DE10257962B3

DE10257962B3 - Leichtbauteil aus Hohlkugeln

Info

Publication number: DE10257962B3
Application number: DE2002157962
Authority: DE
Inventors: Karin Dipl.-Ing. Andersson; Robert Dipl.-Ing. Bjekovic; Wolfgang Dipl.-Ing. Fußnegger; Arndt Dipl.-Ing. Gerick; Thomas Dipl.-Ing. Langenbucher; Klaus Dr.rer.nat. Lempenauer; Daniel Bala Dipl.-Ing. Wortberg
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Glatt Systemtechnik GmbH
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: DE10257962C5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leichtbauteil mit einer regelmäßigen Anordnung von Hohlkugeln (2) und mindestens einer Außenplatte (6), wobei die Hohlkugeln und die Außenplatte an ihren Berührungsflächen fest miteinander verbunden sind, und ein Verfahren zur Herstellung des Leichtbauteils. Gemäß der Erfindung wird die mindestens eine Außenplatte mit einer Struktur ausgebildet, die dem Muster einer Schicht der Kugelpackung entspricht, wobei jede an die Außenplatte angrenzende Hohlkugel an mehr als einem Punkt fest mit der Außenplatte verbunden wird. Die Erfindung ermöglicht die industrielle Herstellung eines Leichtbauteils mit genau reproduzierbaren mechanischen und akustischen Eigenschaften.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leichtbauteil mit einer regelmäßigen Anordnung von Hohlkugeln und mindestens einer Außenplatte, wobei die Hohlkugeln und die mindestens eine Außenplatte an ihren Berührungsflächen fest miteinander verbunden sind, und ein Verfahren zur Herstellung des Leichtbauteils.

So ein Leichtbauteil wird in der DE 199 39 513 A1 vorgeschlagen, jedoch ohne ein Verfahren anzugeben, wie so eine regelmäßige Anordnung von Hohlkugel industriell hergestellt werden könnte.

In der DE 100 03 175 A1 wird vorgeschlagen, die Hohlkugeln als Schüttung in eine Einrichtung zur Formgebung eines Leichtbauelementes einzubringen. Um die Hohlkugeln dicht in alle Ausformungen der Einrichtung zur Formgebung einzubringen, wird eine Vibrationseinrichtung verwendet.

In Laborversuchen hat sich jedoch gezeigt, dass durch Schütteln und Rütteln der Hohlkugeln keine geordnete, ohne Fehlstellen behaftete Hohlkugelstruktur erreicht werden kann, vor allem dann nicht, wenn diese aus mehreren Lagen aufgebaut werden soll. Solche Fehlstellen setzten sich meist über viele Schichten fort, was die mechanischen und akustischen Eigenschaften der Hohlkugelstruktur unberechenbar macht.

Weiterhin hat sich gezeigt, dass sich die Außenwände solcher Hohlkugelstrukturen, die dem Bauteil Dichtigkeit und zusätzliche Steifigkeit verleihen sollen, unter Beanspruchung leicht vom Kugelverbund ablösen, selbst an Stellen, an denen die Kugelstruktur eher regelmäßig ist. Dies verringert die Haltbarkeit und erschwert die Berechenbarkeit der mechanischen und akustischen Eigenschaften eines so hergestellten Leichtbauteils zusätzlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein industriell herstellbares Leichtbauteil zu schaffen, das genau reproduzierbare mechanische und akustische Eigenschaften hat, und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Leichtbauteil erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst.

Die passend vorgegebene Struktur der Außenplatte zwingt die schichtweise darauf angeordneten Hohlkugeln in eine fehlstellenfreie Ordnung, in der eine feste Verbindung aller Hohlkugeln mit ihren Nachbarn gewährleistet ist.

Zusätzlich sorgt die Strukturierung der Außenplatte für eine Mehrpunkt-Verbindung zwischen der Außenplatte und jeder Hohlkugel in der an die Außenplatte angrenzenden Schicht.

Dies ergibt ein Leichtbauteil mit genau reproduzierbaren Eigenschaften, das durch den schichtweisen Aufbau in industriellem Maßstab hergestellt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die mindestens eine Außenplatte mit einer hexagonalen Struktur ausgebildet, die dem hexagonalen Muster einer Schicht einer dichtesten Kugelpackung entspricht. Dies zwingt die Hohlkugeln in eine dichteste Kugelpackung, in der die bestmögliche Anbindung der Hohlkugeln untereinander gewährleistet ist.

Vorzugsweise ist die Struktur in der Außenplatte eine Beulstruktur oder eine Lochstruktur, wobei sich jede an die Außenplatte angrenzende Hohlkugel in eine Beule bzw. ein Loch in der Außenplatte schmiegt. Die Beulen oder Löcher werden vorzugsweise kreisförmig ausgebildet, wodurch die Anbindung der Hohlkugeln an die Außenplatte flächig oder linienförmig und somit besonders stabil wird.

Es gibt auch noch andere Strukturen, die eine relativ feste Verbindung zwischen den Hohlkugeln und der Außenplatte ermöglichen. Beispielsweise könnte man ein Drahtnetz mit rechtwinkligen oder hexagonalen Maschen aus einem Weichmetall wie z.B. Kupfer auf eine flache Außenplatte löten und dann die Hohlkugeln zwischen die Maschen des Drahtnetzes pressen, um zumindest teilweise linienförmige Berührungsstellen zu erzeugen.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Hohlkugeln zwischen zwei parallele, gleich oder ähnlich strukturierte Außenplatten geschichtet, was besondere Steifigkeit gewährleistet.

In Fällen, in denen die Steifigkeit des Leichtbauteils nicht im Vordergrund steht, genügt möglicherweise eine einzige strukturierte Außenplatte. Zum Beispiel eine Motorhaube, die innen eine passende hexagonale Blechstruktur und einige Schichten Hohlkugeln trägt, hat genau reproduzierbare mechanische und akustische Dämpfungseigenschaften, und die Kugelstruktur kann sich nicht leicht ablösen. Auf die oberste Schicht der Kugelstruktur kann man natürlich weitere Materialien aufbringen, z.B. einen Polymer, der die Schalldämpfwirkung vervollständigt und gleichzeitig verhindert, dass Feuchtigkeit in die Kugelstruktur eindringt.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Hohlkugeln alle den gleichen Durchmesser. Es ist aber auch möglich einen Anteil hiervon abweichender Durchmesser einzusetzen, insbesondere Zwischenschichten aus Hohlkugeln mit einem anderen Durchmesser fest einzubauen. Bevorzugt werden dabei Kugeln, deren Durchmesser ein geradzahliges Vielfaches des Durchmessers der an die Außenplatte angrenzenden Hohlkugeln beträgt. In einer hexagonalen Anordnung ist der Kontakt zwischen Schichten aus verschieden großen Hohlkugeln mit entsprechendem Durchmesserverhältnis ebenfalls gut. Auf diese Weise können stabile Hohlkugelstrukturen mit Durchmessergradient realisiert werden, wie sie zum Beispiel in der DE 43 38 457 A1 beschrieben werden.

Die Hohlkugeln, weisen dabei im allgemeinen Durchmesser unterhalb 20 mm auf. Bevorzugt werden Hohlkugeln im Durchmesserbereich von 0,5 bis 15 mm und besonders bevorzugt von 3 bis 15 mm verwendet. Dabei ist es von Vorteil wenn mindestens 80% der Kugeln innerhalb einer Schicht annähernd die gleiche Größe aufweisen, oder höchstens um 10% vom mittleren Kugeldurchmesser der Schicht abweichen.

Die Hohlkugeln und die mindestens eine Außenplatte können durch einen Klebstoff fest miteinander verbunden werden, vorzugsweise einen Klebstoff, der nach dem Aufbau des Leichtbauteils durch Wärmebehandlung aushärtet. Bevorzugt werden Epoxidarze oder Polyurethane.

Ebenso ist es aber auch möglich thermoplastische Polymere zu verwenden, die zur Verklebung der Kugeln oder der Außenplatte kurzzeitig über den Erweichungspunkt erwärmt werden. Bevorzugt werden dann bereits mit Thermoplast beschichtete Kugeln zum Aufbau des Bauteils verwendet.

Wenn die Hohlkugeln und die mindestens eine Außenplatte aus Metall bestehen, wie für den Kraftfahrzeugbau bevorzugt, können auch andere Fügeverfahren als Kleben verwendet werden, beispielsweise Löten oder Sintern. Sollen die Kugeln, gegebenenfalls zusammen mit der Aussenplatte durch das Sinterverfahren verbunden werden, so ist es zweckmäßig Kugeln zu verwenden, die aus pulvermetallurgischen Versätzen aufgebaut sind und sich erst während des Sinterns zu dichten Metallkugeln umsetzen.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Leichtbauteils besteht darin, jede Schicht Hohlkugeln aufzubauen, indem die Hohlkugeln für eine Schicht der Kugelpackung mittels einer in allen Raumrichtungen transversal verschiebbaren Vakuumgreifvorrichtung aus einer Kugelschüttung entnommen und geordnet werden. Die Hohlkugeln können entweder vorher mit Klebstoff beschichtet werden, oder sie werden von der Vakuumgreifvorrichtung zu einem Behälter für Bindemittel (Klebstoff, Lötmittel oder Sintermaterial) befördert und zumindest teilweise in das Bindemittel eingetaucht, bevor sie zu der im wesentlichen horizontal liegenden Außenplatte bzw. der letzten darauf niedergelegten Schicht Hohlkugeln befördert und in der passenden Orientierung darauf niedergelegt werden. Anschließend kann eine weitere Außenplatte als Deckplatte auf die oberste Schicht Hohlkugeln gesetzt werden, und zum Schluss wird das Bindemittel aktiviert.

Im Prinzip kann man ein Leichtbauteil der oben beschriebenen Art allseitig mit Außenwänden versehen, die so strukturiert sind, dass überall eine optimale Anbindung an die innere Kugelpackung gewährleistet ist. Insbesondere bei hexagonaler Kugelanordnung wird man aber zugunsten einfacher Durchführbarkeit vielfach auf strukturierte Seitenwände verzichten. In so einem Fall eignet sich das beschriebene Verfahren besonders für die Herstellung von flächigen Leichtbauteilen. Falls Dichtigkeit gefordert ist, z.B. für Korrosionsschutz, kann man irgendwelche offenen Seiten zum Beispiel dadurch abdichten, dass man so viel Bindemittel in die Seiten einbringt, dass alle Hohlräume geschlossen werden.

In Fällen, in denen weniger die Verbindung der Kugeln untereinander als die feste Verbindung mit den Außenplatten von Bedeutung ist, kann auch eine weniger dichte Kugelpackung als die dichteste Kugelpackung ausreichend sein. Hier bietet sich zum Beispiel eine Anordnung der Kugeln in einem rechtwinkligen Muster an, bei dem es zudem möglich ist, Seitenwände ebenso gut wie Boden- und Deckplatten anzubinden. Das erfindungsgemäße Leichtbauteil mit konstruierter Kugelstruktur und dessen Herstellungsverfahren zielen besonders auf flächige Karosseriebauteile ab, die mechanischen Belastungen vor allem auf Biegung standhalten müssen und die akustisch hochdämpfend sein sollen.

Bei dem erfindungsgemäßen Leichtbauteil kann durch Wahl des inneren Aufbaus des Grundwerkstoffs eine weitgehende Anpassung an Betriebsbeanspruchungen erfolgen. Zum Beispiel kann die Steifigkeit nach Bedarf eingestellt werden. Die eingestellten Parameter sind exakt reproduzierbar, was industrielle Anwendungen ermöglicht, für die die mechanischen und akustischen Eigenschaften von Hohlkugelstrukturen bisher zu unberechenbar waren.

Die Festigkeit und Steifigkeit des Leichtbauteils kann neben der Wahl des Kugeldurchmessers, oder der Kugelwandstärke auch durch geeignete Wahl des Kugelmaterials in weiten Grenzen variiert werden. So führen Keramik- oder Stahlkugeln zu sehr festen Strukturen, während Aluminiumkugeln zu leichter deformierbaren Strukturen führen, die beispielsweise für die Ausbildung von Knautschzonen einen Vorteil bieten.

Gegebenenfalls können die Kugelzwischenräume (Zwickel) auch vollständig mit Klebstoff oder Polymer ausgefüllt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

1 ein Leichtbauteil als Kugelsandwich mit punktförmiger Verklebung der Hohlkugeln an zwei ebenen Außenplatten,
2 ein Leichtbauteil als Kugelsandwich mit zwei Außenplatten mit hexagonaler Beulstruktur,
3 a) eine Draufsicht auf eine der Außenplatten von 2,
3 b) einen Schnitt durch die Außenplatte von 2 entlang der Linie A-B in 3 a) , und
4 eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zur Herstellung des Leichtbauteils von 2, wobei 4 a) eine Vakuumgreifvorrichtung zeigt, 4 b) eine Kugelschüttung zeigt, 4 c) ein Klebstoffbad zeigt und 4 d) ein teilweise aufgebautes Leichtbauteil zeigt.

1 zeigt einen Querschnitt durch ein Sandwich aus metallischen Hohlkugeln 2 in dichtester Kugelpackung, die zwischen zwei ebenen, unstrukturierten Außenplatten 4 aus Blech eingeschlossen sind. Die Hohlkugeln 2 und die Außenplatten 4 sind an ihren Berührungsstellen durch einen Klebstoff miteinander verbunden.
Übrigens erstrecken sich die in 1 und 2 gezeigten Querschnitte nicht senkrecht zu den Außenplatten 4, sondern unter einem Winkel von 60° dazu (andernfalls wären die Hohlkugeln 2 überlappend darzustellen).
Wie man in 1 erkennt, hat in der mittleren Schicht Hohlkugeln 2 jede Hohlkugel 2 in der Ebene der Zeichnung sechs Berührungspunkte mit benachbarten Hohlkugeln 2. Räumlich hat jede Hohlkugel 2 zwölf Berührungspunkte mit benachbarten Hohlkugeln 2.
Hingegen haben die Hohlkugeln 2 in den äußeren Schichten jeweils nur einen Berührungspunkt 5 mit den Außenplatten 4. Mit zunehmender mechanischer Beanspruchung des Leichtbauteils werden sich daher zuerst die punktförmigen Verbindungen 5 lösen, wodurch die Versteifungswirkung des Außenplatten 4 plötzlich vermindert wird, so dass auch der übrige Verbund nach und nach zerstört wird.
Das in 2 gezeigte Kugelsandwich hat anstelle der glatten Außenplatten 4 zwei Außenplatten 4 aus Blech mit einer in das Blech eingeprägten Beulstruktur, das heißt mit einer hexagonalen Anordnung von kreisförmigen Beulen 8 in den Außenplatten 6, wie in 3 gezeigt, wobei der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Beulen 8 dem Abstand der Kugelmittelpunkte in einer Schicht Hohlkugeln 2 entspricht. Die Außenplatten 6 liegen so an der flächigen Kugelpackung an, dass sich jede an eine Außenplatte 6 angrenzende Hohlkugel 2 in eine Beule 8 in der Außenplatte 6 schmiegt. Somit verbindet der Klebstoff zwischen den Hohlkugeln 2 und den Außenplatten 6 diese flächig und folglich wesentlich fester als in 1 miteinander.
Anstelle der Beulen 8 in 2 und 3 kann man runde Löcher in den Außenplatten 6 vorsehen, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser der Hohlkugeln 2. Die dadurch erzeugte linienförmige Verbindung ist mindestens ebenso fest wie die Verbindung einer Hohlkugel 2 einer Schicht mit den Hohlkugeln 2 einer benachbarten Schicht, die jeweils an drei Punkten besteht.
Die besonders feste Verbindung der Hohlkugeln 2 mit den Außenplatten 6 ist von großem Vorteil, da bei Belastung des Leichtbauteils die größte Biegespannung an den Außenflächen auftritt, die bei nur punktweiser Verbindung leicht zu einer Ablösung der Außenplatten 6 führen würde.
Eine Vorrichtung zur Herstellung des Leichtbauteils von 2 ist in 4 gezeigt und enthält eine Vakuumgreifvorrichtung 10, die in allen drei Raumrichtungen transversal beweglich ist, wie mit einem skizzierten kartesischen Koordinatensystem angezeigt. Die Vakuumgreifvorrichtung 10 enthält eine Kugelhalteplatte 12, auf deren Unterseite in der gleichen hexagonalen Anordnung wie die Beulen 8 in 3 eine Vielzahl von Einbuchtungen 16 ausgebildet sind, und eine Vakuumkammer 14 über der Kugelhalteplatte 12. Jede Einbuchtung 16 steht über einen Kanal 18 mit der Vakuumkammer 14 in Verbindung.
Zur Herstellung des Leichtbauteils wird die Vakuumgreifvorrichtung 10 dicht über eine Kugelschüttung 20 (4 a)) bewegt, und in der Vakuumkammer 14 wird ein Unterdruck erzeugt, indem Luft daraus abgesaugt wird, wie in 4 a) mit einem Einfachpfeil angezeigt. Dadurch gelangt in jede Einbuchtung 16 eine Hohlkugel 2 und wird darin festgehalten.
Danach wird die Vakuumgreifvorrichtung 10 mit den aufgenommenen Hohlkugeln 2 über ein Klebstoffbad 22 (4 b)) bewegt, das mit einem wärmeaushärtenden Klebstoff 24 gefüllt ist, und die Hohlkugeln 2 werden mindestens zur Hälfte in den Klebstoff 24 eingetaucht. Um die Eintauchtiefe immer genau konstant zu halten, was der Reproduzierbarkeit des Leichtbauteils 2 zu Gute kommt, kann man beispielsweise einen Sensor verwenden, der den Abstand der Oberfläche des Klebstoffs 24 zur Kugelhalteplatte 12 überwacht.
Anschließend wird die Vakuumgreifvorrichtung 10 mit den mit Klebstoff 24 beschichteten Hohlkugeln 2 über eine Konstruk tionsplatte 26 (4 c) ) bewegt, auf der schon eine Außenplatte 6 horizontal liegt, derart, dass die Innenseiten der Beulen 8 nach oben weisen. Die Vakuumgreifvorrichtung 10 wird vertikal nach unten und wieder nach oben bewegt, um die Hohlkugeln 2 unter Wegnahme des Unterdrucks in der Vakuumkammer 14 auf die Außenplatte 6 zu setzen, wobei jede Hohlkugel in einer Beule 8 aufgenommen wird. Für eine exakte horizontale und vertikale Positionierung der Vakuumgreifvorrichtung 10 können geeignete Sensoren vorgesehen sein.
Als Nächstes wird die Vakuumgreifvorrichtung 10 in den Richtungen des Doppelpfeils in 4 a) wiederholt nacheinander über die Kugelschüttung 20, das Klebstoffbad 22 und die Konstruktionsplatte 26 bewegt, wobei jeweils eine weitere Schicht Hohlkugeln 2 in den beiden horizontalen Koordinatenrichtungen jeweils um einen halben Kugeldurchmesser versetzt auf der vorher aufgebauten Schicht Hohlkugeln 2 niedergelegt wird, bis die gewünschte Bauteildicke erreicht ist. Zum Schluss wird von Hand oder ebenfalls mittels der Vakuumgreifvorrichtung 10 eine weitere Außenplatte 6 umgekehrt auf die Kugelpackung gesetzt, und das fertig aufgebaute Leichtbauteil (2) wird wärmebehandelt, ggf. unter leichtem Zusammenpressen des Leichtbauteils, um den Klebstoff 24 zwischen den Hohlkugeln 2 und den Außenplatten 6 auszuhärten.
Statt die Hohlkugeln 2 in den Klebstoff 22 einzutauchen, können die Hohlkugeln 2 alternativ vorher mit einem Klebstoff beschichtet werden und in die Kugelschüttung 20 gefüllt werden. Die mit Klebstoff beschichteten Hohlkugeln 2 werden mittels der Vakuumgreifvorrichtung 10 geordnet und entnommen, um direkt zur Konstruktionsplatte 26 befördert zu werden. Eine weitere Alternative ist, den Klebstoff von oben auf die auf der Konstruktionsplatte 26 liegende Außenplatte 6 bzw. auf die oberste Schicht Hohlkugeln 2 zu sprühen, bevor jeweils die nächste Schicht Hohlkugeln 2 aufgesetzt wird.
Die Regelmäßigkeit der wie oben beschrieben aufgebauten Kugelstruktur könnte zum Beispiel dadurch gestört werden, dass die Vakuumgreifvorrichtung 10 einmal eine Hohlkugel 2 weniger aufnimmt, so dass die Kugelstruktur eine Leerstelle enthält. Anders als bei geschütteten Kugelstrukturen, bei denen sich jede Fehlstelle immer weiter fortsetzt, wird die hexagonale Gesamtstruktur durch solche Leerstellen jedoch nicht zerstört, und wegen der großen Menge von Hohlkugeln 2 beeinträchtigen einzelne Leerstellen die mechanischen und akustischen Eigenschaften des Leichtbauteils nur sehr wenig.

Claims

Leichtbauteil mit einer regelmäßigen Anordnung von Hohlkugeln und mindestens einer Außenplatte, wobei die Hohlkugeln und die mindestens eine Außenplatte an ihren Berührungsflächen fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Außenplatte (6) mit einer Struktur ausgebildet ist, die dem Muster einer Schicht der Kugelpackung entspricht, und dass jede an die mindestens eine Außenplatte angrenzende Hohlkugel (2) an mehr als einem Punkt fest mit der Außenplatte verbunden ist.
Leichtbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkugeln (2) zumindest in den der Aussenplatte benachbarten Schichten in einer dichtesten Kugelpackung angeordnet sind und dass die mindestens eine Außenplatte (6) mit einer hexagonalen Struktur ausgebildet ist, die dem hexagonalen Muster einer Schicht der Kugelpackung entspricht.
Leichtbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur in der Außenplatte (6) eine Beulstruktur oder eine Lochstruktur ist, wobei sich jede an die Außenplatte angrenzende Hohlkugel (2) in eine Beule (8) bzw. ein Loch in der Außenplatte schmiegt.
Leichtbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenplatte (6) eine erste Außenplatte ist und dass ein zweite Außenplatte (6) vorgesehen ist, die ähnlich wie die erste Außenplatte strukturiert ist, wobei die beiden Außenplatten parallel angeordnet sind und die Hohlkugeln (2) so zwischen die beiden Außenplatten geschichtet sind, dass jede an eine der Außenplatten angrenzende Hohlkugel (2) an mehr als einem Punkt fest mit dieser Außenplatte verbunden ist.
Leichtbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkugeln (2) einen ersten Durchmesser haben und dass das Leichtbauteil mindestens eine Schicht aus weiteren Hohlkugeln enthält, deren Durchmesser ein geradzahliges Vielfaches des ersten Durchmessers beträgt.
Leichtbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Hohlkugeln im Bereich von 0,5 bis 15 mm liegt.
Leichtbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass höchstens 30% der Hohlkugeln in ihrem Durchmesser um mehr als 10% vom mittleren Kugeldurchmesser abweichen.
Leichtbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkugeln (2) und die mindestens eine Außenplatte (6) durch einen Klebstoff (24) oder ein Polymer fest miteinander verbunden sind.
Leichtbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkugeln (2) und die mindestens eine Außenplatte (6) aus Metall bestehen und durch einen Klebstoff (24), ein Löt mittel oder ein Sintermaterial fest miteinander verbunden sind.
Leichtbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein flächiges Bauteil ist.
Leichtbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Bestandteil der Karosserie eines Fahrzeugs ist.
Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauteils mit einer regelmäßigen Anordnung von Hohlkugeln und mindestens einer Außenplatte, bei dem die Hohlkugeln und die mindestens eine Außenplatte an ihren Berührungsflächen fest miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Außenplatte (6) mit einer Struktur versehen wird, die dem Muster einer Schicht der Kugelpackung entspricht, und dass die Hohlkugeln (2) schichtweise auf der Außenplatte angeordnet werden, wobei jede an die mindestens eine Außenplatte angrenzende Hohlkugel an mehr als einem Punkt fest mit der Außenplatte verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Außenplatte (6) mit einer hexagonalen Struktur versehen wird, die dem hexagonalen Muster einer Schicht einer dichtesten Packung der Hohlkugeln (2) entspricht, und dass die Hohlkugeln schichtweise in dichtester Kugelpackung auf der Außenplatte angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Außenplatte (6) mit einer Beulstruktur oder Lochstruktur versehen wird und dass jede an die Außenplatte angrenzende Hohlkugel in eine Beule (8) bzw. ein Loch in der Außenplatte eingefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenplatte (6) eine erste Außenplatte ist und dass ein zweite Außenplatte (6), die ähnlich wie die erste Außenplatte strukturiert ist, auf eine oberste Schicht der Kugelpackung gelegt wird, wobei jede an die zweite Außenplatte angrenzende Hohlkugel an mehr als einem Punkt fest mit der weiteren Außenplatte verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schicht Hohlkugeln (2) aufgebaut wird, indem die Hohlkugeln für eine Schicht der Kugelpackung mittels einer in allen Raumrichtungen transversal verschiebbaren Vakuumgreifvorrichtung (10) aus einer Kugelschüttung (20) entnommen und geordnet werden und dann von der Vakuumgreifvorrichtung zu der im wesentlichen horizontal liegenden Außenplatte (6) bzw. der letzten darauf niedergelegten Schicht Hohlkugeln (2) befördert und darauf niedergelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Vakuumgreifvorrichtung (10) aufgenommenen Hohlkugeln (2) zuerst zu einem Behälter für Bindemittel (24) befördert und zumindest teilweise in das Bindemittel eingetaucht werden, bevor sie zu der im wesentlichen horizontal liegenden Außenplatte (6) bzw. der letzten darauf niedergelegten Schicht Hohlkugeln (2) befördert werden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkugeln (2) mit thermoplastischem Polymer beschichtet sind, welches nach dem Ablegen aller Kugeln durch Temperatur und/oder Druckeinwirkung zur Verklebung der Kugeln aufgeschmolzen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18 zur Herstellung eines Karosseriebestandteils eines Fahrzeugs.