DE102006018051B4

DE102006018051B4 - Method for producing an attachment point and tool for creating a cavity in plate-shaped materials

Info

Publication number: DE102006018051B4
Application number: DE102006018051A
Authority: DE
Inventors: Jan-Hendrik Herold; Klaus Dr.-Ing. Rehm; Ulrike Dr.-Ing. Kröppelin; Max Dipl.-Wi.-Ing. Britzke
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2026-04-08
Also published as: DE102006018051A1

Abstract

Verfahren zur Erzeugung eines Befestigungspunktes in plattenförmigen Materialien, mit einer Kernlage, die gegenüber den Deckschichten eine geringere Dichte aufweist, derart, dass nach dem Herstellen einer Zugangsbohrung durch die obere Deckschicht und die Kernlage ein axial verschiebbares Werkzeug mit einer Schneide (15) in die Zugangsbohrung eingesetzt wird, dass die Schneide (15) radial ausschwenkt und dass das Werkzeug rotiert, wobei ein Hohlraum mit einem halbkugelförmigen Querschnitt durch Hinterschneiden der Kernlage bis an die Unterseite der oberen Deckschicht erzeugt wird und der Durchmesser der erzeugten Hinterschneidung um ein vielfaches größer ist als der Durchmesser der Zugangsbohrung und dass der Hohlraum mit einer fließfähigen und aushärtbaren Füllmasse verfüllt wird.method for producing an attachment point in plate-shaped materials, with a core situation opposite the cover layers has a lower density, such that after making an access hole through the upper cover layer and the core layer an axially displaceable tool with a cutting edge (15) is inserted into the access hole that the cutting edge (15) swings radially and that the tool rotates, leaving a cavity with a hemispherical Cross section by undercutting the core layer to the bottom the upper cover layer is produced and the diameter of the generated Undercut is many times larger than the diameter the access hole and that the cavity with a flowable and curable filling compound filled becomes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Befestigungspunktes in plattenförmigen Materialien nach den Merkmalen des Anspruchs 1. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Werkzeug zur Erzeugung eines Hohlraumes nach den Merkmalen des Anspruchs 12.The The present invention relates to a method for producing a Attachment point in plate-shaped Materials according to the features of claim 1. The present The invention further relates to a tool for producing a cavity according to the features of claim 12.

Plattenförmige Materialien bestehen im Allgemeinen aus einer leichten Kernlage und aus zwei festeren Deckschichten, die beidseitig auf die Kernlage aufgebracht die Festigkeit im Verbund erzeugen. Im Verhältnis zu den Decklagen weist der Kern eine deutlich geringere Dichte auf.Plate-shaped materials generally consist of a light core layer and two firmer ones Cover layers, applied on both sides of the core layer the strength create in the composite. In relation to to the cover layers, the core has a significantly lower density.

Plattenförmige Materialien der hier zur Diskussion stehenden Art werden im Flugzeugbau, Automobilbau, Caravanbau, Schiffs-Innenausbau, im Möbel- und Messebau sowie im immobilen Innenausbau eingesetzt. Die dünnwandigen Deckschichten bestehen dabei meist aus einer Kunststoff-, Metall-, Holzwerkstoff- oder Furnierdecklage geringer Wandstärke, die auf die Außenseite einer Kernlage aus leichtem Füllmaterial aufgebracht ist.Plate-shaped materials of the type discussed here are used in aircraft, automotive, Caravanbau, ship interior fitting, in the furniture and fair construction as well as in the used immobile interior. The thin-walled cover layers exist usually made of a plastic, metal, Holzwerkstoff- or Veneer top layer of low wall thickness, on the outside a core layer of lightweight filler is applied.

Unter einer derartigen Kernlage wird eine Sandwich-Mittellage verstanden, die weitgehend aus Stegen besteht, die untereinander verbunden sind und Hohlräume verschiedenster Form einschließen. Bevorzugt sind dabei waben- und rohrartige Strukturen, welche die Festigkeit des Sandwichverbundes erhöhen und – bezogen auf das Volumen – eine wesentlich niedrigere Dichte als die Deckschichten aufweisen. Des weiteren kann das Füllmaterial auch in Form von Schäumen ausgeführt sein.Under such a core layer is understood to mean a sandwich middle layer, which largely consists of bars, which are interconnected and cavities Include a variety of forms. Prefers are honeycomb and tubular structures, which is the strength increase the sandwich composite and - related on the volume - one have significantly lower density than the cover layers. Of further may be the filler also in the form of foams accomplished be.

Ein bekanntes Verfahren zur Erzeugung von Befestigungspunkten ist das punktuelle Einbringen von Füllmasse in die Kernlage vor dem Aufbringen der zweiten Deckschicht. Die Positionierung des Befestigungspunktes muss bereits zum Zeitpunkt der Herstellung des plattenförmigen Materials festgelegt werden und kann nicht nachträglich erfolgen. Das Verfahren wird vorrangig im Automobil-, Boots- und Flugzeugbau angewendet. Die Nutzung des Verfahrens bedingt manuelle bzw. halbautomatisierte Arbeit, weshalb es nur für Einzelteilfertigung geeignet ist.One known method for generating attachment points is the punctual introduction of filling material in the core layer before applying the second cover layer. The Positioning of the attachment point must be already at the time the production of the plate-shaped Material and can not be done later. The process is primarily used in automotive, boat and aircraft construction applied. The use of the method requires manual or semi-automated Work, which is why it is only for Part production is suitable.

Im Bereich des Caravan- Möbel- und Innenausbaus sowie bei der Innentürenfertigung wird das Kernmaterial vor dem Aufbringen der Deckschicht ausgespart und ein Riegel aus Holz oder Holzwerkstoff eingelegt. Die Nachteile liegen in der aufwendigen Herstellung der Bauteile. Es müssen für jede Abmessung der Rahmen, die Mittellage und die Deckschichten einzeln angefertigt werden.in the Area of the Caravan furniture and interior design as well as in the interior door production becomes the core material recessed before applying the topcoat and a bolt off Wood or wood-based material inserted. The disadvantages are in the elaborate Production of the components. To have to for every Dimension of the frame, the middle layer and the cover layers individually be made.

Um bezüglich der Erzeugung des Befestigungspunktes flexibel zu sein, ist es wünschenswert, dass sich der Befestigungspunkt nach der Fertigstellung des eingangs genannten plattenförmigen Materials einbringen lässt.Around in terms of the generation of the attachment point to be flexible, it is desirable that the attachment point after the completion of the entrance said plate-shaped Bring in materials.

Zur Herstellung eines Hohlraumes ist aus der US 5797709 A ein Werkzeug bekannt, bei dem eine Schneide in einer Hülse (drill body) angelenkt ist. Eine in der Hülse axial geführte Vorschubwelle stellt die Schneide durch eine Zuführbewegung aus. Die Konstruktion des Werkzeuges ermöglicht Ausstellwinkel der Schneide von deutlich weniger als 90°. Damit lässt sich kein Hohlraum zur Erzeugung eines Befestigungspunktes in das genannte plattenförmige Material einbringen.For the production of a cavity is from the US 5797709 A a tool is known in which a cutting edge is articulated in a sleeve (drill body). An axially guided in the sleeve feed shaft exposes the cutting edge by a feed. The design of the tool allows cutting angle of the cutting edge of significantly less than 90 °. Thus, no cavity for generating an attachment point can be introduced into said plate-shaped material.

In DE 3032405 A1 wird ein Werkzeug beschrieben, bei dem zwei an Armen befestigte Schneiden in einem zylindrischen Tragkörper angelenkt sind. Eine in dem zylindrischen Tragkörper linear geführte Welle mit Gabel stellt die Schneide durch eine Zuführbewegung bis zu einem Winkel von 90° aus (Rotationsbewegung). Der Nachteil der bekannten Anordnungen ist die geringe Aufweitung gegenüber der Zugangsbohrung. Der erzeugte Hohlraum in Plattenebene ist zu klein für die Einleitung größerer Kräfte.In DE 3032405 A1 a tool is described in which two arms attached to cutting edges are articulated in a cylindrical support body. A linearly guided in the cylindrical support body shaft with fork exposes the cutting edge by a feed movement up to an angle of 90 ° (rotational movement). The disadvantage of the known arrangements is the small expansion relative to the access hole. The generated cavity in the plate plane is too small for the introduction of larger forces.

Die Geometrie eines nach DE 2236111 A erzeugten Hohlraums bietet nicht die Möglichkeit, dass eine Bindung zwischen Deckschicht und einem Füllmaterial erzeugt werden kann. Für den Einsatz des Werkzeugs aus DE 2236111 A ist es nötig, eine weiterführende Bohrung zum Ausklappen der Mechanik zu erzeugen. Der erzeugte Hohlraum ist deshalb in seinen Abmessungen auch immer in Zustellrichtung größer als in Plattenebene.The geometry of one after DE 2236111 A Cavity created does not offer the possibility that a bond between the cover layer and a filler material can be generated. For the use of the tool DE 2236111 A it is necessary to create a further hole for unfolding the mechanics. The cavity produced is therefore always larger in its dimensions in the feed direction than in the plate plane.

Die Werkzeuge nach US 5797709 A und DE 3032405 A1 führen nur eine reine Rotationsbewegung der Schneide aus. Bei dem Werkzeug nach US 5797709 A ist die Möglichkeit der Gestaltung des für eine Schwenkbewegung wirksamen Bereichs der Vorschubwelle nur für Winkel << 90° für das dargestellte Werkzeug technisch realisierbar. Bei dem Werkzeug nach DE 3032405 A1 ist die Ausstelllänge der Schneide maximal auf die Dicke der Kernschicht begrenzt.The tools after US 5797709 A and DE 3032405 A1 perform only a pure rotational movement of the cutting edge. At the tool after US 5797709 A is the possibility of designing the effective for a pivoting movement range of the feed shaft only for angles << 90 ° for the illustrated tool technically feasible. At the tool after DE 3032405 A1 the Ausstelllänge the cutting edge is limited to the thickness of the core layer maximum.

In der DE 10 2004 013 147 A1 ist die Dimensionierung des Hohlraumes um etwa den 1,0 bis 20,0-fachen Betrag des Durchmessers der Zugangsbohrung beschrieben. Es werden in der Druckschrift keine Werkzeuge offenbart, mit denen diese Abmessungen zu erreichen sind.In the DE 10 2004 013 147 A1 the dimensioning of the cavity is described by about 1.0 to 20.0 times the diameter of the access bore. The document does not disclose any tools with which these dimensions can be achieved.

Aus der DE 10 2004 058 812 A1 sind Werkzeuge zur Herstellung eines Hohlraumes bekannt, bei denen die Führung der Schneide im Wesentlichen von den Materialeigenschaften der Kernlage beeinflusst wird. Dies wirkt sich nachteilig auf die erreichbare Hohlraumgeometrie und damit auf die Festigkeit des Befestigungspunktes aus.From the DE 10 2004 058 812 A1 are known tools for producing a cavity, in which the leadership of the cutting edge substantially of the material properties of the core layer being affected. This adversely affects the achievable cavity geometry and thus the strength of the attachment point.

In der EP 0 273 515 B1 wird die Aufweitung des Hohlraumes der Kernlage einer Sandwichplatte ausgehend vom Bohrungsdurchmesser beschrieben. Die Aufweitung der Kernlage wird mittels rotierender Reibahle erzeugt. Diese besteht aus einem Teil und kann keine Ausklappbewegung ausführen.In the EP 0 273 515 B1 describes the expansion of the cavity of the core layer of a sandwich plate, starting from the bore diameter. The widening of the core layer is produced by means of rotating reamer. This consists of a part and can not perform an unfolding movement.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Befestigungspunktes und ein Werkzeug zur Erzeugung eines notwendigen Hohlraumes anzugeben, welche erstmals ein nachträgliches Erzeugen eines Befestigungspunktes in den eingangs genannten plattenförmigen Materialien nach deren erfolgter Fertigung ermöglicht.It is therefore the object of the present invention, a method for producing an attachment point and a tool for production indicate a necessary cavity, which for the first time a subsequent Generating an attachment point in the aforementioned plate-shaped materials made possible after their successful production.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Varianten des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen. Die Erfindung wird weiterhin durch ein Werkzeug zur Erzeugung des erforderlichen Hohlraumes mit den im Anspruch 12 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Werkzeuges sind Gegenstand von Unteransprüchen.According to the invention Task by a method having the features mentioned in claim 1 solved. Advantageous variants of the method are the subject of dependent subclaims. The Invention is further achieved by a tool for generating the required Cavity solved with the features mentioned in claim 12. advantageous Embodiments of the tool are the subject of dependent claims.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Herstellung des plattenförmigen Materials aus Deckschichten und Kernlage zeitlich und ablauftechnisch vom Einbringen des Befestigungspunktes zu entkoppeln. Bei Anwendung von erfindungsgemäßem Verfahren und Werkzeug kann auf das umständliche Einbringen der Befestigungspunkte während der Herstellung der plattenförmigen Materialien verzichtet werden, sondern erfolgt danach. Hierdurch wird zunächst der Herstellungsprozess der plattenförmigen Materialien vereinfacht. So ist es beispielsweise problemlos möglich, bestimmte plattenförmige Werkstücke großformatig vorzuproduzieren, diese anschließend in eine individuelle und beliebige Form zuzuschneiden und den Befestigungspunkt anschließend mit erfindungsgemäßem Verfahren und Werkzeug zu erzeugen. Der sogenannte Variantenbestimmungszeitpunkt wird auf diese Weise weiter an das Ende der Wertschöpfungskette gelegt, was eine auftragsneutrale Fertigung der plattenförmigen Materialien ermöglicht.Of the The invention is based on the idea of producing the plate-shaped material from cover layers and core layer in terms of time and flow from Insert the attachment point to decouple. When used of inventive method and tool can be on the awkward Insertion of the attachment points during the production of the plate-shaped materials omitted be, but takes place afterwards. This will be the first Production process of the plate-shaped Materials simplified. So it is easily possible, certain plate-shaped workpieces large format vorzuproduzieren, this subsequently in an individual and cut any shape and then the attachment point with inventive method and to create tools. The so-called variant determination time In this way, it will continue to the end of the value chain what is an order-neutral production of the plate-shaped materials allows.

Gleichzeitig eignet sich das Verfahren zur Erzeugung von Befestigungspunkten in Materialien in Plattenform oder mit geringen Krümmungsradien.simultaneously the method is suitable for the production of attachment points in materials in sheet form or with low radii of curvature.

Im Hinblick auf eine hohe Festigkeit, Dauerhaftigkeit und eine gute Abdichtung der plattenförmigen Materialien ist gemäß der Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, den Hohlraum mit einer fließfähigen aushärtbaren Füllmasse komplett bis zur Oberkante der Zugangsbohrung zu verfüllen.in the In terms of high strength, durability and good Sealing the plate-shaped Materials is according to the training provided with the present invention, the cavity with a flowable curable filling compound completely filled up to the upper edge of the access hole.

Die Füllmasse kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung derart vorgesehen sein, dass sie im Wesentlichen bündig mit den benachbarten Innenseiten der Decklagen der Leichtbauplatte eingebracht wird und somit einen Teil der Inneren Struktur des plattenförmigen Materials bildet. Dabei kann der Hohlraum kreisrund komplett bis zur Innenseite der der Zugangsbohrung gegenüberliegenden Decklage geräumt sein. Ist der Hohlraum nur teilweise, d. h. nicht bis zur Innenseite der gegenüberliegenden Decklage geräumt, kann die Füllmasse entweder nur einen Teil des Plattenquerschnittes ausfüllen oder der komplette Plattenquerschnitt verfüllt werden. Dazu muss die Kernstruktur das vollständige Eindringen der Füllmasse in den Kern erlauben. Das Kernmaterial wird in diesem Fall im Bereich des Befestigungspunktes komplett von Füllmasse umschlossen und somit Bestandteil des Befestigungspunktes.The filling compound may be provided in the context of the present invention in such a way that they are essentially flush with the adjacent inner sides of the cover layers of the lightweight board is introduced and thus a part of the internal structure of the plate-shaped material forms. The cavity can be circular completely to the inside the opposite of the access hole Top layer cleared be. Is the cavity only partially, d. H. not to the inside the opposite top layer cleared can the filling material either fill only a part of the plate cross-section or the complete plate cross-section are filled. This requires the core structure the whole Penetration of the filling material allow in the core. The core material in this case is in the range the attachment point completely enclosed by filling compound and thus Part of the attachment point.

Obgleich die fließfähige aushärtbare Füllmasse im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch selbsttätig aushärten kann, ist gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung und im Sinne einer wirtschaftlichen, schnellen und einfachen Herstellung eines Befestigungspunktes in plattenförmigen Sandwichmaterialien vorgesehen, dass die Füllmasse nach deren Vorsehen einer Aushärtungsbehandlung unterworfen wird. Dadurch ist eine schnellere Bearbeitbarkeit direkt im Anschluss möglich.Although the flowable curable filling material in the context of the present invention can also cure automatically is according to one Development of the present invention and in the sense of an economic, quick and easy production of a point of attachment in disc-shaped Sandwich materials provided that the filling material after their provision subjected to a curing treatment becomes. As a result, a faster machinability is followed directly possible.

Die leichtgewichtige Kernlage des plattenförmigen Werkstücks kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine beliebige Form besitzen, solange sie zumindest abschnittsweise Hohlräume besitzt, die im Bereich der Befestigungspunkte des Werkstücks vorgesehen sind. Für plattenförmige Materialien haben sich jedoch leichtgewichtige Kernlagen als besonders vorteilhaft erwiesen, die wabenartig und/oder wellstegartig ausgebildet sind. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass sich die Hohlräume der Kernlage zwischen den benachbarten Decklagen erstrecken. Auf diese Weise lässt sich durch Einbringen der fließfähigen und aushärtbaren Füllmasse eine Verbindung zwischen den benachbarten Deckschichten erzielen. Ferner ist zu beachten, dass die Kernlage aus einem beliebigen, leichtgewichtigen Material bestehen kann, wie beispielsweise Papier, Kunststoff, Leichtmetall oder dergleichen. Ebenso ist das für die Deckschichten des plattenförmigen Werkstücks verwendete Material nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise Holzwerkstoffe, Kunststoffwerkstoffe, (Leicht)Metallwerkstoffe oder verschiedene Verbundwerkstoffe umfassen. Dabei ist es ebenso möglich, dass die Deckschichten und die Kernlage aus demselben Material bestehen und auch integral ausgebildet sein können.The lightweight core layer of the plate-shaped workpiece can have any shape in the context of the present invention, as long as it has at least partially cavities that in the area the attachment points of the workpiece are provided. For plate-shaped materials However, lightweight core layers have proven to be particularly beneficial proved, which are honeycomb-like and / or wellstegartig formed. It is particularly preferred that the cavities of the core layer extend between the adjacent cover layers. In this way let yourself by introducing the flowable and curable Fill mass one Achieve connection between the adjacent cover layers. Further It should be noted that the core layer is made of any lightweight material may exist, such as paper, plastic, light metal or similar. Likewise, this is used for the cover layers of the plate-shaped workpiece Material not particularly limited and can, for example, wood materials, plastic materials, (light) metal materials or different composites. It is the same possible, the cover layers and the core layer are made of the same material and may also be integrally formed.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sowohl stationär als auch im Durchlauf erfolgen.The execution the method according to the invention can be both stationary as well as in the run.

Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Werkzeug zur Erzeugung des erforderlichen Hohlraumes bereit.Furthermore the present invention provides a tool for producing the required cavity ready.

Das Werkzeug weist in einer bevorzugten Ausführung eine Welle auf, die von einer Hülse mit Mitteln zur Lochbildung am unteren Ende und einer in der Hülse axial verschiebbar gelagerten Vorschubwelle gebildet wird. Am unteren Ende der Vorschubwelle ist wenigstens eine Schneide angelenkt. Die Schneide ist bei einer axialen Verschiebung der Vorschubwelle in der Hülse radial bis zu einem Winkel von 90° ausschwenkbar, wobei das Ausschwenken nach dem Eindringen der Hülse in die Oberseite der oberen Decklage beginnt. Eine Begrenzung des Schwenkwinkels erfolgt durch die Unterseite der oberen Decklage oder weitere vorgesehene Mittel.The In a preferred embodiment, the tool has a shaft made by a sleeve with means for hole formation at the lower end and one in the sleeve axially slidably mounted feed shaft is formed. At the bottom End of the feed shaft is hinged at least one cutting edge. The cutting edge is at an axial displacement of the feed shaft in the sleeve radially swung out to an angle of 90 °, wherein the pivoting after the penetration of the sleeve in the top of the upper Top layer begins. A limitation of the swivel angle is done by the underside of the upper cover layer or other means provided.

Mit dem Werkzeug wird in der Kernlage plattenförmiger Materialien mittels Rotation der ausschwenkbaren Schneide und Begrenzung durch die Unterseite der oberen Decklage oder andere geeignete Mittel ein Hohlraum in der Kernlage erzeugt.With The tool is in the core layer of plate-like materials by means of Rotation of the swing-out edge and limitation by the bottom the upper cover layer or other suitable means a cavity in the core situation generated.

Durch die Anlenkung der Schneide an der Vorschubwelle und die Führung der Schneide lässt sich ein Hohlraum erzeugen, dessen Durchmesser der erzeugten Hinterschneidung um ein vielfaches größer ist als der Durchmesser der Zugangsbohrung oder/und um ein vielfaches größer ist als die Höhe der Kernschicht des Materials.By the articulation of the cutting edge on the feed shaft and the leadership of the Cutting edge can be create a cavity whose diameter of the generated undercut is many times bigger as the diameter of the access hole and / or by a multiple is larger as the height of Core layer of the material.

Der Hohlraum wird durch die untere und obere Deckschicht abgeschlossen, an die sich die Schneide heranarbeitet. Die erforderliche Zugangsbohrung in die obere Deckschicht wird vorteilhaft mit dem Werkzeug selbst durch Mittel am unteren Ende der Hülse erzeugt.Of the Cavity is closed by the lower and upper cover layer, to which the cutting edge is working. The required access hole in the upper cover layer is beneficial with the tool itself generated by means at the lower end of the sleeve.

Vorteilhaft lässt sich ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug die Füllmasse in den Hohlraum einbringen. Hierzu ist vorzugsweise an der Hülse ein Anschluss zur Beaufschlagung mit einer Füllmasse vorgesehen. Über wenigstens eine Austrittsöffnung am unteren Ende der Hülse kann die Füllmasse in den Hohlraum gelangen.Advantageous let yourself also with the tool according to the invention the filling material into the cavity. For this purpose, preferably on the sleeve Connection provided for loading with a filling material. At least an outlet opening at the bottom of the sleeve can the filling material get into the cavity.

Der mit der Erfindung hauptsächlich erzielbare Vorteil besteht darin, dass durch Verfahren und Werkzeug an bereits gefertigte und zugeschnittene plattenförmige Materialien auf einfache und kostengünstige Weise nachträglich örtlich Befestigungspunkte erstellt werden können. Der mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug erzeugte, großvolumige Hohlraum in der Kernlage lässt sich mit geeigneten Mitteln zur Einleitung von Kräften füllen.Of the with the invention mainly achievable advantage is that through process and tool to already manufactured and cut plate-shaped materials on simple and inexpensive Add laterally fixing points can be created. The with the inventive tool generated, large-volume cavity in the core situation leaves to fill with suitable means to initiate forces.

Die fließfähige und aushärtbare Füllmasse kann durch eine Vielzahl verschiedenartiger Stoffe gebildet sein, wobei spritzbare Stoffe bevorzugt sind. Hierfür kommen in erster Linie Kunststoffe, aber auch verschiedene Mischwerkstoffe, Holzextrusionswerkstoffe und auch Metalle infrage. Dabei können eingesetzte Kunststoffe beispielsweise auch Holzwerkstoffe, Kunststoffreste oder dergleichen umfassen, wobei die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt ist.The flowable and curable Filling material can be formed by a variety of different substances, wherein sprayable substances are preferred. This is primarily plastic, but also different mixed materials, wood extrusion materials and also metals in question. It can be used plastics For example, wood materials, plastic residues or the like include, but the present invention is not limited thereto.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung für Verfahren und Werkzeug schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing are embodiments of Invention for Method and tool shown schematically. Show it:

1 eine schematische Ansicht zur Herstellung einer Zugangsbohrung 1 a schematic view for producing an access hole

2 eine schematische Ansicht zur Herstellung eines Hohlraumes durch Räumen der Kernlage 2 a schematic view for producing a cavity by broaching the core layer

3 eine schematische Ansicht zum Verfüllen des Hohlraumes mit einer fließfähigen und aushärtbaren Füllmasse 3 a schematic view for filling the cavity with a flowable and curable filling material

4 eine schematische Ansicht zum Einbringen eines Funktionselementes (Variante1) 4 a schematic view for introducing a functional element (variant 1)

5 eine schematische Ansicht zum Einbringen eines Funktionselementes (Variante2) 5 a schematic view for introducing a functional element (variant 2)

6 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeuges im Zustand vor dem Ausschwenken der Schneide 6 a schematic view of a tool according to the invention in the state before swinging the cutting edge

7 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeuges im Zustand mit voll ausgeschwenkter Schneide 7 a schematic view of a tool according to the invention in the state with fully swung cutting edge

8 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Werkzeuges im Zustand während des Ausschwenkens 8th a schematic view of the tool according to the invention in the state during the swinging

In der 1 ist eine schematische Ansicht des ersten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das plattenförmige Material 1, bestehend aus einer Kernlage und einer oberen und unteren Deckschicht, wird mit einer Zugangsbohrung 2 versehen. Zur Einbringung der Zugangsbohrung 2 wird ein Bohrwerkzeug 6 verwendet. Die Zugangsbohrung 2 endet vor dem Erreichen der unteren Deckschicht.In the 1 is a schematic view of the first step of the method according to the invention shown. The plate-shaped material 1 consisting of a core layer and an upper and lower surface layer, is provided with an access hole 2 Mistake. For introducing the access hole 2 becomes a drilling tool 6 used. The access hole 2 ends before reaching the lower surface layer.

2 zeigt das plattenförmige Material 1 mit einem in die Zugangsbohrung 2 eingesetztem Räumwerkzeug 7. Das Räumwerkzeug rotiert um seine Achse und schafft mittels einer angelenkten Schneide in der Kernlage einen halbkugelförmigen Hohlraum. Der Hohlraum grenzt direkt an der oberen Deckschicht an und steht über die angeschnittenen Stege der Kernlage mit der unteren Deckschicht in Verbindung. 2 shows the plate-shaped material 1 with one in the access hole 2 inserted broaching tool 7 , The broach rotates about its axis and creates by means of a hinged edge in the core layer a hemispherical cavity. The cavity is directly adjacent to the upper one Cover layer and is connected via the trimmed webs of the core layer with the lower cover layer in combination.

Entsprechend der 3 wird in die Zugangsbohrung 2 zur Kernlage des plattenförmigen Materials 1 ein Füllwerkzeug 8 eingesetzt und der Hohlraum mit einer Füllmasse 4 aufgefüllt.According to the 3 gets into the access hole 2 to the core layer of the plate-shaped material 1 a filling tool 8th used and the cavity with a filling material 4 refilled.

4 zeigt eine erste Variante zur Einbringung eines Funktionselementes 5 in die bereits ausgehärtete Füllmasse 4. Hierzu wird als Funktionselement 5 eine Schraube 5' verwendet. 4 shows a first variant for introducing a functional element 5 in the already hardened filling material 4 , This is done as a functional element 5 a screw 5 ' used.

5 zeigt eine weitere Variante zur Einbringung eines Funktionselementes 5 in die Füllmasse 4. Hierzu wird als Funktionselement 5 ein Insert 5'' in die noch fließfähige Füllmasse 4 eingesetzt. Nach dem Aushärten der Füllmasse 4 ist das Insert 5'' fest verankert. 5 shows a further variant for introducing a functional element 5 in the filling 4 , This is done as a functional element 5 an insert 5 '' in the still flowable filling material 4 used. After curing of the filling 4 is the insert 5 '' firmly anchored.

Bei beiden Darstellungen nach 4 und 5 ist die Füllmasse 4 mit der Innenseite der oberen Deckschicht verbunden. Ebenso ist die Füllmasse 4 stoffschlüssig mit der Innenseite der unteren Deckschicht verbunden. Dies ist bei dem hier dargestellten halbkugelförmigen Hohlraum über die Zwischenräume längs der Stege gewährleistet.In both representations after 4 and 5 is the filling material 4 connected to the inside of the upper cover layer. Likewise, the filling material 4 cohesively connected to the inside of the lower cover layer. This is ensured in the hemispherical cavity shown here over the spaces along the webs.

In der 6 ist ein Werkzeug zur Erzeugung eines Hohlraumes in einem plattenförmigen Material dargestellt. Das Werkzeug weist in seinem Inneren eine Vorschubwelle 9 auf. Das obere Ende der Vorschubwelle 9 dient zur Aufnahme in einer Werkzeugmaschine, vorzugsweise in einem Bearbeitungszentrum. Am unteren Ende ist die Schneide 17 auf einer Achse 12 an der Vorschubwelle 9 befestigt. Die Schneide 15 steht unter der Kraftwirkung einer Torsionsfeder 13. Die Vorschubwelle 9 ist in einer Hülse 11 so gelagert, das eine definierte Verschiebung axial zur Werkzeugachse möglich ist.In the 6 is shown a tool for generating a cavity in a plate-shaped material. The tool has a feed shaft in its interior 9 on. The upper end of the feed shaft 9 serves for receiving in a machine tool, preferably in a machining center. At the bottom is the cutting edge 17 on an axis 12 at the feed shaft 9 attached. The cutting edge 15 is under the force of a torsion spring 13 , The feed shaft 9 is in a sleeve 11 stored so that a defined displacement axially to the tool axis is possible.

Weiterhin werden die Torsionskräfte der Vorschubwelle 9 über eine entsprechende Bauteilausführung an die Hülse 11 weitergegeben. Die Hülse 11 ist im Bereich der Schneide 15 so ausgeführt, dass bei einer Vorschubbewegung der Vorschubwelle 9 die Schneide 15 an einem Einschnitt in der Hülse 11 geführt durch die Kraft der Torsionsfeder 13 austreten kann.Furthermore, the torsional forces of the feed shaft 9 via a corresponding component design to the sleeve 11 passed. The sleeve 11 is in the area of the cutting edge 15 designed so that at a feed movement of the feed shaft 9 the cutting edge 15 at an incision in the sleeve 11 guided by the force of the torsion spring 13 can escape.

Die achsparallele Vorschubbewegung der Vorschubwelle 9 wird nicht auf die Hülse 11 übertragen. Vielmehr liegt die Hülse 11 mit einem Anschlag 14 auf der Außenseite der oberen Deckschicht an. Im Anschlag 14 ist ein Kugellager integriert. Das Kugellager bewirkt, dass die Torsionskräfte aufgenommen werden, aber nicht an das plattenförmige Material weitergegeben werden und dass durch den Gegendruck des Materials die Hülse 11 während des Bearbeitungsvorgangs nicht die Position verändert. Die Druckfeder 10 bewirkt, dass nach Erstellen des Hohlraumes zuerst die Schneide 15 gegen den Druck der Torsionsfeder 13 in die Hülse 11 zurückgezogen wird (Grundstellung, siehe 6), bevor das Werkzeug aus dem plattenförmigen Material gehoben werden kann.The axis-parallel feed movement of the feed shaft 9 will not on the sleeve 11 transfer. Rather, the sleeve is 11 with a stop 14 on the outside of the upper cover layer. At the ready 14 a ball bearing is integrated. The ball bearing causes the torsional forces to be absorbed, but not transmitted to the plate-shaped material and that by the back pressure of the material, the sleeve 11 does not change the position during the machining process. The compression spring 10 causes after creating the cavity first the cutting edge 15 against the pressure of the torsion spring 13 in the sleeve 11 is withdrawn (basic position, see 6 ), before the tool can be lifted from the plate-shaped material.

Ein Bearbeitungsvorgang lässt sich folgendermaßen beschreiben: In eine Sandwichplatte wird eine Zugangsbohrung 2 mittels Lochbohrer am unteren Ende der Hülse 11 eingebracht. Das Werkzeug wird soweit in das Bohrloch vorgeschoben, bis der Anschlag 14 am Werkstoff anliegt. Als nächstes wird die Vorschubwelle 9 in eine Drehbewegung versetzt. Durch den weiteren Vorschub, dabei bewegt sich nur noch die Vorschubwelle 9, wird die Schneide 15 durch die Torsionsfeder 13 gezwungen, an der Hülse 11 geführt, an deren unterem Ende auszutreten. Bei einem vollständigen Ausschwenken der Schneide 15, wird ein Hohlraum wie in 7 dargestellt, ausgeräumt. Beim Entfernen des Werkzeugs sorgt die Druckfeder 10 über den Anschlag zwischen der Hülse 11 und der Schneide 15 dafür, dass die Schneide 15 zuerst einklappt, und so die Deckschicht nicht durch eine ausgeklappte Schneide 15 zerstört wird.A machining process can be described as follows: A sandwich plate becomes an access hole 2 using a drill at the bottom of the sleeve 11 brought in. The tool is advanced into the borehole until the stop 14 abuts the material. Next is the feed shaft 9 put in a rotary motion. Due to the further feed, only the feed shaft moves 9 , will be the cutting edge 15 through the torsion spring 13 forced to the sleeve 11 led to withdraw at the lower end. For a complete swinging out of the cutting edge 15 , a cavity will be like in 7 shown, cleared out. When removing the tool provides the compression spring 10 over the stop between the sleeve 11 and the cutting edge 15 for being the cutting edge 15 Folds first, and so the top layer is not by a folded out cutting edge 15 gets destroyed.

Die 8 zeigt dasselbe Werkzeug, wie es in der 6 beschrieben ist, mit dem Unterschied, dass das Ausschwenken der Schneide nicht durch eine Torsionsfeder 13, sondern durch eine formschlüssige Führung der Schneide 15 mittels Führungsstift 16 und Langloch 17 erzeugt wird. Der Führungsstift 16 ist an Hülse 11 befestigt. Das Langloch 17 ist in die Schneide 15 eingebracht.The 8th shows the same tool as in the 6 is described, with the difference that the pivoting of the cutting edge is not by a torsion spring 13 , but by a positive guidance of the cutting edge 15 by means of guide pin 16 and long hole 17 is produced. The guide pin 16 is on sleeve 11 attached. The slot 17 is in the cutting edge 15 brought in.

Das in 8 dargestellte Werkzeug weist zusätzlich einen Anschluss 18 an der Hülse 11 auf. Über den Anschluss 18 fließt die Füllmasse 4 in hier nicht dargestellte Kanäle, die längs durch die Hülse 11 verlaufen. Diese Kanäle enden um unteren Ende der Hülse 11, so dass die Füllmasse dort austreten und in den Hohlraum 3 gelangen kann.This in 8th shown tool also has a connection 18 on the sleeve 11 on. About the connection 18 the filling material flows 4 in channels not shown here, which are longitudinally through the sleeve 11 run. These channels terminate at the bottom of the sleeve 11 so that the filling material will leak out there and into the cavity 3 can get.

11: plattenförmiges Materialplate-shaped material
22: Zugangsbohrungaccess hole
33: Hohlraumcavity
44: Füllmassefilling compound
55: Funktionselementfunctional element
5'5 ': Schraubescrew
5''5 '': Insertinsert
66: Bohrwerkzeugdrilling
77: Räumwerkzeugreamer
88th: FüllwerkzeugPaint Bucket
99: Vorschubwellefeed shaft
1010: Druckfedercompression spring
1111: Hülseshell
1212: Achseaxis
1313: Torsionsfedertorsion spring
1414: Anschlagattack
1515: Schneidecutting edge
1616: Führungsstiftguide pin
1717: LanglochLong hole
1818: Anschlussconnection

Claims

Method for producing an attachment point in plate-like materials, having a core layer which has a lower density than the cover layers, such that after establishing an access bore through the upper cover layer and the core layer, an axially displaceable tool with a cutting edge ( 15 ) is inserted into the access hole that the cutting edge ( 15 ) rotates radially and that the tool rotates, wherein a cavity is produced with a hemispherical cross-section by undercutting the core layer to the underside of the upper cover layer and the diameter of the generated undercut is many times greater than the diameter of the access hole and that the cavity with a flowable and curable filling material is filled.

Method according to claim 1, characterized in that that the generated undercut is many times larger as the height the core situation.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the flowable and curable filling material ( 4 ) a functional element ( 5 ) is introduced.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that prior to curing of the filling material ( 4 ) a functional element ( 5 ) is introduced.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that after curing of the filling material ( 4 ) a functional element ( 5 ) is introduced.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the generated cavity ( 3 ) over a part of the height of the core layer and / or over the entire height of the core layer with the filling compound ( 4 ) is filled.

Method according to claim 6, characterized in that the filling compound ( 4 ) creates an attachment point which is unilaterally connected to the drilled cover layer and the core layer.

Method according to claim 6, characterized in that the filling compound ( 4 ) creates an attachment point which establishes a connection between both cover layers.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the attachment point in plate-shaped materials ( 1 ) is generated with low radii of curvature.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that several processing steps through a combination tool accomplished become.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that all processing steps are performed by a combination tool.

Tool for producing a cavity in plate-shaped materials, having a core layer which has a lower density with respect to the cover layers, and an access bore through the upper cover layer and the core layer, consisting of a sleeve ( 11 ) and one in the sleeve ( 11 ) axially displaceably mounted feed shaft ( 9 ), at the lower end of a cutting edge ( 15 ) is attached so that the cutting edge ( 15 ) at the lower end of the sleeve ( 11 ) after an axial displacement of the feed shaft ( 9 ) is radially swivelable to an angle of 90 ° and the cutting edge has a length which is dimensioned such that a rotation of the tool creates a cavity with a hemispherical cross-section whose diameter is many times greater than the diameter of the access hole ,

Tool according to claim 12, characterized in that the limitation of the pivot angle of the cutting edge ( 15 ) by the plate-shaped material or stop means ( 16 . 17 ) he follows.

Tool according to claim 12 or 13, characterized in that the effective length of the cutting edge ( 15 ) an excess over the length of an incision in the sleeve ( 11 ) having.

Tool according to one of claims 12 to 14, characterized in that for triggering the pivoting movement of the cutting edge ( 15 ) a torsion spring ( 13 ) at the point of articulation of the cutting edge ( 15 ) is provided.

Tool according to one of claims 12 to 14, characterized in that for triggering the pivoting movement of the cutting edge ( 15 ) a positive contact of the cutting edge ( 15 ) with the sleeve ( 11 ) is provided.

Tool according to one of claims 12 to 16, characterized in that the cutting edge ( 15 ) has a radially arranged pre-cutting.

Tool according to one of claims 12 to 17, characterized in that feed shaft ( 9 ) and sleeve ( 11 ) by means of a compression spring ( 10 ) are biased telescopically.

Tool according to claim 18, characterized in that for limiting the penetration depth in the plate-shaped material on the sleeve ( 11 ) an attack ( 14 ) is provided.

Tool according to one of claims 12 to 19, characterized that the tool at the bottom means for blowing out the cleared material having.

Tool according to one of claims 12 to 20, characterized in that the sleeve ( 11 ) at the lower end for the preparation of the access hole ( 2 ) is designed as a hole drill.

Tool according to one of claims 12 to 20, characterized in that the sleeve ( 11 ) at the lower end for the preparation of the access hole ( 2 ) has a spur toothing.

Tool according to one of claims 12 to 22, characterized in that on the sleeve ( 11 ) a connection ( 18 ) for applying a filling compound ( 4 ) is provided and at the lower end of the sleeve ( 11 ) At least one outlet opening is provided.