EP3127689B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von wabenplatten - Google Patents

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EP3127689B1
EP3127689B1 EP16001675.4A EP16001675A EP3127689B1 EP 3127689 B1 EP3127689 B1 EP 3127689B1 EP 16001675 A EP16001675 A EP 16001675A EP 3127689 B1 EP3127689 B1 EP 3127689B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
honeycomb
unit
strip
guide
guide elements
Prior art date
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Active
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EP16001675.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3127689A1 (de
Inventor
Jörg Vonderheiden
Thomas Hassel
Bernd Fuchs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinecell Corrugated Technologies GmbH
Original Assignee
Sinecell Corrugated Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinecell Corrugated Technologies GmbH filed Critical Sinecell Corrugated Technologies GmbH
Publication of EP3127689A1 publication Critical patent/EP3127689A1/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 claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out a method according to claim 1 according to the preamble of claim 6.
  • Paper honeycombs e.g. are mainly based on the renewable raw material wood and are less affected by resource scarcity than fossil raw materials and metal raw materials. They are inexpensive, have very good mechanical properties with little material and therefore enable a comparatively large reduction in weight.
  • the competing embodiments are on the one hand the classic honeycomb construction (honeycomb) and on the other hand the (web) honeycomb panel.
  • DE10305747 describes a multi-layer longitudinal section workpiece, as well as a method and a device for its production.
  • DE3644419 discloses a laser cutting system for cutting flat material.
  • DE19913830 teaches corrugated cardboard honeycombs as well as a method and a device for their production.
  • the 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.
  • WO 2010039047 describes a method and an apparatus for producing honeycomb panels.
  • the DE 4315261 a method and a device for producing a honeycomb body can be removed.
  • US3853681 teaches a laminated honeycomb structure and a manufacturing process therefor.
  • honeycomb panels In the state of science and technology, the production of honeycomb panels has in common that an initial product has to be added to a mechanically separable intermediate product, then a separation has to be carried out by a mechanical separation process and then a drying process is initiated in order to obtain the end product.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the state of the art in science and technology.
  • the invention solves this problem by a method according to claim 1.
  • 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 that do not run parallel to this.
  • a honeycomb-structured starting material is understood to mean a starting material that consists of at least one web element and material strips not parallel to it are connected to one another.
  • the transport level is the level in which the starting material is moved.
  • the stacking level is to be understood as the level on which the honeycomb strips form the honeycomb plate by joining them together.
  • the advantage of this process is that no separable intermediate product has to be added, so that non-mechanical separation processes can also be used and a subsequent drying process is not required.
  • corresponding honeycomb panels are joined to form a block, which is then separated by a mechanical sawing process.
  • the elimination of this intermediate production step not only has the advantage that such a block does not first have to be generated, but also the additional advantage that a block that is not to be generated does not have to be separated as such; - because the separation of such a block can only be carried out economically by mechanical separation processes, such as that of a saw.
  • separation processes such as the use of a laser, an electron beam, plasma or a water jet can be realized.
  • non-mechanical cutting processes has the advantage that, in contrast to the mechanical cutting processes, cutting surfaces can be produced almost without force. This can prevent crushing of the honeycomb structures. Burrs in the separation zones also only occur in the most minimal form.
  • the cutting tool wears out, which is not necessary when using non-mechanical cutting processes.
  • the separation process is preferably to be carried out by means of a laser beam, since such an almost burr-free cut surface is produced. It is also a corresponding one Laser cutting technology is comparatively inexpensive and, in contrast to the use of mechanical cutting processes, can be carried out without cutting.
  • the honeycomb strip produced is pressed after the separation process onto the honeycomb strip previously produced and provided with joining material (e.g. adhesive). "Pressing” in this sense means any form of bringing two joining surfaces together until physical contact. This has the advantage that a joining process is carried out immediately after the separation process, which is the basis for the production of the honeycomb panel. This counteracts slippage of the individual honeycomb strips and, due to the pressurization, additionally centers the honeycomb strip.
  • joining material e.g. adhesive
  • the positioning of two successive honeycomb strips can be carried out in such a way that they can be changed alternately within the manufacturing process.
  • the strips can be aligned so that the heights and troughs of a wave are aligned with one another so that the heights and troughs are almost in one plane.
  • an arbitrarily defined phase shift of heights and valleys can also be implemented.
  • the rigidity and thus the resilience of the end product produced can be increased and the mechanical properties can thus be optimized. In this way, buckling and bending strengths can be influenced in a targeted manner.
  • the invention overcomes the disadvantages of science and technology by a device for carrying out a method comprising a transport device, which in turn consists of a pushing or pulling unit, a pressing unit, a separating unit, a joining unit and a guide unit, in which the Press unit consists of at least two rigidly connected guide elements.
  • Transport device is to be understood as a device which consists of a pushing or pulling unit and a support surface for the starting material. Only one unit can pull and push simultaneously depending on the direction.
  • a pulling unit is to be understood as a device which pulls the starting material in the direction of the conveying direction.
  • a traction unit can consist of a roller running tangentially to the web surface of the starting material or a belt driven by a roller, which is countered by a drive unit which opens into a trough from the opposite side.
  • this can of course also be displaced horizontally in the transport plane.
  • a push unit is to be understood as a device which pushes the starting material in the conveying direction.
  • a push unit can be designed in the same form as a pull unit.
  • the separating unit is again to be understood as a device that is movable relative to the transport device and that is equipped with a separating tool.
  • a joining unit is to be understood as a device that has honeycomb strips that are movable with respect to the transport device. In each case, this can be a role that continuously applies adhesive to the webs of the honeycomb strips.
  • a guide unit is to be understood as a device which guides the honeycomb panel to be formed and shapes it due to the geometry. This can be implemented as a shaft. The width of the shaft in turn can be determined by an adjustment device.
  • a pressing unit is to be understood as a device that can be moved relative to the transport device and that consists of at least two guide elements and transmits a force to them.
  • a guide element is to be understood as a device that aligns and guides input and output material with regard to their processing.
  • 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 a rolling process of the guide element on the wave heights can also be useful.
  • 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 uniformly transmitted to the guide elements.
  • the design as a rigid connection between the guide elements makes it possible to couple them to the separating device at a defined distance.
  • Both guide elements are preferably designed to be rotatable and almost identical and are mounted with the device connecting them in such a way that both guide elements are in static equilibrium with respect to their mounting. This makes it possible to use the guide elements as a guide role for a direction-dependent manufacturing process.
  • the respective guide element can be used depending on the direction. That During the manufacturing process, which is carried out from the left to the right, the same guide element is always engaged, while another guide element from the right to the left is actively involved in the manufacturing process.
  • a torque transmitter can preferably be provided in the static center of the rigidly connected guide elements, which initiates a force or a torque into the guide elements as required.
  • each individual tooth engages in heights and or valleys of the input and output materials.
  • its teeth can be structured in e.g. Intervene in the heights and valleys of the starting material, thereby realizing centering and shifts in the form of horizontal alignments.
  • the pressing, separating, joining and guiding unit are rigidly connected to one another and can be moved relative to the transport device. In this way, the pressing, separating and joining unit can be stored, guided and driven by one device. Because it is designed to be displaceable relative to the transport device, a strip-shaped separation can be realized, which represents 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, even depending on the weight of the strip, a stacking process can only be carried out by the force of gravity by the pressing unit depositing the isolated honeycomb strip on a storage surface.
  • a particularly preferred embodiment consists in making the adjusting device and the guide unit movable relative to one another. In this way, a corresponding storage surface can be slidable perpendicular to the stacking level, so that the top layer of a honeycomb panel that grows after each separation step is always at the same distance from 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 from the starting material (2) to the honeycomb panel (5) to be generated. The troughs and heights of the honeycomb panel to be generated are each on one level.
  • honeycomb strip (4) separated from the starting material (2), which is placed on the honeycomb plate (5).
  • FIG. 2 the starting material and the honeycomb panel to be generated Fig. 1 shown.
  • a pressing unit (10) made of two roller-shaped, rigidly connected guide elements (8), a separating unit (6), and a joining unit (9).
  • the separating unit (6) is positioned here parallel to the conveying device (F) via a linear guide (7) and is designed with a laser cutting head.
  • the rigid connection of the guide elements (8) is mounted in the center.
  • 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 the starting material (2) and movable separating unit (6), guide elements (8), contact 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) is brought to the pulling or pushing unit (12) via a support surface (11) which conveys the starting material (2) in the direction of the separating unit (6).
  • a guide element (8) with a contact surface that corresponds to the width of the strip presses on the starting material (2), while at the same time the separating unit (6) separates the honeycomb strip (4).
  • the pressing unit (10) travels to the end of the starting material (2) and cuts off 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) from the partition (6) -, joint (9) - and pressing unit (10) to generate the honeycomb panel (5 ) in a guide unit (15), which is designed here as a shaft.
  • the honeycomb plate (5) to be generated is moved away from the separation area by a honeycomb plate transport unit (14).
  • the transport unit (14) is provided in rolls and or roller form.
  • the shaft-shaped guide unit (15) is designed to be adjustable with regard to its guide width by means of an adjusting device (13), which means that a shaft wall is designed to be movable.
  • honeycomb panels (5) of different thicknesses can be produced with one and the same machine.
  • a horizontal contact pressure can also be exerted on the honeycomb plate (2) to be generated by the adjusting device (13) during the generation process for centering purposes. So that the honeycomb strip (4) is first separated, this is added to existing honeycomb strips (4), the adjusting device (13) reduces the contact pressure on the honeycomb plate (5), by means of which the honeycomb plate transport unit (14) is moved away from the separating area, the adjusting device ( 13) the pressure builds up again and a further strip (4) is separated from the starting material.
  • the separating unit (6), joining unit (9) and guide unit (15) coupled to the pressing unit (10) travels along the guide (7) over the starting material (2), while the separating unit (6) separates a honeycomb strip (4). Since this has been detached from the starting material (2), it is pressed by the pressure of the guide element (8) onto the existing honeycomb strips (4) that have already been joined, and the joining unit (9) with the existing honeycomb strips (4).
  • the pressing unit (10) travels to the end of the starting material (2) and is tipped by introducing a tilting moment in the center of gravity of the pressing unit (10), so that the other guide element (8) can now carry out the same manufacturing process on the "return path", so that Empty runs are eliminated.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wabenplatten gemäß Anspruch 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.
  • WO 2010039047 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Wabenplatten.
  • Der DE 4315261 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers entnehmbar.
  • US3853681 lehrt eine Laminierte Wabenstruktur und ein Herstellungsverfahren hierfür.
  • 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 gemäß Anspruch 1.
  • Ein solches Verfahren wird mit einer Vorrichtung bestehend aus
    • mindestens einer Anpresseinheit (10), einer Trenneinheit (6), einer Fügeeinheit (6), einer Führungseinheit (15),
    • sowie zwei drehbar gelagerten
      Führungselementen (8)
    • wobei
      ein wabenstrukturiertes Ausgangsmaterial (2) in einer Transportebene (T) transportiert wird, anschließend entlang einer Trennebene (t)) in einer Trennrichtung getrennt wird, der erhaltene Wabenstreifen (4) als Basisstreifen zur Erzeugung der Wabenstruktur (1) dient und wenigstens ein weiterer Wabenstreifen (4) durch Trennung in entgegengesetzter Trennrichtung vom Ausgangsmaterial (2) generiert wird und 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
      durchgeführt.
  • 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.
  • Gemäß der Erfindung 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)
    mit einer Vorrichtung bestehend aus:
    mindestens einer Anpresseinheit (10), einer Trenneinheit (6), einer Fügeeinheit (6), einer Führungseinheit (15),
    wobei die Anpresseinheit aus wenigstens zwei starr miteinander verbundenen Führungselementen (8) besteht, wobei beide Führungselemente (8) drehbar und nahezu gleich ausgeführt und mittig gelagert sind wobei
    ein wabenstrukturiertes Ausgangsmaterial (2) in einer Transportebene (T) transportiert wird, anschließend entlang einer Trennebene (t) in einer Trennrichtung getrennt wird, der erhaltene Wabenstreifen (4) als Basisstreifen zur Erzeugung der Wabenstruktur (1) dient und wenigstens ein weiterer Wabenstreifen (4) durch Trennung in entgegengesetzter Trennrichtung vom Ausgangsmaterial (2) generiert wird und 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 Waben platte (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.
  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) dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anpresseinheit (10) aus wenigstens zwei starr miteinander verbundenen Führungselementen (8) besteht, wobei beide Führungselemente (8) nahezu gleich ausgeführt und mittig gelagert sind.
  7. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch
    dadurch gekennzeichnet, dass sich beide Führungselemente gegenüber ihrer Lagerung im statischen Gleichgewicht befinden.
  8. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch
    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 Ansprüchen 6 bis 9
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Justiervorrichtung (13) und Führungseinheit (15) relativ zueinander verfahrbar ausgeführt sind.
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