7) auf einer dem fluiden Medium zugewandten Seite eine reflektierende Oberfläche aufweisen.
9. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (1) zumindest teilweise aus Aluminium, alumi­ nierten Blechen, Messing, Stahl, Edelstahl, Druckguß, Kunststoff, Keramik oder einer Kom­ bination dieser Materialien gefertigt ist.
10. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (9) und die Austrittsöffnung (10) über einem Mediumkreislauf verbunden sind.
11. Abschirmelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Mediumkreislauf Thermostatventil angeordnet ist.
12. Abschirmelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Mediumkreislauf Wärmetauscher (4) angeordnet ist.
13. Abschirmelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Mediumkreislauf eine Pumpe (3) angeordnet ist.
14. Abschirmelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schale (6) oder die zweite Schale (7) zumindest bereichsweise einen Abgaskrümmer (2) oder einen Katalysator umgibt.
15. Verfahren zur Abschirmung von Wärme, welche in Kraftfahrzeugen von zumindest be­ reichsweise von Abschirmelementen umgebenen Wär­ mestrahlern abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein dem Abschirmelement (1) zugeführtes fluides Medium durch das Innere des Abschirmele­ mentes (1) geleitet wird,
das fluide Medium mit einem dem Wärmestrahler zugewandten Bereich des Abschirmelementes (1) in Kontakt gebracht und dadurch erwärmt wird und die vom fluiden Medium aufgenommene Wärme an einem anderen Ort wieder abgegeben wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des fluiden Mediums durch ein Thermostatventil ge­ steuert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Medium in einem Kreislauf geführt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung des fluiden Mediums über Rippen oder ein Röhrensy­ stem (8) im Innern des Abschirmelements gesteu­ ert wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem fluiden Medium aufgenommene Wärme durch einen Wärmetau­ scher (4) abgegeben wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme an einen Motor oder einen Fahrgastinnenraum abgegeben wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß als fluides Medium Kühlwasser oder Luft eingesetzt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Medium durch eine Pumpe (3) gefördert wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Medium durch eine Wärmezirkulation infolge einer Tempe­ raturdifferenz gefördert wird.
DE19735388A 1997-08-14 1997-08-14 Abschirmelement für Kraftfahrzeuge und Verfahren zur Abschirmung von Wärmestrahlern im Kfz Ceased DE19735388A1 (de)

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