DE102013000149A1

DE102013000149A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kerns für ein sandwichähnliches Produkt ausgehend von einem extrudierten Profil

Info

Publication number: DE102013000149A1
Application number: DE201310000149
Authority: DE
Inventors: Judson A. Bradford
Original assignee: Bradford Co Inc
Current assignee: Bradford Co Inc
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2013-01-03
Publication date: 2013-09-05

Abstract

Ein Produkt (10), welches aus einer extrudierten Schicht oder Bahn von Material (42) mit einem nicht geradlinigen Querschnitt gefertigt ist, und ein Verfahren zum Herstellen des Produkts (10) werden bereitgestellt. Die extrudierte Bahn oder das Extrudat (42) wird in ausgewählten Bereichen plastisch verformt und dann gefaltet. Wenn es in die geeignete Form gefaltet ist, wird das Extrudat (42) in ein Produkt (10) mit mehreren Zellen (14) geformt. Die Zellen (14) weisen eine oder mehrere Öffnungen (34a) auf, welche einen Zugang zu einem Innenraum der Zellen (14) ermöglichen und das Gewicht des Produkts (10a) verringern.

Description

Querverweis auf in Beziehung stehende Anmeldungen
Diese Anmeldung ist eine Teilfortsetzung der US-Patentanmeldung Nr. 11/566,973, welche am 5. Dezember 2006 eingereicht wurde, mit dem Titel „Folded Produkt Made From Extruded Profile and Method of Making Same”, welche durch Inbezugnahme hierin vollständig mit aufgenommen ist.
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen ein sandwichähnliches Produkt für Bau-, Verpackungs- und andere Anwendungen und das Verfahren zum Herstellen des Produkts.
Hintergrund der Erfindung
In der Luft- und Raumfahrtindustrie wurden Wabenprodukte als eine Kernkomponente für Sandwichplatten und -tafeln verwendet, welche beständig gegen Beulen und Biegen sind. Diese Wabenprodukte umfassen jeweils mehrere Zellen, welche eine im Wesentlichen hexagonale Form im Querschnitt aufweisen. Derartige Produkte können neben anderen Materialien aus Aluminium, Faserpapier oder Kunststoff gefertigt werden. Eine Sandwichstruktur mit zwei Decklagen oder Außenschichten, welche mit dem Wabenprodukt verschweißt, mit Klebstoff verbunden oder auf andere Art und Weise verbunden sind, kann vorbereitet werden, um ein mehrschichtiges oder Mehrfachschichtverbundmaterial zu erzeugen. In anderen Industriesektoren zum Ausdruck gebrachtes Interesse betreffend die Verwendung von leichtgewichtigen Sandwichstrukturen wächst kontinuierlich, zumindest teilweise aufgrund der Realisierung seiner hohen Festigkeitseigenschaften während ein verhältnismäßig geringes strukturelles Gewicht pro Volumen des Produkts beibehalten wird.
Ein mehrschichtiges oder Mehrfachschichtverbundmaterial, welches ein Wabenprodukt als den Kern davon aufweist, kann in der Verpackungsindustrie verwendet werden. Beim Verpacken von Automobilteilen und vergleichbaren Absatzgebieten muss sich ein derartiges Produkt jedoch gegen Wellpappe oder gewellte Kunststoffe oder ähnliche Materialien behaupten, welche schnell und verhältnismäßig kostengünstig hergestellt werden können.
Das US-Patent Nr. 6,183,836 offenbart einen Wabenkern zur Verwendung in einem Sandwichmaterial, bei welchem das Material des Wabenkerns geschnitten und dann gefaltet wird, um mehrere hexagonale Zellen zu erzeugen. Aufgrund der Schnitte in der Schicht vor dem Falten der Schicht können die resultierenden Zellen schwächer als gewünscht sein.
Ein Verfahren zum Herstellen eines gefalteten Wabenkerns zur Verwendung in Sandwichmaterialien aus einem durchgängigen ungeschnittenen Gewebe wird in dem US-Patent Nr. 6,726,974 offenbart. Das US-Patent Nr. 6,800,351 offenbart ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines gefalteten Wabenkerns, welches ein Ritzen eines gewellten Materials vor einem Drehen miteinander verbundener gewellter Streifen aufweist. Der Wabenkern, welcher durch Verwendung von einem dieser Verfahren entsteht, kann Material aufweisen, welches zu dem Gewicht des Wabenkerns hinzukommt, aber die Festigkeit des Wabenkerns nicht signifikant verbessern kann.
Dementsprechend gibt es ein Bedürfnis nach einem Produkt, welches alleine oder in einem mehrschichtigen Material verwendet werden kann und welches ein vorteilhaftes Festigkeits-Gewichtsverhältnis aufweist.
Es gibt ferner ein Bedürfnis nach einem Verfahren zur Herstellung eines Produkts, wie z. B. einem Kern zur Verwendung alleine oder in einem mehrschichtigen Material, welches weniger kostspielig ist und in größeren Mengen hergestellt werden kann, als bisher bekannte Verfahren.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese und andere Ziele der Erfindung werden durch ein Verfahren zum Herstellen eines Kerns für eine Verwendung alleine oder in einem sandwichähnlichen Produkt, wie es in den unabhängigen Ansprüchen 1, 7 und 13 definiert ist, erreicht. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Das Verfahren weist ein Extrudieren einer Bahn eines Materials, welche ein nicht planares Profil aufweist, d. h., welche einen nicht geradlinigen Querschnitt aufweist, ein plastisches Verformen oder Bearbeiten von Abschnitten einer derartigen Bahn und dann ein Falten der bearbeiteten Bahn, um den Kern zu erzeugen, auf. Das Extrudat weist eine im Wesentlichen gewellte Form mit kontinuierlichen durch Verbindungsabschnitte verbundenen Bergen und Tälern auf, welche sich alle in der Bewegungsrichtung des Extrudats erstrecken.
Das Verfahren zum Vorbereiten einer Bahn von Material, welche für eine weitere Fertigung in ein Produkt geeignet ist, wird zum Teil durch Herstellen eines Extrudats, welches einen nicht geradlinigen Querschnitt aufweist, wirksam geleistet. Zwecks dieser Druckschrift soll geradlinig als eine einzelne gerade durchgängige Linie, die kürzeste Entfernung zwischen zwei Punkten, definiert sein. Jedes der Extrudate oder jede der extrudierten Bahnen, welche hierin dargestellt werden, weist ein nicht planares Profil auf und weist einen nicht geradlinigen Querschnitt auf. Formen von nicht gezeigten anderen Materialbahnen sollen in einer derartigen Definition miteinbezogen sein. Das Extrudat zeigt eine nicht geradlinige Querschnittskonfiguration bei einem Austreten aus dem Extruderkopf. Dieser Querschnitt kann als ein beliebiger einer Vielfalt von Formen angenommen werden.
Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Produkts ein Extrudieren einer Bahn eines Materials, welche eine vorbestimmte oder gewünschte Breite oder Querabmessung aufweist, wobei die extrudierte Bahn einen im Wesentlichen nicht geradlinigen Querschnitt aufweist; ein plastisches Verformen, wie z. B. Ebnen von Bereichen der extrudierten Bahn; und ein Falten der Bahn. Wie es hierin definiert ist, umfasst der Begriff „Bahn” ein Material, welches in einer Extrudiereinrichtung verarbeitet wird, welche vorgesehen ist, das spezielle Material, welches in diese Einrichtung eingeführt wird, anzunehmen und an einem Extruderkopf auszugeben oder abzugeben.
Bei einem der hierin beschriebenen oder gezeigten Verfahren können mehrere Öffnungen in die extrudierte Bahn eingebracht werden. Diese Öffnungen können durch Stanzen des Materials eingebracht werden, aber die extrudierte Bahn kann auch mit einem oder mehreren Werkzeugen verarbeitet werden, um dadurch die Öffnungen auszubilden. Wie es hierin verwendet wird, soll eine Öffnung die Situation umfassen, in welcher Material von der Bahn entfernt wird. Die Öffnungen können kreisförmig sein, aber sie können auch eine von einer beliebigen Anzahl anderer Formen annehmen, wie z. B. oval, sanduhrförmig, asymmetrisch und dergleichen. Das Verfahren des plastischen Verformens oder Ebnen ausgewählter Bereiche der extrudierten Bahn kann ein Kontaktieren der extrudierten Bahn mit einem Element umfassen, welches geheizt sein kann. Ausgewählte Bereiche der extrudierten Bahn können mit einem Werkzeug bei einer beliebigen gewünschten Temperatur durch Zuführen von Druck, Wärme oder einer Kombination von Druck und Wärme auf ein oder mehrere ausgewählte Bereiche geebnet werden. Das Verfahren des Ebnens kann dem Einbringen von Öffnungen in die extrudierte Bahn vorhergehen, kann dem Einführen von Öffnungen in die extrudierte Bahn folgen oder die beiden Prozesse können im Wesentlichen gleichzeitig auftreten.
Eine Art einer nicht geradlinigen Querschnittsform, welche die extrudierte Bahn zeigen kann, ist eine im Wesentlichen gewellte Form mit Bergen und Tälern, welche über Verbindungsabschnitte verbunden sind, wobei sich die Berge, Täler und Verbindungsabschnitte alle in der Bewegungsrichtung der Bahn während der Extrusion erstrecken. Die extrudierte Bahn wird in ausgewählten Bereichen geebnet und dann entlang sich quer erstreckender Faltlinien an den Rändern der geebneten Bereiche gefaltet.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Kerns eines sandwich-ähnlichen Produkts ein Extrudieren einer Bahn eines Materials, welche ein im Wesentlichen nicht geradliniges Profil aufweist, welches durchgängige Wellen mit durchgängigen über Verbindungsabschnitte verbundene Berge und Täler umfasst, welche sich in der Bewegungsrichtung der Bahn erstrecken. Der nächste Schritt in dem Verfahren umfasst ein Ebnen ausgewählter Bereiche der extrudierten Bahn unter Verwendung von mindestens einem beweglichen Werkzeug, um die durchgängigen Wellen zu unterbrechen, um mehrere gewellte Bereiche zu erzeugen, welche jeweils mehrere Wellen umfassen, die sich in einer ersten Richtung im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung der extrudierten Bahn erstrecken, und mehrere Ebenen, die sich jeweils in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken. Der nächste Schritt in dem Verfahren umfasst ein Falten der Bahn entlang von Faltlinien, welche sich in der zweiten Richtung erstrecken. Die extrudierte Bahn wird letztendlich an der gewünschten Stelle geschnitten, um die gewünschte Größe eines sandwich-ähnlichen Produkts zu erzielen. Die Außenschichten können an dem Kernmaterial zu einer beliebigen gewünschten Zeit dieses Verfahrens aufgebracht werden, einschließlich während des Verfahren oder nachdem der Kern erzeugt wurde.
Ungeachtet des Verfahrens, welches verwendet wird, um das Kernprodukt zu erzeugen, ist ein Vorteil, dass ein leichtgewichtiges stabiles Produkt schnell und einfach in einer gewünschten Größe oder Höhe hergestellt werden kann. Das Produkt dieser Erfindung, welches gemäß den hierin beschriebenen Verfahren hergestellt wird, weist ein gutes Festigkeits/Gewichtsverhältnis auf, sogar ohne Öffnungen in der Bahn auszubilden, und kann aus vielen unterschiedlichen Materialien schnell und kostengünstig gefertigt werden. Das Festigkeits/Gewichtsverhältnis kann durch strategisches Entfernen von Material aus der extrudierten Bahn zu einigen Zeiten in dem Verfahren verbessert werden. Das Produkt kann alleine verwendet werden, eingebaut in ein mehrschichtiges sandwich-ähnliches Material werden oder in einer beliebigen anderen gewünschten Art und Weise verwendet werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden ersichtlicher werden, wenn die nachfolgende detaillierte Beschreibung der Zeichnungen im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, in welchen:
1 eine Perspektivansicht einer Bahn eines Materials mit einem im Wesentlichen nicht geradlinigen Querschnitt ist, welche von einem Extruder extrudiert wird;
1A eine Perspektivansicht einer Bahn eines Materials mit einem im Wesentlichen nicht geradlinigen Querschnitt ist, welche von einem Extruderkopf einer alternativen Ausführung extrudiert wird;
2 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der extrudierten Bahn der 1 ist;
2A eine Perspektivansicht eines Abschnitts der extrudierten Bahn der 1A ist;
3 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der extrudierten Bahn der 2 ist, welche bearbeitet wird, um sich quer erstreckende Ebenen zu erzeugen;
3A eine Seitenaufrissansicht eines Abschnitts der extrudierten Bahn der 1A ist, welche bearbeitet wird, um sich quer erstreckende Ebenen zu erzeugen;
4 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der plastisch verformten Bahn der 3 ist, welche gefaltet wird, um Zeilen von Zellen zu erzeugen;
4A eine Seitenaufrissansicht der Bahn der 3A ist, welche gefaltet wird, um neu ausgerichtete Abschnitte zu erzeugen, welche Kanäle enthalten;
5 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der plastisch verformten Bahn der 3 ist, welche weiter gefaltet wird, um einen Abschnitt eines Wabenprodukts zu erzeugen;
5A eine Seitenaufrissansicht der Bahn der 4A nach einer Ausrichtung ist, um einen Abschnitt eines Wabenprodukts zu erzeugen;
6 eine Perspektivansicht einer Zeile von Zellen ist;
7 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der plastisch verformten Bahn der 4, welche bearbeitet wird, um mehrere Öffnungen in der plastisch verformten Bahn zu erzeugen;
8 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der plastisch verformten Bahn der 7 ist, welche weiter gefaltet wird, um Zeilen von Zellen zu erzeugen;
9 eine Perspektivansicht einer extrudierten Bahn ist, welche gleichzeitig gemäß einem anderen Aspekt dieser Erfindung plastisch verformt und gestanzt wurde;
10 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der plastisch verformten Bahn der 9 ist, welche gefaltet wird, um Zeilen von Zellen zu erzeugen;
1B eine Perspektivansicht einer Bahn eines Materials mit einem im Wesentlichen nicht geradlinigen Querschnitt ist, welche aus einem Extruderkopf einer alternativen Ausführung extrudiert wird;
2B eine Perspektivansicht eines Abschnitts der extrudierten Bahn aus Material ist, welche aus dem Extruderkopf der 1B extrudiert wird;
3B eine Endansicht der extrudierten Bahn der 2B ist;
4B eine Perspektivansicht eines Abschnitts der extrudierten Bahn der 2B ist, welche bearbeitet wird, um mehrere plastisch verformte Zonen oder Bereiche zu erzeugen;
5B eine Perspektivansicht eines Abschnitts der plastisch verformten Bahn der 4B ist, welche gefaltet wird, um Zeilen von Zellen zu erzeugen;
6A eine Perspektivansicht eines Abschnitts der extrudierten Bahn der 1B–5B ist, welche gefaltet wird, um einen Abschnitt eines Produkts zu erzeugen;
7A eine Perspektivansicht eines Abschnitts der extrudierten Bahn der 2B ist, welche bearbeitet wird, um mehrere plastisch verformte Zonen oder Bereiche in der Form von Ebenen zu erzeugen;
8A eine Perspektivansicht eines Abschnitts der plastisch verformten Bahn der 7B ist, welche gefaltet wird, um Zeilen von Zellen zu erzeugen;
1C eine Perspektivansicht einer Bahn eines Materials mit einem im Wesentlichen nicht geradlinigen Querschnitt ist, welche aus einem Extruderkopf einer alternativen Ausführung extrudiert wird;
2C eine Perspektivansicht eines Abschnitts der extrudierten Materialbahn ist, welche aus dem Extruderkopf der 1C extrudiert wird;
3C eine Endansicht der extrudierten Bahn der 2C ist;
11 eine Perspektivansicht einer Materialbahn mit einem im Wesentlichen nicht geradlinigen Querschnitt ist, welche aus einem Extruderkopf einer alternativen Ausführung extrudiert wird;
11A eine vergrößerte Ansicht des Extruderkopfes der 11 ist;
12 eine Perspektivansicht eines Abschnitts einer extrudierten Bahn ist, welche mit dem Extruderkopf der 11 gefertigt wurde;
13 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 13-13 der 12 ist;
14 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der extrudierten Bahn der 12 ist, welche bearbeitet wird, um sich quer erstreckende Ebenen zu erzeugen;
15 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der bearbeiteten Bahn der 14 ist, welche gefaltet wird, um Zeilen von Zellen zu erzeugen;
16 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der bearbeiteten Bahn der 14 ist, welche weiter gefaltet wird, um einen Abschnitt eines Kernprodukts zu erzeugen;
17 eine Perspektivansicht eines fertiggestellten Kernprodukts ist;
18 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 18-18 der 17 ist;
19 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der bearbeiteten und gefalteten Bahn der 16 ist;
20 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der bearbeiteten Bahn der 14 ist, welche bearbeitet wird, um mehrere Öffnungen in der Bahn zu erzeugen;
21 eine vergrößerte Ansicht eines anderen Extruderkopfes ist;
22 eine Perspektivansicht eines Abschnitts einer extrudierten Bahn ist, welche mit dem Extruderkopf der 21 gefertigt wurde;
23 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 23-23 der 22 ist;
24 eine Perspektivansicht eines fertiggestellten Kernprodukts ist;
25 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 25-25 der 24 ist;
13A eine Querschnittsansicht einer alternativen Extrusion ist;
13B eine Querschnittsansicht eines Kerns ist, welcher aus der Extrusion der 13A gefertigt wurde;
13C eine Querschnittsansicht einer alternativen Extrusion ist;
13D eine Querschnittsansicht eines Kerns ist, welcher aus der Extrusion der 13C gefertigt wurde;
13E eine Querschnittsansicht einer alternativen Extrusion ist;
13F eine Querschnittsansicht eines Kerns ist, welcher aus der Extrusion der 13E gefertigt wurde;
13G eine Querschnittsansicht einer alternativen Extrusion ist; und
13H eine Querschnittsansicht eines Kerns ist, welcher aus der Extrusion der 13G gefertigt wurde.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bezug nehmend auf 5 ist ein Abschnitt eines Wabenprodukts 10 gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung gezeigt. Das Wabenprodukt 10 kann unter Verwendung zahlreicher Verfahren, welche die hierin beschriebenen und andere innerhalb des Umfangs der Ansprüche einbeziehen, gefertigt werden. 5 zeigt einen Abschnitt eines Wabenprodukts 10, welches mehrere Reihen 12 von identischen Zellen 14 umfasst, welche aus einer extrudierten Bahn oder Schicht aus einem Material gefertigt wurden. 6 stellt eine solche Reihe 12 von Zellen 14 dar. Bezug nehmend auf 5 weist das Wabenprodukt 10 eine im Wesentlichen planare obere Fläche 16 in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene P1 und eine im Wesentlichen planare untere Fläche 18 in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene P2 auf, wobei der Abstand zwischen diesen die Höhe H des Wabenprodukts 10 definiert. Die Höhe H des Wabenprodukts 10 kann ein beliebiger gewünschter Abstand sein und soll nicht auf die Höhe des dargestellten Abschnitts des Wabenprodukts beschränkt sein.
Wie in 4 und 5 gezeigt ist, ist jede Reihe 12 von Zellen 14 durch ein Zusammenbringen von zwei benachbarten klappbaren Zeilenwänden 20 in einer Akkordeon-ähnlichen Art und Weise gefertigt. Jede Zeilenwand 20 weist abwechselnd planare und nicht planare Bereiche oder Zonen 22 bzw. 24 auf. Jeder nicht planare Bereich 24 in 4 und 5 umfasst drei rechteckige Wände, welche ein Halbhexagon im Querschnitt umfassen. Bereiche 24 sind durch planare Bereiche 22 begrenzt. Während des Verfahrens der Herstellung des Wabenprodukts 10 werden benachbarte Zeilenwände 20 derart zusammengebracht, dass die planaren Bereiche 22 von benachbarten Zeilenwänden 20 zumindest teilweise einander kontaktieren und die nicht planaren Bereiche 24 der Zeilenwände 20 Seiten oder Seitenwände 74, 76 von Zellen 14 definieren.
Bei bestimmten Anwendungen, wie z. B. wenn eine Bahn eines thermoplastischen Materials bei irgendeiner Stufe in der Herstellung des Wabenprodukts 10 erhitzt wird, können die planaren Bereiche 22 von benachbarten Zeilenwänden 20 ohne zusätzliches Material an einander geklebt, geschweißt oder befestigt werden. Alternativ kann ein Klebstoff oder ein anderes Klebemittel verwendet werden, um benachbarte Zeilenwände 20 zusammen zu befestigen, um die Reihen 12 von Zellen 14 fertig zu stellen. Die nicht planaren Bereiche 24 von benachbarten Zeilenwänden 20 sind voneinander beabstandet angeordnet und definieren die Form oder Konfiguration der Zellen 14 nachdem das Herstellungsverfahren fertig gestellt wurde. Äußerste Abschnitte oder Seiten 74 von benachbarten Zellen 14 in unterschiedlichen Zeilen 12 können einander kontaktieren und können bei bestimmten Anwendungen dieser Erfindung aneinander befestigt sein.
Obwohl die Zeichnungen darstellen, dass jeder nicht planare Bereich 24 von jeder Zeilenwand 20 eine Querschnittskonfiguration eines Halbhexagons aufweist, können die nicht planaren Bereiche der Zeilenwände eine beliebige gewünschte Querschnittskonfiguration aufweisen, wie z. B. eine gekrümmte oder gebogene oder geschlängelte Querschnittskonfiguration. Die Erzeugung der Seitenwände oder Seiten 74, 76 der Zellen 14 wird nachfolgend detaillierter beschrieben werden. In Abhängigkeit von der Anwendung können die Zellen 14 eine beliebige gewünschte Form oder Größe aufweisen.
Wie es am besten in 6 dargestellt ist, weist jede Zelle 14 eine Oberseite 28 und eine Unterseite 30 von einer vorbestimmten Größe und/oder Form auf. Wie in 5 gezeigt ist, sind die Oberseiten 28 der Zellen 14 in einer Ebene 21 angeordnet und bilden einen Teil der oberen Fläche 16 des Wabenprodukts 10. Ebenso sind die Unterseiten 30 der Zellen 14 in einer Ebene 22 angeordnet und bilden einen Teil der unteren Fläche 18 des Wabenprodukts 10. Die Oberseite 28, Unterseite 30 und Seiten 72, 74 der Zelle 14 definieren ein Zelleninneres 32.
In der dargestellten Ausführungsform ist jede Zellenoberseite 28 und Unterseite 30 ein Polygon und weiter insbesondere ein Hexagon. Wenn die nicht planaren Bereiche der Zeilenwände jedoch in der Form einer Hälfte eines Zylinders wären, dann wären die Oberseiten und Unterseiten der Zellen kreisförmig oder oval und die Zellen würden ein zylindrisches Inneres aufweisen.
1–4 stellen ein Verfahren oder einen Vorgang zum Herstellen eines Wabenprodukts 10 dar, welches alleine, in einem mehrschichtigen Material oder Produkt oder in einer beliebigen gewünschten Art und Weise verwendet werden kann. 1 stellt einen Extruder 40 dar, welcher eine Materialbahn 42 extrudiert, welche detaillierter in 2 gezeigt ist. Obwohl eine Konfiguration eines Extruders 40 und eines Extruderkopfes 41 dargestellt sind, kann eine beliebige Art oder Konfiguration eines in dem Stand der Technik bekannten Extruders verwendet werden. Die Extruder- und Extruderkopfkonfigurationen werden als eine Funktion des Materials, welches extrudiert wird, und des Querschnitts des Extrudats variiert werden. Das Material kann ein beliebiges von einer Vielzahl von Kunststoffzusammensetzungen und ein beliebiges anderes Material, welches in der Lage ist, extrudiert zu werden, aufweisen und kann zusätzliche Zusammensetzungen umfassen, welche ferner verarbeitet werden können, um ein Wabenprodukt zu erzeugen.
In 2 bewegt sich die extrudierte Bahn 42 in einer Richtung, welche durch einen Pfeil 43 angezeigt wird. Das Extrudat 42 weist ein Paar von gegenüberliegenden Seitenrändern 45 auf, wobei der geradlinige Abstand zwischen diesen die Breite oder Querabmessung der extrudierten Bahn 42 definiert. Die extrudierte Bahn 42 kann ein beliebiges gewünschtes Material von einer beliebigen gewünschten Dicke und/oder Breite sein.
Die extrudierte Bahn 42 weist einen im Wesentlichen nicht geradlinigen Querschnitt oder Querschnittskonfiguration auf. Im Querschnitt weist die exrudierte Bahn 42 eine im Wesentlichen gewellte Konfiguration oder Form auf, welche mehrere abgeflachte Berge 48 und mehrere abgeflachte Täler 50 aufweist, welche über Verbindungsabschnitte 52 zusammen verbunden sind. Jeder der abgeflachten Berge 48, jedes der abgeflachten Täler 50 und jeder der Verbindungsabschnitte 52 sind in Längsrichtung ausgedehnt, wie in 2 gezeigt. Die abgeflachten Täler 50 sind im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P3. Ebenso sind die abgeflachten Berge 48 alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P4 über der Ebene P3. Der geradlinige Abstand zwischen den Ebenen P3 und P4 definiert die Höhe H1 der Wellen 46. Obwohl eine Form oder Konfiguration der extrudierten Bahn 42 in 2 dargestellt ist, kann die extrudiert Bahn 42 eine Vielzahl anderer nicht geradliniger Konfigurationen im Querschnitt annehmen. Zum Beispiel zeigt die vergrößerte Ansicht des Extruderkopfes in 1A eine alternative Querschnittsform, welche verwendet werden kann, um die extrudierte Bahn mit nicht geradlinigem Querschnitt zu erzeugen. Eine Perspektivansicht der extrudierten Bahn 42', welche durch die alternative Extruderkopfausführung gebildet wird, wird in 2A bereitgestellt.
3 und 4 verdeutlichen einen Schritt bei diesem Verfahren zur Herstellung eines Wabenprodukts 10 umfassend ein plastisches Verformen oder Einebnen von zumindest ausgewählten Abschnitten oder Bereichen 54, 56 der extrudierten Bahn 42, um eine plastisch verformte extrudierte Bahn 58 zu erzeugen. Diese plastische Verformung kann ein Verwenden von beweglichen Werkzeugen 60, 61, wie z. B. in 3 gezeigt, aufweisen, um die kontinuierlichen Wellen 46, welche in der heraustretenden extrudierten Bahn 42 ausgebildet sind, zu unterbrechen und mehrere gewellte Bereiche oder Zonen 62, welche jeweils mehrere Wellen 46 umfassen, welche sich in einer ersten Richtung im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung 43 der extrudierten Bahn 42 oder in Längsrichtung erstrecken, und mehrere Ebenen oder eingeebnete Bereiche 54, 56, welche sich jeweils in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung quer verlaufend oder von Seite zu Seite erstrecken, zu erzeugen. Die Größe dieser Bereiche oder Zonen 62, 54 und 56 kann abhängig von der gewünschten Größe oder Form der Zellen 14 des Wabenprodukts 10 variieren.
Obwohl ein Werkzeug 60 dargestellt ist, welches drei Stäbe 64 umfasst, welche mit Verbindern 66 verbunden sind (wobei nur einer aus Gründen der Übersichtlichkeit gezeigt ist), bzw. ein Werkzeug 61 gezeigt ist, welches zwei Stäbe 64 umfasst, welche mit Verbindern 65 zusammen verbunden sind (wobei nur einer aus Gründen der Übersichtlichkeit gezeigt ist), können diese Werkzeuge 60, 61 eine beliebige Anzahl von Stäben und eine beliebige gewünschte Größe oder Konfiguration zusammen verbunden oder nicht umfassen. Obwohl zwei Werkzeuge dargestellt sind, kann eine beliebige Anzahl von Werkzeugen einer beliebigen gewünschten Art oder Konfiguration verwendet werden. Wiederum soll der Begriff Werkzeug nicht einschränkend aufgefasst werden und kann ein beliebiges in dem Stand der Technik bekanntes Werkzeug umfassen.
Während des Schrittes des plastischen Verformens von zumindest ausgewählten Abschnitten der extrudierten Bahn 42 können die Stäbe 64 der Werkzeuge 60, 61 bei einer Umgebungstemperatur abgekühlt oder mit einem beliebigen gewünschten Verfahren erwärmt werden, um das Verarbeiten zu unterstützen. Ein derartiges Erwärmen ist schematisch durch Pfeile 38 dargestellt. Dieser Erwärmungsschritt ist optional und kann nur bei bestimmten Anwendungen verwendet werden. Bei anderen Anwendungen kann er teilweise oder gänzlich weggelassen werden. Obwohl er schematisch gezeigt ist, nachdem die Ebenen 54, 56 in der extrudierten Bahn 42 erzeugt wurden, kann dieser Erwärmungsschritt zu einer beliebigen Zeit während dieses Herstellungsvorgangs auftreten.
Aufgrund der Erzeugung der geebneten Bereiche oder Ebenen 54, 56 kann jede Welle 46 einen Endabschnitt 69 aufweisen, welcher sich zwischen einem Berg 48 und einem Tal 50 erstreckt. Diese Endabschnitte 69 sind jeweils in der Form eines Trapezoids dargestellt, können jedoch abhängig von der Form der Wellen andere Formen haben.
Wie es am besten in 3 und 4 dargestellt ist, ist jede im Wesentlichen rechteckige, sich quer erstreckende Ebene oder geebnete Zone 56 in der Ebene 23 der extrudierten Bahn 42 angeordnet. Jede im Wesentlichen rechteckige, sich quer erstreckende Ebene oder geebnete Zone 54 ist in einer Ebene 24 über der Ebene 23 der extrudierten Bahn 42 und koplanar zu der Ebene der abgeflachten Berge 48 der Wellen 46 angeordnet. Abgeflachte Zonen 56 und 54 wechseln zwischen gewellten Bereichen 62 ab. Wie es in 4 zu sehen ist, weist aufgrund der Form der Werkzeuge 60, 61 jede Ebene oder abgeflachte Zone 54 Seitenwände 70 auf, welche sich von den Außenrändern der Ebene 54 zu den abgeflachten Tälern 50 in den gewellten Bereichen 62 erstrecken. Diese Seitenwände 70 sind so dargestellt, dass sie jeweils in der Form eines Trapezoids sind, können jedoch abhängig von der Form der Wellen andere Formen sein. Obwohl es nicht gezeigt ist, können die Wellen eine halbkreisförmige, wellenförmige, gekrümmte oder andere Querschnittskonfigurationen aufweisen.
Wie es in 4 gezeigt ist, wird der plastisch verformte Bahnabschnitt 58 dann entlang sich quer erstreckender Faltlinien 72 gefaltet, welche im Wesentlichen an den Rändern der Ebenen 54, 56 angeordnet sind. Derartige Faltlinien 72 können optional bei einem beliebigen Schritt in dem Herstellungsprozess mit Schnitten 71 angeritzt oder perforiert werden, um ein Falten zu unterstützen. Derartiges Anritzen kann mit einem getrennten Werkzeug oder getrennten Werkzeugen durchgeführt werden. Nachdem der plastisch verformte Bahnabschnitt 58 entlang sich quer erstreckender Faltlinien 72 gefaltet ist, liegen, wie in 5 gezeigt ist, Seitenwände 70 unterhalb und können die angehobene Ebene 54 kontaktieren und Endwände 69 der Wellen 46 liegen auf und kontaktieren Ebenen 56.
Wie es am besten in 6 dargestellt ist, stoßen Seitenwände 70 an und sind unterhalb von Abschnitten der angehobenen Ebenen 54. Diese zweilagigen Bereiche umfassen näherungsweise eine Hälfte der Oberseiten 28 von einigen der Zellen 14. Bei derartigen Zellen ist die Unterseite 30 der Zelle 14 eine Einzellage, welche in der Ebene 56 vor einem Falten ausgebildet wurde. Wie in 6 gezeigt ist, stoßen Endwände 69 an und befinden sich über Abschnitten der Ebenen 56, um näherungsweise eine Hälfte der Unterseiten 30 von anderen Zellen 14 zu bilden. Bei derartigen Zellen ist die Oberseite 28 der Zelle 14 eine Einzellage, welche in der Ebene 54 vor einem Falten ausgebildet wurde. Somit weist jede Zelle 14 in einer Reihe 12 von Zellen 14 eine Einzellagenoberseite 28 und eine Doppellagenunterseite 30 auf. In benachbarten Reihen von Zellen 14 weist jede Zelle 14 eine Doppellagenoberseite 28 und eine Einzellagenunterseite 30 auf.
Nachdem der plastisch verformte Bahnabschnitt 58 entlang sich quer erstreckender Faltlinien 72 gefaltet ist, werden, wie es in 4, 5 und 6 gezeigt ist, die Wellen 46 oder nicht planare Bereiche 24 der Zeilenwände 20 die Seitenwände 74, 76 der Zellen 14. Weiter werden insbesondere in 4 gezeigte im Wesentlichen planare Berge 48 von Wellen 46 die äußersten Seitenwände 74 der Zellen 14 und die im Wesentlichen planaren Verbindungsabschnitte 52 der Wellen 46 werden zusätzliche Seitenwände 76 der Zellen 14. Wie es in 5 und 6 gezeigt ist, kommen innerhalb einer Zeile 12 von Zellen 14 die planaren Abschnitte 22 von Zeilenwänden 20 zusammen, um abgeflachte zweilagige Abschnitte 77 einer Reihe 12 zu erzeugen. Seitenwände 74, 76 entlang der Oberseite 28 und Unterseite 30 einer jeden Zelle 14 definieren ein Zellinneres 32.
Der letzte Schritt bei dem Verfahren ist, die extrudierte Bahn 42 an einer beliebigen gewünschten Stelle zu schneiden. 4 stellt ein Schneidwerkzeug 78 an einer Stelle dar. Es können jedoch ein oder mehrere Schneidwerkzeuge oder Vorrichtungen an einer beliebigen gewünschten Stelle verwendet werden, um ein Wabenprodukt 10 einer gewünschten Länge zu erzeugen.
7–8 stellen ein weiteres Verfahren oder einen Vorgang zum Herstellen eines Wabenprodukts dar, welches allein oder in einem mehrschichtigen Material oder Produkt verwendet werden kann. 7 stellt eine extrudierte Bahn 42a dar, welche sich in einer durch einen Pfeil 43a angezeigten Richtung bewegt und ein Paar von gegenüberliegenden Seitenrändern 45a aufweist, wobei der geradlinige Abstand zwischen diesen die Breite oder Querabmessung der extrudierten Bahn 42a definiert. Die extrudierte Bahn 42a kann ein beliebiges gewünschtes Material mit einer beliebigen gewünschten Dicke und/oder Breite sein. Die extrudierte Bahn 42a ist identisch zu der zuvor beschriebenen extrudierten Bahn 42.
Die extrudierte Bahn 42a wird dann, wie zuvor beschrieben und in 3 dargestellt, bearbeitet, um einen plastisch verformten Bahnabschnitt 58a mit mehreren Wellen 46a zu erzeugen. Wie in 7 zu sehen ist, können die Wellen 46a koplanare abgeflachte Berge 54a in einer Ebene P6 und abgeflachte Täler 56a in der Ebene P5 der extrudierten Bahn 42a mit im Wesentlichen rechteckigen flachen Verbindungsabschnitten 52a, welche sich dazwischen erstrecken, umfassen. Schließlich kann jede Welle 46a einen Endabschnitt 69a aufweisen. Diese Endabschnitte 69a sind so dargestellt, dass jeder in der Form eines Trapezoids ist, kann jedoch abhängig von der Form der Wellen andere Formen aufweisen.
Wie es am besten in 7 dargestellt ist, ist jede im Wesentlichen rechteckige sich quer erstreckende Ebene oder abgeflachte Zone 56a in der Ebene P5 der extrudierten Bahn 42a angeordnet. Daher ist jede im Wesentlichen rechteckige sich quer erstreckende Ebene oder abgeflachte Zone 54a in einer Ebene P6 über der Ebene P5 der extrudierten Bahn 42a und koplanar zu den abgeflachten Bergen 48 der Wellen 46a angeordnet. Abgeflachte Bereiche 56a und 54a wechseln zwischen gewellten Zonen 62a. Jede Ebene 54a weist Seitenwände 70a auf, welche sich von den Außenrändern der Ebene 54a zu den abgeflachten Tälern 50a in den gewellten Bereichen 62a erstrecken. Diese Seitenwände 70a sind so dargestellt, dass sie jeweils in der Form eines Trapezoids sind, können jedoch abhängig von der Form der Wellen andere Formen sein. Obwohl es nicht gezeigt ist, können die Wellen eine halbkreisförmige, wellenförmige, gekrümmte oder andere Querschnittskonfiguration aufweisen.
7 stellt ein bewegliches Werkzeug 82 in der Form einer Stanzpresse dar, welche verwendet wird, um Material 84 von einer plastisch verformten Bahn 58a an vorbestimmten oder zuvor ausgewählten Stellen zu entfernen. In 7 weist die Stanzpresse oder das Werkzeug 82 mehrere Locher 86 auf, welche an einer Platte 88 an zuvor ausgewählten oder vorbestimmten Orten oder Positionen angebracht sind, um mehrere rechteckige Öffnungen 34a durch vorbestimmte oder zuvor ausgewählte Abschnitte der plastisch verformten Bahn 58a zu erzeugen. Diese Öffnungen 34a werden die Öffnungen in dem zuvor beschriebenen Wabenprodukt 10a. Siehe 8. Obwohl sie als rechteckig dargestellt sind, können die Öffnungen 34a von einer beliebigen vordefinierten gewünschten Größe oder Form sein und an beliebigen gewünschten Stellen in einem Abschnitt der abgewickelten Bahn strategisch angeordnet werden. Zum Beispiel können die Löcher oder Öffnungen 34a kreisförmig sein und derart ausgerichtet sein, dass jede Zelle 14 mindestens eine Öffnung 34a aufweist, welche einen Zugang zu dem Inneren der Zelle 14 ermöglicht.
Obwohl eine Stanzpresse dargestellt ist, kann ein beliebiges anderes Werkzeug, wie z. B. ein Laserschneidwerkzeug, verwendet werden, um die Öffnungen 34a durch einen beliebigen Abschnitt des plastisch verformten Abschnitts 58a der extrudierten Bahn 42a zu erzeugen, um die extrudierte Bahn 42a leichter zu machen, so dass, wenn dieser Abschnitt der Bahn 42a in einem Wabenprodukt 10a ausgebildet ist, das resultierende Wabenprodukt 10a ein großes Festigkeits/Gewichtsverhältnis aufgrund zumindest teilweise des Entfernens von derartigem Material während des Herstellungsverfahrens des Wabenprodukts aufweist.
Obwohl das Werkzeug 82 unterhalb der extrudierten Bahn 42a dargestellt ist, kann das Werkzeug 82 über der extrudierten Bahn 42a oder an einer beliebigen gewünschten Stelle angeordnet werden. Mehr als ein Werkzeug kann verwendet werden, wenn es gewünscht ist.
Wie in 7–8 gezeigt ist, sind strategische Stellen der Öffnungen 34a derart, dass die Öffnungen 34a entlang der Ebenen 54a, 56a der plastisch verformten Bahn 58a, entlang der abgeflachten Berge 48a der Wellen 46a und entlang Verbindungsabschnitten 52a von Wellen 46a angeordnet sind. Wie es in 7 gezeigt ist, ist jede Öffnung 34a so dargestellt, dass sie im Wesentlichen rechteckig ist, kann jedoch eine beliebige vordefinierte oder zuvor ausgewählte Form oder Größe haben. Wie es in 7 und 8 gezeigt ist, erstrecken sich einige der Löcher 34a in Ebenen 54a, 56a durch die Unterseiten 30a und Oberseiten 28a von Zellen 14a. Ebenso erstrecken sich Löcher 34a durch die Verbindungsabschnitte 52a der Wellen 62a durch die Seitenwände 76a von Wellen 14a.
Wie es in 7 gezeigt ist, wird der plastisch verformte Bahnabschnitt 58a, nachdem die Öffnungen 34a gebohrt, gestanzt oder auf andere Art und Weise gefertigt wurden, dann entlang sich quer erstreckender Faltlinien 72a gefaltet, welche im Wesentlichen an den Rändern der Ebenen 54a, 56a angeordnet sind. Wie in 7 und 8 gezeigt ist, liegen die Seitenwände 70a, nachdem die plastisch verformte Bahn 58a entlang sich quer erstreckender Faltlinien 72a gefaltet ist, unterhalb der angehobenen Ebenen 54a und Endwände 69a von Wellen 62a liegen auf Ebenen 56a.
Der letzte Schritt bei dem Verfahren ist, die extrudierte Bahn 42a an einer beliebigen gewünschten Stelle zu schneiden. 7 stellt eine Schneidvorrichtung 78a an einer Stelle dar. Eine oder mehrere Schneidwerkzeuge oder -vorrichtungen können jedoch an beliebigen gewünschten Stellen verwendet werden, um ein Wabenprodukt 10a einer gewünschten Länge zu erzeugen.
8 zeigt einen Abschnitt des resultierenden Wabenprodukts 10a zusammen mit Außenschichten oder Schichten 80 (welche durchsichtig gezeigt sind), wobei eine oder beide von diesen an mindestens einer der Ober- und Unterflächen 16a, 18a des Wabenprodukts 10a befestigt sein kann, um ein mehrschichtiges Produkt für eine beliebige gewünschte Verwendung zu erzeugen.
Derartige Außenschichten können in ein Produkt mit einem Wabenkern oder ein Produkt, welches gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gefertigt ist, einschließlich mit einem hierin beschriebenen oder betrachteten Verfahren, eingebaut werden.
9–10 stellen ein anderes Verfahren oder einen anderen Arbeitsvorgang zum Herstellen eines Wabenprodukts 10b dar, welches allein oder in einem mehrschichtigen Material oder Produkt verwendet werden kann.
9 und 10 stellen ein anderes Verfahren oder einen anderen Arbeitsvorgang zum Herstellen eines Wabenprodukts 10b dar, welches alleine oder in einem mehrschichtigen Material oder Produkt verwendet werden kann, umfassend ein plastisches Verformen von zumindest Abschnitten der extrudierten Bahn 42b. Das plastische Verformen kann ein Verwenden von beweglichen Werkzeugen 60b, 61b, wie z. B. in 9 gezeigt, aufweisen, um mehrere gewellte Bereiche oder Zonen 62b, welche mehrere Wellen 46b umfassen, welche sich in einer ersten Richtung im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung 43b der Bahn 42b oder in Längsrichtung erstrecken, und mehrere abgeflachte Zonen oder Bereiche 54b, 56b, welche sich in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung, quer verlaufend oder von Seite zu Seite erstrecken, zu erzeugen. Die Größe dieser Bereiche oder Zonen 62b, 54b und 56b kann in Abhängigkeit von der gewünschten Größe oder Form der Zellen 14b des Wabenprodukts 10b variieren. Siehe 10.
9 stellt bewegliche Werkzeuge 60b, 61b dar, welche zusätzlich zu einem plastischen Verformen der extrudierten Bahn 42b ferner Material 84b von der plastisch verformten Bahn 58b an vorbestimmten oder zuvor ausgewählten Stellen entfernen. In 9 weist jedes der Werkzeuge 60b, 61b mehrere Stanzer 86b auf, welche an Stäben 64b an zuvor ausgewählten oder vorbestimmten Stellen oder Positionen angebracht sind, um mehrere kreisförmige Öffnungen 34b durch vorbestimmte oder zuvor ausgewählte Abschnitte der plastisch verformten Bahn 58b zu erzeugen. Diese Öffnungen 34b werden die Öffnungen in dem zuvor beschriebenen Wabenprodukt 10b. Obwohl sie als kreisförmig dargestellt sind, können die Öffnungen 34b von einer beliebigen gewünschten Form sein und an einer beliebigen gewünschten Stelle oder einem Abschnitt der extrudierten Bahn strategisch angeordnet werden.
Obwohl eine Konfiguration des Werkzeugs 60b (und 61b) dargestellt ist, welche Stäbe 64b umfasst, welche mit Verbindern 66b (und 65b) verbunden sind, kann eine beliebige andere Konfiguration oder Art von Werkzeug verwendet werden, um extrudierte Abschnitte der Bahn 42b plastisch zu verformen. Derartige Werkzeuge können gleichzeitig Öffnungen 34b durch einen beliebigen Abschnitt der extrudierten Bahn erzeugen, um die extrudierte Bahn 42b derart leichter zu machen, dass, wenn dieser Abschnitt der Bahn 42b gefaltet wird, um ein Wabenprodukt 10b zu erzeugen, das resultierende Wabenprodukt 10b zumindest teilweise aufgrund des Entfernens von derartigem Material während des Arbeitsablaufs der Herstellung des Wabenprodukts 10b ein verhältnismäßig hohes Festigkeits/Gewichtsverhältnis aufweist.
Obwohl die Werkzeuge 60b und 61b jeweils über und unter einer extrudierten Bahn 42b dargestellt sind, kann die Ausrichtung der Werkzeuge 60b und 61b umgekehrt oder an einer beliebigen anderen gewünschten Stelle sein, wie z. B. eines hinter dem anderen in einem versetzten Format. Eine beliebige Anzahl von Werkzeugen 60b, 61b kann verwendet werden, wenn es gewünscht ist.
Während des Schrittes eines plastischen Verformens von zumindest ausgewählten Abschnitten der extrudierten Bahn 42b können die Stäbe 64b der Werkzeuge 60b, 61b bei Raumtemperatur abgekühlt oder mit einem beliebigen gewünschten Verfahren erhitzt werden, um eine Verarbeitung zu unterstützen. Ein derartiges Erwärmen ist schematisch durch Pfeile 38b dargestellt. Dieser Erwärmungsschritt ist optional und kann nur bei bestimmten Anwendungen verwendet werden. Bei anderen Anwendungen kann er teilweise oder gänzlich weggelassen werden. Dieser Erwärmungsschritt kann zu einer beliebigen Zeit während dieses Herstellungsverfahrens auftreten.
Wie in 10 gezeigt ist, wird der plastisch verformte Bahnabschnitt 58b, nachdem die Bahn 42b plastisch verformt wurde und die Öffnungen 34b erzeugt wurden, dann entlang sich quer erstreckender Faltlinien 72b gefaltet, welche im Wesentlichen an den Rändern der Ebenen 54b, 56b angeordnet sind. Wie in 9 und 10 gezeigt ist, liegen Seitenwände 70b, nachdem die plastisch verformte Materialbahn 58b entlang sich quer erstreckender Faltlinien 72b gefaltet ist, unterhalb der angehobenen Ebenen 54b und Endwände 62b von Wellen 60b liegen auf Ebenen 56b.
Der letzte Schritt bei dem Verfahren ist, die plastisch verformte extrudierte Bahn 58b an einer beliebigen gewünschten Stelle zu schneiden. 10 stellt eine Schneidvorrichtung 78b an einer Stelle dar. Eine oder mehrere Schneidwerkzeuge oder -vorrichtungen können jedoch an einer beliebigen gewünschten Stelle verwendet werden, um ein Wabenprodukt 10b einer gewünschten Länge zu erzeugen.
Wie zuvor angemerkt, kann der Querschnitt der extrudierten Bahn eine beliebige Anzahl von Formen annehmen. 1A–5A stellen ein alternatives Verfahren zum Herstellen eines Wabenprodukts und das Produkt, welches durch das Verfahren gefertigt wird, dar.
Die Temperatur, welche benötigt wird, um ein plastifiziertes Material durch einen Extruder und aus einem Extruderkopf, wie z. B. 41' in 1A, zu verarbeiten, in Verbindung mit den Eigenschaften des Materials, welches extrudiert wird, der Extrudergeschwindigkeit und einer Komplexität der gewünschten Querschnittsform kann eine extrudierte Bahn 42' erzeugen, welche eine unakzeptabel hohe interne Hitze nach einem Austreten aus dem Extruderkopf 41' beibehält. Wenn sie nach einem Austreten aus dem Extruderkopf nicht unverzüglich auf eine akzeptable Temperatur gekühlt wird, kann sich ein derartiges Extrudat wickeln oder andere Anzeichen einer Verschlechterung aufgrund übermäßiger Pegel von beibehaltener Hitze zeigen. Wie in 2A gezeigt ist, können die Kanäle 44 der Bahn 42', obwohl an einem Ende offen, anderweitig gewissermaßen geschlossen sein, um Luft oder ein anderes Wärmeaustauschmedium zu transportieren. Derartige Kanäle 44 werden hierin als geschlossen bezeichnet.
Um einen Zugang zu verbessern, können ein oder mehrere Zugangsöffnungen 101 in einen oder mehrere sich in Längsrichtung erstreckende Kanäle 44 der Bahn 42' eingebracht werden. Ein Erzeugen einer Zugangsöffnung 101 in einen Kanal bildet einen modifizierten Kanal 44', welcher hierin als im Wesentlichen geschlossen bezeichnet wird. Siehe 2A. Die Zugangsöffnung 101 kann in der Bahn 42' durch geeignetes Bearbeiten des Extruderkopfes 41' oder durch den Vorgang eines Schneidens oder mit einem (nicht gezeigten) Materialentfernungswerkzeug nachgelagert zu dem Extruderkopf 41' erzeugt werden. In 2A ist nur eine Zugangsöffnung 101 an nur einem Kanal 44 gezeigt, aber zusätzliche Kanäle 44 können ein oder mehrere Zugangsöffnungen 101 aufweisen, bis hin zu allen der Kanäle in dem Extrudat. Die Zugangsöffnung oder -öffnungen können in Größe oder Form variiert werden, wie es benötigt wird, um ausreichende Mengen eines Wärmeaustauschmediums zwischen dem Inneren und Äußeren eines Kanals 44 zu ermöglichen. Die Zugangsöffnung 101 ist entlang dem Kanal 44 kontinuierlich dargestellt, aber dies ist nicht erforderlich. Eine beliebige Anzahl von Zugangsöffnungen 101 kann eine beliebige gewünschte Länge sein. 1A stellt eine alternative Extrusionsquerschnittsform dar, wie in dem Extruderkopf 41' gezeigt. 2A stellt eine alternative extrudierte Bahn 42' dar, welche durch Verwendung eines Extruderkopfes 41' ausgebildet wird, welcher geschlossene Wellen oder Kanäle 44 enthält, wobei der Kanal wie dargestellt eine hexagonale Form im Querschnitt aufweist.
3A–5A stellen Seitenaufrissansichten des Verfahrens zum Ebnen von Abschnitten einer extrudierten Bahn der allgemeinen in 2A aufgezeigten Konfiguration dar, welche Kanäle darin aufweist, gefolgt von einem Falten und Neuausrichten von Abschnitten der extrudierten Bahn, um eine Wabenstruktur zu erzeugen, wobei Abschnitte der extrudierten Bahn um 90 Grad relativ zu ihrer ursprünglichen Bearbeitungsrichtungsausrichtung oder Position neu ausgerichtet sind.
Wie in 3A gezeigt ist, können Abschnitte 110 der extrudierten Bahn 42' mit Werkzeugen 116 geebnet werden, wobei die Abschnitte 110 abwechselnd in obere Ebenen 118 und untere Ebenen 120 zusammengedrückt werden. Ein Werkzeug 116 kann nur Druck, nur Hitze oder eine Kombination aus Druck und Hitze zuführen, um Ebenen 118, 120 zu erzeugen.
Zusätzliche Abschnitte 124a–d, welche in 3A gezeigt sind, enthalten jeweils mindestens einen horizontal angeordneten Kanal, welcher entweder geschlossen oder im Wesentlichen geschlossen sein kann. Mindestens ein Abschnitt ist in der Lage, durch einen Faltvorgang verarbeitet zu werden, um sich mit einem benachbarten Abschnitt zu verbinden, z. B. 124a mit 124b, 124b mit 124c oder 124c mit 124d, wie es in 4A und 5A gezeigt ist, um vertikal ausgerichtete Zellen 14' zu bilden.
4A stellt Abschnitte 124a–d in unterschiedlichen Winkeln einer Neuausrichtung dar, von einer ursprünglichen Bearbeitungsrichtung mit geschlossenen Kanälen horizontal angeordnet zu einer Ausrichtung bei 90 Grad relativ zu der ursprünglichen Bearbeitungsrichtung, wobei die Kanäle, nun Zellen 14', im Wesentlichen vertikal sind. Die Abschnitte 124a–d richten sich entlang Gelenklinien 128 neu aus.
5A stellt die Abschnitte 124a–d zusammen mit ähnlich angeordneten Abschnitten nach einem Falten und Neuausrichten dar. Das resultierende Wabenprodukt 10' besteht zum Teil aus neu ausgerichteten Abschnitten 124a, 124b, 124c und 124d mit oberen Ebenen 118 bzw. unteren Ebenen 120, welche über und unter ausgewählten Abschnitten 124a–124d angeordnet sind, wobei die oberen und unteren Ebenen relativ zueinander versetzt sind.
1B stellt einen Extruder 40'' mit einem alternativen Extruderkopf 41'' dar, welcher verwendet wird, um eine Extrusion 42'' mit einem nicht planaren Profil und einem nicht geradlinigen Querschnitt zu extrudieren, wie es in 2B und 3B gezeigt ist. Die 2B stellt einen Abschnitt der extrudierten Bahn 42'' dar, welche durch Verwendung eines Extruderkopfes 41'' gebildet wurde, wobei die extrudierte Bahn 42'' einen nicht geradlinigen Querschnitt aufweist. Zwecks dieser Druckschrift weist der Abschnitt einer in 2B gezeigten extrudierten Bahn 42'' ein nicht planares Profil auf, da sie keine einzelne massive flache Materialschicht umfasst. Die vorliegende Erfindung beabsichtigt alle Extrusionen abzudecken, welche keine massiven flachen Materialschichten oder Bahnen sind.
Wie aus 3B ersichtlich ist, weist die extrudierte Bahn 42'' beabstandet angeordnete obere und untere horizontale Wände 130 in Ebenen P7 und P8 auf, wobei der geradlinige Abstand zwischen diesen Ebenen die Höhe H2 des Extrudats 42'' definiert. Das Extrudat 42'' weist ferner Seitenwände 132 auf, wobei ein Abstand zwischen diesen die Breite oder Querabmessung W2 des Extrudats 42'' definiert. Letztlich weist das Extrudat 42'' mehrere Abstandshalter 134 auf, welche sich zwischen den horizontalen Wänden 130 erstrecken und beanstandet voneinander angeordnet sind, um mehrere Fluten oder Kanäle 136 zu definieren, welche sich in Längsrichtung oder in der Bewegungsrichtung 43 der Bahn erstrecken. Wie in 3B gezeigt ist, weisen diese Fluten oder Kanäle 136 eine rechteckige Form im Querschnitt auf. Wie in 2B zu sehen ist, verläuft die extrudierte Bahn 42'' in einer Richtung, welche durch einen Pfeil 43 angezeigt wird. Die extrudierte Bahn 42'' kann aus einem beliebigen gewünschten Material mit beliebiger gewünschter Dicke und/oder Breite sein. Diese Art von Extrusion, wenn sie aus Kunststoff gefertigt ist, ist als eine Art von Wellkunststoff bekannt.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit, ein Produkt mit verringertem Gewicht oder verringerter Dichte verglichen mit dem Gewicht oder der Dichte einer einzelnen massiven Schicht oder Bahn des gleichen Materials von gleichen Abmessungen zu extrudieren. Aufgrund des Vorhandenseins von Löchern, Fluten oder Kanälen 136 in dem Extrudat 42'', wie es am besten in 3B gezeigt ist, ist das Gewicht einer beliebigen Länge des Extrudats 42'' kleiner als eine Hälfte des Gewichts eines massiven Materialstücks der gleichen Abmessungen. Das gleiche gilt für das in 2 gezeigte Extrudat.
4B und 5B stellen zusätzliche Schritten bei diesem Verfahren zum Herstellen eines Produkts 10'' dar. 4B stellt den Schritt eines plastischen Verformens von zumindest ausgewählten Abschnitten oder Bereichen 138 der extrudierten Bahn 42'' dar, um eine plastisch verformte extrudierte Bahn 58'' zu erzeugen. Die plastische Verformung kann eine Verwendung beweglicher Werkzeuge 140, 142, wie es in 4B gezeigt ist, aufweisen, um die durchgängigen Wellen oder Fluten 136, welche in der heraustretenden extrudierten Bahn 42'' ausgebildet sind, zu unterbrechen und mehrere im Wesentlichen V-förmige plastisch verformte Bereiche oder Zonen 138 zu erzeugen, welche sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung 43 der extrudierten Bahn 42'' oder querverlaufend oder von Seite zu Seite erstrecken. Die Größe dieser Bereiche oder Zonen 138 kann in Abhängigkeit von zahlreichen Faktoren variieren, welche die gewünschte Größe oder Form der Zellen 14 des resultierenden Produkts 10'' einbeziehen.
Obwohl ein Werkzeug 140 so dargestellt ist, dass es sechs Verformungselemente 144 umfasst, welche mit Verbindern 146 (wobei aus Gründen der Klarheit nur einer gezeigt ist) zusammen verbunden sind, bzw. ein Werkzeug 142 so dargestellt ist, dass es fünf Verformungselemente 148 umfasst, welche mit Verbindern 150 (von denen aus Gründen der Klarheit nur einer gezeigt ist) zusammen verbunden sind, können diese Werkzeuge 140, 142 eine beliebige Anzahl von Verformungselementen von einer beliebigen gewünschten Größe oder Konfiguration, welche zusammen verbunden sind oder nicht, umfassen. Obwohl zwei bewegliche Werkzeuge dargestellt sind, kann eine beliebige Anzahl von Werkzeugen von einer beliebigen gewünschten Art oder Konfiguration verwendet werden. Wiederum soll der Begriff Werkzeug nicht beschränkend sein und kann ein beliebiges in dem Stand der Technik bekanntes Werkzeug aufweisen.
Während des Schrittes des plastischen Verformens von zumindest ausgewählten Abschnitten der extrudierten Bahn 42'', können die Verformungselemente 144, 148 der Werkzeuge 140 bzw. 142 bei einer Umgebungstemperatur abgekühlt oder mit einem beliebigen gewünschten Verfahren erhitzt werden, um die Verarbeitung zu unterstützen. Ein derartiges Erhitzen ist schematisch durch Pfeile 152 dargestellt. Dieser Erhitzungsschritt ist optional und kann nur bei bestimmten Anwendungen verwendet werden. Bei anderen Anwendungen kann er teilweise oder gänzlich weggelassen werden. Obwohl er schematisch während des Erzeugens der plastisch verformten Bereiche 138 der extrudierten Bahn 42'' unter Verwendung von Werkzeugen 140, 142 gezeigt ist, kann dieser Erhitzungsschritt zu einer beliebigen Zeit während dieses Herstellungsvorgangs auftreten.
Wie es in 5B und 6A gezeigt ist, wird der plastisch verformte Bahnabschnitt 58'' dann entlang sich quer erstreckender Faltlinien 154, welche im Wesentlichen in den Ebenen P7 und P8 des Extrudats 42'' angeordnet sind, gefaltet. Siehe 3B. Derartige Faltlinien 154 können optional bei einem beliebigen Schritt bei dem Herstellungsverfahren mit (nicht gezeigten) Schnitten optional geritzt oder perforiert werden, um ein Falten zu unterstützen. Ein derartiges Ritzen kann mit einem separaten Werkzeug oder Werkzeugen durchgeführt werden. Wie in 6A gezeigt ist, werden horizontale Wände 130 des Extrudats 42'' vertikal ausgerichtet, nachdem der plastisch verformte Bahnabschnitt 58'' entlang sich quer erstreckender Faltlinien 154 gefaltet wurde, und die Fluten 136 werden die vertikal ausgerichteten Zellen 14'' des resultierenden Produkts 10''.
Ein anderer Schritt bei dem Verfahren kann sein, die extrudierte Bahn 42'' an einer beliebigen gewünschten Stelle zu schneiden. 4B stellt eine Schneidvorrichtung 78 an einer Stelle dar. Es können jedoch ein oder mehrere Schneidwerkzeuge oder Vorrichtungen an einer beliebigen gewünschten Stelle verwendet werden, um ein Produkt 10'' von einer gewünschten Länge zu erzeugen.
6A zeigt einen Abschnitt des resultierenden Produkts 10'' zusammen mit Außenschichten oder Lagen 80 (welche durchsichtig gezeigt sind), wobei eine oder beide von diesen an mindestens einer von der oberen und unteren Fläche des Produkts 10'' befestigt ist, um ein mehrschichtiges oder sandwich-ähnliches Produkt für eine beliebige gewünschte Verwendung zu erzeugen. Wie in 6A gezeigt ist, wird die plastisch verformte Bahn 58'' abwechselnd in obere und untere Ebenen 27 und 28 gefaltet, um mehrere Blöcke 137 zu erzeugen, wobei jeder Block 137 eine Zeile 139 von vertikal ausgerichteten Zellen 14'' enthält. Wenn es gewünscht ist, können benachbarte Blöcke 137 anhaftend oder auf andere Art und Weise miteinander verbunden werden, um ein Produkt 10'' zu erzeugen, mit oder ohne beliebige Außenschichten 80.
7A und 8A stellen ein anderes Verfahren oder einen anderen Vorgang zum Herstellen eines Produkts 160 dar, welches allein oder in einem mehrschichtigen Material oder Produkt verwendet werden kann. 7A stellt eine extrudierte Bahn 42'' wie die zuvor beschriebene und in 1B, 2B und 3B gezeigte dar, welche sich in einer durch einen Pfeil 43 gezeigten Richtung bewegt.
Dieses Verfahren umfasst ein plastisches Verformen oder Ebenen von zumindest ausgewählten Abschnitten oder Bereichen 162, 164 der extrudierten Bahn 42'', um eine plastisch verformte extrudierte Bahn 166 zu erzeugen. Diese plastische Verformung kann ein Verwenden eines beweglichen Werkzeugs 168, 170, wie es z. B. in 7A gezeigt ist, einbeziehen, um die kontinuierlichen Wellen oder Fluten 136, welche in der austretenden extrudierten Bahn 42'' ausgebildet sind, zu unterbrechen und mehrere nicht verformte Bereiche oder Zonen 172 und mehrere Ebenen oder geebnete Bereiche 162, 164 zu erzeugen, welche sich in einer zweiten Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung der extrudierten Bahn, quer oder von Seite zu Seite erstrecken. Die Größe und der Ort dieser Bereiche oder Zonen 162, 164 und 172 können in Abhängigkeit von der gewünschten Größe oder Form der Zellen 165 des resultierenden Produkts 160 variieren.
Obwohl ein Werkzeug 168 so dargestellt ist, dass es drei Stäbe 174 umfasst, welche mit Verbindern 176 (wobei nur einer aus Gründen der Übersichtlichkeit gezeigt ist) zusammen verbunden sind, bzw. ein Werkzeug 170 so dargestellt ist, dass es zwei Stäbe 174 umfasst, welche mit Verbindern 180 (wobei nur einer aus Gründen der Übersichtlichkeit gezeigt ist) miteinander verbunden sind, können diese Werkzeuge 168, 170 eine beliebige Anzahl von Stäben von einer beliebigen gewünschten Größe oder Konfiguration umfassen, welche miteinander verbunden sind oder nicht. Obwohl zwei Werkzeuge dargestellt sind, kann eine beliebige Anzahl von Werkzeugen von beliebiger gewünschter Art oder Konfiguration verwendet werden. Wiederum soll der Begriff Werkzeug nicht beschränkend aufgefasst werden und kann ein beliebiges in dem Stand der Technik bekanntes Werkzeug aufweisen.
Während des Schrittes des plastischen Verformens von zumindest ausgewählten Abschnitten der extrudierten Bahn 42'' können die Stäbe 174 der Werkzeuge 168, 170 bei einer Umgebungstemperatur abgekühlt werden oder durch ein beliebiges gewünschtes Verfahren erhitzt werden, um ein Verarbeiten zu unterstützen. Ein derartiges Erhitzen ist schematisch durch Pfeile 178 dargestellt. Dieser Erhitzungsschritt ist optional und kann nur bei bestimmten Anwendungen verwendet werden. Bei anderen Anwendungen kann er teilweise oder gänzlich weggelassen werden. Obwohl er schematisch gezeigt ist, nachdem die Ebenen 162, 164 in der extrudierten Bahn 42'' erzeugt wurden, kann dieser Erhitzungsschritt zu einer beliebigen Zeit während dieses Herstellungsvorgangs auftreten.
Wie es am besten in 7A und 8A dargestellt ist, ist jede im Wesentlichen rechteckige, sich quer erstreckende Ebene oder geebnete Zone 162 in der Ebene P8 der extrudierten Bahn 42'' angeordnet. Jede im Wesentlichen rechteckige sich quer erstreckende Ebene oder geebnete Zone 164 ist in einer Ebene P7 über der Ebene P8 der extrudierten Bahn 42'' angeordnet. Geebnete Zonen 162 und 164 wechseln zwischen gewellten oder nicht verformten Bereichen 172 ab. Jeder gewellte Bereich 172 umfasst Reihen von Wellen.
Wie in 5B gezeigt ist, wird der plastisch verformte Bahnabschnitt 166 dann entlang sich quer erstreckender Faltlinien 154, welche im Wesentlichen in den Ebenen P7 und P8 des Extrudats 42'' angeordnet sind, gefaltet. Siehe 3B. Derartige Faltlinien 154 können optional bei einem beliebigen Schritt bei dem Herstellungsverfahren mit (nicht gezeigten) Schnitten geritzt oder perforiert werden, um ein Falten zu unterstützen. Ein derartiges Ritzen kann mit einem separaten Werkzeug oder separaten Werkzeugen durchgeführt werden. Nachdem der plastisch verformte Bahnabschnitt 166 entlang sich quer erstreckender Faltlinien 154 gefaltet ist, werden horizontale Wände 130 des Extrudats 42'' vertikal ausgerichtet, wie es in 6A gezeigt ist, und die Fluten 136 werden die Zellen 14'' des resultierenden Produkts 160.
8A zeigt einen Abschnitt des resultierenden Produkts 160 zusammen mit Außenschichten oder Lagen 80 (welche durchsichtig gezeigt sind), wobei eine oder beide von diesen an mindestens einer der oberen und unteren Flächen des Produkts 160 befestigt werden können, um ein mehrschichtiges oder sandwich-ähnliches Produkt für eine beliebige gewünschte Verwendung zu erzeugen. Wie es in 8A gezeigt ist, wird die plastisch verformte Bahn 166 abwechselnd in oberen und unteren Ebenen P7 und P8 gefaltet, um mehrere Blöcke 161 zu erzeugen, wobei jeder Block 161 eine Reihe von vertikal ausgerichteten Zellen wie die in 6A gezeigten enthält. Auf Wunsch können benachbarte Blöcke 161 anhaftend oder auf andere Art und Weise miteinander verbunden werden, um ein Produkt 160 mit oder ohne Außenschichten 80 zu erzeugen.
Ein anderer möglicher Schritt bei dem Prozess ist, die extrudierte Bahn 166 bei einer beliebigen gewünschten Stelle zu schneiden. 7A stellt eine Schneidvorrichtung 78 an einer Stelle dar. Es können jedoch ein oder mehrere Schneidwerkzeuge oder Vorrichtungen an einer beliebigen gewünschten Stelle verwendet werden, um ein Produkt 160 einer gewünschten Länge zu erzeugen.
1C zeigt einen Extruder 40c mit einem alternativen Extruderkopf 41c, welcher verwendet wird, um eine Extrusion mit einem nicht planaren Profil und einem nicht geradlinigen Querschnitt, wie in 2C und 3C gezeigt ist, zu extrudieren. 2C zeigt eine alternative extrudierte Bahn 42c, welche durch Verwendung des Extruderkopfes 41c ausgebildet wurde, wobei die extrudierte Bahn 42c einen nicht geradlinigen Querschnitt aufweist. Wie aus 3C ersichtlich ist, weist die extrudierte Bahn 42c beabstandet angeordnete obere und untere horizontale Wände 182 in Ebenen P9 und P10 auf, wobei der geradlinige Abstand zwischen diesen Ebenen die Höhe H3 des Extrudats 42c definiert. Das Extrudat 42c weist ferner Seitenränder 184 auf, wobei der Abstand zwischen diesen die Breite oder Querabmessung W3 des Extrudats 42c definiert. Schließlich weist das Extrudat 42c ein wellenförmiges mittleres Element 186 auf, welches sich zwischen den horizontalen Wänden 182 erstreckt, um mehrere Fluten oder Kanäle 188 zu definieren, welche sich in Längsrichtung erstrecken. Wie in 2C zu sehen ist, bewegt sich die extrudierte Bahn 42c in einer Richtung, welche durch einen Pfeil 43 angezeigt wird. Die extrudierte Bahn 42c kann ein beliebiges gewünschtes Material mit einer beliebigen gewünschten Dicke und/oder Breite sein. Eine derartige extrudierte Bahn 42c kann wie zuvor beschrieben bearbeitet oder hergestellt werden, um ein Produkt für eine Verwendung allein oder in einem sandwich-ähnlichen Kernprodukt zu erzeugen.
11–19 stellen ein Verfahren oder einen Arbeitsvorgang zum Herstellen eines mehrschichtigen oder sandwich-ähnlichen Produkts 200 dar, welches in 17 und 18 gezeigt ist. Das Produkt 200 umfasst obere und untere im Wesentlichen planare Außenschichten 258, welche an einem mittleren Kern 198 befestigt sind. 11 stellt einen Extruder 202 dar, welcher einen Extruderkopf 204 aufweist, welcher in 11A detaillierter gezeigt ist.
Wie es am besten in 11A gezeigt ist, umfasst der Extruderkopf 204 ein bewegliches erstes oder oberes Teil 206 mit einem gezackten oder zahnförmigen unteren Rand 208 und ein bewegliches zweites oder unteres Teil 210 mit einem gezackten oder zahnförmigen oberen Rand 212. Jedes Teil 206, 210 kann unabhängig relativ zu dem anderen beweglich sein, wie es durch Pfeile 211 gezeigt ist. Eine Lücke 214 zwischen dem unteren Rand 208 des oberen Teils 206 und dem oberen Rand 212 des unteren Teils 210 definiert die Größe des Extrudats oder der Materialbahn 216, welche den Extruderkopf 204 verlässt. Insbesondere definiert der Abstand „D” zwischen dem unteren Rand 208 des oberen Teils 206 und dem oberen Rand 212 des unteren Teils 210 die Dicke „T” des Extrudats 216, welches den Extruderkopf 204 verlässt. Obwohl eine Konfiguration des Extruders 202 dargestellt ist, kann eine beliebige Art oder Konfiguration eines in dem Stand der Technik bekannten Extruders verwendet werden. Die Extruder und Extruderkopfkonfigurationen variieren als eine Funktion des Materials, welches extrudiert wird, und des Querschnitts des Extrudats. Das Material kann ein beliebiges aus einer Vielzahl von Kunststoffzusammensetzungen und einem beliebigen anderen Material sein, welche in der Lage sind, extrudiert zu werden, und kann zusätzliche Zusammensetzungen umfassen, welche weiter verarbeitet werden können, um ein sandwichähnliches Produkt für Verpackungen oder andere gewünschte Anwendungen zu erzeugen.
Wie in 12 gezeigt ist, bewegt sich die extrudierte Bahn 216 in einer Richtung, welche durch einen Pfeil 218 angezeigt wird. Die extrudierte Bahn 216 weist ein Paar von gegenüberliegenden Seitenrändern 220 auf, wobei der geradlinige Abstand zwischen diesen die Breite oder Querabmessung der extrudierten Bahn 216 definiert. Die extrudierte Bahn 216 kann ein beliebiges gewünschtes Material mit einer beliebigen gewünschten Form, d. h., Dicke und/oder Breite, sein.
Die extrudierte Bahn 216 weist ein im Wesentlichen nicht planares Profil oder einen nicht geradlinigen Querschnitt oder eine nicht geradlinige Querschnittskonfiguration auf. Im Querschnitt weist die extrudierte Bahn 216 eine im Wesentlichen wellige Konfiguration oder Form auf, welche mehrere Berge 222 und mehrere Täler 224, welche über Verbindungsabschnitte 226 verbunden sind, aufweist, welche sich alle in einer durch Pfeile 218 gezeigten Bewegungsrichtung der Bahn während des Extrusionsvorgangs erstrecken. Jeder der Berge 222, jedes der Täler 224 und jeder der Verbindungsabschnitte 226 erstrecken sich in Längsrichtung, wie in 12 gezeigt, und erstrecken sich parallel zu den Außenrändern 222 der extrudierten Bahn 216. Die Täler 224 sind alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P₁₁. Ebenso sind die Berge 222 alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P₁₂ über der Ebene P₁₁. Der geradlinige Abstand zwischen den Ebenen P₁₁ und P₁₂ definiert die Höhe „HH” der Wellen 228. Obwohl eine Form oder Konfiguration der extrudierten Bahn 216 in 12 und 13 dargestellt ist, kann die extrudierte Bahn 216 eine Vielzahl anderer nicht geradliniger Konfigurationen im Querschnitt annehmen, wie z. B. die in 13A, 13C, 13E und 13G gezeigten.
14 und 15 stellen einen Teil des Vorgangs des Herstellens des Kerns 198 des in 17 gezeigten sandwichähnlichen Produkts 200 dar. Dieser Teil des Vorgangs umfasst ein plastisches Verformen oder Ebnen von zumindest ausgewählten Abschnitten oder Bereichen 230, 232 der extrudierten Bahn 216, um eine plastisch verformte oder bearbeitete extrudierte Bahn 234 zu erzeugen, welche in 15 gefaltet gezeigt wird. Dieses plastische Verformen kann ein Verwenden von beweglichen Werkzeugen 236, 238, wie z. B. die in 14 gezeigten, aufweisen, um die durchgängigen Wellen 228, welche in der extrudierten Bahn 216 ausgebildet sind, zu unterbrechen und mehrere gewellte Bereiche oder Zonen 240 zwischen benachbarten geebneten Zonen 230, 232 zu erzeugen. Jeder gewellte Bereich 240 umfasst mehrere Wellen 228, welche sich in einer ersten Richtung im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung 218 der extrudierten Bahn 162 oder in Längsrichtung erstrecken, und mehrere Ebenen oder geebnete Zonen 230, 232, welche sich jeweils in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung, quer verlaufend oder von Seite zu Seite erstrecken. Die Größe von diesen Bereichen oder Zonen 230, 232 und 240 kann in Abhängigkeit von der gewünschten Größe oder Form der Zellen des Kerns 198 variieren.
Obwohl ein oberes Werkzeug 236 so dargestellt ist, dass es drei parallele Stäbe 242 umfasst, welche mit Verbindern 244 (wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einer gezeigt ist) zusammen verbunden sind, bzw. ein unteres Werkzeug 238 so dargestellt ist, dass es zwei Stäbe 243 umfasst, welche mit Verbindern 245 (wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einer gezeigt ist) zusammen verbunden sind, können diese Werkzeuge eine beliebige Anzahl von Stäben mit beliebiger gewünschter Größe oder Konfiguration umfassen, welche mit einer beliebigen Anzahl von Verbindern verbunden sind oder nicht. Obwohl zwei Werkzeuge dargestellt sind, kann eine beliebige Anzahl von Werkzeugen mit einer beliebigen gewünschten Art oder Konfiguration verwendet werden. Wiederum soll der Begriff Werkzeug nicht beschränkend ausgelegt werden und kann ein beliebiges in dem Stand der Technik bekanntes Werkzeug aufweisen.
Während des Schrittes des plastischen Verformens oder Ebnen von zumindest ausgewählten Abschnitten 230, 232 der extrudierten Bahn 216, können die Stäbe 242, 243 des Werkzeugs 236, 238 bei einer Umgebungstemperatur abgekühlt werden oder mit einem beliebigen gewünschten Verfahren erhitzt werden, um eine Bearbeitung zu ermöglichen. Ein derartiges Erhitzen ist schematisch durch Pfeile 38 dargestellt. Dieser Erhitzungsschritt ist optional und kann nur bei gewünschten Anwendungen verwendet werden. Bei anderen Anwendungen kann er teilweise oder insgesamt weggelassen werden. Obwohl er schematisch gezeigt ist, nachdem die Ebenen 230, 232 in der extrudierten Bahn 216 erzeugt wurden, kann dieser Erhitzungsschritt zu einer beliebigen Zeit während dieses Herstellungsvorgangs auftreten.
Aufgrund des Erzeugens der geebneten Zonen oder Ebenen 230, 232, kann jede Welle 228 Endabschnitte 246 aufweisen, wobei sich jeder Endabschnitt 246 zwischen einem Berg 222 und einem Tal 224 erstreckt. Diese Endabschnitte 246 sind so dargestellt, dass sie jeweils in der Form eines Dreiecks sind, aber es können abhängig von der Form der Wellen andere Formen sein.
Wie es am besten in 14 und 15 dargestellt ist, ist jede im Wesentlichen rechteckig, sich quer ersteckende Ebene oder geebnete Zone 232 in der unteren Ebene P₁₁ der extrudierten Bahn 216 angeordnet. Jede im Wesentlichen rechteckige, sich quer erstreckende Ebene oder geebnete Zone 230 ist in einer oberen Ebene P₁₂ über der unteren Ebene P₁₁ der extrudierten Bahn 216 und koplanar zu der Ebene der Berge 222 der Wellen 228 angeordnet. Geebnete Zonen 232 und 230 wechseln zwischen gewellten Bereichen 240. Mit anderen Worten befindet sich eine Ebene 232 und eine Ebene 230 an gegenüberliegenden Seiten eines gewellten Bereichs 240.
Nachdem die extrudierte Bahn 216 bearbeitet oder plastisch verformt wurde, um eine bearbeitete extrudierte Bahn 234 zu erzeugen, wird, wie in 15 gezeigt, die bearbeitete extrudierte Bahn 234 entlang sich quer erstreckender Faltlinien 248 gefaltet, welche im Wesentlichen an den Rändern der Ebenen 230, 232 angeordnet sind. Derartige Faltlinien 248 können optional bei einem beliebigen Schritt bei einem Herstellungsvorgang mit Schnitten geritzt oder perforiert werden, um ein Falten zu unterstützen. Ein derartiges Ritzen kann mit einem separaten Werkzeug oder separaten Werkzeugen durchgeführt werden.
Nachdem die plastisch verformte Bahn 234 entlang sich quer erstreckender Faltlinien 248 gefaltet ist, liegen, wie in 16 gezeigt, Endabschnitte 246 unterhalb und können die angehobene Ebene 230 kontaktieren und Endabschnitte 246 der Wellen 228 liegen auf und kontaktieren untere Ebenen 232. Mit anderen Worten, wie in 19 gezeigt, sind die dreieckigen Abschnitte 250 der oberen horizontalen Abschnitte 254 des Kerns 198 zwei Lagen dick, wobei die untere Lage die Endabschnitte 246 der Wellen 228 ist, bevor die bearbeitete Bahn 234 entlang Faltlinien 248 gefaltet wird. Der Rest der oberen Ebene 230 umfasst einlagige diamantenförmige Zonen 252. Das gleiche gilt für die unteren horizontalen Abschnitte 256 des Kerns 198.
Da die bearbeitete Bahn 234 entlang Faltlinien 248 gefaltet ist, wird, wie in 16 gezeigt, eine obere Außenschicht 258 an den oberen horizontalen Abschnitten 254 des Kerns 198 befestigt und eine untere Außenschicht 258 wird an den unteren horizontalen Abschnitten 256 des Kerns 198 befestigt. Dieser Schritt kann getrennt oder gleichzeitig mit dem zuvor beschriebenen Faltschritt erfolgen. Wie in 16 gezeigt, sind die oberen horizontalen Abschnitte 254 des Kerns 198 im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene P₁₃ angeordnet und die unteren horizontalen Abschnitte 256 des Kerns 198 sind im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene P₁₄ angeordnet. Der geradlinige Abstand zwischen den horizontalen Ebenen P₁₃ und P₁₄ umfasst die Höhe „H₄” des Kerns 198.
Der letzte Schritt bei dem Arbeitsablauf ist, die bearbeitete Bahn 234 an einer beliebigen gewünschten Stelle zu schneiden. 16 stellt eine bewegliche Schneidvorrichtung 260 an einer Stelle dar. Es können jedoch eine oder mehrere Schneidwerkzeuge und Vorrichtungen an einer beliebigen gewünschten Stelle verwendet werden, um die bearbeitete Bahn 234 zu schneiden.
Nachdem die bearbeitete Bahn 234 entlang Faltlinien 248 gefaltet ist, werden, wie in 18 gezeigt, die Verbindungsabschnitte 226 der Wellen 228 der gewellten Bereiche 240 Seitenwände 262 der Zellen 264 des Kerns 198. Berge 222 der Wellen 228 von einem der gewellten Bereiche 240, welche in 15 gezeigt sind, kontaktieren Berge 222 der Wellen 228 von einem benachbarten gewellten Bereich 240 nachdem die bearbeitete Bahn 234 gefaltet wurde. Ebenso kontaktieren Täler 224 der Wellen 228 von einem der gewellten Bereiche 240, welche in 15 gezeigt sind, Berge 224 der Wellen 228 eines benachbarten gewellten Bereichs 240, nachdem die bearbeitete Bahn 234 gefaltet wurde.
Wie in 18 gezeigt, definieren Seitenwände 262 zusammen mit den Ebenen 230, 232 der bearbeiteten Bahn 234 eine Zelle 264 mit einem Zelleninneren 266, nachdem die bearbeitete Bahn 234 gefaltet wurde und die Außenschichten 258 an den oberen und unteren horizontalen Abschnitten 254, 256 der gefalteten Bahn aufgebracht sind.
20 stellt ein beweglichen Werkzeug 268 in der Form einer Stanzpresse dar, welche verwendet wird, um Material 270 von der bearbeiteten Bahn 234 an vorbestimmten oder zuvor ausgewählten Stellen zu entfernen. In 20 weist die Stanzpresse oder das Werkzeug 268 mehrere Stanzer 272 auf, welche an einer Platte 274 an zuvor ausgewählten oder vorbestimmten Stellen oder Positionen angebracht sind, um mehrere Öffnungen 276 durch vorbestimmte oder zuvor ausgewählte Abschnitte der bearbeiteten Bahn 234 zu erzeugen. Diese Öffnungen 276 werden die Öffnungen in einem Kern, wie dem zuvor beschriebenen Kern 198. Obwohl sie als rechteckig dargestellt sind, können die Öffnungen 276 von einer beliebigen vordefinierten gewünschten Größe oder Form sein. Zum Beispiel können die Öffnungen kreisförmig oder ovalförmig sein. Ebenso, obwohl sie so dargestellt sind, dass sie nur in den Ebenen 230, 232 der bearbeiteten Bahn 234 ausgebildet sind, können die Öffnungen strategisch an einer beliebigen gewünschten Stelle oder an beliebigen gewünschten Stellen angeordnet werden. Die Öffnungen können z. B. derart angeordnet werden, dass jede Zelle 264 mindestens eine Öffnung durch die Oberseite oder Unterseite der Zelle 264 aufweist, welche einen Zugang zu dem Inneren 266 der Zelle 264 ermöglicht.
Obwohl eine Stanzpresse dargestellt ist, kann ein beliebiges anderes Werkzeug, wie z. B. eine Laserschneidvorrichtung, verwendet werden, um Öffnungen durch einen beliebigen Abschnitt der bearbeiteten Bahn 234 zu erzeugen, um die bearbeitete Bahn 234 leichter zu machen, so dass, wenn die bearbeitete Bahn 234 in einen Kern 198 ausgebildet wird, das resultierende sandwichähnliche Produkt 200 zumindest teilweise aufgrund des Entfernens von derartigem Material während des Bearbeitens oder Herstellens des Kerns 198 ein verhältnismäßig hohes Festigkeits/Gewichtsverhältnis aufweist.
Obwohl das Werkzeug 268 unterhalb der bearbeiteten Bahn 234 dargestellt ist, kann ein Werkzeug 268 über der bearbeiteten Bahn 234 angeordnet werden oder an einer beliebigen gewünschten Stelle. Auf Wunsch kann mehr als ein Werkzeug verwendet werden. Die vorliegende Erfindung soll nicht auf das Werkzeug oder Werkzeuge beschränkt sein, welche in einer der hierin beschriebenen oder gezeigten Ausführungsformen zum Entfernen von Material verwendet werden.
Nachdem die Öffnungen 276 gebohrt, gestanzt oder auf andere Art und Weise gefertigt wurden, wird, wie in 20 gezeigt, die bearbeitete Bahn 234 dann gefaltet, wie es zuvor beschrieben wurde. Obwohl es in 20 nicht gezeigt ist, kann eine beliebige der extrudierten Waben, welche hierin beschrieben oder gezeigt werden, einschließlich der extrudierten Wabe 216, aber nicht darauf beschränkt, derart bearbeitet werden, dass Öffnungen darin unter Verwendung eines beliebigen hierin gezeigten oder beschriebenen Verfahrens erzeugt werden bevor sie geebnet oder weiter bearbeitet wird oder nachdem die Ebenen darin ausgebildet wurden.
21–25 stellen ein Verfahren oder einen Arbeitsvorgang zum Herstellen eines anderen sandwichähnlichen Produkts mit einem mittleren Kern dar. Der Kern dieser Ausführungsform wird jedoch gehalten oder weist Regionen oder Zonen mit unterschiedlichen Merkmalen auf. Das mehrlagige oder sandwichähnliche Produkt 300 ist in 24 und 25 gezeigt. Das Produkt 300 umfasst obere und untere im Wesentlichen planare Außenschichten 302, welche an einem mittleren Kern 304 befestigt sind. 21 stellt einen Extruderkopf 278 dar, welcher in einem beliebigen herkömmlichen Extruder verwendet werden kann, einschließlich derjenigen, welche hierin gezeigt und beschrieben werden.
Wie in 21 gezeigt ist, umfasst der Extruderkopf 278 ein bewegliches erstes oder oberes Teil 280 mit einem zackigen oder zahnförmigen unteren Rand 282 und ein bewegliches zweites oder unteres Teil 284 mit einem zackigen oder zahnförmigen oberen Rand 286. Jedes Teil 280, 284 kann unabhängig relativ zu dem anderen bewegt werden, wie es durch Pfeile 288 gezeigt ist. Eine Lücke 290 zwischen dem unteren Rand 282 des oberen Teils 280 und dem oberen Rand 286 des unteren Teils 284 definiert die Größe des Extrudats oder der Materialbahn 292, welche die Lücke 290 des Extruderkopfs 278 verlässt. Insbesondere definiert der Abstand zwischen dem unteren Rand 282 des oberen Teils 280 und dem oberen Rand 286 des unteren Teils 284 die Dicke des Extrudats 292, welches den Extruderkopf 278 verlässt. Bei dieser Ausführungsform ist die Dicke des Extrudats 292 nicht gleichförmig über die Breite des Extrudats 292, wie in 22 und 23 gezeigt ist, aufgrund der Konfigurationen der Teile 280, 284 des Extruderkopfs 278. Wie in 22 und 23 gezeigt ist, kann das Extrudat 292 in drei unterschiedliche Bereiche unterteilt werden, zwei Außenbereiche 294 von gleichförmiger Dicke „T₁” und ein mittlerer Bereich 296 von gleichförmiger Dicke „T₂” größer als die Dicke „T₁” der äußeren Bereiche 294. Nachdem er in bestimmen Bereichen geebnet wurde und gefaltet wurde, weist der Kern 304 die Außenschichten 302 angebracht auf und wird wie hierin beschrieben auf Größe geschnitten, um das fertiggestellte in 24 gezeigte sandwich-ähnliche Produkt 300 zu erzeugen.
25 stellt einen Querschnitt des Kerns 304 dar, welcher mehrere Zellen 306 aufweist, wobei jede Zelle 306 Seitenwände 308, eine Oberseite 310 und eine Unterseite 312 umfasst, welche einen hohlen Innenraum 314 definieren. Der Innenraum 314 ist diamantförmig im Querschnitt, wie in 25 zu sehen ist.
13A und 13B zeigen eine alternative Extrusion 216a. Diese Extrusion 216a, welche in 13A im Querschnitt gezeigt ist, weist ein im Wesentlichen nicht planares Profil oder einen nicht geradlinigen Querschnitt auf. Im Querschnitt weist die extrudierte Bahn 216a eine im Wesentlichen gewellte Konfiguration oder Form auf, welche mehrere Berge 222a und mehrere Täler 224a aufweist, welche mit Verbindungsabschnitten 226a zusammen verbunden sind, wobei sich alle in der Bewegungsrichtung der Bahn während des Extrusionsvorgangs erstrecken. Jeder der Berge 222a, jedes der Täler 224a und jeder der Verbindungsabschnitte 226a erstrecken sich in Längsrichtung und erstrecken sich parallel zu den äußeren Rändern 220a der extrudierten Bahn 216a. Die Täler 224a sind alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P₁₅. Ebenso sind die Berge 222a alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P₁₆ über der Ebene P₁₅. Der geradlinige Abstand zwischen den Ebenen P₁₅ und P₁₆ definiert die Höhe „HH_a” der Wellen 228a. An dem Übergang von kreuzenden Verbindungsabschnitten 226a, d. h. an jedem Berg 222a und jedem Tal 224a, wird zusätzliches Material an Stellen 314 extrudiert. Das zusätzliche Material kann bewirken, dass das Extrudat 216a fester ist als wenn das zusätzliche Material weggelassen werden würde.
13B stellt einen Querschnitt eines Kerns 198a dar, welcher aus dem in 13A gezeigten Extrudat 216a gefertigt ist. Nachdem die extrudierte Bahn 216a teilweise geebnet und entlang Faltlinien gefaltet ist, werden, wie in 13B gezeigt, die Verbindungsabschnitte 226a der Wellen 228a der gewellten Bereiche Seitenwände 262a der Wellen 264a des Kerns 198a. Insbesondere kontaktieren die Berge 226a der Wellen 228a der in 13A gezeigten gewellten Bereiche Täler 224a der Wellen 228a der gewellten Bereiche nachdem die bearbeitete Bahn gefaltet wurde. Wie in 13B gezeigt ist, definieren Seitenwände 262a zusammen mit den Ebenen von der bearbeiteten Bahn eine Zelle 264a mit einem Zellinneren 266a nachdem die bearbeitete Bahn gefaltet wurde und die Außenschichten an den oberen und unteren horizontalen Abschnitten der gefalteten Bahn angebracht sind.
13C und 13D stellen eine alternative Extrusion 216b dar. Diese Extrusion 216b, welche in 13C im Querschnitt gezeigt ist, weist ein im Wesentlichen nicht planares Profil oder einen nicht geradlinigen Querschnitt auf. Im Querschnitt weist die extrudierte Bahn 216b eine im Wesentlichen gewellte Konfiguration oder Form auf, welche mehrere Berge 222b und mehrere Täler 224b aufweist, welche über Verbindungsabschnitte 226b miteinander verbunden sind, wobei sich alle in der Bewegungsrichtung der Bahn während des Extrusionsvorgangs erstrecken. Jeder der Berge 222b, jedes der Täler 224b und jeder der Verbindungsabschnitte 226b sind sich in Längsrichtung erstreckend, wobei sie sich parallel zu den äußeren Rändern 220b der extrudierten Bahn 216b erstrecken. Die Täler 224b sind alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P₁₇. Ebenso sind die Berge 222b alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P₁₈ über der Ebene P₁₇. Der geradlinige Abstand zwischen den Ebenen P₁₇ und P₁₈ definiert die Höhe „HH_b” der Wellen 228b. An jedem Berg 222b und jedem Tal 224b wird zusätzliches Material derart extrudiert, dass jeder Berg 222b im Wesentlichen rechteckig im Querschnitt ist und eine abgeflachte Oberseite 316 aufweist. Ebenso ist jedes Tal 224b im Wesentlichen rechteckig im Querschnitt und weist eine abgeflachte Unterseite 318 auf. Das zusätzliche Material kann bewirken, dass das Extrudat 216b fester ist als wenn das zusätzliche Material weggelassen worden wäre.
13D stellt einen Kern 198b im Querschnitt dar, welcher aus dem in 13C gezeigten Extrudat 216b gefertigt ist. Nachdem die extrudierte Bahn 216b teilweise geebnet und entlang von Faltlinien gefaltet ist, werden die Verbindungsabschnitte 226b der Wellen 228b der gewellten Bereiche, wie in 13D gezeigt, Seitewände 262b der Zellen 264b des Kerns 198b. Insbesondere kontaktieren die oberen Flächen 316 der Berge 226b der Wellen 228b der in 13D gezeigten gewellten Bereiche die geebneten Unterseitenflächen der Täler 224b der Wellen 228b der gewellten Bereiche, nachdem die bearbeitete Bahn gefaltet wurde. Wie in 13D gezeigt, definieren Seitenwände 262b zusammen mit den Ebenen von der bearbeiteten Bahn eine Zelle 264b mit einem Zelleninnenraum 266b, nachdem die bearbeitete Bahn gefaltet wurde und die Außenschichten an die oberen und unteren horizontalen Abschnitte der gefalteten Bahn angebracht wurden.
13E und 13F stellen eine alternative Extrusion 216c dar. Diese Extrusion 216c, welche in 13D im Querschnitt gezeigt ist, weist ein im Wesentlichen nicht planares Profil oder einen nicht geradlinigen Querschnitt auf. Im Querschnitt weist die extrudierte Bahn 216c eine im Wesentlichen gewellte Konfiguration oder Form auf, welche mehrere Berge 222c und mehrere Täler 224c aufweist, welche mit Verbindungsabschnitten 226c verbunden sind, welche sich alle in der Bewegungsrichtung der Bahn während des Extrusionsvorgangs erstrecken. Jeder der Berge 222c, jedes der Täler 224c und jeder der Verbindungsabschnitte 226c sind in Längsrichtung ausgedehnt und erstrecken sich parallel zu den äußeren Rändern 220c der extrudierten Bahn 216c. Die Täler 224c sind alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P₁₉. Ebenso sind die Berge 222c alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P₂₀ über der Ebene P₁₉. Der geradlinige Abstand zwischen den Ebenen P₁₉ und P₂₀ definiert eine Höhe „HH_c” der Wellen 228c. An jedem Berg 222c und jedem Tal 224c wird zusätzliches Material derart extrudiert, dass jeder Berg 222c im Wesentlichen rechteckig im Querschnitt ist und eine abgeflachte Oberseite 320 aufweist. Ähnlich ist jedes Tal 224c dreieckig im Querschnitt und weist eine abgeflachte Unterseite 322 auf. Das zusätzliche Material kann bewirken, dass das Extrudat 216c fester ist als wenn das zusätzliche Material weggelassen worden wäre.
13F stellt einen Querschnitt eines Kerns 198c dar, welcher aus dem in 13E gezeigten Extrudat 216c gefertigt ist. Nachdem die extrudierte Bahn 216c teilweise geebnet und entlang Faltlinien gefaltet wurde, werden die Verbindungsabschnitte 226c der Wellen 228c der gewellten Bereiche, wie in 13F gezeigt, Seitenwände 262c der Zellen 264c des Kerns 198c. Insbesondere kontaktieren die Oberseitenflächen 320 der Berge 226c der Wellen 228c der in 13E gezeigten gewellten Bereiche die geebneten Unterseitenflächen 322 der Täler 224c der Wellen 228c der gewellten Bereiche nachdem die bearbeitete Bahn gefaltet wurde. Wie in 13F gezeigt ist, definieren Seitenwände 262c zusammen mit den Ebenen der bearbeiteten Bahn eine Zelle 264c mit einem Zellinnenraum 266c nachdem die bearbeitete Bahn gefaltet wurde und die Außenschichten an die oberen und unteren horizontalen Abschnitte der gefalteten Bahn angebracht wurden.
13G und 13H stellen eine alternative Extrusion 216d dar. Diese Extrusion 216d, welche in 13G im Querschnitt gezeigt ist, weist ein im Wesentlichen nicht planares Profil oder einen nicht geradlinigen Querschnitt auf. Im Querschnitt weist die extrudierte Bahn 216d eine im Wesentlichen gewellte Konfiguration oder Form auf, welche mehrere Berge 222d und mehrere Täler 224d aufweist, welche über Verbindungsabschnitte 226d miteinander verbunden sind, die sich alle in der Bewegungsrichtung der Bahn während des Extrusionsvorgangs erstrecken. Jeder der Berge 222d, jedes der Täler 224d und jeder der Verbindungsabschnitte 226d ist in Längsrichtung ausgedehnt und erstreckt sich parallel zu äußeren Rändern 220d der extrudierten Bahn 216d. Die Täler 224d sind alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P₂₁. Ebenso sind die Berge 222d alle im Wesentlichen koplanar in einer horizontalen Ebene P₂₂ über der Ebene P₂₁. Der geradlinige Abstand zwischen den Ebenen P₂₁ und P₂₂ definiert die Höhe „HH_d” der Wellen 228d. An jedem Berg 222d und jedem Tal 224d wird zusätzliches Material derart extrudiert, dass jeder Berg 222d eine Aussparung 324 aufweist. Ebenso weist jedes Tal 224d eine Aussparung 326 auf, welche in die Aussparung 324 des Bergs 222d eingreift oder daran anstößt, wenn das Extrudat eingeebnet und gefaltet wird. Das zusätzliche Material und die zusätzliche Konfiguration der Berge und Täler kann bewirken, dass das Extrudat 216d fester ist als wenn das zusätzliche Material weggelassen worden wäre.
13H stellt einen Querschnitt eines Kerns 198d dar, welcher aus dem in 13G gezeigten Extrudat 216d gefertigt ist. Nachdem die extrudierte Bahn 216d teilweise geebnet und entlang Faltlinien gefaltet wurde, werden die Verbindungsabschnitte 226d der Wellen 228d der gewellten Bereiche, wie in 13H gezeigt, Seitenwände 262d der Zellen 264d des Kerns 198d. Insbesondere kontaktieren die Innenflächen 328 der Berge 226d der Wellen 228c der in 13G gezeigten gewellten Bereiche zusammenpassende Innenflächen 330 von Tälern 224d von Wellen 228d der gewellten Bereiche nachdem die bearbeitete Bahn gefaltet wurde. Wie in 13H gezeigt ist, definieren Seitenwände 262d zusammen mit den Ebenen der bearbeiteten Bahn eine Zelle 264d mit einem Zellinnenraum 266d nachdem die bearbeitete Bahn gefaltet wurde und die Außenschichten an die oberen und unteren horizontalen Abschnitte der gefalteten Bahn angebracht wurden.
Obwohl verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, wird ein Fachmann Änderungen und Modifikationen verstehen, welche durchgeführt werden können, ohne von dem Sinn der Erfindung abzuweichen. Obwohl z. B. eine Konfiguration einer Zelle dargestellt und beschrieben wurde, können die Zellen der vorliegenden Erfindung andere Konfigurationen aufweisen, wie z. B. in zylindrischer Form. Daher ist die Erfindung nicht auf die obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern wird durch den Umfang der nachfolgenden Ansprüche und Äquivalenten davon definiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6183836 [0005]
US 6726974 [0006]
US 6800351 [0006]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Kerns eines sandwichähnlichen Produkts, wobei das Verfahren umfasst: Extrudieren einer Bahn von Material mit einem im Wesentlichen nicht planaren Profil, umfassend eine im Wesentlichen gewellte Form mit über Verbindungsabschnitte verbundenen kontinuierlichen Bergen und Tälern, welche sich in der Bewegungsrichtung der Bahn erstrecken; Einebnen ausgewählter Bereiche der extrudierten Bahn; und Falten der Bahn.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Ausbilden mehrerer Öffnungen in der extrudierten Bahn.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Ausbilden mehrerer Öffnungen in der extrudierten Bahn ein Stanzen des Materials umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Einebnen ausgewählter Bereiche der extrudierten Bahn ein Kontaktieren der extrudierten Bahn mit einem geheizten Element umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, wobei ferner die Berge und Täler im Wesentlichen mit einer Spitze versehen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die extrudierte Bahn entlang sich quer erstreckender Faltlinien entlang der Rändern von den ausgewählten Bereichen gefaltet wird.
Verfahren zum Herstellen eines Kerns für ein sandwichähnliches Produkt, wobei das Verfahren umfasst: Extrudieren einer Bahn von Material, so dass die extrudierte Bahn einen im Wesentlichen nicht geradlinigen Querschnitt aufweist; Einebnen ausgewählter Bereiche der extrudierten Bahn; und Falten der extrudierten Bahn entlang sich quer erstreckender Faltlinien.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend ein Ausbilden mehrerer Öffnungen in der extrudierten Bahn.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Ausbilden mehrerer Öffnungen in der extrudierten Bahn ein Stanzen des Materials umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei ein Erzeugen mehrerer Öffnungen in der extrudierten Bahn ein Entfernen von Material von der extrudierten Bahn unter Verwendung von mindestens einem Werkzeug umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7–10, wobei die extrudierte Bahn in ausgewählten Bereichen mit mindestens einem Werkzeug, welches einen Druck zuführt, eingeebnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7–11, wobei die extrudierte Bahn in ausgewählten Bereichen mit mindestens einem Werkzeug, welches Wärme zuführt, eingeebnet wird.
Verfahren zum Herstellen eines Kerns für ein sandwichähnliches Produkt, wobei das Verfahren umfasst: Extrudieren einer Bahn von Material mit einem im Wesentlichen nicht planaren Profil umfassend durchgängige Wellen mit durchgängigen Bergen und Tälern, welche mit Verbindungsabschnitten verbunden sind, die sich in der Bewegungsrichtung der Bahn erstrecken; Einebnen ausgewählter Bereiche der extrudierten Bahn unter Verwendung von mindestens einem beweglichen Werkzeug, um die kontinuierlichen Wellen zu unterbrechen, um mehrere gewellte Bereiche, welche jeweils mehrere Wellen umfassen, welche sich in einer ersten Richtung im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung der extrudierten Bahn erstrecken, und mehrere Ebenen, welche sich jeweils in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken, zu erzeugen; und Falten der Bahn entlang Faltlinien, welche sich in der zweiten Richtung erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das mindestens eine bewegliche Werkzeug beheizt ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Faltlinien im Wesentlichen an den Rändern der Ebenen angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–15, ferner umfassend ein Schneiden der extrudierten Bahn an einer beliebigen gewünschten Stelle.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–16, ferner umfassend ein Ausbilden von mehreren Öffnungen in der extrudierten Bahn.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei ein Erzeugen mehrerer Öffnungen in der extrudierten Bahn ein Entfernen von Material von der extrudierten Bahn unter Verwendung von mindestens einem Werkzeug umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–18, ferner umfassend ein Schneiden der extrudierten Bahn an einer beliebigen gewünschten Stelle.