DE102022103395A1 - Method for producing a perforated sheet, perforated sheet, use of a pressed-in additional material and use of a perforated sheet - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung eines Lochbleches (12), zumindest umfassend die folgenden Schritte:a) Bereitstellen eines Bleches (1);b) Festlegen eines Lochbereichs (2);c) Einbringen einer vorgegebenen Lochung (3) in dem gesamten Lochbereich (2);d) Verschließen der Lochung (3) in mindestens einer Zone (4) des Lochbereichs (2) durch Auffüllen der Lochung (3) mit einem Zusatzmaterial (5), wobei das Zusatzmaterial (5) nur im Lochbereich (2) angeordnet wird.Zudem werden entsprechend hergestellte Lochbleche (12) und deren vorteilhafte Verwendungen angegeben.Method for producing a perforated sheet (12), at least comprising the following steps: a) providing a sheet (1); b) defining a hole area (2); c) introducing a predetermined hole (3) in the entire hole area (2); d) Closing the perforation (3) in at least one zone (4) of the perforated area (2) by filling the perforation (3) with an additional material (5), the additional material (5) being arranged only in the perforated area (2). Correspondingly produced perforated plates (12) and their advantageous uses are specified.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lochblechs, ein Lochblech, die Verwendung eines eingepressten Zusatzmaterials bei einem Lochblech und die Verwendung eines Lochblechs selbst.The present invention relates to a method for producing a perforated sheet, a perforated sheet, the use of a pressed-in additional material in a perforated sheet and the use of a perforated sheet itself.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Lochblechen nach Art von Lüftungsblechen, Sieben, Deckenpaneelen, Schallschutz-Elementen und dergleichen.The invention relates in particular to the production of perforated metal sheets of the type of ventilation sheets, screens, ceiling panels, soundproofing elements and the like.
Üblicherweise werden großflächige Lochbleche aus Metall gefertigt, wobei die Löcher insbesondere mittels Stanzen in ein Blech aus Stahl, Aluminium oder dergleichen eingebracht werden. Derartige Lochbleche können mit einer variablen Gestalt von Löchern und/oder mit vordefinierten Lochfeldern, Rändern und/oder Stegen hergestellt werden.Usually, large-area perforated sheets are made of metal, with the holes being made in particular by punching in a sheet of steel, aluminum or the like. Perforated plates of this type can be produced with a variable shape of holes and/or with predefined perforated fields, edges and/or webs.
Mit Blick auf die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten derartiger Lochbleche hat sich herausgestellt, dass es wünschenswert ist, in kleinen, lokalen Bereichen und/oder an Randbereichen der Lochbleche kein Lochmuster bereitzustellen, sondern stattdessen einen vollständig verschlossenen Abschnitt des Bleches bereitzustellen. Dies gestaltet sich jedoch bei der Herstellung schwierig bzw. aufwändig, insbesondere bei dem Einsatz von großen Lochstanzen, die bezüglich ihrer Lochmuster beschränkt sind.In view of the different possible uses of such perforated plates, it has been found that it is desirable not to provide a hole pattern in small, local areas and/or at edge areas of the perforated plates, but instead to provide a completely closed section of the plate. However, this turns out to be difficult or complex in production, in particular when using large punches that are limited in terms of their hole pattern.
Sollen beispielsweise (ungelocht) umrandete Befestigungslöcher für das Lochblech bereitgestellt werden, variieren deren Größe und Lage ggf. erheblich, so dass deren Position im Herstellungsprozess nicht definiert oder berücksichtigt werden kann. In diesem Fall muss ggf. per Hand mittels Clipsen eine Unterlegscheibe am Lochblech positioniert und befestigt werden, ggf. verbunden mit einer Nachbearbeitung der Ausgestaltung des (größeren) Befestigungsdurchgangsloches.If, for example, (unperforated) bordered fastening holes are to be provided for the perforated plate, their size and position may vary considerably, so that their position cannot be defined or taken into account in the manufacturing process. In this case, a washer may have to be positioned and fastened to the perforated plate by hand using clips, possibly in connection with post-processing of the design of the (larger) fastening through-hole.
Zudem ist zu berücksichtigen, dass das (aufwändige) Ansteuern von Stempeln der Stanzanlage, um gezielt Blechbereichen im Perforierungsprozess auszulassen, zu erheblich Spannungen im Lochblech führen kann. Folglich kann beim (nachfolgenden) Formungsprozess nicht sichergestellt werden, dass die Position/Form des ungelochten Blechbereichs eingehalten wird. Damit gehen folglich teils inakzeptable Toleranzen einher.It must also be taken into account that the (time-consuming) control of stamps in the punching system in order to specifically omit sheet metal areas in the perforation process can lead to considerable stresses in the perforated sheet. As a result, it cannot be ensured during the (subsequent) forming process that the position/shape of the unperforated sheet metal area is maintained. As a result, this is sometimes accompanied by unacceptable tolerances.
Das Einbringen ungelochter Bereiche ist bzgl. Größe, Form und Position werkzeugbedingt begrenzt bzw. nur mit sehr aufwändigen Stanzmaschinen bzw. Lochwerkzeugen möglich. Dies hat erhebliche Kosten zur Folge.The introduction of unperforated areas is limited in terms of size, shape and position due to the tool or only possible with very complex punching machines or punching tools. This results in considerable costs.
Ungelochte lokale Bereiche bei einem Lochblech können zur Kraftübertragung vorgesehen sein und mit Zusatzelemente bereitgestellt werden, wie z. B. Unterlegscheiben oder Platten, die aufgeschweißt werden. Dies erfordert allerdings eine meist manuelle Nacharbeit, die ggf. zeitaufwendig und wenig genau ist.Unperforated local areas in a perforated sheet can be provided for power transmission and be provided with additional elements such. B. Washers or plates that are welded on. However, this requires mostly manual rework, which may be time-consuming and not very precise.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere sollen Lösungen angegeben werden, wie lokal und begrenzte, nicht-gelochte Bereiche bei einem solchen Lochblech hergestellt werden können, beispielsweise zur Verstärkung von Kanten, zur Erzeugung von Verbindungsabschnitten und/oder zur Implementierung von Designelementen.Proceeding from this, it is the object of the present invention to at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In particular, solutions are to be specified as to how local and limited, non-perforated areas can be produced in such a perforated sheet, for example to reinforce edges, to produce connecting sections and/or to implement design elements.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Schritten des Anspruchs 1, einem Lochblech mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und/oder den Verwendungen gemäß Anspruch 12 bzw. Anspruch 13. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen aufgeführten Schritte bzw. Merkmale beliebig, technisch sinnvoll miteinander kombiniert werden können, und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, erläutert die Erfindung und gibt weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele an.These objects are achieved with a method according to the steps of
Hierzu trägt ein Verfahren zur Herstellung eines Lochbleches bei, welches zumindest folgende Schritte umfasst:
- a) Bereitstellen eines Bleches;
- b) Festlegen eines Lochbereichs;
- c) Einbringen einer vorgegebenen Lochung in den gesamten Lochbereich;
- d) Verschließen der Lochung in mindestens einer Zone des Lochbereichs durch Auffüllen der Lochung mit einem Zusatzmaterial, wobei das Zusatzmaterial nur im Lochbereich angeordnet wird.
- a) providing a metal sheet;
- b) defining a hole area;
- c) introducing a predetermined hole in the entire hole area;
- d) Closing the perforation in at least one zone of the perforation area by filling the perforation with an additional material, the additional material being arranged only in the perforation area.
Die Schritte a) bis d) können zumindest einmal in der hier angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Es ist aber auch möglich, dass die Schritte zumindest teilweise parallel bzw. gleichzeitig ausgeführt werden.Steps a) to d) can be carried out at least once in the order given here. However, it is also possible for the steps to be carried out at least partially in parallel or simultaneously.
Das Bereitstellen eines Bleches kann insbesondere derart erfolgen, dass das Blech mit großflächigem Format und/oder vom Coil abgezogen bereitgestellt wird. Bei dem Blech handelt es sich insbesondere um ein (flaches, glattes bzw. ebenes) Metallblech, welches beispielsweise eine Blechdicke im Bereich von 0,4 bis 5,0 mm aufweist. Bevorzugt ist weiter, dass das Blech vollflächig, geschlossen und mit einem einzigen Material bereitgestellt wird.A metal sheet can be provided in particular in such a way that the metal sheet is provided in a large format and/or pulled from the coil. The metal sheet is in particular a (flat, smooth or even) Sheet metal, which has a sheet thickness in the range of 0.4 to 5.0 mm, for example. It is further preferred that the metal sheet is provided over its entire surface, closed and with a single material.
Bezüglich des bereitgestellten Bleches ist gemäß Schritt b) ein Lochbereich festzulegen. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass mehrere, gegebenenfalls benachbarte bzw. voneinander beabstandete Lochbereiche festgelegt werden bezüglich eines zu bearbeitenden Bleches. Der Lochbereich ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit einer vordefinierten Lochung bzw. mit einem Lochmuster ausgestattet werden soll. Der Lochbereich wird insbesondere zur Stanzbearbeitung des Bleches festgelegt und kann insofern von dem Einwirkbereich einer entsprechenden Loch-Stanze vordefiniert sein.With regard to the sheet metal provided, a hole area must be defined in accordance with step b). In principle, it is also possible that a plurality of hole areas, possibly adjacent or spaced apart from one another, are defined with respect to a metal sheet to be machined. The hole area is characterized in particular by the fact that it is to be provided with a predefined hole or with a hole pattern. The hole area is defined in particular for the punching processing of the sheet metal and can in this respect be predefined by the effective area of a corresponding hole punch.
In diesem ausgewählten bzw. festgelegten Lochbereich wird nun tatsächlich eine vorgegebene Lochung bzw. ein vorgegebenes Lochmuster eingebracht. Im Ergebnis kann der gesamte Lochbereich nach dem Einbringen der vorgegebenen Lochung nur noch aus schmalen Stegen bestehen, die die Löcher voneinander beabstanden. Bevorzugt ist der gesamte Lochbereich dann nur noch mit Stegen gebildet, welche eine maximale Stegbreite von 1,0 mm oder sogar nur maximal 0,7 mm [Millimeter] aufweisen. Dabei ist es grundsätzlich möglich, dass abweichende Lochmuster bzw. unterschiedliche Größen und/oder Formen von Löchern in dem Lochbereich vorliegen. Bevorzugt wird die Lochung in dem Lochbereich mit einem Maß von maximal 8 - 8.7 oder sogar maximal 6 - 6.7 eingebracht (wobei der erste Wert die Lochweite bzw. den Lochdurchmesser in Millimeter und der zweite Wert die Teilung bzw. den Abstand der Mittelpunkte benachbarter Löcher in Millimeter angibt, vgl. ggf. DIN 24041).A predetermined perforation or a predetermined hole pattern is actually made in this selected or specified hole area. As a result, after the predetermined perforation has been made, the entire hole area can only consist of narrow webs that space the holes from one another. The entire hole area is then preferably only formed with webs which have a maximum web width of 1.0 mm or even a maximum of only 0.7 mm [millimeters]. It is fundamentally possible that there are different hole patterns or different sizes and/or shapes of holes in the hole area. The perforation in the hole area is preferably made with a maximum size of 8 - 8.7 or even a maximum of 6 - 6.7 (where the first value is the hole width or the hole diameter in millimeters and the second value is the pitch or the distance between the centers of adjacent holes in millimeters, cf. DIN 24041 if applicable).
Ganz besonders bevorzugt ist, dass das Lochblech (jedenfalls nach der Einbringung der Lochung) noch immer im Wesentlichen flach, glatt und/oder eben ist, also beispielsweise keine aufgestellten Lochränder, Kragen, etc. im Lochbereich aufweist (wobei kleinere, ggf. instabile und/oder nur zu einer Oberfläche hin gewandte, Grate - z. B. mit einem Gratüberstand von maximal 0,2 mm [Millimeter] - resultierend aus beispielsweise einem Stanzprozess selbstverständlich zulässig sind). Ganz besonders bevorzugt ist, dass die Löcher der Lochung keine (separat) verstärkten Lochränder aufweisen.It is particularly preferred that the perforated sheet (at least after the perforation has been made) is still essentially flat, smooth and/or level, i.e. for example no raised perforated edges, collars, etc. in the perforated area (whereby smaller, possibly unstable and /or only burrs facing towards one surface - e.g. with a burr overhang of a maximum of 0.2 mm [millimeters] - resulting from a stamping process, for example, are of course permissible). It is very particularly preferred that the holes in the perforation do not have any (separately) reinforced hole edges.
Es ist möglich, dass das Lochblech aufgrund der Wicklung auf einem Coil und/oder aufgrund während der Einbringung der Lochung Eigenspannungen aufweist, die ggf. eine gewellte und/oder (teilweise) eingerollte Form hat. Es ist in solchen Fällen möglich, das Blech einem zusätzlichen Richtwalz-Arbeitsgang zu unterziehen, um die Ebenheit des Lochblechs (deutlich) zu verbessern - was aber nicht erforderlich ist.It is possible that the perforated sheet has internal stresses due to being wound on a coil and/or due to the perforation being made, which may have a wavy and/or (partially) rolled shape. It is possible in such cases to subject the plate to an additional straightening pass to (significantly) improve the flatness of the perforated plate - but this is not necessary.
Die Blechdicke des Lochblechs wird vor und nach dem Einbringen der Lochung im Wesentlichen unverändert sein, z. B. mit Ausnahme eines Stanzgrates.The sheet thickness of the perforated sheet will be essentially unchanged before and after the perforation, e.g. B. with the exception of a punching burr.
Das Einbringen der Lochung erfolgt insbesondere mittels eines Stanzprozesses. Der Stanzprozess erfolgt vorzugsweise über eine Breit- oder Streifenpresse. Diese locht das Blech in einem einzigen Arbeitsgang über die gesamte Breite, indem eine oder mehrere hintereinanderliegende Stempelreihen bei einer hohen Hubfolge das Blech perforieren. Dabei können Lochform, -größe und -abstand variieren.The perforation is made in particular by means of a punching process. The punching process is preferably carried out using a wide or strip press. This punches the sheet metal across the entire width in a single operation, with one or more rows of punches one behind the other perforating the sheet metal at a high stroke rate. Hole shape, size and spacing can vary.
Nachdem eine solche Lochung eingebracht ist, wird nun gemäß Schritt d) die Lochung in mindestens einer Zone des Lochbereichs wieder verschlossen, und zwar durch Auffüllen der Lochung mit einem Zusatzmaterial. Grundsätzlich ist möglich, dass in dem gesamten Lochbereich mehrere Zonen durch Auffüllen von Zusatzmaterial wieder verschlossen werden. Dies kann gleichzeitig oder zeitlich versetzt erfolgen. „Auffüllen“ der Lochung bedeutet hier insbesondere, dass das Zusatzmaterial tatsächlich in die Lochung eingebracht wird und diese insbesondere nicht nur ab- bzw. überdeckt. Ganz besonders bevorzugt ist dabei, dass die Lochung in der mindestens einen Zone zu einem spezifischen Zeitpunkt bzw. gleichzeitig aufgefüllt wird. Das bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass mehrere, insbesondere benachbarte, Löcher der Lochung gleichzeitig mit Zusatzmaterial versehen werden bzw. dieses dort gleichzeitig eingebracht wird. Es ist möglich, dass das Zusatzmaterial so zugeschnitten ist, dass dies einstückig in die Lochung in der mindestens einen Zone eingebracht werden kann. Es ist also insbesondere realisiert, dass die gesamte Lochung in der mindestens einen Zone mit einem einzigen Prozess verschlossen wird und nicht jedes Loch einzeln nacheinander. Das Einbringen des Zusatzmaterials kann über (im Mittel) mindestens 50 % der Blechdicke erfolgen, insbesondere über (im Mittel) mindestens 80 % der Blechdicke. Es ist bevorzugt, dass das Zusatzmaterial im Wesentlichen einseitig oder ggf. beidseitig mit der Blechdicke abschließt, diese dort nicht überragt bzw. nicht über diese hervorsteht.After such a perforation has been made, according to step d), the perforation is closed again in at least one zone of the perforated area, specifically by filling the perforation with an additional material. In principle, it is possible for several zones in the entire perforated area to be closed again by filling in additional material. This can be done simultaneously or at different times. "Filling up" the perforation means here in particular that the additional material is actually introduced into the perforation and in particular does not just cover or cover it. It is very particularly preferred that the perforation in the at least one zone is filled at a specific point in time or at the same time. In other words, this means in particular that several, in particular adjacent, holes of the perforation are provided with additional material at the same time or this is introduced there at the same time. It is possible for the additional material to be cut in such a way that it can be introduced in one piece into the perforation in the at least one zone. It is thus realized in particular that the entire perforation in the at least one zone is closed with a single process and not each hole individually one after the other. The introduction of the additional material can take place over (on average) at least 50% of the sheet thickness, in particular over (on average) at least 80% of the sheet thickness. It is preferred that the additional material is substantially flush with the sheet metal thickness on one side or optionally on both sides, and does not protrude beyond it or does not protrude beyond it.
Weiter ist beachtlich, dass das Zusatzmaterial nur im Lochbereich angeordnet wird, sodass insbesondere kein (seitlicher bzw. lateraler) Überlapp über das Lochblech hinaus bzw. über den Lochbereich hinaus realisiert ist. Das meint insbesondere, dass mittels Schritt d) kein Überlappstoß zur Verbindung mehrerer Bleche bzw. zur Vergrößerung der Dimensionen des Lochbleches angestrebt bzw. realisiert ist.It is also noteworthy that the additional material is only arranged in the perforated area, so that in particular no (sideways or lateral) overlap is realized beyond the perforated plate or beyond the perforated area. This means in particular that by step d) no lap joint to connect multiple sheets or to increase the Dimensions of the perforated plate is sought or realized.
Das hier vorgeschlagene Verfahren bietet eine einfache, optisch ansprechende und schnell realisierbare Lösung, auch bei nur fein gelochten und/oder nur schwer schweißbaren bzw. belastbaren Lochblechen lochfreie Zonen bereitzustellen. Die Vorteile sind insbesondere:
- - genaue Positionierung der Zonen bzw. verschlossenen Lochblechbereiche, z. B. für Befestigungslöcher
- - individuelle Form der Zonen einstellbar
- - reduzierte Prozesszeiten
- - Reduzierung bzw. Vermeidung von Spannungen im Lochblech
- - Erzeugen kleiner, lokaler Verstärkungszonen
- - Kantenschutz
- - Exact positioning of the zones or closed perforated plate areas, e.g. B. for mounting holes
- - Individual shape of the zones adjustable
- - reduced process times
- - Reduction or avoidance of stresses in the perforated sheet
- - Creation of small, local reinforcement zones
- - Edge protection
Mit diesem Verfahren ist es ermöglicht, Funktionsflächen im Sicht- und/oder Nicht-Sichtbereich des Lochbleches zu schaffen, die folgende Funktionen haben können:
- - verstärkte Flächen für Niet- und/oder Schraubverbindungen,
- - Fläche für Warenaufkleber,
- - Fläche für Herstellerlogos,
- - Kantenschutz,
- - Verbesserung der Arbeitssicherheit, keine Verletzungsgefahren durch „Fischhaken“.
- - reinforced surfaces for rivet and/or screw connections,
- - area for goods stickers,
- - area for manufacturer logos,
- - Edge protection,
- - Improvement in occupational safety, no risk of injury from "fish hooks".
Das Verfahren kann so ausgestaltet sein, dass die mindestens eine Zone einen Anteil von 20 % des Lochbereichs nicht übersteigt. Beispielsweise kann die mindestens eine Zone einen Anteil von 3 % bis 20 %, beispielsweise auch 5 % bis 10 % des gesamten Lochbereichs ausmachen. Damit ist klar, dass das Verfahren insbesondere dort Anwendung findet, wo eine Umrüstung der großflächigen Lochstanz-Maschine unwirtschaftlich ist bzw. Variationen im Lochmuster nur sehr aufwändig und kostenintensiv bereitgestellt werden können.The method can be designed in such a way that the at least one zone does not exceed 20% of the hole area. For example, the at least one zone can make up a proportion of 3% to 20%, for example also 5% to 10%, of the entire hole area. It is therefore clear that the method is used in particular where it is uneconomical to convert the large-area hole punching machine or where variations in the hole pattern can only be provided with great effort and expense.
Bevorzugt wird das Zusatzmaterial in Schritt d) in das Blech eingepresst. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Zusatzmaterial benachbart (oberhalb und/oder unterhalb) der mindestens einen Zone platziert und dann in die vorliegende Lochung eingepresst wird. Bei diesem Schritt d) wird insbesondere der Werkstoff des Zusatzmaterials in die Löcher bzw. Lochung des Lochblechs eingedrückt, sodass dadurch ein Formschluss und/oder ein durch das Verpressen bewirkter Stoffschluss realisiert ist, sodass eine feste Verbindung zwischen dem Lochblech und dem Zusatzmaterial realisiert ist.The additional material is preferably pressed into the metal sheet in step d). For this purpose, provision can be made, for example, for the additional material to be placed adjacent (above and/or below) the at least one zone and then pressed into the existing perforation. In this step d), in particular, the material of the additional material is pressed into the holes or perforations of the perforated plate, so that a form fit and/or a material connection caused by the pressing is realized, so that a firm connection between the perforated plate and the additional material is realized.
Hinsichtlich des Materials ist bevorzugt, dass das Blech mit einem Stahl gebildet ist, während das Zusatzmaterial beispielsweise Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung umfasst. Das Zusatzmaterial kann beispielsweise als Walzplatte ausgeführt sein. Insbesondere wird so ein Lochblech aus Stahl gebildet, welches final eine ungelochte Zone mit Aluminium-Zusatzmaterial aufweist. Das Lochblech aus Stahl kann folglich mit ungelochtem Aluminium verbunden werden, um einen ungelochten Bereich im vollgelochten Lochbereich zu schaffen.With regard to the material, it is preferable for the metal sheet to be formed from steel, while the additional material includes, for example, aluminum or an aluminum alloy. The additional material can be designed as a rolled plate, for example. In particular, a perforated steel sheet is formed in this way, which finally has an unperforated zone with additional aluminum material. The perforated steel sheet can therefore be connected to unperforated aluminum to create an unperforated area in the fully perforated hole area.
Bei dem stählernen Blech kann es sich beispielsweise um ein kaltgewalztes, ggf. geöltes, Feinblech handeln. Es kann ein unlegierter Qualitätsstahl bzw. Baustahl eingesetzt werden, z. B. ein DC01 (1.0330), vgl. ggf.
Hinsichtlich des Zusatzmaterials sind nicht aushärtbare, umgeformte Aluminium-Werkstoffe bevorzugt. Derartige Werkstoffe sind thermisch unkritisch und können dauerhaft mit Temperaturen bis ca. 120° C belastet werden, kurzzeitig (ca. 4 - 6 h) auch bis ca. 180° C. Bevorzugt sind Aluminiumknetlegierungen mit mind. 99 % Aluminium und einer Festigkeit von 70 bis 190 in N/mm2; oder mit 0,2 bis 6,2 % Mg und einer Festigkeit von 100 bis 450 in N/mm2.With regard to the additional material, non-hardenable, formed aluminum materials are preferred. Such materials are not thermally critical and can be permanently exposed to temperatures of up to approx. 120° C, briefly (approx. 4 - 6 h) also up to approx. 180° C. Wrought aluminum alloys with at least 99% aluminum and a strength of 70 are preferred up to 190 in N/mm 2 ; or with 0.2 to 6.2% Mg and a strength of 100 to 450 in N/mm 2 .
Es ist möglich, als Zusatzmaterial eine Aluminium-Magnesium-Legierung einzusetzen, insbesondere rückgeglüht und kaltverfestigt.It is possible to use an aluminium-magnesium alloy as additional material, in particular re-annealed and work-hardened.
Besonders bevorzugt als Zusatzmaterial ist eine Aluminium-Magnesium-Legierung mit einer Materialdicke von 1,5 bis 2,0 mm.An aluminum-magnesium alloy with a material thickness of 1.5 to 2.0 mm is particularly preferred as additional material.
Es ist bevorzugt, in Schritt a) ein Blech mit einer Blechdicke von maximal 2,0 mm bereitzustellen. Ganz besonders bevorzugt ist, dass die Blechdicke auch im Bereich der mindestens einen Zone nach Auffüllung der Lochung mit einem Zusatzmaterial diese Blechdicke nicht wesentlich übersteigt. Ganz besonders bevorzugt ist, dass die Blechdicke auch in dem Bereich mit der verschlossenen Lochung maximal 3,0 mm beträgt.It is preferred to provide a metal sheet with a maximum sheet metal thickness of 2.0 mm in step a). It is particularly preferred that the sheet metal thickness does not significantly exceed this sheet metal thickness even in the region of the at least one zone after the perforation has been filled with an additional material. It is very particularly preferred that the sheet metal thickness is a maximum of 3.0 mm in the area with the closed perforation.
Bevorzugt ist, dass das (plattenartige) Zusatzmaterial mit einer Materialdicke (gerade für den Einpressvorgang) bereitgestellt wird, die zumindest der Blechdicke des Lochblechs entspricht. Es ist möglich, dass die Materialdicke nicht mehr als doppelt so groß ist wie die Blechdicke.It is preferred that the (plate-like) additional material is provided with a material thickness (precisely for the pressing-in process) which corresponds at least to the sheet thickness of the perforated sheet. It is possible that the material thickness is not more than twice the sheet metal thickness.
Tests mit hier vorgestellten Lochblechen haben ergeben, dass bei einer Schälzugbelastung eine dickere Ausführung des (Aluminium-)Zusatzmaterials zu einer besseren bzw. belastbareren Verbindung der Fügepartner führt. Weiter wurde ermittelt, dass es beim Scherzug-Versuch darauf ankommt, ob die Verbindung ausgeknöpft wird. Ist das der Fall, ist die maximale Scherzugkraft höher, weil nach dem Ausknüpfen (meistens im Randbereich) das Lochblech weiter verformt wird. Kein Ausknüpfen bedeutet eine starre Verbindung und somit eine geringere Scherzug kraft.Tests with the perforated plates presented here have shown that a thicker version of the (aluminium) additional ma materials leads to a better or more resilient connection of the joining partners. It was also determined that the shearing test depends on whether the connection is unbuttoned. If this is the case, the maximum shearing force is higher because the perforated sheet is deformed further after it has been untied (usually in the edge area). No detachment means a rigid connection and thus a lower shearing force.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt c) eine Lochung mit einer Offenheit von mindestens 40 % eingebracht wird. Das bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass der Anteil von Löchern zur Gesamtfläche des Lochbereichs mindestens 40 % beträgt, besonders bevorzugt mindestens 60 % oder sogar mindestens 80 %. Es ist möglich, dass die Offenheit im Bereich des Lochbereichs variiert, gegebenenfalls auch durch Entfernen bzw. nicht Ausführen von Stegen eines einheitlichen Musters der Lochung.According to a further embodiment, it is proposed that in step c) a perforation with an openness of at least 40% be introduced. In other words, this means in particular that the proportion of holes in relation to the total area of the hole area is at least 40%, particularly preferably at least 60% or even at least 80%. It is possible that the openness in the area of the hole area varies, possibly also by removing or not executing webs of a uniform pattern of the hole.
Die mindestens eine Zone kann beabstandet von einer Kante des Bleches oder von einem Rand des Lochbereichs erzeugt werden. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die mindestens eine Zone in einem innenliegenden Bereich des Lochbereichs ausgebildet ist. Dabei bildet die Kante des Blechs den Abschluss der Fläche des Bleches und der Rand des Lochbereichs eben die Begrenzung des festgelegten Lochbereichs innerhalb bzw. auf dem Blech. Es ist möglich, dass die Kante des Blechs und der Rand des Lochbereichs aufeinander fallen, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.The at least one zone can be created at a distance from an edge of the metal sheet or from an edge of the hole area. In other words, this means that the at least one zone is formed in an inner area of the hole area. The edge of the sheet forms the end of the surface of the sheet and the edge of the hole area forms the boundary of the defined hole area within or on the sheet. It is possible for the edge of the sheet metal and the edge of the hole area to coincide, but this is not essential.
Die mindestens eine Zone kann wenigstens abschnittsweise eine andere Lochung aufweisen als außerhalb der mindestens einen Zone. Insbesondere ist möglich, dass die Offenheit in zumindest einem Abschnitt der einen Zone durch eine andere Lochung größer ausgeführt ist als außerhalb bzw. benachbart der Zone. Dies kann erneut durch Weglassen bzw. Entfernen von Stegen in einem einheitlichen Lochmuster realisiert sein.The at least one zone can have, at least in sections, a different perforation than outside of the at least one zone. In particular, it is possible for the openness to be greater in at least one section of one zone than outside or adjacent to the zone due to another perforation. This can again be realized by omitting or removing webs in a uniform hole pattern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist möglich, dass das Lochblech in einem Schritt e) gebogen wird. Hierbei ist insbesondere gemeint, dass der Verbund aus Zusatzmaterial und Lochblech anschließend einem Umformprozess, insbesondere einem Biegeprozess zugeführt wird, sodass von dem im Wesentlichen zweidimensionalen, flächigen Lochblech eine dreidimensionale Kontur erzeugt wird. Es ist möglich, dass dieser Schritt e) wenigstens teilweise den Schritt d) mit umfasst.According to a further embodiment variant, it is possible for the perforated plate to be bent in step e). This means in particular that the combination of additional material and perforated sheet metal is then subjected to a forming process, in particular a bending process, so that a three-dimensional contour is produced from the essentially two-dimensional, flat perforated sheet metal. It is possible for this step e) to at least partially include step d).
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante wird vorgeschlagen, dass das Lochblech in einem Schritt f) beschichtet wird. Schritt f) umfasst insbesondere eine sogenannte KTL-Beschichtung. Die KTL-Beschichtung ist ein elektrochemisches Verfahren, bei dem das Lochblech in einem Tauchbad mit elektrisch leitfähigem, wässrigem Tauchlack beschichtet wird. Weiter ist möglich, am Ende das beschichtete Lochblech in einem Durchlaufofen bei einer Temperatur zwischen 150°C und 230°C einzubrennen. Auf diese Weise ist möglich, eine lösemittel- und korrosionsbeständige, stoß- und/oder kratzfeste sowie gegen Säuren und Laugen resistente Oberfläche auszubilden.According to a further embodiment variant, it is proposed that the perforated metal sheet be coated in a step f). Step f) includes in particular a so-called KTL coating. KTL coating is an electrochemical process in which the perforated sheet is coated with electrically conductive, water-based dip paint in a dip bath. It is also possible at the end to burn in the coated perforated sheet in a continuous furnace at a temperature between 150°C and 230°C. In this way it is possible to form a solvent- and corrosion-resistant, impact-resistant and/or scratch-resistant surface that is resistant to acids and alkalis.
Es ist möglich, die Oberflächen der Lochbleche mit einer Pulverbeschichtung zu versehen, die ebenfalls einen ergänzenden Schutz gegen (Kontakt-)Korrosion, UV-Bestrahlung sowie Kratz- und Steinschläge gewährleistet. Bevorzugt ist, dass Schritt f) die Durchführung sowohl einer KTL- als auch einer Pulverbeschichtung umfasst.It is possible to provide the surfaces of the perforated sheets with a powder coating, which also ensures additional protection against (contact) corrosion, UV radiation, scratches and stone chips. It is preferred that step f) includes the implementation of both a KTL and a powder coating.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Lochblech vorgeschlagen, welches einen Lochbereich aufweist, in dem vollflächig eine Lochung eingebracht wurde und in mindestens einer Zone des Lochbereichs die Lochung mit einem Zusatzmaterial verschlossen ist. Das Lochblech wurde insbesondere nach einem hier vorgeschlagenen Verfahren erzeugt.According to a further aspect, a perforated plate is proposed which has a hole area in which a hole has been made over the entire surface and in at least one zone of the hole area the hole is closed with an additional material. The perforated sheet was produced in particular using a method proposed here.
Auch unabhängig von der konkreten Herstellung des Lochblechs können die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Herstellungsverfahren angegebenen Ausgestaltungen des Lochblechs (Dimensionen, Materialien, Offenheit, Blechdicke etc.) zur Charakterisierung des Lochblechs hier herangezogen werden.The configurations of the perforated sheet (dimensions, materials, openness, sheet thickness, etc.) specified in connection with the proposed production method can also be used here to characterize the perforated sheet, independently of the actual production of the perforated sheet.
Besonders bevorzugt ist, dass zumindest einseitig im Bereich der mindestens einen Zone die Lochung eine Oberfläche des Lochblechs mit ausformt. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass die Lochung bzw. das Lochblech in der mindestens einen Zone noch (geringfügig) erkennbar bzw. ertastbar ist. Dies kann insbesondere dadurch realisiert sein, dass das Zusatzmaterial in der mindestens einen Zone zumindest oder nur einseitig die Lochung nicht über die gesamte Blechdicke ausfüllt, sondern nur teilweise über deren Blechdicke. Mit anderen Worten ist es möglich, dass das Zusatzmaterial nicht plan mit der Oberfläche der Lochung bzw. der Stege des Lochblechs abschließt, sondern eine (vertiefte bzw. erhöhte) Oberflächenstruktur ausgebildet ist.It is particularly preferred that the perforation forms a surface of the perforated plate at least on one side in the area of the at least one zone. In other words, this means in particular that the perforation or the perforated plate can still (slightly) be recognized or felt in the at least one zone. This can be realized in particular in that the additional material in the at least one zone does not fill out the perforation over the entire sheet thickness, at least or only on one side, but only partially over its sheet thickness. In other words, it is possible that the additional material does not end flush with the surface of the perforation or the webs of the perforated plate, but rather a (recessed or raised) surface structure is formed.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch die Verwendung eines eingepressten Zusatzmaterials in mindestens einer Zone eines Lochblechs zur Vergrößerung von Anlageflächen des Lochblechs vorgeschlagen. Hierbei ist insbesondere gemeint, dass die Ober- und/oder Unterseite des Lochblechs eine vergrößerte Anlagefläche beispielsweise für Verbindungsmittel und/oder das Aufbringen von Logos und dergleichen ausbildet.According to a further aspect, the use of a pressed-in additional material in at least one zone of a perforated plate to enlarge contact surfaces of the perforated plate is also proposed. This means in particular that the top and/or bottom of the perforated plate has an enlarged contact surface, for example for connectors training means and/or the application of logos and the like.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird die Verwendung eines Lochblechs, welches nach einem hier vorgeschlagenen Verfahren hergestellt wurde, als Lüftungsgitter für ein Fahrzeug oder eine Maschine vorgeschlagen. Ein Lüftungsgitter dient insbesondere zum Durchtritt von Luft zur Kühlung und/oder Zufuhr von Verbrennungsluft bei einem Fahrzeug und/oder einer Arbeitsmaschine.According to yet another aspect, the use of a perforated metal sheet, which was produced using a method proposed here, is proposed as a ventilation grille for a vehicle or a machine. A ventilation grille is used in particular for the passage of air for cooling and/or the supply of combustion air in a vehicle and/or a work machine.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand diverser Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass selbe Teile in den einzelnen Figuren üblicherweise mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Es ist möglich, Einzelheiten aus einer Figur mit Details einer anderen Figur und/oder Merkmalen der allgemeinen Beschreibung zu kombinieren, soweit es hier nicht explizit ausgeschlossen ist. Die Figuren sind schematischer Natur und zeigen Folgendes:
-
1 : einen Ausschnitt eines Blechs, -
2 : einen Ausschnitt aus einem Lochblech vor dem Zusatz von Zusatzmaterial, -
3 :das Lochblech aus 2 nach Hinzufügen des Zusatzmaterials, -
4 : eine Schnittansicht durch ein Lochblech nach dem Zuführen des Zusatzmaterials, -
5 : eine Draufsicht auf ein Lochblech im Bereich der mindestens einen Zone mit Zusatzmaterial, -
6 : eine perspektivische Darstellung eines Abschnittes eines Lochblechs mit mehreren Zonen mit Zusatzmaterial, und -
7 : Veranschaulichung des Fügeprozesses des Zusatzmaterials hin zum Lochblech.
-
1 : a section of sheet metal, -
2 : a section of a perforated plate before the addition of additional material, -
3 : the perforated sheet off2 after adding the additional material, -
4 : a sectional view through a perforated plate after the additional material has been fed in, -
5 : a top view of a perforated plate in the area of the at least one zone with additional material, -
6 : a perspective representation of a section of a perforated plate with several zones with additional material, and -
7 : Illustration of the joining process of the additional material to the perforated sheet.
Dies wird weiter veranschaulicht in
Somit wurden hier Möglichkeiten aufgezeigt, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere wurden Lösungen angegeben, wie lokal und begrenzte, nicht-gelochte Bereiche bei einem Lochblech hergestellt werden können, beispielsweise zur Verstärkung von Kanten, zur Erzeugung von Verbindungsabschnitten und/oder zur Implementierung von Designelementen.Possibilities were thus shown here for at least partially solving the problems described with reference to the prior art. In particular, solutions were given as to how local and limited, non-perforated areas can be produced in a perforated sheet, for example to reinforce edges, to create connecting sections and/or to implement design elements.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Blechsheet
- 22
- Lochbereichhole area
- 33
- Lochungperforation
- 44
- Zone Zone
- 55
- Zusatzmaterialadditional material
- 66
- Blechdickesheet thickness
- 77
- Offenheitopenness
- 88th
- Kanteedge
- 99
- Randedge
- 1010
- Oberflächesurface
- 1111
- Anlageflächecontact surface
- 1212
- Lochblechperforated plate
- 1313
- Materialstärkematerial thickness
- 1414
- Lochweitehole width
- 1515
- Durchlasspassage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent Literature Cited
- DIN EN 10130 [0027]DIN EN 10130 [0027]
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-
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- 2022-02-14 DE DE102022103395.3A patent/DE102022103395A1/en active Pending
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DIN EN 10130 |
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