EP1319453A1 - Apparatus and method for filling hollow profiles with a metal foam - Google Patents

Apparatus and method for filling hollow profiles with a metal foam Download PDF

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EP1319453A1
EP1319453A1 EP02027181A EP02027181A EP1319453A1 EP 1319453 A1 EP1319453 A1 EP 1319453A1 EP 02027181 A EP02027181 A EP 02027181A EP 02027181 A EP02027181 A EP 02027181A EP 1319453 A1 EP1319453 A1 EP 1319453A1
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EP
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hollow profile
metal foam
hollow
foaming
induction means
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EP02027181A
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Eric Keetman
Karl-Heinz Süss
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Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
EADS Deutschland GmbH
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    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
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    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
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    • B22F3/1121—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
    • B22F3/1125—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers involving a foaming process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
    • B22F7/004—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part
    • B22F7/006—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part the porous part being obtained by foaming
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    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for in-situ Foaming hollow profiles with metal foam, according to claim 1 or 10th
  • metal foam serves as Insulation material as well as to increase stiffness and as a shock absorber e.g. in Crash structures.
  • DE 198 34 394 A1 describes a device and a method for Production of metal foam described, in which the foam is applied directly during the creation of the foam. To this end becomes the foamable raw material in a so-called foam cell frothed.
  • the metal foam is right at the point of its processing generated under defined boundary conditions, e.g. regardless of shape of the profile to be foamed, and is transported into the Profile introduced.
  • the foam cell In order to access very inaccessible places inside the to reach the profile to be foamed, the foam cell at the top a stick-like foam lance.
  • the warming of the foamable Raw material is made using standard heat sources such as Gas burners, electrical resistance heating, induction coils, electron beam and Laser sources.
  • the document DE 199 28 997 C2 describes raw material Irradiate with a laser or an electron beam. there the heat input is concentrated on the raw material to be foamed without that a profile surrounding the raw material is heated significantly. Thereby damage to the hollow profile is avoided. It is also advantageous that the foaming process takes place where the foamed material is needed, so that a flexible and essentially shape - independent production of the Metal foam is guaranteed. However, it is disadvantageous that the process in is essentially limited to the applications in which profile material and Foam material are different. With a combination of the same type Materials, e.g. Aluminum profile and aluminum foam, it comes because of the required process temperature, which is above the melting temperature of the Foam material is causing problems.
  • the object of the present invention is therefore a device or a process for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam to create a partial foaming of hollow profiles, if necessary Undercuts enables, especially when hollow profile and Metal foam consist of similar materials.
  • the device should or the method can be used easily.
  • the object is achieved by a device that a Includes induction means into which a hollow profile can be inserted, in which a foamable raw material is arranged, the hollow profile one in the Longitudinal electrical interruption and with the Induction means is in contact at at least one point, so that when inductive foaming of the raw material is part of the hollow profile Forms induction agent.
  • the central idea here is that the hollow profile itself, due to the Contacting with the induction means, forms part of the induction means. This is possible in that in the hollow profile in the longitudinal direction an electrical interruption is arranged so that a Short circuit of the induction means is effectively prevented. this means at the same time that the electrical interruption extends across the entire Extends in the longitudinal direction in any manner. Based on these The hollow profile becomes a "quasi-inductor" that is used in inductive design Warming the raw material itself experiences little warming and that Magnetic field formation positively influenced.
  • the device according to the invention has the advantage that the metal foam is direct is generated at the point where it is ultimately needed. This is a very effective foaming guaranteed, since no further or initiation of Metal foam is required. This means that there are no difficulties in contributing. It is also advantageous for undercuts to also be in the interior of a Hollow profile can be reliably foamed, because of the all-round Heating the raw material a uniform expansion of the foaming raw material is achieved.
  • the foam density can be about the process parameters are varied.
  • the process parameters can can of course also be varied during the foaming process, so that the hollow profile is filled with a gradient material.
  • Another advantage consists in the fact that only a few components (induction means, hollow profile and Raw material) are required, so that a simple arrangement with low Process costs is realized.
  • the induction means is expedient to design as coolable.
  • this will by one arranged inside the induction means Cooling water circuit realized.
  • This has the advantage that the hollow profile its contacting of the induction means is also cooled, which especially when foaming the hollow profile with the same Foam material is advantageous because in this way the temperature of the hollow profile is kept below the melting temperature of the raw material.
  • the shape of the induction means advantageously corresponds essentially to that Shape of the hollow profile. This ensures a uniform contact across the entire circumference of the hollow profile ensures what a uniform Foaming causes and consequently has a positive effect on the foaming characteristics effect. This also makes it inductive heating of the raw material required magnetic field optimally adapted to the circumstances. It is particularly advantageous to make the induction means conformable, the adapts automatically, flexibly to the shape of the hollow profile.
  • the hollow profile has a circular, oval, rectangular or any other cross section. So is one flexible application guaranteed.
  • the electrical interruption is on electrically non-conductive material that is integrated into the wall of the hollow profile or is inserted into a slot arranged therein.
  • the induction means and the hollow profile are relative are arranged displaceable to each other. So it's not just a partial one but also a continuous foaming of hollow profiles on simple Way possible.
  • the device can be used in a mobile manner, which in particular simplified use in series production and repairs enabled locally on site.
  • the object is further achieved by a method which is in accordance with the invention characterized in that a hollow profile to be foamed into a Induction means introduced or enclosed by the induction means, so that the hollow profile touches the induction means at least at one point; in which the hollow profile is an electrical one running in its longitudinal direction Has interruption; that a foamable raw material within the Hollow profile is arranged; and that the raw material is foamed, whereby the hollow profile forms part of the induction means.
  • Such a method has the advantage that the foaming process takes place there, where it is needed. This eliminates difficulties associated with known methods occur when introducing the foamed metal into a hollow profile.
  • there profiles can be foamed discontinuously, continuously or partially, without undercuts or other asymmetries of the profile Impede the foaming process. Due to the fact that the hollow profile one Forms part of the induction means, and thus is not or only slightly heated a foaming of hollow profiles with foam made of a similar material as that Hollow profile possible.
  • Aluminum profiles with no problem Foam aluminum foam e.g. Aluminum profiles with no problem Foam aluminum foam.
  • the electrical interruption in the hollow profile is introduced before it is introduced into the induction means.
  • the electrical interruption by cutting the hollow profile in introduced in the longitudinal direction, so that a slot is formed. This represents one particularly simple procedure. Such a slot can be very narrow are formed so that the bending stiffness of the hollow profile is hardly or only is marginally influenced.
  • the slot is made with an insulating material refilled. This is particularly advantageous if the outer contour of the Hollow profile should be maintained or the hollow profile additional stability should be awarded.
  • a raw material which consists of a Mixture of different materials, so that the foamed Metal foam has a composite structure.
  • the process parameters during the Foaming of the raw material can be changed so that the hollow profile is foamed with a metal foam that has a gradient structure having. This allows foams with desired structures to be created in a simple manner and properties are easily generated.
  • Induction means and the hollow profile arranged therein relative in the longitudinal direction to move towards each other. Either the hollow profile within the Induction means are moved, or the induction means with respect to one fixed hollow profile.
  • the method according to the invention is thus based on the customizable given the circumstances.
  • the slot after Foam the hollow profile to close again by welding This represents a simple step that can easily be integrated into existing ones Procedures or arrangements can be integrated.
  • the method according to the invention is mobile can be used. This allows the process to be easily integrated into existing ones Production processes are integrated. E.g. a supply of according to foamed components, what the manufacturing process facilitates and lowers production costs.
  • the task is also solved by a foamed hollow profile semi-finished product, that is produced with the device or method according to the invention becomes.
  • the semifinished product is advantageously used for crash structures in the Automotive technology as well as used in the aerospace industry, in particular for weight-specific increase in rigidity and crash resistance.
  • Fig. 1 shows a sectional view in the longitudinal direction (arrow direction A) hollow profile 2 to be foamed, which is introduced into an induction means 1.
  • the Induction means can be designed as an induction coil or loop, only to to name a few examples.
  • a foamable raw material 3 which from a known by means of compacting produced mixture of metal powder (e.g. aluminum, magnesium or Zinc powder) and blowing agent powder. Compacting may follow an extrusion process.
  • the raw material 3 is in the form of a rod in front.
  • tablet or granular raw material can also be used become. Among tablet-shaped raw materials are e.g. pressed balls too understand.
  • a mixture of different raw materials can be used, e.g.
  • the hollow profile 2 in FIG. 1 is tubular and consists of aluminum, Magnesium, steel or the like. In addition, they can also be different shaped hollow profiles are used, for example an oval, have a rectangular or other suitable cross section. additionally the hollow profile 2 may have undercuts, not shown.
  • the Hollow profile 2 is arranged within the induction means 1, it being the Induction means 1 touched at least at one point. In the shown in Fig.1 preferred embodiment, the contact extends along the entire Inner surface of the induction means 1 in order to be as homogeneous as possible and to effect even foaming.
  • the shape of the induction means 1 is therefore ideally adapted to that of the hollow profile 2.
  • a tubular Hollow profile 2 for example, an induction means 1 is used, the one has circular inner cross section.
  • the hollow profile is rectangular Cross-section, so is a correspondingly rectangular Induction means used.
  • a shape-adaptable induction means be used, which consists of a variety of individual, movable elements exists, which automatically adapt to the shape of the hollow profile.
  • the induction means can be designed to be foldable, which is the Handling when enclosing the hollow profile easier.
  • Induction means 1 preferably designed to be coolable.
  • Induction means 1 cooling channels 1a arranged through which e.g. Cooling water passed becomes. Such an arrangement of cooling channels is also in the adaptable or chain-shaped induction means possible.
  • the Flowing through the induction means 1 with cooling water causes at the same time Cooling of the hollow profile 2.
  • the cooling is better the closer or the contact between the hollow profile 2 and the induction means 1 is better.
  • the electrical interruption 4 is designed as a slot in FIG. 2.
  • the electrical interruption 4 made of an electrically non-conductive material exist, which is integrated into the wall of the hollow profile 2.
  • a slit-shaped trained electrical interruption 4 can also with a suitable Insulation material (e.g. mica) to be filled if necessary To improve strength properties.
  • the insertion of the slot will preferably before foaming and before arranging the hollow profile 2 in the induction means 1 by cutting the hollow profile 2 in the longitudinal direction A. causes.
  • the slot can be straight, oblique or in any other Shape (e.g. L-shaped, U-shaped, Z-shaped etc.) in the wall of the hollow profile be introduced. Furthermore, especially for Lightweight components increasingly two-part or from several components existing profiles used, which are spaced from each other, so that this processing step may be omitted from the outset.
  • the induction means 1 is supplied by an RF source 5 and forms during operation a magnetic field, whereby that arranged inside the hollow profile 2 Raw material 3 is heated inductively and foams. Because of the senior Contact between induction means 1 and hollow profile 2 becomes hollow profile 2 quasi part of the induction means 1 and that formed due to the current flow Magnetic field points essentially in the longitudinal direction A. The Concentration of the magnetic field in the center of the induction means 1, that is, where the raw material 3 is arranged the largest. The hollow profile 2 heats up in Operation hardly or only at temperatures up to approx. 100 ° C, so that the Profile properties are retained. The slight heating of the hollow profile 2 is also supported by the cooling effect described above.
  • the hollow profile 2 is homogeneously, partially foamed, the Metal foam is formed at the point where it is actually needed. On no further transport step is required. There is also foaming of undercuts, which are arranged within the hollow profile, due to the symmetrical arrangement and the all-round heating of the raw material unproblematic.
  • the hollow profile 2 can also be foamed continuously.
  • the inner wall of the hollow profile 2 is filled with foam before covered with an insulating material (e.g. stove varnish).
  • the insulating material prevents you Short circuit across the electrical interruption 4 when the inside of the Fills hollow profile 2 with metal foam and instead of on the inner wall of the Hollow profile 2 is present.
  • this can be done with a slit-shaped electrical interruption 4 provided, foamed hollow profile 2 by Welding to be closed again.
  • the invention can be used in a mobile manner, especially for use in automated manufacturing. Furthermore can be foamed hollow profile semi-finished products with the invention described above are produced, for example, as crash structures in the Vehicle technology as well as in aerospace technology find application.

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Abstract

Device for the in-situ foaming of hollow profiles with metal foam comprises an induction unit (1) into which a hollow profile is inserted. A foamable raw material (3) is arranged in the hollow profile. The inner wall of the hollow profile has an insulating material and the hollow profile has an electrical gap (4) running in the longitudinal direction. The hollow profile is in contact with the induction unit on at least one point so that during inductive foaming of the raw material the hollow profile forms part of the induction unit. <??>An Independent claim is also included for a process for the in-situ foaming of hollow profiles with metal foam. Preferred Features: The induction unit can be cooled. The shape of the induction unit fits the shape of the hollow profile. The hollow profile has a circular, oval, rectangular or other random cross-section.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum, gemäß Patentanspruch 1 bzw. 10.The present invention relates to an apparatus and a method for in-situ Foaming hollow profiles with metal foam, according to claim 1 or 10th

Es ist bekannt, dass mit Metallschaum ausgeschäumte Profile insbesondere für Leichtbauanwendungen in der Automobilindustrie sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik Anwendungspotential bieten. Der Metallschaum dient dabei als Dämmmaterial sowie zur Steifigkeitserhöhung und als Stoßabsorber z.B. in Crashstrukturen.It is known that profiles foamed with metal foam, in particular for Lightweight applications in the automotive industry as well as in the air and Space technology offer application potential. The metal foam serves as Insulation material as well as to increase stiffness and as a shock absorber e.g. in Crash structures.

Es sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt, mit denen derartige ausgeschäumte Strukturen erzeugt werden. Die Druckschriften DE 197 44 300 A1 und EP 0 804 982 A2 beschreiben zum Beispiel Anordnungen, bei denen das Aufschäumen eines Rohmaterials in einer Vorkammer durchgeführt wird. Der in der Vorkammer erzeugte Metallschaum hat eine fließfähige, flexible Konsistenz und wird durch geeignete Austrittsöffnungen in gewünschte auszuschäumende Profile eingebracht und dort zum Erstarren gebracht. Folglich wird bei einem derartigen Verfahren der Metallschaum an einer anderen Stelle aufgeschäumt, als er letztendlich benötigt wird. Es ist somit ein separater Transportschritt notwendig. Dies erfordert einen hohen technischen Aufwand, da Schaumbildung und Einbringung getrennt überwacht und koordiniert werden müssen. Des weiteren ist ein Ausschäumen von Profilen mit gleichartigem Schaummaterial (z.B. das Ausschäumen von Aluminiumprofilen mit Aluminiumschaum) sehr schwierig, da aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des auszuschäumenden Profils der Schaum beim Einbringen sehr schnell abkühlt und erstarrt. Dies bringt den Nachteil mit sich, dass Profile mit Hinterschneidungen vor dem Ausschäumen erst erwärmt werden müssen. Die dafür nötige Temperatur liegt jedoch im Bereich der Fließtemperatur des Schaumes und wirkt sich somit negativ auf die Profileigenschaften aus.Various devices and methods are known with which such foamed structures are generated. The publications DE 197 44 300 A1 and EP 0 804 982 A2, for example, describe arrangements in which the Foaming of a raw material is carried out in an antechamber. The in The pre-chamber metal foam has a flowable, flexible consistency and is foamed through suitable outlet openings in desired Profiles introduced and solidified there. Consequently, one such processes, the metal foam is foamed in another place than it is ultimately needed. A separate transport step is therefore necessary. This requires a high level of technical effort, since foaming and Contribution must be monitored and coordinated separately. Furthermore is foaming profiles with similar foam material (e.g. the Foaming aluminum profiles with aluminum foam) very difficult because due to the high thermal conductivity of the profile to be foamed Foam cools and solidifies very quickly when inserted. This brings the Disadvantage with it that profiles with undercuts only before foaming need to be heated. However, the temperature required for this lies in the range of Flow temperature of the foam and thus has a negative effect on the Profile properties.

Des weiteren ist in der DE 198 34 394 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Metallschaum beschrieben, bei der bzw. bei dem der Schaum unmittelbar während der Schaumentstehung aufgebracht wird. Zu diesem Zweck wird das aufschäumbare Rohmaterial in einer sogenannten Schäumzelle aufgeschäumt. Der Metallschaum wird direkt an der Stelle seiner Verarbeitung unter definierten Randbedingungen erzeugt, also z.B. unabhängig von der Gestalt des auszuschäumenden Profils, und wird ohne größere Transportwege in das Profil eingebracht. Um an sehr unzugängliche Stellen im Inneren des auszuschäumenden Profils zu gelangen, kann die Schäumzelle an der Spitze einer stabartigen Schäumlanze angebracht sein. Die Erwärmung des ausschäumbaren Rohmaterials erfolgt mit Hilfe von üblichen Wärmequellen, wie Gasbrenner, elektrische Widerstandsheizung, Induktionsspulen, Elektronenstrahlund Laserquellen. Hierbei besteht jedoch weiterhin das Problem, Profile mit Hinterschneidungen homogen auszuschäumen, da der Schaum während des Fließens abkühlt. Dieses Problem tritt wiederum insbesondere dann auf, wenn Profile mit gleichartigem Schaummaterial ausgeschäumt werden sollen.Furthermore, DE 198 34 394 A1 describes a device and a method for Production of metal foam described, in which the foam is applied directly during the creation of the foam. To this end becomes the foamable raw material in a so-called foam cell frothed. The metal foam is right at the point of its processing generated under defined boundary conditions, e.g. regardless of shape of the profile to be foamed, and is transported into the Profile introduced. In order to access very inaccessible places inside the to reach the profile to be foamed, the foam cell at the top a stick-like foam lance. The warming of the foamable Raw material is made using standard heat sources such as Gas burners, electrical resistance heating, induction coils, electron beam and Laser sources. However, there is still the problem of using profiles Foam undercuts homogeneously, since the foam during the Flowing cools. Again, this problem occurs particularly when Profiles with the same type of foam material are to be foamed.

Ferner beschreibt die Druckschrift DE 199 28 997 C2, Rohmaterial durch Bestrahlen mit einem Laser oder einem Elektronenstrahl aufzuschäumen. Dabei wird der Wärmeeintrag auf das auszuschäumende Rohmaterial konzentriert, ohne dass ein das Rohmaterial umgebendes Profil signifikant erwärmt wird. Dadurch wird eine Beschädigung des Hohlprofils vermieden. Ferner ist es vorteilhaft, dass der Schäumvorgang dort stattfindet, wo das aufgeschäumte Material benötigt wird, so dass eine flexible und im wesentlichen formunabhängige Herstellung des Metallschaumes gewährleistet ist. Nachteilig ist jedoch, dass das Verfahren im wesentlichen auf die Anwendungsfälle beschränkt ist, bei denen Profilmaterial und Schaummateriel unterschiedlich sind. Bei einer Kombination gleichartiger Materialien, z.B. Aluminiumprofil und Aluminiumschaum, kommt es aufgrund der erforderlichen Prozesstemperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur des Schaummaterials liegt, zu Problemen. Ferner ist beim Erhitzen des aufzuschäumenden Rohmaterials mittels Laser zu Beachten, dass Sichtkontakt zum Rohmaterial besteht. Werden aufeinanderliegende Schichten aufgeschäumt, so ist dies nur sukzessiv möglich und eine geeignete Zuführung des Rohmaterials ist erforderlich, was in der Regel technisch problematisch ist.Furthermore, the document DE 199 28 997 C2 describes raw material Irradiate with a laser or an electron beam. there the heat input is concentrated on the raw material to be foamed without that a profile surrounding the raw material is heated significantly. Thereby damage to the hollow profile is avoided. It is also advantageous that the foaming process takes place where the foamed material is needed, so that a flexible and essentially shape - independent production of the Metal foam is guaranteed. However, it is disadvantageous that the process in is essentially limited to the applications in which profile material and Foam material are different. With a combination of the same type Materials, e.g. Aluminum profile and aluminum foam, it comes because of the required process temperature, which is above the melting temperature of the Foam material is causing problems. Furthermore, when heating the foam to be foamed Raw material using a laser to note that visual contact with the Raw material exists. If layers lying on top of each other are foamed, then that is this is only possible successively and is a suitable feed of the raw material required, which is usually technically problematic.

Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum zu schaffen, die bzw. das ein partielles Ausschäumen von Hohlprofilen ggf. mit Hinterschneidungen ermöglicht, insbesondere auch dann, wenn Hohlprofil und Metallschaum aus gleichartigen Materialien bestehen. Dabei soll die Vorrichtung bzw. das Verfahren einfach anwendbar sein.The object of the present invention is therefore a device or a process for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam to create a partial foaming of hollow profiles, if necessary Undercuts enables, especially when hollow profile and Metal foam consist of similar materials. The device should or the method can be used easily.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die ein Induktionsmittel umfasst, in das ein Hohlprofil einführbar ist, in dem ein aufschäumbares Rohmaterial angeordnet ist, wobei das Hohlprofil eine in dessen Längsrichtung verlaufende elektrische Unterbrechung aufweist und mit dem Induktionsmittel an wenigstens einer Stelle in Berührung ist, so dass beim induktiven Aufschäumen des Rohmaterials das Hohlprofil einen Teil des Induktionsmittels bildet.The object is achieved by a device that a Includes induction means into which a hollow profile can be inserted, in which a foamable raw material is arranged, the hollow profile one in the Longitudinal electrical interruption and with the Induction means is in contact at at least one point, so that when inductive foaming of the raw material is part of the hollow profile Forms induction agent.

Zentraler Gedanke hierbei ist, dass das Hohlprofil selbst, aufgrund der Kontaktierung mit dem Induktionsmittel, einen Teil des Induktionsmittels darstellt. Dies ist dadurch möglich, dass ferner in dem Hohlprofil in dessen Längsrichtung verlaufend eine elektrische Unterbrechung angeordnet ist, so dass ein Kurzschluss des Induktionsmittels wirkungsvoll verhindert wird. Dies bedeutet gleichzeitig, dass sich die elektrische Unterbrechung über die gesamte Längsrichtung in beliebiger Art und Weise erstreckt. Aufgrund dieser Ausgestaltung wird das Hohlprofil zum "Quasi-Induktor", der beim induktiven Erwärmen des Rohmaterials selber nur geringe Erwärmung erfährt und die Ausbildung des Magnetfeldes positiv beeinflusst.The central idea here is that the hollow profile itself, due to the Contacting with the induction means, forms part of the induction means. This is possible in that in the hollow profile in the longitudinal direction an electrical interruption is arranged so that a Short circuit of the induction means is effectively prevented. this means at the same time that the electrical interruption extends across the entire Extends in the longitudinal direction in any manner. Based on these The hollow profile becomes a "quasi-inductor" that is used in inductive design Warming the raw material itself experiences little warming and that Magnetic field formation positively influenced.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass der Metallschaum direkt an der Stelle erzeugt wird, an der er letztendlich benötigt wird. Dadurch ist ein sehr effektives Ausschäumen gewährleistet, da kein Weiter- bzw. Einleiten des Metallschaumes erforderlich ist. Damit entfallen Einbringungsschwierigkeiten. Ferner ist es vorteilhaft, dass auch Hinterschneidungen im Inneren eines Hohlprofils zuverlässig ausgeschäumt werden, da aufgrund der allseitigen Erwärmung des Rohmaterials eine gleichmäßig Ausdehnung des aufschäumenden Rohmaterials erzielt wird. Dabei kann die Schaumdichte über die Prozessparameter variiert werden. Die Prozessparameter können selbstverständlich auch während des Aufschäumprozesses variiert werden, so dass das Hohlprofil mit einem Gradientenwerkstoff gefüllt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass lediglich wenig Bauteile (Induktionsmittel, Hohlprofil sowie Rohmaterial) erforderlich sind, so dass eine einfache Anordnung mit geringen Prozesskosten realisiert ist.The device according to the invention has the advantage that the metal foam is direct is generated at the point where it is ultimately needed. This is a very effective foaming guaranteed, since no further or initiation of Metal foam is required. This means that there are no difficulties in contributing. It is also advantageous for undercuts to also be in the interior of a Hollow profile can be reliably foamed, because of the all-round Heating the raw material a uniform expansion of the foaming raw material is achieved. The foam density can be about the process parameters are varied. The process parameters can can of course also be varied during the foaming process, so that the hollow profile is filled with a gradient material. Another advantage consists in the fact that only a few components (induction means, hollow profile and Raw material) are required, so that a simple arrangement with low Process costs is realized.

Es ist zweckmäßig, das Induktionsmittel kühlbar auszubilden. Dies wird beispielsweise durch einen innerhalb des Induktionsmittels angeordneten Kühlwasserkreislauf realisiert. Dies hat den Vorteil, dass das Hohlprofil aufgrund seiner Kontaktierung des Induktionsmittels gleichzeitig mitgekühlt wird, was insbesondere bei einem Ausschäumen des Hohlprofils mit gleichartigem Schaummaterial vorteilhaft ist, da auf diese Weise die Temperatur des Hohlprofils unterhalb der Schmelztemperatur des Rohmaterials gehalten wird .It is expedient to design the induction means as coolable. For example, this will by one arranged inside the induction means Cooling water circuit realized. This has the advantage that the hollow profile its contacting of the induction means is also cooled, which especially when foaming the hollow profile with the same Foam material is advantageous because in this way the temperature of the hollow profile is kept below the melting temperature of the raw material.

Vorteilhafterweise entspricht die Form des Induktionsmittels im wesentlichen der Form des Hohlprofils. Dadurch wird eine gleichmäßige Kontaktierung über den gesamten Umfang des Hohlprofils gewährleistet, was ein gleichmäßiges Ausschäumen bewirkt und sich folglich positiv auf die Ausschäumcharakteristik auswirkt. Zudem wird dadurch das zur induktiven Erwärmung des Rohmaterials erforderliche Magnetfeld an die Gegebenheiten optimal angepasst. Dabei ist es besonders vorteilhaft, das Induktionsmittel formanpassbar auszugestalten, das sich automatisch, flexibel an die Form des Hohlprofils anpasst.The shape of the induction means advantageously corresponds essentially to that Shape of the hollow profile. This ensures a uniform contact across the entire circumference of the hollow profile ensures what a uniform Foaming causes and consequently has a positive effect on the foaming characteristics effect. This also makes it inductive heating of the raw material required magnetic field optimally adapted to the circumstances. It is particularly advantageous to make the induction means conformable, the adapts automatically, flexibly to the shape of the hollow profile.

Ferner ist es zweckmäßig, dass das Hohlprofil einen kreisförmigen, ovalen, rechteckigen oder einen anderen beliebigen Querschnitt aufweist. Somit ist eine flexible Anwendung gewährleistet.It is also expedient that the hollow profile has a circular, oval, rectangular or any other cross section. So is one flexible application guaranteed.

Besonders zweckmäßig ist es, die elektrische Unterbrechung als Schlitz auszubilden. Dies gewährt eine zuverlässige elektrische Unterbrechung zur Vermeidung eines Kurzschlusses des Induktionsmittels und ist zudem technisch einfach realisierbar.It is particularly useful to have the electrical interruption as a slot train. This provides a reliable electrical break Avoiding a short circuit of the induction agent and is also technical easy to implement.

Gemäß einer alternativen Ausführung ist die elektrische Unterbrechung ein elektrisch nicht leitendes Material, das in die Wand des Hohlprofils integriert ist oder in einen darin angeordneten Schlitz eingebracht ist.According to an alternative embodiment, the electrical interruption is on electrically non-conductive material that is integrated into the wall of the hollow profile or is inserted into a slot arranged therein.

Ferner ist es besonders vorteilhaft, dass Induktionsmittel und Hohlprofil relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind. Somit ist nicht nur ein partielles sondern auch ein kontinuierliches Ausschäumen von Hohlprofilen auf einfache Weise möglich. Furthermore, it is particularly advantageous that the induction means and the hollow profile are relative are arranged displaceable to each other. So it's not just a partial one but also a continuous foaming of hollow profiles on simple Way possible.

Daneben ist es von Vorteil, dass die Vorrichtung mobil einsetzbar ist, was insbesondere den Einsatz in der Serienherstellung vereinfacht sowie Reparaturen lokal vor Ort ermöglicht.In addition, it is advantageous that the device can be used in a mobile manner, which in particular simplified use in series production and repairs enabled locally on site.

Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren gelöst, das sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass ein auszuschäumendes Hohlprofil in ein Induktionsmittel eingeführt bzw. von dem Induktionsmittel umschlossen wird, so dass das Hohlprofil das Induktionsmittel wenigstens an einer Stelle berührt; wobei das Hohlprofil eine in dessen Längsrichtung verlaufende elektrische Unterbrechung aufweist; dass ein aufschäumbares Rohmaterial innerhalb des Hohlprofils angeordnet wird; und dass das Rohmaterial aufgeschäumt wird, wobei das Hohlprofil einen Teil des Induktionsmittels bildet.The object is further achieved by a method which is in accordance with the invention characterized in that a hollow profile to be foamed into a Induction means introduced or enclosed by the induction means, so that the hollow profile touches the induction means at least at one point; in which the hollow profile is an electrical one running in its longitudinal direction Has interruption; that a foamable raw material within the Hollow profile is arranged; and that the raw material is foamed, whereby the hollow profile forms part of the induction means.

Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass der Schäumprozess dort stattfindet, wo er benötigt wird. Damit entfallen Schwierigkeiten, die bei bekannten Verfahren beim Einbringen des aufgeschäumten Metalls in ein Hohlprofil auftreten. Dabei können Profile diskontinuierlich, kontinuierlich oder partiell ausgeschäumt werden, ohne dass Hinterschneidungen oder andere Asymmetrien des Profils den Ausschäumvorgang behindern. Aufgrund der Tatsache, dass das Hohlprofil einen Teil des Induktionsmittels bildet, und somit nicht oder nur gering erwärmt wird, ist ein Ausschäumen von Hohlprofilen mit Schaum aus ähnlichem Material wie das Hohlprofil möglich. Somit können z.B. Aluminiumprofile ohne weiteres mit Aluminiumschaum ausgeschäumt werden.Such a method has the advantage that the foaming process takes place there, where it is needed. This eliminates difficulties associated with known methods occur when introducing the foamed metal into a hollow profile. there profiles can be foamed discontinuously, continuously or partially, without undercuts or other asymmetries of the profile Impede the foaming process. Due to the fact that the hollow profile one Forms part of the induction means, and thus is not or only slightly heated a foaming of hollow profiles with foam made of a similar material as that Hollow profile possible. Thus e.g. Aluminum profiles with no problem Foam aluminum foam.

Es ist zweckmäßig, dass die elektrische Unterbrechung in das Hohlprofil eingebracht wird, bevor es in das Induktionsmittel eingeführt wird. Vorzugsweise wird die elektrische Unterbrechung dabei durch Aufschneiden des Hohlprofils in dessen Längsrichtung eingebracht, so dass ein Schlitz entsteht. Dies stellt eine besonders einfache Vorgehensweise dar. Ein derartiger Schlitz kann sehr schmal ausgebildet werden, so dass die Biegesteifigkeit des Hohlprofils kaum oder nur marginal beeinflusst wird.It is expedient that the electrical interruption in the hollow profile is introduced before it is introduced into the induction means. Preferably is the electrical interruption by cutting the hollow profile in introduced in the longitudinal direction, so that a slot is formed. This represents one particularly simple procedure. Such a slot can be very narrow are formed so that the bending stiffness of the hollow profile is hardly or only is marginally influenced.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird der Schlitz mit einem Isolierstoff aufgefüllt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Außenkontur des Hohlprofiles aufrechterhalten werden soll oder dem Hohlprofil zusätzlich Stabilität verliehen werden soll.According to an alternative embodiment, the slot is made with an insulating material refilled. This is particularly advantageous if the outer contour of the Hollow profile should be maintained or the hollow profile additional stability should be awarded.

Vorteilhafterweise kann auch ein Rohmaterial verwendet werden, das aus einem Gemisch unterschiedlicher Materialien besteht, so dass der aufgeschäumte Metallschaum eine Verbundstruktur aufweist.A raw material which consists of a Mixture of different materials, so that the foamed Metal foam has a composite structure.

Daneben ist es zudem von Vorteil, dass die Prozessparameter während dem Aufschäumen des Rohmaterials geändert werden können, so dass das Hohlprofil mit einem Metallschaum ausgeschäumt wird, der eine Gradientenstruktur aufweist. Somit können auf einfache Weise Schäume mit gewünschten Strukturen und Eigenschaften leicht erzeugt werden.In addition, it is also advantageous that the process parameters during the Foaming of the raw material can be changed so that the hollow profile is foamed with a metal foam that has a gradient structure having. This allows foams with desired structures to be created in a simple manner and properties are easily generated.

Ferner ist es vorteilhaft, die Innenwand des Hohlprofils vor dem Ausschäumen mit einer Isolierschicht zu versehen. Dieser Verfahrensschritt ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das Hohlprofil kontinuierlich ausgeschäumt werden soll, um somit einen Kurzschluss über die elektrische Unterbrechung aufgrund des in dem Hohlprofil sich ausbreitenden Metallschaumes zu verhindern.It is also advantageous to use the inner wall of the hollow profile before foaming to provide an insulating layer. This step is particularly then useful if the hollow profile is to be foamed continuously to thus a short circuit via the electrical interruption due to the in the To prevent hollow profile from spreading metal foam.

Bei einem derartigen kontinuierlichen Ausschäumen ist es von Vorteil, das Induktionsmittel sowie das darin angeordnete Hohlprofil in Längsrichtung relativ zueinander zu bewegen. Dabei kann entweder das Hohlprofil innerhalb des Induktionsmittels verschoben werden, oder das Induktionsmittel bezüglich eines fest angeordneten Hohlprofils. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren an die gegebenen Umstände anpassbar.With such a continuous foaming, it is advantageous that Induction means and the hollow profile arranged therein relative in the longitudinal direction to move towards each other. Either the hollow profile within the Induction means are moved, or the induction means with respect to one fixed hollow profile. The method according to the invention is thus based on the customizable given the circumstances.

Ferner ist es bei manchen Anordnungen zweckmäßig, den Schlitz nach dem Ausschäumen des Hohlprofils durch Schweißen wieder zu verschließen. Dies stellt einen einfachen Arbeitsschritt dar, der ohne weiteres in bestehende Verfahrensabläufe bzw. Anordnungen integriert werden kann.Furthermore, it is useful in some arrangements, the slot after Foam the hollow profile to close again by welding. This represents a simple step that can easily be integrated into existing ones Procedures or arrangements can be integrated.

Besonders vorteilhaft ist es, dass das erfindungsgemäße Verfahren mobil eingesetzt werden kann. Dadurch kann das Verfahren einfach in bestehende Produktionsabläufe integriert werden. Es entfällt z.B. ein Zuliefern von entsprechend ausgeschäumten Bauteilen, was den Herstellungsprozess erleichtert und die Produktionskosten senkt.It is particularly advantageous that the method according to the invention is mobile can be used. This allows the process to be easily integrated into existing ones Production processes are integrated. E.g. a supply of according to foamed components, what the manufacturing process facilitates and lowers production costs.

Die Aufgabe wird ferner durch ein ausgeschäumtes Hohlprofil-Halbzeug gelöst, das mit der bzw. dem erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. Verfahren hergestellt wird.The task is also solved by a foamed hollow profile semi-finished product, that is produced with the device or method according to the invention becomes.

Zweckmäßigerweise wird das Halbzeug für Crashstrukturen in der Kraftfahrzeugtechnik sowie in der Luft- und Raumfahrt verwendet, insbesondere zur gewichtsspezifischen Erhöhung der Steifigkeit und Crashbeständigkeit.The semifinished product is advantageously used for crash structures in the Automotive technology as well as used in the aerospace industry, in particular for weight-specific increase in rigidity and crash resistance.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der beigefügten Abbildungen in näheren Einzelheiten erläutert. In denen zeigt:

Fig. 1
eine Schnittansicht in Längsrichtung des Hohlprofils, das in ein Induktionsmittel eingeführt ist; und
Fig. 2
eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 dargestellten Anordnung.
The invention is explained in more detail below with reference to the attached figures. In which shows:
Fig. 1
a sectional view in the longitudinal direction of the hollow profile, which is inserted into an induction means; and
Fig. 2
a cross-sectional view of the arrangement shown in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht in Längsrichtung (Pfeilrichtung A) eines auszuschäumenden Hohlprofils 2, das in ein Induktionsmittel 1eingeführt ist. Das Induktionsmittel kann als Induktionsspule oder-schleife ausgebildet sein, um nur einige Beispiele zu nennen. Im Inneren des Hohlprofils 2 befindet sich ein aufschäumbares Rohmaterial 3, das aus einem bekannten mittels Kompaktieren hergestellten Gemisch aus Metallpulver (z.B. Aluminium-, Magnesium- oder Zinkpulver) und Treibmittelpulver besteht. Dem Kompaktieren folgt gegebenenfalls ein Strangpressprozess. In Fig. 1 liegt das Rohmaterial 3 in stabförmiger Form vor. Es kann aber auch tabletten- oder granulatförmiges Rohmaterial verwendet werden. Unter tablettenförmigem Rohmaterial sind z.B. gepresste Kügelchen zu verstehen. Ferner kann ein Gemisch aus unterschiedlichen Rohmaterialien verwendet werden, das z.B. auf Al-basierende Kügelchen sowie Keramikkügelchen enthält. Es können jedoch auch verschiedene Rohmaterialien verwendet werden, die auf unterschiedlichen AI-Legierungen basieren. Gleiches ist denkbar für auf Magnesium, Zink etc. basierende Rohmaterialien, die in beliebiger Weise - auch mit Keramik-Rohmaterial - kombiniert werden können. Bei einem stabförmigen Rohmaterial können verschiedene Rohmaterialien sektorförmig, konzentrische oder auf eine andere beliebige Weise angeordnet sein. Die Verwendung von derartigen Rohmaterial-Gemischen führt zum Erzeugen von Verbundschäumen.Fig. 1 shows a sectional view in the longitudinal direction (arrow direction A) hollow profile 2 to be foamed, which is introduced into an induction means 1. The Induction means can be designed as an induction coil or loop, only to to name a few examples. Inside the hollow profile 2 is a foamable raw material 3, which from a known by means of compacting produced mixture of metal powder (e.g. aluminum, magnesium or Zinc powder) and blowing agent powder. Compacting may follow an extrusion process. In Fig. 1, the raw material 3 is in the form of a rod in front. However, tablet or granular raw material can also be used become. Among tablet-shaped raw materials are e.g. pressed balls too understand. Furthermore, a mixture of different raw materials can be used, e.g. on Al-based beads as well Contains ceramic beads. However, it can also use various raw materials can be used, which are based on different AI alloys. The same is conceivable for raw materials based on magnesium, zinc etc. can be combined in any way - even with ceramic raw material. at A rod-shaped raw material can be different raw materials arranged sector-shaped, concentric or in any other way his. The use of such raw material mixtures leads to production of composite foams.

Das Hohlprofil 2 in Fig. 1 ist rohrförmig ausgebildet und besteht aus Aluminium, Magnesium, Stahl oder dergleichen. Daneben können aber auch andersartig geformte Hohlprofile verwendet werden, die beispielsweise einen ovalen, rechteckigen oder einen anderen geeigneten Querschnitt aufweisen. Zusätzlich kann das Hohlprofil 2 nicht dargestellte Hinterschneidungen aufweisen. Das Hohlprofil 2 ist innerhalb des Induktionsmittels 1 angeordnet, wobei es das Induktionsmittel 1 wenigstens an einer Stelle berührt. In der in Fig.1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Berührung entlang der gesamten Innenfläche des Induktionsmittels 1, um einen möglichst homogenen und gleichmäßigen Ausschäumvorgang zu bewirken. Die Form des Induktionsmittels 1 ist also idealerweise an die des Hohlprofils 2 angepasst. Bei einem rohrförmigen Hohlprofil 2 wird beispielsweise ein Induktionsmittel 1 verwendet, das einen kreisförmigen Innenquerschnitt aufweist. Weist das Hohlprofil einen rechteckigen Querschnitt auf, so wird ein entsprechend rechteckig ausgebildetes Induktionsmittel verwendet. Alternativ kann ein formanpassbares Induktionsmittel verwendet werden, das aus einer Vielzahl von einzelnen, bewegbaren Elementen besteht, die sich automatisch an die Form des Hohlprofils anpassen. Darüberhinaus kann das Induktionsmittel aufklappbar ausgebildet werden, was die Handhabung beim Umschließen des Hohlprofils erleichtert. Ferner ist das Induktionsmittel 1 vorzugsweise kühlbar ausgebildet. Zu diesem Zweck sind im Induktionsmittel 1 Kühlkanäle 1a angeordnet, durch die z.B. Kühlwasser geleitet wird. Eine derartige Anordnung von Kühlkanälen ist auch bei dem formanpassbaren bzw. kettenförmigen Induktionsmittel möglich. Das Durchströmen des Induktionsmittels 1 mit Kühlwasser bewirkt gleichzeitig eine Kühlung des Hohlprofils 2. Dabei ist die Kühlung umso besser, je enger bzw. besser der Kontakt zwischen Hohlprofil 2 und Induktionsmittel 1 ist.The hollow profile 2 in FIG. 1 is tubular and consists of aluminum, Magnesium, steel or the like. In addition, they can also be different shaped hollow profiles are used, for example an oval, have a rectangular or other suitable cross section. additionally the hollow profile 2 may have undercuts, not shown. The Hollow profile 2 is arranged within the induction means 1, it being the Induction means 1 touched at least at one point. In the shown in Fig.1 preferred embodiment, the contact extends along the entire Inner surface of the induction means 1 in order to be as homogeneous as possible and to effect even foaming. The shape of the induction means 1 is therefore ideally adapted to that of the hollow profile 2. With a tubular Hollow profile 2, for example, an induction means 1 is used, the one has circular inner cross section. The hollow profile is rectangular Cross-section, so is a correspondingly rectangular Induction means used. Alternatively, a shape-adaptable induction means be used, which consists of a variety of individual, movable elements exists, which automatically adapt to the shape of the hollow profile. In addition, the induction means can be designed to be foldable, which is the Handling when enclosing the hollow profile easier. Furthermore, that is Induction means 1 preferably designed to be coolable. For this purpose Induction means 1 cooling channels 1a arranged through which e.g. Cooling water passed becomes. Such an arrangement of cooling channels is also in the adaptable or chain-shaped induction means possible. The Flowing through the induction means 1 with cooling water causes at the same time Cooling of the hollow profile 2. The cooling is better the closer or the contact between the hollow profile 2 and the induction means 1 is better.

Für die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung ist es ferner erforderlich, dass in dem Hohlprofil 2 eine sich im wesentlichen entlang der Längsrichtung A erstreckende elektrische Unterbrechung 4 vorgesehen ist (s. Fig. 2). Aufgrund der Kontaktierung von Hohlprofil 2 und Induktionsmittel 1 besteht zwischen diesen beiden Komponenten eine elektrisch leitende Verbindung, was ohne Unterbrechung 4 zu einem Kurzschluss des Induktionsmittels 1 führen würde. Im Kurzschlussfall würde sich also kein Magnetfeld zur Erwärmung des Rohmaterials ausbilden. For the operation of the present invention, it is also necessary that in the hollow profile 2 a substantially along the longitudinal direction A. extending electrical interruption 4 is provided (see FIG. 2). Due to the Contacting of the hollow profile 2 and induction means 1 exists between them an electrically conductive connection, what without Interruption 4 would lead to a short circuit of the induction means 1. in the In the event of a short circuit, there would be no magnetic field to heat the raw material form.

Die elektrische Unterbrechung 4 ist in Fig. 2 als Schlitz ausgebildet. Alternativ kann die elektrische Unterbrechung 4 aus einem elektrisch nicht leitenden Material bestehen, das in die Wand des Hohlprofils 2 integriert ist. Eine schlitzförmig ausgebildete elektrische Unterbrechung 4 kann aber auch mit einem geeigneten Isoliermaterial (z.B. Glimmer) gefüllt werden, um gegebenenfalls die Festigkeitseigenschaften zu verbessern. Das Einbringen des Schlitzes wird vorzugsweise vor dem Ausschäumen und vor dem Anordnen des Hohlprofils 2 in dem Induktionsmittel 1 durch Aufschneiden des Hohlprofils 2 in Längsrichtung A bewirkt. Dabei kann der Schlitz gerade, schräg oder in einer anderen beliebigen Form (z.B. L-förmig, U-förmig, Z-förmig etc.) in die Wand des Hohlprofils eingebracht werden. Des weiteren werden in jüngster Zeit insbesondere für Leichtbaukomponenten vermehrt zweiteilige oder aus mehreren Komponenten bestehende Profile verwendet, die beabstandet voneinander angeordnet sind, so dass gegebenenfalls dieser Bearbeitungsschritt von vornherein entfällt.The electrical interruption 4 is designed as a slot in FIG. 2. alternative can the electrical interruption 4 made of an electrically non-conductive material exist, which is integrated into the wall of the hollow profile 2. A slit-shaped trained electrical interruption 4 can also with a suitable Insulation material (e.g. mica) to be filled if necessary To improve strength properties. The insertion of the slot will preferably before foaming and before arranging the hollow profile 2 in the induction means 1 by cutting the hollow profile 2 in the longitudinal direction A. causes. The slot can be straight, oblique or in any other Shape (e.g. L-shaped, U-shaped, Z-shaped etc.) in the wall of the hollow profile be introduced. Furthermore, especially for Lightweight components increasingly two-part or from several components existing profiles used, which are spaced from each other, so that this processing step may be omitted from the outset.

Das Induktionsmittel 1 wird durch eine HF-Quelle 5 versorgt und im Betrieb bildet sich ein Magnetfeld aus, wodurch das im Inneren des Hohlprofils 2 angeordnete Rohmaterial 3 induktiv erwärmt wird und aufschäumt. Aufgrund des leitenden Kontaktes zwischen Induktionsmittel 1 und Hohlprofil 2 wird dabei das Hohlprofil 2 quasi Teil des Induktionsmittels 1 und das sich aufgrund des Stromflusses ausbildende Magnetfeld weist im wesentlichen in Längsrichtung A. Dabei ist die Konzentration des Magnetfeldes im Zentrum des Induktionsmittels 1, also dort wo das Rohmaterial 3 angeordnet ist, am größten. Das Hohlprofil 2 erwärmt sich im Betrieb kaum bzw. lediglich auf Temperaturen bis zu ca. 100°C, so dass die Profileigenschaften erhalten bleiben. Die geringe Erwärmung des Hohlprofils 2 wird zudem durch die oben beschriebene Kühlwirkung unterstützt.The induction means 1 is supplied by an RF source 5 and forms during operation a magnetic field, whereby that arranged inside the hollow profile 2 Raw material 3 is heated inductively and foams. Because of the senior Contact between induction means 1 and hollow profile 2 becomes hollow profile 2 quasi part of the induction means 1 and that formed due to the current flow Magnetic field points essentially in the longitudinal direction A. The Concentration of the magnetic field in the center of the induction means 1, that is, where the raw material 3 is arranged the largest. The hollow profile 2 heats up in Operation hardly or only at temperatures up to approx. 100 ° C, so that the Profile properties are retained. The slight heating of the hollow profile 2 is also supported by the cooling effect described above.

Auf diese Weise wird das Hohlprofil 2 homogen, partiell ausgeschäumt, wobei der Metallschaum an der Stelle gebildet wird, an der er tatsächlich benötigt wird. Ein weiterer Transportschritt ist nicht erforderlich. Zudem ist auch das Ausschäumen von Hinterschneidungen, die innerhalb des Hohlprofils angeordnet sind, aufgrund der symmetrischen Anordnung und der allseitigen Erwärmung des Rohmaterials unproblematisch.In this way, the hollow profile 2 is homogeneously, partially foamed, the Metal foam is formed at the point where it is actually needed. On no further transport step is required. There is also foaming of undercuts, which are arranged within the hollow profile, due to the symmetrical arrangement and the all-round heating of the raw material unproblematic.

Das Hohlprofil 2 kann jedoch auch kontinuierlich ausgeschäumt werden. Zu diesem Zweck wird die Innenwand des Hohlprofils 2 vor dem Ausschäumen mit einem Isolierstoff (z.B. Ofenlack) überzogen. Der Isolierstoff verhindert einen Kurzschluss über die elektrische Unterbrechung 4, wenn sich das Innere des Hohlprofils 2 mit Metallschaum füllt und dabei statt an der Innenwand des Hohlprofils 2 anliegt. Wird das mit Isolierstoff ausgekleidete Hohlprofil 2 relativ zum Induktionsmittel 1 in Längsrichtung A bewegt, ist ein kontinuierliches Ausschäumen des Hohlprofils 2 möglich. Dabei ist es unerheblich, ob das Induktionsmittel 1 bezüglich des Hohlprofils 2 bewegt wird, oder umgekehrt. Unabhängig davon wird der Metallschaum wiederum dort erzeugt, wo er benötigt wird.However, the hollow profile 2 can also be foamed continuously. To For this purpose, the inner wall of the hollow profile 2 is filled with foam before covered with an insulating material (e.g. stove varnish). The insulating material prevents you Short circuit across the electrical interruption 4 when the inside of the Fills hollow profile 2 with metal foam and instead of on the inner wall of the Hollow profile 2 is present. Is the hollow profile lined with insulating material 2 relative moved to the induction means 1 in the longitudinal direction A, is a continuous Foaming of the hollow profile 2 possible. It is irrelevant whether that Induction means 1 is moved with respect to the hollow profile 2, or vice versa. Regardless of this, the metal foam is generated where it is needed becomes.

In einem abschließend Arbeitsschritt kann das mit einer schlitzförmigen elektrischen Unterbrechung 4 versehene, ausgeschäumte Hohlprofil 2 durch Schweißen wieder verschlossen werden.In a final step, this can be done with a slit-shaped electrical interruption 4 provided, foamed hollow profile 2 by Welding to be closed again.

Ferner ist die Erfindung aufgrund des einfachen Aufbaus mobil einsetzbar, insbesondere für den Einsatz in der automatisierten Fertigung. Des weiteren können mit der oben beschriebenen Erfindung ausgeschäumte Hohlprofil-Halbzeuge hergestellt werden, die beispielsweise als Crash-Strukturen in der Fahrzeugtechnik sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik Anwendung finden.Furthermore, due to the simple structure, the invention can be used in a mobile manner, especially for use in automated manufacturing. Furthermore can be foamed hollow profile semi-finished products with the invention described above are produced, for example, as crash structures in the Vehicle technology as well as in aerospace technology find application.

Claims (22)

Vorrichtung zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum, dadurch gekennzeichnet, dass ein Induktionsmittel (1) vorgesehen ist, in das ein Hohlprofil (2) einführbar ist, in dem ein aufschäumbares Rohmaterial (3) angeordnet ist, wobei das Hohlprofil (2) eine in dessen Längsrichtung (A) verlaufende elektrische Unterbrechung (4) aufweist und mit dem Induktionsmittel (1) an wenigstens einer Stelle in Berührung ist, so dass beim induktiven Aufschäumen des Rohmaterials (3) das Hohlprofil (2) einen Teil des Induktionsmittels (1) bildet.Device for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam, characterized in that an induction means (1) is provided, into which a hollow profile (2) can be inserted, in which a foamable raw material (3) is arranged, the hollow profile (2) has an electrical interruption (4) running in its longitudinal direction (A) and is in contact with the induction means (1) at at least one point, so that when the raw material (3) is foamed inductively, the hollow profile (2) forms part of the induction means (1 ) forms. Vorrichtung zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Induktionsmittel (1) kühlbar ausgebildet ist.Device for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to claim 1, characterized in that the induction means (1) is designed to be coolable. Vorrichtung zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Induktionsmittels (1) im wesentlichen an die Form des Hohlprofils (2) angepasst ist.Device for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to claim 1 or 2, characterized in that the shape of the induction means (1) is essentially adapted to the shape of the hollow profile (2). Vorrichtung zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Induktionsmittel (1) formanpassbar ausgebildet ist.Device for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to claim 1 or 2, characterized in that the induction means (1) is designed to be form-adaptable. Vorrichtung zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (2) einen kreisförmigen, ovalen, rechteckigen oder einen anderen beliebigen Querschnitt aufweist. Device for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hollow profile (2) has a circular, oval, rectangular or any other cross section. Vorrichtung zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Unterbrechung (4) ein Schlitz ist.Device for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electrical interruption (4) is a slot. Vorrichtung zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Unterbrechung (4) aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht.Device for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electrical interruption (4) consists of an electrically non-conductive material. Vorrichtung zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Induktionsmittel (1) und das Hohlprofil (2) relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind.Device for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to one of the preceding claims, characterized in that the induction means (1) and the hollow profile (2) are arranged so as to be displaceable relative to one another. Vorrichtung zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mobil einsetzbar ist.Device for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to one of the preceding claims, characterized in that the device can be used mobile. Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum, gekennzeichnet durch: Einführen eines auszuschäumenden Hohlprofils (2) in ein Induktionsmittel (1) oder
Umschließen des Hohlprofils (2) mit dem Induktionsmittel (1), so dass das Hohlprofil (2) das Induktionsmittel (1) wenigstens an einer Stelle berührt; wobei das Hohlprofil (2) eine in dessen Längsrichtung (A) verlaufende elektrische Unterbrechung (4) aufweist; Anordnen eines aufschäumbaren Rohmaterials (4) innerhalb des Hohlprofils (2); und Induktives Aufschäumen des Rohmaterials (4), wobei das Hohlprofil (2) einen Teil deslnduktionsmittels (1) bildet. Process for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam, characterized by : Introducing a hollow profile (2) to be foamed into an induction means (1) or
Enclosing the hollow profile (2) with the induction means (1) so that the hollow profile (2) touches the induction means (1) at least at one point; the hollow profile (2) having an electrical interruption (4) running in its longitudinal direction (A); Arranging a foamable raw material (4) within the hollow profile (2); and Inductive foaming of the raw material (4), the hollow profile (2) forming part of the induction agent (1). Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Unterbrechung (4) in das Hohlprofil (2) eingebracht wird, bevor es in das Induktionsmittel (1) eingeführt wird.Method for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to claim 10, characterized in that the electrical interruption (4) is introduced into the hollow profile (2) before it is introduced into the induction means (1). Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Unterbrechung (4) durch Aufschneiden des Hohlprofils (2) in dessen Längsrichtung (A) eingebracht wird, so dass ein Schlitz entsteht.Method for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to claim 10 or 11, characterized in that the electrical interruption (4) is introduced by cutting open the hollow profile (2) in its longitudinal direction (A), so that a slot is formed. Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz mit einem Isolierstoff gefüllt wird.Method for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to claim 12, characterized in that the slot is filled with an insulating material. Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohmaterial (3) aus einem Gemisch unterschiedlicher Materialien besteht, so dass das Hohlprofil (2) mit einem Metallschaum ausgeschäumt wird, der eine Verbundstruktur aufweist.Method for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to one of claims 10 to 13, characterized in that the raw material (3) consists of a mixture of different materials, so that the hollow profile (2) is foamed with a metal foam that has a composite structure having. Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessparameter während dem Aufschäumen des Rohmaterials (3) derart variiert werden, dass das Hohlprofil (2) mit einem Metallschaum ausgeschäumt wird, der eine Gradientenstruktur aufweist. Method for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to one of claims 10 to 14, characterized in that the process parameters are varied during the foaming of the raw material (3) in such a way that the hollow profile (2) is foamed with a metal foam which is a Has gradient structure. Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Hohlprofils (2) vor dem Ausschäumen mit einer Isolierschicht versehen wird.Method for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to one of claims 10 to 15, characterized in that the inner wall of the hollow profile (2) is provided with an insulating layer before foaming. Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Induktionsmittel (1) und das darin angeordnete Hohlprofil (2) in Längsrichtung (A) relativ zueinander bewegt werden, um das Hohlprofil (2) kontinuierlich auszuschäumen.Method for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to claim 16, characterized in that the induction means (1) and the hollow profile (2) arranged therein are moved in the longitudinal direction (A) relative to one another in order to continuously foam the hollow profile (2). Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz nach dem Ausschäumen des Hohlprofils (2) durch Schweißen verschlossen wird.Method for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to claim 12, characterized in that the slot is closed by welding after the foaming of the hollow profile (2). Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mobil eingesetzt wird.Method for in-situ foaming of hollow profiles with metal foam according to one of claims 10 to 18, characterized in that the method is used mobile. Ausgeschäumtes Hohlprofil-Halbzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es mit der Vorrichtung gemäß Anspruch1 bis 9 hergestellt ist.Foamed hollow profile semifinished product, characterized in that it is produced with the device according to claims 1 to 9. Ausgeschäumtes Hohlprofil-Halbzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 19 hergestellt wird.Foamed hollow profile semifinished product, characterized in that it is produced by the method according to one of claims 10 to 19. Verwendung des Halbzeuges nach Anspruch 20 oder 21 für Crashstrukturen in der Kraftfahrzeugtechnik sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik.Use of the semi-finished product according to claim 20 or 21 for crash structures in automotive engineering and aerospace engineering.
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