Isolierung zur thermischen Entkopplung zweier aneinanderliegender Bauteile

[0001] Die Erfindung betrifft eine Isolierung zur thermischen Entkopplung zweier aneinanderliegenderBauteile.
[0002] Zur gegenseitigen Isolation zweier Bauteile kommen in der Regel herkömmliche Isoliermaterialienzum Einsatz, mit denen eine Temperaturdifferenz von etwa 140°C bis 160°C zwischen dem einenBauteil auf der Heißseite und dem anderen Bauteil auf der Kaltseite (ca. 60°C bis 80°C) erreichtwird. Diese herkömmlichen Isoliermaterialien sind jedoch nicht dafür geeignet, bei höheren Temperaturen füreine dauerhafte thermische Entkopplung zu sorgen, so dass die erforderliche Temperatur von ca.60°C bis 80°C an dem Bauteil auf der Kaltseite nicht gewährleistet ist.
[0003] Bei erforderlichen höheren Temperaturdifferenzen wird daher auch Keramik zur Isolationverwendet, wobei dieses Material aufgrund seiner Eigenschaften bzw. der fehlenden Elastizität denNachteil aufweist, dass bei hohen mechanischen Belastungen das Material brechen kann.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Isolierung der angegeben Gattungzu schaffen, mit der eine thermische Entkopplung zweier Bauteile bei sehr hohen Temperaturdifferenzenüber einen sehr langen Zeitraum gewährleistet ist, wobei die Isolierung hohen Scherbelastungenstandhält und eine sehr hohe Druckfestigkeit aufweist.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Isolierung mit den Kennzeichnungsmerkmalendes Schutzanspruchs 1 gelöst.
[0006] Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
[0007] Die erfindungsgemäße Isolierung wird aus einer Vielzahl von übereinander gestapeltendünnschichtigen Scheiben aus Naturglimmer gebildet. Die Verwendung von Naturglimmer ermöglicht eineEntkopplung von Bauteilen bei einer Temperatur von über 600°C, wobei zudem eine hohe Druckfestigkeitgewährleitstet ist.
[0008] Die Isolierung aus einer Vielzahl von übereinander gestapelten dünnschichtigen Scheibenkann in einer Vertiefung des einen Bauteils eingesetzt sein, wobei eine den äußeren Umfang desBauteils umgreifende Klammer mit ihrem einen inneren seitlichen Rand den freien äußeren seitlichen Randder Isolierung in der Vertiefung einspannt. Die Klammer sorgt dabei für einen sicheren Haltder Vielzahl von Scheiben.
[0009] Vorzugsweise ist die Klammer aus einem gering wärmeleitenden Material gebildet, so dassdie Entkopplung der beiden Bauteile auch in diesem Bereich gewährleistet ist.
[0010] Bei einer weiteren Ausführung, bei der die Isolierung aus einer Vielzahl von übereinandergestapelten dünnschichtigen Scheiben in einer Vertiefung des einen Bauteils eingesetzt ist, können dieScheiben über mindestens eine dieselben durchdringende Schraube an dem einen Bauteil gehaltensein.
[0011] Zur Entkopplung der beiden Bauteile im Bereich der Schraube, ist dieselbe vorzugweiseebenfalls aus einem gering leitenden Material gebildet.
[0012] Die Isolierung aus einer Vielzahl von übereinander gestapelten dünnschichtigen Scheibenkann auch zwischen zwei Platten angeordnet sein, wobei die Scheiben zwischen den Platten über mindestenseine dieselben durchdringende Schraube oder über mindestens eine dieselben durchdringende Nietverbindungmiteinander verspannt sind. Hierbei sorgt die Schraube bzw. die Nietverbindung in Verbindungmit den Platten, die aus Metall sein können, für den sicheren Halt der Vielzahl von Scheiben.
[0013] Vorzugsweise ist auch hier die Schraube bzw. die Nietverbindung aus einem gering wärmeleitenden Materialgebildet, so dass eine Entkopplung der beiden Bauteile auch in diesem Bereich stattfindet.
[0014] Ferner kann die Isolierung aus einer Vielzahl übereinander gestapelter dünnschichtiger Scheibenmittels einer den äußeren Umfang der Isolierung umgreifenden Klammer zusammengehalten sein,wobei die Isolierung mit ihren seitlichen Rändern an den Bauteilen anliegen und die umgebördelten Ränderder Klammer in ringnutartigen Vertiefungen der Bauteile ragen.
[0015] Auch die Klammer ist vorzugsweise aus einem gering wärmeleitenden Material gebildet.
[0016] Zur Bildung einer großflächigen thermischen Entkopplung kann die Isolierung aus einerVielzahl von übereinander gestapelten Scheiben jeweils in Öffnungen eines großflächigen Isolierstoffes eingesetztsein. Dabei wird eine Vielzahl von Druckübertragungspunkten gebildet.
[0017] Der durch die Druckübertragungspunkte hervorgerufene räumliche Luftspalt kann zur Luftisolierungzwischen den beiden Bauteilen an allen Kanten mit einer Fugenmasse verbunden sein.
[0018] Nachfolgend werden anhand der Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen der Isolierung nähererläutert.[0019] Es zeigen
[0020] Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Isolierung, die beispielsweise in das Druckstückeines Bremszylinders einer Bremse eingesetzt ist,
[0021] Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Isolierung, die zwischen zwei Platten eingespannt ist,und
[0022] Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer Isolierung, die von einer Klammer zusammengehalten ist.
[0023] In Fig. 1 ist am Beispiel einer Bremse 1 (nur zum Teil dargestellt) eine Isolierung 2zur thermischen Entkopplung zweier aneinanderliegender Bauteile 3, 4, die hier einerseits derBremsbelag 3 auf der Heißseite und andererseits das Druckstück 4 des Bremskolbens 5 auf derKaltseite sind, dargestellt. Die Isolierung 2 besteht aus einer Vielzahl übereinander gestapelterdünnschichtiger Scheiben 6 aus Naturglimmer, dessen Eigenschaften insbesondere die hohe Temperaturbeständigkeit unddie Druckfestigkeit sowie die Scherbelastbarkeit sind.
[0024] In dem Druckstück 4 ist eine Vertiefung 7 vorgesehen, in die die Isolierung 2 aus einerVielzahl von übereinander gestapelten dünnschichtigen Scheiben 6 eingesetzt ist. Dabei wirddie Isolierung 2 von einer Klammer 8 gehalten, die einerseits den äußeren Umfang 9 des Druckstücks4 umgreift und anderseits mit ihrem einen inneren seitlichen Rand 10 den freien äußeren seitlichen Rand11 der Isolierung 2 bzw. der Scheiben 6 in der Vertiefung 7 einspannt.
[0025] Vorzugsweise ist die Klammer 8 aus einem gering wärmeleitenden Material gebildet, sodass eine Teil-Wärmeübertragung über die Klammer 8, die an dem Bremsbelag 3 anliegt, ausgeschlossen ist.
[0026] Bei einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform am Beispiel einer Bremse, beider die Isolierung 2 aus einer Vielzahl von übereinander gestapelten dünnschichtigen Scheiben6 in der Vertiefung 7 im Druckstück 4 eingesetzt ist, sind die Scheiben 6 über mindestens einedieselben durchdringende Schraube an dem Druckstück 4 gehalten. Auch die Schraube besteht zurVerhinderung einer Teil-Wärmeübertragung vorzugsweise aus einem gering wärmeleitenden Material.
[0027] Für andere Anwendungsfälle kann die Isolierung 2 aus einer Vielzahl von übereinander gestapeltendünnschichtigen Scheiben 6 auch zwischen zwei Platten 12, 13 beispielsweise aus Metall angeordnetsein (Fig. 2), wobei die Scheiben 6 zwischen den Platten 12, 13 über mindestens eine dieselbendurchdringende Schraube 14 oder über mindestens eine dieselben durchdringende Nietverbindung(nicht dargerstellt) miteinander verspannt sein.
[0028] Auch die Schraube 14 bzw. die Nietverbindung ist vorzugsweise aus einem gering wärmeleitenden Materialgebildet, so dass auch hier eine Teil-Wärmeübertragung über die Schraube bzw. Schrauben oderdie Nietverbindung bzw. Nietverbindungen ausgeschlossen ist.
[0029] Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Isolierung 2 aus einer Vielzahl übereinandergestapelter dünnschichtiger Scheiben 6 wird die Isolierung 2 bzw. werden die Scheiben 6 mittelseiner den äußeren Umfang 15 der Isolierung 2 umgreifenden Klammer 16 zusammengehalten. Die Isolierung2 liegt dabei mit ihren äußeren seitlichen Rändern 11 an den Bauteilen 3, 4 an, wobei die umgebördeltenRänder 17 der Klammer 16 in ringnutartigen Vertiefungen 18 der Bauteile 3, 4 ragen und keinerleidirekten Kontakt zu den Bauteilen 3, 4 haben.
[0030] Trotz des fehlenden direkten Kontaktes der Klammer 16 zu den Bauteilen 3, 4 besteht dieKlammer 16 vorzugsweise ebenfalls aus einem gering wärmeleitenden Material.
[0031] Zur Bildung von großflächigen thermischen Entkopplungen zweier Bauteile 3, 4 kann dieIsolierung 2 aus einer Vielzahl von übereinander gestapelter dünnschichtiger Scheiben 6 jeweilsin Öffnungen eines großflächigen Isolierstoffes eingesetzt sein (Ausführungsform nicht dargestellt).Der Isolierstoff ist vorzugsweise weich bzw. flexibel ausgebildet, wobei die Isolierungen 2bzw. die Scheiben 6 in den Öffnungen kraft- und/oder formschlüssig gehalten sind. Aufgrund desgroßflächigen Isolierstoffes kann eine Vielzahl von Druckübertragungspunkten gebildet werden.
[0032] Der durch die Vielzahl von Druckübertragungspunkten hervorgerufene räumliche Luftspaltzwischen den beiden Bauteilen 3, 4 kann an allen offenen Kanten mit einer Fugenmasse verschlossensein. Durch die ruhende Luft als nicht tragendes Isoliermedium entsteht dabei eine Luftisolierung.
[0033] Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, sind für die erfindungsgemäße Isolierung2 vielfältige Anwendungsmöglichkeiten gegeben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind nureine kleine Auswahl derselben.