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Die Erfindung betrifft einen Kalibrierkorb für eine Kalibriereinrichtung zur Kalibrierung eines extrudierten Profils. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kalibrierkorbes ein System zur additiven Fertigung zumindest eines Lamellenblocks des derartigen Kalibrierkorbes und ein entsprechendes Computerprogramm und Datensatz.
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Kalibriereinrichtungen werden zur Kalibrierung von extrudierten Endlosprofilen, wie beispielsweise Rohrprofilen, eingesetzt. Bei der Herstellung derartiger Profile wird zunächst in einem Extruder eine zur Herstellung des Profils gewünschte Kunststoffschmelze erzeugt. Die erzeugte Kunststoffschmelze wird dann durch eine Austrittsdüse des Extruders gepresst, welche die Form des Profils vorgibt. Das aus der Austrittsdüse des Extruders austretende Profil durchläuft anschließend eine Kalibriereinrichtung, welche das noch erhitzte Profil nachformt.
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Eine derartige Kalibriereinrichtung zur Dimensionierung extrudierter Profile ist aus der
DE 198 43 340 C2 bekannt. Dort wird eine variabel einstellbare Kalibriereinrichtung gelehrt, die zur Kalibrierung von extrudierten Kunststoffrohren mit unterschiedlichem Rohrdurchmesser ausgebildet ist. Die Kalibriereinrichtung umfasst ein Gehäuse und eine Vielzahl von im Gehäuse kreisförmig angeordneten Lamellenblöcken, deren Lamellen ineinandergreifen können. Die ineinandergreifenden Lamellenblöcke bilden einen Kalibrierkorb mit kreisförmiger Kalibrieröffnung, durch welche die zu kalibrierenden Rohre geführt werden (vgl. insbesondere die
1 und
2 der
DE 198 43 340 C2 ). Ferner ist jeder Lamellenblock mit einer Betätigungsvorrichtung gekoppelt, die zur individuellen radialen Verschiebung des jeweiligen Lamellenblocks vorgesehen ist. Auf diese Weise kann der Wirkquerschnitt der durch die Vielzahl der Lamellenblöcke gebildeten kreisförmigen Kalibrieröffnung je nach Bedarf entsprechend eingestellt werden.
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Die in der
DE 198 43 340 C2 beschriebenen Lamellenblöcke bestehen jeweils aus einer Vielzahl von Lamellen, die auf zwei voneinander beabstandet angeordneten Trägerstangen aufgefädelt sind. Zur Einhaltung eines gewünschten Abstands zwischen benachbarten Lamellen kommen Abstandshülsen zum Einsatz (vgl. auch
3 der
DE 198 43 340 C2 ). Ein Beispiel eines gefädelten Lamellenblocks ist ferner in der
1 gezeigt. Der in
1 dargestellte Lamellenblock
10 umfasst eine Vielzahl von Lamellen
12 und Abstandshülsen
14, die abwechselnd entlang zweier Trägerstangen
16 aufgefädelt sind. Derartige gefädelte Lamellenblöcke sind aufwendig in der Fertigung und damit kostenintensiv.
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Abweichend von den oben beschriebenen gefädelten Lamellenblöcken sind ferner Lamellenblöcke mit geschlossenen Trägerstrukturen (bzw. Rückenstrukturen) bekannt. Die 2a, 2b und 2c zeigen ein Beispiel eines derartigen Lamellenblocks. Der Lamellenblock 20 umfasst eine Vielzahl von Lamellen 22, die durch Nuten 26 voneinander beabstandet angeordnet sind und von einer blockförmig ausgebildeten Rückenstruktur 24 getragen werden (vgl. 3D-Ansicht in 2a). Die blockförmige Rückenstruktur 24 ist hierbei in der Form eines massiven Körpers (z.B. stabförmiger Körper) realisiert.
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Die Lamellen 22 des Lamellenblocks 20 sind geradlinig aufeinanderfolgend entlang der Längsrichtung der Trägerstruktur 24 angeordnet (Vgl. 2b). Das heißt, Kontaktflächen 23 der einzelnen Lamellen 22, die während eines Kalibriervorganges wenigstens teilweise mit der Außenfläche des zu kalibrierenden Profils in Kontakt treten, sind an der Innenseite des Lamellenblocks 20 geradlinig verlaufend angeordnet. Ferner sind die Lamellen 22 des Lamellenblocks 20 gleichförmig ausgebildet und weisen quer zur Längsrichtung der Trägerstruktur 24 jeweils einen in sich symmetrischen Querschnitt auf (vgl. 2c).
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In einem in eine Kalibriereinrichtung
30 eingebauten Zustand, wie exemplarisch in
3 dargestellt, sind die Lamellenblöcke
20 in Umfangsrichtung bezüglich eines zu kalibrierenden Profils
33 angeordnet und bilden einen Kalibrierkorb mit einer Kalibrieröffnung
32. Dabei greifen die Lamellen
22 eines jeden Lamellenblocks
20 in die Nuten
26 der jeweils benachbarten Lamellenblöcke
20 ein, sodass sich insgesamt eine ineinandergreifende Anordnung der Lamellenblöcke
20 ergibt. Der Grad des Eingriffs der Lamellenblöcke
20 kann durch Betätigungsvorrichtungen
34 eingestellt werden, die jeweils mit einem Lamellenblock
20 gekoppelt sind. Genauer gesagt sind die Betätigungsvorrichtungen dazu vorgesehen, die Lamellenblöcke
20 in radialer Richtung (also senkrecht zur Vorschubrichtung des zu kalibrierenden Profils
33) zu verschieben. Dadurch kann der Wirkquerschnitt der Kalibrieröffnung
32 an das zu kalibrierende Profil
33 entsprechend angepasst werden. Kalibriereinrichtungen, wie die in
3 dargestellte Kalibriereinrichtung
30, sind auch in der
DE 198 43 340 C2 beschrieben.
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4 zeigt schematisch den Eingriff der Lamellen 22 benachbarter Lamellenblöcke 20 ineinander. Wie in der 4 dargestellt, ergeben sich zwischen den Lamellen 22 zweier benachbarter Lamellenblöcke 20 jeweils Verschneidungen 40. In einer Projektion quer zur Vorschubrichtung des zu kalibrierenden Profils, wie in 4 dargestellt, sind die Verschneidungen 40 unstetige Übergänge zwischen den Konturen der Kontaktflächen 23 sich kämmender Lamellen 22. Der Wirkquerschnitt einer Kalibrieröffnung für ein rohrförmiges Profil ist somit in der Regel nicht exakt kreisrund sondern weist eine polygonale Form auf. Bei den bekannten Lamellenblöcken 20 entspricht die Längsrichtung der Trägerstruktur der Vorschubrichtung des Profils, wenn die Lamellenblöcke 20 in eine Kalibriereinrichtung 30 eingebaut sind. Die Vielzahl an einzelnen Verschneidungen zweier sich kämmender Lamellen 22 bilden somit jeweils geradlinige, parallel zur Vorschubrichtung verlaufende Verschneidungen 40 zwischen zwei benachbarten Lamellenblöcken 20.
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Beim Vorschub eines zu kalibrierenden Profils durch den Kalibrierkorb einer Kalibriereinrichtung 30 erzeugen die Verschneidungen 40 Spuren auf der Oberfläche des zu kalibrierenden Profils. Bei der Kalibrierung zylindrischer Profile (z.B. Rohrprofile) wird der Kalibrierkorb daher während der Kalibrierung rotiert. Durch die Rotation werden die an der Oberfläche des Profils erzeugten Spuren weitestgehend eliminiert. Die Rotation des Kalibrierkorbes erfordert jedoch eine aufwändige und kostenintensive Konstruktion der Kalibriereinrichtung. Der Kalibrierkorb muss geeignet gelagert und angetrieben werden. Die vielen beweglichen Teile einer solchen Konstruktion machen ferner eine Umhausung des Kalibrierkorbes erforderlich, um das Gefahrenpotential einzuschränken.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kalibrierkorb für eine Kalibriereinrichtung bereitzustellen, welche die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik aufgezeigten Probleme reduziert bzw. beseitigt. Insbesondere soll durch die vorliegende Erfindung ein rotationsfreies Kalibrieren zylindrischer Profile ermöglicht werden, wobei eine hohe Oberflächengüte der Profile erzielt werden soll.
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Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Kalibrierkorb für eine Kalibriereinrichtung zur Kalibrierung von extrudierten Profilen bereitgestellt. Der Kalibrierkorb umfasst eine Vielzahl von seitlich zueinander angeordneten Lamellenblöcken, wobei jeder der Lamellenblöcke eine Vielzahl von in Längsrichtung des Lamellenblocks angeordneten und durch Nuten voneinander beabstandeten Lamellen aufweist. Ferner sind die Lamellen eines jeden Lamellenblockes derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt, dass sie in Eingriff mit jeweiligen Nuten benachbarter Lamellenblöcke kommen und dabei jeweils an einer Innenseite zweier ineinandergreifender Lamellen in einer Projektion quer zu einer Längsrichtung des Kalibrierkorbes Verschneidungen entstehen. Die Verschneidungen der Lamellen zweier benachbarter Lamellenblöcke in einer Projektion quer zur Längsrichtung des Kalibrierkorbes weisen einen seitlichen Versatz zueinander auf.
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Das extrudierte Profil kann ein Kunststoffprofil sein. Das extrudierte Kunststoffprofil kann ein Endlosprofil sein. Insbesondere kann das Kunststoffprofil ein Rohrprofil sein.
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In einem in eine Kalibriereinrichtung eingebauten Zustand des Kalibrierkorbes entspricht die Längsrichtung des Kalibrierkorbes der Extrusionsrichtung (der Vorschubrichtung) des zu kalibrierenden (extrudierten) Profils. Die Lamellen können vorzugsweise parallel zueinander und quer zur Längsrichtung des Kalibrierkorbes angeordnet sein.
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Jeder Lamellenblock kann eine Trägerstruktur umfassen, an der die Lamellen angeordnet sind. Die Trägerstruktur kann an einer Rückseite der Lamellen angeordnet sein. Die Rückseite ist jene Seite der Lamellen, welche in einem in eine Kalibriereinrichtung eingebauten Zustand des Kalibrierkorbes von dem zu kalibrierenden Profil abgewandt ist. Gegenüber der Rückseite ist eine Innenseite des Lamellenblocks jene Seite, die dem zu kalibrierenden Profil zugewandt, bzw. die der Trägerstruktur abgewandt ist.
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Gemäß einer Variante können die durch das Ineinandergreifen (bzw. „Kämmen“) zweier benachbarter Lamellenblöcke entstehenden Verschneidungen jeweils auf einer zu einer Mittelachse des Kalibrierkorbes windschief verlaufenden (geradlinigen) Verschneidungskurve liegen. In diesem Fall kann der Kalibrierkorb in der Form eines Hyperboloids ausgebildet sein. Alternativ kann die Verschneidungskurve eine zweidimensionale oder dreidimensionale geschwungene Kurve (etwa eine Ellipse oder eine schraubenförmige Kurve) sein.
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Gemäß einer weiteren Variante kann der Kalibrierkorb zur Kalibrierung eines Rohrprofils ausgelegt sein. Dabei kann jede Lamelle an der Innenseite des jeweiligen Lamellenblocks eine Kontaktfläche aufweisen. Jede der Kontaktflächen kann an der Innenseite eine (vorgegebene) Krümmung aufweisen. Die Krümmung einer jeden Kontaktfläche kann vorzugsweise schwächer (d.h. kleiner) oder gleich einer Krümmung an einer Außenwand des zu kalibrierenden Rohrprofils sein. Das heißt, wenn sich die Krümmung durch einen Kreisausschnitt beschreiben lässt (bei Freiformflächen in der Regel nicht der Fall), kann der Radius der Kontaktfläche größer oder gleich einem Außenradius des zu kalibrierenden Rohrprofils sein.
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Die Krümmungen der Kontaktflächen eines Lamellenblockes können entlang der Längsrichtung des Kalibrierkorbes (zueinander) variieren. Gemäß einer Variante können alle Lamellenblöcke des Kalibrierkorbes identisch ausgebildet sein. Alternativ kann der Kalibrierkorb wenigstens zwei Arten von Lamellenblöcken umfassen. Die verschiedenartigen Lamellenblöcke können derart zueinander angeordnet sein, dass jeder Lamellenblock seitlich von zwei jeweils andersartigen Lamellenblöcken flankiert wird.
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Jeder Lamellenblock des Kalibrierkorbes kann einstückig ausgebildet sein. Alternativ kann die Trägerstruktur wenigstens eine Trägerstange umfassen, entlang welcher die einzelnen Lamellen aufgefädelt sind. Ferner können die Trägerstruktur und die Lamellen aus demselben Material oder aus verschiedenen Materialien gefertigt sein.
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Insbesondere können die Trägerstruktur und/oder die Lamellen aus einem metallischen Werkstoff oder einem Polymerwerkstoff gebildet sein.
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Jeder Lamellenblock kann mittels 3D-Druck hergestellt sein. Alternativ können die Lamellenblöcke beispielsweise durch Fräsen, Bohren, Schneiden oder mittels eines Gussverfahrens hergestellt sein.
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Durch den seitlichen Versatz der Verschneidungen zueinander bzw. durch den schrägen oder anderweitigen (nicht-geradlinigen und parallelen) Verlauf der Verschneidungskurven bezüglich der Vorschubrichtung des zu kalibrierenden Profils, werden die Abdrücke, welche die Verschneidungen auf der Außenfläche des zu Profils erzeugen, beim geradlinigen Vorschub des Profils durch die Kalibrieröffnung des Kalibrierkorbes glatt gestrichen. Eine Rotation des Kalibrierkorbes ist nicht erforderlich.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Kalibriereinrichtung zur Kalibrierung von extrudierten Profilen bereitgestellt. Die Kalibriereinrichtung umfasst einen erfindungsgemäßen Kalibrierkorb. Ferner umfasst die Kalibriereinrichtung eine Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen, wobei jede Betätigungsvorrichtung jeweils mit einem Lamellenblock des Kalibrierkorbes gekoppelt ist, um einen jeden Lamellenblock individuell zu betätigen.
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Die Kalibrieröffnung kann an eine Außenkontur des zu kalibrierenden (extrudierten) Profils angepasst sein.
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Die Betätigung eines jeden Lamellenblocks kann ein radiales Verfahren der Lamellenblöcke umfassen. Ferner kann der seitliche Versatz der Verschneidungen zwischen den Lamellen zweier benachbarter Lamellenblöcke in Abhängigkeit von der Betätigung der Lamellenblöcke (d.h. mit der Betätigung der Lamellenblöcke) veränderbar sein. Bei einer Vergrößerung des Wirkquerschnittes der Kalibrieröffnung kann sich der seitliche Versatz vergrößern. Bei einer Verkleinerung des Wirkquerschnitts der Kalibrieröffnung kann sich der seitliche Versatz verkleinern.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Kalibrierkorbes bereitgestellt. Das Verfahren umfasst wenigstens den Schritt des Herstellens eines Lamellenblocks des Kalibrierkorbes mittels 3D-Druck oder mittels additiver Fertigung. Die Herstellung des Lamellenblocks mittels 3D-Druckverfahren oder additiver Fertigung kann hierbei ein schichtweises Lasersintern oder Laserschmelzen von Materialschichten umfassen, wobei die Materialschichten entsprechend der zu erzeugenden Form des jeweiligen Lamellenblocks nacheinander (sequentiell) aufgetragen werden.
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Das Verfahren kann ferner den Schritt des Berechnens einer Lamellenblockgeometrie (CAD-Daten) umfassen und optional das Umwandeln der 3D-Geometriedaten in entsprechende Steuerbefehle für den 3D-Druck oder die additive Fertigung.
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Außerdem kann das Verfahren den Schritt des Zusammensetzens mehrerer Lamellenblöcke zu dem Kalibrierkorb umfassen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen zumindest eines Lamellenblocks des Kalibrierkorbes bereitgestellt, das die Schritte umfasst: Erstellen eines Datensatzes, welcher zumindest einen Lamellenblock des wie oben beschrieben Kalibrierkorbes abbildet; und Speichern des Datensatzes auf einer Speichervorrichtung oder einem Server. Das Verfahren kann ferner umfassen: Eingeben des Datensatzes in eine Verarbeitungsvorrichtung oder einen Computer, welche/r eine Vorrichtung zur additiven Fertigung derart ansteuert, dass diese den im Datensatz abgebildeten Lamellenblock fertigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System zur additiven Fertigung zumindest eines Lamellenblocks des Kalibrierkorbes bereitgestellt, mit einer Datensatzerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Datensatzes, welcher zumindest einen Lamellenblock des wie oben beschrieben Kalibrierkorbes abbildet, einer Speichervorrichtung zum Speichern des Datensatzes und einer Verarbeitungsvorrichtung zum Empfangen des Datensatzes und zum derartigen Ansteuern einer Vorrichtung zur additiven Fertigung, dass diese den im Datensatz abgebildeten Lamellenblock fertigt. Die Speichervorrichtung kann ein USB-Stick, eine CD-ROM, eine DVD, eine Speicherkarte oder eine Festplatte sein. Die Verarbeitungsvorrichtung kann ein Computer, ein Server oder ein Prozessor sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt bereitgestellt, umfassend Datensätze, die bei dem Einlesen der Datensätze durch eine Verarbeitungsvorrichtung oder einen Computer diese/n veranlasst, eine Vorrichtung zur additiven Fertigung derart anzusteuern, dass die Vorrichtung zur additiven Fertigung zumindest einen Lamellenblock des wie oben beschrieben Kalibrierkorbes fertigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein computerlesbarer Datenträger bereitgestellt, auf dem das vorstehend beschriebene Computerprogramm gespeichert ist. Der computerlesbare Datenträger kann ein USB-Stick, eine CD-ROM, eine DVD, eine Speicherkarte oder eine Festplatte sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Datensatz bereitgestellt, welcher zumindest einen Lamellenblock des wie oben beschrieben Kalibrierkorbes und/oder den wie oben geschriebenen Kalibrierkorb abbildet. Der Datensatz kann auf einem computerlesebaren Datenträger gespeichert sein.
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Das obige Verfahren, System und/oder Computerprogramm kann auch dazu ausgebildet sein, zusätzlich oder alternativ zu dem Lamellenblock, den oben beschriebenen Kalibrierkorb zu fertigen.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine 3D-Ansicht eines Lamellenblocks für eine Kalibriereinrichtung gemäß dem Stand der Technik;
- 2a-2c Ansichten eines weiteren Lamellenblocks für eine Kalibriereinrichtung gemäß dem Stand der Technik;
- 3 eine Kalibriereinrichtung gemäß dem Stand der Technik;
- 4 eine Ansicht mehrerer ineinandergreifender (kämmender) Lamellenblöcke;
- 5 schematisch eine Ansicht eines Kalibrierkorbes gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 6 und 7 Ansichten beispielhafter Lamellengeometrien von Lamellenblöcken eines erfindungsgemäßen Kalibrierkorbes; und
- 8 ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kalibrierkorbes.
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Die 1 bis 4 wurden bereits im Zusammenhang mit dem Stand der Technik eingangs diskutiert. Es sei auf die dortige Beschreibung verwiesen.
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Im Zusammenhang mit 5 wird nun eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Kalibrierkorbes für eine Kalibriereinrichtung weiter beschrieben.
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5 zeigt schemenhaft eine Ansicht des Kalibrierkorbes 500. Der Kalibrierkorb 500 weist die Form eines Hyperboloids auf. Gemäß dem in 5 dargestellten Beispiel ist eine Vielzahl von Lamellenblöcken 520 derart um eine Mittelachse 510 des Kalibrierkorbes 500 angeordnet, dass sie gemeinsam eine Kalibrieröffnung 550 des Kalibrierkorbes 500 bilden (der Einfachheit halber sind in 5 lediglich exemplarisch die Lamellenkonturen zweier ineinandergreifende Lamellenblöcke 520 dargestellt). Gemäß der Darstellung in 5 sind die Lamellenblöcke jeweils windschief zu der Mittelachse 510 des Kalibrierkorbes 500 angeordnet. Gleichzeitig sind die Lamellen 525 jedes Lamellenblocks 520 jeweils senkrecht zu der Mittelachse 510 orientiert.
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Jede Lamelle 525 eines jeden Lamellenblocks 520 des Kalibrierkorbes 500 weist auf ihrer Innenseite eine Kontaktfläche auf (in 5 nicht dargestellt). Dabei ist die Innenseite die Seite einer jeden Lamelle 525, die der Mittelachse 510 des Kalibrierkorbes 500 zugewandt ist. Die Kontaktflächen können Freiformflächen sein, die eine (konkave) Krümmung aufweisen. Die Krümmungen der Lamellen 525 eines Lamellenblocks 520 können zueinander variieren. Ferner kann die Krümmung einer jeden Lamelle 525 schwächer (kleiner) ausgeprägt sein als die Krümmung einer Außenfläche bzw. Außenwand des zu kalibrierenden Rohrprofils, oder aber gleich dieser Krümmung sein. Je nach Anwendung können die Kontaktflächen der Lamellen 525 auch flach sein. Die Lamellen 525 eines Lamellenblockes 520 greifen jeweils in Nuten 526 benachbarter Lamellenblöcke 520 ein. Somit bilden die Kontaktflächen der sich kämmenden (ineinandergreifenden) Lamellenblöcke 520 eine Kalibrieröffnung 510 des Kalibrierkorbes 500.
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Gemäß der Darstellung in 5 weist der Kalibrierkorb 500 ein Eintrittsende 532 und ein dem Eintrittsende gegenüberliegendes Austrittsende 534 auf. In einem in eine Kalibriereinrichtung eingebauten Zustand des Kalibrierkorbes 500 kann ein zu kalibrierendes Profil am Eintrittsende 532 in den Kalibrierkorb 500 ein- und am Austrittsende 534 aus dem Kalibrierkorb 500 austreten. Zwischen dem Eintrittsende 532 und dem Austrittsende 534 kann der Kalibrierkorb 500 (bzw. die Kalibrieröffnung 550) eine Einschnürung 536 aufweisen. Der Kalibrierkorb 500 (bzw. die Kalibrieröffnung 550) kann am Eintrittsende 532 und am Austrittsende 534 im Wesentlichen einen gleichen Querschnitt (d.h. quer zur Mittelachse 510) aufweisen. Ferner kann eine Abweichung zwischen dem Querschnitt am Eintrittsende 532 bzw. Ausgangsende 534 des Kalibrierkorbes 500 zu einem Querschnitt der Einschnürung 536 der 1 % bis 3 % betragen. Die Einschnürung 536 des Kalibrierkorbes 500 ist in der Darstellung in 5 bewusst stark ausgeprägt hervorgehoben um die oben beschriebenen Querschnittsunterschiede zu verdeutlichen. Es versteht sich jedoch, dass die Einschnürung lediglich in einem Bereich von wenigen Prozent (1 % bis 3 %) liegt.
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Zwischen den Lamellen 525 zweier benachbarter Lamellenblöcke 520 entstehen jeweils Verschneidungen 540. Die Verschneidungen 540 zwischen zwei benachbarten Lamellenblöcken 520 des Kalibrierkorbes 500 liegen auf einer Geraden, die windschief zur Mittelachse 510 des Kalibrierkorbs 500 verläuft. Durch diesen windschiefen Verlauf der Verschneidungskurven können die Spuren, die die Verschneidungen 540 auf der Oberfläche (bzw. Außenwand) des zu kalibrierenden Profils erzeugen, beim geradlinigen Durchlaufen des Kalibrierkorbes 500 einer Kalibriereinrichtung glatt gestrichen werden.
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Jeder Lamellenblock 520 des Kalibrierkorbes 500 gemäß 5 umfasst eine Trägerstruktur 528 (Rückenstruktur). Jeder Lamellenblock 520 kann ferner eine Kopplungseinrichtung umfassen (in 5 nicht dargestellt). Die Kopplungseinrichtung ist zur Kopplung mit einer Betätigungsvorrichtung einer Kalibriereinrichtung vorgesehen. Die Betätigungsvorrichtung ist in der 5 ebenso nicht zu sehen.
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Die Trägerstruktur 528 fungiert als Träger für die Lamellen 525. Die Trägerstruktur 528 kann als massiver Körper (Block) ausgebildet sein. Alternativ kann jeder Lamellenblock 520 auch mehrere Trägerstangen aufweisen, an denen die Lamellen 525 befestigt sind, wie in Zusammenhang mit 1 beschrieben.
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Alternativ zu der in 5 dargestellten Variante, kann ein Kalibrierkorb gemäß der vorliegenden Erfindung auch eine Kalibrieröffnung bilden, die nicht eingeschnürt ist, sondern einen im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt über die gesamte Länge des Kalibrierkorbes aufweist.
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Im Folgenden werden im Zusammenhang mit den 6 und 7 beispielhafte Lamellengeometrien von Lamellenblöcken eines erfindungsgemäßen Kalibrierkorbes besch rieben.
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Die in den 6 und 7 dargestellten Lamellengeometrien können jeweils Lamellenblöcken eines Kalibrierkorbes zugeordnet sein, wobei die Lamellenblöcke parallel zur Mittelachse des Kalibrierkorbes angeordnet sind.
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6 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kalibrierkorbes, umfassend eine Vielzahl verschiedenartiger ineinandergreifender Lamellenblöcke 600a und 600b. Die Lamellen 620a, 630a, und ihre jeweiligen Kontaktflächen 622a, 632a des ersten Lamellenblocks 600a werden von der Eintrittsseite zur Austrittsseite der Kalibrieröffnung hin größer (Ausdehnung quer zur Längsrichtung des Kalibrierkorbes). Gleichzeitig nimmt die (konkave) Krümmung ihrer jeweiligen Kontaktflächen 622a, 632a zu. Der Einfachheit halber sind in 6 lediglich eine erste (eintrittsseitige) Lamelle 620a (durchgezogene Linie) und eine letzte (austrittsseitige) Lamelle 630a (gestrichelte Linie) des ersten Lamellenblockes 600a dargestellt. Der zweite Lamellenblock 600b ist im Vergleich zu dem ersten Lamellenblock 600a umgekehrt aufgebaut. Das heißt, eine erste Lamelle 620b (durchgezogene Linie) des zweiten Lamellenblocks 600b weist eine vergleichbar geringe Breite (d.h. Ausdehnung quer zur Längsrichtung des Lamellenblocks 600b) auf. Eine letzte Lamelle 630b (gestrichelte Linie) des zweiten Lamellenblocks 600b ist breiter als die erste Lamelle 620b des zweiten Lamellenblocks 600b und ihre Kontaktfläche 632b weist eine stärkere Krümmung auf als die der ersten Lamelle 620b.
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Somit ergeben sich zwischen den ersten Lamellen 620a, 620b (durchgezogene Linien) und zwischen den zweiten Lamellen 630a, 630b (gestrichelte Linien) der ineinandergreifenden Lamellenblöcke 600a, 600b jeweils Verschneidungen 642, 644, die einen seitlichen Versatz zueinander aufweisen. Die Verschneidungen 642, 644 können je nach seitlicher Ausdehnung und Krümmung der Kontaktflächen 622a, 622b, 632a, 632b der Lamellen 620a, 620b, 630a, 630b auf einer Verschneidungskurve liegen, die beispielsweise ellipsenförmig oder schneckenförmig in Längsrichtung des Kalibrierkorbes verläuft.
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Die Krümmungen der Kontaktflächen 622a, 622b, 632a, 632b können teilzylinderförmige Flächen sein, die einen Radius aufweisen, welcher größer oder gleich einem Radius einer Außenwand eines zu kalibrierenden Profils entspricht. Alternativ können die Kontaktflächen 622a, 622b, 632a, 632b ebene Flächen oder Freiformflächen sein, die eine Krümmung aufweisen, die schwächer oder gleich einer Krümmung der Außenwand des zu kalibrierenden Profils ist.
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7 zeigt schematisch eine weitere Variante einer Lamellengeometrie eines Lamellenblocks 700, der als Komponente eines erfindungsgemäßen Kalibrierkorbes verwendet werden kann. Der in 7 dargestellte Lamellenblock 700 weist eine Vielzahl von Lamellen 720 auf, wobei der Einfachheit halber lediglich die Projektion (quer zur Längsrichtung des Lamellenblocks 700) dreier aufeinanderfolgender Lamellen 720 exemplarisch dargestellt ist. Jede der Lamellen 720 weist an ihrer Innenseite eine Kontaktfläche 722 auf. Die Kontaktflächen 722 der Lamellen 720 sind zueinander gekippt. Durch die unterschiedliche Neigung (Kippung) der Kontaktflächen 722 zueinander ändert sich die Position der Verschneidung mit einer Lamelle eines benachbarten Lamellenblocks eines erfindungsgemäßen Kalibrierkorbes von dem der Lamellenblock 700 umfasst ist. Somit kann auch gemäß der Konfiguration in 7 ein seitlicher Versatz der Verschneidungen in Längsrichtung des Kalibrierkorbes, der eine Vielzahl der Lamellenblöcke 700 umfasst, erreicht werden.
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Die Ausführungsformen gemäß den 5, 6 und 7 sind lediglich exemplarisch. Es versteht sich, dass viele weitere Konfigurationen möglich sind, um einen seitlichen Versatz der Verschneidungen zweier benachbarter Lamellenblöcke eines erfindungsgemäßen Kalibrierkorbes zu erzielen.
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Wesentlich für die Erfindung ist in erster Linie, dass die Verschneidungen zwischen Lamellen zweier benachbarter Lamellenblöcke eines Kalibrierkorbes seitlich zueinander versetzt sind. Ein Kalibrierkorb in Form eines Hyperboloids kann zu diesem Ziel führen. Ferner kann ein seitlicher Versatz der Verschneidungen insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Krümmungen der Kontaktflächen der Lamellen innerhalb eines Lamellenblockes zueinander variieren. Zusätzlich oder alternativ können die Lamellen (und dementsprechend auch deren Kontaktflächen) unterschiedlich breit ausgeführt und/oder zueinander gekippt sein.
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Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Lamellenkorbes umfassend eine Vielzahl von Lamellenblöcken 520, 600, 700 kann ein generatives bzw. additives Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen. Ein derartiges Herstellungsverfahren ist in 8 gezeigt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Demnach kommt ein 3D-Druckverfahren zum Einsatz. Hierbei wird in einem ersten Schritt S810 eine 3D-Lamellenblockgeometrie (CAD-Daten) berechnet. Die Geometrie des Lamellenblocks 520, 600, 700 und insbesondere der Anordnung der Lamellen 525, 620a/b, 630a/b, 720 zueinander können unter Berücksichtigung vorgegebener Modellparameter (wie beispielsweise die Geometrie des Lamellenblocks, Material des Lamellenblocks 520, 600, 700, thermische Eigenschaften des Lamellenblocks 520, 600, 700) für jeden Lamellenblock 520, 600, 700 individuell berechnet werden.
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In einem darauffolgenden zweiten Schritt S820 werden die berechneten 3D-Geometriedaten in Steuerbefehle zum Betreiben einer 3D-Druckeinrichtung umgewandelt. Die 3D-Druckeinrichtung kann zum Durchführen eines 3D-Druckverfahrens (z.B. ein Lasersinterverfahren oder Laserschmelzverfahren) ausgelegt sein.
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Basierend auf den erzeugten Steuerbefehlen wird dann der Lamellenblock 520, 600, 700 mit Hilfe der 3D-Druckeinrichtung schichtweise aufgebaut (Schritt S830). Als Werkstoff für den 3D-Druck kann ein metallischer Werkstoff oder ein Polymerwerkstoff zum Einsatz kommen.
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Ferner kann das Verfahren den Schritt des Zusammensetzens mehrerer Lamellenblöcke zu dem Kalibrierkorb umfassen.
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Das hier beschriebene 3D-Druckverfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Lamellenblöcke 520, 600, 700 ist vorteilhaft, da das Verfahren eine nahezu unbegrenzte Formfreiheit bietet. So stellen beispielsweise Hinterschnitte in der Konstruktion des Lamellenblocks 520, 600, 700 kein Hindernis in der Herstellung des Lamellenblocks 520, 600, 700 dar (im Gegensatz zu diversen Gussverfahren).
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Mit Hilfe der hierin beschriebenen Kalibrierkörbe kann das Kalibrieren von Endlosprofilen verbessert werden. Insbesondere können die Abdrücke, welche durch die Verschneidungen zwischen benachbarten ineinandergreifenden Lamellenblöcken eines Kalibrierkorbes einer Kalibriereinrichtung an der Außenfläche (bzw. Außenwand) des zu kalibrierenden Profils entstehen, beim geradlinigen Vorschub des Profils durch die Kalibriereinrichtung glatt gestrichen werden. Eine Rotation des Kalibrierkorbes der Kalibriereinrichtung ist dabei nicht erforderlich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19843340 C2 [0003, 0004, 0007]
