DE19826813A1 - Werkzeugmatrize - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmatrize (1) für eine Werkzeugmaschine (2) zur Herstellung eines geformten, flächigen Werkstücks (12, 23) mit einer aus Oberflächenstrukturelementen (16) bestehenden Wirkfläche (13), die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Werkzeugmatrize (1) aus jeweils ein Oberflächenstrukturelement (16) nachbildenden Teilmatrizen (7) besteht, die seitlich zusammengefügt in ihrer Gesamtheit die Wirkfläche der Werkzeugmatrize (1) bilden. DOLLAR A Die Erfindung beschreibt ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Werkzeugmatrize (1) sowie ein Verfahren zum Aufbringen einer Oberflächenstruktur (8) auf einer Oberfläche (17) zweier mit einer gemeinsamen Berührungsfläche zu einem Werkstückpaar (23) verbundener flächiger Werkstücke mit Hilfe einer Werkzeugmatrize (2) mit einer aus Oberflächenstrukturelementen (16) bestehenden Wirkfläche (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmatrize für eine Werkzeugmaschine zur Herstellung eines geformten, flächigen Werkstücks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, umfassend eine aus Oberflächenstrukturelementen bestehenden Wirkfläche.

Die Erfindung betrifft ferner ein Dach bzw. eine Gebäudewandverkleidung hergestellt mit einer Werkzeugmatrize nach dem Oberbegriff der Ansprüche 16 bzw. 18. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Werkzeugmatrize für eine Werkzeugmaschine zur Herstellung eines geformten, flächigen Werkstücks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20, umfassend eine aus Oberflächenstrukturelementen bestehenden Wirkfläche. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufbringen einer Oberflächenstruktur auf einer Oberfläche zweier mit einer gemeinsamen Berührungsfläche zu einem Werkstückpaar verbundener flächiger Werkstücke mit Hilfe einer Werkzeugmatrize nach dem Oberbegriff des Anspruchs 28, umfassend eine aus Oberflächenstrukturelementen bestehenden Wirkfläche.

Aus der Praxis sind Werkzeugmatrizen bekannt, mit denen großflächige Profilteile hergestellt werden, und die als umformendes Werkzeug entsprechenden Werkzeugmaschinen wie Pressen oder Hämmer, Walz- oder Biegemaschinen oder ähnlichen Maschinen (umformende Werkzeugmaschinen) eingebaut sind. Die Werkzeuge solcher Maschinen haben die Aufgabe, auf den Oberflächen einer Platte oder eines meist flächig ausgestalteten Werkstückes eine Oberflächenstruktur aufzubringen. Die auf das Werkstück aufgebrachte Oberflächenstruktur besteht meist aus vielen Mustern oder Oberflächenstrukturelementen. Für das Aufbringen der vorgesehenen Oberflächenstruktur wird eine Negativform der Werkstück­ oberfläche als Werkzeug hergestellt. Das Werkzeug wird damit zu einer Matrize mit einer Wirkfläche, die mit einer von der Werkstückgröße abhängigen Kraft auf die Oberflächen des Werkstückes eine entsprechende Oberflächenstruktur erzeugt.

Die Herstellung einer großflächigen Werkzeugmatrize erfordert einen erheblichen Fertigungsaufwand, da dieses Teil in einem aufwendigen Fertigungsaufwand. Die Oberflächenstruktur Matrize wird meist aus einem Metallblock in einem aufwendigen Fräsverfahren herausgearbeitet. Jede neue Losgröße mit einer auch geringfügig veränderter Oberflächenstruktur bedingt eine erneute Herstellung einer neuen Werkzeugmatrize. Eine Weiterverwendung in anderen Losgrößen oder bei anderen Fertigungsaufträgen ist meist nicht möglich. Bei einer modernen Teileherstellung werden heute in der Fertigungstechnik teilweise Losgrößen von nur wenigen Stückzahlen gefordert, teilweise sogar nur Losgröße 1. Die Herstellung der Matrize erfordert einen hohen Investitionsaufwand, der insbesondere bei großflächigen Werkzeugmatrizen wesentlich die Herstellungskosten des Werkstück erhöhen. Der Hauptkostenfaktor für eine solche Fertigung mit geringen Stückzahlen ist die Herstellung eines die Losgröße bestimmenden Werkzeugmatrize, die für jeden Fertigungsvorgang neu hergestellt werden muß.

DE-Fachbuch "Werkzeugmaschinen Band 1, Maschinenarten, Bauformen und Anwendungsbereiche", VDI-Verlag, Düsseldorf 1988, Seite 110 bis 111 zeigt eine Reckwalzmaschine als Profil-Längs- oder Querwalz­ maschine, die in Schmiedestraßen zum Vorrecken von Gesenkschmiede­ werkstücken eingesetzt wird. Als Werkzeug dienen paarweise auf Walzen angeordnete und leicht auswechselbare Walzsegmente, in die eine Negativform des Werkstückes eingravierbar ist. Für das Walzen in mehreren Umformschritten werden die notwendigen Walzsegmentpaare nebeneinander auf den Walzen angeordnet. Über eine Werkstückzuführungsanordnung werden vorgewärmte Werkstücke nacheinander in die verschiedenen Walzsegmentformen eingebracht. Für jeden Umformschritt ist ein separates Walzsegment notwendig, welches auf unterschiedlichen Walzen angeordnet ist. Jede Walze ist damit eine flächige und großvolumige Werkzeugmatrize. Trotz der Segmentanordnung der Walzenformteile ist bei einer Änderung einer Oberflächenstruktur des zu bearbeitenden Werkstückpaares ein Auswechseln einer oder mehrerer Walzen notwendig.

DE-A-27 25 239 zeigt ein Bearbeitungsverfahren zur Herstellung einer Oberflächenstruktur eines Daches oder einer Gebäudewandverkleidung mit Hilfe einer Werkzeugmatrize, die als Matrizen- oder Formpaar ausgeführt ist. Das Dach oder die Verkleidung besteht aus zwei in Form eines Sandwiches zusammengefügten, plattenförmigen Rohlingen, denen in einem umformendem Fertigungsverfahren durch eine Werkzeugmatrize eine Oberflächenstruktur aufgeprägt wird. Die Sandwichanordnung wird durch eine Walzenpaar fest miteinander verschweißt und anschließend zwischen dem Matrizenpaar eingefügt und von diesem fest aufeinander gepreßt. Die Oberflächenstruktur auf dem Plattenpaar wird dadurch erreicht, daß zwischen den Berührungsflächen der beiden Rohlinge ein expandierendes Fluid eingeführt wird, wodurch an den Teilen, die nicht erhaben sind, eine Oberflächenstruktur auf der Oberfläche der beiden Rohlinge entsteht. Für die Bearbeitung eines Teilepaares ist jedoch jeweils eine entsprechende Werkzeugmatrize oder eine Werkzeugmatrizenpaar herzustellen. Das bekannte Bearbeitungsverfahren ist jeweils nur bei kleinflächigen Teilen, die zu einem kompletten Dach oder einer Verkleidungswand zusammengefügt werden, sinnvoll anwendbar. Großflächige Teile, wie die komplette Herstellung einer ganzen Dachfläche oder einer ganzen Verkleidungswand für eine Gebäudewand in einem Herstellungs­ verfahren, benötigen einen erhebliche Aufwand für die Herstellung des Matrizenwerkzeuges. Die Wiederverwendung einer Matrize für ein Dach oder eine Gebäudewandverkleidung mit einer anderen Oberflächenstruktur ist bei dem bekanntem Bearbeitungsverfahren nicht vorgesehen. Ein mit dem Bearbeitungsverfahren hergestelltes Dach oder eine Gebäudewandverkleidung wird damit sehr teuer und meist unrentabel in der Herstellung.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Werkzeugmatrize nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist, sowie ein Bearbeitungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20 anzugeben werden, das flexibel einsetzbar ist und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 28 anzugeben, das rentabel und kostengünstig in der Herstellung ist.

Die Aufgabe wird bei der eingangs genannten Werkzeugmatrize erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Werkzeugmatrize aus mehreren ein Element nachbildenden Teilmatrizen besteht, die seitlich zusammengefügt in ihrer Gesamtheit die Wirkfläche der Werkzeugmatrize bilden. Die Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren zur Herstellung einer Werkzeugmatrize erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 20 dadurch gelöst, daß eine ein Oberflächenstrukturelement nachbildende Teilmatrize hergestellt wird, daß die Teilmatrize entsprechend einer Anzahl der vorhandenen Oberflächenstrukturelemente vervielfältigt wird, und daß die hergestellten Teilmatrizen seitlich zueinander angeordnet werden in der Art, daß eine Gesamtheit der Oberflächenstrukturelemente der Wirkfläche der Werkzeugmatrize entspricht.

Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren zum Aufbringen einer Oberflächenstruktur auf ein Werkstückpaar mit Hilfe der Werkzeugmatrize erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 28 dadurch gelöst, daß die Werkzeugmatrize in einem unteren und oberen Maschinentisch einer Werkzeugmaschine eingebaut wird, das Werkstückpaar mit seinen zu bearbeitenden Oberflächen in eine Wirkfläche der beiden Werkzeugmatrizen gebracht wird, die beiden Werkzeugmatrizen auf die jeweilige Oberfläche des Werkstückpaares aufgepreßt und in dieser Stellung fest verriegelt werden, und daß in einem auf einen der Oberflächen des Werkstückpaares angeordneten Anschlußstutzen ein Expansions-Fluid mit einem solchen Druck zwischen den Berührungsflächen des Werkstückpaaares so eingebracht wird, daß die Oberflächen des Werkstückpaares in die Wirkfläche der Matrize dauernd auch nach Druckabfall eingedrückt bleiben und zwischen den Berührungsflächen Hohlräume entstehen, in denen das Fluid gesammelt und ein Austreten durch Abdichten der Anschlußstutzen verhindert wird.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmatrize ermöglicht es, ein geformtes flächiges Werkstück mit aus Oberflächenstrukturelementen beste­ henden Strukturoberfläche kostengünstig herzustellen. Die Herstellungskosten der Matrize werden gegenüber herkömmlichen Matrizen erheblich reduziert. Die Werkzeugmatrize besteht aus mehreren seitlich angeordneten Teil­ matrizen, die in ihrer Gesamtheit die Wirkfläche der Werkzeugmatrize bilden. Anstelle einer durch ein aufwendiges Fräsverfahren aus einer Platte herge­ stellten, großflächigen und einstückigen Matrize mit einer aufwendigen Herstel­ lung und Oberflächenbearbeitung werden kleine Teilelemente hergestellt. Diese Teilmatrizen werden dann so zusammengefügt, daß ihre Gesamtheit der Wirkfläche der Werkzeugmatrize entsprechen. Durch diese Anordnung werden beliebig viele unterschiedliche Strukturelemente zusammengefügt und in anderer Zusammensetzung in weiteren Fertigungsaufträgen zu anderen Ober­ flächenstrukturen wieder verwendbar. Die Werkzeugmatrize ist damit flexibel anwendbar. Bei Verschleiß einer Teilmatrize wird die entsprechende Teilmatrize ausgewechselt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es möglich, eine "modulartige" Teilmatrizenlagerung mit entsprechenden Struktur­ elementen aufzubauen und anzulegen, wobei dann die Teilmatrizen aus einem Lager entnommen und entsprechend einer gewünschten Oberflächenstruktur eines Werkstückes zusammengestellt werden. Die Organisation und Lagerung einer solchen "modularen Werkzeugspeichers" ist auch bei modernen Steuerungstechniken und Speicherungsmöglichkeiten von Werkzeug­ maschinen in einer flexiblen Fertigung realisierbar. Die erfindungsgemäße Werkzeugmatrize ist für alle Umformverfahren, wie Druckumformen, Zugumformen und Schubumformen verwendbar. Ferner ist es für die Massiv­ umformung wie Stauchen, Schmieden und Walzen geeignet. Die erfindungs­ gemäße Werkzeugmatrize weist gegenüber den bestehenden Werkzeug­ matrizen erhebliche Vorteile auf und ist vorteilhaft mehrfach verwendbar.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Werkzeugmatrize aus mehreren Teilmatrizen läßt sich in fertigungstechnisch günstiger Weise sehr kostengünstig realisieren. Es ist lediglich notwendig, eine ein Oberflächenstrukturelement nachbildende Teilmatrize einmal in einem Fertigungsverfahren herzustellen. Auf Grund der kleineren Abmessung einer Teilmatrize kann die Herstellung durch ein Urformverfahren wie Gießen oder einem ähnlichem Verfahren hergestellt werden. Eine Teilmatrize hat gegenüber einer Gesamtmatrize meist eine kleinere Wirkfläche und eine geringeres Volumen als eine Gesamtmatrize. Somit ist deren Herstellung und deren Lagerung einfacher und kostengünstiger als eine großvolumige Herstellung, Bearbeitung und Lagerung der Gesamtmatrize. Eine Teilmatrize wird dann entsprechend der Anzahl der benötigten Oberflächenstrukturelemente durch Kopierverfahren so oft hergestellt und zur Verfügung gestellt, wie es die Oberflächenstruktur des Werkstücks erforderlich macht. Die einzelnen Teilmatrizen werden dann wie in einem Baukastensystem so zusammengestellt, daß sie in ihrer Gesamtheit der Wirkfläche der Werkzeugmatrize entsprechen.

Wenn in diesem Zusammenhang von Herstellen einer Teilmatrize die Rede ist, schließt dieses selbstverständlich auch das sog. Generieren von Oberflächenstrukturelementen durch CNC- Programmier und Steuergeräte aus Oberflächenstrukturelemente in Form von "finiten Teilelementen" an einem externe Programmierplatz oder direkt an einer entsprechenden CNC- Bearbeitungsmaschine mit ein. Auf einer Eingabeeinrichtung eines solchen Programmiergerätes wird ein Teilelemente mit einem entsprechenden Oberflächenstrukturelement durch Programmierung an einem Bildschirm erzeugt, oder es wird aus einem Speichervorrat entnommen und zur Verfügung gestellt. Solche Verfahren sind in der Fertigungstechnik als graphische, dynamische Prozeßsimulation bekannt. Bei diesem Verfahren werden durch Kopierverfahren auf dem Bildschirm entsprechend der gewünschten Gesamtoberfläche des Werkstückes die einzelnen Teilmatrizen als Steuerprogramm generiert und anschließend als Vorlage einer Ablaufsteuerung für die Erstellung entweder der Teilmatrize oder der Gesamtmatrize bei einer Urformmaschine verwendet. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist damit auf CNC gesteuerte Fertigungsabläufe übertragbar und anwendbar. Damit werden die Rüstzeiten solcher Fertigungsabläufe bei einer Losgrößenänderung reduziert. Damit ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für eine Werkzeugmatrize auch bei modernen flexiblen Fertigungsverfahren mit einer CNC-Teilefertigung anwendbar.

Die Wirkfläche der Werkzeugmatrize besteht vorteilhaft aus mehrfach wiederholten, gleichen Strukturelementen. Eine solche regelmäßige Oberflächenstruktur wird in der Praxis sehr oft gefordert und hergestellt. Die Werkzeugmatrize besteht für diese vorteilhafte Anordnung aus mehreren, gleichen Strukturelementen. Es muß lediglich nur jeweils eine Teilmatrize hergestellt oder aus einem Lager- oder Speichervorrat bereit gestellt werden und entsprechend der Anzahl der Strukturelementen vervielfältigt werden. Falls eine Teilmatrize defekt wird, wird sie ausgetauscht und durch eine andere Teilmatrize ersetzt. Für eine solche Anordnung ist es weiter vorteilhaft, wenn jede Teilmatrize lösbar fest sowohl mit ihrer Nachbarmatrize als auch mit der Werkzeugmaschine verbunden ist.

Für das Herstellungsverfahren einer solchen Teilmatrize ist es vorteilhaft, wenn jede Teilmatrize an ihren Seiten durch lösbare Verbindungselemente mit ihrer Nachbarmatrize und der Werkzeugmaschine verbunden wird. Solche lösbaren Verbindungselemente sind beispielsweise Klammern, mit denen jeweils zwei Teilmatrizen so fest miteinander verbunden sind, daß in dem Zwischenraum keinerlei Material oder andere Teile eindringen können, diese jedoch durch eine entsprechende Vorrichtung von ihrer Nachbarteilmatrize wieder gelöst werden können. Zur Vermeidung von Zwischenräumen an den seitlichen Verbindungsstellen der einzelnen Teilmatrizen ist es ferner vorteilhaft, wenn diese Steilen mit einem ggf. lösbaren Überdeckungsfalz überdeckt werden.

Die Werkzeugmatrize besteht aus einem Material, mit dem Werkstücke aus Metall, Keramik oder Mineralwerkstoffen bearbeitet werden können. Die Bearbeitung solcher Werkstücke erfordert ein bestimmtes Material mit einer entsprechenden Härte, die durch bestimmte Werkstück-/­ Maschinenparameter festgelegt ist. Ein solches Material bedingt ggf. eine entsprechende mechanische oder thermische Vorbehandlung und Nachbehandlung des Werkstückes vor und nach seiner Bearbeitung durch die Werkzeugmatrize.

Die Gesamtheit der Teilmatrizen ist vorteilhaft umfangmäßig an ihrer, der Wirkfläche abgewandten Seite von einer Halterung umfaßt, die mit der Werkzeugmaschine verbunden ist. Die Werkzeughalterung kann als Teil einer Walzenhalterung, einer Freiformhalterung, einer Gesenkformhalterung oder eine andere Form einer Halterung für das Eindrücken oder Durchdrücken eines Werkstückes ausgebildet sein, wobei die Gesamtform vollständig mit Teilmatrizen ausgefüllt ist.

Beim Druckumformen mittels eines gegeneinander arbeitenden Walzenpaares können die Halterung mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmatrize vorteilhaft auf der Oberfläche jeder Walze angeordnet werden. Damit werden Profilwalzanordnungen erheblich verbessert und können flexibler verwendet werden. Anstelle eines Wechsel des kompletten Walzenpaares oder einer Walze ist lediglich ein Wechsel von Teilmatrizen auf der Walzenoberfläche erforderlich.

Die Teilmatrizen der Werkzeugmatrize in der Halterung können vorteilhaft im Inneren eines offenen Kasten mit einem Kastenrand angeordnet werden, der in ungefährer Verlängerung der Wirkfläche der Werkzeugmatrize angeordnet ist. Solche Werkzeughalteranordnungen sind insbesondere bei Pressen anwendbar, sie können vorteilhaft sowohl bei der Warm- als auch bei der Kaltumformung eingesetzt werden. Dies gilt insbesondere auch für Spindelpressen, Exzenter- oder Kurbelpressen, Kaltpressen oder hydraulische Pressen. Bei diesen Anordnungen ist die Halterung mit den integrierten Teilmatrize bei den ausführenden Stößeln in einer Führung angeordnet, wie Schwalbenschwanzführung, Prismenführung oder Rechteckflachführung oder Rundführung. Eine ähnliche Anordung ergibt sich auch beim Stanzen oder ähnlich arbeitenden Umformmaschinen.

In dem Kasten sind die Teilmatrizen nebeneinander und untereinander versetzt in einer Reihe angeordnet. An den seitlichen Umfangsflächen des Kastens werden vorteilhaft Randteilmatrizen angeordnet. Diese sind so geformt, daß die Gesamtheit der Teilmatrizen den Kasten vollständig ausgefüllt. Der Kastenrand ist vorteilhaft als Niederhalterung für eine Presse oder Stanzmaschine ausgebildet. Dieser Niederhalterung wird durch eine Gegenvorrichtung so festgehalten, daß der Zwischenraum mit den Werkzeugmatrizen zwischen der Niederhalterung durch Druck von oben oder von unten verformt werden kann.

In Zusammenhang mit einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Werkzeugmatrize auch in kombiniert ablaufenden Fertigungsverfahren vorteilhaft anwendbar, bei dem ein Fügevorgang mit einem Umformvorgang zusammen abläuft. Dies gilt insbesondere für flächig geformte Werkstücke, die aus zwei plattenförmigen Rohlingen bestehen, wobei die Außenflächen der zu einem Sandwich zusammengefügten Rohlingen jeweils mit einer Oberflächenstruktur versehen werden sollen. Die beiden Rohlinge werden zunächst durch Rollnähten oder auch Schweißnähte durch Punktschweißungen fest miteinander zu einem Paar verbunden. Die erfindungsgemäße Werkzeugmatrize wird bei einer solchen Werkstückpaarung vorteilhaft in einer ortsfesten Werkzeugvorrichtung einer hydraulischen Presse eingebaut, die einen oberen und unteren Maschinentisch aufweist, und von denen mindestens ein Tisch zum Zwecke der Werkstückeinführung beweglich ist. Auf jedem Maschinentisch ist eine oberer und unterer Werkzeugmatrize mit den erfindungsgemäß angeordneten Teilmatrizen angeordnet. Als Veriegelungsmechanismen kommen in diesem Zusammenhang Keiltriebe in Frage. Nach Einführung der Werkstücke zwischen beide Maschinentische werden beide Tische durch den Verriegelungsmechanismus ortsunbeweglich gemacht. Über Anschlußstutzen, die auf der Oberfläche der plattenförmigen Rohteile angeordnet sind, wird ein Druck zwischen den Rohlingen aufgebaut, der als Stempel die beiden Oberflächen der Rohlinge in die Wirkfläche der oberen und unteren Matrize drückt. Durch Einstellen des Innendrucks wird bei dem Werkstückpaar örtlich die Streckgrenze überschritten und entsprechend der Matrize die gewünschte Ziehtiefe durch Druckerhöhung des Fluids erreicht. Je nach gewünschter Oberflächenstruktur und Materialstärke werden Drücke von 5 bis 100 bar benötigt. Der Maschinentisch muß dementsprechend dimensioniert werden, daß dies Umformkräfte aufgenommen werden können. Dieses hydraulische Bearbeitungsverfahren ist vorteilhaft dann anwendbar, wenn zwischen den Werkstückpaaren ein Hohlraum hergestellt wird und gleichzeitig eine Oberflächenstruktur aufgebracht werden soll. Beispiele solcher Werkstücke sind Absorber, Wärmetauscher oder Verdampfer, wobei in dem Hohlraum eine Kollektoranordnung vorgesehen ist, in der ein Fluid zur Wärmeübertragung strömt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft auch in einer flexiblen Fertigung mit geringen Losgrößen und sogar bei unterschiedlichen Oberflächenstrukturen anwendbar.

Solche mit einer strukturierten Oberfläche versehene Werkstücke und mit einem zwischen der Paarung angeordnetem Hohlraum können damit in einem sehr vorteilhaften und günstigen Herstellungsverfahren in einem Fertigungsgang hergestellt werden. Dies gilt insbesondere für großflächige Werkstückpaarungen, die eine großflächige Werkzeugmatrize benötigen, wobei die Gesamtheit die Oberflächenstrukturelemente eine Ausdehnung von mindestens 16 m² umfaßt und eine Kantenlänge von mindestens 4 m aufweist. In einer solchen Größe wird das Werkstück insbesondere als komplettes Dach, Dachhälfte oder als Wand eines Gebäudes verwendet. Mit der Werkzeugmatrize wird auf der nach außen gerichteten Fläche des zu bearbeitenden Werkstückes eine aus Dachziegel geformte Oberflächenstruktur durch ein formgebendes Bearbeitungsverfahren aufgebracht. Dadurch bekommt ein solches Dach oder eine solche Gebäudefassade die Struktur und das übliche Aussehen eines Daches bzw. einer Fassade, so daß eine solche Wand oder eine solche Dachhälfte ohne Beeinträchtigung der Ästhetik den üblichen, andersartigen Dächern oder Wänden angepaßt ist. Zur Verbesserung der optischen Gestaltung der Werkstückoberfläche kann die Oberfläche zusätzlich noch durch entsprechend optisch auffallende Strukturen oder durch gezielte Beimischung von Farbstoffen bei der Herstellung noch vorteilhafter der Umgebung angepaßt werden.

Damit die Gesamtheit der Oberflächenstrukturelemente umfangmäßig eine gleiche Begrenzungslinie aufweist, sind an den Rändern der Werkzeugmatrize Randteilmatrizen angeordnet, die jeweils in der Reihe der Teilmatrizen am Rand angeordnet sind. Durch diese Anordnung sind die Reihen der Teilmatrizen von Reihe zu Reihe jeweils versetzt angeordnet und nur mit der jeweils übernächsten Reihe identisch. Eine Reihe von Teilmatrizen ist daher zum Rand durch eine Randmatrize ergänzt. Jede Randteilmatrize hat eine seitliche Ausdehnung, die der Hälfte einer Ausdehnung einer Teilmatrize entspricht.

Diese Anordnung der Werkzeugmatrize ist vorteilhaft anwendbar, wenn jedes Oberflächenstrukturelement einer Werkzeugmatrizen einen Dachziegel eines Daches oder Teil einer Gebäudewandverkleidung nachbildet, und durch die Gesamtheit der Oberflächenstrukturelemente ein komplettes Dach bzw. die Gebäudewandverkleidung auf dem Werkstück nachformbar ist, wodurch das Werkstück von einer Oberfläche eines konventionellen Daches oder einer Gebäudewand nicht zu unterscheiden ist. Wie bei einem Ziegeldach mit gleichen Ziegel wird ein Werkstück in der Größe einer kompletten Daches oder einer Dachhälfte als Einheit hergestellt. Hierzu wird das entsprechende Negativ der erforderlichen Aufkantung - jeweils zur Hälfte an den Kanten - als Werkzeugmatrize mit Teilmatrizen hergestellt. Auf diese Weise sind großflächige Dachplatten mit unterschiedlichen Ziegel herstellbar.

In besonders vorteilhafter Weise lassen sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Werkzeugmatrizen insbesondere komplette Solardächer oder Solarwände herstellen. Dies geschieht vorteilhaft in der bereits oben beschrieben ortsfesten Werkzeugvorichtung der hydraulischen Presse. Der durch die Bearbeitung zwischen den Werkstückpaaren vorhandene Hohlraum wird zweckmäßigerweise als Hohlraum für eine in der Dachoberfläche integrierten Kollektoreinrichtung verwendet. Der bereits auf dem Werkstückoberfläche angebrachte Anschlußstutzen für das Einbringen des Expansionsfluids wird später dazu benutzt, um Fluidflüssigkeit für die Wärmeabführung in den Hohlräumen zu füllen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der nachfolgen Beschreibung zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1a) zeigt eine Detaildarstellung der Erfindung.

Fig. 2a) und 2b) zeigen schematisch Vorderansichten und Seitenansichten einer hydraulischen Presse mit einer erfingungsgemäßen Werkzeugmatrize.

Fig. 3) zeigt perspektivisch eine Absorberplatte in der Verwendung als Solardach, die mit der Werkzeugmatrize nach Fig. 1 bearbeitet wurde.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 5a) bis l) zeigen Draufsichten von weiteren Ausführungen der Erfindung.

Fig. 6 zeigt schematisch ein Herstellungsverfahren für ein Bauelement zur Verkleidung von Dach- oder Wandflächen eines Gebäudes.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmatrize 1, die z. B. in einer nicht dargestellten umformenden Werkzeugmaschine 2 (Fig. 2a), Fig. 2b)) als Stößel oder Gesenk einer hydraulisch betätigten Presse angeordnet ist. Die Anordnung ist in einem Kasten 3 integriert mit einem Kastenrand 4, der als Werkzeughalterung 6 (Fig. 2a)), Fig. 2b)) oder in ähnlicher Funktion der Werkzeugmaschine angeordnet sein kann. Die Werkzeugmatrize 1 nach Fig. 1 zeigt ferner mehrere gleiche Teilmatrizen 7, die, seitlich aneinander angeordnet, als Ganzes eine gleiche, wiederholte negative Oberflächenstruktur 8 eines (nicht dargestellten) zu bearbeitenden Werkstückes 12 (Fig. 3) nachformt. Eine Teilmatrize 7 hat in der Fig. 1 eine sechseckförmige Oberfläche als Wirkfläche 13, die ein entsprechendes Strukturelement 16 (Fig. 3) auf einer Werkstückoberfläche 17 (Fig. 3) formt. Aufgrund der Regelmäßigkeit der Oberflächenstruktur 8 ist lediglich ein sechseckförmiger Teilmatrizenkörper 7 durch ein Urformverfahren wie Gießen, Sintern oder einem ähnlichem Verfahren herzustellen und entsprechend der Anzahl der benötigten Teilmatrizenelemente zu vervielfältigen. Die Wirkfläche 13 jedes Teilelements 7 ist in der Darstellung gem. Fig. 1 nach oben gerichtet. Drückt die Werkstückmatrize 1 von oben auf eine Werkstückoberfläche 17, so werden Strukturen erzeugt, die erhaben aus der Werkstückoberfläche herausragen (Fig. 3). Wird mit der Werkszeugmatrize 1 von unten gegen das Werkstück 12 (Fig. 3a)) gedrückt, wird eine entsprechende gegenförmige Oberflächenstruktur 8 geformt. Die einzelnen Teilmatrizen 7 sind seitlich aneinander angeordnet und füllen das Innere des Kastens 3 vollständig aus. An den Kastenrändern 4 sind Randteilmatrizen 18 angeordnet, die in der Fig. 1 die Hälfte der seitlichen Ausdehnung der übrigen Teilmatrizen besitzt. Jeder Teilmatrize 7 ist fest, aber lösbar, mit ihren seitlichen Berührungsflächen 19 mit ihrer Nachbarteilmatrize durch Klammern 20 (siehe Fig. 1a) verbunden, so daß jede Teilmatrize 7 auswechselbar angeordnet ist. Damit die seitlichen Berührungsflächen 19 der Teilmatrizen 7 untereinander und mit dem Kastenrand 4 gegen eindringende Fremdpartikel abgedichtet sind, werden diese Berührungsflächen 19 mit einem abnehmbaren Falz 35 (Fig. 1a) überdeckt.

Fig. 2a) und 2b) zeigen eine Vorder- und Seitenansicht einer hydraulischen Presse 2 mit einem Werkzeug, das als Werkzeugmatrize 1 verwendet wird. Die in Fig. 2a und 2b) dargestellte Presse 2 dient zur hydraulischen Formgebung von dicht verschweißten Blechteilen, z. B. zur Herstellung von Absorbern, Wärmetauschern oder Verdampfern. Die Werkzeugmatrize 1 dieser Anordnung arbeitet im Prägeverfahren, d. h. die Werkzeuge der Maschine sind nahezu ortsfest angeordnet. Ein typischer Absorber oder Verdampfer besteht aus zwei Blechen 23 (Fig. 3), die üblicherweise vor dem Verschweißen in einem Zieh- oder Prägewerkzeug die gewünschte Formgebung erhalten haben. Die beiden ebenen Bleche 23 werden außen, z. B. durch Rollnähte 24 (Fig. 3) oder auch durch Laserschweißen dicht verschweißt. Der Blechkörper 23 zeigt einen auf einer Seite des Bleches eingeschweißten Anschlußstutzen 25 (siehe Fig. 3), mit denen ein Fluid eingebracht wird, mit dem später das Prägeverfahren der beiden Bleche 23 vollzogen wird. Der so vorbereitete, ebene Blechkörper 23 wird in eine Werkstückzuführung 26 der Presse 2 eingelegt, die einen oberen und unteren Maschinentisch 40, 41 besitzt, von dem mindestens ein Tisch zum Zwecke einer Werkstückbeschickung beweglich sein muß. An jedem Maschinentisch 40, 41 ist eine obere und untere Werkzeugmatrize 1 befestigt, die mit ihren Wirkflächen 13 senkrecht auf jeweils eine Seite des Blechkörpers 23 wirken. Der Maschinentisch ist in einem Maschinenständer 27 der Presse 2 integriert. Die Presse 2 ist so ausgebildet, daß sie die beim Prägeverfahren auftretenden Umformkräfte aufnehmen können. Nach dem Einführen des Blechpaares wird das Matrizenpaar 1 geschlossen. Über eine hydraulische Druckanlage 38 wird über einen Anschlußstutzen 25 Fig. 3) am verschweißten Blechteil 23 ein hydraulischer Druck P aufgebracht, so daß die beiden Werkzeuge der Presse 2 mit den integrierten Matrizen 1 als Stempel wirken und das obere und untere Blech in die jeweilige Form der Matrize 1 gedrückt wird. Durch Einstellen des Innendruckes P wird die Streckgrenze des Metalls örtlich überschritten und entsprechend der Matrize 1 wird die gewünschte Tiefe erreicht, wobei je nach Formgebung ein Druck von 5 bis 100 bar notwendig werden kann.

Fig. 3) zeigt Absorberplatte 43, die mit einer Anordnung entsprechend Fig. 2a) und 2b) hergestellt worden ist. Die Absorberplatte 43 wurde aus einem Blechpaar 23 hergestellt und mit einer Oberflächenstruktur 8 versehen, die dachziegelförmig gestaltet ist, so daß die Oberfläche 17 der Absorberplatte 43 von einem gewöhnlichen Dach eines Gebäudes oder einer Gebäudewandverkleidung nicht zu unterscheiden ist. Jedes Oberflächenstrukturelement entspricht einer Teilmatrize 7 und bildet einen Dachziegel 5 nach, wobei eine Teilmatrize 7, wie oben schon beschriebenen, jeweils nur einmal hergestellt und vervielfältigt wurde und zusammen zu einer Werkzeugmatrize 1 zusammengestellt wurde. Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß zwischen beiden Absorberplatten 23 ein Hohlraum 15 angeordnet ist, der durch das oben beschriebene Prägeverfahren hergestellt (siehe Fig. 2a) und 2b)) wurde und zur Führung eines Fluids oder einer Kollektoreinrichtung 9 verwendbar ist. In einem Randbereich der Absorberplatte 43 ist links ein Anschlußstutzen 25 dargestellt, in den das Expansionsfluid eingeführt wird, mit dem die beiden Absorberplatten gegen die Wirkfläche 13 der Werkzeugmatrize 1 nach oben bzw. nach unten gedrückt werden können. Fig. 3 zeigt ferner Verbindungsstellen 24, mit denen die beiden Platten fest miteinander verbunden sind, so daß ein Fluid nicht zwischen den beiden Werkstückteilen ausweichen kann. Die Oberflächenstruktur 8 der Absorberplatte 43 zeigt auf der in der Fig. 3 nach oben und nach unten gerichteten Seite unterschiedliche Strukturelemente, d. h. es für die Oberseite 45 ist eine andere Teilmatrize herzustellen als für die Unterseite 46, wobei beide Teilmatrizen 7 entsprechend der benötigten Gesamtzahl vervielfältigt werden müssen.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine durch eine Wirkfläche 13 einer großflächigen Werkzeugmatrize hergestelltes plattenförmiges Werkstückes mit einer anderen Oberflächenstruktur 8', die aus mehreren, gleichen Strukturelementen zusammengesetzt ist. Die Oberfläche eines Werkstückes soll eine Dachziegelstruktur erhalten, so daß das fertige bearbeitete Teil als komplettes Dach 44 für ein Gebäude verwendet werden kann. Jede Teilmatrize 7 ist so geformt, daß sie einem Dachziegel 5 des Daches 44 eines Gebäudes nachgeformt ist, und von üblichen Dachziegeln nicht zu unterscheiden ist. Solche großflächigen Bauelemente 47 entsprechen der Fläche eines üblichen Giebeldaches eines Gebäudes, so daß das mit der Werkzeugmatrize hergestellte Teil zur Verkleidung von Dachflächen für eine komplette Dachabdeckung Verwendung findet.

Fig. 5a) bis l) zeigen Draufsichten von weiteren Ausführungen der Erfindung ähnlich einer Ausführung der Fig. 4. Dargestellt sind in den einzelnen Figuren verschieden geformte Dachabdeckungen 22 mit unterschiedlichen Dachziegel 5. Die verschiedenen Darstellungen von Dachabdeckungen 22 zeigen, daß ein solches Bauelement zur Verkleidung aller möglichen regionalen Dachformen und Dachabdeckungen geeignet ist. Mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmatrize ist jede beliebige Dachfläche, welche mit Dachziegel abgedeckt ist, nachbildbar. Als Teilmatrize 7 ist lediglich jeweils nur ein Element herzustellen. Solche Teilmatrizen 7 können Elemente in einem Speicher einer CNC-Fertigungsanlage entweder generiert oder daraus entnommen werden und entsprechend den Anforderungen entweder von einer CNC Steuerung als Ablaufsteuerung für die Herstellung der Teilmatrize oder der Gesamtmatrize eingesetzt werden.

Fig. 6 zeigt schematisch ein Herstellungsverfahren mit unterschiedlichen Fertigungsstationen für ein Bauelement 47 zur Verkleidung von Dach- oder Wandflächen eines Gebäudes. Dargestellt ist die Herstellung des Bauelements 47, das aus zwei (oben und unten dargestellten) Platten mit einer zwischen den Platten angeordneten Kollektoreinrichtung 9 besteht, und wobei die Kollektoreinrichtung 9 auf einer der Außenfläche abgewandten Fläche des Abdeckteils als Hohlraum 15 angeordnet ist. Die beiden Fertigungsabläufe A und B für die Herstellung der beiden Platten sind als parallell ablaufender Fertigungsablauf von links nach rechts dargestellt.

Als Ausgangs- oder Rohmaterial 28 für die Herstellung der Platten 10, 11 ist ein bandförmiges Material 39 in Form eines Bleches vorgesehen, das auf jeweils einer Rolle 29 aufgewickelt ist, und dem Herstellungsverfahren für das Bauelement beigestellt wird. In einer speziellen Vorrichtung 30 wird dieses Bandmaterial abgerollt und einem ersten formgebenden Fertigungsverfahren zugeführt. Dies ist in der Darstellung als Fertigungsstation 31 dargestellt, in der die beiden Bänder 39 parallel und synchron bearbeitet werden. In dieser Station werden die beiden Bänder 39 jeweils zu plattenförmigen Teilen 10, 11 mit einer entsprechend strukturierten Oberfläche geformt.

Die Fertigungsstation 31 ist als bandbreit wirkende Presse 2 dargestellt, die auf ein entsprechend gestaltetes Gegenstück 34 das oben liegende Teil treppenförmig 35 und das unten liegende Teil dreieckförmig 36 formt. Als Werkzeug für diese Oberflächenbearbeitung wird die erfindungsgemäße Werkzeugmatrize verwendet. Die Formgebung der Oberfläche geschieht durch ein Prägeverfahren, das in der Figurenbeschreibung von Fig. 2a und 2b) bereits beschrieben wurde. In dieser Fertigungsstation können die beiden Teile zusätzlich, was nicht dargestellt ist, oberflächenbeschichtet oder chromatisiert werden, oder es erfolgt eine Galvanisierungsauflage im Taktverfahren. Zusätzlich kann durch weitere bekannte Beschichtungsverfahren das Wärme- oder Reflexionsverhalten des Teils beeinflußt werden.

Die mit ihren Oberflächen so strukturierten Bänder werden anschließend einer Montage-Fertigungsstation 33 zugeführt. Die Ausgestaltung der Profilierung der oberen bzw. der unteren Platte durch das Prägeverfahren in der Station 31 bildet einen Hohlraum mit einer auf der Oberfläche des Blechpaares sich erstreckenden Kanalführung. In diesem Hohlraum kann, entweder vor der Verbindungsstation in der Fertigungsstation 33 oder anschließend nach erfolgter Verbindung der beiden Platten, zusätzlich noch eine Kollektoreinrichtung 9 eingebaut werden. Die Kollektoreinrichtung 9 wird in einer Montagestation bereit gestellt und anschließend in den Fertigungsablauf A, B eingeführt.

Die beiden ablaufenden Bänder und die zwischen diesen angeordnete Kollektoreinrichtung 9 werden anschließend einer weiteren Fertigungsstation 48 zugeführt. Diese arbeitet als Fügevorrichtung, in der beispielsweise eine aus der Praxis bekannte bandbreite Portalschweißmaschine mit bandbreit ausgelegten oder nacheinander wirksamen Punktschweißzylindern die beiden plattenförmigen Teile so verbindet, daß die Hohlräume 15 von den beiden Platten 10, 11 eingeschlossen werden. An der Verbindungsstelle 14 werden die beiden Teile miteinander vernietet oder zusammengeschweißt. Alternativ ist dies auch durch eine Lötvorrichtung als Verbindungsstelle 14 realisierbar.

Nach dem Fügevorgang durch die Fertigungsstation 48 werden die beiden plattenförmige Teile 10, 11, die bisher als ablaufendes, zusammenhängendes Band 39 in dem Bearbeitungsablauf abliefen, in einer weiteren Fertigungsstation 37 auf die für das Bauelement vorgesehene Länge und Breite zugeschnitten.

Wie aus dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren ersichtlich, läuft der gesamte Fertigungsablauf fast ganz automatisiert ab. Die einzelnen Fertigungsstationen können entsprechend einer automatisierbaren Fertigungsstraße parallel oder hintereinander angeordnet sein. Zusätzlich können Prüfstationen für Dichtigkeit und Qualitätsanforderungen, wie sie heute in einem Fertigungsprozeß üblich sind, das Herstellungsverfahren für ein zu bearbeitendes Werkstück verbessern. Das Herstellungsverfahren kann zusätzlich noch Teil eines automatierten Herstellungsverfahrens für eine Gebäude sein, welches separat in einer Fabrik hergestellt wird. Ein Dach eines solchen Fertighauses wird dann entsprechend dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellt und komplett auf das Fertighaus montiert.

Claims (30)

1. Werkzeugmatrize für eine Werkzeugmaschine zur Herstellung eines geformten flächigen Werkstücks, umfassend eine aus Oberflächenstrukturelementen bestehenden Wirkfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmatrize (1) aus jeweils ein Oberflächenstrukturelement (16) nachbildenden Teilmatrizen (7) besteht, die seitlich zusammengefügt in ihrer Gesamtheit die Wirkfläche der Werkzeugmatrize (1) bilden.

2. Werkzeugmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkfläche (13) aus mehrfach wiederholten gleichen Strukturelementen (16) besteht.

3. Werkzeugmatrize nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilmatrize (7) lösbar fest sowohl mit ihrer Nachbarmatrize als auch mit der Werkzeugmaschine (2) verbunden ist.

4. Werkzeugmatrize nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Teilmatrizen (7) auswechselbar ist.

5. Werkzeugmatrize nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmatrizen (7) aus einem Material bestehen, mit dem Werkstücke aus Metall, Keramik oder Mineralwerkstoffe bearbeitet werden können.

6. Werkzeugmatrize nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Teilmatrizen (7) an ihren der Wirkfläche (13) abgewandten Seiten umfangmäßig von einer Halterung (6) umfaßt sind, die mit der Werkzeugmaschine (2) verbunden ist.

7. Werkzeugmatrize nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (6) aus mindestens einer Walze oder einem gegeneinander arbeitenden Walzenpaar besteht.

8. Werkzeugmatrize nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung als zur Werkstückoberfläche (17) offener Kasten (3) ausgebildet ist, dessen Inneres durch die Teilmatrizen (7) gefüllt ist, wobei ein zum Werkstück (12) gerichteter Kastenrand (4) in ungefährer Verlängerung der Wirkfläche (13) der Werkzeugmatrize (1) angeordnet ist.

9. Werkzeugmatrize nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kastenrand (4) als Niederhalterung der Werkzeugmaschine (2) ausgebildet ist.

10. Werkzeugmatrize nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (3) als Stößel-/Gesenkanordnung oder einer ähnlich beweglichen Werkzeugpaarung einer Werkzeugmaschine (2) ausgeführt ist.

11. Werkzeugmatrize nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Teilmatrizen (7) aus zwei in der Werkzeugmaschine feststehendes und mit ihren Wirkflächen gegeneinander wirkenden Maschinentischen (40, 41) besteht, mit einer längs den Wirkflächen angeordneten Trennungsfuge, in der ein Werkstückpaar (23) bearbeitbar ist, das aus zwei fest mit einer gemeinsamen Berührungsfläche verbundene Rohlingen besteht, wobei durch eine Vorrichtung (38) ein Expansions-Fluid zwischen der Berührungsfläche der beiden Tische (40, 41) einbringbar ist, wodurch längs der Berührungsflächen des Werkstückpaares (23) Hohlräume (15) anordenbar sind, und die Werkstückoberfläche (17) durch die jeweilige Wirkfläche (13) der Werkzeugmatrize (1) verformbar ist.

12. Werkzeugmatrize nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Oberflächenstrukturelemente (16) eine Ausdehnung von mindestens 16 m² aufweist und eine Kantenlänge von mindestens 4 m aufweist.

13. Werkzeugmatrize nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Oberflächenstrukturelemente (16) von Randteilmatrizen (18) umfaßt sind, die jeweils an gegenüberliegenden Randseiten der Werkzeugmatrize (1) angeordnet sind und bei versetzter Reihenanordnung der Teilmatrize (7) eine für jede Teilmatrizenreihe gleiche seitliche Abgrenzung festlegen.

14. Werkzeugmatrize nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Randteilmatrize (18) jeweils in einer Reihe von Teilmatrizen (7) eine Breite aufweist, die der Hälfte der seitliche Ausdehnung einer Teilmatrize entspricht, die in der folgenden oder vorherigen Reihe angeordnet ist.

15. Werkzeugmatrize nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Oberflächenstrukturelement (8) einen Dachziegel (5) eines Daches (44) oder eine Gebäudewandverkleidung nachbildet, und durch die Gesamtheit der Oberflächenstrukturelemente ein komplettes Dach (44) bzw. die Gebäudewandverkleidung auf dem Werkstück nachformbar ist, wodurch das Werkstück von einer Oberfläche eines konventionellen Daches (44) oder einer Gebäudewand nicht zu unterscheiden ist.

16. Dach, hergestellt mit einer Werkzeugmatrize nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch ein plattenförmiges Bauteil (47), auf dem ein mehrfach wiederholtes, gleiches Oberflächenstrukturelement (16) angeordnet ist, das durch ein formgebendes Fertigungsverfahren (31) herstellbar ist.

17. Dach nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die Verwendung als Solardach, wobei das plattenförmige Bauteil (47) für einen Anschluß von Fluiden ausgebildete Kollektoreinrichtung (9) und eine mit den Strukturelementen (16) versehene Außenfläche eines Bauelementes (47) für einen Wärmeübergang zwischen der Kollektoreinrichtung und der Außenwelt nutzbar ist.

18. Gebäudewandverkleidung, hergestellt mit einer Werkzeugmatrize nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch ein plattenförmiges eines Bauteil (47) auf dem ein mehrfach wiederholtes, gleiches Oberflächenstrukturelement (16) angeordnet ist, das durch ein formgebendes Fertigungsverfahren (31) herstellbar ist.

19. Gebäudewandverkleidung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch die Verwendung als Solarwand, wobei das plattenförmige Bauteil (47) für einen Anschluß von Fluiden ausgebildete Kollektoreinrichtung (9) und eine mit den Strukturelementen (16) versehene Außenfläche eines Bauelementes für einen Wärmeübergang zwischen der Kollektoreinrichtung (9) und der Außenwelt nutzbar ist.

20. Verfahren zur Herstellung einer Werkzeugmatrize für eine Werkzeugmaschine zur Herstellung eines geformten flächigen Werkstückes, umfassend eine aus Oberflächenstrukturelementen bestehenden Wirkfläche, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• 1. Herstellen einer ein Oberflächenstrukturelement nachbildenden Teilmatrize (7),
• 2. Vervielfältigen der Teilmatrize entsprechend einer Anzahl der vorhandenen Obeflächenstrukturelemente (16),
• 3. Seitliches Anordnen der hergestellten Teilmatrizen in der Art, daß eine Gesamtheit der Oberflächenstrukturelemente (16) der Wirkfläche der Werkzeugmatrize (1) entspricht.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein graphisches Simulationsverfahren in einem NC-Programmiergerät ein Oberflächenstrukturelement (16) generiert oder einem Speicher entnommen wird, daß mit Hilfe einer CNC-Steuerung auf einer NC- Bearbeitungsmaschine die Teilmatrize (7) hergestellt, entsprechend der Anzahl der Teilmatrizen vervielfältigt, und die Gesamtheit der Teilmatrizen (7) als Ablaufprogramm für die Herstellung der Werkzeugmatrize (1) auf der Bearbeitungsmaschine verwendet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilmatrize (7) an ihren Seiten durch lösbare Verbindungselemente (20, 21) mit einer Nachbarmatrize und der Werkzeugmaschine verbunden wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Teilmatrizen (7) an ihren von der Wirkfläche (13) abgewandten Seiten in eine Gesamtform (3) angeordnet werden, die Teil der Werkzeugmaschine (2) ist, und die Gesamtform (3) vollständig mit den Teilmatrizen (7) ausgefüllt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtform (3) in eine Werkzeughalterung (6) der Werkzeugmaschine (2) befestigt wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmatrizen (7) nebeneinander und untereinander versetzt in einer Reihe angeordnet werden, wobei durch Randteilmatrizen (18) die Gesamtform (3) vollständig aufgefüllt wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmatrizen (7) auf dem Umfang einer Walze bzw. einem gegeneinander arbeitenden Walzenpaar angeordnet werden, das als Werkzeug der Werkzeugmaschine (2) eingesetzt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmatrizen in einer Werkzeughalterung (6) in der Weise eines Stößels, Gesenks oder einer ähnlich beweglichen Werkzeugpaarung (40, 41) einer umformenden Werkzeugmaschine (2) verlagert wird.

28. Verfahren zum Aufbringen einer Oberflächenstruktur auf einer Oberfläche zweier mit einer gemeinsamen Berührungsfläche zu einem Werkstückpaar verbundener flächiger Werkstücke mit Hilfe einer Werkzeugmatrize, umfassend eine aus Oberflächenstrukturelementen bestehenden Wirkfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Werkzeugmatrize (1) in einem unteren und oberen Maschinentisch (40, 41) einer Werkzeugmaschine (2) eingebaut wird,
• 2. das Werkstückpaar (23) mit seinen zu bearbeitenden Oberflächen (17) in eine Wirkfläche (13) der beiden Werkzeugmatrizen (1) eingebracht wird,
• 3. die beiden Werkzeugmatrizen (1) fest auf die jeweilige Oberfläche (17) des Werkstückpaares (23) aufgepreßt und in dieser Stellung gehalten werden,
• 4. und daß in einem auf einem der Oberflächen (17) des Werkstückpaares (23) angeordneten Anschlußstutzen (25) ein Expansions-Fluid mit einem solchen Druck (P) zwischen den Berührungsflächen des Werkstückpaaares (23) eingebracht wird, daß die Oberflächen (17) des Werkstückpaares (23) in die Wirkfläche (13) der Matrize (1) dauernd, auch nach Druckabfall (P), eingedrückt bleiben und zwischen den Berührungsflächen Hohlräume (15) entstehen, in denen das Fluid gesammelt und ein Austreten durch Abdichten der Anschlußstutzen (25) verhindert wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkfläche (13) der Werkzeugmatrize (1) gegenüber der Umgebung mit einem Abdichtmittel abgedichtet wird, und jedes Oberflächenstrukturelement (16) durch Teilmatrizen (7) der Werkzeugmatrizen (1) zusammengestellt wird.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenstrukturelemente (16) jeweils Dachziegel (5) oder Gebäudewandelemente auf das Werkstückpaar (23) aufprägen, die von einer Oberfläche (17) eines konventionellen Daches oder einer Gebäudewand nicht zu unterscheiden sind.