EP3127689A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von wabenplatten - Google Patents

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EP3127689A1
EP3127689A1 EP16001675.4A EP16001675A EP3127689A1 EP 3127689 A1 EP3127689 A1 EP 3127689A1 EP 16001675 A EP16001675 A EP 16001675A EP 3127689 A1 EP3127689 A1 EP 3127689A1
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EP
European Patent Office
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honeycomb
unit
strip
plane
joining
Prior art date
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EP16001675.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3127689B1 (de
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Jörg Vonderheiden
Thomas Hassel
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Sinecell Corrugated Technologies GmbH
Original Assignee
Sinecell Corrugated Technologies GmbH
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Publication date
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Publication of EP3127689A1 publication Critical patent/EP3127689A1/de
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Publication of EP3127689B1 publication Critical patent/EP3127689B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31D—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER, NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B31B OR B31C
    • B31D3/00—Making articles of cellular structure, e.g. insulating board
    • B31D3/02—Making articles of cellular structure, e.g. insulating board honeycombed structures, i.e. the cells having an essentially hexagonal section
    • B31D3/0223—Making honeycomb cores, e.g. by piling a plurality of web sections or sheets
    • B31D3/023—Making honeycomb cores, e.g. by piling a plurality of web sections or sheets by cutting webs longitudinally into strips, piling these strips and uniting them along lines perpendicular to the cuts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31D—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER, NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B31B OR B31C
    • B31D3/00—Making articles of cellular structure, e.g. insulating board
    • B31D3/005—Making cellular structures from corrugated webs or sheets
    • B31D3/007—Making cellular structures from corrugated webs or sheets by cutting corrugated webs longitudinally into strips, piling these strips and uniting them

Definitions

  • the invention relates to a method for producing honeycomb panels according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an apparatus for performing a method according to claim 1 according to the preamble of claim 6.
  • Paper honeycomb e.g. They are predominantly based on the renewable raw material wood and are less affected by resource shortages than fossil raw materials and metal raw materials. They are inexpensive, have very good mechanical properties with low material usage and therefore allow a comparatively large weight reduction.
  • the competing embodiments are on the one hand the classic honeycomb construction (honeycomb) and on the other hand, the (bridge) honeycomb panel.
  • DE10305747 describes a workpiece multilayer longitudinal section, and a method and an apparatus for its preparation.
  • DE3644419 discloses a laser cutting system for cutting flat material.
  • DE19913830 teaches corrugated board folding honeycomb and a method and apparatus for making same.
  • DE4215261 is based on a method and an apparatus for producing a honeycomb body. For this purpose, a honeycomb body is cut, which is glued to a newly cut honeycomb body.
  • DE 19654672 shows a method and an apparatus for producing a corrugated cardboard honeycomb core wherein a separation of the corrugated cardboard in the feed direction is proposed.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the state of science and technology.
  • This object is achieved by the invention by a method for producing honeycomb panels, wherein a honeycomb-structured starting material is transported in a transport plane, then separated along a parting line, the resulting honeycomb strip serves as base strip for producing the honeycomb structure and at least one further honeycomb strip joined to the base strip and stacked in a stacking plane and is available as a new base strip for a subsequent expansion step, wherein transport and stacking plane are almost parallel and both are aligned almost perpendicular to the parting plane and the material thickness of the final thickness of the honeycomb plate to be produced by the separation process before the joining process equivalent.
  • a honeycomb panel is to be understood as a sandwich component made of honeycomb strips, in which parallel web elements are connected to one another by material strips which do not run parallel thereto.
  • starting material which consists of at least one web element and are not connected to this parallel material strips.
  • Transport level is the level in which the starting material is moved.
  • stack level is meant the plane on which the honeycomb strips form the honeycomb panel by a joining together.
  • the advantage of this method is that no isolable intermediate must be added, so that non-mechanical separation processes can be used and a subsequent drying process is eliminated.
  • According to the state of science and technology following honeycomb panels are joined into a block, which is then separated by a mechanical sawing process.
  • the omission of this production-technical intermediate step not only has the advantage that such a block firstly does not have to be generated, but the additional advantage that a block not to be produced as such also does not have to be singulated; - the separation of such a block can be made economically only by mechanical separation processes, such as that of a sawing.
  • separation processes such as the use of a laser, an electron beam, plasma or a water jet can thus be realized.
  • non-mechanical separation processes has the advantage, in contrast to the mechanical separation processes, of being able to produce cutting surfaces virtually without force. As a result, bruising of the honeycomb structures can be prevented. Burrs arise in the separation zones also only in minimal form.
  • the separation process is to be carried out by a laser beam, since such produces almost burr-free cut surfaces.
  • a corresponding laser cutting technology is relatively inexpensive and can be made without cutting, in contrast to the use of mechanical separation processes.
  • the honeycomb strip produced after the separation process is pressed onto the previously produced honeycomb strip provided with joining material (for example adhesive).
  • joining material for example adhesive
  • pressing in this sense is meant any form of bringing two joining surfaces together until physical contact.
  • the positioning of two successive honeycomb strips can be made so that they can be made alternately defined within the manufacturing process.
  • the stripes may be oriented so that peaks and valleys of a wave are aligned so that peaks and valleys are nearly in one plane.
  • an arbitrarily defined phase shift of heights and valleys can be realized.
  • the invention overcomes the disadvantages of science and technology by a device for carrying out a method of a transport device, which in turn from a push and or traction unit, a pressing unit, a separating unit, a joining unit and a guide unit, wherein the pressing unit consists of at least two guide elements rigidly interconnected.
  • Under transport device is a device to understand that consists of a push and pull unit or a support surface for the starting material. Only one unit can pull and push simultaneously depending on the direction.
  • draw unit is understood to mean a device which pulls the starting material in the direction of the conveying direction.
  • a traction unit can consist of a roller extending tangentially to the web surface of the starting material or a belt driven by a roller, which is counteracted by a drive unit opening into a trough from the opposite side. In order to realize horizontal displacements of the transport device, this is of course also horizontally displaceable in the transport plane.
  • push unit is meant a device which pushes the starting material in the conveying direction.
  • a pushing unit can be made in the same form as a tractor unit.
  • Under separation unit is in turn a device to understand that is movable to the transport device and equipped with a cutting tool.
  • joining unit is meant a device which has movable honeycomb strip with each other to the transport device. This can be a role in the respective case, which continuously applies adhesive to the webs of the honeycomb strip.
  • guide unit a device which guides the honeycomb plate to be formed and geometrie elected forms. This can be done as a shaft. The width of the shaft in turn can be determined by an adjusting device.
  • a pressing unit is to be understood as a device which can be moved relative to the transport device and which consists of at least two guide elements and transmits a force to them.
  • such a guide element is designed to be rotatable.
  • the surface of the guide element can, due to its geometry, engage in the wave profile of the resulting honeycomb plate. But also a rolling of the guide element on the wave heights can be effective.
  • a correspondingly rigid connection between the guide elements can transmit forces in all three production axes, so that not only drive forces but also centering forces can be transmitted uniformly to the guide elements. Due to the design as a rigid connection between the guide elements, it is possible to couple them at a defined distance with the separator.
  • both guide elements are rotatable and almost identical running and mounted with the device connecting them so that both guide elements are compared to their storage in static equilibrium.
  • the respective guide element can be used depending on the direction. That During the manufacturing process, which is performed from the left to the right side, the same guide element is always engaged, while from the right to the left side, another guide element is actively involved in the manufacturing process.
  • Another advantage of the symmetrical design is that a force can be introduced into the static center of the connection of the guide elements and thereby, regardless of In the manufacturing process located guide element, respectively the same force or the same moment can be transferred to the guide element located in the manufacturing process.
  • a torque sensor can be provided, which initiates a force or torque as needed in the guide elements.
  • an embodiment has proven in roll form. But even toothed embodiments in which each individual tooth in heights and or valleys of the input and Ausgansmaterialien are conceivable.
  • its teeth may be structured in patterns, e.g. Intervene heights and valleys of the starting material and thereby realize centering and displacements in the form of horizontal orientations.
  • pressing, separating, joining and guiding unit are rigidly connected to each other and they can be moved relative to the transport device.
  • pressing, separating and joining unit can be stored, guided and driven by a device.
  • a strip-shaped separation can be realized, which is the starting product of the honeycomb panel.
  • the guide unit is provided as a shaft, which is designed as a leading receptacle for the honeycomb panel to be produced, a stacking process can even be performed depending on the weight of the strip only by its gravity, in that the pressing unit places the separated honeycomb strip on a storage surface.
  • a particularly preferred embodiment is to make the adjusting device and the guide unit movable relative to each other.
  • a corresponding support surface can be made to be displaceable perpendicular to the stack plane, so that the uppermost layer of a honeycomb panel growing after each singulation step always has the same distance to the pressing unit.
  • FIG. 1 a starting material (2) with aligned web element (3) is shown three-dimensionally. Wavy honeycomb structures (1) are applied to the web element (3). A honeycomb strip (4) is guided by the starting material (2) to be generated honeycomb plate (5). Wave troughs and heights are in each case in one plane at the honeycomb panel to be generated.
  • honeycomb strip (4) separated from the starting material (2) deposited on the honeycomb panel (5).
  • FIG. 2 become the starting material and the honeycomb plate to be generated Fig. 1 shown.
  • a pressing unit (10) consisting of two roller-shaped, rigidly interconnected guide elements (8), a separating unit (6), and a joining unit (9).
  • the separation unit (6) is positioned here via a linear guide (7) parallel to the conveying device (F) and designed with a laser cutting head.
  • the rigid connection of the guide elements (8) is mounted centrally.
  • the starting material (2) is pushed horizontally at right angles to the honeycomb panel (5) to be produced.
  • FIG. 3 a three-dimensional view of the device with starting material (2) and movable separation unit (6), guide elements (8), support surface (11) and joining unit (9) is shown.
  • FIG. 4 the pull-and-push (12), and guide unit (15) of the device are shown.
  • the starting material (2) via a support surface (11) to the pull o.
  • Pusher unit (12) is brought forward, which promotes the starting material (2) in the direction of separation unit (6).
  • a guide member (8) having a contact area corresponding to the width of the strip presses on the stock material (2), while at the same time the separation unit (6) separates the honeycomb strip (4).
  • the pressing unit (10) moves to the end of the starting material (2) and separates a honeycomb strip (4).
  • the joining unit (9) has the separated honeycomb strip (4) and the honeycomb panel transport unit (14) and conveys the resulting honeycomb panel (5) of separating (6), joining (9), and pressing unit (10) for generating the honeycomb panel (5 ) in a guide unit (15) which is formed here like a shaft.
  • the honeycomb panel (5) to be generated by a Honeycomb plate transport unit (14) moves away from the separation area.
  • the transport unit (14) is provided in rolls and / or roll form.
  • the shaft-shaped guide unit (15) is designed to be adjustable with respect to its guide width by an adjusting device (13), which means so much that a shaft wall is designed to be movable. As a result, different thickness honeycomb panels (5) can be created with one and the same machine.
  • the adjusting device (13) But even during the generation process can be exercised for centering purposes by the adjusting device (13), a horizontal contact pressure on the honeycomb panel (2) to be generated.
  • the separation of the honeycomb strip (4) takes place, this is added to existing honeycomb strip (4), the adjusting device (13) reduces the contact pressure on the honeycomb plate (5), is moved away from the separation area by the honeycomb plate transport unit (14), the adjusting device ( 13) builds up the pressure again and another strip (4) is separated from the starting material.
  • FIG. 5 and FIG. 6 the manufacturing process is shown from the front view.
  • the separating unit (6), joining unit (9) and guide unit (15) coupled to the pressing unit (10) move along the guide (7) over the starting material (2), while the separating unit (6) separates a honeycomb strip (4).
  • the pressing unit (10) moves to the end of the starting material (2) and is tilted by the introduction of a tilting moment in the center of gravity of the pressing unit (10), so that now the other guide element (8) on the "return path" can perform the same manufacturing process, so No trips are required.
  • FIG. 6 the "return" of Anpress (10) - separating (6) - guide (7) - and joining unit (9) is shown.
  • the same conditions apply as under FIG. 5 described.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wabenplatten (5) wobei ein wabenstrukturiertes Ausgangsmaterial (2) in einer Transportebene (T) transportiert wird, anschließend entlang einer Trennebene (t) getrennt wird, der erhaltene Wabenstreifen (4) als Basisstreifen zur Erzeugung der Wabenstruktur (1) dient und wenigstens ein weiterer Wabenstreifen (4) auf den Basisstreifen gefügt und in einer Stapelebene (S) gestapelt wird und als neuer Basisstreifen für einen darauf folgenden Erweiterungsschritt zur Verfügung steht, wobei Transport (T) - und Stapelebene (S) nahezu parallel verlaufen und beide nahezu senkrecht zur Trennebene (t) ausgerichtet sind dadurch gekennzeichnet, dass die vor dem Fügeprozess durch den Trennprozess erzeugte Materialstärke der Endstärke der zu erzeugenden Wabenplatte (5) entspricht. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Durchführung eines zuvor beschriebenen Verfahrens bestehend aus: einer Transportvorrichtung bestehend aus Schub- und oder Zugeinheit (12), einer Anpresseinheit (10), einer Trenneinheit (6), einer Fügeeinheit (9), einer Führungseinheit (15) dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinheit (10) aus wenigstens zwei starr miteinander verbundenen Führungselementen (8) besteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wabenplatten gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 6. Für die Gestaltung mobiler und immobiler Interieurs ist eine Substitution konventioneller Werkstoffe durch Leichtbau-Verbundwerkstoffe zur Reduzierung von Material-, Fertigungs-, und Transportkosten notwendig.
  • Eine Minimierung des Materialeinsatzes kann sich zudem positiv auf die Reziklierbarkeit der Baustoffe auswirken und somit einen Beitrag zum Umweltschutz leisten. Diese Baustoffe gilt es jedoch auch bezahlbar und qualitativ hochwertig zu produzieren, sodass eine automatisierte Herstellung anzustreben ist. Papierwaben z.B. basieren dabei überwiegend auf dem nachwachsenden Rohstoff Holz und sind weniger von Ressourcenverknappung betroffen als fossile Rohstoffe und Metallrohstoffe. Sie sind kostengünstig, haben bei geringem Materialeinsatz sehr gute mechanische Eigenschaften und ermöglichen daher eine vergleichsweise große Gewichtsreduktion. Die miteinander konkurrierenden Ausführungsformen sind zum einen die klassische Bienenwabenkonstruktion (honeycomb) sowie zum anderen die (Steg) Wabenplatte.
  • In "lightweightdesign" vol. 6 2009 S.55ff. beschreibt Britzke die bekannten Herstellungsverfahren und Formen.
  • DE10305747 beschreibt ein Werkstück mehrlagigen Längsschnitts, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dessen Herstellung.
  • DE3644419 offenbart ein Laser-Schneidsystem zum Schneiden von Flachmaterial.
  • DE19913830 lehrt Faltwaben aus Wellpappe sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu deren Herstellung.
  • Der DE4215261 liegt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers zugrunde. Hierzu wird ein Wabenkörper geschnitten, der an einen neu geschnittenen Wabenkörper geklebt wird.
  • DE 19654672 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wellkarton Wabenkerns wobei eine Trennung der Wellkartons in Vorschubrichtung vorgeschlagen wird.
  • Im Stand von Wissenschaft und Technik ist dabei der Produktion von Wabenplatten gemein, dass ein Ausgangsprodukt zu einem mechanisch vereinzelbaren Zwischenprodukt gefügt werden muss, anschließend eine Vereinzelung durch einen mechanischen Trennprozess vorgenommen werden muss und anschließend ein Trocknungsprozess eingeleitet wird, um das Endprodukt zu erhalten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes von Wissenschaft und Technik zu überwinden.
    Diese Aufgabe löst die Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung von Wabenplatten, wobei ein wabenstrukturiertes Ausgangsmaterial in einer Transportebene transportiert wird, anschließend entlang einer Trennebene getrennt wird, der erhaltene Wabenstreifen als Basisstreifen zur Erzeugung der Wabenstruktur dient und wenigstens ein weiterer Wabenstreifen auf den Basisstreifen gefügt und in einer Stapelebene gestapelt wird und als neuer Basisstreifen für einen darauf folgenden Erweiterungsschritt zur Verfügung steht, wobei Transport- und Stapelebene nahezu parallel verlaufen und beide nahezu senkrecht zur Trennebene ausgerichtet sind und die vor dem Fügeprozess durch den Trennprozess erzeugte Materialstärke der Endstärke der zu erzeugenden Wabenplatte entspricht.
  • Unter einer Wabenplatte ist dabei ein Sandwichbauteil aus Wabenstreifen zu verstehen, bei dem parallel verlaufende Stegelemente durch hierzu nicht parallel verlaufende Materialstreifen miteinander verbunden sind.
  • Unter wabenstrukturiertes Ausgangsmaterial ist dabei ein Ausgangsmaterial zu verstehen, das aus wenigstens einem Stegelement besteht und hierauf nicht parallel verlaufende Materialstreifen miteinander verbunden sind.
  • Unter Transportebene ist die Ebene zu verstehen, in der das Ausgangsmaterial bewegt wird. Unter Stapelebene ist die Ebene zu verstehen, auf der die Wabenstreifen durch ein Aufeinanderfügen die Wabenplatte bilden.
  • Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass kein vereinzelbares Zwischenprodukt gefügt werden muss, sodass auch nichtmechanische Trennprozesse eingesetzt werden können und ein anschließender Trocknungsprozess entfällt. Dem Stand von Wissenschaft und Technik folgend werden entsprechende Wabenplatten zu einem Block gefügt, der dann durch einen mechanischen Sägeprozess vereinzelt wird. Der Wegfall dieses produktionstechnischen Zwischenschritts hat dabei nicht nur den Vorteil dass ein solcher Block erst einmal nicht erzeugt werden muss, sondern den zusätzlichen Vorteil, dass ein nicht zu erzeugender Block als solcher auch nicht vereinzelt werden muss; -denn die Vereinzelung eines solchen Blockes kann wirtschaftlich nur durch mechanische Trennprozesse, wie zum Beispiel dem eines Sägens, vorgenommen werden.
  • Dadurch, dass auf eine solche Blockherstellung verzichtet wird, können somit Trennprozesse, wie zum Beispiel der Einsatz eines Lasers, eines Elektronenstrahls, Plasmas oder eines Wasserstrahls realisiert werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es somit einen Trennprozess vorzunehmen, der durch ein nichtmechanisches Trennverfahren durchgeführt wird.
  • Der Einsatz dieser nichtmechanischen Trennprozesse hat den Vorteil, im Gegensatz zu den mechanischen Trennprozessen nahezu kraftfrei Schnittflächen erzeugen zu können. Hierdurch können Quetschungen der Wabenstrukturen verhindert werden. Grate in den Trennzonen entstehen zudem nur in minimalster Form. Hinzu kommt, dass beim Einsatz eines mechanischen Trennprozesses das Trennwerkzeug verschleißt, was eben beim Einsatz nichtmechanischer Trennprozesse entfällt. Vorzugsweise ist dabei der Trennprozess durch einen Laserstrahl vorzunehmen, da ein solcher nahezu gratfreie Schnittflächen erzeugt. Zudem ist eine entsprechende Laserschneidtechnologie vergleichsweise preiswert und kann im Gegensatz zur Verwendung mechanischer Trennprozesse spanlos vorgenommen werden.
  • Den erfindungsgemäßen Verfahren immanent ist dabei, dass der erzeugte Wabenstreifen nach dem Trennprozess auf den vorherig erzeugten und mit Fügematerial (z.B. Klebstoff) versehenen Wabenstreifen gepresst wird. Unter "pressen" in diesem Sinne ist dabei jede Form des Aufeinanderzuführens zweier Fügeflächen bis zum physischen Kontakt zu verstehen. Dies hat den Vorteil, dass unmittelbar nach dem Trennprozess ein Fügeprozess vorgenommen wird, der die Grundlage der Herstellung der Wabenplatte darstellt. Hierdurch wird einem Verrutschen der einzelnen Wabenstreifen entgegengewirkt und durch die Druckbeaufschlagung zusätzlich eine Zentrierung des Wabenstreifens vorgenommen.
  • Selbstverständlich kann hierdurch die Positionierung zweier aufeinanderfolgender Wabenstreifen so vorgenommen werden, dass diese innerhalb des Herstellungsprozesses definiert wechselnd vorgenommen werden kann. Zum Beispiel können die Streifen so ausgerichtet werden, dass Höhen und Täler einer Welle so aufeinander ausgerichtet werden, dass Höhen und Täler nahezu in einer Ebene liegen. Selbstverständlich ist auch eine beliebig definierte Phasenverschiebung von Höhen und Tälern realisierbar.
  • Durch die reproduzierbare Ausrichtung der einzelnen Wabenstreifen zueinander kann die Steifigkeit und damit die Belastbarkeit des erzeugten Endprodukts erhöht werden und damit die mechanischen Eigenschaften optimiert werden. So können Knick- und Biegefestigkeiten gezielt beeinflusst werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt überwindet die Erfindung die Nachteile von Wissenschaft und Technik durch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens aus einer Transportvorrichtung, die wiederum aus einer Schub- und oder Zugeinheit besteht, einer Anpresseinheit, einer Trenneinheit, einer Fügeeinheit und einer Führungseinheit, bei der die Anpresseinheit aus wenigstens zwei starr miteinander verbundenen Führungselementen besteht.
  • Unter Transportvorrichtung ist dabei eine Vorrichtung zu verstehen die aus einer Schub- und oder Zugeinheit sowie einer Auflagefläche für das Ausgangsmaterial besteht. Dabei kann nur eine Einheit richtungsabhängig gleichzeitig ziehen und schieben.
  • Unter Zugeinheit ist eine Vorrichtung zu verstehen, die das Ausgangsmaterial in Richtung der Förderrichtung zieht. Eine solche Zugeinheit kann dabei aus einer tangential zur Stegfläche des Ausgangsmaterials verlaufenden Walze oder einem mit einer Walze angetriebenen Band bestehen, die durch eine, von der gegenüberliegenden Seite in ein Wellental mündende Antriebseinheit, gekontert wird. Um horizontale Verschiebungen der Transportvorrichtung realisieren zu können, ist diese natürlich auch in der Transportebene horizontal verschiebbar.
  • Unter Schubeinheit ist eine Vorrichtung zu verstehen, die das Ausgangsmaterial in Förderrichtung schiebt. Eine Schubeinheit kann in der gleichen Form ausgeführt werden wie eine Zugeinheit.
  • Unter Trenneinheit ist wiederum eine Vorrichtung zur verstehen, die beweglich zur Transportvorrichtung ist und mit einem Trennwerkzeug ausgestattet ist.
  • Unter Fügeeinheit ist eine Vorrichtung zu verstehen, die beweglich zur Transportvorrichtung Wabenstreifen miteinander verfügt. Dies kann im jeweiligen Fall eine Rolle sein, die kontinuierlich Klebstoff auf die Stege der Wabenstreifen aufbringt.
  • Unter Führungseinheit ist eine Vorrichtung zu verstehen, die die zu bildende Wabenplatte führt und geometriebedingt formt. Diese kann als Schacht ausgeführt werden. Die Breite des Schachts wiederum kann durch eine Justiervorrichtung bestimmt werden.
  • Unter Anpresseinheit ist eine, zur Transportvorrichtung bewegliche Vorrichtung zu verstehen, die aus wenigstens zwei Führungselementen besteht und eine Kraft auf diese überträgt.
  • Unter einem Führungselement ist dabei eine Vorrichtung zu verstehen, die Eingangs- und Ausgangsmaterial im Hinblick auf deren Verarbeitung ausrichtet und führt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei ein solches Führungselement drehbar ausgeführt. An der Kontaktfläche zwischen Führungselement und entstehender Wabenplatte kann die Oberfläche des Führungselementes geometriebedingt in das Wellenprofil der entstehenden Wabenplatte greifen. Aber auch ein Abrollvorgang des Führungselements auf den Wellenhöhen kann zielführend sein. Hierbei kann eine entsprechend starre Verbindung zwischen den Führungselementen Kräfte in allen drei Fertigungsachsen übertragen, so dass nicht nur Antriebskräfte, sondern auch Zentrierkräfte gleichmäßig auf die Führungselemente übertragen werden können. Durch die Ausführung als starre Verbindung zwischen den Führungselementen besteht die Möglichkeit diese in einem definierten Abstand mit der Trennvorrichtung zu koppeln.
  • Vorzugsweise sind dabei beide Führungselemente drehbar und nahezu gleich ausgeführt und mit der sie verbindenden Vorrichtung so gelagert, dass beide Führungselemente sich gegenüber ihrer Lagerung im statischen Gleichgewicht befinden. Hierdurch besteht die Möglichkeit die Führungselemente als Führungsrolle für einen richtungsabhängigen Fertigungsprozess einzusetzen. Das jeweilige Führungselement kann dabei richtungsabhängig eingesetzt werden. D.h. Während des Fertigungsprozesses, der von der linken zur rechten Seite vorgenommen wird, ist immer das gleiche Führungselement im Eingriff, während von der rechten zur linken Seite ein anderes Führungselement aktiv am Fertigungsprozess beteiligt ist.
  • Ein weiterer Vorteil der symmetrischen Ausführung ist, dass eine Krafteinbringung in den statischen Mittelpunkt der Verbindung der Führungselemente vorgenommen werden kann und hierdurch, unabhängig vom sich im Fertigungsprozess befindenden Führungselement, jeweils dieselbe Kraft bzw. dasselbe Moment auf das sich im Fertigungsprozess befindenden Führungselement übertragen werden kann. Dabei kann vorzugsweise im statischen Mittelpunkt der starr miteinander verbundenen Führungselemente ein Drehmomentgeber vorgesehen werden, der je nach Bedarf eine Kraft bzw. ein Drehmoment in die Führungselemente einleitet.
  • Vorteilhaft hat sich dabei eine Ausführung in Rollenform bewährt. Aber auch verzahnte Ausführungsformen, bei denen jeder einzelne Zahn in Höhen und oder Täler der Eingangs- und Ausgansmaterialien greifen sind denkbar. Bei einer Ausführungsform als Zahnrad können dessen Zähne in Strukturierungen z.B. Höhen und Täler des Ausgangsmaterials eingreifen und hierdurch Zentrierungen und Verschiebungen in Form von horizontalen Ausrichtungen realisieren.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist dabei, wenn Anpress-, Trenn-, Füge- und Führungseinheit starr miteinander verbunden sind und sie sich relativ zur Transportvorrichtung verschieben lassen. Hierdurch können Anpress-, Trenn- und Fügeeinheit durch eine Vorrichtung gelagert, geführt und angetrieben werden. Dadurch, dass diese gegenüber der Transportvorrichtung verschiebbar ausgeführt ist, kann eine streifenförmige Vereinzelung realisiert werden, die das Ausgangsprodukt der Wabenplatte darstellt.
  • Wird dabei die Führungseinheit als Schacht vorgesehen, der als führende Aufnahme für die zu erzeugende Wabenplatte ausgeführt ist, kann sogar abhängig vom Gewicht des Streifens nur durch dessen Schwerkraft ein Stapelprozess vorgenommen werden, indem die Anpresseinheit den vereinzelten Wabenstreifen auf einer Ablagefläche ablegt. Eine besonders bevorzugte Ausführung besteht darin, die Justiervorrichtung und die Führungseinheit relativ zueinander verfahrbar zu gestalten. So kann dabei eine entsprechende Ablagefläche senkrecht zur Stapelebene verschiebbar ausgeführt werden, sodass die oberste Lage einer nach jedem Vereinzelungsschritt wachsende Wabenplatte stets den gleichen Abstand zur Anpresseinheit aufweist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und zugehörigen Abbildungen näher erläutert. Dies dient allein der Veranschaulichung der Erfindung ohne Beschränkung der Allgemeinheit.
    • Figur 1 veranschaulicht das grundsätzliche Prinzip der Erzeugung der Wabenplatten in einer dreidimensionalen Zeichnung.
    • Figur 2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Wabenplattenerzeugung durch die Vorrichtung.
    • Figur 3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Vorrichtung mit Ausgangsmaterial und verfahrbarem Trennwerkzeug, Führungselementen und Fügeeinheit.
    • Figur 4 zeigt eine Seitenansicht der gesamten Vorrichtung der Transportvorrichtung mit Antriebseinheit.
    • Figur 5 zeigt eine Vorderansicht der Vorrichtung mit gekippten Führungselementen.
    • FIG 6 zeigt dieselbe Ansicht wie Figur 5 mit entgegengesetzt gekippten Führungselementen.
  • In Figur 1 wird ein Ausgangsmaterial (2) mit ausgerichtetem Stegelement (3) dreidimensional gezeigt. Auf dem Stegelement (3) sind wellenförmige Wabenstrukturen (1) aufgebracht. Ein Wabenstreifen (4) wird vom Ausgangsmaterial (2) zur zu generierenden Wabenplatte (5) geführt. Wellentäler und Höhen liegen bei der zu generierenden Wabenplatte jeweils in einer Ebene.
  • Die Kombination aus Trenn- und Stapelvorgang (Transformation) wird durch den vom Ausgangsmaterial (2) abgetrennten Wabenstreifen (4), der auf der Wabenplatte (5) abgelegt wird veranschaulicht.
  • In Figur 2 werden das Ausgangsmaterial und die zu generierende Wabenplatte aus Fig. 1 gezeigt. Hinzu kommen eine Anpresseinheit (10) aus zwei rollenförmigen, starr miteinander verbundenen Führungselementen (8), eine Trenneinheit (6), und eine Fügeeinheit (9). Die Trenneinheit (6) ist hier über eine lineare Führung (7) parallel zur Fördervorrichtung (F) positioniert und mit einem Laserschneidkopf ausgeführt. Die starre Verbindung der Führungselemente (8) ist mittig gelagert. Das Ausgangsmaterial (2) wird horizontal rechtwinklig zur zu erzeugenden Wabenplatte (5) geschoben.
  • In Figur 3 wird eine dreidimensionale Ansicht der Vorrichtung mit Ausgangsmaterial (2) und verfahrbarer Trenneinheit (6), Führungselementen (8), Auflagefläche (11) und Fügeeinheit (9) gezeigt.
  • In Figur 4 sind die Zug- u.o. Schub- (12), - und Führungseinheit (15) der Vorrichtung dargestellt. Dabei wird das Ausgangsmaterial (2) über eine Auflagefläche (11) an die Zug- o. Schubeinheit (12) herangeführt, welche das Ausgangsmaterial (2) in Richtung Trenneinheit (6) fördert. Hier drückt ein Führungselement (8) mit einer Kontaktfläche, die der Breite des Streifens entspricht auf das Ausgangsmaterial (2), während gleichzeitig die Trenneinheit (6) den Wabenstreifen (4) abtrennt. Die Anpresseinheit (10) fährt bis zum Ende des Ausgangsmaterials (2) und trennt einen Wabenstreifen (4) ab. Die Fügeeinheit (9) verfügt den abgetrennten Wabenstreifen (4) und die Wabenplattentransporteinheit (14) und fördert die entstehende Wabenplatte (5) von Trenn (6)-, Füge (9) -, und Anpresseinheit (10) zur Generierung der Wabenplatte (5) in eine Führungseinheit (15), die hier schachtförmig ausgebildet ist. Dabei wird die zu generierende Wabenplatte (5) durch eine Wabenplattentransporteinheit (14) vom Trennbereich wegbewegt. Dabei ist die Transporteinheit (14) in Rollen und oder Walzenform vorgesehen. Die schachtförmige Führungseinheit (15) ist im Hinblick auf ihre Führungsbreite durch eine Justiervorrichtung (13) justierbar ausgeführt, was so viel bedeutet, dass eine Schachtwand verfahrbar ausgeführt ist.
    Hierdurch können verschieden dicke Wabenplatten (5) mit ein und derselben Maschine erstellt werden. Aber auch während des Generierungsprozesses kann zu Zentrierungszwecken durch die Justiervorrichtung (13) ein horizontaler Anpressdruck auf die zu generierende Wabenplatte (2) ausgeübt werden. Sodass zunächst das Abtrennen des Wabenstreifens (4) erfolgt, dieser auf bestehende Wabenstreifen (4) gefügt wird, die Justiervorrichtung (13) den Anpressdruck auf die Wabenplatte (5) reduziert, durch die Wabenplattentransporteinheit (14) vom Trennbereich wegbewegt wird, die Justiervorrichtung (13) den Druck wieder aufbaut und ein weiterer Streifen (4) vom Ausgangsmaterial getrennt wird.
  • In Figur 5 und Figur 6 wird der Fertigungsprozess aus der Vorderansicht gezeigt.
  • Dabei fährt die mit der Anpresseinheit (10) gekoppelte Trenneinheit (6), Fügeeinheit (9) und Führungseinheit (15) entlang der Führung (7) über das Ausgangsmaterial (2), während die Trenneinheit (6) einen Wabenstreifen (4) abtrennt. Indem dieser vom Ausgangsmaterial (2) gelöst wurde, wird er durch den Druck des Führungselements (8) auf die bestehenden, bereits gefügten Wabenstreifen (4) gedrückt und durch die Fügeeinheit (9) mit den bestehenden Wabenstreifen (4) verfügt. Die Anpresseinheit (10) fährt bis zum Ende des Ausgangsmaterials (2) und wird durch die Einbringung eines Kippmoments im Schwerpunkt der Anpresseinheit (10) gekippt, sodass nunmehr das andere Führungselement (8) auf dem "Rückweg" den gleichen Fertigungsprozess vornehmen kann, sodass Leerfahrten entfallen.
  • In Figur 6 wird die "Rückfahrt" von Anpress (10)- Trenn (6)- Führungs (7)- und Fügeeinheit (9) gezeigt. Für die Einzelheiten des Fertigungsprozesses gelten die gleichen Bedingungen wie die unter FIG 5 beschriebenen.
    • Bezugszeichenliste:
    • F
    Förderrichtung
    T
    Transportebene
    t
    Trennebene
    S
    Stapelebene
    1
    wellenförmige Wabenstruktur
    2
    Ausgangsmaterial
    3
    Stegelement
    4
    Wabenstreifen
    5
    Wabenplatte
    6
    Trenneinheit
    7
    Führung
    8
    Führungselement
    9
    Fügeeinheit
    10
    Anpresseinheit
    11
    Auflagefläche
    12
    Zug- o. Schubeinheit
    13
    Justiervorrichtung
    14
    Wabenplattentransporteinheit
    15
    Führungseinheit

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung von Wabenplatten (5) wobei ein wabenstrukturiertes Ausgangsmaterial (2) in einer Transportebene (T) transportiert wird, anschließend entlang einer Trennebene (t) getrennt wird, der erhaltene Wabenstreifen (4) als Basisstreifen zur Erzeugung der Wabenstruktur (1) dient und wenigstens ein weiterer Wabenstreifen (4) auf den Basisstreifen gefügt und in einer Stapelebene (S) gestapelt wird und als neuer Basisstreifen für einen darauf folgenden Erweiterungsschritt zur Verfügung steht,
    wobei Transport (T)- und Stapelebene (S) nahezu parallel verlaufen und beide nahezu senkrecht zur Trennebene (t) ausgerichtet sind dadurch gekennzeichnet, dass
    die vor dem Fügeprozess durch den Trennprozess erzeugte Materialstärke der Endstärke der zu erzeugenden Wabenplatte (5) entspricht.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Trennprozess durch ein nichtmechanisches Trennverfahren durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Trennprozess durch einen Laserstrahl vorgenommen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erzeugte Wabenstreifen (4) nach dem Trennprozess auf den vorherig erzeugten und mit Fügematerial versehenen Wabenstreifen (4) gepresst wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Positionierung zweier aufeinanderfolgender Wabenstreifen (4) innerhalb des Herstellungsprozesses definiert wechselnd vorgenommen werden kann.
  6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    bestehend aus:
    einer Transportvorrichtung bestehend aus Schub- und oder Zugeinheit (12), einer Anpresseinheit (10), einer Trenneinheit (6), einer Fügeeinheit (9), einer Führungseinheit (15)
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anpresseinheit (10) aus wenigstens zwei starr miteinander verbundenen Führungselementen (8) besteht.
  7. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch
    dadurch gekennzeichnet, dass
    beide Führungselemente (8) drehbar und nahezu gleich ausgeführt sind und die verbindende Vorrichtung so gelagert ist, dass beide Führungselemente (8) sich gegenüber ihrer Lagerung im statischen Gleichgewicht befinden.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Anpress- (10) Trenn- (6) und Fügeeinheit (9) starr miteinander verbunden sind und sich relativ zur Zug- und oder Schubeinheit (12) bewegen lassen.
  9. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Führungseinheit (15) als Schacht vorgesehen ist, der als führende Aufnahme für die zu erzeugende Wabenplatte (5) ausgeführt ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Justiervorrichtung (13) und Führungseinheit (15) relativ zueinander verfahrbar ausgeführt sind.
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