CN1076229C - 使薄带材进行保护表面的强化结构处理方法 - Google Patents

Abstract

弯曲的带材(1)和薄膜被六角形支承元件(3)所支承并承受过压或负压。该支承元件(3)的几何结构应与自由调节的压印折痕(5-10)相一致。

Description

使薄带材进行保护表面的强化结 构处理方法

本发明涉及一种使薄带材和薄膜进行表面保护的、强化的、结构处理的方法，此时，被弯曲的材料和薄膜通过支承元件支承并被施加以过压或负压。

已知有许多方法用于通过结构处理使薄壁材料或薄膜提高强度。在这些已知的结构处理方法中有使用成型工具如冲模和成型辊进行的深拉制，压制和辊压。这些处理方法的缺点是，经过结构处理的材料和薄膜被强烈地塑性变形；而且，已处理材料的表面品质由于机械的挤压而受到损伤。

欧洲专利申请0441618Al描述了一种方法，即借助两个压印辊制造多边形的，包括菱形和六角形的结构。在这种纯粹的机构处理方法中，已处理材料的表面质量由于较强烈的机械变形而有明显地伤害。在US专利4576669中则提出，使一种塑料薄膜通过一个设有钵形体结构的辊子导送，由于真空作用使得塑料薄膜拉入上述钵形体结构中。以此方式，使得薄膜的横截面积减少，还可能产生裂纹，因而，整个薄膜的成型刚性不会明显地增加。为了在罐盒中压制出轴向的折边，另外还公布了一种装置，借助它，通过轴向的刚性元件，使罐盒的内侧面被支承住并在外侧面上用一个弹性的滚轮施以压力(DE3587768T2)。但是，这种设有轴向折边结构的材料之成型刚性并不令人满意，因为，由于几何结构的原因折边结构不能产生多维的成型刚性。还有一种方法是，借助一个打孔的、圆柱形的成型工具和一个弹性的压力辊在一薄膜上压制出圆形的，半球形的结构，然而这种方法同样导致薄膜横截面的减小并且也不能改善或仅仅稍微地改进其成型刚性，因为这些圆形的，半球形的结构之间还保留着宽的，没有变形的部分表面(法国申请1283530)。

此外，还公布了一种方法，使薄带材或薄膜形成隆起形的结构。此时，该弯曲的，薄壁材料或薄膜之内侧面由线状支承元件支承，并由外面施以压力。该外部的压力是以液压方式施加的。以此方式制出四角形并错位的隆起结构，它们明显地改善了材料的成型刚性(德国公告文本2557215，德国专利文本DE4311978)。这个隆起结构的制作工艺与中请0441618 A1之原理不同在于，不需要两个机械作用的压印辊，而是，仅需要一个带有线形支承元件的芯体，而薄带材就放在此支承元件上并且以液压方式被挤压。这个弯曲的薄带材的里边通过相互以一定间距离安置的支承元件(环形件或螺旋形件)而支承，并通过外部的压力使之不稳定。这种不稳定性则导致一种多维化的折痕，并因此，在一个自身构造过程中形成四角形的，错位的隆起结构，其低凹部分也随之产生。因为此处，在材料中仅仅发生较小的拉伸和压缩作用，所以已处理材料的表面品质不会或者只是很小受到损伤。但是，这种四角的，错位结构的材料(见DE4311978中的图2)在平坦的造型中并不具有各向同性的成型刚性，因为它们在与连续的隆起折痕的垂直方向上是不抗弯的，而与之平行的方向上则是成型刚性的。可用以下方法实现一个几乎各向同性的成型刚性，此时，制造了多边形的隆起结构(已公开的国际专利申请PCT/EP94/01043，见其中的附图5b和5c)不用液压的压制方式，也可以借助一个未作结构处理的弹性枕件或者一个未作结构处理的弹性体施加压力。把薄带材挤压到上面的这些支承元件是由一个刚性的或在芯体上可移动的，柔性材料制成。但是，这样制成的六角形结构也不具有一致的形状。

所有公布的应用了机械成型工具的结构处理方法都具有明显的缺点是，该材料被强烈地塑性变形，由于深拉，使得材料壁厚减小并可能产生裂纹，而且由于深拉，使材料产生裙带花边，已处理材料的表面品质也由于成型工具的表面挤压和材料的强烈塑性变形而受到损害。在这些公布的，纯粹是机械的结构处理方法中，并在给定的立体的结构处理深度情况下，材料会发生高弹性变形度，这些都要影响已处理材料的表面品质。

在OS2557215，DE 43 11978和PCT/EP 94/01043中所描述的液压式结构处理方法之另一个明显缺点是，虽然，与纯粹的机械方法相比较，塑性变形度是减小了，而且已处理材料的表面品质不会被损伤，但是，这样制成的结构并不具有均匀的形状。其原因是例如不可避免的材料非均匀性和原材料之壁厚的误差以及对材料的加压并不非常均匀。

本发明的任务是，提出一种方法，它既具有已知方法的优点，又要消除它们的缺点。该任务在于，使薄带材作结构处理，但要求，材料的表面变化最小，而且塑性变形较小，并产生一个均匀的，三维的结构处理。本发明另一目标是，给出一种方法，以便使经过结构处理的材料在平面外形情况下改善成型刚度，而同时使材料横截面的改变最小。

按照发明，这一任务的解决方案是，使一个弯曲的材料在外边通过弹性的，未经结构处理的元件施加以压力并挤压到刚性的，四角形的或六角形的支承元件上；这些支承元件是如此安置的，即，它们的几何结构与通过自身构造而自由形成的隆起折痕相一致。这个方法，与所有公布的、纯粹机械的结构成型方法完全不同之处在于，在本发明方法中，隆起结构以其最终的形状体现于材料中；同时，与使其被挤向的机械成型工具不发生接触。这种在隆起构造中改善的成型刚性是通过构成一种隆起结构而产生的，这种隆起作为半球形可自身形成三维的，强化处理的形状。这种作用效果已在实际的试验中多次被证明。按照本发明方法，所述刚性的，四角形或六角形支承元件的几何结构与通过自身构造形成的隆起折痕相一致。以这种保护材料的方式就可形成均匀布置的结构成型，因为，通过对优化的，四角形的或六角形支承元件的予先确定，可以弥补其不利的作用(其中如原始材料的非均匀性，其壁厚的误差和不均匀的加压)，并且，这种保护表面的和强化成形的隆起结构方法的优点仅使材料有较小的塑性变形就可充分地加以利用。

本发明的一个方案在于，在要结构处理的材料和支承元件之间设置一个附加柔性材料层，从而，使支承元件在表面敏感的材料内的不希望的机械挤压作用被弹性缓解。当应用这个附加的柔性材料层时，材料的隆起结构相对于没有附加柔性材料层时较为平坦。按照本发明方法的安排通过柔性的材料层还获得另外的优点：实际的试验已经表明，若是一个自由成形隆起结构，那么最好构成六角形的结构，此时，将材料挤压到一个带四角形支承元件的芯体上并在材料和支承元件之间安置一个柔性的材料层。这种技术的经济和技术的优点在于，四角的支承元件比六角的制造更简单和成本更低廉；而且因此可使具有高敏感表面的材料得以特别保护地完成结构处理。因为，结构深度由于柔性材料层的回弹作用而较小于没有应用柔性材料层时的情况，所以，材料的成形刚性同样是较小的。

在本发明另一结构方案中，使隆起结构的材料或薄膜置于一个三维的，壳形的造型内，但却并不需要复杂的成型工具。为此，按照发明要求，使六角的，隆起结构的材料或薄膜实现多维的变形，也就是当结构件的局部弯曲半径应该加大时，即使六角结构的隆起折痕弯曲更深，而当构件的局部弯曲应该平整时，使结构的隆起折痕部分地或完全地弯曲。因此，结构折痕的弯曲变形仅形成较小的材料塑性变形。

下面，借助附图中的一个实施例对本发明加以描述并作详细地解释。其它有利的措施见从属的权利要求。

图1表明一个用于制造隆起结构的带材和/或薄膜的装置结构简图，该装置具有一个其上置有支承元件的辊子和一个柔性的压力辊(径向的横截面)；

图2表明一个隆起结构的视图，该隆起结构是借助图1的装置制做的，而该装置装备有错位的，四角形的支承元件。

图3和4表明两种隆起结构的视图，其借助图1的装置制做，该装置装备有两种不同的，六角形的支承元件。

图5表明一个用于制做隆起结构带材之装置结构简图，该装置具有一个其上置有支承元件的辊子和一个柔性的压力辊以及一个附加的柔性材料层；

图6表明一个用于制做隆起结构罐盒之装置结构简图，它具有一个其上置有支承元件的辊子和一个柔性的压力辊(径向的横截面)；

图7表明一个用于制做隆起结构罐盒之装置结构简图，它具有一个其上置有支承元件(轴向视图)的辊子和一个柔性的压力辊(轴向剖面)；

图8和9以简图方式表明一个有隆起结构的，圆筒形容器，它被填充了球形的填充体(图8为径向横截面；图9为轴向的剖面)；

图10和11以简图方式表明一个有隆起结构的带材(夹条)，其合拢和支承3两个骨骼部分(图10为径向剖面图；图11为轴向剖面图)；

在图1中描述的装置表示了一个用于制做隆起结构带材或薄膜的装置的结构原理。该带材1围绕辊子2导向通过，而在辊子上置有支承元件3并且通过柔性的压力辊4使材料压靠到支承元件3上。通过柔性压力辊4在弯曲的带材1上产生的压力，使支承元件3之间的带材1形成隆起，同时，该隆起成为最终的形状，而在隆起低凹的区域内并不触及一个机械模具。

在图2、3和4中描述的视图表明了展开的，有隆起结构的带材，它们借助图1的装置制成。

在图2中描述了错位的四角形(隆起)，其包括相互间距为h的隆起折痕5(在材料的输送方向上)和相互间距为b(和材料的输送方向垂直)的隆起折痕6构成。在图3和4中描述了六角形结构的两种配置方案的视图；在图3中，该隆起折痕7(在材料的输送方向上)是锯齿形的并且相互间距平均为h。该隆起折痕8(与材料的输送方向垂直)相互间距为b。在图4中，该隆起折痕9(与材料的输送方向成横向)是锯齿形的。该隆起折痕10(在材料的输送方向上)相互间距为h。

在图5中描述的装置表明了用于制做隆起结构的材料或薄膜之装置的结构简图，其具有一个柔性的压力辊4和一个其上置有支承元件3的辊2，它被另外的柔性材料11所包绕。依此就可以补偿因为支承轮廓3的不规则性而引起的不希望的机械压印。

图6和7描述的装置简图式解释了有隆起结构的罐或薄壁圆筒的制做情况。图6表明了该装置的径向剖面，该装置具有其上置有支承元件3的辊子2和柔性压辊4以及圆筒形的罐盒体或圆筒形的壁12。图7表明了这些所列构件的轴向视图。

图8和9表明了一个有隆起结构的圆筒形容器13的径向剖面图(图8)和轴向的剖示图(图9)，该容器装有填充体14。该容器壁13的隆起结构按以下方式适应于填充体14之圆形结构，即在壁附近的填充体14和隆起结构的容器壁13之间的自由流通横截面较小。

在图10和11中，示意地描述了一个有隆起结构的带材15的径向剖面图(图10)和轴向剖面图(图11)，该带材15将两个骨骼部分16组合一起并支承住。该有隆起结构的壳形带材15围绕两个骨骼部分16弯曲，并且只是用隆起低凹接触两个骨骼部分。以此方式，外边包围住骨骼的骨骼皮肤，仅仅在隆起低凹和骨架之间的较小支承表面上有高负荷。在这些支承表面之间，骨骼皮肤就可以供给血液，并因此不会死亡。另外，这种有隆起结构的壳形夹条比公布的光滑的夹条具有更好的强度特性，因为，与一个由相同材料构成并具有相同的几何尺寸，但并未结构处理的夹条相比在滑架的径向上有更高的抗弯刚性，而在轴向上更有弹性。以此方式，该有隆起结构的夹条就比公布的光滑夹条更好地适配于骨架的强度特性。

Claims (2)

1.使薄带材(1)或薄膜进行表面保护的，强化结构处理的方法，其中，弯曲的带材或薄膜通过支承元件支承并被施加一个过压或负压，其特征在于：弯曲的带材(1)从外侧借助弹性的未经结构化处理的元件(4)施加压力，且带材(1)在弯曲状态下被施加压力，应用刚性六角形的支承元件(3)，选定它们的尺寸，应使它们的几何结构与借助自我构造而自由调节的隆起折痕相一致。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于：在支承元件(3)和被结构处理的带材(1)之间附加设置一个柔性的材料层(11)。

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