DE19937935A1 - Verfahren zur Herstellung eines dünnschichtigen Halbzeuges - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren betrifft die Herstellung eines dünnschichtigen Halbzeuges mit einem wenigstens eindimensional verformbaren Trägermaterial, insbesondere einem mehrdimensional plastisch verformbaren Trägervlies, und einer dünnen Zierschicht aus mineralischem, in dünner Schicht bruchgefährdetem Material aus einem blockartigen Rohling. Der Rohling ist auf wenigstens einer Seitenfläche wenigstens annähernd eben ausgebildet. Das Verfahren weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf: DOLLAR A In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt eine Vorbereitung der wenigstens annähernd eben ausgebildeten Seitenfläche des Rohlings; DOLLAR A in einem zweiten Verfahrensschritt erfolgt ein Verbinden des Trägermaterials mit der wenigstens annähernd eben ausgebildeten Seitenfläche des Rohlings; DOLLAR A in einem dritten Verfahrensschritt wird das Trägermaterial zusammen mit der dünnen Zierschicht von dem Rohling abgetrennt; und DOLLAR A gleichzeitig zu dem dritten Verfahrensschritt erfolgt in einem vierten Verfahrensschritt eine Abfuhr des hergestellten Halbzeuges.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dünnschichtigen Halbzeuges mit einem Trägermate­ rial und einer dünnen Zierschicht.

Bekannte Verfahren zur Herstellung von dünnen Schich­ ten, insbesondere aus mineralischem, in dünner Schicht bruchgefährdetem Material, basieren nach dem bekannten Stand der Technik durchgehend in einem "Spalten" bzw. flächigen Aufteilen einer dickeren Materialschicht in zwei dünnere Materialschichten.

Ein solches Verfahren zum Herstellen von dünnen Plat­ ten aus Natur- oder Kunststein beschreibt die DE 43 01 937 C1. Dabei wird eine Ursprungsplatte in mindestens der doppelten Plattenstärke hergestellt und anschlie­ ßend parallel zu zwei gegenüberliegenden Außenoberflä­ chen in mindestens zwei einzelne Platten vorbestimmter Stärke getrennt. Dazu wird vorgeschlagen, daß auf we­ nigstens einer der Außenflächen einer derartigen Ur­ sprungsplatte vor dem Trennen wenigstens eine spannfä­ hige, steife Hilfsplatte mit linearer Randkante befe­ stigt wird. Diese Hilfsplatte wird nach dem Trennen wieder entfernt.

Gemäß der DE 196 09 468 C1 kann, bei ansonsten prak­ tisch gleichem Verfahren, auch eine Glasplatte als Hilfsplatte bzw. Trägerschicht vorgesehen sein, die dann als Oberflächenschicht auf der Außenseite der abgetrennten Platte verbleibt.

Bei diesen Verfahren ist die Herstellung eines sehr dünnschichtigen Halbzeuges bzw. eine dünne Zierschicht nur mit großem Aufwand möglich, da, um eine ausrei­ chende Dünnschichtigkeit zu erreichen, das Verfahren mehrfach wiederholt werden muß. Dies erfordert ein häufiges Aufsetzen und Wiederabtrennen von der ent­ sprechenden Hilfsplatte und gegebenenfalls auch noch eine Nachbearbeitung , wie z. B. ein Flächenschleifen, um eine gleichmäßig dünne Schichtstärke der dünnen Zierschicht zu erreichen.

Im Hinblick auf eine Weiterverarbeitung des dünn­ schichtigen Halbszeugs aus mineralischem Material, wie z. B. Naturstein, in einem dreidimensionalen Verfor­ mungsprozeß, gemäß einem der in den nicht vorveröf­ fentlichten Schriften DE 199 09 642.2 und DE 199 (P031800) beschriebenen Verfahren, bedeutet der ge­ nannte Herstellungsaufwand für das dünnschichtige Halbzeug eine nicht unerhebliche Verteuerung und einen erhöhten Materialverbrauch.

Die beiden oben genannten Verfahren zur Weiterverar­ beitung des Dünnschnittfilms nutzen Trägermaterialien bzw. Stabilisierungsmaterialien, z. B. aus einem mehr­ dimensional plastisch verformbaren Vlies, welches ge­ mäß der DE 199 (P031800) als plastischer Fixierfilm bezeichnet wird.

Die bevorzugten Einsatzgebiete der dünnen Zierschich­ ten bzw. der dünnschichtigen Halbzeuge aus dünner. Zierschicht und Trägermaterialien liegt dabei in der Ausgestaltung von Zierelementen. Ein Einsatz solcher Zierelemente, insbesondere auch im Bereich der Kraft­ fahrzeugausgestaltung, ist durchaus ein hoher Bedarf an die für die Produktion erforderlichen Mengen an dünnschichtigem Halbzeug zu erwarten.

Ein hoher Materialverbrauch und Verteuerung durch die derzeit gemäß dem Stand der Technik in nachteiliger Art und Weise sehr aufwendigen Verfähren, welche es erforderlich machen, daß verschiedene Schichten zuerst hergestellt und dann zu dünneren Schichten weiterver­ arbeitet werden, bringt bei den zu erwartenden Stück­ zahlen starke wirtschaftliche und logistische Nachtei­ le für den Einsatz des entsprechenden dünnschichtigen Halbzeuges mit sich.

Die Aufgabe der Erfindung liegt in einem einfach zu realisierenden Verfahren zur Herstellung eines dünn­ schichtigen Halbzeuges aus einem Trägermaterial und einer mineralischen, in dünner Schicht bruchgefährde­ ten Zierschicht, wobei das Verfahren mit minimalem logistischem Aufwand und einer minimalen Anzahl von Verfahrensschritten, insbesondere von das Material trennenden Verfahrensschritten, auskommen soll, und wobei kostengünstige, möglichst nur grob und/oder ein­ seitig vorarbeitete Rohlinge aus dem mineralischen, in dünner Schicht bruchgefährdeten Material eingesetzt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das im Anspruch 1 genannte Verfahren gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines dünnschichtigen Halbzeuges umfaßt vier Fertigungs­ schritte. In einem ersten Fertigungsschritt wird das Halbzeug vorbereitet, wobei diese Vorbereitung einer wenigstens annähernd eben ausgebildeten Seitenfläche des Rohlings aus dem mineralischen, in dünner Schicht bruchgefährdeten Material dient. Ein solcher Rohling kann z. B. aus Naturstein bestehen und ein grob bear­ beiteter Block, z. B. aus einem Steinbruch, sein. Bevor das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird, muß dabei lediglich eine der Seitenflächen des Rohlings zu einer wenigstens annähernd ebenen Form bearbeitet wer­ den. In dem ersten Verfahrensschritt wird also diese wenigstens annähernd eben ausgebildete Seitenfläche des Rohlings für die weiteren Verfahrensschritte vor­ bereitet.

In einer besonders günstigen Ausführungsform der Er­ findung kann diese Vorbereitung in Form einer Reini­ gung, z. B. mit Flüssigkeiten und mechanischen Reini­ gungsmitteln, und einer anschließenden Trocknung der gereinigten Flächen erfolgen.

In einem zweiten Verfahrensschritt erfolgt ein Verbin­ den eines Trägermaterials mit der wenigstens annähernd eben ausgebildeten Seitenfläche des Rohlings, die ge­ mäß dem ersten Verfahrensschritt vorbereitet wurde.

Damit erhält man bereits zu diesem Zeitpunkt einen Verbund aus dem Trägermaterial und dem Material des blockartigen Rohlings, z. B. Naturstein.

In einer besonders günstigen Ausführungsform der Er­ findung kann dieses Verbinden des Trägermaterials mit der wenigstens annähernd eben ausgebildeten Seitenflä­ che des Rohlings durch ein Verkleben erfolgen.

In einem dritten Verfahrensschritt wird dann das Trä­ germaterial zusammen mit der dünnen Zierschicht vom Rohling abgetrennt. Dies bedeutet, daß von dem gesam­ ten blockartigen Materialrohling lediglich eine dünne Schicht zusammen mit dem Trägermaterial abgetrennt wird. Das Trägermaterial ist dabei in der Lage, diese dünne Schicht bei der Abfuhr und auch schon während des Abtrennvorgangs entsprechend zu stabilisieren und an einem Zerbrechen oder Zerfallen zu hindern.

Bei einer besonders günstige Ausführungsform des drit­ ten Verfahrensschritts wird die dünne Zierschicht von der mit dem Trägermaterial versehenen und einem Ma­ schinentisch zugewandten Seitenfläche des Rohlings mittels eines flexiblen, wenigstens teilweise abrasiv wirkende Hartstoffe aufweisenden, sich relativ zu dem Rohling bewegenden Sägemittels, welches durch eine relative Vorschubbewegung zwischen dem Sägemittel und dem Rohling eine Schnittfuge in den Rohling einbringt, abgetrennt, wobei das Sägemittel durch seine Quer­ schnittsform und/oder durch Führungseinrichtungen in der Schnittfuge zentrisch geführt wird.

Dieses schnittfugengeführte Trennverfahren ermöglicht es, eine sehr dünne gleichmäßige Schicht, von einer Seite eines großen, blockartigen Rohlings abzutrennen. Das Verfahren bedient sich dabei dem Grundprinzip ei­ ner Seilsäge, wobei hier jedoch das Sägemittel durch seine Querschnittsform und/oder durch die Führungsein­ richtungen in der Schnittfuge zentrisch geführt wird. Dadurch, daß die einem Maschinentisch zugewandte Sei­ tenfläche des Rohlings genutzt wird, um dort die dünne Zierschicht abzutrennen, wird die Gefahr eines seitli­ chen Verlaufens des Sägemittels durch den von dem Ma­ schinentisch und dem Rohling gleichmäßig auf die Schnittfuge ausgeübten Druck minimiert.

Zeitgleich zu dem oben genannten dritten Verfahrens­ schritt erfolgt eine Abfuhr des hergestellten Halbzeu­ ges, wobei diese je nach Aufbau der Trennvorrichtung unter Zuhilfenahme der Schwerkraft in einem Winkel zu der Vorschubrichtung nach unten oder über Vor­ richtungselemente, welche das aufnehmen und dann in einer seitlichen Kippbewegung in eine horizontale Lage bringen, realisiert wird.

In einer besonders günstigen Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Verfahrens sind die vier oben genann­ ten Verfahrensschritte in einem Kreislaufprozeß zusam­ mengefaßt, wobei der Rohling in diesen Kreislaufprozeß eingesteuert wird und dann die Verfahrensschritte ge­ mäß ihrer Numerierung andauernd durchläuft, bis eine Dicke des verbleibenden Rest-Rohlings keinen weiteren Verfahrensschritt mehr erlaubt. Danach wird der Rest- Rohling aus dem Kreislaufprozeß als Verschnitt bzw. Abfallmaterial ausgesteuert.

Dieser Kreislaufprozeß erlaubt in besonders vorteil­ hafter Art und Weise eine weitgehende Automatisierung des Verfahrens zur Herstellung eines dünnschichtigen Halbzeuges, wobei der Einsatz an logistischem Aufwand, an Platzbedarf sowie an Bedienpersonal und damit letztendlich auch an verursachten Herstellungskosten in idealer Weise minimiert werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und dem anhand der Zeichnungen nachfolgend dargestellten Aus­ führungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 einen prinzipmäßigen Querschnitt durch das dünnschichtige Halbzeug;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines blockartigen Roh­ lings;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Fertigungsanlage für einen Kreislaufprozeß zur Durchführung der er­ findungsgemäßen Verfahrensschritte;

Fig. 4 eine prinzipmäßige Schnittdarstellung zur Durchführung des zweiten Verfahrensschritts;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zum Durchführen des dritten Verfahrensschritts;

Fig. 6 eine prinzipmäßige Schnittdarstellung gemäß der Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 eine prinzipmäßige Schnittdarstellung gemäß der Linie VII-VII in Fig. 5; und

Fig. 8 eine prinzipmäßige Seitenansicht eines Nachbe­ arbeitungsvorgangs des dünnschichtigen Halb­ zeuges.

Fig. 1 zeigt einen prinzipmäßigen Querschnitt durch das dünnschichtige Halbzeug 1. Dabei ist zu erkennen, daß das dünnschichtige Halbzeug 1 aus einem Trägerma­ terial 2 und einer dünnen Zierschicht 3 aufgebaut ist. Die dünne Zierschicht 3 besteht dabei aus minerali­ schem, in dünner Schicht bruchgefährdetem Material, wie z. B. Naturstein. Alternativ dazu sind jedoch auch dünne Zierschichten aus entsprechenden keramischen Werkstoffen oder aus eingefärbten oder bereits in ge­ schmolzenen Zustand mit Zierstoffen versehenen Glasma­ terialien denkbar.

Das Trägermaterial 2 besteht aus einem plastisch mehr­ dimensional verformbaren Trägervlies 2, welches das dünnschichtige Halbzeug 1 stabilisiert und die dünne Zierschicht 3, selbst wenn diese stark verformt wird und entlang von Korngrenzen oder Kristallkanten bre­ chen sollte, zusammenhält.

Fig. 2 zeigt einen blockartigen Rohling 4, welcher aus dem Ausgangsmaterial für die dünne Zierschicht 3 be­ steht. In dem in den Figuren dargestellten und im wei­ teren Verlauf beschriebenen Ausführungsbeispiel soll dieser blockartige Rohling 4 aus einem Naturstein be­ stehen. Der Rohling 4 weist dabei die für solche Na­ tursteinblöcke üblichen Abmessungen auf, was bedeutet, daß seine Grundfläche 5 eine Abmessung von ca. 100 × 200 cm hat. Üblicherweise sind sämtliche Seitenflächen 6 von lediglich grob bearbeiteter Oberflächenstruktur, da der Rohling 4 normalerweise direkt aus einem Stein­ bruch angeliefert wird.

Zur weiteren Verarbeitung des Rohlings 4 in den nach­ folgenden Verfahrensschritten muß eine seiner Seiten­ flächen 6, wie z. B. die Grundfläche 5 im dargestellten Ausführungsbeispiel, zu einer wenigstens annähernd eben ausgebildeten Seitenfläche bearbeitet werden.

Fig. 3 zeigt eine Fertigungsanlage 7, welche mehrere Verfahrensschritte zu einem Kreislaufprozeß bzw. einer Kreislauffertigung zusammenfaßt. Die für Fig. 3 ge­ wählte Draufsicht auf die Fertigungsanlage 7 zeigt dabei im Zentrum der Fertigungsanlage 7 eine zentrale Versorgungs- und Steuerungseinheit 8, in welcher sämt­ liche Steuerungsvorgänge, sowie die Versorgung der Einzelkomponenten der Fertigungsanlage 7, z. B. mit Kühlschmierstoff und Energie, gesteuert und überwacht wird. Zwischen der Versorgungs- und Steuerungseinheit 8 ist ein Rundgang 9 für einen Bediener der Ferti­ gungsanlage 7 vorgesehen.

Neben vier Fertigungsstationen 10, 11, 12, 13 weist die Fertigungsanlage 7 Fördereinrichtungen 14 auf, welche die einzelnen Fertigungsstationen 10, 11, 12, 13 untereinander verbinden. Die Fördereinrichtungen 14 sind dabei von prinzipiell bekannter Bauart, z. B. als Fließband oder als Transportwalzen 15 aufweisende För­ dereinrichtungen 14 ausgebildet, wobei diese Trans­ portwalzen 15 lediglich in einem Bereich 14' der För­ dereinrichtungen 14 prinzipmäßig angedeutet sind. Es ist zu erkennen, daß die Transportwalzen so angeordnet sind, daß sie wenigstens in den Eckbereichen der För­ dereinrichtung einen Transport in zwei senkrecht zu­ einander liegenden Richtungen erlauben. Die Förderein­ richtungen 14 bzw. die Transportwalzen 15 haben auf die prinzipielle Funktionsweise der Fertigungsanlage 7 jedoch keinen direkten Einfluß, daher soll auf ihre Funktionsweise nicht näher eingegangen werden.

Der Rohling 4 ist zur Erläuterung des Fertigungsab­ laufs dabei mehrfach in der Fertigungsanlage 7 erkenn­ bar. In der Realität werden sich jedoch in einer Fer­ tigungsanlage der dargestellten Dimension jeweils nur einer oder maximal zwei der Rohlinge 4 befinden.

In einem Teilbereich der Fördereinrichtungen 14 er­ folgt ein Einsteuern des Rohlings 4. Der Rohling 4 bewegt sich dabei gemäß der durch den Pfeil 16 ange­ deuteten Richtung zur Fertigungsstation 10.

In der Fertigungsstation 10 erfolgt in einem ersten Verfahrensschritt eine Vorbereitung der wenigstens annähernd eben ausgebildeten Seitenfläche, hier insbe­ sondere der Grundfläche 5 des Rohlings 4. Diese Vorbe­ reitung ist dabei in erster Linie eine Reinigung der Grundfläche 5 des Rohlings 4. Diese Reinigung kann durch mechanische Reinigungsmittel wie z. B. Bürsten oder Ähnliches erfolgen, sie kann jedoch auch aus­ schließlich oder unterstützend Flüssigkeit, insbeson­ dere mit mit Reinigungsmitteln versehenes Wasser, ein­ setzen, welches z. B. mit Hochdruck gegen die Grundflä­ che 5 gesprüht wird.

Außerdem erfolgt in der Fertigungsstation 10 oder spä­ testens auf dem gemäß dem Pfeil 17 angedeuteten weite­ ren Weg des Rohlings 4 ein Trocknen der gereinigten Grundfläche 5.

Dieses Reinigen und Trocknen der Grundfläche 5 dient dazu, die Fläche für ein Verbinden, insbesondere ein Verkleben, mit dem Trägermaterial 2 vorzubereiten. Je nachdem, ob die Grundfläche 5 die Grundfläche 5 eines soeben gemäß dem Pfeil 16 eingesteuerten Rohlings 4 oder eines aus dem Kreislaufprozeß zu der Fertigungs­ station 10 zurückkehrenden Rohlings ist, ist es erfor­ derlich, hier die Verschmutzungen von der groben Vor­ bearbeitung oder der in der Fertigungsstation 13 er­ folgenden Trennung soweit zu beseitigen, daß in der Fertigungsstation 11 ein Verbinden, insbesondere ein Verkleben, der Grundfläche 5 mit dem Trägermaterial 2 ermöglicht wird.

Fig. 4 erläutert anhand der in dem Ausführungsbeispiel ablaufenden Vorgänge in der Fertigungsstation 11, das Verbinden des Trägermaterials 2 mit der Grundfläche 5 des Rohlings 4. Die prinzipmäßige Schnittdarstellung läßt erkennen, daß der Rohling 4 mit seiner Grundflä­ che 5 auf mehreren Walzen 18 aufliegt und eine Vor­ schubbewegung 19 erfährt. Außerdem wird der Grundflä­ che 5 des Rohlings 4 das Trägermaterial 2 zugeführt und über eine Anpreßrolle 20 auf die Grundfläche 5 aufgepreßt. Dabei ist das Trägermaterial 2 mit einem thermisch aktivierbaren Kleber getränkt und kann als vorbereitetes endloses Halbzeug, z. B. auf einer Rolle (nicht dargestellt), bevorratet werden. Kurz vor Er­ reichen der Anpreßrolle 20 durchläuft das Trägermate­ rial 2 einen Bereich mit zwei Wärmestrahlern 21, wel­ che mittels Infrarot-Strahlung abgegebener thermischer Energie den in dem Trägermaterial 2 befindlichen ther­ misch aktivierbaren Kleber aktivieren. Zeitgleich wird die Grundfläche 5 des Rohlings 4 von zwei Wärmestrah­ lern 21', welche nach demselben Funktionsprinzip ar­ beiten, aufgeheizt. In dem Bereich, in dem die Anpreß­ rolle 20 das Trägermaterial 2 auf die Grundfläche 5 des Rohlings 4 anpreßt, sind damit alle an der Verkle­ bung beteiligten Elemente, also das Trägermaterial 2 und die Grundfläche 5, auf ein hohes thermisches Ener­ gieniveau angehoben. Durch das Anpressen des Trägerma­ terials 2 mittels der Anpreßrolle 20 wird das Träger­ material 2 gleichmäßig mit der Grundfläche 5 des Roh­ lings 4 verklebt.

Nicht dargestellte Alternativen können durchaus auch andere Klebeverfahren einsetzen, so daß neben der oben beschriebenen Heißverklebung in der Fertigungsstation 11 auch jede andere Form der Verklebung, z. B. mit Zwei-Komponenten-Klebern oder ähnlichem, durchgeführt werden könnte.

Der weitere Ablauf ist wiederum in Fig. 3 zu erkennen. Von der Fertigungsstation 11, dem Heißverkleben der Grundfläche 5 mit dem Trägermaterial 2, wird der Roh­ ling 4 gemäß dem Pfeil 22 zur Fertigungsstation 12 weitertransportiert. In der Fertigungsstation 12 er­ folgt dann ein Aushärten bzw. Abkühlen der in der Fer­ tigungsstation 11 hergestellten Verbindung zwischen dem Trägermaterial 2 und der Grundfläche 5 des Roh­ lings 4. Parallel dazu kann ein seitlicher, linearer Schnitt des Trägermaterials 2 erfolgen. Dazu wird das Trägermaterial 2 an seinen seitlichen Kanten innerhalb der Kanten des Rohlings 4 seitlich linear beschnitten. Im weiteren Fertigungsablauf werden die Teilbereiche des Rohlings 4, welche das so beschnittene Trägermate­ rial 2 seitlich überragen, zusammen mit dem dünn­ schichten Halbzeug 1 von dem Rohling abgetrennt. Da sie jedoch nicht die stützende und stabilisierende Hilfe des Trägermaterials 2 erfahren, werden sie ab­ brechen oder zerfallen und zusammen mit dem durch den Trennvorgang verursachten Abraum abtransportiert. Die durch die grobe Bearbeitung der Seitenflächen 6 unre­ gelmäßigen Kanten des Rohlings 4 werden beim fertigen Halbzeug 1 dann nicht mehr zu erkennen sein.

Gemäß dem Pfeil 23 gelangt der so ausgehärtete bzw. abgekühlte und gegebenenfalls an seinem Trägermaterial 2 seitlich linear beschnittene Aufbau aus Trägermate­ rial 2 und Rohling 4 in die Fertigungsstation 13. In der Fertigungsstation 13 erfolgt ein Trennen des dünn­ schichtigen Halbzeug 1 von dem Rohling 4, wobei sämt­ liche an sich bekannten Verfahren zum Trennen von der­ artigen Materialien eingesetzt werden können.

Besonders günstig ist es jedoch, in der Fertigungssta­ tion 13 ein Trennen gemäß dem in den nachfolgenden Fig. 5 bis 7 beschriebenen Trennverfahren durchzu­ führen.

Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht auf eine Vor­ richtung zum Abtrennen des dünnschichtigen Halbzeuges 1 von dem Rohling 4 dargestellt. Um zumindest noch prinzipmäßig die funktionalen Teile erkennen zu kön­ nen, ist der Rohling 4 dabei lediglich in einer trans­ parenten Darstellungsform angedeutet. Der Rohling 4 liegt dabei auf einem Maschinentisch 24, welcher aus zwei Teiltischen 24a, 24b aufgebaut ist. Der Rohling 4 erfährt eine Vorschubbewegung 25, welche hier in ihrer Richtung durch einen Pfeil 25 angedeutet ist. In Rich­ tung der Vorschubbewegung 25 des Materialblocks 1 vor bzw. hinter dem Maschinentisch 24 sind jeweils noch Teile der Fördereinrichtungen 14 zu erkennen.

In der dargestellten, prinzipmäßigen Draufsicht auf die Fertigungsstation 13 ist außerdem eine Seilsäge­ einrichtung 26 erkennbar, welche zwei Spann- bzw. An­ triebsrollen 27 aufweist, deren Mechanik und Funkti­ onsweise aus dem Stand der Technik bekannt und daher nicht näher erläutert ist. Entgegen den an sich be­ kannten Seilsägevorrichtungen 26 wird jedoch ein Säge­ mittel 28, hier jedoch durch die Führungseinrichtung 28 bzw. Führungsrollen 29, welche in dem Teiltisch 24b des Maschinentischs 24 angeordnet sind, so geführt, daß eine abrasiv wirkende Kante 30 des Sägemittels 28 sich, durch eine Bewegung des Sägemittels 28 in seiner axialen Richtung, in einem kreissegmentförmigen Ver­ lauf durch den Rohling 4 sägt. Dieser kreissegmentför­ mige Verlauf sorgt dafür, daß ein besseres Ausspülen von Schleif- bzw. Sägestaubs durch Spüleinrichtung 31 und Saugeinrichtungen 32 von dem Ort seines Entstehens gewährleistet werden kann.

Die Spüleinrichtungen 31 sind jeweils hinter den Füh­ rungsrollen 29 angeordnet, so daß diese, welche gegen­ über Schleif- bzw. Sägestaub bzw. -schlamm besonders anfällig sind, jeweils gleichmäßig freigespült werden. Die Spüleinrichtungen 31 sind in den Teiltisch 24b des Maschinentischs 24 eingebracht und weisen eine gemein­ same Versorgungsleitung 33 auf. Vergleichbares gilt für die jeweils zwischen den Führungsrollen 29 ange­ ordneten Saugeinrichtungen 32, welche in eine gemein­ same Saugleitung 34 münden. Die Versorgungsleitung 33 und die Saugleitung 34 führen in nicht dargestellter, jedoch an sich bekannter Art und Weise, zu der zentra­ len Versorgungs- und Steuereinheit 8 der Fertigungsan­ lage 7. Von der Versorgungs- und Steuereinheit 8 wird das Spülen und Absaugen dann realisiert und gesteuert.

In Fig. 6 ist eine prinzipielle Schnittdarstellung gemäß der Linie VI-VI in Fig. 5 dargestellt, wobei hier zur Vereinfachung des Sachverhalts auf eine Dar­ stellung der hinter der Schnittebene liegenden Elemen­ te der Vorrichtung verzichtet wurde. Im dargestellten vergrößerten Ausschnitt sind Bereiche der beiden Teil­ tische 24a, 24b des Maschinentischs 24 erkennbar, so­ wie eine der Führungsrollen 29, welche in dem Teil­ tisch 24b eingesetzt ist. Das flexible Sägemittel 28 weist einen keilriemenartigen Querschnitt auf, welcher im Bereich seiner abrasiv wirkenden Kante 30 mit ent­ sprechenden Hartstoffen 35, wie z. B. Diamant, versehen ist. Durch die Führungsrollen 29 und durch die das Sägemittel 28 stabilisierende, keilriemenartige Quer­ schnittform wird das Sägemittel 28 zentrisch in einer Schnittfuge 36 geführt. Diese Schnittfuge 36, welche das Sägemittel 28 in den Rohling 4 einbringt, trennt von dem Rohling 4, auf seiner mit dem Trägermaterial 2 beschichteten Grundfläche 5, die dünne Zierschicht 3 ab.

Das dünnschichtige Halbzeug 1 wird mit einer Geschwin­ digkeit die der Geschwindigkeit der Vorschubbewegung 24 des Rohlings entspricht, durch eine Öffnung 37 zwi­ schen den Teiltischen 24a und 24b abgeführt. Dazu kön­ nen z. B. eine oder mehrere Transportwalzen 38 dienen, welche die gleichmäßige Abfuhr des dünnschichtigen Halbzeuges 1 sicherstellen.

Um die Belastung der Führungsrollen 29 durch den in der Schnittfuge 36 entstehenden Schleif- bzw. Säge­ schlamm zu minimieren, ist hinter jeder der Führungs­ rollen 29 eine der Spüleinrichtungen 31 angeordnet, welche einerseits die Führungsrolle 29 freispült und andererseits eine spülende und kühlende Wirkung auf das in der Schnittfuge 36 laufende Sägemittel 28 aus­ übt.

Fig. 7 zeigt eine prinzipielle Schnittdarstellung ge­ mäß der Linie VII-VII in Fig. 5. Analog zu Fig. 6 wur­ de auch hier zur Erhöhung der Übersichtlichkeit auf eine Darstellung der hinter der Schnittebene angeord­ neten Elemente, wie z. B. der Führungsrollen 29 ver­ zichtet. Der Querschnitt gemäß Fig. 7 ist in einem Bereich zwischen zwei der Führungsrollen 29 angeord­ net, das Sägemittel 28 ist in diesem Bereich also un­ geführt. Auf die vergleichsweise kurze Länge des Säge­ mittels 28 zwischen den Führungsrollen 29 wirkt jedoch die keilriemenförmige Querschnittsform des Sägemittels 28 in der Art stabilisierend, daß hier keine Dezen­ trierung des Sägemittels 28 der Schnittfuge 36 zu be­ fürchten ist.

Die in Fig. 7 erkennbaren Elemente des prinzipmäßigen Querschnitts entsprechen zu ihren größten Teilen den bereits in Fig. 6 erläuterten Teilelementen, aller­ dings ist anstatt einer Spüleinrichtung 31 hier eine Saugeinrichtung 32 erkennbar, welche für das Absaugen der für die Spüleinrichtung 31 gemäß Fig. 5 einge­ brachten Spül- bzw. Kühlflüssigkeit vorgesehen ist, und welche damit gleichzeitig den durch die Spülflüs­ sigkeit gelösten und aus dem Bereich der abrasiv wir­ kenden Kante 30 weggespülten Schleif- bzw. Sägeschlamm absaugt. Erst durch die Kombination der Saugvorrich­ tung 32 mit den Spüleinrichtungen 31 wird ein ideales Kühlen und Freispülen der Schnittfuge 36 erreicht.

Im Querschnitt des Sägemittels 28 in Fig. 6 und Fig. 7 ist zu erkennen, daß die Hartstoffe 35 in Form von U- förmigen, mit Hartstoffen 35 beschichteten Blechele­ menten 39 auf einen elastischen und flexiblen Keilrie­ men 40 aufgebracht werden. Zum Erlangen einer höheren Zugfestigkeit sind dabei Verstärkungsseile 41, z. B. aus Stahllitzen, Kevlarfäden oder Ähnlichem, in den Querschnitt des Keilriemens 40 eingearbeitet.

Die nur teilweise Beschichtung mit den Hartstoffen 35 ist prinzipiell von diamantbeschichteten Seilsägen bekannt und ermöglicht es, daß zwischen den mit Hart­ stoffen 35 beschichteten Bereichen eine ideale Kühlung und Abfuhr des Schleif- bzw. Sägeschlamms durch die über die Spüleinrichtungen 31 zugeführte und über die Saugeinrichtungen 32 abgeführte Spülflüssigkeit er­ reicht werden kann.

Dabei ermöglicht die Querschnittform des Sägemittels 28 in der Art eines Keilriemens 40 zwei sehr günstige Effekte. Einerseits kommt es durch die Querschnittform selbst zu einer Stabilisierung des Sägemittels 28 ent­ lang seiner axialen Achse, andererseits ermöglicht die Form und die nur im Bereich der abrasiv wirkenden Kan­ te 30 angeordneten Hartstoffe 35 eine ideale Führbar­ keit des Sägemittels 28 in den Führungsrollen 29. Die­ se Ausführungsform des Sägemittels 28 verbessert damit die Führung und Zentrierung des Sägemittels 28 in der, und durch die, Schnittfuge 36.

In Fig. 3 ist dann wieder zu erkennen, wie der Rohling 4 nach der Fertigungsstation 13, nämlich dem Trennvor­ gang, weiterverarbeitet wird. Die verbleibende Rest­ dicke des Rohlings 4 wird beim Verlassen der Ferti­ gungsstation 13, z. B. durch einen Sensor (nicht darge­ stellt) erfaßt. Die Versorgungs- und Steuerungseinheit 8 kann anhand dieses Wertes ermitteln, ob die verblei­ bende Restdicke des Rohlings 4 zur Herstellung eines weiteren dünnschichtigen Halbzeuges 1 ausreicht oder nicht.

Wenn die Restdicke des Rohlings ausreichend ist, so wird dieser gemäß dem Pfeil 42 zu der Fertigungsstati­ on 10 gefördert, der Fertigungskreislauf beginnt dann mit der Reinigung der Grundfläche 5 von Resten des Schleif- bzw. Sägestaubs erneut.

Wird die Restdicke des Rohlings 4 als zu gering einge­ stuft, so wird der Rest-Rohling 4 in der durch den Pfeil 43 angedeuteten Art aus der Fertigungsanlage 7 ausgesteuert. Zur Wiederaufnahme des oben beschriebe­ nen Fertigungskreislaufs muß dann wieder ein neuer Rohling 4 gemäß Pfeil 16 in die Fertigungsanlage ein­ gesteuert werden.

Sollte die bearbeitete Grundfläche 5 des Rohlings 4 beim Einsteuern nicht ausreichend eben gewesen sein, so hat sich diese Problematik nach dem ersten Umlauf des Rohlings 4 erledigt, wobei dann jedoch das erste hergestellte dünnschichtige Halbzeug 1 entweder Aus­ schuß ist oder zumindest nachbearbeitet werden muß.

In Fig. 8 ist eine Flächenbearbeitungsvorrichtung 44 für eine Nachbearbeitung der dünnen Zierschicht 3 des dünnschichtigen Halbzeuges 1 in einer stark schemati­ sierten Seitenansicht dargestellt. Der Verfahrens­ schritt der Nachbearbeitung der dünnen Zierschicht 3 mittels der Flächenbearbeitungseinrichtung 44 ist le­ diglich als optionaler Verfahrensschritt zu sehen, welcher je nach Auswahl des Trennverfahrens der Ferti­ gungsstation 13 nur gegebenenfalls notwendig ist.

In Fig. 3 ist dieser optionale Fertigungsschritt mit der Flächenbearbeitungseinrichtung 44 nicht darge­ stellt, er kann beispielsweise jedoch direkt unter der Fertigungsstation 13 angeordnet sein, so daß das dünn­ schichtige Halbzeug 1 nach der Abfuhr aus der Ferti­ gungsstation 13 direkt auf einer Vakuumträgereinrich­ tung 45 zu liegen kommt. Dabei kann die Bewegung der Vakuumträgereinrichtung 45 mit der selben Geschwindig­ keit wie die Vorschubbewegung 25 des Rohlings erfol­ gen, so daß das dünnschichtige Halbzeug 1 direkt durch die Öffnung 37 der Trenneinrichtung auf die Vakuumträ­ gereinrichtung 45 läuft. Diese Art der Abfuhr des dünnschichtigen Halbzeuges 1 kann dabei prinzipiell auch ohne eine erfolgende Nachbearbeitung sinnvoll eingesetzt werden, insbesondere dann, wenn die Vakkum­ trägereinrichtung 45 aufgrund von gelegentlich, z. B. in Abhängigkeit von dem eingesetzten Materialien des Rohlings 4, erforderlicher Nachbearbeitungen ohnehin vorhanden ist.

Die schematische Darstellung der Fig. 8 zeigt das dünnschichtige Halbzeug 1 aus der dünnen Zierschicht 3 mit dem Trägermaterial 2 auf der Vakuumträgereinrich­ tung 45. Auf der Vakuumträgereinrichtung 45 wird das dünnschichtige Halbzeug 1 aufgelegt und durch das Er­ zeugen eines Unterdrucks bzw. eines Vakuums über die gesamte Fläche auf der Vakuumträgereinrichtung 45 flä­ chig fixiert. Die Vakuumträgereinrichtung 45 erfährt eine Vorschubbewegung, durch welche sich die Vakuum­ trägereinrichtung 45 mit dem dünnschichtigen Halbzeug 1 auf hier nur angedeuteten Transportwalzen 47 unter mehreren Schleifwalzen 48 hindurchbewegt.

Bei den Schleifwalzen 48, welche hier nur schematisch angedeutet sind, handelt es sich um mit Hartstoffen beschichtete Schleifwalzen 48, wie z. B. Diamant­ schleifwalzen. Die Flächenbearbeitung bzw. das Flä­ chenschleifen in der Flächenbearbeitungseinrichtung 44 erfolgt dabei als Naßschleifen, bei dem durch ein schematisch angedeutetes Rohr 49 Schleifwasser zuge­ führt wird.

Nachdem die Flächenbearbeitung durch die Schleifwalzen 48 erfolgt ist, kann die Flächenbearbeitungseinrich­ tung 44 außerdem über einen optischen oder mechani­ schen Meßsensor 50 eine Messung der Schichtdicke des dünnschichtigen Halbzeuges 1 erfolgen, deren Ergebnis z. B. einem Qualitätsmanagement zugeführt werden kann.

Für eine Weiterverarbeitung des dünnschichtigen Halb­ zeuges 1 im Rahmen einer dreidimensonialen Formgebung ist dies besonders sinnvoll, das Trägermaterial 2, wie es bereits beschrieben wurde, als mehrdimensional pla­ stisch verformbares Trägervlies auszubilden, welches dann für die weitere dreidimensionalen Formgebungsver­ fahren, z. B. nach der nicht vorveröffentlichten DE 199 (P031800) eingesetzt werden kann. Dieses in der, ge­ nannten Schrift als plastischer Fixierfilm bezeichnete und aus einem mehrdimensional plastisch verformbaren Vlies aufgebaute Trägermaterial 2 kann dann während dem Transport, Lagerung und Weiterverarbeitung auf der dünnen Zierschicht 3 verbleiben, welche dadurch wäh­ rend der Lagerung und dem Transport stabilisierend zusammengehalten wird.

Das Ausgangsprodukt des beschriebenen Verfahrens ist also ein ohne - oder zumindest ohne umfangreiche - wei­ tere Bearbeitungsschritte einzusetzendes dünnschichti­ ges Halbzeug 1 zur Weiterverarbeitung in einem Verfah­ ren zur dreidimensionalen Formgebung und/oder Be­ schichtung von gekrümmten oder flächigen Elementen mit dem Material der dünnen Zierschicht 3. Das dünnschich­ tige Halbzeug des beschriebenen Ausführungsbeispiels stellt also eine Art "Natursteinfurnier" bzw. "Gesteinsfurnier" dar.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung eines dünnschichtigen Halbzeuges mit einem wenigstens eindimensional verformbaren Trägermaterial, insbesondere einem mehrdimensional plastisch verformbaren Trä­ gervlies, und einer dünnen Zierschicht aus minera­ lischem, in dünner Schicht bruchgefährdetem Mate­ rial aus einem blockartigen Rohling, welcher auf wenigstens einer Seitenfläche wenigstens annähernd eben ausgebildet ist, mit den nachfolgenden Ver­ fahrensschritten:

• 1. 1.1 in einem ersten Verfahrensschritt erfolgt eine Vorbereitung der wenigstens annähernd eben ausge­ bildeten Seitenfläche (5) des Rohlings (4);
• 2. 1.2 in einem zweiten Verfahrensschritt erfolgt ein Verbinden des Trägermaterials (2) mit der wenig­ stens annähernd eben ausgebildeten Seitenfläche (5) des Rohlings (4);
• 3. 1.3 in einem dritten Verfahrensschritt wird das Trä­ germaterial (2) zusammen mit der dünnen Zier­ schicht (3) von dem Rohling (4) abgetrennt;
• 4. 1.4 gleichzeitig zu dem dritten Verfahrensschritt er­ folgt in einem vierten Verfahrensschritt eine Ab­ fuhr des hergestellten Halbzeuges (1).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (4) in einen Kreislaufprozeß einge­ steuert wird, wobei der Rohling (4) dann jeweils den ersten, den zweiten und den dritten Verfah­ rensschritt in einem andauernden Kreislauf durch­ läuft, bis eine verbleibende Restdicke des Roh­ lings (4) keinen weiteren Verfahrensschritt mehr erlaubt, wonach der Rohling (4) dann aus dem Kreislaufprozeß ausgesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Verfahrensschritt das Vorbereiten der wenigstens annähernd eben ausgebildeten Sei­ tenfläche (5) des Rohlings (4) durch Reinigen und Trocknen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Verfahrensschritt das Verbinden des Trägermaterials (2) mit der wenigstens annähernd eben ausgebildeten Seitenfläche (5) des Rohlings (4) durch ein Verkleben erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heißklebeverfahren zum Verkleben des Trägerma­ terials (2) mit dem Rohling (4) eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der wenigstens annähernd eben ausgebildeten Seitenfläche (5) des Rohlings (4) das Trägermate­ rial (2) unter Einfluß von Wärme angedrückt wird, wobei das Trägermaterial (2) zuvor mit einem ther­ misch zu aktivierenden Kleber versehen wurde.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten und dem dritten Verfahrens­ schritt ein weiterer Verfahrensschritt eingescho­ ben wird, wobei in diesem Verfahrensschritt ein Aushärten der zum Verkleben des Trägermaterials (2) mit dem Rohling (4) eingesetzten Materialien erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zwischen dem zweiten und dem dritten Ver­ fahrensschritt eingeschobenen Verfahrensschritt ein Beschnitt des Trägermaterials (2) auf lineare seitliche Kanten erfolgt, wobei die verbleibende Breite des Trägermaterials (2) kleiner als die Breite der mit dem Trägermaterial (2) versehenen Seitenfläche (5) des Rohlings (4) ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dritten Verfahrensschritt die dünne Zier­ schicht (3) von der mit dem Trägermaterial (2) versehenen und einem Maschinentisch (24) zugewand­ ten Seitenfläche (5) des Rohlings (4) mittels ei­ nes flexiblen, wenigstens teilweise abrasiv wir­ kende Hartstoffe (35) aufweisenden, sich relativ zu dem Rohling (4) bewegenden Sägemittels (28), welches durch eine relative Vorschubbewegung (25) zwischen dem Sägemittel (28) und dem Rohling (4) eine Schnittfuge (36) in den Rohling (4) ein­ bringt, abgetrennt wird, wobei das Sägemittel (28) durch seine Querschnittform und/oder durch Füh­ rungseinrichtungen (29) in der Schnittfuge (36) zentrisch geführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (4) durch eine Kraft, welche direkt oder indirekt aus der Gravitation resultiert, ge­ gen den Maschinentisch (24) gepreßt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das die dünne Zierschicht (3) mit dem Trägermate­ rial (2) durch eine Öffnung (37) zwischen zwei Teiltischen (24a, 24b) des Maschinentischs (24) mit einer Geschwindigkeit abgeführt wird, welche we­ nigstens annähernd der Geschwindigkeit der Vor­ schubbewegung (25) entspricht.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Verändern der Lage der zwei Teiltische (24a, 24b) zueinander, senkrecht zu der Vorschubbe­ wegung (25), die Dicke der dünnen Zierschicht (3) mit dem Trägermaterial (2) eingestellt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Öffnung (37) abgeführte dünne Zier­ schicht (3) mit dem Trägermaterial (2) von einer Vakuumträgereinrichtung (45) aufgenommen wird, wo­ bei die Vakuumträgereinrichtung (45) eine relative Bewegung zu dem Maschinentisch (24) mit derselben Geschwindigkeit ausführt wie der Rohling (4).

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß je nach erforderlicher Qualität und Schichtstärke der dünnen Zierschicht (3) an den vierten Verfah­ rensschritt anschließend eine Flächenbearbeitung der Zierschicht (3) erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbearbeitung der dünnen Zierschicht (3) durch ein Flächenschleifen erfolgt, während das dünnschichtige Halbzeug (1) auf der Vakkuumträger­ einrichtung (45) gehaltert wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Verfahrensschritten die Bearbeitung des Rohlings (4) von unten aus erfolgt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislaufprozeß in eine eigenständige Ferti­ gungseinheit mit zentraler Versorgungs- und Steue­ rungseinrichtung (8) zusammengefaßt wird.