WO2018060084A1 - Halbzeug mit funktionselementen für bauteile, bauteil aus diesem halbzeug sowie verfahren für die bauteilherstellung - Google Patents

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functional elements
base plate
bending line
semifinished product
product according
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PCT/EP2017/074046
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Andreas Cott
Thomas FLASKAMP
Philipp Grunden
Manuel Grundmann
Stefan Mayer
Lothar Patberg
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Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Thyssenkrupp Ag
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    • B21D51/52—Making hollow objects characterised by the use of the objects boxes, cigarette cases, or the like

Definitions

  • the invention relates to a semi-finished product for the production of 3-dimensional components, which are produced from a flat starting material by one or more bending operations. Furthermore, the invention comprises the method for the production of such components as well as these components.
  • the object of the present invention is to simplify the transformation of folded components and to ensure dimensionally stable components.
  • the object is achieved by a semifinished product according to the invention, a method for its transformation and a component produced therefrom.
  • a metallic base plate which has at least one predefined bending line, characterized in that on both sides of the bending line functional elements are provided on the base plate in the region of the bending line, which during the forming of the base plate along the Bend line contact each other and allow a connection.
  • the bending line does not necessarily have to be straight, but depending on the shape to be produced, bending lines with a curved course are also possible. Of course, several bending line are possible, depending on the shape to be generated run independently of each other, meet and / or can also cross.
  • the degree of deformation along the bending line can be predefined by the functional elements, since the formation of the functional elements corresponding mechanical limitations, such as stop of the functional elements against each other and / or can be done against an opposite on the bending line portion of the base plate. As a result, a transformation is also favored without or by simple means.
  • the shape and / or size of the functional elements along the bending line is preferably the same.
  • the functional elements along the bending line can have a continuously or abruptly changing cross-sectional profile.
  • partial areas without functional elements can also be provided.
  • the functional elements have latching elements which lock together and thus form a positive connection.
  • a functional element has a hook and a functional element lying opposite the bending line has a corresponding catch, it is ensured that the forming comprises a minimum angle and this is maintained due to the positive connection. This also prevents any spring-back of the formed base plate due to elastic components of the deformation. This has the advantage that dimensionally stable components can be produced without the need for additional aids.
  • Inventive semi-finished product may alternatively or additionally be characterized in that the functional elements have surfaces and / or recesses for receiving connecting means.
  • a connecting means a plurality of different configurations is possible, for example, the functional elements on both sides of the bending line can be made the same and the connecting means corresponding symmetrically on both sides corresponding counterparts, e.g. for a latching connection, have.
  • differently designed connecting means for example, different widths, or different distance of the functional elements of the bending line of the bending angle can be adjusted accordingly different.
  • connecting elements include locking elements, such as pins, clamps, screws and the like, which connect the functional elements with each other after forming, preferably positively or alternatively also in a non-positive manner.
  • Possible embodiments include, for example, functional elements that mesh in a comb-like manner and largely have recesses or recesses parallel to the bending line, which lie after the forming in alignment and in which the locking elements are introduced.
  • surfaces of the functional elements which come into contact with one another can be provided with an adhesive as a connecting means to produce a connection, preferably a material bond.
  • the base plate on the side of the functional elements is at least partially coated with a plastic layer, and the plastic layer is arranged at least between the base plate and the functional elements.
  • the base plate is provided at least in the region of the functional elements with a plastic layer as a coupling layer.
  • the plastic layer extends over the entire surface over the base plate.
  • a semifinished product according to the invention is characterized in that the functional elements are designed as a shaped element, which are connected to a flexible section extending over the bending line.
  • the functional elements are designed as a shaped element, which are connected to a flexible section extending over the bending line.
  • the functional elements are designed as a shaped element, which are connected to a flexible section extending over the bending line.
  • the functional elements are designed as a shaped element, which are connected to a flexible section extending over the bending line.
  • the functional elements are designed as a shaped element, which are connected to a flexible section extending over the bending line.
  • the functional elements consist of a plastic.
  • a plastic As a result, relatively simple forms or cross-sectional profiles of the functional elements can be produced, for example, by injection molding or extrusion.
  • the connection to a possibly existing coupling layer made of plastic since in addition to bonding methods such as welding, such as ultrasonic welding, or spraying are possible.
  • Plastics also offer a price and weight advantage.
  • the functional elements may be made of a different material. It would be possible to use metallic materials, for example as die-cast aluminum, or renewable materials, such as wood, as well as composite materials from combinations of the various materials mentioned. Of course, this material selection is also available for any connection means or locking elements.
  • the base plate is pre-stamped along the bending line, notched and / or perforated.
  • the required forming force can be reduced and the position of the subsequent bending edge can be predetermined, in particular during forming without or with simple aids.
  • a semifinished product according to the invention is characterized in further embodiments in that at least partially stiffening element are mounted on the base plate.
  • stiffening elements are provided on the base plate of the semifinished product. These may be formed, for example, as ribs or lattice structure.
  • semifinished product according to the invention is characterized in that the metallic base plate is monolithic or is formed by a multilayer composite with at least one metallic layer.
  • the base plate can thus consist of a metal sheet, in particular steel sheet, particularly preferably a steel sheet with a corrosion protection layer, or of a multilayer composite material.
  • Monolithic materials are generally cheaper, whereas composite materials may allow for weight savings.
  • Another aspect of the invention is a method for producing a 3-dimensional component from a semifinished product according to the invention, wherein the base plate of the semifinished product is bent along the bending line, and the method is characterized in that the functional elements are brought into contact by the deformation, and that a positive, non-positive and / or cohesive connection between the functional elements is produced by latching elements and / or connecting means.
  • embodiments of the method according to the invention are characterized in that after the conversion as a connecting means at least one locking element for producing a positive connection is introduced into the functional elements. Additionally or alternatively, embodiments of methods according to the invention are characterized in that an adhesive is applied to the surfaces of the functional elements that come into contact before forming as a connecting means.
  • components of the invention are the use of a semifinished product according to the invention for producing a 3-dimensional component, as well as a component, which is characterized in that the component comprises a deformed semifinished product according to the invention, in which functional elements are interconnected.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a semifinished product according to the invention.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a semifinished product according to the invention according to FIG. 1 in the formed state.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a semifinished product according to the invention.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a semifinished product according to the invention in the formed state.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of a semifinished product according to the invention.
  • Fig. 6 shows an embodiment of a connecting means for an inventive
  • the in Fig. 1 example of an embodiment of the semifinished product according to the invention shows a base plate 1, which is monolithic in this example, which has a bending line 3.
  • the bending line is shown notched in this embodiment by way of example. By this notch, the bending line 3 is defined and a subsequent transformation is facilitated.
  • the weakening of the base plate 3 by the notch along the bending line 3 is less critical since in the later component this area is reinforced by the connection of the functional elements 2.
  • the functional elements 2 are provided on both sides of the bending line 3 on the base plate 1.
  • the functional elements 2 are designed identically with a triangular cross section, the surface 7 lying on the side of the bending line 3 being provided as a surface for receiving a connecting means 6.
  • FIG. 2 shows a region of a component made from a semifinished product according to the invention of the type shown in FIG. 1, wherein the base plate 1 was formed along the bending line 3.
  • the functional elements 2 arranged on both sides of the bending line 3 were brought into contact with their surfaces 7 provided for receiving connection means 6.
  • an adhesive was introduced between the surfaces 7 of the functional elements 2 as connecting means 6.
  • the connecting means 6 for this embodiment may be applied, for example, as an adhesive or as a double-sided adhesive tape, but the use of a connecting means 6 in the manner of a hook-and-loop fastener is also possible for a reversible connection.
  • Two-component adhesives are particularly suitable as adhesives, preferably those which can be applied separately to the surfaces 7 which come into contact and only begin a curing reaction on contact with the opposite side.
  • the in Fig. 3 shown area of a semifinished product according to the invention know a base plate 1, which is coated over its entire surface with a plastic layer 4.
  • the advantage of a plastic layer 4 is that, for example, made of plastic functional elements 2 are more easily connected to this plastic layer 4, for example via bonds or welds.
  • the functional elements 2 are connected to each other in the illustrated embodiment with a portion 8 which extends over the bending line 3.
  • the advantage of such a design as a shaped element is that the functional elements 2 are in a step, such as. can be produced by injection molding, and at the same time the positioning of the functional elements 2 is fixed to each other, which facilitates the correct positioning when mounted on the base plate 1 or plastic layer 4.
  • the functional elements 2 are shaped differently in this embodiment to allow a latching connection.
  • the left-hand functional element 2 has a latching element 5 which slides over the outer circumference of the right-hand functional element 2 as far as an edge during forming and then enters into a form-fitting, reversible connection with a shoulder on the right-hand functional element 2.
  • the functional elements 2 may in this case have a width which extends over the entire length of the bending line 3 or even only over partial areas.
  • FIG. 4 shows a shaped semi-finished product in which the base plate 1 was formed along the bending line 3.
  • the base plate 1 is coated only in the bending line 3 adjacent areas with a plastic layer 4.
  • the functional elements 2 are here along the bending line 3 offset, and not opposite to the previous embodiments, arranged, whereby the functional elements 2 mesh in the form of a comb during the transformation. Due to the staggered arrangement of the functional elements 2, these are in a deformed semi-finished, seen in the direction of the bending line 3, one behind the other.
  • recesses 7 are arranged by the deformation in alignment, that is aligned with each other so that a not shown connecting means, as Locking element, for example in the form of a pin, cotter pin or screw, can be introduced into the recesses 7.
  • a not shown connecting means as Locking element, for example in the form of a pin, cotter pin or screw
  • adhesives are applied as a further connecting means.
  • the recesses 7, in addition to the illustrated round also have any other closed cross-section or open cross-section.
  • the base plate 1 is formed as a composite material with at least one metallic layer 1.1.
  • the base plate 1 consists of a sandwich material of two outer metallic layers 1.1 and a core layer arranged therebetween 1.2.
  • the base plate 1 is provided with perforations 10 along the bending line 3. Through the perforations 10, the base plate 1 is weakened along the bending line 3, which reduces the force required for the deformation force and defines the bending line. On both sides of the bending line 3, the functional elements 2 are arranged.
  • the functional elements 2 are of similar construction and have T-shaped projections, which can serve as counterparts for latching hooks of a latching connection or surfaces for receiving profiles.
  • the connection between the functional elements 2 is achieved by a separate connecting means 6.
  • stiffening elements 9 indicated in the form of ribs whereby a stiffening of the base plate 1 is made possible in deviating from the bending line 3 areas.
  • These stiffening elements 9 can of course also be provided on both sides of the bending line 3 and / or connected to the functional elements 2.
  • the size, shape, orientation and number of stiffening elements 9 can be adapted to the respective needs.
  • FIG. 6 is an embodiment of a connecting element 6 for an embodiment according to FIG. 5 is shown.
  • This connecting element 6 is constructed symmetrically and has latching hooks or recesses on both sides, which can form a positive connection with the T-shaped projections shown in FIG. 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Halbzeug für die Erzeugung eines 3-dimensionalen Bauteil mit einer metallischen Grundplatte, welche zumindest eine vordefinierte Biegelinie aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundplatte im Bereich der Biegelinie beidseitig der Biegelinie Funktionselemente vorgesehen sind, die beim Umformen der Grundplatte entlang der Biegelinie einander kontaktieren und eine Verbindung ermöglichen. Des Weiteren ist ein Verfahren zu Erzeugung 3-dimensionaler Bauteile aus diesem Halbzeug sowie diese Bauteil Gegenstand der Erfindung.

Description

B E S C H R E I B U N G
Halbzeug mit Funktionselementen für Bauteile, Bauteil aus diesem Halbzeug sowie Verfahren für die Bauteilherstellung
Die Erfindung betrifft ein Halbzeug für die Erzeugung von 3-dimensionalen Bauteilen, welche aus einem flachen Ausgangsmaterial durch einen oder mehrere Biegevorgängen hergestellt werden. Des Weiteren umfasst die Erfindung das Verfahren für die Herstellung derartiger Bauteile sowie diese Bauteile.
Die Herstellung von Bauteilen, wie Profilen, Kästen für Gehäuse oder Einrichtungen und dergleichen, aus vorgeschnittenen Blechen, die entsprechend abgekantet werden, sind im Stand der Technik bekannt.
Ein aktueller Trend geht in Richtung der industriellen Anwendungen von Falttechniken an Blechen, wie beispielsweise im Artikel„Origami in der Umformtechnik: Bleche falten" vom 30. August 2016 online veröffentlicht (http://www.blechnet.com/origami-in-der-umformtechnik-bleche-falten-a-547517/) auch beschrieben.
Aus dem Stand der Technik sind weiter DE 10 2008 007 239 AI, DE 19 24 539 A und DE 10 2013 109 616 AI bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Vereinfachung der Umformung von gefalteten Bauteilen und der Gewährleistung formstabiler Bauteile.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes Halbzeug, einem Verfahren zu dessen Umformung und einem daraus erstellten Bauteil.
Für ein erfindungsgemäßes Halbzeug für die Erzeugung eines 3-dimensionalen Bauteil wird eine metallische Grundplatte verwendet, welche zumindest eine vordefinierte Biegelinie aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundplatte im Bereich der Biegelinie beidseitig der Biegelinie Funktionselemente vorgesehen sind, die beim Umformen der Grundplatte entlang der Biegelinie einander kontaktieren und eine Verbindung ermöglichen.
Dies weist die Vorteile auf, dass durch die beidseitig der Biegelinie vorgesehenen Funktionselemente das Halbzeug in diesem Bereich verstärkt wird, wodurch die Umformung entlang der vordefinierten Biegelinie vereinfacht wird . Bei entsprechend dünnen Blechen als Grundplatte beziehungsweise einer entsprechenden Vorbehandlung der Biegelinie wird hierdurch ggf. die Umformung per Hand also ohne den Einsatz von Maschinen ermöglicht. Die Biegelinie muss hierbei nicht zwingend gerade verlaufen, sondern abhängig von der zu erzeugenden Form sind auch Biegelinien mit einem gekrümmten Verlauf möglich. Selbstverständlich sind auch mehrere Biegelinie möglich, die abhängig von der zu erzeugenden Form unabhängig voneinander verlaufen, sich treffen und/oder sich auch kreuzen können.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Umformgrad entlang der Biegelinie durch die Funktionselemente vordefiniert werden kann, da durch die Ausbildung der Funktionselemente entsprechende mechanische Begrenzungen, wie Anschlag der Funktionselementen gegeneinander und/oder gegen einen auf der der Biegelinie gegenüberliegenden Bereich der Grundplatte erfolgen kann. Hierdurch wird ebenfalls eine Umformung ohne oder mit einfachen Mitteln begünstigt. Die Form und/oder Größe der Funktionselemente entlang der Biegelinie ist vorzugsweise gleich . Insbesondere bei gekrümmten oder sich kreuzenden Biegelinie können die Funktionselemente entlang der Biegelinie einen sich kontinuierlich oder sprunghaft ändernden Querschnittsverlauf aufweisen. Entlang der Biegelinie können auch Teilbereiche ohne Funktionselemente vorgesehen sein .
Weiter ist erfindungsgemäß, dass die Funktionselemente Rastelemente aufweisen, die miteinander verrasten und somit eine formschlüssige Verbindung eingehen . Durch die Ausbildung, dass beispielsweise ein Funktionselement einen Haken und ein, auf die Biegelinie bezogen, gegenüberliegendes Funktionselement eine entsprechende Raste aufweist, wird gewährleistet, dass die Umformung einen Mindestwinkel umfasst und dieser aufgrund der formschlüssigen Verbindung beibehalten wird . Dies verhindert ebenfalls ein eventuelles rückfedern der umgeformten Grundplatte aufgrund elastischer Anteile an der Verformung . Dies hat den Vorteil, dass formstabile Bauteile hergestellt werden können, ohne dass zusätzliche Hilfsmittel benötigt werden.
Erfindungsgemäßes Halbzeug kann alternativ oder zusätzlich dadurch gekennzeichnet sein, dass die Funktionselemente Flächen und/oder Ausnehmungen für die Aufnahme von Verbindungsmitteln aufweisen.
Als Verbindungsmittel ist eine Vielzahl unterschiedlicher Ausbildungen möglich, so können beispielsweise die Funktionselemente auf beiden Seiten der Biegelinie gleich ausgebildet sein und das Verbindungmittel entsprechend symmetrisch jeweils beidseitig entsprechende Gegenstücke, z.B. für eine Rastverbindung, aufweisen . Dies hat den Vorteil, dass die Funktionselemente gleich geformt werden können . Durch unterschiedlich ausgeführte Verbindungsmittel, beispielsweise verschiedene Breiten, oder unterschiedlichen Abstand der Funktionselemente von der Biegelinie kann der Biegewinkel entsprechend unterschiedlich eingestellt werden.
Andere Beispiele für Verbindungselemente beinhalten Verriegelungselemente, wie Stifte, Klammern, Schrauben und dergleichen, die die Funktionselemente nach der Umformung miteinander, bevorzugt formschlüssig alternativ oder zusätzlich auch kraftschlüssig, verbinden. Mögliche Ausführungen beinhalten beispielsweise Funktionselemente, die kammartig ineinandergreifen und weitgehend parallel zur Biegelinie Ausnehmungen bzw. Aussparungen aufweisen, welche nach der Umformung in einer Flucht liegen und in die die Verriegelungselemente eingebracht werden.
Alternativ oder zusätzlich können Flächen der Funktionselemente, die miteinander in Kontakt kommen, zur Erzeugung einer, vorzugsweise stoffschlüssigen, Verbindung mit einem Klebstoff als Verbindungsmittel versehen werden .
Weiter ist bei erfindungsgemäßem Halbzeug die Grundplatte auf der Seite der Funktionselemente zumindest teilweise mit einer Kunststoffschicht beschichtet, und die Kunststoffschicht ist zumindest zwischen der Grundplatte und den Funktionselementen angeordnet. Mit anderen Worten ist die Grundplatte zumindest im Bereich der Funktionselemente mit einer Kunststoffschicht als Koppelschicht versehen . Der Vorteil kunststoffbeschichteter Grundplatten besteht in der ggf. vereinfachten Anbindung der z.B. aus Kunststoff gefertigten Funktionselemente durch Anspritzen, Aufkleben oder Verschweißen.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Halbzeugs erstreckt sich die Kunststoffschicht vollflächig über die Grundplatte. Hierdurch wird die Herstellung des Ausgangsmaterials für die Grundplatte vereinfacht, da dieses unabhängig von der ggf. beschnittenen Form und Lage der Grundplatte beschichtet werden kann.
Beispiele für die Ausgestaltung der Kunststoffschicht als Koppelschicht sind beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 10 2013 109 616 AI beschrieben, wobei die Absätze [0008], [0009], [0011], [0012], [0014], [0015] und [0017] dieser Offenlegungsschrift hiermit als Teil der Beschreibung mit aufgenommen werden .
In weiteren Ausführungen ist ein erfindungsgemäßes Halbzeug dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionselemente als ein Formelement ausgebildet sind, die mit einem flexiblen, sich über die Biegelinie erstreckenden, Abschnitt verbunden sind . Für eine korrekte Positionierung der Funktionselemente auf der Grundplatte ist es vorteilhaft, wenn diese einen Abschnitt aufweisen, der sie miteinander zu einem Formelement verbindet. Dieses Formelement kann an der Biegelinie entsprechend ausgerichtet werden, wofür im verbindenden Abschnitt ggf. noch Hilfen, wie Aussparungen oder Positionierhilfen vorgesehen sein können. Da zumindest Teile des Abschnitts sich über der Biegelinie befinden und somit bei einer Umformung ebenfalls verformt werden müssen, sind die Abschnitte möglichst flexibel ausgeführt und zumindest im Bereich der Biegelinie nicht mit der Grundplatte verbunden, um den zusätzlichen Kraftaufwand gering zu halten.
In weiteren Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Halbzeugs bestehen die Funktionselemente aus einem Kunststoff. Hierdurch können beispielsweise durch Spritzgießen oder Strangpressen relativ einfach aufwendige Formen bzw. Querschnittsprofile der Funktionselemente herstellen . Zusätzlich wird die Anbindung an eine eventuell vorhandene Koppelschicht aus Kunststoff vereinfacht, da auch neben Verkleben Methoden wie Verschweißen, z.B. Ultraschallschweißen, oder Aufspritzen ermöglicht werden . Kunststoffe bieten des Weiteren einen Preis- und Gewichtsvorteil . Alternativ können die Funktionselemente auch aus einem anderen Werkstoff gefertigt sein. Möglich wären metallische Werkstoffe, die beispielsweise als Aluminiumdruckguss, oder nachwachsender Materialien, wie Holz, sowie Verbundmaterialen aus Kombinationen der verschiedenen genannten Materialien . Diese Materialauswahl steht selbstverständlich auch für eventuelle Verbindungsmittel bzw. Verriegelungselemente zur Verfügung .
Weitere Ausführungsformen des Halbzeugs sind dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte entlang der Biegelinie vorgeprägt, gekerbt und/oder perforiert ist. Durch entsprechende Vorformungen, Materialverdünnung und/oder Materialschwächung entlang von Teilen der Biegelinie lässt sich die erforderliche Umformkraft verringern und die Lage der späteren Biegekante vorbestimmen, insbesondere bei einer Umformung ohne oder nur mit einfachen Hilfsmitteln.
Ein erfindungsgemäßes Halbzeug ist in weiteren Ausführungsformen dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundplatte zumindest teilweise Versteifungselements angebracht sind . Insbesondere bei Halbzeugen bzw. Bauteilen mit großen flächigen Bereichen ist es vorteilhaft, wenn auf der Grundplatte des Halbzeugs Versteifungselemente vorgesehen sind. Diese können beispielsweise als Rippen oder Gitterstruktur ausgebildet sein.
Weiter ist erfindungsgemäßes Halbzeug dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Grundplatte monolithisch ist oder durch einen mehrschichtigen Verbund mit mindestens einer metallischen Schicht gebildet ist. Die Grundplatte kann somit aus einem Metallblech, insbesondere Stahlblech, besonders bevorzugt einem Stahlblech mit einer Korrosionsschutzschicht, oder aus einem mehrschichtigen Verbundmaterial bestehen . Monolithische Werkstoffe sind in der Regel günstiger, wohingegen Verbundmaterialien gegebenenfalls ein Gewichtsersparnis ermöglichen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines 3-dimensionalen Bauteils aus einem erfindungsgemäßen Halbzeug, wobei die Grundplatte des Halbzeugs entlang der Biegelinie gebogen wird, und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass durch die Umformung die Funktionselemente in Kontakt gebracht werden, und dass durch Rastelemente und/oder Verbindungsmittel eine form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen den Funktionselemente hergestellt wird .
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass nach der Umformung als Verbindungsmittel zumindest ein Verriegelungselement zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung in die Funktionselemente eingebracht wird. Zusätzlich oder alternativ sind Ausführungen erfindungsgemäßer Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass vor der Umformung als Verbindungsmittel ein Klebstoff auf die in Kontakt tretenden Flächen der Funktionselemente aufgebracht wird.
Weitere Bestandteile der Erfindung sind die Verwendung eines erfindungsgemäßen Halbzeugs zur Herstellung eines 3-dimensionalen Bauteils, sowie ein Bauteil, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Bauteil ein umgeformtes erfindungsgemäßes Halbzeug aufweist, bei dem Funktionselemente miteinander verbunden sind.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und folgender Beschreibung anhand der schematischen, nicht maßstäblichen Darstellungen . Die Figuren stellen lediglich schematisch beispielhaften Ausführungsformen dar. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbzeugs.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbzeugs nach Fig . 1 im umgeformten Zustand .
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbzeugs.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbzeugs im umgeformten Zustand .
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbzeugs.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Verbindungsmittels für ein erfindungsgemäßen
Halbzeugs nach Fig. 5.
Das in Fig . 1 gezeigte Beispiel einer erfindungsgemäßen Ausführung des Halbzeugs zeigt eine Grundplatte 1 , die in diesem Beispiel monolithisch ausgebildet ist, welche eine Biegelinie 3 aufweist. Die Biegelinie ist in dieser Ausführungsform beispielhaft gekerbt dargestellt. Durch diese Kerbe ist die Biegelinie 3 definiert und eine spätere Umformung wird erleichtert. Die Schwächung der Grundplatte 3 durch die Kerbe entlang der Biegelinie 3 ist weniger kritisch, da im späteren Bauteil dieser Bereich durch die Verbindung der Funktionselemente 2 verstärkt wird. Die Funktionselemente 2 sind beidseitig der Biegelinie 3 auf der Grundplatte 1 vorgesehen. In diesem Beispiel sind die Funktionselemente 2 gleichartig mit einem dreieckigen Querschnitt ausgeführt, wobei die auf der Seite der Biegelinie 3 liegende Fläche 7 als Fläche für die Aufnahme eines Verbindungsmittels 6 vorgesehen ist. Selbstverständlich können auch andere Querschnittsformen verwendet werden, sowie unterschiedlich geformte Funktionselemente 2 auf den verschiedenen Seiten der Biegelinie 3 vorgesehen werden. Fig. 2 zeigt einen Bereich eines Bauteils aus einem erfindungsgemäßen Halbzeug nach Art der Fig . 1, wobei die Grundplatte 1 entlang der Biegelinie 3 umgeformt wurde. Hierdurch wurden die beidseitig der Biegelinie 3 angeordneten Funktionselemente 2 mit Ihren für die Aufnahme von Verbindungsmitteln 6 vorgesehenen Flächen 7 in Kontakt gebracht. In dieser Darstellung wurde als Verbindungsmittel 6 ein Klebstoff zwischen den Flächen 7 der Funktionselemente 2 eingebracht. Das Verbindungsmittel 6 für diese Ausführungsform beispielsweise als Klebstoff oder auch als doppelseitiges Klebeband aufgebracht sein, für eine reversible Verbindung ist allerdings auch die Verwendung eines Verbindungsmittels 6 in Art eines Klettverschlusses möglich. Als Klebstoff eignen sich insbesondere zwei-Komponenten-Klebstoffe, bevorzugt solche, die getrennt auf die in Kontakt tretenden Flächen 7 aufgebracht werden können und erst bei Kontakt mit der Gegenseite mit einer Aushärtereaktion beginnen.
Der in Fig . 3 dargestellte Bereich eines erfindungsgemäßen Halbzeugs weißt eine Grundplatte 1 auf, die vollflächig mit einer Kunststoffschicht 4 beschichtet ist. Der Vorteil einer Kunststoffschicht 4 liegt darin, dass beispielsweise aus Kunststoff gefertigte Funktionselemente 2 leichter mit dieser Kunststoffschicht 4, zum Beispiel über Verklebungen oder Verschweißungen, verbindbar sind. Die Funktionselemente 2 sind in der dargestellten Ausführungsform mit einem Abschnitt 8 miteinander verbunden, der sich über die Biegelinie 3 erstreckt. Der Vorteil einer solchen Ausbildung als ein Formelement liegt darin, dass die Funktionselemente 2 in einem Schritt, wie z.B. mittels Spritzguss, hergestellt werden können und gleichzeitig die Positionierung der Funktionselemente 2 zueinander festgelegt ist, was die korrekte Positionierung bei der Anbringung an der Grundplatte 1 bzw. Kunststoffschicht 4 erleichtert. Die Funktionselemente 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel unterschiedlich geformt um eine Rastverbindung zu ermöglichen . Im dargestellten Beispiel weist das linke Funktionselement 2 ein Rastelement 5 welches bei der Umformung über den Außenumfang des rechten Funktionselements 2 bis zu einer Kante gleitet und danach mit einem Absatz am rechten Funktionselement 2 eine formschlüssige, reversible Verbindung eingeht. Die Funktionselemente 2 können hierbei eine Breite aufweisen, die sich über die gesamte Länge der Biegelinie 3 erstreckt oder auch nur über Teilbereiche.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein umgeformtes Halbzeug, bei dem die Grundplatte 1 entlang der Biegelinie 3 umgeformt wurde. Die Grundplatte 1 ist nur in den der Biegelinie 3 benachbarten Bereichen mit einer Kunststoffschicht 4 beschichtet. Die Funktionselemente 2 sind hier entlang der Biegelinie 3 versetzt, und nicht wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen gegenüberliegend, angeordnet, wodurch die Funktionselemente 2 bei der Umformung kammartig ineinander greifen. Aufgrund der versetzten Anordnung der Funktionselemente 2 liegen diese bei einem umgeformten Halbzeug, in Richtung der Biegelinie 3 gesehen, hintereinander. In den Funktionselementen 2 vorgesehene Ausnehmungen 7 werden durch die Umformung in einer Flucht angeordnet, das heißt so zueinander ausgerichtet, dass ein nicht dargestelltes Verbindungsmittel, als Verriegelungselement zum Beispiel in Form eines Stiftes, Splints oder Schraube, in die Ausnehmungen 7 eingebracht werden kann. Somit entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen den Funktionselementen 2. Zusätzlich kann in derartigen Ausführungsformen noch auf Flächen, die zur Kontaktierung mit den versetzt gegenüber angeordneten Funktionselementen 2 und/oder gegenüberliegenden Grundplatte 1 vorgesehen sind, Klebstoffe als weiteres Verbindungsmittel aufgebracht werden . Die Ausnehmungen 7 können neben dem dargestellten runden auch einen anderen beliebigen geschlossenen Querschnitt oder auch offenen Querschnitt aufweisen.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbzeugs aus einer perspektivischen Ansicht, wobei die Grundplatte 1 als Verbundmaterial mit mindestens einer metallischen Lage 1.1 ausgebildet ist. Im dargestellten Beispiel besteht die Grundplatte 1 aus einem Sandwichmaterial aus zwei außenliegenden metallische Schichten 1.1 und einer dazwischen angeordneten Kernschicht 1.2. Die Grundplatte 1 ist entlang der Biegelinie 3 mit Perforationen 10 versehen . Durch die Perforationen 10 wird die Grundplatte 1 entlang der Biegelinie 3 geschwächt, was den für die Umformung benötigten Kraftaufwand verringert und die Biegelinie definiert. Beidseitig der Biegelinie 3 sind die Funktionselemente 2 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Funktionselemente 2 gleichartig aufgebaut und weisen T-förmige Vorsprünge auf, die jeweils als Gegenstücke für Rasthaken einer Rastverbindung oder Flächen für die Aufnahme von Profilen dienen können. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Verbindung zwischen den Funktionselementen 2 durch ein separates Verbindungsmittel 6 erreicht. Weiter sind in Fig . 5 Versteifungselemente 9 in Form von Rippen angedeutet, wodurch eine Versteifung der Grundplatte 1 in von der Biegelinie 3 abweichenden Bereichen ermöglicht wird . Diese Versteifungselemente 9 können selbstverständlich auch beidseitig der Biegelinie 3 und/oder mit den Funktionselementen 2 verbunden vorgesehen sein. Auch die Größe, Form, Ausrichtung und Anzahl der Versteifungselemente 9 kann den jeweiligen Bedürfnissen angepasst werden .
In Fig . 6 ist eine Ausführungsform eines Verbindungselements 6 für eine Ausführung nach Fig . 5 dargestellt. Dieses Verbindungselement 6 ist symmetrisch aufgebaut und weist beidseitig Rasthaken bzw. Ausnehmungen auf, die eine formschlüssige Verbindung mit den in Fig. 5 dargestellten T- förmigen Vorsprüngen eingehen können .
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind die einzelnen Merkmale beliebig miteinander kombinierbar. Bezugszeichenliste
1 Grundplatte
1.1 Metallische Schicht
1.2 Kernschicht
2 Funktionselement
3 Biegelinie
4 Kunststoffschicht
5 Rastelement
6 Verbindungsmittel
7 Flächen/Ausnehmungen für Verbindungsmittel
8 Abschnitt
9 Versteifungselement
10 Perforationen

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Halbzeug für die Erzeugung eines 3-dimensionalen Bauteils mit einer metallischen Grundplatte (1), welche zumindest eine vordefinierte Biegelinie (3) aufweist, wobei die metallische
Grundplatte (1) monolithisch ist oder durch einen mehrschichtigen Verbund mit mindestens einer metallischen Schicht (1.1) gebildet ist, und wobei auf der Grundplatte (1) im Bereich der Biegelinie (3) beidseitig der Biegelinie (3) Funktionselemente (2) vorgesehen sind, die beim Umformen der Grundplatte (1) entlang der Biegelinie (3) einander kontaktieren und eine Verbindung ermöglichen, und wobei die Funktionselemente (2) Rastelemente (5) aufweisen, die bei einer Umformung entlang der Biegelinie (3) miteinander verrasten und somit eine formschlüssige Verbindung eingehen und/oder die Funktionselemente (2) Rastelemente, Flächen und/oder Ausnehmungen (7) für die Aufnahme von Verbindungsmitteln (6) aufweisen, und dass die Grundplatte (1) auf der Seite der Funktionselemente (2) zumindest teilweise mit einer Kunststoffschicht (4) beschichtet ist, und dass die Kunststoffschicht (4) zumindest zwischen der Grundplatte (1) und den Funktionselementen (2) angeordnet ist.
2. Halbzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (4) sich
vollflächig über die Grundplatte (1) erstreckt.
3. Halbzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionselemente (2) als ein Formelement ausgebildet sind, die mit einem flexiblen, sich über die Biegelinie (3) erstreckenden, Abschnitt (8) verbunden sind .
4. Halbzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionselemente (2) aus einem Kunststoff bestehen.
5. Halbzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (1) entlang der Biegelinie (3) vorgeprägt, gekerbt und/oder perforiert ist.
6. Halbzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundplatte (1) zumindest teilweise Versteifungselemente (9) angebracht sind .
7. Verfahren zum Herstellen eines 3-dimensionalen Bauteils aus einem Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Grundplatte (1) des Halbzeugs entlang der Biegelinie (3) gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Umformung die Funktionselemente (2) in Kontakt gebracht werden, und dass durch Rastelemente (5) und/oder Verbindungsmittel (6) eine form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen den Funktionselementen (2) hergestellt wird .
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Umformung als Verbindungsmittel (6) zumindest ein Verriegelungselement zur Herstellung einer
formschlüssigen Verbindung in die Funktionselemente (2) eingebracht wird .
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Umformung als Verbindungsmittel (6) ein Klebstoff auf die in Kontakt tretenden Flächen der
Funktionselemente (2) aufgebracht wird .
10. Verwendung eines Halbzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung eines 3- dimensionalen Bauteils.
11. Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein umgeformtes Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist, bei dem Funktionselemente (2) miteinander verbunden sind.
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