DE2259403A1 - Halbzeug oder bauteil aus blech und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Halbzeug oder bauteil aus blech und verfahren zu deren herstellung

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Dipl.-Ing· W. Beyer Dipl.-Wirbach.-Ing, B. Jochem
6 Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Str.
Anra. :
Bennes Marrel
Une Societe Anonyme Franeaise
Rue Pierre Copel
Saint-Etienne (Loire) Frankreich
Halbzeug oder Bauteil aus Blech und Verfahren zu deren Herstellung.
Die Erfindung bezieht sich auf Halbzeug oder Bauteile aus Blech und metallischem Flachmaterial und Verfahren, zu deren Herstellung.
Normalerweise bestehen Bauteile aus Blech aus einer einzigen soliden Lage. Am weitesten verbreitet sind Konstruktionen aus Stahlblech. Zur Herstellung eines belasbbaren, tragfähigen Bauteils, wie z.B.· eines Fahrzeugkörpers, eines Kippbehälters für ein als Kipper bezeichnetes Fahrzeug, · eines Containers oder dergleichen muß jeweils ein der Belastung entsprechendes Material mit einem bestimmten Widerstandsmoment, also mit bestimmter Stärke gewählt werden,, Damit liegt auch das Gewicht pro m fest, und es ist unmöglich, das Gesamtgewicht des Bauteils zu reduzieren, solange man bei der herkömmlichen Blechbauweise bleibt«, Diese wirkt sich besonders nachteilig bei Conbainern oder Kippern aus, weil dor-t das Gewicht des Blechbehälters das LohrgewLcht des Fahrzeugs beträchtlich erhöht und das Lade-
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gewicht entsprechend klein hält.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Blechkonstruktionen rührt daher, daß in Fällen, wo nur auf einer Seite spezielle chemische oder physikalische Eigenschaften eines bestimmten, verhältnismäßig teueren Materials gebraucht werden, z.B. eine hohe Abriebfestigkeit oder chemische Korrosionsbeständigkeit, notwendigerweise das ganze Bauteil aus diesem Material bestehen musste, so daß dessen Preis sehr hoch war·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen und Halbzeug oder Bauteile aus Blech zu schaffen, welche bei einem bestimmten Widerstandsmoment leichter sind und auf beiden Seiten aus verschiedenem Material bestehen können.
Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Halbzeug oder Bauteile gelöst, welche im Querschnitt aus wenigstens zwei mit Zwischenabstand angeordneten, über eine mit Hohlräumen ausgebildete Zwischenlage verbundenen Blechen besteht.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Verbindung der Bleche über auf deren Oberfläche ausgebildete Vorsprünge, Rippen oder dergleichen durch z.B. Verschweißen oder Verkleben. Als Schweißverfahren kommt z.B. das sogenannte Buckelschweißen in Frage. Hierbei werden die beiden zu verbindenen Bleche unter eine Schweißpresse mit großen, flachen Elektroden gebracht. Das erhitzte Metall verschweißt an den Kontaktstellen zwischen den beiden Blechen, aleo an deren Vorsprüngen, Rippen oder dergleichen, wodurch die feste Verbindung hergestellt wird.
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Bei einer anderen bevorzugten praktischen Ausführung der Efindung ist nur eines von zwei zu verbindenden Blechen mit Yorsprüngen oder dergleichen ausgebildet, während das andere Blech beidseitig flach ist»
Als verbindende Zwischenlage mit Hohlräumen zwischen den zu verbindenden Bleehen kann in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung auch ein Stahlnetz, Stahlgewebe oder ein Stahlblechstreifen mit wabenförmiger Struktur dienen, der zwischen zwei flache Bleche eingelegt wird, wonach diese drei Schichten, z.B. durch Verschweißen, miteinander verbunden werden.
In allen Fällen werden innerhalb der zusammengesetzten Metallblechkonstruktionen wabenformige oder anders geformte Hohlräume ausgebildet, während die Außenflächen entsprechend der Funktion des Bauteils normalerweise glatt bleiben.
Es ist offensichtlich, daß es gemäß der Erfindung.auch möglich ist, zwei Bleche aus verschiedenem Material miteinander zu verbinden, und dadurch auf beiden Seiten verschiedene Oberflächeneigenschaften auszunutzen.
Audi die besonderen Eigenschaften der die inneren Hohlräume bildenen Zwischenlage können für bestimmte Zwecke ausgenutzt werden. Z.B. kann eine Zwischenlage aus Schaumkunststoff Verwendung finden, wenn es gilt, schlag- oder stoßartige Belastungen zu dämpfen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: - ·
309825/ίΊ 33 .
% 2, 3,
4 und 5 vereinfachte perspektivische Schnittansicht en von fünf verschiedenen Ausführungen miteinander verbundener Metallbleche gemäß der Erfindung,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines bemaßten
normalen Stahlblechs, weiche's als Vergleichsgrundlage für ein Berechnungsbeispiel dient,
Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Blechaufbau gemäß der Erfindung, ebenfalls mit eingetragenen Maßen für eine Vergleichsrechnung,
Fig. 8 und 9 weitere Ausführungsbeispiele von Blechkonstruktionen gemäß der Erfindung mit einer Zwischenlage aus Schaumkunststoff.
Die Blechkonstruktion nach Fig. 1, welche insgesamt mit
1 bezeichnet ist, besteht aus einem beidseitig glatten Blech 2 und einem Blech 3» welches auf einer Oberfläche mit Rippen 4· ausgebildet ist. Nachdem das Blech 2 auf die Rippen 4- aufgelegt worden ist, werden die beiden Bleche
2 und 3 miteinander verschweißt.
Fig. 2 zeigt eine zusammengesetzte Blechkonstruktion, welche aus zwei mit Rippen 4 versehenen Blechen 3 besteht, wobei die Rippen 4 aneinander anliegen. In beiden Füllen (Fig. 1 und 2) werden durch die Verbindung der beiden Bleche zwischen diesen wabenförmige oder andersgeformte geschlossene Zellen 5 gebildet.
Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 werden zwei beidseitig ebene Bleche 2 verwendet, zwischen welche ein Netz
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isb. Dio beiden Blechlagen worden über die nottt-Zwischenlage miteinander verschweißt, wobei dan Netz wiederum wabenförmig Hohlräume zwischen den Blechen entstehen lässt. Statt des Netzes 6 könnte auch ein Gewebe aus Stahldraht oder ein Blechstreifen von z.B. in Draufsicht wabenförmiger Struktur "Verwendung finden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind zwei ebene Bleche 2 über eine gelochte Zwischenlage 6 aus Kunststoff oder Holz miteinander verbunden. Die drei Lagen werden miteinander verklebt. - ·
Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 dienen als Zwischenlage zwischen zwei ebenen Blechen 2 metallische Profile 6. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise durch Verschweißen.
Die Vorteile des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Aufbaus von Bauteilen aus Blechen gehen klar aus der nachfolgenden Vergleichsrechnung hervor:
Es wird zum Vergleich ausgegangen von einem normalen Stahlblech gemäß Fig. 6, welches 6 mm stark und 6o mm lang ist. Dieses wird verglichen mit einer erfindungsgemäßen Blechkonstruktion gemäß Fig. 7 mit denselben äußeren Abmessungen. Für das Stahlblech nach Fig« 6 ergibt sich das folgende Widerstandsmoment:
2 3
L xx = 6o χ 6 = 36o mnr
Das Gewicht dieses Blech beträgt 6x 7,85= 4-7,1ö kg/m2·.
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Wird angenommen, daß bei der erfindungsgemäßen Blenhkonstruktion nach Fig. 7 die inneren Hohlräume 1o mm weit, 3,3 nun hoch und durch Rippen von 5 min Breite getrennt sind, so errechnet sich das Widerstandsmoment wie folgt:
βο χ 1.53 + Go χ 1.5 x 2.4o2) 4- 4 (5 x 3.3^)
12 1_ ) Γ ι? V
3.15
2 C 16.875 + 518.4) 4- 4 (14.97375) ^ 1o7o.55 -i- 59B9^ 3-15 3.15
3.15
Das Gewicht der Blechkonstruktion nach Fig. 7 beträgt:
60 χ 60 χ 3 + 4 (5 x 3, 3 χ βο) + 4 ( ;? χ 3.3 x 4o) _ „
«Α» ξ ι
6o χ 60
17.4ΟΟ x 7.85 - 37.95 kg/m2 3600
sssassssni
Der Vergleich der beiden vorstehenden Ergebnisse zeigt, daß bei im wesentlichen gleichem Widerstandsmoment die Blechkonstruktion gemäß der Erfindung um 9»15 kg leichter ist. Dies bedeutetet eine prozentuale Gewichtseinsparung von
19.4
47.1
Außerdem ergibt sich eine Vergrösserung des Trägheits-
4 4
moments von I080 mm auf 113o, 445 bml
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Durch die Erfindung wird es mit anderen I/orten möglich, entweder Metallblechkonstruktionen herzustellen, die für ein gegebenes Widerstandsmoment leichter sind und ein besseren Trägheitsmoment aufweisen als normale Bleche, oder bei gleichem Gewicht ein höheres Widerstandsmoment haben«, Außerdem wurde festgestellt j daß bei gleichem Gewicht eine bessere Stoßfestigkeit vorhanden ist. <·-?·
Es ist ersichtlich, dais bei jedem der Ausführangsbeispiele nach Fig. 1 bis 5 eines der beiden Bleche aus einem besonderen Material bestehen kann, z.B„aus einem Sonderstahl,, insbesondere rostfreiem Stahl, hochlegiertem Stahl oder dergleichen, um die Widerstandsfähigkeit der Blechkonstruktion 1 gegen Korrosion, Abrieb oder dergleichen zu verbessern, ohne einen empfindlichen Anstieg der Materialkosten in Kauf nehmen zu müssen.
Der Blechaufbau nach Pig. 8, welcher insgesamt mit 15 bezeichnet ist, besteht aus einem ersten einfachen Blech 1o, einem zweiten einfachen Blech 11, Omega-förmigen Metallprofilen 12, welche zwischen den beiden Blechen 1o und 11 eingesetzt und mit diesen fest verbunden sind, vorzugsweise mittels eines Epoxydharzes verklebt sind, sowie aus einer Platte 13 aus geschäumtem Kunststoff, z.B. Polyuretan- oder Polyvinylchloridschaum, wobei die Platte 13 mit der Außenfläche des zweiten Bleches 11 und mit einem dritten Blech 14· verklebt ist. Es ist zu beachten, daß das dritte Blech 14 mit der Unterkonstruktion nur über das geschäumte Kunststoff material verbunden ist, so daß das Blech 14- eine gewisse Bewegungsfreiheit in senkrechter Richtung hat und die Konstruktion insgesamt Dämpfungscigonnchnften besitzt, was z.B. während Ladearbeiten vorteilhaft; lot. D:io Kunnmmonßonofciito BlochkonotrukfcAon lint domrmr.h nucvH
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eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen stoß- oder schlagartige Belastungen,wie sie z.B. entstehen, wenn Steine auf das obere Blech 14 fallen. ,. -.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 finden nur die Teile 1o, 11, 12 Verwendung. Das geschäumte Kunststoffmaterial 1b ist in diesem Fall in alle inneren Hohlräume zwischen den Blechen eingespritzt worden und füllt diese aus. Auch in diesem Fall ist die Widerstandsfähigkeit der insgesamt mit 17 bezeichneten Konstruktion gegen Stöße und Schläge wesentlich verbessert.
In jedem der beiden zuletzt beschriebenen Fälle kann der Kunststoffschaum entweder eine konstante Dichte über die gesamte Schicht aufweisen, oder die Dichte kann von oben nach unten veränderlich eingestellt werden, so daß z.B. der obere Bereich des Schaumkunststoffs, welcher mit dem oberen Blech in Berührung ist,eine hohe Dichte hat und das obere Blech wirksam stützt,während der untere Bereich der Schaumkunststoffschicht mit niedriger Dichte ausgeführt wird, so daß ein guter Dämpfungseffekt entsteht.
Ansprüche
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Claims (1)

  1. Ansprüche
    Halbzeug oder Bauteil aus Blech oder metallischem Flachmaterial, dadurch gekennzeichnet,, daß es im Querschnitt aus wenigstens zwei mit Zwischenabstand angeordneten, über eine mit -Hohlräumen (5, 13» , 16) ausgebildete Zwischenlage (4, 6, 12, 13, 16) verbundenen Blechen (2, 3, 1o, 11, 14) besteht.
    2. Halbzeug oder Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die boidon Blechn (2, 3, 1o, 11, 14) aus verschiedenem Material bestehen»
    3. Halbzeug oder Bauteil nach Anspruch 1 oder 2,- dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bleche (2, 3) auf einer Seite mit Vorsprüngen9 Hippen (4) oder dergleichen ausgebildet sind und mit diesen aneinander anliegen und.darüber miteinander verbunden . sind.
    4. Halbzeug oder Baubeil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur eines der Bleche (3) mit Vorsprüngen,Rippen (4) oder dergleichen ausgebildet ist.
    5. Halbzeug öder Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwis chenlage durch ein metallisches Netz oder Gewebe oder einen Metallstreifen (6) mit Wabenstruktur gebildet ist.
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    6. Halbzeug oder Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bin 5, dadurch co konnzeichnet, daß die Bleche (2, 3) durch Widerstandsschweißen, z.B. Buckelschweißen verbunden sind. ·
    7. Halbzeug oder Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (6) durch Holz oder einen geschäumten oder nicht geschäumten Kunststoff (13) gebildet ist und mit den Blechen (2, 3, 1o, 11, 14) verklebt ist.
    8. Halbzeug oder Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Bleche mit sich kreuzenden Rippen ausgebildet ist.
    9. Halbzeug oder Bauteil nach Anspruch 8, d a d u r c h gekennze ich net, daß die Rippen (4·) ein rautenförmiges Muster bilden.
    10. Halbzeug oder Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage durch Omega-föraige metallische Profile (6, 12) gebildet ist, die mit den beiden Blechen verschweißt sind.
    11. Halbzeug oder Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Hohlräume (5) mit Schaumkunststoff ausgefüllt sind.
    12. Halbzeug oder Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn ze ichnet, daß mit den beiden Blechen über eine verklebte Zwischenlage aus
    Schaumkunststoff ein weiteres Blech (Ή) verbunden ist. .
    15· Halbzeug oder Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch'gekennz e i c'hnet, daß die Zwischenlage aus mit den-Blechen verklebten Omega» förmigen Metallprofilen gebildet ist, wobei als Kleber ein Kunstlos, z.B. ein Spoaqfdharz dient. -
    14. Halbzeug oder Bauteil nach Anspruch 11, d a d "u r e gekennzeichnet, daß die Dichte des geschäumten Kunststoffs in Richtung dessen Dicke unterschiedlich eingestellt ist, wobei der am oberen, äußeren Blech (14) anliegende Bereich eine höhere Dichte aufweist als der untere Bereich.
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