DE102006055657A1

DE102006055657A1 - Component of a flat material and method for its production

Info

Publication number: DE102006055657A1
Application number: DE200610055657
Authority: DE
Inventors: Arno Behrens; Jochen Ellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-23
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2008-05-29
Also published as: EP2094412B8; WO2008062263A1; EP2094412B1; EP2094412A1

Abstract

Ein Bauteil (1) besteht aus einem Flachmaterial mit einer zwischen zwei zueinander parallelen Hauptflächen (7, 9) gelegenen Mittelfläche (8). Das Flachmaterial ist mit einer Verformungsstruktur (4) versehen, die sich nach Art einer Pressung teilweise senkrecht zur Mittelfläche (8) erstreckt. Dabei ist nur wenigstens ein, gegebenenfalls auch mehrere, Teilbereich(e) (5) des Flachmaterials mit der Verformungsstruktur (4) versehen, wogegen daneben wenigstens ein Flächenbereich des Flachmateriales unverformt bleibt. Die Verformungsstruktur (4) besteht aus mindestens einer Einzelzelle (5), vorzugsweise jedoch aus einem Gitter aneinandergrenzender Zellen (5), die jeweils durch sich quer zur Mittelfläche (8) erstreckenden Zellbiegerändern (14, 15) unterschiedlicher Höhe begrenzt sind. Jede Zelle (5) weist von den relativ höheren (14) und niedrigeren Zellbiegerändern (15) begrenzte Vertiefungen (10) auf, wovon sich im Wesentlichen die niedrigeren Zellbiegeränder (15) bis maximal zur Höhe einer Hauptfläche (7) erstrecken, während die höheren Zellbiegeränder (14) bis zur Höhe (11) und die Vertiefung (10) bis zur Höhe (13) ausdehnen. Dabei erfolgt die Druckaufbringung vorzugsweise hauptsächlich über elastomere Wirkmedien, wobei zur Struktureinbringung ein beispielsweise aus modularen Einzelelementen aufgebautes Werkzeug zum Einsatz kommt.A component (1) consists of a flat material with a central surface (8) located between two main surfaces (7, 9) parallel to one another. The flat material is provided with a deformation structure (4) which extends in the manner of a pressing partially perpendicular to the central surface (8). In this case, only at least one, if appropriate also several, subregions (e) (5) of the flat material are provided with the deformation structure (4), whereas next to this at least one surface region of the flat material remains undeformed. The deformation structure (4) consists of at least one single cell (5), but preferably of a grid of adjoining cells (5), each bounded by extending transversely to the central surface (8) Zellbiegeränder (14, 15) of different heights. Each cell (5) has recesses (10) delimited from the relatively higher (14) and lower cell bender edges (15), of which substantially the lower cell bender edges (15) extend at most to the height of one major surface (7), while the higher Expand the cell bender strip (14) to the height (11) and the recess (10) to the height (13). In this case, the pressure application is preferably carried out mainly via elastomeric active media, wherein for structural introduction a tool constructed, for example, of modular individual elements is used.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil aus einem Flachmaterial mit einer zwischen zwei zueinander parallelen Hauptflächen gelegenen gedachten Mittelfläche, wobei das Flachmaterial entweder vollständig oder partiell mit einer regelmäßigen Verformungsstruktur versehen ist, die sich nach Art einer Pressung teilweise senkrecht zur Mittelfläche erstreckt. Derart ist die Verformungsstruktur in Hauptformrichtung senkrecht zur Mittelfläche eingebracht und wird im allgemeinen die für Beulmuster charakteristischen parabolischen Vertiefungen gegenüber der Mittelfläche aufweisen, während die Beulränder zumindest teilweise gegenüber der Mittelfläche eine, gegen die Hauptformrichtung gerichtete, Erhabenheit besitzen.The The invention relates to a component made of a flat material one located between two major surfaces parallel to each other imaginary middle area, wherein the sheet either completely or partially with a regular deformation structure is provided, which in the manner of a pressing partially vertical to the middle area extends. Such is the deformation structure in the main shape direction perpendicular to the central area introduced and is generally characteristic of Beulmuster parabolic depressions opposite the central area exhibit while the margins at least partially opposite the central area have a, directed against the main shape direction, sublimity.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bauteile dieser Art sind beispielsweise aus der DE-C2-100 06 348 oder der DE-A1-197 50 576 bekannt, wobei Letzteres ein Verfahren zur Herstellung von Beulstrukturen im Walzprozess beschreibt. Nach der DE-C2 dient die Verformungsstruktur im Wesentlichen zur Erhöhung der Steifigkeit des Flachmaterials, wobei jedoch dort die versteifende Wirkung durch konzentrische, im Tiefpunkt der Beule eingebrachte Gegenbeulen vermindert wird. Auch bei DE-297 12 622 U1 dient die Strukturierung der Versteifung des Flachmaterials. Eine derartige Steifigkeitserhöhung ist nach der DE-A1-197 50 576 vor allem für den Fahrzeugbau, aber prinzipiell auch für alle flächigen Bauteile, von Interesse.Components of this type are for example from the DE-C2-100 06 348 or the DE-A1-197 50 576 The latter describes a method for the production of buckling structures in the rolling process. According to DE-C2, the deformation structure essentially serves to increase the rigidity of the flat material, but there the stiffening effect is reduced by concentric counterbumps introduced at the bottom of the bump. Also at DE-297 12 622 U1 serves the structuring of the stiffening of the sheet. Such a stiffness increase is according to the DE-A1-197 50 576 especially for vehicle construction, but in principle also for all flat components, of interest.

Nachteilig an den bekannten Bauteilen ist, dass ihre Steifigkeitserhöhung bald an Grenzen stößt. Daher liegt dieser Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Bauteil der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass es eine größere Steifigkeit aufweist.adversely on the known components is that their stiffness increase soon reaches its limits. Therefore This invention is based on the object, a component of the above Such a way that it has a greater rigidity.

Kurzfassung der ErfindungSummary of the invention

Erfindungsgemäß erfolgt dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Dadurch ergibt sich eine Struktur, die nicht nur in Pressrichtung beulenartig ausgeführt ist, sondern auch entgegen der Pressrichtung gegenüber der Mittelfläche zumindest teilweise eine Erhabenheit in den Beulrändern aufweist. Beide Verformungen, also die Beule in Kombination mit der Erhabenheit der Randzonen, ergeben einen höheren Widerstand gegenüber aufgebrachten Biegebeanspruchungen. Durch diese Kombination von Beulversteifung und der teilweisen Erhabenheit der Beulränder wird zudem die lokale Streckung des Flachmaterials im Bereich einer zu erzeugenden Beule erhöht, wodurch ein zusätzlicher Versteifungseffekt hervorgerufen wird.According to the invention this by the characterizing features of claim 1. Thus results in a structure that is not only bulging in the pressing direction accomplished is, but also against the pressing direction against the midplane at least partially has a sublimity in the margins. Both deformations, so the bump in combination with the majesty the margins, give a higher Resistance to applied bending stresses. Through this combination of Beulversteifung and the partial grandeur of the margins is In addition, the local stretching of the flat material in the area of one raising bump, whereby an additional Stiffening effect is caused.

Zudem ist für dieses Verfahren charakteristisch, dass durch die Erhabenheit des Beulrandes unter der Druckwirkung eine Streckung und leichte Biegung im Beulbereich erzeugt wird, was die lokale Instabilität erhöht und dazu führt, dass die Beulen bereits unter einer sehr geringen Druckwirkung mehr oder weniger spontan einspringen. Dieses reduziert im Vergleich zu Prägeverfahren die zur Strukturierung erforderlichen Presskräfte erheblich.moreover is for this process characteristic that by the grandeur of the Beulrandes under pressure a stretch and slight bend is created in the bulge area, which increases the local instability and to leads, that the bumps already under a very low pressure effect more or Do not jump in spontaneously. This reduces compared to embossing the pressing forces required for structuring considerably.

Weiterhin ist dieses Verfahren als Nebenformelement in an sich bekannten Tief- oder Streckziehoperationen usw. integrierbar und ermöglicht an das Strukturformfeld angrenzende, ebene Randzonen. Auch ermöglicht es ein nachträgliches, gegebenenfalls partielles, Weiterverformen von vorverformten Bauteilen. Die Bestimmung der erfindungsgemäßen optimalen Zellgröße erfolgt nach dem Prinzip des minimalen Energieaufwandes zur Beulenzeugung und kann auf Grundlage von Finite-Elemente-Analysen vorgenommen werden.Farther is this method as a minor feature in well-known deep or stretch drawing operations, etc. integrable and enabled the structural shape field adjacent, flat edge zones. Also allows it an afterthought, optionally partial, further deformation of pre-formed components. The determination of the optimum according to the invention Cell size is done according to the principle of minimum energy expenditure for buckling production and can be done based on finite element analysis become.

Flachmaterialien mit dieser Struktur haben darüber hinaus einen günstigeren Einfluss auf das Schwingungs- und Anströmverhalten, z.B. bei Lüftungskanälen.flat materials with this structure have about it Beyond a cheaper one Influence on the vibration and flow behavior, e.g. at ventilation ducts.

Das Werkzeug für ein Strukturformfeld kann im Rahmen der Erfindung aus Modulen aufgebaut werden, die eine Flexibilisierung der Montage, eine Verringerung der Fertigungsaufwendungen und Verbesserung der Instandhaltung ermöglichen.The Tool for a structural form field can be constructed from modules within the scope of the invention, a more flexible assembly, a reduction of production costs and improve maintenance.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteiles, welches die Merkmale des Anspruches 6 aufweist.object The invention further provides a method for producing such Components, which has the features of claim 6.

Dabei kann im Rahmen der Erfindung die Presskraft zur Erzeugung der Beulen sowie der Erhabenheit der Beulrandzonen über elastische Wirkmedien (oder ähnliches) auf das Bauteil aufgebracht wird. Die gezielte Erzeugung lokaler Instabilitäten bewirkt zudem, dass die Beulen schlagartig in die Kavitäten des Werkzeuges einspringen und ihre Geometrie eigenständig (frei) und paraboloid ausformen, so dass nicht, wie bei einem Präge vorgang, die Beulen in eine entsprechend geformte Kavität des Gegenwerkzeuges eingeformt werden.there can in the context of the invention, the pressing force for generating the bumps as well as the majesty of the bulge zones over elastic active media (or similar) is applied to the component. The targeted production of local instabilities also causes the bumps abruptly in the cavities of Insert tool and your geometry independently (free) and paraboloid molding, so not, as in a stamping process, formed the bulges in a correspondingly shaped cavity of the counter tool become.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further Details of the invention will become apparent from the following Description of embodiments schematically illustrated in the drawing. Show it:

1a eine Perspektivansicht, 1a a perspective view,

1b eine Draufsicht, 1b a top view,

1c einen Schnitt nach der Linie A-A der 1b, und 1c a section along the line AA the 1b , and

1d ein Detail B der 1c in größerem Maßstab eines erfindungsgemäßen Bauteiles; 1d a detail B of the 1c on a larger scale of a component according to the invention;

2a eine Perspektivansicht dreier Zellen an einem erfindungsgemäßen Bauteil in einer gegenüber 1a vergrößerten Darstellung, zu der die 2a a perspective view of three cells on a component according to the invention in a opposite 1a enlarged view, to which the

2b eine schematisierte Ansicht liefert, in welcher gewölbte, höhere Zellbiegeränder strichliert, dagegen gerade, niedrigere Zellbiegeränder mit vollen Linien dargestellt sind; an Hand der 2 B provides a schematic view in which dished, higher Zellbiegeränder dashed, while straight, lower Zellbiegeränder are shown with solid lines; based on

3a bis 3c soll an Hand von Schnittdarstellungen die Vorgangsweise nach dem Stande der Technik und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert werden, wobei 3a das unverformte Flachmaterial zeigt, 3b eine zellenartige Verformungsstruktur nach dem Stande der Technik, und 3c eine erfindungsgemäß hergestellte Verformungsstruktur veranschaulichen; 3a to 3c will be explained on the basis of sectional views of the procedure according to the prior art and the inventive method, wherein 3a shows the undeformed sheet, 3b a cell-like deformation structure according to the prior art, and 3c illustrate a deformation structure prepared according to the invention;

4 zeigt einen möglichen Typ des im Rahmen der Erfindung verwendbaren Pressengestells zur Einbringung des Strukturfeldes; 4 shows a possible type of press frame used in the invention for the introduction of the structure field;

5 zeigt schematisch den Vorgang einer Tiefzieh-Hauptformgebung für das Bauteil mit einer gleichzeitigen Strukturverformung im Bereich des Tiefziehbodens; 5 shows schematically the process of a thermoforming main molding for the component with a simultaneous structural deformation in the region of Tiefziehbodens;

6 zeigt, an Hand einer leicht gekrümmten Formfeldstruktur, die Pressanordnung mit einer über eine Elastomerplatte erfolgende Druckaufbringung und einem mit eingearbeiteten Kavitäten gemäß der zu erzeugenden Struktur versehenen Werkzeugboden (die Anordnung kann auch umgekehrt werden); 6 Fig. 10 shows, by means of a slightly curved shape field structure, the pressing arrangement with a pressure applied via an elastomer plate and a cavity provided with cavities according to the structure to be produced (the arrangement can also be reversed);

7a stellt eine isometrische Ansicht eines modularen Eckbereichs-Aufbaues eines Formfeldstrukturwerkzeuges dar, welcher als Nebenformelement in bevorzugt verwendeten Tief- oder Streckziehwerkzeugen integrierbar ist, wozu 7a FIG. 4 illustrates an isometric view of a modular corner region structure of a form field structure tool that can be integrated as a minor feature in preferred deep drawing or ironing dies, including: FIG

7b eine Seitenansicht von links, 7b a side view from the left,

7c eine Draufsicht, und 7c a plan view, and

7d eine Seitenansicht von oben veranschaulicht. 7d a side view illustrated from above.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Ein erzeugtes tiefgezogenes Bauteil 1 (1a) besitzt einen glatten Flansch 2, während ein Strukturfeld 4 selbst, einschließlich der Erhebungen von Zellbiegerändern 14, im Rahmen einer Tiefziehoperation in das Flachmaterial (Blech oder Kunststoff) als leicht erhabenes Nebenformelement 3 eingebracht wird. Die Verformungsstruktur 4 besitzt vorzugsweise die Form eines periodischen Gitters aneinander gereihter, beispielsweise hexagonaler, Zellen 5.A produced deep-drawn component 1 ( 1a ) has a smooth flange 2 while a structure field 4 itself, including the surveys of cell bender countries 14 , in the context of a thermoforming operation in the flat material (sheet metal or plastic) as a slightly raised side element 3 is introduced. The deformation structure 4 preferably has the form of a periodic lattice of juxtaposed, for example hexagonal, cells 5 ,

Hier sei gleich angemerkt, dass die Anordnung hexagonaler Zellen zwar bevorzugt ist, dass sich jedoch die Erfindung keineswegs darauf beschränkt. Denn es ist im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, an Stelle eines zusammenhängenden Gitters auch über die tiefgezogene Bodenfläche des Bauteiles 1 verteilte einzelne, insbesondere zellenartige Verformungen vorzusehen, obwohl es natürlich klar ist, dass bei dem dargestellten vollständigen Gitter der Versteifungseffekt größer ist. Auch müssen Zellen gar nicht hexagonal sein, sondern können auch aus Dreiecken, Rechtecken, Doppeltrapezen, Rauten sowie aus rhomboiden, achteckigen, mit zwei einander gegenüberliegenden Stegen gestreckte (also asymmetrische) Sechsecke etc. bestehen, und dies mit geraden oder geschwungenen Beulrändern, die die Vertiefungen umranden. Dabei können sich mit geschwungenen Stegen auch ästhetisch ansprechende Musterungen erzielen lassen. Auch Kombinationen mit unterschiedlich geformten Zellen oder Beulränder sind möglich.It should be noted that although the arrangement of hexagonal cells is preferred, the invention is by no means limited thereto. Because it is quite possible within the scope of the invention, in place of a coherent grid on the deep-drawn bottom surface of the component 1 distributed individual, in particular cell-like deformations provide, although it is clear that in the illustrated complete grid, the stiffening effect is greater. In addition, cells need not be hexagonal, but may also consist of triangles, rectangles, double trapezoids, rhomboids, as well as rhomboid, octagonal, with two opposing webs stretched (ie asymmetric) hexagons, etc., with straight or curved edging, which Surround recesses. In doing so, aesthetically pleasing patterns can be achieved with curved bars. Combinations with differently shaped cells or bump edges are also possible.

Während also, wie ersichtlich, der Tiefziehboden die dreidimensionale Verformungsstruktur 4 enthält, behält das Material (Blech, es können auch Kunststoffe sein) im Tiefzieh flansch 2 (bedingt durch die Wirkung des Werkzeugniederhalters) seine ebene Form. Andererseits führen die in den Segmenten des Tiefziehwerkzeuges eingearbeitete Erhabenheiten zu einer Überhöhung der Zellbiegeränder 14.So while, as can be seen, the thermoforming floor the three-dimensional deformation structure 4 contains, retains the material (sheet metal, it can also be plastics) in the deep-drawn flange 2 (due to the action of the tool holder) its flat shape. On the other hand, the built in the segments of Tiefziehwerkzeuges sublimities lead to an increase in the Zellbiegeränder 14 ,

In 2a und b sind drei der hexagonalen Zellen 5 zusammenhängend und vergrößert dargestellt. Die Anordnung der hexagonalen Zellen ist dabei zweckmäßig so, wie man das auch von Bienenwaben her kennt, denn so wird üblicherweise die größte Versteifung erreicht. Das Besondere dieser Ausführungsform ist aber der Aufbau der Einzelzellen. Liegt z.B. ein längsorientiertes Blechwerkstück vor, so werden üblicherweise die diagonalen Beulbegrenzungsstege in Längsrichtung, die Querstege rechtwinklig zur Längsachse orientiert. Die besondere Gestaltung der in den 2a, 2b dargestellten Zelle 5 steht nun darin, dass die diagonalen Begrenzungsstege bzw. Zellbiegeränder 14 mit der Hauptformrichtung entgegen gerichteten Überbögen versehen sind, also gegenüber der Mittelfläche 8 zuzüglich der anteiligen Materialdicke 12 eine Erhabenheit aufweisen (2b), während die Querstege 15 niedriger sind und keine Überhöhungen aufweisen (2b), also mit der Hauptfläche 7 des Flachmateriales abschließen. Die überhöhten diagonalen Zellbegrenzungsstege bilden also so eine Linie 16, nämlich eine Zick-Zack-Linie, welche sich über die gesamte strukturierte Formfeldfläche des Werkstückes 4 erstreckt und auch bereits in 1a zu erkennen ist. Generell ist die Anordnung dieser Stege beliebig, vorzugsweise in Linienform, erzeugt aber in der Zick-Zack-Anordnung die größte Wirkung.In 2a and b are three of the hexagonal cells 5 shown contiguous and enlarged. The arrangement of the hexagonal cells is expedient, as is known from honeycombs, because usually the largest stiffening is achieved. The special feature of this embodiment is the structure of the individual cells. For example, if there is a longitudinally oriented sheet metal workpiece, usually the diagonal Beulbegrenzungsstege in the longitudinal direction, the transverse webs oriented at right angles to the longitudinal axis. The special design of the in the 2a . 2 B represented cell 5 stands now that the diagonal boundary webs or Zellbiegeränder 14 are provided with the main shape direction opposing arcs, ie with respect to the central surface 8th plus the proportionate material thickness 12 have a grandeur ( 2 B ), while the crossbars 15 are lower and have no elevations ( 2 B ), ie with the main surface 7 of the flatmate conclude riales. The excessive diagonal cell boundary webs thus form such a line 16 namely, a zigzag line extending across the entire textured field surface of the workpiece 4 extends and already in 1a can be seen. In general, the arrangement of these webs is arbitrary, preferably in line form, but produces the greatest effect in the zig-zag arrangement.

Die 3a zeigt die Lage der Hauptflächen 7, 9 des Flachmaterials vor der Verformung, wobei das Flachmaterial eine Mittelfläche 8 und eine Materialdicke 12 aufweist.The 3a shows the location of the main areas 7 . 9 of the sheet before deformation, the sheet being a central surface 8th and a material thickness 12 having.

An Hand der vergrößerten Darstellungen in 3b und 3c soll nun der erfindungsgemäß erzielte Effekt gegenüber einem Blech nach dem Stand der Technik veranschaulicht werden. Die 3b zeigt eine Verformungsstruktur mit einer Zelle 5 in einem Flachmaterial, welches die Mittelfläche oder Mittelebene 8 aufweist. Die zellenartige Vertiefung 5 ist nun so gestaltet, dass das Flachmaterial aus der Mittelfläche 8 in eine einzige Richtung zur Bildung einer Zellvertiefung 10 bogenartig verläuft. Diese Vertiefung 10 besitzt eine Breite 6 und eine Höhe 13. Ihre Tangente formt zur Mittelfläche 8 einen relativ flachen Winkel α, so dass die Vertiefung 10 bei Ausübung eines Druckes auf sie relativ leicht zusammengedrückt werden kann.On the basis of enlarged illustrations in 3b and 3c Now, the effect achieved according to the invention over a sheet metal according to the prior art will be illustrated. The 3b shows a deformation structure with a cell 5 in a flat material, which is the midplane or midplane 8th having. The cell-like depression 5 is now designed so that the flat material from the middle surface 8th in a single direction to form a cell well 10 arcuate runs. This depression 10 has a width 6 and a height 13 , Their tangent forms the middle plane 8th a relatively shallow angle α, so that the recess 10 when pressure is applied to them relatively easily can be compressed.

Vergleicht man dagegen die erfindungsgemäße Form nach 3c (wo das Flachmaterial ebenfalls eine obere und eine untere Hauptfläche 7, 9 aufweist) mit der im Symmetrieschnitt zweckmäßig parabelförmigen Vertiefung 10, so ist ersichtlich, dass die Zelle 5 einen gegenüber der Mittelfläche 8 hinaus gehenden erhabenen Zellbiegerand 14 (zuzüglich der anteiligen Materialdicke 12) besitzt, die im Maximum in der Mitte der Diagonalstege eine Höhe (11) aufweist. Durch die längere Ausbildung der die Zelle 5 und ihre Vertiefung 10 begrenzenden Wand ergibt sich hier eine (gegenüber der der 3b) steilere Tangente, die unter einem Winkel β zur Mittelfläche 8 verläuft, und die daher auch einen stärkeren Widerstand gegen Druckausübung bewirkt.On the other hand, if the shape according to the invention is compared 3c (where the sheet also has an upper and a lower major surface 7 . 9 having) in the symmetry section expediently parabolic depression 10 , it can be seen that the cell 5 one opposite the middle surface 8th In addition, raised bender edge go 14 (plus the proportionate material thickness 12 ), which at the maximum in the middle of the diagonal webs a height ( 11 ) having. Due to the longer training of the cell 5 and their deepening 10 bordering wall here arises one (opposite to the 3b ) steeper tangents which are at an angle β to the central surface 8th runs, and therefore also causes a stronger resistance to pressure.

Die Herstellung einer lokal begrenzten Verformungsstruktur kann an sich auf beliebige Weise erfolgen, selbst durch das aus der DE-A1-197 50 576 bekannte Walzverfahren, wobei aber zu deren Erzeugung die Walzen immer wieder voneinander separiert werden müssen. Überdies wird wegen der entstehenden Blechkrümmung anschließend ein Richtvorgang zum Geraderichten erforderlich, wobei ein Teil des Steifigkeitsgewinns wieder verloren geht. Weiterhin ist durch den Walzvorgang eine regelmäßig paraboloide Beulausformung eingeschränkt, wie sie für die Zwecke der Erfindung vorteilhaft ist.The production of a localized deformation structure can be done in any way, even by that from the DE-A1-197 50 576 Known rolling process, but for their production, the rollers must be separated again and again from each other. Moreover, because of the resulting sheet curvature, then a straightening process is required for straightening, with some of the stiffness gain being lost again. Furthermore, by the rolling process a regularly paraboloidal buckling formation is limited, as it is advantageous for the purposes of the invention.

Beispielhaft für einen erfindungsgemäß mit Vorteil angewandten Pressvorgang ist ein C-Pressengestell 21 in 4 dargestellt, mit dem in Flachmaterialien die erfindungsgemäße Verformungsstruktur eingepresst werden kann. Diese Presse besitzt ein Untergestell 25, auf dem in bekannter Weise ein Strukturwerkzeug 24 befestigt ist. Über dem Strukturwerkzeug 24 ist eine Platte 23 aus nachgiebigem, zweckmäßigerweise elastischem Material bestimmter Härte, auf das Strukturwerkzeug 24 absenkbar, um das zwischen dem Werkzeug und der Platte 23 eingeschobene Flachmaterial mit der Hauptfläche 9 gegen das Strukturwerkzeug 24 zu pressen. Die Elastomerplatte 23 wird dabei von einem Druckplattenträger 22 am C-Gestell 21 gehalten und wirkt auf die Hauptfläche 7.A C-press frame is an example of a pressing operation used with advantage in accordance with the invention 21 in 4 represented, with which the deformation structure according to the invention can be pressed in flat materials. This press has a base 25 , on which in a known manner a structural tool 24 is attached. Above the structure tool 24 is a plate 23 from resilient, suitably elastic material of certain hardness, on the structural tool 24 Lowerable to the between the tool and the plate 23 inserted flat material with the main surface 9 against the structure tool 24 to squeeze. The elastomer plate 23 is doing by a pressure plate carrier 22 on the C-frame 21 held and acts on the main surface 7 ,

Neben einfach (mit einem wirkenden Stempel) wirkenden Pressen kann das Verfahren auch in mehrfach wirkenden Presssysteme angewendet werden. Beispielhaft seien hier Tief- und Streckziehwerkzeugsysteme genannt, in die das Strukturierungswerkzeug integriert wird, so dass neben der Hauptformgebung des Flachmaterials eine vollständige oder partielle Strukturierung in der erfindungsgemäßen Form integriert werden kann. 5 veranschaulicht einen derartigen Tiefziehvorgang, bei dem im gleichen Arbeitsgang tiefgezogen und strukturiert wird. Dargestellt ist eine Druckplatte 23, die in einer Matrize 26 befestigt ist. In der Hauptformgebung kann so das Ziehen des Bauteiles erfolgen. Position 3 zeigt den Ziehnapf und Position 2 den Ziehflansch.In addition to simple (with an acting punch) acting presses, the method can also be applied in multi-acting pressing systems. By way of example, deep-drawing and stretch-drawing tool systems may be mentioned in which the structuring tool is integrated so that, in addition to the main shaping of the sheet, complete or partial structuring in the form according to the invention can be integrated. 5 illustrates such a deep drawing process, in which deep-drawn and structured in the same operation. Shown is a printing plate 23 in a mold 26 is attached. In the main shaping can be done so the pulling of the component. position 3 shows the drawing bowl and position 2 the pulling flange.

Dabei veranschaulicht 6, dass die einzelnen Platten 23 und Strukturwerkzeuge 24 durchaus nicht immer völlig eben sein müssen, sondern dass auch leicht gekrümmte Flachmaterialien in der dargestellten Weise mit einer Strukturierung versehen werden können. Unter Umständen kann dann allerdings das Strukturierungswerkzeug nicht aus modularen Einzelelementen aufgebaut werden. Eine derartig gekrümmte Struktur lässt sich mit dem Walzstrukturierungsverfahren nicht erzeugen.It illustrates 6 that the individual plates 23 and structural tools 24 not always have to be completely flat, but that also slightly curved flat materials can be provided in the manner shown with a structuring. Under certain circumstances, however, the structuring tool can not be constructed from modular individual elements. Such a curved structure can not be produced by the roll patterning method.

An Hand der 7a bis 7d sei der Eckbereich des Strukturwerkzeugs 24 veranschaulicht. Auf einer Grundplatte 20 des Strukturwerkzeugs 24 sind, die Hexagonalform nach 1a ergebenden, einzelnen Module befestigt, beispielsweise festgeschraubt, so dass die Module auswechselbar sind, falls dies durch Abnutzung oder infolge einer Umgestaltung der Verformungsstruktur erforderlich ist. Diese Einzelmodule umfassen einmal solche Module 17, welche die bogenförmigen Überhöhungen der Randzonen des Beulmusters ausformen, und solche Module 18, die die nicht überhöhten Randzonen des Beulmusters ausformen. Es ist aber auch möglich, von den Einzelmodulen abzusehen und Module vorzusehen, welche eine ganze Beulzelle umfassen. Darüber hinaus kann das gesamte Strukturformfeld aus dem vollen Werkzeugmaterial herausgearbeitet werden. Alle Module werden vorteilhaft mittels Spannplatten (in der Draufsicht unten) über Befestigungsbohrungen 19 auf der Werkzeuggrundplatte 20 befestigt. In der Draufsicht oben ist diese Spannplatte zur Veranschaulichung weggelassen worden.Based on 7a to 7d be the corner of the structure tool 24 illustrated. On a base plate 20 of the structure tool 24 are, the hexagonal shape after 1a attached, for example, screwed so that the modules are interchangeable, if required by wear or as a result of a transformation of the deformation structure. These individual modules once include such modules 17 , which form the arcuate elevations of the edge zones of the bulge pattern, and such modules 18 , which form the not exaggerated edge zones of the bulge pattern. But it is also possible to dispense with the individual modules and provide modules that include a whole Beulzelle. In addition, the entire structural shape field can be worked out of the full tool material become. All modules are advantageously using clamping plates (in plan view below) via mounting holes 19 on the tool base plate 20 attached. In the plan view above, this clamping plate has been omitted for illustration.

Es versteht sich, dass im Rahmen der Erfindung zahlreiche Modifikationen bezüglich der Form der Module bzw. bezüglich deren Anordnung möglich sind, sei es was die Form der Zellen oder ihre Anordnung anlangt.It it is understood that within the scope of the invention numerous modifications in terms of the shape of the modules or with respect their arrangement are possible be it in terms of the shape of the cells or their arrangement.

Beispielsweise ist es zwar günstig, die höheren Beulbiegeränder des Werkzeuges 17 mit einem nach außen bzw. von der auf das zu verformende Material bezogenen Mittelfläche 8 weg, weisenden Bogen auszustatten (was die erforderlichen Presskräfte reduziert), wie dies besonders die 7 zeigen, doch könnte auch jede andere Form gewählt werden, beispielsweise ein Doppelbogen od. dgl. Generell können die Bögen der Beulränder auch einwärts gerichtet sein, also etwa konkav, doch ist dies nicht zu bevorzugen. Bögen können auch an den niedrigeren Beulbiegerändern des Werkzeuges 18 vorgesehen werden, so lange ihr oberer Rand dann nicht über die, auf das zu verformende Material bezogene, Hauptfläche 7 hinausreicht. Solche Bögen können bevorzugt konkav ausgebildet sein. Ebenso wäre es denkbar, die Oberkante („oben” bezogen auf die Darstellung in den Figuren) schief zur Mittelebene 8 verlaufen zu lassen.For example, it is favorable, the higher Beulbiegeränder the tool 17 with an outwardly or from the related to the material to be deformed middle surface 8th to equip pointing arches (which reduces the required crimping forces), as does the 7 show, but also any other shape could be selected, for example, a double bow od. Like. Generally, the arches of the Beulränder can also be directed inward, that is approximately concave, but this is not preferable. Bows can also be used on the lower bender edges of the tool 18 be provided, as long as their upper edge then not on the related to the material to be deformed, the main surface 7 extends. Such sheets may preferably be concave. Likewise, it would be conceivable, the upper edge ("top" relative to the representation in the figures) obliquely to the median plane 8th to let go.

Auch kann die Zellvertiefung 10 (3c) eine Abplattung oder aufwärts weisende Eindellung (Gegenbeule) besitzen. Ebenso kann das Verfahren, von dem eine bevorzugte Aus führung beschrieben wurde, auf die verschiedenste Weise abgeändert werden. So kann die Lage der Platten 23, 24 ausgetauscht werden, so dass etwa die Platte 24 oben liegt. An Stelle der Elastomerplatte 23 – welche bevorzugt ist – kann auch eine unnachgiebige Werkzeugplatte mit der Negativgravur zur Platte 24 verwendet werden, doch ist dies im Allgemeinen nicht kostengünstig.Also, the cell well 10 ( 3c ) have a flattening or upward-pointing indentation (counterbump). Similarly, the method of which a preferred embodiment has been described may be modified in a variety of ways. So can the location of the plates 23 . 24 be exchanged, so that about the plate 24 is above. Instead of the elastomer plate 23 - Which is preferred - can also be an unyielding tool plate with the negative engraving to the plate 24 but this is generally not cost effective.

Es wurde auch schon erwähnt, dass verschiedenartiges Flachmaterial für die erfindungsgemäße Strukturierung in Betracht kommt, außer Bleche, Natur- und Kunststoffe, Papiere und Pappen können auch Kompositmaterialien und aus verschiedenen Materialsorten und Dicken zusammengesetzte Materialien strukturiert werden. Es wurden bereits erfolgreiche Versuche mit Feinblechen durchgeführt.It has already been mentioned that various flat material for structuring the invention comes into consideration, except Sheets, natural and synthetic materials, papers and cardboard can also Composite materials and of different material types and thicknesses structured materials are structured. It has already been successful Experiments performed with thin sheets.

Zusätzlich zu der versteifenden Wirkung der erfindungsgemäßen Formstruktur können Bauteile, die mit dieser Formstruktur versehen sind, unter Ausnutzung der besonderen Geometriegestalt weiterverformt werden, was die versteifende Wirkung weiter steigern kann.In addition to The stiffening effect of the mold structure according to the invention can components that are provided with this shape structure, taking advantage of the special Geometric shape will be further deformed, what the stiffening effect can increase further.

Eine besondere Variante der Erfindung kann darin bestehen, dass in ein Bauteil durch die erfindungsgemäße Formstruktur Versagensinitiierungsstellen eingebracht werden, etwa um ein Bauteil bei einer bestimmten Belastung einknicken zu lassen, z.B. um damit eine Energieabsorption im Falle einer starken impulsartigen Belastung zu ermöglichen.A special variant of the invention may be that in a Component by the mold structure according to the invention Failure initiation bodies, such as a component to buckle at a certain load, e.g. around it an energy absorption in the case of a strong pulse-like load to enable.

Eine weitere Besonderheit der Erfindung kann darin bestehen, dass ein Bauteil nach der Hauptformgebung, auch nach dem Zusammenbau, mit entsprechenden Werkzeugen (auch zangenartig) mit der erfindungsgemäße Formstruktur oder mit einzelnen Beulen versehen werden kann.A Another special feature of the invention may be that a Component after the main shaping, even after assembly, with corresponding tools (also pliers) with the inventive shape structure or can be provided with individual bumps.

11: Bauteilcomponent
22: TiefziehflanschTiefziehflansch
33: in Hauptformgebung tiefgezogener Napfin Main shaping deep-drawn bowl
44: Verformungsstrukturdeformation structure
55: Zellecell
66: Zellbreitecell width
77: Hauptflächemain area
88th: Mittelflächemidplane
99: Hauptflächemain area
1010: beulartige Vertiefungbeulartige deepening
1111: Höhe über 7 Height above 7
1212: Materialdickematerial thickness
1313: Höhe unter 9 Height below 9
1414: höherer Zellbiegerandhigher cell bending margin
1515: niedriger Zellbiegerandlower Zell bending edge
1616: Linienanordnung von 14 Line arrangement of 14
1717: Modul für 14 Module for 14
1818: Modul für 15 Module for 15
1919: Befestigungsbohrung im Spannelementmounting hole in the clamping element
2020: Grundplatte des Strukturwerkzeugesbaseplate of the structure tool
2121: C-GestellC-frame
2222: DruckplattenträgerPrinting plate support
2323: Nachgiebiges, elastisches Druckwirkmedium (Elastomerplatte)resilient, elastic pressure acting medium (elastomer plate)
2424: Strukturwerkzeugstructure tool
2525: Untergestellundercarriage
2626: Tiefzieh-MatrizeDeep-drawing die
2727: Tiefzieh-NiederhalterThermoforming down device

Claims

Component ( 1 ) of a flat material having a main surface between two parallel surfaces ( 7 . 9 ) ( 8th ), wherein flat material with a deformation structure ( 4 ) is provided, which in the manner of a pressing partially perpendicular to the central surface ( 8th ), characterized in that (a) at least one subregion ( 5 ) of the sheet with the deformation structure ( 4 ) is provided; (b) that the deformation structure ( 4 ) from at least one single cell ( 5 ), preferably from a grid of adjacent cells ( 5 ), whereby the cells are in each case transversely to the middle surface ( 8th ) for sure Stretching cell bender countries ( 14 ) and ( 15 ) and one (c) of relatively higher ( 14 ) and lower cell bending edges ( 15 ) limited cell ( 5 ) a central, up to the height ( 13 ), below the main surface ( 9 ) extending depression ( 10 ), while the higher cell bender countries ( 14 ) up to a height ( 11 ) above the middle surface ( 8th ) and the lower cell bending edges ( 15 ) substantially up to the height of one main surface ( 7 ) are formed.

Component according to claim 1, characterized in that when forming a grid of adjacent cells ( 5 ) the higher cell bending countries ( 14 ) along a, preferably uninterrupted, line ( 16 ) ( 1a ).

Component according to claim 1 or 2, characterized in that the respective cell ( 5 ) is at least approximately hexagonal in plan view.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the depressions ( 10 ) at least in a partial region of the cells ( 5 ) are designed as concave, eg parabolic in section, bumps.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the higher cell bending edges ( 14 ) at least partially in side view or in section with an arcuate from the central surface ( 8th ) are directed away from the camber.

Method for producing a component according to one of the preceding claims, in which in one of main surfaces parallel to each other ( 7 . 9 ) limited flat material of the thickness ( 12 ) a deformation structure ( 4 ) in the form of cell-like, with Zellbiegeränder ( 14 . 15 ) limited wells ( 10 ) by means of deformation tools ( 24 . 5 . 6 and 7 ), characterized in that those of relatively higher ( 14 ) and lower cell bending edges ( 15 ) limited cells ( 5 ) central, up to the height ( 13 ), below the surface ( 9 ) extending depressions ( 10 ), while the higher cell bender countries ( 14 ) up to the height ( 11 ) over the middle surface ( 8th ) and the lower cell bending edges ( 15 ) substantially up to the height of one main surface ( 7 ) are formed, and that the depressions ( 10 ) and the cell bender countries ( 14 . 15 ) are formed substantially simultaneously.

Method for producing a component according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation structure ( 4 ) with respect to the central area ( 8th ) is integrated into a main mold designed as a press, thermoforming or stretch-forming tool, so that the secondary shaping can take place essentially in the same process step as the main shaping.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that only in a partial region of the workpiece, the deformation structure ( 4 ) and that the deformation tools ( 24 . 5 . 6 and 7 ) are designed such that a partial region of the deformation structure ( 4 ) or just a single cell ( 5 ) is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pressing force for generating the cells ( 5 ) and the elevation of the cell bender countries ( 14 . 15 ) over at least one flexible, in particular elastic, surface ( 23 ) on the component ( 1 ) is applied.

Method according to claim 9, characterized in that the deformation tools ( 24 . 5 . 6 and 7 ) on a substantially plate-shaped, eg flat ( 5 ) but also curved ( 6 ), Tool carriers are fixed in a pressing process against a with a resilient, the deformation tools opposite, substantially plate-shaped surface ( 23 ) is pressed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the structuring tools ( 24 ) on a support ( 20 ) from individual elements or modules ( 17 . 18 ) being constructed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a component or flat material, the deformation structure according to the invention ( 4 ) is generated with juxtaposed and successively pressed in a subsequent operation form fields.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a component or flat material with the deformation structure according to the invention ( 4 ) is further deformed.