DE19603974B4

DE19603974B4 - Verfahren zum Verformen von Körpern und Materialbahnen

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Publication number: DE19603974B4
Application number: DE19603974A
Authority: DE
Inventors: Udo Prof. Dr.-Ing. Hellwig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2016-01-27
Also published as: DE19603974A1

Abstract

Verfahren zum Verformen von Materialbahnen und Körpern mit unterschiedlicher Wandausbildung durch eine Strukturierung, die mittels eingeformter Beulen und Wölbungen gestaltet ist, unter Anwendung von Fluiddruck, wobei die mit der Strukturierung zu versehenen Teilbereiche bestimmt und partiell soweit erwärmt werden, daß sie einen Zustand verminderter Festigkeit erhalten und wobei die partielle Erwärmung durch partiell einwirkende Wärmequellen oder durch eine flächig einwirkende Wärmequelle, gegenüber welcher die der Wärme ausgesetzte Fläche des Körpers oder der Materialbahn durch mit dem Körper oder der Materialbahn in Kontakt gebrachte Mittel teilweise abgedeckt ist, erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die partiell erwärmten und in den Zustand verminderter Festigkeit überführten Teilbereiche in kontinuierlicher Weiterführung des Verfahrensablaufs unmittelbar im Anschluß an ihren Übergang in die plastische Phase der Verformung unterworfen werden, indem der zu verformende Körper oder die zu verformende Materialbahn in einem die partiell erwärmten Teilbereiche aufweisenden Abschnitt einem Über- oder Unterdruck ausgesetzt wird, wobei der Druck auf...

Description

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

Die DE 26 00 582 A1 stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beheizung einer Folienbahn aus thermoplastischem Material vor, bei dem die zur Strukturierung vorgesehenen Teilbereiche bestimmt und soweit erwärmt werden, dass sie einen Zustand verminderter Festigkeit erhalten, die anschließend beispielsweise durch Druck verformt werden. Dabei behalten die nicht erwärmten Bereiche ihre Form und Lage bei. Die Schrift offenbart eine technische Lösung zur partiellen Erwärmung thermoplastischer Folienbahnen und deren anschließende Verformung in einem taktweisen Arbeitsprozess, gibt aber keine Lösung für eine kontinuierlich gleitende berührungslose Verformung der Folienbahnen sowie gekrümmter Körper.

Es ist aus der DE 25 57 215 A1 bekannt, dünnwandige Rohrwände oder zylindrische Behälterwände aus Metall oder Kunststoff mit äußeren Überdruck oder inneren Unterdruck durch wabenartige Beulungen zu strukturieren. Die erfindungsgemäße Lösung sieht dabei vor, Rohr- oder zylindrische Behälterwände im Innenraum mit einer Stützspirale abzustützen und durch einen erhöhten Außendruck auf die äußere Rohr- oder zylindrische Behälterwand wabenförmig zu verformen. Einem gleichen Grundgedanken, das Prinzip der Lösung ausgestaltend, folgt die erfinderische Lehre DE 43 11 978 C1 .

Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, dünnwandige Materialbahnen ein- oder mehrlagig auf beabstandende Stützelemente aufwickeln und von außen durch Überdruck oder von innen durch Unterdruck in eine versetzte Beulstruktur zu überführen. Den bereits dargelegten Lösungen der vorhergehenden Angaben des Standes der Technik prinzipiell folgend, sie aber weiter ausbauend folgt die technische Lehre der DE 44 01 974 A1 .

Gemäß der offenbarten Lehre werden dünnwandige Materialien durch eine Beulverformung versteift, ohne daß es zu einer für das Tiefziehen typischen Materialverformung kommt. Dabei dienen flexible Stützelemente als Unterlagen für das Material, mit der Folge, daß sich eckige, gegeneinander versetzte Beulstrukturen ausbilden, die eine besonders vorteilhafte Steifigkeit verursachen.

Den technischen Lehren der angeführten Schriften haften bei aller Fortschrittlichkeit Nachteile an. Zum einen benötigen die dargestellten Verfahren zu ihrer Durchführung durchgängig der Einführung stützender flexibler Elemente, um eine gleichmäßige Beulstrukturierung durchführen zu können.

Zum anderen ist trotz Verwendung von Stützelementen die innere Festigkeit der Körper bzw. Materialbahnen so hoch, daß sie aufgrund ihres Rückstellvermögens eine sichere Strukturierung, bei Beibehaltung der Grundkonturen der Körper und Materialbahnen, nicht ausreichend gewährleisten.

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

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die partiell erwärmten und in den Zustand verminderter Festigkeit überführten Teilbereiche in kontinuierlicher Weiterführung des Verfahrensablaufes unmittelbar im Anschluss an ihren Übergang in die plastische Phase der Verformung unterworfen werden, in dem der zu verformende Körper oder die zu verformende Materialbahn in einem die partiell erwärmten Teilbereiche aufweisenden Abschnitt einem Über- oder Unterdruck ausgesetzt wird, wobei der Druck auf den besagten Abschnitt ganzflächig einwirkt oder dadurch partiell zur Einwirkung gelangt, daß die, die flächig einwirkenden Wärmequellen teilweise abdeckenden Mittel im Kontakt mit dem Körper oder der Materialbahn verbleiben und die nichterwärmten Bereiche dem Druck, unabhängig davon, ob dieser flächig einwirkt oder partiell eingeleitet wird, widerstehen und ihre Festigkeit sowie ihre Lage und Form beibehalten, während sich in den dazwischenliegenden erwärmten Teilbereichen die angestrebte Struktur ausbildet.

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

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

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

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen hervorgeht, werden mechanisch wirkende Techniken zur Unterstützung der thermischen Strukturierung bevorzugt, die zur Vorbereitung der thermischen Strukturierung Anwendung finden bzw. zum Finnishen der endgültigen Ausformung der Struktur eingesetzt werden können. Grundsätzliche Technologien dabei sind bei dem erforderlichen Einsatz der mechanischen Techniken Nachverbeulen, Nachtiefziehen und Nachwalzen.

Bei der vorhergehenden Anwendung mechanischer Unterstützung der thermischen Strukturierung erfolgt deren Einsatz vor der thermischen Beeinflussung der zu strukturierenden Bereiche durch ein Vorverbeulen, Vorwölben und Vorsicken. Diese Maßnahme gestattet es, Körper und Materialbahnen größerer Wand- oder Materialdicken schnell und einfach mit einer Strukturierung zu versehen. Der Vorteil ist hierbei, daß die Erwärmung der Körper und Materialbahnen in den Bereichen, die strukturiert werden sollen, dabei bis in den Bereich eines plastischen Zustandes geführt wird. Die so plastifizierten Bereiche setzen dem Verformungsdruck keinen oder nur einen geringeren Widerstand entgegen als die kalten Zonen und erlauben damit eine unkomplizierte und schnelle Einbringung einer gleichmäßigen homogenen Beul- oder Wölbungsstruktur.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
1: Den Körper ans Rohr ausgebildet in einer grundsätzlichen Anordnung zur Erzeugung eines Vakuums für die Beulstrukturierung.
2: Das Rohr nach 1 in einer Vorbereitungsphase zur Beulstrukturierung im Schnitt
3: Das Rohr nach 2 nach erfolgter Beulstrukturierung
4: Die Darstellung zur Aufeizung von Rohrabschnitten mit einem flächig wirkenden Heizmedium
5: Eine Anordnung für die punktuelle Erwärmung von Materialbahnen in einer Draufsicht
6: Die Anordnung nach 5 im Schnitt I-I
7: Die Anordnung nach 5 mit einem Zusatz für die Durchführung der Strukturierung im Schnitt
8: Die Anordnung für die Durchführung der Strukturierung mit einem aufgesetzten Zusatz im Schnitt
1 zeigt ein Rohr 1 für die Vorbereitung einer Beulstrukturierung. Das Rohr 1 ist mit einer Heizung 4, die als Induktionsschleifen 8' ausgebildet und mit einer Spannungsquelle 8 verbunden ist, umgeben. Die Induktionsschleifen 8' sind auf dem Umfang das Rohres 1 vollständig umfassend mit seitlichen Abständen verteilt, wobei die Abstände so ausgewählt sind, daß zwischen den Bereichen, die durch die Heizung 4 umschlossen sind, nichtbeheizte kalte Bereiche 3 gebildet sind. Damit ist die Längserstreckung des Rohres 1 in nicht beheizte kalte Bereiche 3 und im Abstand dazu in erwärmte Bereiche 2 aufgeteilt. Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, nehmen die erwärmten Bereiche 2 eine größere Erstreckung ein als die zwischen der Heizung 4 ausgebildeten kälteren Bereiche 3. Diese Aufteilung bildet die Voraussetzung für eine Strukturierung von Körpern, beispielsweise Rohren unter Einwirkung von Wärme. Aus der 1 ist zu entnehmen, daß das Rohr 1 mit einer Beulstruktur 5 versehen werden soll. Dazu ist in dem Rohr 1 ein Vakuum anzulegen. Für die Erzeugung des Vakuums ist das Rohr 1 über eine Leitung 9; 10 mit einer Pumpe 11 für die Erzeugung eines Vakuums und einem Ventil 12 verbunden. Mit dem Ventil 12 wird nach Durchführung der Beulstrukturierung 5 im Innenraum des Rohres 1 der Normaldruck wieder hergestellt.
Danach wird die Einrichtung zur Vakuumerzeugung 9; 10; 11; 12 entfernt. Es ist selbstverständlich, daß auf der Gegenseite das Rohr 1 mit einem Verschluß 26 versehen ist. 2 zeigt das Rohr 1 in einer Anordnung wie 1 als einen Teilabschnitt. Die Heizung 4 ist auf dem Außendurchmesser in solchen Abschnitten verteilt, daß erwärmte Bereiche 2 und dazwischen liegende kalte Bereiche 3 gebildet sind. Durch die Heizung 4 werden die Bereiche 2 erwärmt. Die Erwärmung wird soweit fortgeführt, bis die Elastizität des Materials aufgehoben ist und in eine plastische Phase übergeht. Dabei behalten die kalten Bereiche 3 ihre feste Struktur und bilden ein Stützgitter. Durch das Erzeugen, des wie in 1 erläuterten Vakuums im Innenraum des Rohres 1, wird in den Zonen der erwärmten Bereich 2 die Beulstrukturierung vorgenammen. Die im Zusammenhang mit 2 erwähnten kalten Bereiche 3 behalten dabei ihre unveränderte Form, Festigkeit und Lage. Sie bilden zwischen der Beulstruktur 5 ein Stützgitter aus. Diese Stützgitter ermöglichen es, eine Beulstruktur herzustellen, ohne aufwendig separate Stützgittervorrichtungen in das Rohrinnere einzuführen, um die Beulstruktur 5 herstellen zu können. Es ist selbstverständlich und dem betrachtenden Fachmann nicht fremd, daß diese Stützgitter nach . Abschluß des Stukturierungsvorganges aus dem Rohr l wieder entfernt werden müssen, was selbstverständlich mit erhöhtem technologischen Aufwand verbunden ist. Das technologische Konzept und der apparative Aufwand läßt erkennen, daß es jetzt möglich ist, größere Abschnitte von Körpern, hier Rohre 1, mit einer Beulstruktur 5 zu versehen. Da es jetzt im Rahmen des Verfahrensregimes möglich ist, auf einem längeren Rohrstrang die Heizung 4, entlang der Längsmittenachse, in konzentrischer Lage bleibend, zu bewegen und im Rahmen einer Kontinuität die Strukturierung größerer Abschnitte vorzunehmen. Die 1; 2 und 3' zeigen, daß die Heizung mit partiell wirkenden Einrichtungen zum Erwärmen der Bereiche 2, hier Induktionsschleifen 8', vorgenommen wird. Das Verfahren gibt aber einen größeren Spielraum für die Anwendung von unterschiedlichen Heizmedien und läßt auch eine flächige Wärmestrahlung zu, ohne den verfahrensgemäß zu erhaltenden Effekt zu verringern. 4 zeigt dazu eine Anordnung zur Beulstruktur 5. Die Ausführung zeigt ein Rohr 1, daß von allen Seiten gleichmäßig mit Wärme bestrahlt wird. Die zur Wärmestrahlung verwendeten Medien können mannigfaltiger Art sein und als Laserstrahlen, Heißgasströmungen, Konvektionsstrahlungen ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel wird eine Heißgasströmung 7 verwendet, die auf die Rohroberfläche gerichtet ist. Damit dem technologischen Grundsatz gefolgt wird, die Erwärmung nur partiell im Bereich der Verformung durch Strukturierung vorzunehmen und kalte Zonen mit einer Stützgitterfunktion zu verwenden, ist das Rohr 1 mit Kühleinrichtungen 6 versehen. Die Kühleinrichtung 6 ist auf der Oberfläche des Rohres 1 in konzentrischer Art, dessen Umfang folgend, angeordnet. Diese Anordnung erfolgt in bestimmten Abständen voneinander, die durch die Festlegung der zu erwärmenden Bereiche 2 bestimmt sind. Die Kühleinrichtungen 6 bilden durch diese Abstände zwischen sich Bereiche 2, auf welche die Heißgasströmung 7 ungehindert auftreffen kann. Zur Erzeugung der kalten Bereiche 3 sind die Kühlschlangen der Kühlung 6 dicht an die Oberfläche des Rohres 1 angelegt, um Kühlverluste zu vermeiden und eine intensive Kühlung der Oberfläche in den kalten Bereichen 3 zu erhalten. Diese verfahrensgemäße Anordnung sichert eine intensive Erwärmung der Bereiche 2 und eine intensive Kühlung der Bereiche 3. Die Beulstrukturierung erfolgt mit dem gleichen Verfahrensregime wie in den 1 bis 3 dargestellt.
Das erläuterte Verfahrensregime sichert den großen technologischen Vorteil, daß eine Beulstrukturierung von Hohlkörpern, hier als Beispiel Rohre 1, vorgenommen werden kann, ohne daß eine Abstützung aus dem Innenraum mittels separater Stützvorrichtungen erfolgen muß. Es ist für den Fachmann leicht zu überschauen, daß das Verfahren zur Beulstrukturierung unter Einfluß von Wärme die Strukturierung von Hohlkörpern steuerbarer gestaltet und das Regime der berührungslosen Verformung beherrschbarer macht. Dieses erfindungsgemäße Verfahren, wie bereits erläutert werden konnte, muß nicht auf die Strukturierung von Hohlkörpern beschränkt bleiben.
5 zeigt eine Anordnung zur Beulstrukturierung 5 von Materialbahnen 15, die als Blech oder Folie ausgebildet sein können und aus den unterschiedlichsten Materialien wie Metall, Kunststoff, Verbundstoffen u.ä. bestehen können.
6 zeigt die Anordnung nach 5 im Schnitt. Die Anordnung besteht aus einer flächigen Matrize 13 auf der in einer bestimmten Anordnung Einsenkungen 16, eingearbeitet sind. Die Einsenkungen 16 sind derart auf der Matrize 3 angeordnet, daß sie bei der Verfahrensdurchführung im Zusammenwirken mit der Materialbahn 15 eine Strukturierung dieser Materialbahn 15 zulassen und gleichzeitig die Art und Weise der Anordnung der Strukturierung bestimmen. Gemäß 5 sind in zwei Reihen in vorbestimmten Abständen Einsenkungen 16 vorgesehen. Die Einsenkungen 16 sind zentrisch mit achsgleich verlaufenden Kanälen 17 versehen. Über die Oberfläche der Matrize 13 werden die Materialbahnen darauf aufliegend geleitet und gelangen beim Übergleiten in den Bereich von Wärme- bzw. Heizstrahlen 14. Wie aus 6 zu erkennen, sind die Wärmestrahlen punktuell so ausgeformt, daß ihr Zentrum genau über dem Mittelpunkt der Einsenkung 16 zur Wirkung gelegen ist. Die Wärmestrahlen 14 sind in ihrer Form und in ihrem Querschnitt der Abmessung und Form der Einsenkungen 16 kongruent und in der gleichen Art und Weise aufgeteilt, wie die Einsenkungen 16 auf der Matrize 13, so daß es hier zu einer intensiven partiellen Erwärmung der Bereiche der Materialbahnen 15 kommt, die beim Aufliegen auf der Matrize 13 in den Bereich über den Einsenkungen 16 angeordnet worden sind. Ist die partielle Erwärmung der Materialbahn 15 in hinreichendem Maße bis zum Eneichen der Plastifizierungsgrenze erreicht, so wird durch die Einwirkung eines in den Einsenkungen erzeugten Vakuums das Material in die Einsenkung 16 gezogen und die Beulstruktur hergestellt. Die punktuelle Erwärmung wird selbstverständlich äußerst intensiv mit großer Wärmekonzentration auf die zu erwärmenden Bereiche vorgenommen, um die Randbereiche, die zwischen den Einsenkungen ausgebildet sind, nur wenig zu erwärmen. Damit wird erreicht, daß beim Verfahrensschritt Strukturierung keine Verformung der außerhalb der Einsenkung befindlichen Zonen der Materialbahn 15 erfolgt. Zur Durchführung dieses Vorganges ist die Matrize 13 mit einer Sammelkammer 18 im unteren Teil versehen, die über Kanäle 17 mit den Einsenkungen 16 verbunden ist. Zur Regulierung des Luftdrucks bis zum Erreichen eines Vakuums ist eine Leitung 19 in die Sammelkammer 18 der Matrize 13 eingeordnet. Für den Fachmann ist leicht erkennbar, daß die Erzeugung eines Vakuums und das Erreichen übereinstimmender Vorgänge zwischen der Wärmestrahlung dem Erreichen eines plastischen Zustandes der Materialbahn 15 im Bereich der Einsenkung 16 und das rechtzeitige Erzeugen eines Vakuums ohne großen regelungstechnischen Aufwand erreicht werden kann. Selbstverständlich wird im Verfahrensregime die Matrize 13 stetig gekühlt, um die Einleitung von Streuwärme zu verhindern und den Strukturierungseffekt durch die punktuelle Einleitung von Wärmestrahlen 14 in die Materialbahn 15 zu sichern. Eine weitere Ausführungsart des Verfahrensregimes ist durch die Anordnung gemäß 7 dargestellt. Die Matrize 13 hat die wesentlichen Dimensionen wie die Matrize 13 nach
5 und 6 und eine ähnliche Rasteraufteilung der Einsenkungen 16 wie dort dargestellt. Die Wärmestrahlung 14 erfolgt hier nicht punktuell, sondern ganzflächig. Damit würde, entgegen dem Grundgedanken des Verfahrensregimes, die gesamte Oberfläche der Materialbahnen 15 gleichmäßig erwärmt werden. Gemäß der ausgewählten Ausführungsart ist über der Materialbahn eine Patrize 20 angeordnet. Der Patrize 20 sind mehrere Funktionen zugeordnet. Sie dient einmal als Schutz gegen Wärmestrahlen, da sie den Wärmestrahlungen entgegengerichtet ist und zum anderen als Niederhalter, da sie über der Materialbahn 15 angeordnet ist und damit zwischen sich und der Matrize 13 die Materialbahn 15 habend, diese gleichzeitig in ihrer Lage sichert, wenn die Strukturierung vorgenommen wird. Um eine direkte Wärmestrahlung auf das Material zu gewährleisten ist die Patrize 20 mit der Form der Matrize 13 kongruent gestaltet und im gleichen Raster wie deren Einsenkungen 16 mit Öffnungen 21 versehen, die bei der Verfahrensdurchführung genau über den Einsenkungen 16, deren Konturen präzise folgend, eingeordnet sind. Dadurch sind die zu strukturierenden Teile der Materialbahn 15 den Wärmestrahlen 14 zugängig und die dazwischen liegenden Teile der Materialbahn 15 durch die Patrize 20 vor der Einwirkung der Wärmestrahlen abgedeckt. Hierdurch ist es möglich, die freiliegenden Materialbahnteile partiell, intensiv zu erwärmen und die bedeckten Teile kühl zu halten. Das Verfahrensregime ist weiter ausgestaltet, wenn der durch die Abdeckung erreichte Kühleffekt dadurch erhöht wird, daß die Patrize 20 zusätzlich gekühlt wird. Die Anordnung nach 7 läßt eine Strukturierung von Materialbahnen 15 über eine Beinstrukturierung und eine Auswölbungsstrukturierung zu. Bei der Beulstrukturierung wird wie bei den vorhergehenden Ausführungen dargestellt, in der Matrize 13 ein Vakuum erzeugt und damit die Materialbahn 15 im erwärmten plastischen Zustand, in Beulenform in die Einsenkung 16 gezogen Das Verfahrensregime ist mittels dieser Anordnung umkehrbar. Dazu wird in die Matrize 13 Luft eingeleitet und die Materialbahn 15 im Bereich der Einsenkungen 16 in die Öffnungen 21 der Patrize 20 gewölbt, Wie bereits dargestellt, dient die Patrize 20 als Niederhalter und gestattet nur in ihren Öffnungen 21 ein Hineinwölben der erwärmten Teile der Materialbahn 15.
8 zeigt eine Ausführungsart der thermischen Strukturierung von Materialbahnen wie Blechen und Folien Die Matrize 13 ist für diese Variation der Anordnung im Verfahrensregime mit den im gleichen Raster angeordneten Einsenkungen ausgestattet.
Über der Matrize 13 ist durch das Aufsetzen einer Abdeckung auf den Bereich, der von der Materialbahn 15 bedeckt ist, eine Druckkammer 23 gebildet. Die Druckkammer 23 wird mit heißer Luft beschickt und heizt die Materialbahn 15 auf. Um den Grundsatz des Verfahrensregimes weiter beizubehalten, plastische Zonen nur dort herzustellen, wo eine Strukturierung erfolgen soll, wird die Matrize 13 intensiv gekühlt, um die außerhalb der Einsenkungen 16 gelegenen Bereiche Materialbahn 15 kühl zu halten und in einem festen, elastischen Zustand beharren zu lassen, damit zwischen diesen Bereichen der Materialbahn 15 nur die Teile verformt werden, die über den Einsenkungen 16 durch die Einwirkung der Heißgasströmungen für eine Strukturierung zur Verfügung stehen. Die Druckkammer 23, bisher als Zuführungskanal für das Heißgas verwendet, wird jetzt mit Druck beaufschlagt und die Materialbahn 15 durch die Wärmebeeinflussung im Bereich der Einsenkungen 16, in einen plastischen Zustand versetzt, in die Einsenkungen 16 gedrückt. Es ist eindeutig erkennbar, daß hier eine Beulstruktur erzeugt wird. Die Schnittdarstellung gemäß 8 läßt für den Fachmann die Information zu, daß eine oder mehrere der Einsenkungen 16 nicht kreisförmig, sondern lang ausgeführt sind, und die Ausbildung von Sicken in den Materialbahnen 15 ermöglichen. Die technologischen Vorgänge sind gleich denen bei der Herstellung von runden oder vieleckigen Beulen 5 oder Wölbungen 22. Selbstverständlich, und hier braucht es keiner separaten Erläuterung, ist nach Kenntnis des Verfahrens die Matrize 13 gekühlt.

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

Claims

Verfahren zum Verformen von Materialbahnen und Körpern mit unterschiedlicher Wandausbildung durch eine Strukturierung, die mittels eingeformter Beulen und Wölbungen gestaltet ist, unter Anwendung von Fluiddruck, wobei die mit der Strukturierung zu versehenen Teilbereiche bestimmt und partiell soweit erwärmt werden, daß sie einen Zustand verminderter Festigkeit erhalten und wobei die partielle Erwärmung durch partiell einwirkende Wärmequellen oder durch eine flächig einwirkende Wärmequelle, gegenüber welcher die der Wärme ausgesetzte Fläche des Körpers oder der Materialbahn durch mit dem Körper oder der Materialbahn in Kontakt gebrachte Mittel teilweise abgedeckt ist, erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die partiell erwärmten und in den Zustand verminderter Festigkeit überführten Teilbereiche in kontinuierlicher Weiterführung des Verfahrensablaufs unmittelbar im Anschluß an ihren Übergang in die plastische Phase der Verformung unterworfen werden, indem der zu verformende Körper oder die zu verformende Materialbahn in einem die partiell erwärmten Teilbereiche aufweisenden Abschnitt einem Über- oder Unterdruck ausgesetzt wird, wobei der Druck auf den besagten Abschnitt ganzflächig einwirkt oder dadurch partiell zur Einwirkung gelangt, daß die, die flächig einwirkenden Wärmequellen teilweise abdeckenden Mittel im Kontakt mit dem Körper oder der Materialbahn verbleiben, und die nicht erwärmten Bereiche dem Druck unabhängig davon, ob dieser flächig einwirkt oder partiell eingeleitet wird, widerstehen und ihre Festigkeit sowie ihre Lage und Form beibehalten, während sich in den dazwischenliegenden erwärmten Teilbereichen, die angestrebte Struktur ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die nicht erwärmten Bereiche die bei der Verformung entstehenden Kräfte aufgenommen, die Körper oder Materialbahnen damit in ihren Konturen stabil und konstant gehalten werden, eine Stützgitterstruktur ausgebildet wird, wodurch die Kräfte aus der Verformungsarbeit der Strukturierung aufgenommen werden und die Verwendung von Stützeinrichtungen vermieden wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Bereiche vorgenommen wird, bis eine Verminderung des Elastizitätsmodules des Materials mit den Faktoren im Bereich von 100–1000, angepaßt an die jeweiligen Eigenschaften der zu bearbeitenden Materialien, erreicht wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Körper und Materialbahnen aus Kunststoff, Metall, Glas, Verbundstoffen oder Keramik gebildet und die Wärmestrahlung entsprechend den spezifischen Eigenschaften ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung durch den Einsatz von Werkzeugen mit mechanischer Wirkung begonnen, damit die Beulen sowie Wölbungen vorgeformt werden und nach einer Beendigung des vorformenden, mechanischen Prozesses dieser mit einer abschließenden, thermisch eingeleiteten, berührungslosen Strukturierung bis zu deren Vollendung weitergeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper als Rohr (1) ausgebildet, mit einer Heizung (4) versehen ist, wobei die Heizung (4) in Richtung der Längsachse des Rohres (1) mit Abständen nebeneinander angeordnet ist und durch die zwischen den Heizungen (4) gebildeten Abstände nicht mit Wärme in Berührung gebracht und in ihrer Ausgangstemperatur gehalten werden, daß der so gebildete kalte Bereiche (3) erhalten bleibt und erwärmte Bereiche (2) nur unmittelbar unter der Heizung (4) ausgebildet und bis zum Erreichen eines plastischen Zustands aufgeheizt, für eine Beulstruktur vorbereitet werden, welche durch Herstellen eines Vakuums im Innenraum des Rohres (1) herbeigeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeeintrag durch die Heizung (4) nur partiell vorgenommen wird und zwischen den durch die Heizung (4) erzeugten warmen Bereichen (2) Abstände ausgebildet werden, die durch die Wärmestrahlung nicht beeinflußt, in ihrer ursprünglichen Festigkeit und Lage verbleiben und eine Stützgitterstruktur (27) ausbilden, zwischen dem die Strukturierung (5) vorgenommen wird und die Stützgitterstruktur (27) die konvexen Zonen einer Beulstrukturierung (5) ausprägt.
Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (4) berührungslos auf das Rohr (1) einwirkend und stationär angeordnet ist, daß die Beulstrukturierung (5) auf einem Rohrbereich in der Ausdehnung der Heizung (4) aufgebracht wird und nach dem Abschluß der Strukturierung (5) das Rohr (1) in Richtung seiner Längsmittenachse in der Heizung (4) bewegt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung auf einem Support verschiebbar angeordnet in Richtung der Längsmittenachse des Rohres (1) nach Abschluß der Strukturierung (5) verschoben wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung der Strukturierung (5) auf dem Rohr (1) für eine erneute Erwärmung immer um die Erstreckung eines Abschnittes der Strukturierung (5) vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des zu strukturierenden Körpers, auch als Rohr (1) ausgebildet, mittels eines Wärmestromes vorgenommen wird, der als Heißgasströmung (7) ausgebildet sein kann und das auf das Rohr (1) in der Gesamterstreckung des zu strukturierenden Abschnittes flächig auftrifft, daß im Bereich der Strukturierung (5) die Abstände zu den erwärmten Bereichen mittels Einrichtung für eine Kühlung (6) begrenzt werden und die für die Strukturierung (5) notwendige partielle Wärmebeeinflussung in den erwärmten Bereichen (2), zwischen den durch die Kühlung (6) erzeugten kalten Bereichen (3), eingeleitet werden kann,
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die kalten Bereiche (3) nur im Einflußbereich der Kühlung (6) eingestellt werden und in diesen Bereichen die radial aus dem Erhalten der ursprünglichen Festigkeit des Materials resultierenden konvexen Strukturabschnitte erreicht werden, mit denen in der Form eines Stützgitters die Formstabilität der Strukturierung begründet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung einer Materialbahn (15) dadurch erreicht wird, daß die Materialbahn (15) über eine Matrize (13) geführt und von der Oberseite eine Wärmestrahlung auf die Materialbahn (15) eingeleitet wird, deren Wärmestrahlen (14) so ausgebildet werden, daß sie auf die Materialbahn (15) partiell auftreffen, und mit den Konturen und Mittenachsen von Einsenkungen (16) achsgleich verlaufen, die in der Matrize (13) angeordnet sind, über welche die Materialbahn (15) geführt wird, die in den Bereichen, auf welche die Wärmestrahlen gerichtet werden, aufgewärmt und durch das Einleiten von Vakuum in den Einsenkungen (16) mit einer Beulstruktur (5) versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung eines Vakuums in einer Sammelkammer (18) in der Matrize (13) durch Verbindungskanäle (17) mit den Einsenkungen (16) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die flächig gehaltenen Bereiche der Oberfläche der Matrize (13), die zwischen den Einsenkungen (16) erhalten sind, nicht erwärmt werden und die Elastizität des Materials der Bahn (15) bestehen bleibt.
Verfahren nach den Ansprüchen 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die flächig gehaltenen Bereiche der Oberfläche der Matrize (13), die zwischen den Einsenkungen (16) erhalten sind, gekühlt werden und damit die Elastizität des Materials der Bahn (15) sowie seine Festigkeit beibehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkungen (16) in einer oder mehreren Reihen neben- und hintereinander auf der Matrize (13) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (13) mit flächig angeordneten Wärmestrahlen beaufschlagt wird, die in Richtung gegen die Oberseite der Matrize wirksam werden, auf welcher die Materialbahn (15) über den Einsenkungen (16) angeordnet ist, daß zwischen der Wärmequelle und der Materialbahn (15) eine Ptrize (20) angeordnet worden ist, die in ihrer Ausbildung die Matrize (13) überdeckt und Öffnungen (21) aufweist, die kongruent mit den Einsenkungen (16) in der Matrize (13) angeordnet werden, durch welche die Wärmestrahlen nur auf jene Bereiche auftreffen, die durch die Öffnungen (21) der Patrize (20) freigegeben werden und ein Erwärmen der Materialbahn (15) nur in diesen offenen Bereichen erzielt wird, daß nach erfolgter ausreichender Erwärmung bis in den plastischen Bereich durch Beaufschlagung der Matrize (13) mit einem Vakuum die Materialbahn (15) für eine Beulstruktur (5) in die Einsenkungen (16) der Matrize (13) gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Öffnungen (21) der Patrize (20) verbleibenden Materialanteile in ihren Konturen mit denen der Matrize (13) gleich gestaltet und über der Materialbahn (15) als Hitzeschirm ausgebildet sind, und die überdeckten Teile der Materialbahn (15) vor den flächigen Strahlen der Heizung (4) abgeschirmt werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize (20) auf der Materialbahn (15) als Niederhalter vorgesehen und die Matrize (13) bei der Durchführung der Strukturierung (5) für das Erhalten einer Wölbungsstrukturierung der Materialbahn (15) mit Druck beaufschlagt wird, daß nach dem Erreichen eines plastifizierten Zustandes der Materialbahn (15) im Bereich der Öffnungen (21) der Patrize (20) durch einen in der Matrize (13) erzeugten Druck, der über eine Sammelkammer (18) den Einsenkungen (16) unter der Materialbahn (15) mitgeteilt wird, eine Wölbung in jede Öffnung (21) der als Niederhalter funktionierenden Patrize (20) eingeformt, daß beim Weitertransport der Materialbahn (15) in der Kontinuität der Zuführung eines neuen Strukturierungsabschnittes die Patrize (20) angehoben und die Materialbahn (15) weitergeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 18 und einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (13) durch eine Kühlung in einer gleichbleibenden Temperatur gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (15) durch eine Druckkammer (23) geleitet wird, die zwischen der Matrize (13) und einer Abdeckung (24) gebildet ist, daß im Bereich der Druckkammer (23), zwischen der Matrize (13) und der Abdeckung (24) die Materialbahn (15) angeordnet wird und in der Matrize (13) auf deren Oberseite, unter der Materialbahn (15), Einsenkungen (16) vorgesehen sind, die von der Materialbahn (15) überdeckt werden, welche mit dem durch die Druckkammer (23) strömenden Heißgas aufgeheizt wird, wobei das Heißgas die Materialbahn (15) vollständig benetzend, durch die Druckkammer (23) geführt wird, daß die Benetzung zu einer flächigen Wärmebeeinflussung der Materialbahn (15) führt, die in den Bereichen außerhalb der Einsenkungen (16) durch die Berührung mit der Matrize (13) heruntergekühlt wird und in den Bereichen, in denen der Kontakt mit der Matrize (13) hergestellt ist, eine Temperatur der Materialbahn (15) eingestellt wird, welche unter dem Bereich der molekularen Veränderungen der Materialstruktur liegt, wodurch das Material in seinen ursprünglichen Eigenschaften erhalten wird und nur in den Bereichen der Einsenkungen (16) einer Strukturierung zur Verfügung steht, die dadurch eingeleitet wird, daß das in der Druckkammer (23) befindliche Heißgas unter einen Druck gehalten wird, der ausreicht, die Materialbahn (15) im Bereich der Einsenkung (16) in eine Beulstrukturierung (5) zu versetzen.
Verfahren nach den Ansprüchen 13 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (13) mit einem Kühlmedium beaufschlagt, zur Kühlung der Materialbahn (15) in Kontakt gebracht wird, und die in den gekühlten Bereichen aufliegenden Teile der Materialbahn (15) durch die Wärme des Heißgasstromes in der Druckkammer (23) in ihren Materialeigenschaften nicht beeinflußt werden
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durch des Verfahrens alle Stoffe, wie Bleche, Folien, Papier, Verbundwerkstoffe u.ä. thermisch verformbaren Stoffe, als Hohlkörper und Materialbahnen, auch mit größeren Wandstärken ausgebildet, verwendet werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß für die Strukturierung (5) der Körper und Bahnen mannigfaltige Formenarten Verwendung finden, welche durch Beulen, Wölbungen und Sicken gebildet sind.