DE202005015340U1

DE202005015340U1 - Insulating system for exhaust pipes or superchargers comprises mat of e.g. glass and mineral enclosed in sleeve made from metal sheet whose edges are resistance welded together using electrode fitted with wheel

Info

Publication number: DE202005015340U1
Application number: DE200520015340
Authority: DE
Original assignee: THERMAMAX HOCHTEMPERATURDAEMMU; Thermamax Hochtemperaturdammungen GmbH
Current assignee: THERMAMAX HOCHTEMPERATURDAEMMU; Thermamax Hochtemperaturdammungen GmbH
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2015-09-29

Abstract

Insulating system for exhaust pipes or superchargers (2) comprises a mat (4) of glass and mineral fibers and/or silicate and basalt fibers. This is enclosed in a sleeve (8) mad from flexible and/or microstructured metal sheet one of whose edges (16) is resistance welded to the other edge (18) or to another component. This is carried out using an electrode (20) fitted with a wheel (24) whose radius (36) is chosen according to the thickness of the sheet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Isoliervorrichtung, insbesondere für von heißen Medien durchströmbare Körper, gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.The The invention relates to an insulating device, in particular for from be called Media streamable Body, according to the Preamble of claim 1 specified features.

Auf der EP 1 134 478 A2 ist eine derartige Isoliervorrichtung für von heißen Medien durchströmbare Körper, insbesondere für von Abgasen durchströmbare Maschinenelemente, wie Abgasrohre oder Ladeeinrichtungen, bekannt. Die Isoliervorrichtung enthält dem genannten Körper zugeordnetes Isoliermaterial, welches von einem als Stahlblech ausgebildeten Außenmantel umgeben ist. Ist der genannte Körper beispielsweise ein Rohr, so werden außen auf diesem das Isoliermaterial und der Außenmantel angeordnet, wobei im Bereich der aneinander liegenden Längsränder ineinander greifende und/oder einander überlappende Stege vorgesehen sind und mit zusätzlichen Elementen, wie Spannbändern, Drähten oder dergleichen, eine Verbindung im Bereich der Längsränder und insgesamt eine Befestigung auf dem Körper vorgesehen ist. Der diesbezügliche Fertigungs- und Montageaufwand ist nicht unerheblich. Infolge der Nachgiebigkeit des Isoliermaterials, welches insbesondere als eine Fasermatte aus Mineralwolle und/oder Mineralfasern sowie aus Glasfasern und/oder Glasvlies bestehen kann, ist die Herstellung einer Schweißverbindung durch Elektro-Widerstandsschweißen und/oder Punktschweißen oder Rollenschweißen in einem kontinuierlichen Schweißprozess nicht ohne Weiteres möglich. Derartige Schweißvorrichtungen bzw. Schweißverfahren erfordern nämlich die Aufbringung eines vorgegebenen Anpressdrucks zumindest der einen Schweißelektrode auf den miteinander zur verbindenden Bauteilen, Blechen oder dergleichen, wobei entweder Letztere eine hinreichend große Steifigkeit selbst aufweisen müssen oder eine Gegenelektrode vorgesehen ist, wobei beispielsweise die miteinander zu verbindenden Bleche zwischen der Gegenelektrode und der erstgenannten Schweißelektrode mit vorgegebenen Anpressdruck verpresst werden.On the EP 1 134 478 A2 Such an insulating device for bodies through which hot media can flow, in particular for machine components through which exhaust gases can flow, such as exhaust pipes or charging devices, is known. The insulating device contains said body associated with insulating material, which is surrounded by a formed as a steel sheet outer jacket. If said body is, for example, a tube, then the insulating material and the outer jacket are arranged on the outside, wherein in the region of the juxtaposed longitudinal edges interlocking and / or overlapping webs are provided and with additional elements, such as tension bands, wires or the like Connection is provided in the area of the longitudinal edges and an overall attachment to the body. The related manufacturing and assembly costs are not insignificant. Due to the resilience of the insulating material, which may consist in particular as a fiber mat of mineral wool and / or mineral fibers and glass fibers and / or glass fleece, the production of a welded joint by electro-resistance welding and / or spot welding or roller welding in a continuous welding process is not readily possible , Namely, such welding apparatuses or welding methods require the application of a predetermined contact pressure of at least one welding electrode to the components, sheets or the like to be connected to one another, either the latter having to have a sufficiently high rigidity itself or a counterelectrode being provided, for example the metal sheets to be joined together be pressed between the counter electrode and the first-mentioned welding electrode with predetermined contact pressure.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Isoliervorrichtung der genannten Art mit einem geringen konstruktiven Aufwand dahingehend auszubilden, dass mit geringem Fertigungsaufwand eine funktionssichere und dauerhafte Festlegung erreicht wird und insbesondere die Anforderungen hinsichtlich erhöhter Temperaturbelastungen entsprochen werden kann. Die Handhabung bei der Montage soll erleichtert werden, und das Herstellungsverfahren soll in einfacher und/oder reproduzierbarer Weise durchführbar sein, wobei die hierzu erforderliche Vorrichtung einen einfachen und funktionsgerechten Aufbau aufweisen soll, so dass eine effektive Wärmedämmung, insbesondere bei Hochtemperaturanwendungen, gewährleistet werden kann. Die Isoliervorrichtung soll vor allem für Körper oder Maschinenelemente ausgelegt, herstellbar und anwendbar sein, welche für heiße Medien, insbesondere Abgase, mit Temperaturen insbesondere größer als 800° C durchströmbar sind.Of these, Based on the object of the invention, the insulating device of the type mentioned with a small design effort to the effect to train that with low production costs a functionally reliable and permanent fixing is achieved and in particular the requirements in terms of increased Temperature loads can be met. Handling at the assembly should be facilitated, and the manufacturing process should be feasible in a simple and / or reproducible manner, wherein the device required for this purpose a simple and functional Structure should have, so that an effective thermal insulation, especially in high-temperature applications, guaranteed can be. The insulating device is intended primarily for the body or Machine elements designed, manufactured and applicable, which for hot media, in particular exhaust gases, with temperatures in particular greater than Can be flowed through 800 ° C.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.The solution This task is performed according to the Claim 1 specified features.

Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen und funktionsgerechten Aufbau aus, wobei aufgrund der Ausbildung des Außenmantel als eine flexible Metallfolie eine gute Bearbeitbarkeit und Verformbarkeit zwecks Anpassung an die jeweiligen Einsatzbedingungen gegeben ist. Ein erster Rand der Metallfolie ist mit einem weiteren Rand, sei es der genannten Metallfolie selbst oder eines weiteren Bauteils, wie einer weiteren Metallfolie, mittels Widerstandsschweißung verbunden. Hierzu ist erfindungsgemäß eine Schweißelektrode mit einer Rolle vorgesehen, welche einen vorgegebenen und/oder kleinen und/oder auf die Dicke der Metallfolie abgestimmten Radius aufweist. Die Rolle weist zweckmäßig einen Radius im Bereich zwischen 3 bis 15 mm, vorteilhaft zwischen 6 bis 13 mm und insbesondere von im Wesentlichen 10 mm auf. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Rollenradius zweckmäßig im Bereich von 3 bis 10 mm, vorteilhaft zwischen 4 bis 7 mm und insbesondere mit im Wesentlichen 5 mm vorgegeben. Die Breite der Rolle ist radial außen im Hinblick auf eine definierte Auflagefläche auf der Metallfolie in Abhängigkeit deren Materialdicke und/oder Flexibilität vorgegeben, wobei die Breite bevorzugt im Bereich zwischen 0,5 bis 3 mm, vorteilhaft zwischen 1 bis 2 mm und insbesondere im Wesentlichen mit 1,4 mm vorgegeben ist. Zur Herstellung der Widerstandsschweißverbindung wird die Schweißelektrode mit der Rolle auf die Außenfläche des Randes der Metallfolie aufgesetzt und auf diesem abgerollt, wobei die Stromstärke und/oder Schweißleistung und/oder Schweißenergie derart vorgegeben werden, dass eine funktionssichere Verschweißung des ersten Randes der Metallfolie mit dem weiteren Rand, sei es der genannten Metallfolie oder des weiteren Bauteils, erfolgt. Der Schweißdruck wird mittels der Schweißelektrode vorteilhaft manuell aufgebracht, wobei mittels der Rolle eine hinreichend große Auflagefläche auf dem Rand der Metallfolie sicher gestellt ist. Ein Durchschmelzen oder Durchlochen der miteinander zu verbindenden Ränder wird ebenso vermieden wie eine unvollständige oder fehlerhafte Verbindung infolge eines zu geringen Eintrags von Schweißenergie im Verbindungsbereich. Mittels der erfindungsgemäßen Ausbildung der Schweißelektrode mit der genannten auf der Außenfläche des Randes aufgesetzten und auf diesem abrollbaren Rolle wird in überraschend einfacher Weise sicher gestellt, dass auch bei einem erhöhten Anpressdruck die Auflagefläche vergrößert wird und somit eine lokale Überhitzung und ein damit verbundenes Durchlochen der dünnen und/oder nachgiebigen und/oder flexiblen Folie vermieden wird. Im Rahmen der Erfindung weist die Vorrichtung zur Herstellung der Isoliervorrichtung einen einfachen und funktionsgerechten Aufbau auf, und ferner ist das Herstellverfahren mit einem geringen Aufwand durchführbar, wobei die Schweißverbindung mit reproduzierbaren Werten problemlos den Anforderungen hinsichtlich Festigkeit und Dauerbeständigkeit entspricht.The insulating device according to the invention is characterized by a simple and functional design, which is given due to the formation of the outer shell as a flexible metal foil good machinability and deformability in order to adapt to the particular conditions of use. A first edge of the metal foil is connected to another edge, be it said metal foil itself or another component, such as another metal foil, by means of resistance welding. For this purpose, a welding electrode according to the invention is provided with a roller which has a predetermined and / or small and / or matched to the thickness of the metal foil radius. The role expediently has a radius in the range between 3 to 15 mm, advantageously between 6 to 13 mm and in particular of substantially 10 mm. In an alternative embodiment, the roller radius is advantageously set in the range of 3 to 10 mm, advantageously between 4 to 7 mm and in particular with substantially 5 mm. The width of the roller is given radially outside with respect to a defined bearing surface on the metal foil depending on its material thickness and / or flexibility, the width preferably in the range between 0.5 to 3 mm, advantageously between 1 to 2 mm and in particular substantially is specified with 1.4 mm. To produce the resistance welding connection, the welding electrode is placed with the roller on the outer surface of the edge of the metal foil and unrolled thereon, wherein the current intensity and / or welding power and / or welding energy are specified such that a functionally reliable welding of the first edge of the metal foil with the other Edge, be it the said metal foil or the other component takes place. The welding pressure is advantageously applied manually by means of the welding electrode, whereby a sufficiently large bearing surface on the edge of the metal foil is ensured by means of the roller. Melting or puncturing of the edges to be joined together is avoided as well as an incomplete or faulty connection due to too low an input of welding energy in the connection area. By means of the inventive design of the welding electrode with said on the outer surface of the edge patch and roll on this role is ensured in a surprisingly simple manner that even with an increased contact pressure, the support surface is increased and thus a local overheating and a verbun Denes piercing the thin and / or flexible and / or flexible film is avoided. In the context of the invention, the device for producing the insulating device has a simple and functional design, and further the manufacturing process with little effort is feasible, the weld with reproducible values easily meets the requirements in terms of strength and durability.

Die Metallfolie ist bevorzugt als eine mikrostrukturierte Stahlfolie, insbesondere eine Edelstahlfolie, ausgebildet. In vorteilhafter Weise weist die dünne Metallfolie eine Materialdicke auf, welche wesentlich kleiner ist als die Abstände zwischen Spitzen und Tälern der Mikrostrukturierung der Metallfolie, insbesondere Edelstahlfolie. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Materialdicke der Metallfolie im Bereich zwischen 0,03 bis 0,08 mm, zweckmäßig im Bereich zwischen 0,04 bis 0,06 mm und insbesondere zumindest näherungsweise mit 0,05 mm vorgegeben. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Materialdicke der Metallfolie im Bereich zwischen 0,06 bis 02 mm, bevorzugt im Bereich zwischen 0,07 bis 0,13 mm, und insbesondere im Bereich zwischen 0,09 bis 0,12 mm vorgegeben. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die mikrostrukturierte Metallfolie mit dem Isoliermantel, welcher bevorzugt als eine Fasermatte ausgebildet ist, mittels eines Klebemittels, insbesondere eines Hochtemperaturklebers, verbunden.The Metal foil is preferred as a microstructured steel foil, in particular a stainless steel foil, formed. In an advantageous manner Way points the thin Metal foil on a material thickness, which is much smaller as the distances between peaks and valleys the microstructuring of the metal foil, in particular stainless steel foil. In a preferred embodiment, the material thickness of the metal foil in the range between 0.03 to 0.08 mm, suitably in the range between 0.04 to 0.06 mm and in particular at least approximately given with 0.05 mm. In a further embodiment, the material thickness of the metal foil in the range between 0.06 to 02 mm, preferably in the range between 0.07 to 0.13 mm, and more particularly in the range of 0.09 to 0.12 mm predetermined. In another embodiment of the invention the microstructured metal foil with the insulating jacket, which preferably formed as a fiber mat, by means of an adhesive, especially a high temperature adhesive, connected.

Die Isoliervorrichtung enthält eine dünne Edelstahlfolie mit einer vorgegebenen Mikrostrukturierung, wodurch optimierte Eigenschaften in Bezug auf thermische Belastungen, insbesondere im Bereich von 1.200°C, ebenso wie dynamischen Belastungen erreicht werden. Die Mikrostrukturierung der Edelstahlfolie ist derart vorgegeben, dass die Abstände zwischen Spitzen und Tälern um einen vorgegebenen Faktor erheblich größer sind als die Materialdicke der Folie, wobei die Materialdicke der Folie bevorzugt im Bereich zwischen 0,03 bis 0,08 mm, zweckmäßig im Bereich zwischen 0,04 bis 0,06 mm und insbesondere zumindest näherungsweise von 0,05 mm vorgegeben ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Materialdicke ist die Edelstahlfolie problemlos mit herkömmlichen Maschinen, insbesondere einem CNC Cutter, verarbeitbar. Die Edelstahlfolie besteht vorteilhaft aus einer Eisen-Chrom-Nickel-Legierung und enthält bedarfsweise geringe Gewichtsprozente von Silizium und/oder Mangan und/oder Tungsten und/oder Aluminium und/oder Columbium und/oder Titan und/oder Kupfer. Bevorzugt liegt der Eisenanteil in Gew.% bei 50 bis 80%, der Chromanteil zwischen 10 bis 28% und der Nickelanteil zwischen 5 bis 25%, gegebenenfalls in Kombination mit wenigstens einem der vorstehend genannten Zuschlagsstoffe. Die Isoliervorrichtung zeichnet sich durch eine optimierte Wärmedämmung vor allem im Hochtemperaturbereich ebenso aus wie durch eine verbesserte Schalldämmung.The Insulating device contains a thin stainless steel foil with a given microstructuring, resulting in optimized properties with regard to thermal loads, in particular in the range of 1200 ° C, as well as dynamic loads are achieved. The microstructuring the stainless steel foil is specified such that the distances between Peaks and valleys by a given factor are considerably larger than the material thickness the film, wherein the material thickness of the film is preferably in the range between 0.03 to 0.08 mm, suitably in the range between 0.04 to 0.06 mm and in particular at least approximately predetermined by 0.05 mm is. Due to the inventive design the material thickness is the stainless steel foil easily with conventional Machines, in particular a CNC cutter, processable. The stainless steel foil is advantageously made of an iron-chromium-nickel alloy and contains as needed low weight percent of silicon and / or manganese and / or tungsten and / or aluminum and / or columbium and / or titanium and / or copper. Preferably, the iron content is in wt.% At 50 to 80%, the chromium content between 10 to 28% and the nickel content between 5 to 25%, optionally in Combination with at least one of the above-mentioned additives. The insulating device is characterized by an optimized thermal insulation everything in the high temperature range as well as by an improved Sound insulation.

Zur Verbindung der mikrostrukturierten Edelstahlfolie mit der Fasermatte ist als Klebemittel ein Hochtemperaturkleber vorgesehen, welcher sich durch eine Temperaturbeständigkeit bis zu 500°C und darüber auszeichnet. Vorteilhaft gelangt ein nicht brennbarer und/oder wasserfester Dispersionskleber zum Einsatz, welcher insbesondere zur Kaschierung von nicht bzw. schwer entflammbaren Materialien geeignet ist, wie insbesondere die Fasermatte aus Mineralwolle und/oder Mineralfasern sowie aus Glasfasern und/oder Glasvlies, um somit die Klebeverbindung mit der Edelstahlfolie dauerhaft sicherzustellen. Das erfindungsgemäß zum Einsatz gelangende Klebemittel, und zwar insbesondere der Dispersionkleber, besteht im Wesentlichen aus einer wäss rigen Kunststoffdispersion mit Zusätzen von Alkalisilikaten, Wasser abspaltenden Flammschutzmitteln und Additiven zur Eigenschaftsverbesserung. Das Klebemittel ist in vorteilhafter Weise frei von organischen Lösungsmitteln, wobei ein vorteilhaft Wasser abspaltendes Flammschutzmittel zweckmäßig frei von Halogenen und Antimontrioxid ausgebildet ist. Bei der Untersuchung des Brandverhaltens nach DIN 4102 T1 wurden je nach eingesetztem Basissubstrat bzw. Fasermatte und Einsatz des genannten Dispersionsklebers zur Kaschierung die Baustoffklasse A1 erreicht, wobei als Auftragsmenge 100 g Dispersionskleber (nass) /m² vorgesehen waren. Da der Dispersionskleber frei von organischen Lösungsmitteln ist, wird zwar eine längere Trocknungszeit benötigt, doch werden andererseits bei der Herstellung ein aufwändiges Absaugen sowie Brand- und Explosionsvorkehrungen in vorteilhafter Weise vermieden. Darüber hinaus sei festgehalten, dass die Trocknungszeit in bevorzugter Weise durch weitere Maßnahmen, wie insbesondere Aufsprühen des Klebemittels und/oder Umluft oder Infrarottrocknung, erheblich reduziert wird. Schließlich enthält in einer vorteilhaften Weiterbildung das Klebemittel toxisch unbedenkliche Flammschutzmittel, wobei insbesondere auf die Freiheit von Chlor- und Bromverbindungen sowie Antimontrioxid hingewiesen sei.To connect the microstructured stainless steel foil with the fiber mat, a high-temperature adhesive is provided as adhesive, which is characterized by a temperature resistance up to 500 ° C and above. Advantageously, a non-flammable and / or water-resistant dispersion adhesive is used, which is suitable in particular for laminating non-flammable or non-flammable materials, such as in particular the fiber mat of mineral wool and / or mineral fibers and glass fibers and / or glass fleece, thus providing the adhesive bond to permanently ensure the stainless steel foil. The adhesive used according to the invention, in particular the dispersion adhesive, consists essentially of a water-based plastic dispersion with additions of alkali silicates, water-releasing flame retardants and additives for improving the properties. The adhesive is advantageously free of organic solvents, wherein advantageously a water-releasing flame retardant is suitably formed free of halogens and antimony trioxide. In the investigation of the fire behavior according to DIN 4102 T1, depending on the base substrate or fiber mat used and the mentioned dispersion adhesive for lamination, the building material class A1 was reached, with 100 g of dispersion adhesive (wet) / m ^{2 being} provided as the application quantity. Since the dispersion adhesive is free of organic solvents, although a longer drying time is required, but on the other hand, a complex extraction and fire and explosion precautions are advantageously avoided in the production. In addition, it should be noted that the drying time in a preferred manner by further measures, such as in particular spraying of the adhesive and / or circulating air or infrared drying, is significantly reduced. Finally, in an advantageous development, the adhesive toxically harmless flame retardants, in particular, the freedom of chlorine and bromine compounds and antimony trioxide should be noted.

Das Isoliermaterial ist in vorteilhafter Weise als Fasernadelmatte ausgebildet und enthält zweckmäßig Glasfasern und/oder Mineralfasern. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, Silikatfasern im Bereich zwischen 20 bis 40% und Basaltfasern im Bereich zwischen 80 bis 60% vorzusehen, wobei ein Anteil der Silikatfasern von zumindest näherungsweise 30% und ein Anteil der Basaltfasern von zumindest näherungsweise 70% sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Die Fasern, insbesondere die Silikatfasern, besitzen eine Faserstärke im Mikrometerbereich, vorteilhaft im Bereich zwischen 10 bis 17 um. Bei einer Nenndicke der Fasermatte von 20 mm liegt das Nennflächengewicht bei 3000 g/m², wobei ferner eine Dichte von 150 kg/m³ zugrunde liegt. Durch Vorgabe der Materialdicke der Fasermatten kann problemlos eine Anpassung an die jeweiligen Einsatzbedingungen erfolgen und den Anforderungen hinsichtlich Wärmedämmung und/oder Schalldämmung entsprochen werden. Darüber hinaus sei festgehalten, dass die erfindungsgemäß zum Einsatz gelangenden Fasermatten über alle Temperaturbereiche ein sehr gutes Schallabsorbtionsverhalten und eine sehr gute Vibrationsbeständigkeit aufweisen. Schließlich sei darauf hingewiesen, dass je nach den Dämmanforderungen die Materialdicke des Isoliermaterials vorteilhaft im Bereich zwischen 5 bis 30 mm vorgegeben werden kann. Die Wärmeleitfähigkeit des Isoliermaterials, insbesondere der Fasermatte, ist in zweckmäßiger Weise derart vorgegeben, dass bei einer Temperatur von 100°C die Wärmeleitfähigkeit näherungsweise 0,033 W/mK beträgt, bei einer Temperatur von 300°C die Wärmeleitfähigkeit näherungsweise 0,056 W/mK beträgt, bei einer Temperatur von 500°C die Wärmeleitfähigkeit näherungsweise 0,0112 W/mK beträgt und bei einer Temperatur von 700°C die Wärmeleitfähigkeit 0,209 W/mK beträgt.The insulating material is advantageously designed as a fiber needle mat and expediently contains glass fibers and / or mineral fibers. It has proven expedient to provide silicate fibers in the range between 20 to 40% and basalt fibers in the range between 80 to 60%, with a proportion of silicate fibers of at least approximately 30% and a proportion of basalt fibers of at least approximately 70% being particularly advantageous has proved. The fibers, in particular the silicate fibers, have a fiber thickness in the micrometer range, advantageously in the range between 10 to 17 .mu.m. At a nominal thickness of the fiber mat of 20 mm the nominal basis weight is 3000 g / m ² , further based on a density of 150 kg / m ³ . By specifying the material thickness of the fiber mats can be easily adapted to the particular conditions of use and meet the requirements for thermal insulation and / or sound insulation. In addition, it should be noted that the fiber mats used according to the invention have a very good sound absorption behavior and a very good vibration resistance over all temperature ranges. Finally, it should be noted that depending on the Dämmanforderungen the material thickness of the insulating material can be advantageously specified in the range between 5 to 30 mm. The thermal conductivity of the insulating material, in particular the fiber mat is suitably specified such that at a temperature of 100 ° C, the thermal conductivity is approximately 0.033 W / mK, at a temperature of 300 ° C, the thermal conductivity is approximately 0.056 W / mK, at a temperature of 500 ° C, the thermal conductivity is approximately 0.0112 W / mK and at a temperature of 700 ° C, the thermal conductivity 0 , 209 W / mK.

Besondere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der weiteren Beschreibung angegeben.Special Embodiments and developments of the invention are in the subclaims and the further description.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines besonderen Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne dass insoweit eine Beschränkung erfolgt. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to a particular embodiment explained in more detail, without that in that respect a restriction he follows. Show it:

1 schematisch einen Schnitt durch die Isoliervorrichtung, 1 schematically a section through the insulating device,

2 vergrößert das Detail II gemäß 1. 2 enlarges the detail II according to 1 ,

1 zeigt teilweise und geschnitten die auf einem Körper 2 angeordnete Isoliervorrichtung, welche Isoliermaterial 4 in Form einer genadelten Fasermatte enthält. Die Fasermatte 4 enthält zum einen Silikatfasern und zum anderen Basaltfasern gemäß obiger Ausführungen. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Fasermatte 4 eine Dicke 6 von im Wesentlichen 20 mm. Der Körper 2 ist beispielsweise als ein Rohr mit zur Zeichenebene orthogonaler Längsachse ausgebildet, wobei hier der Einfachheit halber die Rohrwandung nicht entsprechend dem Rohrradius gekrümmt, sondern als gerades Teil dargestellt ist. Auf der gemäß Zeichnung oberen Seite ist als Außenmantel 8 eine dünne mikrostrukturierte Edelstahlfolie angeordnet, welche gemäß der obigen Erläuterungen ausgebildet ist. Zur Verbindung der auf die Fasermatte 4 kaschierten Edelstahlfolie 8 mit der Fasermatte 4 ist zwischen dieser und der Edelstahlfolie 8 das gleichfalls oben erläuterte als Dispersionskleber ausgebildete Klebemittel 10 vorgesehen. Die Isoliervorrichtung erstreckt sich kreisringförmig über die im Wesentlichen zylindrische Außenfläche des als Rohr ausgebildeten Körpers, wobei die beiden Längskanten 12, 14 der Fasermatte 4 aneinander stoßen. Im Bereich der einen Längskante 12 weist die mikrostrukturierte Edelstahlfolie 8 einen überstehenden ersten Rand 16 auf, welcher den zweiten Rand 18 der Edelstahlfolie 8 in der dargestellten Weise überlappt und auf diesem aufliegt. Aufgrund der Mikrostrukturierung der Edelstahlfolie 8 liegen die genannten Ränder 16, 18 nicht vollständig flächig aufeinander, sondern zwischen den gegeneinander gerichteten Tälern und Spitzen der Ränder 16, 18 sind Freiräume oder Luftspalte vorhanden, aufgrund welcher bisher eine Verbindung der Ränder durch Widerstandsschweißen in der Praxis mit der erforderlichen Funktionssicherheit und Reproduzierbarkeit nicht herstellbar war. 1 shows partially and cut the on a body 2 arranged insulating device, which insulating material 4 contains in the form of a needled fiber mat. The fiber mat 4 contains on the one hand silicate fibers and on the other basalt fibers according to the above statements. In the embodiment shown here has the fiber mat 4 a thickness 6 of essentially 20 mm. The body 2 is designed, for example, as a tube with a longitudinal axis orthogonal to the plane of the drawing, wherein for the sake of simplicity the tube wall is not curved in accordance with the tube radius, but is shown as a straight part. On the upper side according to the drawing is as outer jacket 8th arranged a thin microstructured stainless steel foil, which is formed according to the above explanations. To connect to the fiber mat 4 laminated stainless steel foil 8th with the fiber mat 4 is between this and the stainless steel foil 8th the adhesive also described above as dispersion adhesive 10 intended. The insulating device extends annularly over the substantially cylindrical outer surface of the tube-shaped body, wherein the two longitudinal edges 12 . 14 the fiber mat 4 collide. In the area of a longitudinal edge 12 has the microstructured stainless steel foil 8th a protruding first edge 16 on which the second edge 18 the stainless steel foil 8th overlapped in the manner shown and rests on this. Due to the microstructuring of the stainless steel foil 8th lie the said edges 16 . 18 not completely flat on each other, but between the opposing valleys and peaks of the edges 16 . 18 There are free spaces or air gaps, due to which previously a connection of the edges by resistance welding in practice with the required reliability and reproducibility could not be produced.

Es ist daher erfindungsgemäß eine Schweißelektrode 20 vorgesehen, welche an ihrer Spitze eine um eine Achse 22 drehbare Rolle 24 aufweist. Die Rolle 24 ist auf der Außenfläche des ersten Randes 16 aufgesetzt und auf diesem abrollbar, und zwar gemäß Zeichnung orthogonal zur Zeichenebene bzw. im Wesentlichen parallel zur Längsachse im Falle der Ausbildung des Körpers 2 als ein Rohr. Es versteht sich, dass je nach Ausbildung des Körpers die miteinander zu verbindenden Ränder angeordnet und mittels der Schweißverbindung miteinander verbunden sind. Es sei angemerkt, dass beispielsweise zwei axial auf der Außenfläche eines Rohres nebeneinander angeordnete Fasermatten 4 und deren zugeordneten Edelstahlfolien 8 in einer zur Längsachse eines Rohres orthogonalen Ebene mittels der Schweißverbindung verbindbar bzw. verbunden sind.It is therefore according to the invention a welding electrode 20 provided, which at its tip one around an axis 22 rotatable roller 24 having. The role 24 is on the outside surface of the first edge 16 placed on this and unrolling, according to the drawing orthogonal to the plane or substantially parallel to the longitudinal axis in the case of the formation of the body 2 as a pipe. It is understood that depending on the design of the body, the edges to be joined are arranged and connected to each other by means of the welded joint. It should be noted that, for example, two axially arranged on the outer surface of a tube adjacent fiber mats 4 and their associated stainless steel sheets 8th be connected or connected in a plane orthogonal to the longitudinal axis of a pipe by means of the welded joint.

Die Schweißelektrode 20 enthält im Bereich ihrer Spitze eine im Querschnitt U-förmige Ausnehmung 26 zur Aufnahme und Befestigung der Rolle 24, deren Achse 22 in geeigneter Weise, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung, mit den Schenkeln an der Elektrodenspitze verbunden sind. Die Rolle 24 besitzt einen vorgegebenen Radius 28, welcher gemäß der obigen Ausführungen vorgegeben ist. Auch die Breite 30 der Rolle 24 am Außenumfang bzw. die Umfangsfläche der Rolle 24 ist gemäß der obigen Ausführungen vorgegeben.The welding electrode 20 contains in the region of its tip a cross-sectionally U-shaped recess 26 for receiving and fixing the roller 24 whose axis 22 in a suitable manner, for example by means of a screw connection, are connected to the legs on the electrode tip. The role 24 has a given radius 28 , which is predetermined according to the above statements. Also the width 30 the role 24 on the outer circumference or the circumferential surface of the roller 24 is given according to the above statements.

2 zeigt vergrößert das Detail II, wobei die Edelstahlfolie 8 aufgrund der Mikrostrukturen zum einen Spitzen 32 und zum anderen Täler 34 aufweist. Die Mikrostrukturierung ist insbesondere durch Prägen der dünnen Edelstahlfolie 8 geschaffen, welche eine Materialdicke 36 von bevorzugt zumindest näherungsweise 0,05 mm aufweist. Zwischen den Spitzen 32 und den Tälern 34 ist ein Abstand 38 vorgegeben, welcher erheblich größer als die Materialdicke 36 ist. Der Abstand 38, somit die Gesamthöhe der Folie 8 mit der Prägung, ist bevorzugt im Bereich zwischen 0,25 bis 0,36 mm, vorteilhaft zwischen 0,27 bis 0,33 mm und insbesondere im Wesentlichen mit 0,3 mm vorgegeben. Ferner ist die Breite 40 der Prägung bzw. Prägungen wesentlich größer als die Materialdicke 36 vorgegeben, bevorzugt im Bereich zwischen 0,7 bis 1,5 mm, vorteilhaft zwischen 0,8 bis 1,3 mm und insbesondere im Wesentlichen mit 1 mm vorgegeben. 2 shows enlarged detail II, with the stainless steel foil 8th because of the microstructures on the one hand tips 32 and on the other valleys 34 having. The microstructuring is in particular by embossing the thin stainless steel foil 8th created, which is a material thickness 36 of preferably at least approximately 0.05 mm. Between the tips 32 and the valleys 34 is a distance 38 predetermined, which is considerably larger than the material thickness 36 is. The distance 38 , thus the total height of the film 8th with imprinting, is preferred in the field between 0.25 to 0.36 mm, advantageously between 0.27 to 0.33 mm and in particular essentially specified with 0.3 mm. Further, the width 40 the embossing or embossing much larger than the material thickness 36 predetermined, preferably in the range between 0.7 to 1.5 mm, advantageously specified between 0.8 to 1.3 mm and in particular substantially 1 mm.

Weiterhin ist zwischen den Prägungen ein Abstand 42 vorgegeben, welcher zweckmäßig größer als die Materialdicke 36 ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Abstand 42 im Bereich zwischen 0,15 bis 1,8 mm, vorteilhaft im Bereich zwischen 0,2 bis 1,4 mm und insbesondere im Bereich zwischen 0,3 bis 1 mm vorgegeben. Die Prägungen weisen, und zwar gemäß Zeichnung, im Wesentlichen orthogonal zur Zeichenebene, vorgegebene Längen auf. Die Längen der Prägungen betragen zweckmäßig mindestens 0,7 mm, vorteilhaft mindestens 0,8 mm, und sind insbesondere mindestens 1 mm groß. Ferner weisen die Prägungen eine vorgegebene maximale Länge auf, welche vorteilhaft um einen vorgegebenen Faktor größer ist als die Breite 40 der Prägungen. Bevorzugt ist dieser Faktor gleich 10, zweckmäßig 5 und insbesondere 3. Die Mikrostrukturierung kann als regelmäßige und sich kreuzende Linienstrukturen bzw. als Karo- oder Rautenstrukturen ebenso ausgebildet sein wie durch unregelmäßige und/oder gekrümmte Strukturbereiche, welche einerseits die Spitzen 32 und andererseits die Täler 34 bilden. Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Mikrostrukturierung ist trotz geringer Materialdicke 36 der Edelstahlfolie 8 zum einen deren Flexibilität verbessert und zum anderen deren Stabilität vor allem im Hinblick auf die thermische und dynamische Belastung optimiert.Furthermore, there is a gap between the imprints 42 predetermined, which suitably greater than the material thickness 36 is. In a preferred embodiment, the distance 42 in the range between 0.15 to 1.8 mm, advantageously in the range between 0.2 to 1.4 mm and in particular in the range between 0.3 to 1 mm. The embossings have, according to the drawing, substantially orthogonal to the plane of the drawing, predetermined lengths. The lengths of the embossings are expediently at least 0.7 mm, advantageously at least 0.8 mm, and are in particular at least 1 mm in size. Furthermore, the embossings have a predetermined maximum length, which is advantageously greater by a predetermined factor than the width 40 the imprints. Preferably, this factor is the same 10 , appropriate 5 and particularly 3 , The microstructuring can be designed as regular and intersecting line structures or as check or diamond structures as well as irregular and / or curved structural areas, which on the one hand the tips 32 and on the other hand, the valleys 34 form. Due to the inventively provided microstructuring is despite low material thickness 36 the stainless steel foil 8th on the one hand improves their flexibility and on the other optimized their stability, especially with regard to the thermal and dynamic load.

22: Körperbody
44: Isoliermaterial / Fasermatteinsulating material / Fiber mat
66: Dicke von 4 Thickness of 4
88th: Außenmantel / mikrostrukturierte Edelstahlfolieouter sheath / microstructured stainless steel foil
1010: Klebemitteladhesive
12,1412.14: Längskante von 4 Longitudinal edge of 4
1616: erster Rand von 8 first edge of 8th
1818: zweiter Rand von 8 second edge of 8th
2020: Schweißelektrodewelding electrode
2222: Achseaxis
2424: Rollerole
2626: Ausnehmung in 20 Recess in 20
2828: Radius von 24 Radius of 24
3030: Breite von 24 Width of 24
3232: Spitzetop
3434: Talvalley
3636: Materialdickematerial thickness
3838: Abstanddistance
4040: Breitewidth
4242: Abstanddistance

Claims

Insulating device for bodies through which a hot medium can flow ( 2 ), in particular for machine elements through which exhaust gases can flow, such as exhaust pipes or charging devices, containing said body ( 2 ) associated insulating material ( 4 ), which of a flexible outer shell ( 8th ), characterized in that the outer jacket ( 8th ) as a flexible and / or microstructured metal foil ( 8th ) is formed, that a first edge ( 16 ) of the metal foil ( 8th ) with another edge ( 18 ) of the metal foil ( 8th ) or another component is connected by means of a resistance welding, wherein a welding electrode ( 20 ) with a roll ( 24 ) is provided, which on the outer surface of the edge 16 ) and rollable on this, and that the radius ( 28 ) of the role ( 24 ) and / or its bearing surface on the edge to the thickness ( 36 ) of the metal foil ( 8th ) is tuned.

Insulating device according to claim 1, characterized in that the radius ( 28 ) of the role ( 24 ) in the range of 3 to 15 mm, advantageously between 6 to 13 mm, in particular substantially given with 7 mm, or that the radius ( 28 ) in the range of 2 to 10 mm, advantageously between 4 to 7 mm, in particular substantially predetermined with 5 mm.

Insulating device according to claim 1 or 2, characterized in that in the region of the support surface the roller ( 24 ) a width ( 30 ) in the range between 0.5 to 3 mm, advantageously between 1 to 2 mm, preferably substantially of 1.4 mm, and / or that the width ( 30 ) of the role ( 24 ) is at most 3 mm, preferably at most 2 mm.

Insulating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the metal foil ( 8th ), which is preferably a thin stainless steel foil, a material thickness ( 36 ), which is substantially smaller than the distances ( 38 ) between peaks ( 32 ) and valleys ( 34 ) of the microstructuring of the stainless steel foil ( 8th ).

Insulating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the material thickness ( 36 ) of the stainless steel foil ( 8th ) in the range between 0.03 to 0.08 mm, suitably in the range between 0.04 to 0.06 mm and in particular at least approximately specified by 0.05 mm.

Insulating device according to one of the claims 1 to 4 , characterized in that the material thickness ( 36 ) of the stainless steel foil ( 8th ) in the range between 0.06 to 0.15 mm, preferably in the range between 0.07 to 0.13 mm and in particular in the range between 0.09 to 0.12 mm is specified.

Insulating device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the stainless steel foil ( 8th ) consists essentially of an iron-chromium-nickel alloy and / or that in wt.% Of the proportion of iron at 50 to 80%, the proportion of chromium between 10 to 28% and the nickel content between 5 to 25% is given ,

Insulating device according to claim 7, characterized in that that the proportion of iron is between 52 to 78%, the percentage of chromium between 12 to 24% and the proportion of nickel between 6 to 19% is.

Insulating device according to one of claims 1 to 8, characterized in that as high-temperature adhesive, a dispersion adhesive is provided and / or that the high temperature adhesive temperature resistance up to 500 ° C and above and / or that the high temperature adhesive is non-combustible and / or water-resistant dispersion adhesive is formed.

Insulating device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the fiber mat ( 4 ) is formed as a fiber needle mat and / or that the fiber mat ( 4 ) contains a mixture of glass fibers and mineral fibers and / or that the fiber mat ( 4 ) contains both silicate fibers and basalt fibers.

Insulating device according to claim 10, characterized in that the proportion of silicate fibers ranges between 20 and 40%, preferably at least approximately of 30% and / or that the proportion of basalt fibers in the range between 80 to 60%, preferably at least approximately of 70% is given.

Insulating device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the fibers of the fiber mat ( 4 ), in particular their silicate fibers, have a fiber thickness in the micrometer range, advantageously in the range between 10 to 17 microns.

Insulating device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the thermal conductivity of the fibers of the fiber mat at a temperature of 100 ° C at least approximately 0.033 W / mK, at least approximately at a temperature of 300 ° C at 0.056 W / mK, at a temperature of 500 ° C at least approximately at 0.0112 W / mK and at a temperature of 700 ° C at 0.209 W / mK.

Insulating device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the fiber mat and / or its fibers have a high temperature resistance up to at least 750 ° C and / or that the fiber mat ( 4 ) is designed high vibration resistant.

Insulating device, in particular according to one of claims 1 to 14, characterized in that the total height or the distance ( 38 ) between peaks ( 32 ) and valleys ( 34 ) of microstructures and / or embossments of stainless steel foil ( 8th ) by a predetermined factor is greater than the material thickness ( 36 ), advantageously in the range between 0.06 to 0.15 mm, preferably in the range between 0.07 to 0.13 mm and in particular in the range between 0.09 to 0.12 mm.

Insulating device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the width of the microstructures and / or imprints in the range between 0.7 to 1.5 mm, advantageously in the range between 0.8 to 1.3 mm and are given essentially 1 mm.

Insulating device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the distance ( 42 ) between adjacent microstructures and / or embossments in the range between 0.15 mm to 1.8 mm, advantageously between 0.2 to 1.4 mm and in particular in the range between 0.3 to 1 mm is predetermined.

Insulating device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the length of the microstructures and / or embossing is at least 0.7 mm, advantageously at least 0.8 mm and in particular at least 1 mm and / or that the microstructures and / or embossing maximum Have lengths which are larger by a predetermined factor than the width ( 40 ) of the microstructures and / or embossings, wherein the factor is preferably ten times as large as the microstructure and / or embossing, in particular five times as large, in particular three times as large as the respective width ( 40 ) of the microstructures and / or imprints.