用于车辆底部的双层复合挡热板的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型大体上涉及挡热板，并且更具体地说，适用于车辆底部的挡热板。
【背景技术】
[0002]挡热板用于车辆上的各种应用中以防止或减少热传递到某些区域或从某些区域传递热。现代发动机典型的具有高工作温度以提升燃料效率和功率输出。虽然在热力学上更有效，但是更高的温度在机动车辆和发动机排气系统的设计中造成了若干问题。常见将挡热板插入机动车辆的乘客室与排气系统之间以减少来自高温发动机和排气组件的热传递。
【实用新型内容】
[0003]本文中所述的复合挡热板可以在机动车辆上的某些位置中提供若干重要功能，包括减少从某些热源到车辆的附近区域的热传递。另外，所述挡板可以减少声音传播到车辆区域，减少机动车辆的乘客室中的发动机和排气噪声。此外，挡热板可以通过保护某些车辆组件不受道路碎片撞击而帮助保护机动车辆，以及保护免受气候要素的影响。
[0004]挡热板的一个实施例描述一种双层挡热板，其包括由铝制成的具有相对的第一和第二表面的第一层和固定地附接到第一层的第二表面的第二层合成纤维材料。在与第一层相对的第二层的表面中形成图案，所述图案具有比第二层的其余部分高的压缩和比它们小的厚度。所述图案还提供对第一层的结构支撑。
[0005]挡热板的另一个实施例包含由具有相对的第一表面和第二表面的第一层铝和固定地附接到所述第一层的所述第二表面的第二层合成纤维材料形成的双层结构，其中在与所述第一层相对的所述第二层的表面中形成图案，所述图案具有比所述第二层的其它位置增加的压缩和小的厚度，并且所述图案提供对所述第一层的结构支撑。
[0006]优选地，所述合成纤维材料是聚对苯二甲酸乙二酯。
[0007]优选地，所述第二层的纤维面密度是介于600gsm与1600gsm之间。
[0008]优选地，所述聚对苯二甲酸乙二酯是包含多种具有不同旦尼尔(denier)的纤维的均质混合物。
[0009]优选地，所述第一层的厚度是介于0.005英寸与0.010英寸之间。
[0010]优选地，所述第一层是经穿孔的。
[0011]优选地，所述第一层的所述第一表面是经压印的。
[0012]优选地，所述图案包括所述第二层的接近所述第一层的周边的边缘部分。
[0013]优选地，所述图案包括多个线段。
[0014]本文中还描述了一种制造根据本实用新型的挡热板的方法。根据一种方法，通过使第一层铝固定地附接到第二层合成纤维材料以形成双层结构并且然后用在与第一层相对的第二层的表面中形成的图案使双层结构成型为所希望的形状来制造挡热板。所述图案具有比第二层的其它位置高的压缩和比它们小的厚度并且提供对第一层的结构支撑。
[0015]本实用新型的这些和其它方面的变化形式将另外详述描述在下文中。
【附图说明】
[0016]本文中的描述参考附图，其中贯穿若干视图中的类似参考数字是指类似部分，并且其中:
[0017]图1是在外层内具有压缩特征的复合挡热板的等距视图；
[0018]图2A是如从线2A-2A看图1的挡热板的截面视图；
[0019]图2B是如从线2B-2B看图1的挡热板的截面视图；
[0020]图2C是如从线2C-2C看图1的挡热板的截面视图；
[0021]图3是根据本文中的教示的一种实施方式制造复合挡热板的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]首先参看图1，挡热板10是复合挡热板，其包括第一层20和第二层30。示出了热源12，并且它可以表示机动车辆上的各种发动机或排气组件。当希望减少热传递到与挡热板10相对的附近区域时，热源12进一步涵盖可以包括任何其它高温来源。因为第一层20最接近于热源12的位置，所以第一层在此也称为内层20。相反地，第二层30由于其距离热源更远，故在此也称为外层30。
[0023]所示出的挡热板10具有五个实质上平面区段，其在热源12周围创建了凹面部分。在其它实例中，挡热板10可以用三个区段成型，无论是三个平面区段或介于两个平面区段之间的半圆柱形区段。另一种选项是无任何平面区段但是可能包括安装凸缘的圆形或半圆柱形区段。预期取决于若干因素，例如车辆上的位置或区域和热源12的性质，挡热板10可以按各种形状和大小产生，因此这些仅仅是挡热板10的可能形状的实例。如本文中更详细描述，挡热板10重量轻、成本低并且足够耐用以承受各种力、撞击和振动。
[0024]现参看图2A，内层20具有在面向热源12的一侧上的第一内表面22，和与第一内表面22相对的第二内表面24。外层30具有面向内层20的第一外表面32和在第一外表面32的相对侧上的第二外表面34。内层20和外层30通过如下文进一步详细描述的粘合层密封在一起。
[0025]内层20由铝(例如，铝箔)形成以提供耐热性并且提供轻质基底材料。预期内层20的厚度可以取决于挡热板10的特定应用而不同。作为非限制性实例，内层20可以由厚度约0.002-0.010英寸的铝形成。另外，内层20可以包含经穿孔铝。内层20可以在压印或不压印的情况下穿孔以提供对振动、尤其是应用的不同反应，由此改善挡热板10的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。利用更小的厚度可以使挡热板10的重量和成本降到最低，同时改善NVH。然而，使内层20的重量和成本降到最低的这些努力会导致用于维持挡热板10的整体成品形状所需的强度减小。
[0026]通过外层30向挡热板10提供其它强度和附加保护性特征。用降低热和声音传播的材料产生外层30，并且产生当与内层20组合时可以承受振动和来自碎片的撞击以及气候的耐用挡热板。在本文中所述的实施例中，外层30的材料是合成纤维材料，并且尤其是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维。可以使用其它聚合物和/或天然纤维，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺等，目的是提供完全可再循环的成品并且改善NVH和物理性质。纤维外层30提供相对较差的热传导路径，导致导热性低于内层20。类似地，纤维产生振动和声波从内层20行进穿过外层30的相对较差路径。
[0027]外层30的厚度可以取决于应用而不同，但是预期PET纤维外层30的未压缩厚度可以是2-20mm厚。如下所述，在外层30的不同位置的厚度可以由于压缩而不同。类似地，外层30的密度可以基于应用而不同。在某些实施例中，可以使用面密度或纸张密度为600-1600克/平方米(gsm)的PET纤维。一种实施方式包括密度为1200gsm的PET纤维。PET纤维可以在旦尼尔(denier)(纤维的线性质量密度的单位)、熔点和其它特性方面不同。合乎需要地，外层30的PET纤维本身由具有所述不同特性的PET纤维形成。举例来说，外层30可以是由四种或五种具有不同旦尼尔的纤维(例如低熔点纤维、细纤维、标准纤维、粗纤维和任选地高熔点纤维)形成的均质复合PET材料。这些相对术语彼此相对定义。在一个非限制性实例中，外层30的复合PET纤维材料可以包含20%粗纤维、20%标准纤维、20%细纤维、30%低熔点纤维和10%高熔点纤维。此外，以上实例可以相反包括40%低熔点纤维，而在PET纤维复合材料中不含任何高熔点纤维。
[0028]PET纤维可以具有疏水性特性，其中外层30防水并且抗流体。这降低或消除了由于吸水所造成的任何重量增加并且降低了挡热板10的干燥时间。另外，外层30的PET纤维增加了对抗碎片撞击的保护，即使内层20被损坏而使得碎片能够接触外层30。
[0029]外层30的某些部分具有相比于外层30的周围区域有所增加的压缩并且在本文中被称为压缩特征60。可以在外层30中形成至少一个压缩特征60，其中外层30的材料被压缩到厚度小于外层30的周围材料。图2B显示挡热板10如从线2B-2B观看时的截面视图。如所示，压缩特征60的从第一外表面32到特征表面61所测量的厚度比外层30的周围未压缩区域的厚度小距离d。虽然压缩特征显示具有类似厚度，但是预期外层30可以在不同区域中以不同深度压缩。
[0030]通过在外层30的某些位置上包含压缩特征60，内层20的结构加强并且因此挡热板10通常可以由外层30提供。外层30的经压缩以形成压缩特征60的材料比外层30的未压缩区域抗变形。因此，外层30可以设计为通过包括压缩特征60具有并入到其结构中的更硬的部分。通过这种压缩，挡热板10的硬度和耐用性可以增加到超过不含所述特征可得到的硬度和耐用性，允许采用更薄的层而无需用于结构支撑的附加层或材料，降低成本和重量。
[0031]每个压缩特征60可以呈“肋状物”形式，即在外层30中的大致线性部分。线性部分或线段对于建模