DE19603974A1 - Verfahren zum Verformen von Körpern und Materialbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen von Körpern und Materialbahnen mit unterschiedlicher Wandausbildung durch eine Strukturierung, die mittels eingeformter Beulen und Wölbungen gestaltet wird und durch Anwendung von Druck, der berührungs­ los oder durch den Druck eines Werkzeugs hergestellt ist, durchgeführt werden kann.

Es ist aus der DE-OS 25 57 215 bekannt, dünnwandige Rohrwände oder zylindrische Behälterwände aus Metall oder Kunststoff durch äußeren Überdruck oder inneren Unter­ druck durch wabenartige Beulungen zu strukturieren. Die erfindungsgemäße Lösung sieht dabei vor, Rohr- oder zylindrische Behälterwände im Innenraum mit einer Stützspirale abzustützen und durch einen erhöhten Außendruck auf die äußere Rohr- oder zylindrische Behälterwand wabenförmig zu verformen. Einem gleichen Grundgedanken, das Prinzip der Lösung ausgestaltend, folgt die erfinderische Lehre DE-PS 43 11 978.C1. Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, dünnwandige Materialbahnen ein- oder mehrlagig auf beabstandende Stützelemente aufwickeln und von außen durch Überdruck oder von innen durch Unterdruck in eine versetzte Beulstruktur zu überführen. Den bereits dargelegten Lö­ sungen der vorhergehenden Angaben des Standes der Technik prinzipiell folgend, sie aber weiter ausbauend folgt die technische Lehre der DE-OS 44 01 974.A1. Gemäß der Erfin­ dung werden dünnwandige Materialien durch eine Beulverformung versteift, ohne daß es zu einer für das Tiefziehen typischen Materialverformung kommt. Dabei dienen flexible Stützelemente als Unterlagen für das Material, mit der Folge, daß sich eckige, gegeneinan­ der versetzte Beulstrukturen ausbilden, die eine besonders vorteilhafte Steifigkeit verursa­ chen. Den technischen Lehren der angeführten Schriften haften bei aller Fortschrittlichkeit tiefgreifende Mängel an. Zum einen benötigen die dargestellten Verfahren zu ihrer Durch­ führung durchgängig der Einführung stützender flexibler Elemente, um eine Beulstrukturie­ rung durchführen zu können. Die Verwendung dieser Elemente ist bei dem bekannten Ver­ fahrensregime notwendig und Grundlage dafür, daß sich durch die Anwendung von äuße­ ren Drücken oder inneren Unterdrücken eine annähernd gleiche Strukturierung durch Beulung einstellt. Werden die Stützelemente nicht verwendet, so kommt es zu unkontrol­ lierten Einbeulungen bis hin zum völligen Deformieren der verwendeten Hohlkörper, die zumeist Rohre sind. Ein weiterer signifikanter Nachteil wird darin gesehen, daß die Beulstrukturierung auf die zu strukturierenden Zonen, also die Beulbereiche, einwirken muß, wenn das Material seine volle Festigkeit aufweist. Damit ist eine Steuerbarkeit des Verfahrens nur dann möglich, wenn zum einen große Erfahrungen durch empirische Er­ mittlungen gesammelt werden konnten und zum anderen, gerade im Sektor der Produktion bei wirtschaftlicher Fertigung, größere Ausschußquoten in Kauf genommen werden, da trotz Verwendung von Stützelementen die innere Festigkeit der Körper bzw. Materialbah­ nen so hoch ist, daß sie aufgrund ihres Rückstellvermögens eine sichere Strukturierung, bei Beibehaltung der Grundkonturen der Körper und Materialbahnen, nicht ausreichend ge­ währleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verformen von Körpern und Materialbahnen mit unterschiedlicher Wandausbildung durch eine Strukturierung, die mittels eingeformter Beulen und Wölbungen gestaltet ist und durch Anwendung von Druck, der berührungslos oder durch den Druck eines Werkzeuges hergestellt werden kann, zu schaffen, daß es erlaubt, mittels einfacher Verfahrensschritte, durch eine gezielte Vorbehandlung der Körper und Materialbahnen eine saubere, gleichmäßige Strukturierung auch bei Körper- und Materialbahnen mit größerer Wanddicke, mit einem hohen Grad an Genauig- und Ebenmäßigkeit der Strukturierung sowie deren Wiederholbarkeit zu er­ halten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die mit der Strukturierung zu versehenen Teilbereiche der Körper und Materialbahnen bestimmt und soweit erwärmt werden, daß sie einen Zustand verminderter Festigkeit erhalten. Diese Teilbereiche wer­ den dann Drücken ausgesetzt und mit diesen verformt, wobei die nicht erwärmten Teile der Körper den Drücken widerstehen und ihre Festigkeit, sowie ihre Lage und Form beibe­ halten, zwischen denen dann die Strukturierung in Form von Beulen, Wölbungen oder Sicken ausgebildet wird. Die Erfindung ist dadurch ausgestaltet, daß durch die nicht er­ wärmten Bereiche, die bei der Verformung entstehenden Kräfte aufgenommen werden. Die Körper und Materialbahnen werden dadurch in ihren Konturen stabil und konstant gehalten und gleichzeitig wird eine Stützgitterstruktur ausgebildet, durch welche die Kräfte der Verformungsarbeit der Strukturierung aufgenommen werden. Es ist ein Vorteil der er­ findungsgemäßen Lösung, daß durch diese Verfahrensgestaltung der Einsatz einer separa­ ten Stützvorrichtung an den Unterseiten der Materialbahnen oder in Hohlkörpern, wie Roh­ ren, vermieden wird. Diese Stützvorrichtungen waren nötig, um die konvexen Abschnitte der Strukturierung auszuformen und den Körper formstabil zu gestalten. Die Erfindung ist dadurch sinnvoll ausgebildet, daß die Erwärmung der Bereiche flächig eingeleitet wird und die Bereiche, die keine Strukturierung erhalten und eine stützende Wirkung ausüben, nicht erwärmt werden. Dazu werden sie mit Abdeckungen vor den Wärmestrahlen geschützt und abgeschirmt. Es ist eine sinnvolle Form der Erfindung, daß die Erwärmung der für eine Strukturierung vorgesehenen Bereiche durch eine partielle Strahlung, auf die für eine Verformung ausgewählten Bereiche gerichtet, vorgenommen wird. In dieser Verfahrens­ form wird die Wärmestrahlung auf die Ausbildung der gewünschten Strukturierung der zu verformenden Bereiche eingeschränkt und nur auf diese Bereiche gerichtet, eingesetzt. Sinnvoll ist die Erfindung dadurch ausgebildet, daß die Erwärmung der Bereiche soweit vorgenommen wird, bis eine Verminderung des Elastizitätsmodules der Materialien mit den Faktoren im Bereich von 100 bis 1000, angepaßt an die jeweiligen Eigenschaften der zu bearbeitenden Materialien, erreicht wird. Eine Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die behandelnden Körper und Materialbahnen aus Kunststoff, Metall, Glas, Verbundstoffen oder Keramik gebildet und die Wärmezufuhr bzw. in situ Wärmeerzeu­ gung entsprechend den spezifischen Eigenschaften ausgewählt werden kann. Vorteilhaft ausgebildet kann die Erfindung dadurch werden, daß die thermisch durch eine partielle Er­ wärmung eingeleitete Strukturierung der Körper oder Materialbahnen durch die Anwen­ dung von Werkzeugen, die eine mechanische Wirkung ausüben, unterstützt oder vollendet wird, wobei alternativ eine Anwendungsform darin gefunden worden ist, daß die Struktu­ rierung durch den Einsatz von Werkzeugen mit mechanischer Wirkung begonnen wird und damit die Beulen und Wölbungen vorgeformt werden. Wenn der vorformende Arbeitsschritt beendet ist und die Vorverformung ausreichend ausgebildet ist, wird der Prozeß durch eine abschließende thermisch eingeleitete berührungslose Strukturierung bis zu deren Vollendung weitergeführt. Eine sinnvolle Gestaltung ist darin zu sehen, daß ein Körper als Rohr mit einer Heizung versehen ist. Die Heizung wird in Richtung der Längs­ achse des Rohres mit Abständen nebeneinander angeordnet. Die durch die Heizung ausge­ bildeten Abstandsgrößen werden nicht mit Wärme in Berührung gebracht, ihre Ausgangs­ temperatur wird gehalten und die so gebildeten kalten Bereiche bleiben unverändert erhal­ ten. Erwärmte Bereiche werden nur unmittelbar unter der Heizung oder in Bereichen induktiver Wärmeerzeugung ausgebildet und bis zur Erreichung eines plastischen Zustands aufgeheizt. Durch dieses Aufheizen wird die Beulstrukturierung vorbereitet, die durch die Herstellung eines Vakuums im Innenraum des Rohres herbeigeführt wird. Die Erfindung weiterführend ist es vorteilhaft, daß der Wärmeeintrag durch die Heizung nur partiell vor­ genommen wird und zwischen den durch die Heizung erzeugten warmen Bereichen Abstän­ de ausgebildet sind, die durch die Wärmeeinstrahlung nicht beeinflußt werden. Diese Bereiche bleiben in ihrer ursprünglichen Festigkeit und Lage erhalten und bilden eine Stützgitterstruktur aus, zwischen dem die Strukturierung vorgenommen wird. Die Stützgit­ terstruktur prägt dabei die konvexen Zonen der Beulstrukturierung aus. Alternativ und er­ findungsgemäß ist festzustellen, daß bei einer Ausbildung einer Struktur mit Wölbungen die Bereiche der Stützgitterstruktur eine konkave Ausformung haben und der ursprüngli­ chen Kontur des Körpers folgen. Es ist eine vorteilhafte Verfahrensausbildung, wenn die Heizung berührungslos auf das Rohr einwirkend und stationär angeordnet ist. Damit wird vorausgesetzt, daß die Beulstrukturierung auf einem Rohrbereich in der Ausdehnung und dem Wirkbereich der Heizung aufgebracht wird. Nach Abschluß der Strukturierung in einem partiellen Bereich des Rohres wird die Heizung, in Richtung eines weiterhin zu strukturierenden Abschnittes der Heizung, auf deren Längsachse weiter bewegt. Es ist eine Verfahrensgestaltung, wenn die Heizung auf einem Support in Richtung der Längsmit­ tenachse des Rohres für den Beginn eines erneuten Heizvorganges für die Vorbereitung der Strukturierung verschoben werden kann. Eine alternativ zu verwendende Lösungsform ist es, wenn für die Verlagerung eines Strukturierungsvorganges an einem Rohr, dieses für eine erneute Erwärmung um die Erstreckung eines Abschnittes der Strukturierung in Rich­ tung seiner Längsachse an der Heizung entlang verschoben wird. Die Erfindung weiterfüh­ rend, gestaltet sich eine Lösung darin, daß die Erwärmung eines zu strukturierenden Kör­ pers, der als Rohr ausgebildet sein kann, mittels eines Wärmestromes vorgenommen wird, der als Heißgas ausgebildet wird, das Gas tritt dabei flächig auf die Gesamterstreckung der Oberfläche des zu strukturierenden Rohrabschnittes auf. Die für eine Ausbildung des Stütz­ gitters zu bildenden Abschnitte werden dabei durch eine Kühlung erzeugt, die in bestimm­ ten Bereichen die Erwärmung eingrenzt und die notwendige partielle Wärme der zu struk­ turierenden, wärmebeeinflußten Bereiche lediglich auf die mit Beulungen zu versehenen Bereiche einschränkt. Eine weitere sinnvolle Gestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die kalten Bereiche nur im Einflußbereich der Kühlung eingestellt werden, um in die­ sen Bereichen die radial aus dem Erhalten der ursprünglichen Festigkeit des Materials re­ sultierenden konvexen Strukturabschnitte zu erreichen, mit denen in der Form eines Stütz­ gitters die Formstabilität des strukturierten Bereiches erhalten wird. Die Erfindung führt sich dadurch vorteilhaft aus, daß die Strukturierung einer Materialbahn damit erreicht wird, daß diese Bahn über eine Matrize geführt und von der Oberseite eine Wärmestrah­ lung auf die Materialbahn geführt wird, deren Wärmestrahlen so ausgebildet sind, daß sie auf die Materialbahn partiell auftreffen. Die Wärmestrahlen sind so figuriert, daß sie auf die Materialbahn partiell auftreffen und mit den Konturen und Mittenachsen von Einsenku­ ngen achsgleich verlaufen, die in der Matrize angeordnet sind über welche die Material­ bahn geführt wird. Dabei wird die Bahn in den Bereichen, auf welche die Wärmestrahlen gerichtet sind aufgewärmt, in einen plastischen Zustand versetzt und durch das Einleiten von Vakuum in den Einsenkungen der Matrize mit einer Beulstruktur versehen. Sinnvoll ist die Erfindung ausgebildet, wenn das Vakuum in einer Sammelkammer in der Matrize über Verbindungskanäle mit den Einsenkungen verbunden hergestellt wird. Eine Form der Erfindung ist darin zu sehen, daß die flächig gehaltenen Bereiche der Oberfläche, die zwischen den Einsenkungen ausgebildet sind, nicht erwärmt werden und die Elastizität des Materials der Bahn erhalten bleibt. Vorteilhaft ausgebildet ist die Erfindung damit, daß die flächig gehaltenen Auflagenbereiche der Matrize, die zwischen den Einsenkungen erhalten sind, gekühlt werden und damit die Elastizität des Materials der Bahn sowie seine Festig­ keit beibehalten wird. Eine Form der erfindungsgemäßen Lösung folgend, sind die Einsen­ kungen in einer oder mehreren Reihen neben- und hintereinander auf der Matrize angeord­ net. Eine vorteilhafte Ausübungsform der Erfindung ist dadurch gestaltet, daß die Matrize mit flächig angeordneten Wärmestrahlen, wie Laser o. ä., beaufschlagt wird, die in Rich­ tung gegen die Oberseite der Matrize wirksam werden, auf welcher die Materialbahnen über den Einsenkungen angeordnet ist. Dabei wird zwischen der Wärmequelle und der Materialbahn eine Patrize angeordnet, die in ihrer Ausbildung die Matrize überdeckt und Öffnungen aufweist, die kongruent mit den Einsenkungen in der Matrize angeordnet werden, durch welche die Wärmestrahlen nur auf jene Bereiche auftreffen, die durch die Öffnungen der Patrize freigegeben werden. Mit dieser Maßnahme wird eine Erwärmung der Materialien nur in diesen offenen Bereichen erzielt. Nach erfolgter Erwärmung der Ma­ terialzonen bis in den plastischen Bereich, wird durch Beaufschlagung der Matrize mit einem Vakuum, die Materialbahn für eine Beulstruktur in die Einsenkungen der Matrize gezogen. Sinnvoll fortgeführt ist das Verfahren damit, daß die zwischen den Öffnungen der Patrize verbleibenden Materialanteile in ihren Konturen mit denen der Matrize gleich­ gestaltet und über der Materialbahn als Hitzeschirm ausgebildet sind. Damit werden die überdeckten Teile der Materialbahn vor den flächigen Strahlen der Heizung abgeschirmt. Das Verfahren ist damit vorteilhaft weitergeführt, daß die Patrize auf der Materialbahn als Niederhalter vorgesehen ist und die Matrize bei der Durchführung der Strukturierung der Wölbungsstruktur der Materialbahn mit Druck beaufschlagt wird und nach dem Erreichen eines plastifizierten Zustandes der Materialbahn im Bereich der Öffnung der Patrize durch einen in der Matrize erzeugten Druck der über eine Sammelkammer den Einsenkungen unter der Materialbahn mitgeteilt wird. Durch diesen Verfahrensschritt wird die Einarbei­ tung einer Wölbung in jede Öffnung der als Niederhalter funktionierenden Patrize durchge­ führt. Zum Weitertransport der Materialbahn in der Kontinuität der Zuführung eines neuen Strukturabschnittes wird die Patrize angehoben und die Materialbahn weitergeführt. Es ist sinnvoll nach der Erfindung, daß die Matrize durch eine Kühlung in einer gleichblei­ benden Temperatur gehalten wird. Über eine Kontaktkühlung kann damit eine notwendig werdende partielle Kühlung der Materialbahn erfolgen. Eine vorteilhafte Ausübungsform der Erfindung ist darin gebildet, daß die Materialbahn durch eine Druckkammer geleitet wird, die zwischen der Matrize und einer Abdeckung gebildet ist. Dabei wird im Bereich der Druckkammer zwischen der Matrize und der Abdeckung eine Materialbahn angeord­ net. In der Matrize, auf deren Oberseite, sind unter der Materialbahn Einsenkungen vorge­ sehen, die von dieser überdeckt werden. Die Materialbahn wird mit dem durch die Druck­ kammer strömenden Heißgas aufgeheizt, wobei das Heißgas die Materialbahn vollständig benetzend durch die Druckkammer geführt wird. Die flächige Benetzung führt zu einer gleichzeitigen ganzflächigen Wärmebeeinflussung der Materialbahn. Darum wird die Mate­ rialbahn in Bereichen außerhalb der Einsenkungen durch Kontakt mit der Matrize herunter­ gekühlt und in den Bereichen, in denen der Kontakt mit der Matrize hergestellt ist, eine Temperatur der Materialbahn eingestellt, welche unter dem Bereich der molekularen Veränderung der Materialstruktur liegt, denen die Materialbahn partiell ausgesetzt ist, die in den Bereichen die Matrize überdeckt, an denen die Materialbahn über deren Einsenkun­ gen liegt. Das Material wird in seinen ursprünglichen Eigenschaften erhalten und nur in den Bereichen der Einsenkungen einer Strukturierung zur Verfügung gestellt, die dadurch eingeleitet wird, daß das in der Druckkammer befindliche Heißgas unter einem Druck gehalten wird, der ausreicht, die Materialbahn im Bereich der Einsenkungen in eine Beulstrukturierung zu versetzen. Sinnvoll ausgeformt ist die Erfindung damit, daß die Ma­ trize mit einem Kühlmedium beauflagt und für eine Kontaktkühlung der Materialbahn ge­ kühlt wird. Die in den gekühlten Bereichen aufliegenden Teile der Materialbahn werden durch die Wärme des Heißgases in der Druckkammer in ihren Materialeigenschaften nicht beeinflußt, da die Kontaktkühlung so eingestellt ist, daß die Materialbahn partiell gekühlt werden kann. Die Erfindung ist ausgebildet, wenn auch die Materialbahn aus Stoffen wie Blech, Folien, Papier, Verbundwerkstoffen u.ä. thermisch verformbaren Stoffen ausgebil­ det wird. Dem Fachmann wird die Information vermittelt, daß für die Strukturierung der Körper und Bahnen mannigfaltige Formenarten Verwendung finden, welche durch Beulen, Wölbungen und Sicken gebildet sein können.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß das Verfahren für alle Werkstoffe zugänglich ist, die,thermisch beeinflußt, einer Strukturierung zugeführt werden können. Dazu werden ausgewählt folgende Erwärmungsarten für die Thermostrukturierung bevorzugt,

• - Wärmestrahlung kombiniert mit oder ohne Wärmekonvektion
• - Rein konvektive Beheizung durch Heißluft oder Beflammung
• - Beheizung mit Lasern, insbesondere bei der punktuellen Wärmebeeinflussung
• - Erwärmung durch elektromagnetische Induktion
• - Erwärmung durch Wirbelstrom-Induktion.

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen hervorgeht, werden insbesondere folgende mecha­ nisch wirkenden Techniken zur Unterstützung der thermischen Strukturierung bevorzugt, wobei die mechanische Unterstützung zur Vorbereitung der thermischen Strukturierung Anwendung finden bzw. zum Finnishen der endgültigen Ausformung der Struktur einge­ setzt werden kann. Grundsätzliche Technologien dabei sind bei dem nachlaufenden Einsatz der mechanischen Techniken Verbeulen, Tiefziehen und Walzen. Bei der vorherigen Anwendung mechanischer Unterstützung der thermischen Strukturierung erfolgt deren Einsatz vor der thermischen Beeinflussung der zu strukturierenden Bereiche durch ein Nachverbeulen, Nachwölben und Nachsicken. Die Erfindungsgemäße Lehre gestattet es in vorteilhafter Weise, Körper und Materialbahnen größerer Wand- oder Materialdicken schnell und einfach mit einer Strukturierung zu versehen. Die vorteilhafte Art und Weise wird dadurch realisiert, daß die Erwärmung der Körper und Materialbahnen in den Berei­ chen, die strukturiert werden sollen, dabei bis in den Bereich eines plastischen Zustandes geführt werden. Die so plastifizierten Bereiche setzen dem Verformungsdruck keinen oder nur einen geringeren Widerstand entgegen als die kalten Zonen und erlauben damit eine un­ komplizierte und schnelle Einbringung einer gleichmäßigen homogenen Beul- oder Wöl­ bungsstruktur.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Den Körper als Rohr ausgebildet in einer grundsätzlichen Anordnung zur Erzeu­ gung eines Vakuums für die Beulstrukturierung.

Fig. 2 Das Rohr nach Fig. 1 in einer Vorbereitungsphase zur Beulstrukturierung im Schnitt.

Fig. 3 Das Rohr nach Fig. 2 nach erfolgter Beulstrukturierung.

Fig. 4 Die Darstellung zur Aufheizung von Rohrabschnitten mit einem flächig wirken­ den Heizmedium.

Fig. 5 Eine Anordnung für die punktuelle Erwärmung von Materialbahnen entlang des Schnitts I-I in Fig. 6.

Fig. 6 Die Anordnung nach Fig. 5 in einer Draufsicht.

Fig. 7 Die Anordnung nach Fig. 5 mit einem Zusatz für die Durchführung der Struktu­ rierung im Schnitt.

Fig. 8 Die Anordnung für die Durchführung der Strukturierung mit einem aufgesetz­ ten Zusatz im Schnitt.

Fig. 1 zeigt ein Rohr 1 für die Vorbereitung einer Beulstrukturierung. Das Rohr 1 ist mit einer Heizung 4, die als Induktionsschleifen 8′ ausgebildet und mit einer Spannungsquel­ le 8 verbunden ist, umgeben. Die Induktionsschleifen 8′ sind auf dem Umfang das Roh­ res 1 vollständig umfassend mit seitlichen Abständen verteilt, wobei die Abstände so ausge­ wählt sind, daß zwischen den Bereichen, die durch die Heizung 4 umschlossen sind, nicht­ beheizte kalte Bereiche 3 gebildet sind. Damit ist die Längserstreckung des Rohres 1 in nicht beheizte kalte Bereiche 3 und im Abstand dazu in erwärmte Bereiche 2 aufgeteilt. Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, nehmen die erwärmten Bereiche 2 eine größere Erstreckung ein als die zwischen der Heizung 4 ausgebildeten kälteren Bereiche 3. Diese Aufteilung bildet die Voraussetzung für eine Strukturierung von Körpern, beispielsweise Rohren unter Einwirkung von Wärme. Aus der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß das Rohr 1 mit einer Beulstruktur 5 versehen werden soll. Dazu ist in dem Rohr 1 ein Vakuum anzule­ gen. Für die Erzeugung des Vakuums ist das Rohr 1 über eine Leitung 9; 10 mit einer Pumpe 11 für die Erzeugung eines Vakuums und einem Ventil 12 verbunden. Mit dem Ventil 12 wird nach Durchführung der Beulstrukturierung 5 im Innenraum des Rohres 1 der Normaldruck wieder hergestellt und die Einrichtung zur Vakuumer­ zeugung 9; 10; 11; 12 entfernt. Es ist selbstverständlich, daß auf der Gegenseite das Rohr 1 mit einem Verschluß 26 versehen ist.

Fig. 2 zeigt das Rohr 1 in einer Anordnung wie Fig. 1 als einen Teilabschnitt. Die Hei­ zung 4 ist auf dem Außendurchmesser in solchen Abschnitten verteilt, daß erwärmte Berei­ che 2 und dazwischen liegende kalte Bereiche 3 gebildet sind. Durch die Heizung 4 wer­ den die Bereiche 2 erwärmt. Die Erwärmung wird soweit fortgeführt, bis die Elastizität des Materials aufgehoben ist und in eine plastische Phase übergeht. Dabei behalten die kalten Bereiche 3 ihre feste Struktur und bilden ein Stützgitter. Durch das Erzeugen, des wie in Fig. 1 erläuterten Vakuums im Innenraum des Rohres 1, wird in den Zonen der erwärmten Bereich 2 die Beulstrukturierung vorgenommen. Die im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnten kalten Bereiche 3 behalten dabei ihre unveränderte Form, Festigkeit und Lage. Sie bilden zwischen der Beulstruktur 5 ein Stützgitter aus. Diese Stützgitter ermögli­ chen es, eine Beulstruktur herzustellen, ohne aufwendig separate Stützgittervorrichtungen in das Rohrinnere einzuführen, um die Beulstruktur 5 herstellen zu können. Es ist selbst­ verständlich und dem betrachtenden Fachmann nicht fremd, daß diese Stützgitter nach Abschluß des Strukturierungsvorganges aus dem Rohr 1 wieder entfernt werden müssen, und selbstverständlich mit erhöhtem technologischen Aufwand verbunden ist. Das techno­ logische Konzept und der apparative Aufwand läßt erkennen, daß es jetzt möglich ist, größere Abschnitte von Körpern, hier Rohre 1, mit einer Beulstruktur 5 zu versehen. Da es jetzt im Rahmen des Verfahrensregimes möglich ist, auf einem längeren Rohrstrang die Heizung 4, entlang der Längsmittenachse, in konzentrischer Lage bleibend, zu bewegen und im Rahmen einer Kontinuität die Strukturierung größerer Abschnitte vorzunehmen. Die Fig. 1; 2 und 3 zeigen, daß die Heizung durch partiell wirkende Einrichtungen zum Erwärmen der Bereiche 2, hier Induktionsschleifen 8′, vorgenommen wird. Das Verfahren gibt aber einen größeren Spielraum für die Anwendung von unterschiedlichen Heizmedien und läßt auch eine flächige Wärmestrahlung zu, ohne den verfahrensgemäß zu erhaltenden Effekt zu verringern. Fig. 4 zeigt dazu eine Anordnung zur Beulstruktur 5. Die Ausfüh­ rung zeigt ein Rohr 1, daß von allen Seiten gleichmäßig mit Wärme bestrahlt wird. Die zur Wärmestrahlung verwendeten Medien können mannigfaltiger Art sein und als Laser­ strahlen, Heißgasströmungen, Konvektionsstrahlungen ausgebildet sein. Im Ausführungs­ beispiel wird eine Heißgasströmung 7 verwendet, die auf die Rohroberfläche gerichtet ist. Damit dem technologischen Grundsatz gefolgt wird, die Erwärmung nur partiell im Be­ reich der Verformung durch Strukturierung vorzunehmen und kalte Zonen mit einer Stütz­ gitterfunktion zu verwenden, ist das Rohr 1 mit Kühleinrichtungen 6 versehen. Die Kühleinrichtung 6 ist auf der Oberfläche des Rohres 1 in konzentrischer Art, dessen Umfang folgend, angeordnet. Diese Anordnung erfolgt in bestimmten Abständen voneinan­ der, die durch die Festlegung der zu erwärmenden Bereiche 2 bestimmt sind. Die Kühlein­ richtungen 6 bilden durch diese Abstände zwischen sich Bereiche 2, auf welche die Heiß­ gasströmung 7 ungehindert auftreffen kann. Zur Erzeugung der kalten Bereiche 3 sind die Kühlschlangen der Kühlung 6 dicht an die Oberfläche des Rohres 1 angelegt, um Kühlver­ luste zu vermeiden und eine intensive Kühlung der Oberfläche in den kalten Bereichen 3 zu erhalten. Diese verfahrensgemäße Anordnung sichert eine intensive Erwärmung der Be­ reiche 2 und eine intensive Kühlung der Bereiche 3. Die Beulstrukturierung erfolgt mit dem gleichen Verfahrensregime wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt.

Das erläuterte Verfahrensregime sichert den großen technologischen Vorteil, daß eine Beulstrukturierung von Hohlkörpern, hier als Beispiel Rohre 1, vorgenommen werden kann, ohne daß eine Abstützung aus dem Innenraum mittels separater Stützvorrichtungen erfolgen muß. Es ist für den Fachmann leicht zu überschauen, daß das Verfahren zur Beulstrukturierung unter Einfluß von Wärme die Strukturierung von Hohlkörpern steuerba­ rer gestaltet und das Regime der berührungslosen Verformung beherrschbarer macht. Das erfindungsgemäße Verfahren, wie bereits erläutert werden konnte, muß nicht auf die Struk­ turierung von Hohlkörpern beschränkt bleiben.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung zur Beulstrukturierung 5 von Materialbahnen 15, die als Blech oder Folie ausgebildet sein können und aus den unterschiedlichsten Materialien wie Metall, Kunststoff, Verbundstoffen u.ä. bestehen können.

Fig. 6 zeigt die Anordnung nach Fig. 5 in einer Draufsicht. Die Anordnung besteht aus einer flächigen Matrize 13 auf der in einer bestimmten Anordnung Einsenkungen 16, eingearbeitet sind. Die Einsenkungen 16 sind derart auf der Matrize 13 angeordnet, daß sie bei der Verfahrensdurchführung im Zusammenwirken mit der Materialbahn 15 eine Strukturierung dieser Materialbahn 15 zulassen und gleichzeitig die Art und Weise der An­ ordnung der Strukturierung bestimmen. Gemäß Fig. 6 sind in zwei Reihen in vorbestimm­ ten Abständen Einsenkungen 16 vorgesehen. Die Einsenkungen 16 sind zentrisch mit achs­ gleich verlaufenden Kanälen 17 versehen. Über die Oberfläche der Matrize 13 werden die Materialbahnen darauf aufliegend geleitet und gelangen beim Übergleiten in den Bereich von Wärme- bzw. Heizstrahlen 14. Wie aus Fig. 6 zu erkennen, sind die Wärmestrahlen punktuell so ausgeformt, daß ihr Zentrum genau über dem Mittelpunkt der Einsenkung 16 zur Wirkung gelegen ist. Die Wärmestrahlen 14 sind in ihrer Form und in ihrem Quer­ schnitt der Abmessung und Form der Einsenkungen 16 kongruent und in der gleichen Art und Weise aufgeteilt, wie die Einsenkungen 16 auf der Matrize 13, so daß es hier zu einer intensiven partiellen Erwärmung der Bereiche der Materialbahnen 15 kommt, die heim Aufliegen auf der Matrize 13 in den Bereich über den Einsenkungen 16 angeordnet wor­ den sind. Ist die partielle Erwärmung der Materialbahn 15 in hinreichendem Maße bis zum Erreichen der Plastifizierungsgrenze erreicht, so wird durch die Einwirkung eines in den Einsenkungen erzeugten Vakuums das Material in die Einsenkung 16 gezogen und die Beulstruktur hergestellt. Die punktuelle Erwärmung wird selbstverständlich äußerst inten­ siv mit großer Wärmekonzentration auf die zu erwärmenden Bereiche vorgenommen, um die Randbereiche, die zwischen den Einsenkungen ausgebildet sind, nur wenig zu erwär­ men. Damit wird erreicht, daß beim Verfahrensschritt Strukturierung keine Verformung der außerhalb der Einsenkung befindlichen Zonen der Materialbahn 15 erfolgt. Zur Durch­ führung dieses Vorganges ist die Matrize 13 mit einer Sammelkammer 18 im unteren Teil versehen, die über Kanäle 17 mit den Einsenkungen 16 verbunden ist. Zur Regulierung des Luftdrucks bis zum Erreichen eines Vakuums ist eine Leitung 19 in die Sammelkam­ mer 18 der Matrize 13 eingeordnet. Für den Fachmann ist leicht erkennbar, daß die Erzeu­ gung eines Vakuums und das Erreichen übereinstimmender Vorgänge zwischen der Wärmestrahlung dem Erreichen eines plastischen Zustandes der Materialbahn 15 im Be­ reich der Einsenkung 16 und das rechtzeitige Erzeugen eines Vakuums ohne großen rege­ lungstechnischen Aufwand erreicht werden kann. Selbstverständlich wird im Verfahrensre­ gime die Matrize 13 stetig gekühlt, um die Einleitung von Streuwärme zu verhindern und den Strukturierungseffekt durch die punktuelle Einleitung von Wärmestrahlen 14 in die Materialbahn 15 zu sichern. Eine weitere Ausführungsart des Verfahrensregimes ist durch die Anordnung gemäß Fig. 7 dargestellt. Die Matrize 13 hat die wesentlichen Dimensio­ nen wie die Matrize 13 nach Fig. 5 und 6 und eine ähnliche Rasteraufteilung der Einsen­ kungen 16 wie dort dargestellt. Die Wärmestrahlung 14 erfolgt hier nicht punktuell, son­ dern ganzflächig. Damit würde, entgegen dem Grundgedanken des Verfahrensregimes, die gesamte Oberfläche der Materialbahnen 15 gleichmäßig erwärmt werden. Gemäß der aus­ gewählten Ausführungsart ist über der Materialbahn eine Patrize 20 angeordnet. Der Patri­ ze 20 sind mehrere Funktionen zugeordnet. Sie dient einmal als Schutz gegen Wärme­ strahlen, da sie den Wärmestrahlungen entgegengerichtet ist und zum anderen als Nieder­ halter, da sie über der Materialbahn 15 angeordnet ist und damit zwischen sich und der Matrize 13 die Materialbahn 15 haltend, diese gleichzeitig in ihrer Lage sichert, wenn die Strukturierung vorgenommen wird. Um eine direkte Wärmestrahlung auf das Material zu gewährleisten ist die Patrize 20 mit der Form der Matrize 13 kongruent gestaltet und im gleichen Raster wie deren Einsenkungen 16 mit Öffnungen 21 versehen, die bei der Ver­ fahrensdurchführung genau über den Einsenkungen 16, deren Konturen präzise folgend, eingeordnet sind. Dadurch sind die zu strukturierenden Teile der Materialbahn 15 den Wär­ mestrahlen 14 zugängig und die dazwischen liegenden Teile der Materialbahn 15 durch die Patrize 20 vor der Einwirkung der Wärmestrahlen abgedeckt. Hierdurch ist es möglich, die freiliegenden Materialbahnteile partiell, intensiv zu erwärmen und die bedeckten Teile kühl zu halten. Das Verfahrensregime ist weiter ausgestaltet, wenn der durch die Ab­ deckung erreichte Kühleffekt dadurch erhöht wird, daß die Patrize 20 zusätzlich gekühlt wird. Die Anordnung nach Fig. 7 läßt eine Strukturierung von Materialbahnen 15 über eine Beulstrukturierung und eine Auswölbungsstrukturierung zu. Bei der Beulstrukturierung wird wie bei den vorhergehenden Ausführungen dargestellt, in der Matrize 13 ein Vakuum erzeugt und damit die Materialbahn 15 im erwärmten plastischen Zustand, in Beulenform in die Einsenkung 16 gezogen. Das Verfahrensregime ist mittels dieser Anordnung um­ kehrbar. Dazu wird in die Matrize 13 Luft eingeleitet und die Materialbahn 15 im Bereich der Einsenkungen 16 in die Öffnungen 21 der Patrize 20 gewölbt. Wie bereits dargestellt, dient die Patrize 20 als Niederhalter und gestattet nur in ihren Öffnungen 21 ein Hinein­ wölben der erwärmten Teile der Materialbahn 15.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsart der thermischen Strukturierung von Materialbahnen wie Blechen und Folien. Die Matrize 13 ist für diese Variation der Anordnung im Verfahrens­ regime mit den im gleichen Raster angeordneten Einsenkungen ausgestattet. Über der Matrize 13 ist durch das Aufsetzen einer Abdeckung auf den Bereich, der von der Mate­ rialbahn 15 bedeckt ist, eine Druckkammer 23 gebildet. Die Druckkammer 23 wird mit heißer Luft beschickt und heizt die Materialbahn 15 auf. Um den Grundsatz des Verfah­ rensregimes weiter beizubehalten, plastische Zonen nur dort herzustellen, wo eine Struktu­ rierung erfolgen soll, wird die Matrize 13 intensiv gekühlt, um die außerhalb der Einsen­ kungen 16 gelegenen Bereiche Materialbahn 15 kühl zu halten und in einem festen, elasti­ schen Zustand beharren zu lassen, damit zwischen diesen Bereichen der Materialbahn 15 nur die Teile verformt werden, die über den Einsenkungen 16 durch die Einwirkung der Heißgasströmungen für eine Strukturierung zur Verfügung stehen. Die Druckkammer 23, bisher als Zuführungskanal für das Heißgas verwendet, wird jetzt mit Druck beaufschlagt und die Materialbahn 15 durch die Wärmebeeinflussung im Bereich der Einsenkungen 16, in einen plastischen Zustand versetzt, in die Einsenkungen 16 gedrückt. Es ist eindeutig er­ kennbar, daß hier eine Beulstruktur erzeugt wird. Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 8 läßt für den Fachmann die Information zu, daß eine oder mehrere der Einsenkungen 16 nicht kreisförmig, sondern lang ausgeführt sind, und die Ausbildung von Sicken in den Material­ bahnen 15 ermöglichen. Die technologischen Vorgänge sind gleich denen bei der Herstel­ lung von runden oder vieleckigen Beulen 5 oder Wölbungen 22. Selbstverständlich, und hier braucht es keiner separaten Erläuterung, ist nach Kenntnis des Verfahrens die Matri­ ze 13 gekühlt.

Bezugszeichenliste

1 Rohr
2 erwärmter Bereich
3 kalter Bereich
4 Beheizung
5 Beulstruktur
6 Kühlung
7 Heißgasströmung
8 Spannungsquelle
8′ Induktionsschleife
9; 10 Leitung
11 Pumpe
12 Ventil
13 Matrize
14 Wärmestrahl
15 Materialbahn
16 Einsenkung
17 Kanal
18 Sammelkammer
19 Leitung
20 Patrize
21 Öffnung
22 Wölbung
23 Druckkammer
24 Abdeckung
25 Nut
26 Verschluß
27 Stützgitterstruktur

Claims (28)

1. Verfahren zum Verformen von Körpern und Materialbahnen mit unterschiedlicher Wandausbildung durch eine Strukturierung, die mittels eingeformter Beulen und Wölbungen gestaltet ist, und durch Anwendung von Druck, der berührungslos oder durch den Druck eines Werkzeuges, erzeugt wird, hergestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Strukturierung zu versehenen Teilbereiche bestimmt und soweit erwärmt werden, daß sie einen Zustand verminderter Festigkeit erhalten, daß die Bereiche Drücken ausgesetzt und mit diesen verformt werden, wobei die nicht erwärmten Bereiche den Drücken widerstehen und ihre Festigkeit sowie ihre Lage und Form beibehaltend, zwischen denen die Strukturierung ausgebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die nicht erwärm­ ten Bereiche die bei der Verformung entstehenden Kräfte aufgenommen, die Körper und Materialbahnen damit in ihren Konturen stabil und konstant gehalten werden, eine Stützgitterstruktur ausgebildet wird, wodurch die Kräfte aus der Verformungsar­ beit der Strukturierung aufgenommen werden und die Verwendung einer Stützeinrich­ tungen vermieden wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwär­ mung der Bereiche flächig eingeleitet wird und die Bereiche, die keine Strukturierung erhalten sollen und eine stützende Wirkung ausüben, nicht erwärmt werden, indem sie mit Abdeckungen vor den Wärmestrahlungen abgeschirmt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwär­ mung der Bereiche, durch eine partielle Strahlung auf die zu verformenden Bereiche gerichtet, vorgenommen wird und die Wärmestrahlung auf die Ausbildung der gewünschten Strukturierung der zu verformenden Bereiche eingeschränkt und gerich­ tet ist.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erwärmung der Bereiche vorgenommen wird, bis eine Verminderung des Elastizitätsmodules des Materials mit den Faktoren im Bereich von 100-1000, angepaßt an die jeweiligen Eigenschaften der zu bearbeitenden Mate­ rialien, erreicht wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zu behandelnden Körper und Materialbahnen aus Kunststoff, Metall, Glas, Verbundstoffen oder Keramik gebildet und die Wärmestrahlung entspre­ chend den spezifischen Eigenschaften ausgewählt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die thermisch durch eine partielle Erwärmung eingeleitete Struktu­ rierung durch die Anwendung von Werkzeugen mit mechanischer Wirkung unter­ stützt und vollendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung durch den Einsatz von Werkzeugen mit mechanischer Wirkung begonnen, damit die Beulen sowie Wölbungen vorgeformt werden und nach einer Beendigung des vorformenden, mechanischen Prozesses dieser mit einer abschließenden, thermisch eingeleiteten, be­ rührungslosen Strukturierung, bis zu deren Vollendung weitergeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergenannten Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Körper als Rohr (1) ausgebildet, mit einer Heizung (4) verse­ hen ist, wobei die Heizung (4) in Richtung der Längsachse des Rohres (1) mit Abstän­ den nebeneinander angeordnet ist und durch die zwischen den Heizungen (4) gebilde­ ten Abstände nicht mit Wärme in Berührung gebracht und in ihrer Ausgangstempera­ tur gehalten werden, daß der so gebildete kalte Bereiche (3) erhalten bleibt und erwärmte Bereiche (2) nur unmittelbar unter der Heizung (4) ausgebildet und bis zum Erreichen eines plastischen Zustands aufgeheizt, für eine Beulstruktur vorbereitet werden, welche durch Herstellen eines Vakuums im Innenraum des Rohres (1) herbei­ geführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeeintrag durch die Heizung (4) nur partiell vorgenommen wird und zwischen den durch die Hei­ zung (4) erzeugten warmen Bereichen (2) Abstände ausgebildet werden, die durch die Wärmestrahlung nicht beeinflußt, in ihrer ursprünglichen Festigkeit und Lage verblei­ ben und eine Stützgitterstruktur (27) ausbilden, zwischen dem die Strukturierung (5) vorgenommen wird und die Stützgitterstruktur (27) die konvexen Zonen einer Beulstrukturierung (5) ausprägt.

11. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (4) berührungslos auf das Rohr (1) einwirkend und stationär angeordnet ist, daß die Beulstrukturierung (5) auf einem Rohrbereich in der Ausdehnung der Heizung (4) aufgebracht wird und nach dem Abschluß der Strukturierung (5) das Rohr (1) in der Heizung (4) in Richtung seiner Längsmittenachse in der Heizung (4) bewegt wird.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hei­ zung auf einem Support verschiebbar angeordnet in Richtung der Längsmittenachse des Rohres (1) nach Abschluß der Strukturierung (5) verschoben wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung der Strukturierung (5) auf dem Rohr (1) für eine erneute Erwärmung immer um die Erstreckung eines Abschnittes der Strukturierung (5) vorgenommen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des zu strukturierenden Körpers, auch als Rohr (1) ausgebildet, mittels eines Wärmestromes vorgenommen wird, der als Heißgasströmung (7) ausgebildet sein kann und das auf das Rohr (1) in der Gesam­ terstreckung des zu strukturierenden Abschnittes flächig auftrifft, daß im Bereich der Strukturierung (5) die Abstände zu den erwärmten Bereichen mittels Einrichtung für eine Kühlung (6) begrenzt werden und die für die Strukturierung (5) notwendige partielle Wärmebeeinflussung in den erwärmten Bereichen (2), zwischen den durch die Kühlung (6) erzeugten kalten Bereichen (3), eingeleitet werden kann.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kalten Bereiche (3) nur im Einflußbereich der Kühlung (6) eingestellt werden und in diesen Bereichen die radial aus dem Erhalten der ursprünglichen Festigkeit des Materials resultierenden konvexen Strukturabschnitte erreicht werden, mit denen in der Form eines Stützgit­ ters die Formstabilität der Strukturierung begründet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung einer Materialbahn (15) dadurch erreicht wird, daß die Materialbahn (15) über eine Matri­ ze (13) geführt und von der Oberseite eine Wärmestrahlung auf die Materialbahn (15) eingeleitet wird, deren Wärmestrahlen (14) so ausgebildet werden, daß sie auf die Ma­ terialbahn (15) partiell auftreffen, und mit den Konturen und Mittenachsen von Ein­ senkungen (16) achsgleich verlaufen, die in der Matrize (13) angeordnet sind und über die die Materialbahn (15) geführt wird, die in den Bereichen, auf welche die Wärmestrahlen gerichtet werden, aufgewärmt und durch das Einleiten von Vakuum in den Einsenkungen (16) mit einer Beulstruktur (5) versehen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung eines Vakuums in einer Sammelkammer (18) in der Matrize (13) durch Verbindungskanä­ le (17) mit den Einsenkungen (16) hergestellt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die flächig gehaltenen Bereiche der Oberfläche der Matrize (13), die zwischen den Einsenkungen (16) erhal­ ten sind, nicht erwärmt werden und die Elastizität des Materials der Bahn (15) erhal­ ten bleibt.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 16 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die flä­ chig gehaltenen Bereiche der Oberfläche der Matrize (13), die zwischen den Einsen­ kungen (16) erhalten sind, gekühlt werden und damit die Elastizität des Materials der Bahn (15) sowie seine Festigkeit beibehalten wird.

20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkungen (16) in einer oder mehreren Reihen neben- und hintereinander auf der Matrize (13) ange­ ordnet werden.

21. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (13) mit flächig angeordneten Wär­ mestrahlen beaufschlagt wird, die in Richtung gegen die Oberseite der Matrize wirk­ sam werden, auf welcher die Materialbahn (15) über den Einsenkungen (16) angeord­ net ist, daß zwischen der Wärmequelle und der Materialbahn (15) eine Patrize (20) angeordnet worden ist, die in ihrer Ausbildung die Matrize (13) überdeckt und Öffnungen (21) aufweist, die kongruent mit den Einsenkungen (16) in der Matri­ ze (13) angeordnet werden, durch welche die Wärmestrahlen nur auf jene Bereiche auftreffen, die durch die Öffnung (21) der Patrize (20) freigegeben werden und ein Erwärmen der Materialbahn (15) nur in diesen offenen Bereichen erzielt wird, daß nach erfolgter ausreichender Erwärmung bis in den plastischen Bereich durch Beauf­ schlagung der Matrize (13) mit einem Vakuum die Materialbahn (15) für eine Beulstruktur (5) in die Einsenkungen (16) der Matrize (13) gezogen wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Öff­ nungen (21) der Patrize (20) verbleibenden Materialanteile in ihren Konturen mit denen der Matrize (13) gleich gestaltet und über der Materialbahn (15) als Hitze­ schirm ausgebildet sind, und die überdeckten Teile der Materialbahn (15) vor den flächigen Strahlen der Heizung (4) abgeschirmt werden.

23. Verfahren nach den Ansprüchen 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Patri­ ze (20) auf der Materialbahn (15) als Niederhalter vorgesehen und die Matrize (13) bei der Durchführung der Strukturierung (5) für das Erhalten einer Wölbungsstruk­ turierung der Materialbahn (15) mit Druck beaufschlagt wird, daß nach dem Errei­ chen eines plastifizierten Zustandes der Materialbahn (15) im Bereich der Öffnun­ gen (21) der Patrize (20) durch einen in der Matrize (13) erzeugten Druck, der über eine Sammelkammer (18) den Einsenkungen (16) unter der Materialbahn (15) mitge­ teilt wird, eine Wölbung in jede Öffnung (21) der als Niederhalter funktionierenden Patrize (20) eingeformt, daß beim Weitertransport der Materialbahn (15) in der Konti­ nuität der Zuführung eines neuen Strukturierungsabschnittes die Patrize (20) angeho­ ben und die Materialbahn (15) weitergeführt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 21 und einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Matrize (13) durch eine Kühlung in einer gleichbleibenden Tempe­ ratur gehalten wird.

25. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Materialbahn (15) durch eine Druckkammer (23) geleitet wird, die zwischen der Matrize (13) und einer Abdeckung (24) gebildet ist, daß im Bereich der Druckkammer (23), zwischen der Matrize (13) und der Abdeckung (24) die Material­ bahn (15) angeordnet wird und in der Matrize (13) auf deren Oberseite, unter der Ma­ terialbahn (15), Einsenkungen (16) vorgesehen sind, die von der Materialbahn (15) überdeckt werden, welche mit dem durch die Druckkammer (23) strömenden Heißgas aufgeheizt wird, wobei das Heißgas die Materialbahn (15) vollständig benetzend, durch die Druckkammer (23) geführt wird, daß die Benetzung zu einer flächigen Wärmebeeinflussung der Materialbahn (15) führt, die in den Bereichen außerhalb der Einsenkungen (16) durch die Berührung mit der Matrize (13) heruntergekühlt wird und in den Bereichen, in denen der Kontakt mit der Matrize (13) hergestellt ist, eine Temperatur der Materialbahn (15) eingestellt wird, welche unter dem Bereich der mo­ lekularen Veränderungen der Materialstruktur liegt, wodurch das Material in seinen ursprünglichen Eigenschaften erhalten wird und nur in den Bereichen der Einsenkun­ gen (16) einer Strukturierung zur Verfügung steht, die dadurch eingeleitet wird, daß das in der Druckkammer (23) befindliche Heißgas unter einen Druck gehalten wird, der ausreicht, die Materialbahn (15) im Bereich der Einsenkung (16) in eine Beulstrukturierung (5) zu versetzen.

26. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (13) mit einem Kühlmedium beaufschlagt, zur Kühlung der Materialbahn (15) in Kontakt gebracht wird, und die in den gekühlten Bereichen auf­ liegenden Teile der Materialbahn (15) durch die Wärme des Heißgasstromes in der Druckkammer (23) in ihren Materialeigenschaften nicht beeinflußt werden.

27. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchführung des Verfahrens alle Stoffe, wie Bleche, Folien, Papier, Verbundwerk­ stoffe u.ä. thermisch verformbaren Stoffe, als Hohlkörper und Materialbahnen, auch mit größeren Wandstarken ausgebildet, verwendet werden.

28. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß für die Strukturierung (5) der Körper und Bahnen mannigfaltige Formenarten Verwendung finden, welche durch Beulen, Wölbungen und Sicken gebildet sind.