DE1297973B - Biegsames Wabenstrukturgebilde, insbesondere fuer Verpackungs- und Dekorationszwecke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein biegsames Wabenstruk- erhält die Wabenstruktur eine zusätzliche Flexibilität,

turgebilde, insbesondere für Verpackungs- und De- Diese spezielle Begrenzung der Breite der Klebe- bzw.

korationszwecke, bestehend aus mehreren im wesent- der Verbundzone verleiht dem Wabenstrukturgebilde

liehen parallel zueinander verlaufenden und im einen zusätzlichen Freiheitsgrad gegenüber Dehnun-

Abstand an entsprechenden Flächenabschnitten mit- 5 gen, Streckungen oder sonstigen Verzerrungen, derart,

einander verbundenen und gefalteten Bögen bzw. daß die Gebilde nunmehr auch quer zu der Richtung,

Folien, z.B. aus Papier, wobei die Verbundzone klei- in welche sie auseinanderziehbar sind, verformt wer-

ner als 50% der jeweils zugehörigen Flächenabschnitte den können.

ist, in deren Mitte angeordnet ist und sich in einer Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Richtung über den ganzen Flächenabschnitt erstreckt. io Zeichnung dargestellt; in dieser zeigt

Wabenstrukturen dieser Art sind bereits bekannt. Fig.l in Querschnittsansicht eine Wabenstruktur Die Verbundzonen erstrecken sich hierbei jeweils mit schwalbenschwanzförmigen Zellen, wobei die über die ganze Breite und einen Teil der Höhe der Klebelinie auf ein Drittel der Fläche der durch die zugehörigen Flächenabschnitte. Die herkömmlichen Klebung miteinander verbundenen, seitlich versetzten Gebilde dieser Art mit Wabenstruktur sind im all- 15 Oberflächenabschnitte, welche die Zellwandung bilgemeinen nur längs zweier zueinander senkrechter den, beschränkt ist,

Achsen biegsam. Diese Beschränkung ist durch die F i g. 2 das Wabenstrukturgebilde nach F i g. 1 in Struktur der herkömmlichen bekannten schwalben- einem gedehnten bzw. gestreckten Zustand, wie er schwanzförmigen Waben bedingt, die gewöhnlich aus sich ergibt, wenn das Wabenstrukturgebilde zu Kerneinzelnen Zellen bestehen, welche zu einer sechsecki- ao stückformen für typische Anwendungsfälle gebogen gen, vielzelligen Polyederform ausgeweitet werden bzw. verzerrt wird,

können, die üblicherweise als Schwalbenschwanz- F i g. 3 in Detailseitenansicht einen seitlich versetz-

Wabenform bezeichnet wird. Beim Biegen derartiger ten Oberflächenabschnitt und die an diesem vorgese-

Wabentafeln zu komplexen Formen mit scharfen hene Verbundvorrichtung, für das in F i g. 1 gezeigte

Krümmungen, d. h., längs dreier aufeinander senk- 25 Wabenstrukturgebilde,

recht stehender Achsen, besteht die Gefahr, daß ent- F i g. 4 in Schnittansicht eine einstückig aus dem weder die Zellwandungen reißen oder zerknittert wer- Wabenstrukturgebilde gemäß der Erfindung herden oder daß es an den die Zelle bildenden Klebelinien gestellte Füllung bzw. Auskleidung von abgewinkelt zu unerwünscht hohen Spannungen kommt, die zum zylindrischer Form.

Reißen oder zum Auftrennen der Klebelinien führen. 30 Das dargestellte Wabenstrukturgebilde weist eine Eine andere bekannte Ausführung von waben- Reihe von miteinander verbundenen Oberflächen auf, strukturartigen Gebilden, wie sie insbesondere für welche miteinander verbundene Zellen begrenzen. Verpackungs- und Dekorationszwecke verwendet Mehrere im Abstand voneinander und parallel zuwird, stellen die auseinanderziehbaren Seidenpapier- einander angeordnete Bögen bzw. Folien aus einem Dekorationen dar, wie sie üblicherweise in Glocken-, 35 biegsamen Material sind längs zueinander paralleler Kugel- oder sonstigen Formgebungen anzutreffen geradliniger Bereiche so geknickt bzw. gefaltet, daß sind; diese weisen sehr dünne, nichtbelastete Zeil- zur Bogenoberfläche parallele, in der Höhe zueinanwände, beispielsweise aus Seidenpapier od. dgl. auf, der versetzte Oberflächenabschnitte entstehen, die die mit geringen Kräften stark verformt werden kön- durch gewinkelt verlaufende Wandungsabschnitte nen. Derartige Wabenstrukturen eignen sich insbe- 40 miteinander verbunden sind (Schwalbenschwanzsondere für Konfigurationen wie Vollkugeln oder form). Die höhenmäßig gegeneinander versetzten Hohlkugeln oder Zylinder, sind jedoch anderweitigen Oberflächenabschnitte eines Bogens sind auf entsprekomplexen Formgebungen nicht ohne weiteres an- chend versetzte Oberflächenabschnitte des benachpaßbar; vor allem können sie keine Belastungen auf- barten Bogens ausgerichtet und mit diesem verbunnehmen und eignen sich nicht zur Herstellung von 45 den. Die Verbundzone, in welcher die einander zu-Oberflächenschichten hoher Festigkeit. gewandten ebenen Oberflächenabschnitte miteinander Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- verbunden sind, ist geringer als die Breite des Obergrunde, ein Wabenstrukturgebilde zu schaffen, das in flächenabschnittes; sie verläuft in der Mitte derselben einem Stück zu komplizierten geometrischen Formen parallel zu den Knick- bzw. Faltstellen der einzelnen wie vollständigen Kugeln, Toroid-Hohlkörpern usw. 5° Bögen. Die Breite der Verbundzone beträgt ein Drittel gebogen und verzerrt werden kann, ohne daß dies oder weniger der Breite der Oberflächenabschnitte jedes ein Zerknittern oder Reißen der Zellwandungen oder Bogens. Auf diese Weise ergibt sich ein Wabenstruk-Klebelinien der Wabenstruktur zur Folge hat. Das turgebilde mit isotroper Verformungscharakteristik. Wabenstrukturgebilde gemäß der Erfindung soll eine Die in Fig. 1 dargestellte Zellwabenstruktur 11 hohe Druckfestigkeit in Richtung parallel zu den 55 besteht aus mehreren Bogen bzw. Lagen, beispiels-Hauptachsen der Wabenzellen und eine höhere Festig- weise 12,13,14 und IS, die so gebogen bzw. gefaltet keit als die herkömmlichen Gebilde aufweisen. sind, daß zueinander parallele, längliche, höhenmäßig Diese Aufgabe wird bei einem wabenstrukturarti- versetzte ebene Oberflächenabschnitte 16,17,18 und gen Gebilde der eingangs genannten Art erfindungs- 19 gebildet werden. Die jeweils übernächsten vergemäß dadurch gelöst, daß die Verbundzone sich 60 setzten Oberflächenabschnitte, beispielsweise die Abüber die ganze Höhe des jeweiligen Flächenabschnitts schnitte 16 des Bogens 12, stehen jeweils entsprechend erstreckt und daß ihre Breite geringer als dessen versetzten Oberflächenabschnitten des nächsten Bo-Breite ist. gens, beispielsweise den Abschnitten 17 des Bogens Indem gemäß der Erfindung die Breite der Ver- 13 gegenüber. Entsprechend stehen Oberflächenbundzone in der genannten Weise beschränkt wird, 65 abschnitte 18 des Bogens 13 entsprechenden Obererhält man ein Wabenstrukturgebilde, in welchem die flächenabschnitten 19 des Bogens 14 gegenüber, und aneinanderliegenden Zellwandungsteile außermittig ebenso die Oberflächenabschnitte 21 des Bogens 14 nicht mehr miteinander verbunden sind; hierdurch den entsprechenden Oberflächenabschnitten 22 des

Bogensl5. Die die versetzten Oberflächenabschnitte miteinander verbindenden Abschnitte 25 bilden den übrigen Teil der Bogen 12, 13, 14 und 15. Mittels zusätzlicher Bogen gleicher Konfiguration läßt sich die Dicke der Wabenstruktur 11 in jedem beliebigen Ausmaß ändern. In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Faltungen der Bogen

12, 13, 14 und 15 solcher Art, daß jeweils eine Schwalbenschwanz-Konfiguration innerhalb der einzelnen Bogen zustande kommt.

Die Bogen 12, 13, 14 und 15 können aus Papier, Metall, Kunststoff, Gewebe oder einem anderweitigen bogenförmigen Material bestehen; falls der Wabenkern für Verpackungs- oder Dekorationszwecke verwendet werden soll, bestehen die Bogen aus Wirtschaftlichkeitsgründen vorzugsweise aus Hartpapier. Die Bogen können, falls sie aus einem porösen Material oder aus einem Gewebe bestehen, weiterhin mit einem Kunstharz imprägniert sein, um die Druckfestigkeit zu erhöhen. Die Wahl des jeweiligen Ma- ao terials ist entsprechend den Anforderungen des betreffenden Anwendungsgebietes, beispielsweise der Temperatur, der Umgebungsbedingungen, der erforderlichen Festigkeit usw. zu treffen.

Die einander gegenüberstehenden bzw. aneinanderliegenden versetzten Oberflächenabschnitte benachbarter Bogen sind durch ein Bindemittel 23 aneinander befestigt. Die Breite 37 (F i g. 3) der Verbindungszonen 23 macht maximal 50%, vorzugsweise etwa 30% oder weniger der Breite der versetzten Oberflächenabschnitte 16, 17, 18, 19, 21 und 22 aus. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Verbundbreite 17% oder weniger der unverformten Länge des Bogens 12. Als Verbundmittel 23 dient vorzugsweise ein Klebestreifen oder noch vorteilhafter ein Streifen aus einem aushärtbaren Phenolaldehyd-Klebharz. Um eine maximale Streckung der Wabenzellen (vgl. 36 in F i g. 2) zu gestatten, sind die Kleblinien 23 jeweils in der Mitte der aufeinander ausgerichteten ebenen Oberflächenabschnitte 16, 17, 18, 19, 21 und 22 angeordnet. Aus dem gleichen Grund verlaufen die Kleblinien 23 im wesentlichen parallel zu den FaIt- bzw. Knicklinien der Bogen 12,

13, 14 und 15.

Im normalen, nicht gebogenen, aber gestreckten Zustand der Wabenstruktur 11 bilden die vorzugsweise wie vorstehend beschrieben gefalteten und miteinander verbundenen Bogen 12, 13, 14 und 15 im wesentlichen sechseckige Polyederzellen 24. Die Größe der einzelnen Zellen 24 wird durch die Längen der versetzten ebenen Oberflächenabschnitte 16, 17, 18, 19, 21 und 22 sowie durch die Längen der dazwischenliegenden ebenen Oberflächenabschnitte 25 der Bogen 12, 13, 14 und 15 bestimmt. Die Tiefe der Zellen 24 und der Wabenstruktur 11 wird durch die Breite der Bogen 12, 13, 14 und 15 bzw. durch die Breite bestimmt, auf welche die genannten Bogen gemeinsam geschnitten werden.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, eignet sich die Wabenstruktur 26 für Anwendungsfälle, bei denen sie gedehnt oder gestreckt wird, wodurch deformierende Kräfte auf die höhenmäßig versetzten Oberflächenabschnitte 27 ausgeübt werden mit der Folge, daß diese ebenen Oberflächenabschnitte 27 längs der Kanten 28 und 29 der Kleblinien 31 zu drei nicht mehr in einer Ebene liegenden Flächen 32, 33 und 34 deformiert werden.

Die effektive Umfangslänge der Zellen 36 erhöht sich in der gestreckten bzw. gedehnten Konfiguration der Struktur 26, um die deformierten Flächenteile 32 und 34, im Vergleich zu der entsprechenden nichtdeformierten Oberfläche. Hierdurch wird das Volumen vergrößert, und die Dichte des Materials in der Wabenstruktur 26, d. h. der Anteil des Bogenmaterials an dem von der Struktur eingenommenen Volumen, verringert sich.

Des weiteren wird bei der Deformation der Bogen 12, 13, 14 und 15 die Anzahl der abgewinkelt verlaufenden Wandabschnitte erhöht; so weist beispielsweise in dem in F i g. 2 gezeigten gedehnten Zustand der Wabenstruktur 26 jede Zelle 36 längs ihres Umfangs insgesamt 14 Richtungsänderungen bzw. Knicke auf. Die vergrößerte Anzahl von Knickstellen längs des Umfangs der einzelnen Zellen 36 erhöht die Druckfestigkeit in Richtung parallel zu den genannten Knick- bzw. Faltstellen, bezogen auf eine gegebene Dichte der Wabenstruktur 26.

Des weiteren gewährleistet das Vorhandensein von 14 ebenen Oberflächenabschnitten und 14 Knickbzw. Faltstellen längs des Umfangs jeder einzelnen Zelle 36 einen beachtlichen Zuwachs des Biegefreiheitsgrades innerhalb jeder Zelle 36 und damit innerhalb der gesamten Wabenstruktur 26, was die Erzielung bisher nicht möglicher Kernstrukturen gestattet. Beispielsweise eignet sich die Wabenstruktur 26 ausgezeichnet zur Verformung einer einzigen, nicht zerschnittenen Tafel zu komplexen dreidimensionalen Formen, wie beispielsweise vollständigen Kugeln, Hohltoroiden usw.

Ein weiteres Beispiel der durch die vorliegende Erfindung erzielten zusätzlichen Biegefreiheit bildet die Möglichkeit, die Struktur so zu dehnen bzw. zu strecken, daß kreis- oder eiförmige Zellenformen entstehen, während die herkömmlichen Schwalbenschwanz-Wabenzellen im gestreckten Zustand auf eine im wesentlichen rechteckige Form beschränkt sind. Man erkennt ferner, daß bei Anschmiegen des Wabenkerns gemäß der Erfindung an den Innen- oder Außenumfang eines sphärischen oder sonst kompliziert geformten Volumens, Körpers, Hülse od. dgl., die Zellwandungen in radialer Richtung gleichmäßig auseinanderstrebend verlaufen. Wird beispielsweise die eine von den Kanten der Zellwandungen definierte ebene Oberfläche zum Anliegen an eine Kugelfläche gebracht, so bilden die Polyederzellen abgeschnittene sphärische Vielecksegmentkörper, die von der Kugeloberfläche ausgehen und ihren Ursprung im Mittelpunkt der Kugel besitzen. Eine Druckfestigkeit des Körpers ist daher in allen Richtungen in gleicher Weise vorhanden. Wie im einzelnen in den F i g. 1 und 3 dargestellt, ist die Breite 37 der Verbundzone 23 auf einen Wert in der Größenordnung von nicht mehr als 50% und vorzugsweise 30% der Breite 38 des Oberflächenabschnittes 22, für welches es als Verbund dient, beschränkt.

Ein Ausführungsbeispiel des Wabengebildes 11 gemäß der Erfindung wurde mit folgenden Abmessungen hergestellt: Die Breite 38 der höhenmäßig versetzten Oberflächenabschnitte (beispielsweise des Abschnitts 22 in Fig. 3) betrug 12,5 mm. Die Breite41 (F i g. 1) der die vorstehenden, seitlich versetzten Abschnitte verbindenden Abschnitte 25 betrug 5 mm. In Übereinstimmung mit den oben gemachten Angaben betrug die Breite 37 der Klebelinie 23 4 mm. Die Dicke 39 des Wabengebildes 11 wurde auf 12,5 mm zurechtgeschnitten.

In F i g. 4 ist ein mit komplexer Formgebung hergestelltes Wabenstrukturgebilde veranschaulicht, welches aus einer einstückigen gebogenen Wabenplatte 42 der zuvor beschriebenen Art gemäß der Erfindung besteht, welche um einen schräg abgewinkelten Formzylinder 43 herum an diesem anliegend angeordnet ist. Der Zylinder 43 besteht aus einem üblichen Konstruktionsmaterial, beispielsweise Holz, Metall, Kunststoff oder Glas. Falls für das Gebilde 40 verschiedene komplexe Formgebungen erwünscht sind, kann der Formzylinder 43 biegsam und streckbar gemacht werden. Die Wabenplatte 42 kann aus irgendeinem der obenerwähnten Werkstoffe bestehen, vorzugsweise aus Papier. Die aneinanderliegenden Oberflächen der Wabenstruktur 42 und des Zylinders 43 sind mit einem geeigneten Bindemittel miteinander verbunden. Das äußere Formrohr 46 ist von gleicher Art wie der innere Formzylinder 43 und koaxial zu diesem angeordnet. Der Innendurchmesser des Rohres 46 ist um die radiale Dicke der um den Zylinder herumgelegten Füllung 42 größer als der Außendurchmesser des Zylinders 43. Das Rohr 46 ist ebenfalls mit den anliegenden Oberflächen der Füllung 42 verbunden. Das Gebilde 40 hat somit einen sandwichartigen Schichtenaufbau, wobei die Füllung 42 den Kern bildet und der Zylinder 43 und das Rohr 46 die Innenbzw. Außenhaut der Schichtung bilden. Das Gebilde 40 veranschaulicht die wesentlich höhere Anpassungsfähigkeit von Wabenstrukturen gemäß der Erfindung an komplexe Formgebungen. Bei Verwendung herkömmlicher Wabenstrukturen wären beispielsweise längs der Winkelverbindung 48 und 49 des Gebildes 40 Schnitte erforderlich. Das wabenförmige Füllmaterial gemäß der Erfindung kann in einem Stück zu komplexen Formen, wie beispielsweise dem Gebilde 40, mit nur einer Naht entlang einer Querabmessung des Gebildes 40 angeordnet werden, wobei keine unzulässigen Zug- oder Reißspannungen auf die Zellwandungen der Wabenstruktur 42 ausgeübt werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgte die Verbindung der einander gegenüberstehenden seitlich versetzten Oberflächenabschnitte mittels einer Klebelinie von definierter, einheitlicher, zusammenhängender Breite. Die Erfindung ist jedoch ebenso gut in Fällen anwendbar, in welchen anderweitige Verbundverfahren Anwendung finden, beispielsweise in Fällen, wo aneinanderliegende Metallflächen des Wabengebildes mittels Schweißnähten oder durch Lötung miteinander verbunden werden, oder bei thermischem Verbund von thermoplastischen Kunstharzflächen, beispielsweise Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyester usw.

Des weiteren war bei dem vorstehend beschriebenen besonderen Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß bei Dehnung bzw. Streckung der Wabenstruktur die einzelnen Zellen eine Konfiguration mit 14 Seiten annahmen. Bei weiterer Dehnung bzw. Streckung können die Zellen eine länglich-eiförmige Gestalt annehmen; jedoch ergeben sich die optimalen Eigenschaften der Wabenstruktur beispielsweise hinsichtlich der Dichte, der Druckfestigkeit usw. für die meisten Anwendungsfälle bei Ausdehnung zu der oben beschriebenen Konfiguration mit 14 Seiten.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Biegsames Wabenstrukturgebilde, insbesondere für Verpackungs- und Dekorationszwecke, bestehend aus mehreren im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden und im Abstand an entsprechenden Flächenabschnitten miteinander verbundenen und gefalteten Bögen bzw. Folien, z. B. aus Papier, wobei die Verbundzone kleiner als 50% der jeweils zugehörigen Flächenabschnitte ist, in deren Mitte angeordnet ist und sich in einer Richtung über den ganzen Flächenabschnitt erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundzone (23) sich über die ganze Höhe (39) des jeweiligen Flächenabschnitts (16,17,18, 19, 21, 22) erstreckt und daß ihre Breite (37) geringer als dessen Breite (38) ist.

2. Wabenstrukturgebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Bögen (12,13,14,15) schwalbenschwanzförmig gefaltet bzw. geknickt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen