EP3831592A1 - Method for manufacturing a cell structure, cell structure and its use - Google Patents
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- EP3831592A1 EP3831592A1 EP20212047.3A EP20212047A EP3831592A1 EP 3831592 A1 EP3831592 A1 EP 3831592A1 EP 20212047 A EP20212047 A EP 20212047A EP 3831592 A1 EP3831592 A1 EP 3831592A1
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Definitions
- the invention relates to a method for producing an expandable cell structure which has at least one structural layer comprising cell layers and at least one first boundary layer, the cell layers forming cell walls of the cell structure in the expanded state, the cell walls being longitudinal webs and being located between two adjacent ones at every stage of expansion parallel extending longitudinal webs comprise intermediate webs, and wherein in the at least one structural layer all cell layers lie against one another, the at least one structural layer in an expansion direction, perpendicular to the extension of the at least one structural layer in width, in the manner from a planar state to a structural layer in the Expanded state is expandable that the intermediate webs stand up against the longitudinal webs.
- the flat, unexpanded, non-erect state of the cell structure also represents the transport and storage state, for example before the cells are filled.
- the cell layers lie against one another in the flat state and are joined to one another at the joints required to form the cell structure. By later erecting and thus reshaping the cell layers from the flat state, the cells ultimately result in the desired and desired shape and form.
- a structural layer is the smallest unit that independently represents a cell structure, but can also be combined with other structural layers to form a larger cell structure.
- the invention also relates to a cell structure which has at least one structure layer comprising cell layers and at least one first boundary layer, the cell layers forming cell walls of the cell structure in the expanded state, the cell walls being longitudinal webs and extending between two adjacent longitudinal webs that run parallel in each stage of expansion Include intermediate webs, and wherein in the at least one structural layer all cell layers lie against one another, the at least one structural layer in an expansion direction, perpendicular to the extension of the at least one structural layer in width, in the manner of a non-expanded state, subsequently as a planar state in the sense referred to as "flat", it is expandable that the intermediate webs are erected with respect to the longitudinal webs.
- the cell layers are flat layers of material and are supplied, for example, as webs or strips to produce a structural layer.
- the invention further relates to the use of a cell structure which forms a compartment comprising cell walls.
- the cell structure to which or, in particular, the production of which the present invention relates, is not necessarily hexagonal, but can also have a different number of corners, for example square.
- compartments In the packaging industry, the subdivision of packing rooms is often carried out with the help of compartments. Conventional compartments are crossed, nested, individual cardboard or cardboard strips. They are used to separate packaged goods and thus have a sorting, but mostly also a protective function. A great advantage of common compartments is the possibility of transporting and storing them in a non-expanded, planar form with little space requirement.
- Compartments require a comparatively complex manufacturing process. This is because the individual elements, the cardboard strips that make up compartments, are first punched out of sheets. The slots that are required for the later assembly by plugging together are also made. The free spaces required for plugging lead to voltage peaks when the compartment is loaded, which leads to a reduction in stability. The punched individual parts are then laboriously separated, handled and plugged into one another. In view of the enormous amounts of packaging and thus also compartments, each solution represents a considerable improvement, which enables a comparable function with more cost-effective production.
- compartments produced by punching also requires large numbers of items, which is synonymous with a low level of flexibility. Because even compartments with the same cell structure but different heights always require a new punching tool.
- Hexagonal honeycomb cores that do not require complex handling of individual components are easier to manufacture.
- conventional hexagonal honeycomb cores have disadvantages which, depending on the application, exclude or severely restrict their use as a compartment.
- a hexagonal honeycomb core tapers when expanding in the direction transverse to the direction of expansion. This prevents, for example, the use of effective packaging solutions in which the non-expanded core is glued directly to the packaging and only erected at the user. In this case, very uneven, sometimes unusable cells would result.
- Their use is limited to very special cases, such as B. for the packaging of eggs, as in the document DE 858 224 B described.
- a packaging unit which is also based on an expandable cell structure.
- the resulting cell structure which is used as a compartment, only has hexagonal cells of the same size, which severely restricts the possible uses and, moreover, results in unusable cells at the edge of the packaging.
- the pamphlets DE 10 2014 117 146 A1 and DE 361 66 32 A1 describe manufacturing processes based on complex cutting processes such as punching or lasers.
- the pamphlets WO 00/012393 A1 and KR200481315 Y1 reveal nested compartments that do not allow continuous, efficient production.
- the pamphlets CN 102673889 A , U.S. 5,875,608 A and JP 09187875 A also have an inserted compartment, in which hexagonal structures are also formed, the subject.
- the width of the honeycomb core changes over the entire length of the core. If this were to be freely clamped, the result would be a strand with a width that is uniformly reduced towards the center. However, this is usually not the case with conventional expansion.
- the core is pulled from the non-expanded shape into the expanded shape, a characteristic shape being established for the entire expansion area.
- the reduction in width and the associated characteristic shape can be attributed to the restraint during the expansion process in combination with the elastic behavior of the material. While, viewed along the machine direction (MLR), the cells are converted from an ideally flat shape to an ideally hexagonal shape, each individual cell has a different, asymmetrical shape deviating from the regular hexagon with increasing distance from the plane of symmetry. The smaller the cell width and the longer the expansion range, the less influence the expansion has on the cell geometry of an individual cell.
- the required core comprises only a few cells, as is the case, for example, when used as a compartment replacement. If a honeycomb core comprising only a few cells is expanded and its end faces are clamped in, a very irregular shape is created.
- the object of the present invention is therefore to offer an expandable cell structure and a production method for the cell structure that offers high productivity and flexibility in the arrangement and design of the cell structure of the individual cells, enables a right-angled cell structure and at the same time a defined deformation when expanding having.
- the object is achieved by a method for producing a cell structure which has at least one structural layer comprising cell layers.
- the cell structure is separated from a subsequent cell structure by at least a first boundary layer, while the lower web or a second boundary layer delimit the preceding cell structure.
- a web or a section of the web without an adhesive application can also be considered as the first limit position.
- the cell layers form cell walls, especially longitudinal webs and intermediate webs that extend between two adjacent longitudinal webs that run parallel in every stage of expansion.
- the cell layers are created when sheets and strips are fed in.
- all cell walls lie against one another, since the webs and strips are fed in as planar materials.
- the at least one structural layer can be expanded from a planar state in an expansion direction, perpendicular to the expansion of the at least one structural layer, in such a way that the intermediate webs stand up in relation to the longitudinal webs.
- a first process step in a first process step, several endless cell layers are fed as webs to the continuous cell layers over the width of the first boundary layer, connected to the longitudinal webs in the region of at least one joining zone, for the formation of the intermediate webs.
- strips are provided which only take up part of the width of the web, in particular the width of the intermediate webs, and which additionally comprise a connecting tab on both sides for joining in the joining zone.
- the tracks and, if any, the strips are fed in layers on top of each other so that several layers can be formed at once.
- the layers are connected to one another in lanes or strips in the area of joining zones and continuously by joining in such a way that a joint is directly connected to each of the joining zones.
- the latter results from the bending away of the two bonded webs during expansion. Preparing the bending points is particularly advantageous with stronger, rigid materials.
- a third process step structural layers that are present as a strand and are connected at the joining zones are separated into sections, so that the originally planar cell structure that was completed after the last process step is formed after the expansion.
- the length of the sections of the structural layers corresponds to a wall height of the cell structure.
- the structural layer is the smallest unit that independently represents a cell structure, but can also be combined with other structural layers to form a larger cell structure. The joining takes place until a boundary layer prevents this and enables a new cell structure.
- the beginning of a new cell structure is formed in each case by a first, lower web of the first structure layer, but can also be fed in discontinuously as a separate second boundary layer.
- This manufacturing process is used to produce the cell structure according to the invention. If the number of cell layers, the number of bonded structural layers, the bond location or its width are varied, different cell structures according to the invention result.
- the length of the sections of the structural layer separated from the strand gives the height of the cell structure.
- the height can also be varied by using a non-linear cut to create advantageous cell structures with cell walls of different heights.
- Quasi-endless cell layers for several cell structures are preferably supplied at the same time.
- the beginning and end of a new cell structure are formed by the boundary layer without joining zones, in particular without application of adhesive, on the side facing away from the structural layer, that is to say the outside of the individual cell structure.
- cell layers for example paper webs and / or paper strips
- cell layers for example paper webs and / or paper strips
- the structure achieved then not only serves as the core structure for sandwich components, but also offers the possibility of subdividing packing rooms according to the application. All packaging materials that can be produced in this way use the kinematic properties of combined slider crank and parallel crank drives when they expand.
- the joining takes place during production by means of a strip-shaped application of adhesive.
- other joining methods can also be used, such as B. heat sealing a correspondingly suitable material web or the use of a material provided with an appropriately activatable adhesive strip.
- the Activation can be done by heat, but also in other ways depending on the type of adhesive.
- an expandable cell structure which has at least one structure layer comprising cell layers, initially planar in an initial state, which is pulled apart in an expansion direction during expansion.
- the cell layers the layers arranged on top of one another and partially connected to one another, form cell walls, which as such only come into effect when the cell structure is expanded and the cell walls are erected.
- all of the cell walls which comprise longitudinal webs and intermediate webs which extend between two adjacent longitudinal webs which run parallel in each stage of expansion, rest against one another.
- the structural layer can be expanded in an expansion direction, perpendicular to the expansion of the structural layer, in such a way that the intermediate webs are erected with respect to the longitudinal webs and thereby free spaces, for example the packing spaces for a compartment.
- the intermediate webs While in the non-expanded, planar state of the structural layers, the intermediate webs are essentially parallel to the longitudinal webs and assume an angle of approximately 0 ° to one another, the angle in a joint increases to up to 90 ° when erecting. As soon as the joints assume an angle of almost 90 °, the cells of the cell structure are almost rectangular.
- the at least one structural layer comprises a first and a second boundary layer, one of which is usually already formed by the lower web.
- the other boundary layer usually the upper or last in the respective cell layer, which is separated and conveyed into the shaft, is preferably formed by a section of a non-glued web.
- the boundary layers form the upper and lower ends of a cell structure.
- the cell walls also form a parallel kinematic cell geometry. In general, in a parallel kinematic multi-axis system, all actuators act on a common platform. This means that the dynamic properties of the axes can be designed identically.
- the cell walls in the present invention follow the kinematic properties of combined slider crank and parallel crank drives, hereinafter referred to as parallel kinematic cell geometry. It also follows from this that all intermediate webs must be the same in length.
- cell layers that are continuous over the width and are connected to the longitudinal webs in the region of at least one joining zone are provided for the formation of the intermediate webs.
- the width of the longitudinal webs, in the non-expanded and in the expanded state, can extend beyond the intermediate webs or no intermediate webs have to form an outer, laterally closed edge area in the expanded state.
- cell layers are provided for the formation of the intermediate webs, which are provided as strips that only cover the width of the intermediate web and on each side a connecting tab for joining in the joining zone. This arrangement advantageously prevents an undefined reduction in the width of the cell structure associated with the expansion during the expansion of the at least one structural layer.
- cell structures are created which, in terms of their cell geometry, are based exclusively on four-link linkages, instead of exclusively on six-link linkages, as is the case with conventional ones Honeycomb core.
- the four-link chains that are lined up and connected to one another have only one degree of freedom.
- An additional constraint creates a precisely defined cell geometry and, as a result, the cell structure according to the invention with its advantageous properties.
- a further cell layer must be applied for each compartment to the side of a central six-link coupling gear.
- this leads to multiple layers of cells arranged one above the other and joined together. This results in a higher stability, but also a higher weight and a higher cost of materials.
- the non-expanded cell structure comprises other cell layers for the formation of the intermediate webs.
- These cell layers are designed as strips that only encompass the width of the intermediate web plus a connecting tab on each side for joining in the joining zone. As a result, strips that are separated in sections across the width and preferably joined to the separately provided connecting straps are used, so that unnecessary duplication or multiple overlapping of material is avoided.
- the cell walls together form the parallel kinematic cell geometry by flanking at least one six-link coupling gear in the at least one structural layer by two rows arranged one behind the other in the expansion direction, each with at least one four-link coupling gear.
- the six-link coupling mechanism extends between two tracks that form its longitudinal webs.
- the two four-link linkage flank the six-link linkage on at least one side, which is each formed by two adjacent intermediate webs.
- Each of the four-link linkage is connected to one of the intermediate webs of the six-link linkage.
- each structural layer is constructed symmetrically and the central six-link linkage is flanked on both sides by the same number of four-link linkage. It continues to be beneficial Further, a different cell geometry with different cell sizes and / or wall heights is provided in each structural layer.
- the non-expanded cell structure comprises cell layers that are continuous over the width and are connected to the longitudinal webs in the region of at least one joining zone for the formation of the intermediate webs.
- Joining is preferably carried out by gluing by means of previously applied adhesive, in particular strip-shaped areas, alternatively by a separate application of adhesive, a pressure-sensitive adhesive or in another suitable manner, such as, for. B. a sealing process.
- the joining zone does not have to be completely glued; one glued area at the edges of the joining zone is sufficient.
- a variable-length cell structure with a defined change in width is used as a packaging material.
- the packaging means based on an expandable cell structure, forms the compartment comprising a partition, in particular for arrangement in a folding box.
- An expandable cell structure according to the invention is provided as compartments.
- the web walls advantageously run in the fully expanded state of the compartment when the joints between the longitudinal and intermediate webs assume an angle of almost 90 °, at right angles to one another and parallel to the outer edges of the packaging.
- a particular advantage of the present invention arises accordingly when the compartment is used as an interior device for folding boxes.
- the compartment can also be designed with compartments of different sizes and web height profiles.
- the cell structure does not necessarily have to be overexpanded by 90 °, but rather installed at other angles, for example 45 °.
- the expandable cell structure described above can also be used as a variable-length product with a defined change in width, such as, for. B. in the furniture industry or as a pressure-resistant sandwich core, is advantageously used.
- This is also possible, for example, with locally varying wearing properties, in particular by changing the cell size locally, e.g. B. according to the expected load is varied.
- the locally varied cell structures result in sandwich core materials with partially different wearing properties.
- the invention offers a modification of the manufacturing method for conventional honeycomb structures so that such erectable cell structures can be manufactured very effectively with this method.
- the manufacturing method according to the invention offers significant advantages over the prior art, e.g. B. by other, above all flexible adhesive patterns depending on the intended cell structure, the possible use of strips instead of webs and the fact that there is no endless cell structure, but rather individual products are formed despite quasi-continuous production due to the uncoated, adhesive-free boundary layer.
- Cell structures, in particular with a repeating pattern can be produced in a simple manner by lining up and gluing structural layers.
- the packaging industry is only an exemplary application for the cell structure according to the invention.
- other objects of variable length for example for the furniture industry, could also be produced according to the principle according to the invention.
- Cell structures produced in this way can also be used as special core layers for sandwich composites.
- Fig. 1 shows a top view of a honeycomb core 1 according to the prior art, which is joined with two parallel planes and then expanded and in which the individual honeycombs are formed by cell separators 2.
- the change between single and double bars is characteristic, which results from the bonding of individual cell layers. It can be seen that the entire structure constricts in the middle area and decreases in width. This common reduction in width shows the behavior of a conventional honeycomb core, which is disadvantageous for many applications, and which is overcome with the present invention.
- Fig. 2 shows further top views of three exemplary intermediate states of a honeycomb core 1 according to the prior art during the expansion, wherein also initially completely unexpanded honeycomb cores and thus present in the delivery state are erected and brought into a hexagonal honeycomb shape.
- An arrow pointing upwards indicates the direction of expansion in which the honeycomb core 1 is pulled apart. The cells are then stretched further until they are almost rectangular in shape.
- the width of the honeycomb core 1 decreases unevenly during expansion.
- Fig. 3 shows a perspective view of a compartment 6 according to the prior art, the individual cells being formed by four compartment walls 7. These have a fixed length so that a mechanism based on the principle of parallel crank drives works when they are folded up and unfolded.
- the complex manufacture of such compartments is disadvantageous, since the required blanks are comparatively complex to manufacture and to be inserted into one another.
- the for The punched slots that are required to fit into one another also reduce the stability and strength and promote the formation and growth of cracks in the material.
- Fig. 4 shows a schematic plan view of three exemplary intermediate states of an embodiment of a cell structure 20 according to the invention, comprising a structure layer 50 including boundary layer 32 during the expansion.
- the erection begins in the direction of the arrow, the expansion direction 12.
- the partially erected cell structure 20 is shown, the embodiment consisting of several rectangular cells, which in the direction of expansion are equal to the conditions of cranks long crank and coupling lengths as well as in the transverse direction the conditions of parallel cranks with cranks of the same length.
- the exemplary arrangement also results in a hexagonal cell that approximates a rectangle when it is maximally erected.
- Letter c) shows the fully erect cell structure 20 '.
- the cells of the cell layer 31, the structural layer 50 or the cell structure 20 ′ are formed by longitudinal webs 34 and intermediate webs 36.
- the longitudinal webs 34 are connected to the intermediate webs 36 via joints 37.
- Fig. 5 shows a schematic perspective view of an embodiment of a cell structure 10 "according to the invention with different wall heights. This is achieved in that the cell structure 10" is not cut in a straight line when separating the structural layer, here only on one side, the top. Instead, the desired height profile is taken into account by choosing a cutting line for the cut.
- Fig. 6 shows a schematic view from above of an embodiment of a cell structure 20 'according to the invention, in which both for the formation of the longitudinal webs 34, as well as for the intermediate webs 36, continuous webs 122, 122' encompassing the full width (see also FIG Fig. 8 ) as cell layers 31 to form a strand of the structure layer 50 (shown here already expanded to form the structure layer 50 ') one above the other.
- Fig. 7 shows a schematic view from above of a further embodiment of a cell structure 10 'according to the invention, the cell layers 31 of which are made up of webs 122, 122', but also of strips 132 (see also FIG Fig. 8 ) consists.
- the webs 122, 122 ′ are used for the longitudinal webs 34 and are connected to a plurality of intermediate webs 36 in a respective joining zone 38 via connecting tabs 39.
- the intermediate webs 36 are formed from the strips 132, 132 ′, which have the width of the intermediate web 36 plus connecting tabs 39.
- the joint 37 is formed between the intermediate web 36 and the connecting strap 39. This is the case in the structural layer 50 ′ and likewise immediately following the joining zone 38.
- Fig. 8 shows a schematic perspective view of an embodiment of a device 110 for producing a cell structure 10 according to the invention.
- the erection to form the cell structure 10 ' advantageously takes place later, in particular immediately before use. Not only tracks 122, 122 ', but also strips 132, 132' are used here.
- Fig. 9 shows a schematic perspective view of an embodiment of a cell structure 10 in three stages of erection.
- the illustrated cell structure 10 comprises a single structure layer 50 with cell layers 31 which have been supplied as webs 122 and strips 132.
- the longitudinal webs 34 protrude beyond the outer joining zones 38 at which the intermediate webs 32 are connected to the longitudinal webs 34.
- the position of the intermediate webs 32 is freely selectable and adjustable via the feeding of the strips 132 and their position over the working width.
- the border layer 32 forms the end.
- the cell structure 10 does not have a hexagonal structure.
- Fig. 10 shows a schematic perspective view of a packaging means, used as the interior of a folding box 60, comprising an embodiment of a cell structure 10 according to the invention, and its erection in steps a) to g).
- the boundary layers 32 here consist of, for example, silicone-coated release paper, which is later removed again so that the subsequent gluing with a folding box blank 62 can be ensured.
- the cell structure 10 was joined with pressure-sensitive adhesive according to the method according to the invention. This is illustrated in steps a) and b).
- the folding box 60 When the folding box 60 is erected in steps e) to g), the cell structure 10 'is also erected, and the finished packaging material is produced. In this case, the folding box 60 with the walls of the folding box blank 62 replaces both boundary layers 32, which were only used temporarily as separating paper during manufacture.
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zellstruktur (10, 10", 20) und die Zellstruktur selbst, die wenigstens eine Zelllagen (31) umfassende Strukturlage (50) aufweist, wobei die Zelllagen (31) Zellwände (34, 36) ausbilden und in der Strukturlage (50) alle Zellwände (34, 36) aneinander anliegen. Sie ist in einer Expansionsrichtung (12), senkrecht zur Ausdehnung der Strukturlage (50) in die Breite, in der Weise aus einem planen Zustand expandierbar, dass sich die Zwischenstege (36) gegenüber den Längsstegen (34) aufrichten. Nach der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte a) mehrere endlose Zelllagen (31) bilden als Bahnen (122, 122') und/oder Streifen (132, 132 werden übereinander zugeführt, b) im Bereich von Fügezonen (38) die Bahnen (122, 122') und/oder Streifen (132, 132')werden derart miteinander verbunden, dass sich an die Fügezonen (38) jeweils ein Gelenk (37) unmittelbar anschließt und c) von den an den Fügezonen (38) verbundenen Zelllagen (31) werden Strukturlagen (50) abgeschnitten, wobei die Länge der Abschnitte der Strukturlagen (50) einer Wandhöhe der Zellstruktur (10, 10', 10", 20, 20') entspricht. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung einer Zellstruktur als Packmittel oder Sandwichkern.The invention relates to a method for producing a cell structure (10, 10 ″, 20) and the cell structure itself, which has at least one structure layer (50) comprising cell layers (31), the cell layers (31) forming cell walls (34, 36) and all cell walls (34, 36) rest against one another in the structural layer (50), and can be expanded from a flat state in an expansion direction (12), perpendicular to the widthwise expansion of the structural layer (50), in such a way that the intermediate webs are (36) erect opposite the longitudinal webs (34). According to the invention, the method comprises the steps a) forming several endless cell layers (31) as webs (122, 122 ') and / or strips (132, 132 are fed one above the other, b) in the area of joining zones (38), the webs (122, 122 ') and / or strips (132, 132') are connected to one another in such a way that a joint (37) is directly connected to the joining zones (38) and c) by the cell layers (31) connected to the joining zones (38) are St structural layers (50) cut off, the length of the sections of the structural layers (50) corresponding to a wall height of the cell structure (10, 10 ', 10 ", 20, 20'). The invention further relates to the use of a cell structure as a packaging or sandwich core.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer expandierbaren Zellstruktur, die wenigstens eine Zelllagen umfassende Strukturlage und wenigstens eine erste Grenzlage aufweist, wobei die Zelllagen Zellwände der Zellstruktur im expandierten Zustand bilden, wobei die Zellwände Längsstege und sich zwischen zwei benachbarten, in jedem Stadium der Expansion parallel verlaufenden Längsstegen erstreckende Zwischenstege umfassen, und wobei in der wenigstens einen Strukturlage alle Zelllagen aneinander liegen, wobei die wenigstens eine Strukturlage in einer Expansionsrichtung, senkrecht zur Ausdehnung der wenigstens einen Strukturlage in die Breite, in der Weise aus einem planen Zustand zu einer Strukturlage im expandierten Zustand expandierbar ist, dass sich die Zwischenstege gegenüber den Längsstegen aufrichten. Der plane, unexpandierte, nicht aufgerichtete Zustand der Zellstruktur stellt zugleich den Transport- und Lagerzustand, beispielsweise vor dem Befüllen der Zellen, dar. Die Zelllagen liegen im planen Zustand aneinander und sind an den zur Ausbildung der Zellstruktur benötigten Fügestellen miteinander gefügt. Durch das spätere Aufrichten und somit der Umformung der Zelllagen aus dem planen Zustand heraus, ergeben sich letztlich die Zellen in der angestrebten und erwünschten Form und Ausprägung. Eine Strukturlage ist die kleinste Einheit, die selbstständig eine Zellstruktur darstellt, aber auch mit weiteren Strukturlagen zu einer größeren Zellstruktur zusammengefügt werden kann.The invention relates to a method for producing an expandable cell structure which has at least one structural layer comprising cell layers and at least one first boundary layer, the cell layers forming cell walls of the cell structure in the expanded state, the cell walls being longitudinal webs and being located between two adjacent ones at every stage of expansion parallel extending longitudinal webs comprise intermediate webs, and wherein in the at least one structural layer all cell layers lie against one another, the at least one structural layer in an expansion direction, perpendicular to the extension of the at least one structural layer in width, in the manner from a planar state to a structural layer in the Expanded state is expandable that the intermediate webs stand up against the longitudinal webs. The flat, unexpanded, non-erect state of the cell structure also represents the transport and storage state, for example before the cells are filled. The cell layers lie against one another in the flat state and are joined to one another at the joints required to form the cell structure. By later erecting and thus reshaping the cell layers from the flat state, the cells ultimately result in the desired and desired shape and form. A structural layer is the smallest unit that independently represents a cell structure, but can also be combined with other structural layers to form a larger cell structure.
Die Erfindung betrifft auch eine Zellstruktur, die wenigstens eine Zelllagen umfassende Strukturlage und wenigstens eine erste Grenzlage aufweist, wobei die Zelllagen Zellwände der Zellstruktur im expandierten Zustand bilden, wobei die Zellwände Längsstege und sich zwischen zwei benachbarten, in jedem Stadium der Expansion parallel verlaufenden Längsstegen erstreckende Zwischenstege umfassen, und wobei in der wenigstens einen Strukturlage alle Zelllagen aneinander liegen, wobei die wenigstens eine Strukturlage in einer Expansionsrichtung, senkrecht zur Ausdehnung der wenigstens einen Strukturlage in die Breite, in der Weise aus einem nicht expandierten Zustand, nachfolgend als planer Zustand im Sinne von "eben" bezeichnet, expandierbar ist, dass sich die Zwischenstege gegenüber den Längsstegen aufrichten. Die Zelllagen sind flache Materiallagen und werden zur Herstellung einer Strukturlage beispielsweise als Bahnen oder Streifen zugeführt. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer Zellstruktur, die ein Zellwände umfassendes Gefache ausbildet. Die Zellstruktur, auf die bzw. insbesondere deren Herstellung sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist im Gegensatz zur natürlichen Honigwabe nicht zwangsläufig sechseckig, sondern kann auch eine andere Anzahl von Ecken aufweisen, beispielsweise viereckig.The invention also relates to a cell structure which has at least one structure layer comprising cell layers and at least one first boundary layer, the cell layers forming cell walls of the cell structure in the expanded state, the cell walls being longitudinal webs and extending between two adjacent longitudinal webs that run parallel in each stage of expansion Include intermediate webs, and wherein in the at least one structural layer all cell layers lie against one another, the at least one structural layer in an expansion direction, perpendicular to the extension of the at least one structural layer in width, in the manner of a non-expanded state, subsequently as a planar state in the sense referred to as "flat", it is expandable that the intermediate webs are erected with respect to the longitudinal webs. The cell layers are flat layers of material and are supplied, for example, as webs or strips to produce a structural layer. The invention further relates to the use of a cell structure which forms a compartment comprising cell walls. In contrast to the natural honeycomb, the cell structure, to which or, in particular, the production of which the present invention relates, is not necessarily hexagonal, but can also have a different number of corners, for example square.
In der Verpackungsbranche wird die Unterteilung von Packräumen häufig mit Hilfe von Gefachen durchgeführt. Bei einem herkömmlichen Gefache handelt es sich um gekreuzte, ineinander gesteckte, einzelne Karton- oder Pappstreifen. Sie werden zur Trennung von Packgütern verwendet und haben somit eine Sortier-, zumeist aber zusätzlich auch eine Schutzfunktion. Ein großer Vorteil gängiger Gefache besteht in der Möglichkeit, sie in nicht expandierter, planer Form mit geringem Platzbedarf zu transportieren und zu lagern.In the packaging industry, the subdivision of packing rooms is often carried out with the help of compartments. Conventional compartments are crossed, nested, individual cardboard or cardboard strips. They are used to separate packaged goods and thus have a sorting, but mostly also a protective function. A great advantage of common compartments is the possibility of transporting and storing them in a non-expanded, planar form with little space requirement.
Gefache erfordern einen vergleichsweise aufwändigen Herstellungsprozess. Das liegt daran, dass die einzelnen Elemente, die Karton- oder Pappstreifen, aus denen Gefache bestehen, zunächst aus Bögen gestanzt werden. Dabei werden auch die Schlitze hergestellt, die für das spätere Zusammenfügen durch Zusammenstecken erforderlich sind. Die zum Stecken benötigten Freiräume führen unter Belastung des Gefaches zu Spannungsspitzen, was zu einer Minderung der Stabilität führt. Die gestanzten Einzelteile sind anschließend aufwändig zu vereinzeln, zu handhaben und ineinanderzustecken. In Anbetracht der enormen Mengen an Verpackungen und somit auch Gefachen stellt jede Lösung eine erhebliche Verbesserung dar, welche eine vergleichbare Funktion bei kostengünstigerer Herstellung ermöglicht.Compartments require a comparatively complex manufacturing process. This is because the individual elements, the cardboard strips that make up compartments, are first punched out of sheets. The slots that are required for the later assembly by plugging together are also made. The free spaces required for plugging lead to voltage peaks when the compartment is loaded, which leads to a reduction in stability. The punched individual parts are then laboriously separated, handled and plugged into one another. In view of the enormous amounts of packaging and thus also compartments, each solution represents a considerable improvement, which enables a comparable function with more cost-effective production.
Zudem bedingt die aufwändige Herstellung durch Stanzen hergestellter Gefache auch große Stückzahlen, was gleichbedeutend mit einer geringen Flexibilität ist. Denn selbst Gefache mit gleicher Zellstruktur, jedoch unterschiedlicher Höhe erfordern immer ein neues Stanzwerkzeug.In addition, the complex production of compartments produced by punching also requires large numbers of items, which is synonymous with a low level of flexibility. Because even compartments with the same cell structure but different heights always require a new punching tool.
Eine einfachere Herstellbarkeit bieten Hexagonalwabenkerne, bei denen keine aufwändige Handhabung einzelner Bestandteile benötigt wird. Allerdings bringen herkömmliche Hexagonalwabenkerne Nachteile mit sich, die je nach Anwendungsfall die Verwendung als Gefach ausschließen oder stark einschränken. Beispielsweise verjüngt sich ein Hexagonalwabenkern beim Expandieren in der Richtung quer zur Expansionsrichtung. Dies verhindert beispielsweise einen Einsatz für effektive Verpackungslösungen, bei denen der nicht expandierte Kern direkt mit der Verpackung verklebt und erst beim Anwender aufgerichtet wird. In diesem Fall würden sehr ungleichmäßige, teils unbrauchbare Zellen entstehen. Ihre Verwendung ist nur auf sehr spezielle Fälle beschränkt, wie z. B. für die Verpackung von Eiern, wie in der Druckschrift
Aus der Druckschrift
Die Druckschriften
Weitere bekannte Lösungen mit einer sechseckigen, undefiniert expandierenden Wabenstruktur sind aus den Druckschriften
Bei der Expansion eines herkömmlichen Hexagonalwabenkerns verändert sich, über die ganze Länge des Kerns betrachtet, die Breite des Wabenkerns. Würde dieser dabei frei eingespannt sein, würde sich ein Strang mit zur Mitte hin gleichmäßig verringerter Breite ergeben. Dies ist beim herkömmlichen Expandieren jedoch meist nicht der Fall. Der Kern wird aus der nicht expandierten Form in die expandierte Form gezogen, wobei sich eine charakteristische Form für den gesamten Expansionsbereich einstellt.When a conventional hexagonal honeycomb core is expanded, the width of the honeycomb core changes over the entire length of the core. If this were to be freely clamped, the result would be a strand with a width that is uniformly reduced towards the center. However, this is usually not the case with conventional expansion. The core is pulled from the non-expanded shape into the expanded shape, a characteristic shape being established for the entire expansion area.
Die Breitenreduktion und die einhergehende charakteristische Form kann auf die Einspannung beim Expansionsvorgang in Kombination mit dem elastischen Verhalten des Materials zurückgeführt werden. Während, entlang der Maschinenlaufrichtung (MLR) betrachtet, die Zellen von einer ideal flachen in eine ideal hexagonale Form überführt werden, weist jede einzelne Zelle mit zunehmendem Abstand zur Symmetrieebene eine unterschiedliche, asymmetrische und vom regelmäßigen Sechseck abweichende Form auf. Je kleiner die Zellweite und je länger der Expansionsbereich, desto weniger Einfluss hat die Expansion auf die Zellgeometrie einer einzelnen Zelle.The reduction in width and the associated characteristic shape can be attributed to the restraint during the expansion process in combination with the elastic behavior of the material. While, viewed along the machine direction (MLR), the cells are converted from an ideally flat shape to an ideally hexagonal shape, each individual cell has a different, asymmetrical shape deviating from the regular hexagon with increasing distance from the plane of symmetry. The smaller the cell width and the longer the expansion range, the less influence the expansion has on the cell geometry of an individual cell.
Dies ändert sich jedoch, wenn der geforderte Kern nur wenige Zellen umfasst, wie es beispielsweise bei der Verwendung als Gefache-Ersatz ist. Wird ein nur wenige Zellen umfassender Wabenkern expandiert und sind seine Stirnflächen dabei eingespannt, entsteht eine sehr ungleichmäßige Form.This changes, however, if the required core comprises only a few cells, as is the case, for example, when used as a compartment replacement. If a honeycomb core comprising only a few cells is expanded and its end faces are clamped in, a very irregular shape is created.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine expandierbare Zellstruktur und ein Herstellungsverfahren für die Zellstruktur anzubieten, das eine hohe Produktivität und Flexibilität bei der Anordnung und Gestaltung der Zellstruktur der einzelnen Zellen bietet, eine rechtwinklige Zellstruktur ermöglicht und dabei zugleich beim Expandieren eine definierte Verformung aufweist.The object of the present invention is therefore to offer an expandable cell structure and a production method for the cell structure that offers high productivity and flexibility in the arrangement and design of the cell structure of the individual cells, enables a right-angled cell structure and at the same time a defined deformation when expanding having.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Zellstruktur, die wenigstens eine Zelllagen umfassende Strukturlage aufweist. Die Zellstruktur wird von einer nachfolgenden Zellstruktur durch wenigstens eine erste Grenzlage getrennt, während die untere Bahn oder eine zweite Grenzlage zur vorausgehenden Zellstruktur abgrenzen. Als erste Grenzlage kommt auch eine Bahn bzw. ein Abschnitt der Bahn ohne Klebstoffauftrag in Betracht.The object is achieved by a method for producing a cell structure which has at least one structural layer comprising cell layers. The cell structure is separated from a subsequent cell structure by at least a first boundary layer, while the lower web or a second boundary layer delimit the preceding cell structure. A web or a section of the web without an adhesive application can also be considered as the first limit position.
Die Zelllagen bilden Zellwände aus, speziell Längsstege und sich zwischen zwei benachbarten, in jedem Stadium der Expansion parallel verlaufenden Längsstegen erstreckende Zwischenstege. Die Zelllagen entstehen beim Zuführen von Bahnen und Streifen. In der planen Strukturlage liegen alle Zellwände aneinander an, da die Bahnen und Streifen als plane Materialien zugeführt werden. Die wenigstens eine Strukturlage ist in einer Expansionsrichtung, senkrecht zur Ausdehnung der wenigstens einen Strukturlage, in der Weise aus einem planen Zustand expandierbar, dass sich die Zwischenstege gegenüber den Längsstegen aufrichten.The cell layers form cell walls, especially longitudinal webs and intermediate webs that extend between two adjacent longitudinal webs that run parallel in every stage of expansion. The cell layers are created when sheets and strips are fed in. In the planar structural layer, all cell walls lie against one another, since the webs and strips are fed in as planar materials. The at least one structural layer can be expanded from a planar state in an expansion direction, perpendicular to the expansion of the at least one structural layer, in such a way that the intermediate webs stand up in relation to the longitudinal webs.
Dazu werden nach der Erfindung in einem ersten Verfahrensschritt mehrere endlose Zelllagen als Bahnen, die über die Breite der ersten Grenzlage durchgängige, im Bereich wenigstens einer Fügezone mit den Längsstegen verbundene Zelllagen für die Ausbildung der Zwischenstege zugeführt. Alternativ dazu oder ergänzend sind Streifen vorgesehen, die nur einen Teil der Bahnbreite, insbesondere die Breite der Zwischenstege, einnehmen und zusätzlich beidseitig jeweils eine Verbindungslasche für das Fügen in der Fügezone umfassen. Die Bahnen und, wenn vorhanden, die Streifen werden lagenweise übereinander zugeführt, sodass mehrere Lagen auf einmal ausgebildet werden können. Dies stellt einen ersten Verfahrensschritt dar.For this purpose, according to the invention, in a first process step, several endless cell layers are fed as webs to the continuous cell layers over the width of the first boundary layer, connected to the longitudinal webs in the region of at least one joining zone, for the formation of the intermediate webs. As an alternative or in addition, strips are provided which only take up part of the width of the web, in particular the width of the intermediate webs, and which additionally comprise a connecting tab on both sides for joining in the joining zone. The tracks and, if any, the strips are fed in layers on top of each other so that several layers can be formed at once. This is a first step in the process.
Die Lagen werden in einem zweiten Verfahrensschritt bahnen- bzw. streifenweise im Bereich von Fügezonen und kontinuierlich derart durch Fügen miteinander verbunden, dass sich an die Fügezonen jeweils ein Gelenk unmittelbar anschließt. Letzteres ergibt sich durch das Wegbiegen der beiden verklebten Stege beim Expandieren. Vor allem bei stärkeren, biegesteifen Materialien ist ein Vorbereiten der Biegestellen vorteilhaft.In a second process step, the layers are connected to one another in lanes or strips in the area of joining zones and continuously by joining in such a way that a joint is directly connected to each of the joining zones. The latter results from the bending away of the two bonded webs during expansion. Preparing the bending points is particularly advantageous with stronger, rigid materials.
In einem dritten Verfahrensschritt werden als ein Strang vorliegende, an den Fügezonen verbundene Strukturlagen in Abschnitte getrennt, sodass sich nach dem Expandieren die nach dem letzten Verfahrensschritt fertiggestellte, ursprünglich plane Zellstruktur herausbildet. Die Länge der Abschnitte der Strukturlagen entspricht einer Wandhöhe der Zellstruktur. Die Strukturlage ist die kleinste Einheit, die selbstständig eine Zellstruktur darstellt, aber auch mit weiteren Strukturlagen zu einer größeren Zellstruktur zusammengefügt werden kann. Das Zusammenfügen erfolgt so lange, bis eine Grenzlage dies verhindert und eine neue Zellstruktur ermöglicht.In a third process step, structural layers that are present as a strand and are connected at the joining zones are separated into sections, so that the originally planar cell structure that was completed after the last process step is formed after the expansion. The length of the sections of the structural layers corresponds to a wall height of the cell structure. The structural layer is the smallest unit that independently represents a cell structure, but can also be combined with other structural layers to form a larger cell structure. The joining takes place until a boundary layer prevents this and enables a new cell structure.
Es werden somit mehrere endlose oder quasi endlose Zelllagen übereinander zugeführt und im Bereich der Fügezonen miteinander zu einem quasi kontinuierlichen Strang der Strukturlagen verbunden. Nachfolgend wird der Strang in der geforderten Länge durch Trennen in Strukturlagen zerteilt, sodass sich nach dem späteren Expandieren die Zellstruktur mit einer Höhe, die der Länge der abgetrennten Abschnitte entspricht, herausbildet.Several endless or quasi-endless cell layers are thus fed one on top of the other and connected to one another in the area of the joining zones to form a quasi-continuous strand of the structural layers. Subsequently, the strand is divided into structural layers in the required length by cutting, so that after the subsequent expansion, the cell structure is formed with a height that corresponds to the length of the severed sections.
Ein bevorzugter Prozessablauf gliedert sich in folgende Teilschritte:
- 1. Zuführen von Streifen oder Bahnen für die verschiedenen Zelllagen;
- 2. Vorbereiten der späteren Gelenkstellen durch Rillen, Ritzen oder Perforieren;
- 3. streifenförmiger Klebstoffauftrag auf die Bahnen oder Streifen und
- 4. Verpressen dieser zum Strang von Strukturlagen;
- 5. diskontinuierliches Zuführen und Abtrennen der ersten, oberen Grenzlage als Abschluss einer Zellstruktur;
- 6. Abtrennen der nicht expandierten, verklebten Strukturlagen in einen Schacht, wobei für den Fall, dass mehrere Strukturlagen zur Zellstruktur zu verkleben sind, diese durch den vorherrschende Druck im entsprechend gestalteten Schacht miteinander verbunden werden;
- 7. eine plane, nicht expandierte Zellstruktur liegt beim Austritt aus dem Schacht fertig vor.
- 1. Supply of strips or sheets for the different cell layers;
- 2. Prepare the later joint points by creasing, scoring or perforating;
- 3. Strip-shaped adhesive application on the webs or strips and
- 4. Compression of these to form a strand of structural layers;
- 5. discontinuous supply and separation of the first, upper limit layer as a termination of a cell structure;
- 6. Separation of the non-expanded, bonded structural layers into a shaft, whereby in the event that several structural layers are to be bonded to form the cell structure, these are connected to one another by the prevailing pressure in the correspondingly designed shaft;
- 7. A flat, non-expanded cell structure is ready when it emerges from the shaft.
Der Beginn einer neuen Zellstruktur wird jeweils durch eine erste, untere Bahn der ersten Strukturlage gebildet, kann aber auch als eine gesonderte zweite Grenzlage diskontinuierlich zugeführt werden.The beginning of a new cell structure is formed in each case by a first, lower web of the first structure layer, but can also be fed in discontinuously as a separate second boundary layer.
Dieses Herstellungsverfahren wird zur Produktion der erfindungsgemäßen Zellstruktur angewendet. Werden die Anzahl von Zelllagen, die Anzahl verklebter Strukturlagen, der Verklebungsort oder dessen Breite variiert, ergeben sich unterschiedliche erfindungsgemäße Zellstrukturen. Die Länge der vom Strang abgetrennten Abschnitte der Strukturlage ergibt die Höhe der Zellstruktur. Die Höhe kann auch variiert werden, indem mit einem nichtlinearen Schnitt vorteilhafte Zellstrukturen mit unterschiedlich hohen Zellwänden entstehen.This manufacturing process is used to produce the cell structure according to the invention. If the number of cell layers, the number of bonded structural layers, the bond location or its width are varied, different cell structures according to the invention result. The length of the sections of the structural layer separated from the strand gives the height of the cell structure. The height can also be varied by using a non-linear cut to create advantageous cell structures with cell walls of different heights.
Bevorzugt werden quasi endlose Zelllagen für mehrere Zellstrukturen zugleich zugeführt. Beginn und Ende einer neuen Zellstruktur werden durch die Grenzlage ohne Fügezonen, insbesondere ohne Klebstoffauftrag, an der von der Strukturlage abgewandten Seite, also der Außenseite der einzelnen Zellstruktur, ausgebildet.Quasi-endless cell layers for several cell structures are preferably supplied at the same time. The beginning and end of a new cell structure are formed by the boundary layer without joining zones, in particular without application of adhesive, on the side facing away from the structural layer, that is to say the outside of the individual cell structure.
Der Unterschied bei der erfindungsgemäßen Zellstruktur zur herkömmlichen Fertigung von Wabenkernen besteht nicht zuletzt darin, gezielt Zelllagen, beispielsweise Papierbahnen und/oder Papierstreifen, je nach geforderter Zellstruktur, anordnen und definiert verkleben zu können. Die erzielte Struktur dient dann nicht nur als Kernstruktur für Sandwichbauteile, sondern bietet auch die Möglichkeit, anwendungsbezogen Packräume zu unterteilen. Alle so herstellbaren Packmittel nutzen bei ihrer Expansion die kinematischen Eigenschaften von kombinierten Schubkurbel- und Parallelkurbelgetrieben.The difference between the cell structure according to the invention and the conventional manufacture of honeycomb cores is not least that cell layers, for example paper webs and / or paper strips, can be specifically arranged and glued in a defined manner, depending on the required cell structure. The structure achieved then not only serves as the core structure for sandwich components, but also offers the possibility of subdividing packing rooms according to the application. All packaging materials that can be produced in this way use the kinematic properties of combined slider crank and parallel crank drives when they expand.
Bevorzugt erfolgt das Fügen bei der Herstellung mittels eines streifenförmigen Klebstoffauftrags. Es können aber auch andere Fügeverfahren zum Einsatz kommen, wie z. B. Heißsiegeln einer entsprechend geeigneten Materialbahn oder die Verwendung eines mit entsprechend aktivierbaren Klebestreifen versehenen Materials. Die Aktivierung kann durch Wärme erfolgen, aber auch auf andere Weise entsprechend der Art des Klebstoffs.Preferably, the joining takes place during production by means of a strip-shaped application of adhesive. However, other joining methods can also be used, such as B. heat sealing a correspondingly suitable material web or the use of a material provided with an appropriately activatable adhesive strip. The Activation can be done by heat, but also in other ways depending on the type of adhesive.
Beim nichtlinearen Abtrennen der Abschnitte können unterschiedliche Höhenverläufe der Stegwände erzeugt werden. Hierzu ist eine entsprechend gestaltete Trenn- bzw. Schneidvorrichtung erforderlich.With the non-linear separation of the sections, different height profiles of the web walls can be generated. A correspondingly designed separating or cutting device is required for this.
Nach dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren ist ein Teil der Variabilität in der Größe der Fächer der Zellstruktur durch einfache Parametereinstellung möglich. Des Weiteren werden Produkte mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, bei denen beispielsweise keine Spannungsspitzen infolge benötigter Stanzfreiräume für Fügeschlitze entstehen, sowie einer vereinfachten Handhabung ermöglicht. Im Bereich des Leichtbaus, speziell bei der sogenannten Sandwichbauweise, findet als Zellstruktur häufig ein so genannter expandierbarer Hexagonalwabenkern als Kernschicht zwischen Deckschichten Anwendung. Ein Vorteil bei der Herstellung derartiger Kerne nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das sehr produktive Verfahren, mit dem ebenso kostengünstig expandierbare Zellstrukturen produziert werden können, zugleich aber die Nachteile der herkömmlichen Hexagonalwabenkerne vermieden werden.According to the method according to the invention described above, some of the variability in the size of the compartments of the cell structure is possible through simple parameter setting. Furthermore, products with improved mechanical properties, in which, for example, no stress peaks arise as a result of the required punching clearances for joining slots, as well as simplified handling are made possible. In the field of lightweight construction, especially in the so-called sandwich construction, a so-called expandable hexagonal honeycomb core is often used as the cell structure as a core layer between cover layers. An advantage in the production of such cores according to the method according to the invention is the very productive method with which expandable cell structures can be produced just as inexpensively, while at the same time avoiding the disadvantages of conventional hexagonal honeycomb cores.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine expandierbare Zellstruktur, die wenigstens eine, in einem Ausgangszustand zunächst plane, Zelllagen umfassende Strukturlage aufweist, die beim Expandieren in einer Expansionsrichtung auseinandergezogen wird. Die Zelllagen, die übereinander angeordneten und teilweise miteinander verbundenen Schichten, bilden Zellwände, die als solche erst dann zur Wirkung gelangen, wenn die Zellstruktur expandiert wird und damit die Zellwände aufgerichtet werden. In der Strukturlage liegen alle Zellwände, die Längsstege und sich zwischen zwei benachbarten, in jedem Stadium der Expansion parallel verlaufenden Längsstegen erstreckende Zwischenstege umfassen, aneinander an. Die Strukturlage ist in einer Expansionsrichtung, senkrecht zur Ausdehnung der Strukturlage, in der Weise expandierbar, dass sich die Zwischenstege gegenüber den Längsstegen aufrichten und dadurch Räume, beispielsweise die Packräume für ein Gefache, freigeben. Während im nicht expandierten, planen Zustand der Strukturlagen die Zwischenstege im Wesentlichen parallel zu den Längsstegen liegen und einen Winkel von etwa 0° zueinander einnehmen, vergrößert sich der Winkel in einem Gelenk beim Aufrichten auf bis zu 90°. Sobald die Gelenke einen Winkel von nahezu 90° einnehmen, sind die Zellen der Zellstruktur nahezu rechteckig.Another aspect of the invention relates to an expandable cell structure which has at least one structure layer comprising cell layers, initially planar in an initial state, which is pulled apart in an expansion direction during expansion. The cell layers, the layers arranged on top of one another and partially connected to one another, form cell walls, which as such only come into effect when the cell structure is expanded and the cell walls are erected. In the structural layer, all of the cell walls, which comprise longitudinal webs and intermediate webs which extend between two adjacent longitudinal webs which run parallel in each stage of expansion, rest against one another. The structural layer can be expanded in an expansion direction, perpendicular to the expansion of the structural layer, in such a way that the intermediate webs are erected with respect to the longitudinal webs and thereby free spaces, for example the packing spaces for a compartment. While in the non-expanded, planar state of the structural layers, the intermediate webs are essentially parallel to the longitudinal webs and assume an angle of approximately 0 ° to one another, the angle in a joint increases to up to 90 ° when erecting. As soon as the joints assume an angle of almost 90 °, the cells of the cell structure are almost rectangular.
Nach der Erfindung umfasst die wenigstens eine Strukturlage eine erste und eine zweite Grenzlage, von denen eine in der Regel bereits durch die untere Bahn gebildet wird. Die andere Grenzlage, in der Regel die obere bzw. letzte in der jeweiligen Zelllage, die in den Schacht abgetrennt und gefördert wird, wird bevorzugt durch eine Abschnitt einer unbeleimten Bahn gebildet. Die Grenzlagen bilden den oberen und den unteren Abschluss einer Zellstruktur. Die Zellwände bilden zudem eine parallelkinematische Zellgeometrie aus. Allgemein wirken in einem parallelkinematischen Mehrachssystem alle Aktoren auf eine gemeinsame Plattform. Dadurch können die dynamischen Eigenschaften der Achsen identisch ausgelegt werden. Die Zellwände bei der vorliegenden Erfindung folgen dabei den kinematischen Eigenschaften kombinierter Schubkurbel- und Parallelkurbelgetriebe, nachfolgend als parallelkinematische Zellgeometrie bezeichnet. Daraus folgt auch, dass alle Zwischenstege in ihrer Länge gleich sein müssen.According to the invention, the at least one structural layer comprises a first and a second boundary layer, one of which is usually already formed by the lower web. The other boundary layer, usually the upper or last in the respective cell layer, which is separated and conveyed into the shaft, is preferably formed by a section of a non-glued web. The boundary layers form the upper and lower ends of a cell structure. The cell walls also form a parallel kinematic cell geometry. In general, in a parallel kinematic multi-axis system, all actuators act on a common platform. This means that the dynamic properties of the axes can be designed identically. The cell walls in the present invention follow the kinematic properties of combined slider crank and parallel crank drives, hereinafter referred to as parallel kinematic cell geometry. It also follows from this that all intermediate webs must be the same in length.
Nach einer ersten Ausführungsform sind über die Breite durchgängige, im Bereich wenigstens einer Fügezone mit den Längsstegen verbundene Zelllagen für die Ausbildung der Zwischenstege vorgesehen. Die Breite der Längsstege kann dabei, im nicht expandierten und im expandierten Zustand, über die Zwischenstege hinausreichen bzw. müssen keine Zwischenstege einen äußeren, seitlich geschlossenen Randbereich im expandierten Zustand bilden. Nach einer zweiten Ausführungsform sind Zelllagen für die Ausbildung der Zwischenstege vorgesehen, die als Streifen, die nur die Breite des Zwischenstegs und beidseitig jeweils einer Verbindungslasche für das Fügen in der Fügezone umfassen. Durch diese Anordnung wird vorteilhafterweise bei der Expansion der wenigstens einen Strukturlage eine mit der Expansion einhergehende, undefinierte Verringerung der Breite der Zellstruktur verhindert.According to a first embodiment, cell layers that are continuous over the width and are connected to the longitudinal webs in the region of at least one joining zone are provided for the formation of the intermediate webs. The width of the longitudinal webs, in the non-expanded and in the expanded state, can extend beyond the intermediate webs or no intermediate webs have to form an outer, laterally closed edge area in the expanded state. According to a second embodiment, cell layers are provided for the formation of the intermediate webs, which are provided as strips that only cover the width of the intermediate web and on each side a connecting tab for joining in the joining zone. This arrangement advantageously prevents an undefined reduction in the width of the cell structure associated with the expansion during the expansion of the at least one structural layer.
Mehrere Strukturlagen aneinandergereiht, z. B. miteinander verklebt, bilden eine Zellstruktur, es genügt aber nach der Erfindung auch eine einzige Strukturlage. Deren Anzahl an Zelllagen und damit an expandierbaren Reihen von Zellen hängt ab von der Anzahl der gleichzeitig zuführbaren Bahnen und Streifen.Several structural layers strung together, e.g. B. glued together, form a cell structure, but it is sufficient according to the invention, a single structural layer. The number of cell layers and thus the number of expandable rows of cells depends on the number of webs and strips that can be fed in at the same time.
Der wesentliche Unterschied der vorliegenden Erfindung zum Stand der Technik besteht darin, dass nach der Erfindung Zellstrukturen entstehen, die in ihrer Zellgeometrie ausschließlich oder auch auf viergliedrigen Koppelgetrieben aufbauen, statt auf ausschließlich sechsgliedrigen Koppelgetrieben, wie beim herkömmlichen Honigwabenkern. Die aneinandergereihten und miteinander verbundenen Viergelenkketten haben lediglich einen Freiheitsgrad. Durch eine zusätzliche Zwangsbedingung entsteht eine genau definierte Zellgeometrie und damit einhergehend die erfindungsgemäße Zellstruktur mit ihren vorteilhaften Eigenschaften.The main difference between the present invention and the prior art is that according to the invention, cell structures are created which, in terms of their cell geometry, are based exclusively on four-link linkages, instead of exclusively on six-link linkages, as is the case with conventional ones Honeycomb core. The four-link chains that are lined up and connected to one another have only one degree of freedom. An additional constraint creates a precisely defined cell geometry and, as a result, the cell structure according to the invention with its advantageous properties.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform muss für jedes Fach seitlich eines zentralen sechsgliedrigen Koppelgetriebes eine weitere Zelllage aufgebracht werden. Dies führt nach einer ersten Ausführungsform, die die Zuführung von Bahnen vorsieht, zu mehrfach übereinander angeordneten und zusammengefügten Zelllagen. Hieraus ergeben sich eine höhere Stabilität, aber auch ein höheres Gewicht und ein höherer Materialaufwand.According to an advantageous embodiment, a further cell layer must be applied for each compartment to the side of a central six-link coupling gear. According to a first embodiment, which provides for the feeding of webs, this leads to multiple layers of cells arranged one above the other and joined together. This results in a higher stability, but also a higher weight and a higher cost of materials.
Alternativ dazu oder wechselweise mit den durchgängigen Zelllagen, die als Bahnen zugeführt die Längs- und ggf. auch die die Zwischenstege bilden, ist es nach einer zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass die nicht expandierte Zellstruktur andere Zelllagen für die Ausbildung der Zwischenstege umfasst. Diese Zelllagen sind als Streifen, die nur die Breite des Zwischenstegs, zuzüglich einer Verbindungslasche auf jeder Seite für das Fügen in der Fügezone, umfassen, ausgebildet. Dadurch kommen über die Breite abschnittsweise getrennte und bevorzugt an den gesondert vorgesehenen Verbindungslaschen gefügte Streifen zum Einsatz, sodass unnötige Doppelungen oder mehrfache Überlagerungen von Material vermieden werden.As an alternative to this or alternately with the continuous cell layers, which are supplied as webs to form the longitudinal and possibly also the intermediate webs, a second embodiment provides that the non-expanded cell structure comprises other cell layers for the formation of the intermediate webs. These cell layers are designed as strips that only encompass the width of the intermediate web plus a connecting tab on each side for joining in the joining zone. As a result, strips that are separated in sections across the width and preferably joined to the separately provided connecting straps are used, so that unnecessary duplication or multiple overlapping of material is avoided.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung bilden die Zellwände miteinander die parallelkinematische Zellgeometrie aus, indem in der wenigstens einen Strukturlage wenigstens ein sechsgliedriges Koppelgetriebe durch zwei in der Expansionsrichtung hintereinander angeordnete Reihen mit jeweils wenigstens einem viergliedrigen Koppelgetriebe flankiert wird. Das sechsgliedrige Koppelgetriebe erstreckt sich zwischen zwei Bahnen, die dessen Längsstege bilden. Die beiden viergliedrigen Koppelgetriebe flankieren das sechsgliedrige Koppelgetriebe an zumindest einer Seite, die durch jeweils zwei aneinandergrenzende Zwischenstege gebildet wird. Jedes der viergliedrigen Koppelgetriebe ist mit einem der Zwischenstege des sechsgliedrigen Koppelgetriebes verbunden.According to an advantageous development, the cell walls together form the parallel kinematic cell geometry by flanking at least one six-link coupling gear in the at least one structural layer by two rows arranged one behind the other in the expansion direction, each with at least one four-link coupling gear. The six-link coupling mechanism extends between two tracks that form its longitudinal webs. The two four-link linkage flank the six-link linkage on at least one side, which is each formed by two adjacent intermediate webs. Each of the four-link linkage is connected to one of the intermediate webs of the six-link linkage.
Nach einer Ausführungsform ist jede Strukturlage symmetrisch aufgebaut und das zentrale sechsgliedrige Koppelgetriebe wird beidseits von der gleichen Anzahl an viergliedrigen Koppelgetrieben flankiert. Es ist weiterhin nach einer vorteilhaften Weiterbildung in jeder Strukturlage eine unterschiedliche Zellgeometrie mit unterschiedlichen Zellgrößen und/oder Wandhöhen vorgesehen.According to one embodiment, each structural layer is constructed symmetrically and the central six-link linkage is flanked on both sides by the same number of four-link linkage. It continues to be beneficial Further, a different cell geometry with different cell sizes and / or wall heights is provided in each structural layer.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die nicht expandierte Zellstruktur über die Breite durchgängige, im Bereich wenigstens einer Fügezone mit den Längsstegen verbundene Zelllagen für die Ausbildung der Zwischenstege. Das Fügen erfolgt bevorzugt durch Verkleben mittels zuvor aufgebrachter klebender insbesondere streifenförmiger Bereiche, alternativ durch gesonderten Klebstoffauftrag, einen Haftklebstoff oder auf andere geeignete Weise, wie z. B. ein Siegelverfahren. Die Fügezone muss nicht vollständig verklebt sein, jeweils ein verklebter Bereich an den Rändern der Fügezone ist ausreichend.According to an advantageous embodiment of the present invention, the non-expanded cell structure comprises cell layers that are continuous over the width and are connected to the longitudinal webs in the region of at least one joining zone for the formation of the intermediate webs. Joining is preferably carried out by gluing by means of previously applied adhesive, in particular strip-shaped areas, alternatively by a separate application of adhesive, a pressure-sensitive adhesive or in another suitable manner, such as, for. B. a sealing process. The joining zone does not have to be completely glued; one glued area at the edges of the joining zone is sufficient.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, beim Einsatz einer Zellstruktur als Packmittel unterschiedliche Materialien, wie z. B. Wellpapp- und Kartonlagen miteinander zu kombinieren. Des Weiteren hat sich als vorteilhaft erwiesen, die späteren Knickstellen bereits vor dem Fügen der Bahnen und Streifen zum Strang der unexpandierten, planen Strukturlage die Bahnen und Streifen mittels Rillen, Ritzen oder Perforieren entlang einer Knicklinie vorzubereiten.It has proven to be advantageous to use different materials, such as e.g. B. to combine corrugated and cardboard layers. Furthermore, it has proven to be advantageous to prepare the later kinks before joining the tracks and strips to form the strand of the unexpanded, planar structural layer by means of grooves, scratches or perforations along a kink line.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung einer Zellstruktur, die ein Zellwände umfassendes Gefache ausbildet. Dabei wird eine längenveränderliche Zellstruktur mit definierter Breitenänderung als ein Packmittel verwendet. Das Packmittel bildet auf Basis einer expandierbaren Zellstruktur, die ein Stegwände umfassendes Gefache, insbesondere zur Anordnung in einer Faltschachtel, aus. Dabei ist eine erfindungsgemäße expandierbare Zellstruktur als Gefache vorgesehen. Vorteilhafterweise verlaufen die Stegwände im vollständig expandierten Zustand des Gefaches, wenn die Gelenke zwischen Längs- und Zwischenstegen einen Winkel von nahezu 90° einnehmen, rechtwinklig zueinander und parallel zu den Außenkanten des Packmittels. Ein besonderer Vorzug der vorliegenden Erfindung ergibt sich demnach, wenn das Gefache als eine Faltschachtel-Inneneinrichtung verwendet wird. Das Gefache kann auch mit unterschiedlich großen Fächern und Steghöhenverläufen ausgebildet sein. Zudem muss die Zellstruktur nicht zwangsläufig 90° überexpandiert, sondern mit anderen Winkeln, beispielsweise mit 45° verbaut, werden.Another aspect of the invention relates to a use of a cell structure which forms a compartment comprising cell walls. A variable-length cell structure with a defined change in width is used as a packaging material. The packaging means, based on an expandable cell structure, forms the compartment comprising a partition, in particular for arrangement in a folding box. An expandable cell structure according to the invention is provided as compartments. The web walls advantageously run in the fully expanded state of the compartment when the joints between the longitudinal and intermediate webs assume an angle of almost 90 °, at right angles to one another and parallel to the outer edges of the packaging. A particular advantage of the present invention arises accordingly when the compartment is used as an interior device for folding boxes. The compartment can also be designed with compartments of different sizes and web height profiles. In addition, the cell structure does not necessarily have to be overexpanded by 90 °, but rather installed at other angles, for example 45 °.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die zuvor beschriebene expandierbare Zellstruktur auch als ein längenveränderliches Erzeugnis mit definierter Breitenänderung, wie z. B. in der Möbelbranche oder als druckfester Sandwichkern, vorteilhaft Verwendung findet. Dies ist beispielsweise auch mit lokal variierenden Trageigenschaften möglich, insbesondere indem die Zellgröße lokal, z. B. entsprechend der erwarteten Belastung, variiert wird. So resultieren durch lokal variierte Zellstrukturen Sandwichkernmaterialien mit partiell unterschiedlichen Trageigenschaften.It is also provided that the expandable cell structure described above can also be used as a variable-length product with a defined change in width, such as, for. B. in the furniture industry or as a pressure-resistant sandwich core, is advantageously used. This is also possible, for example, with locally varying wearing properties, in particular by changing the cell size locally, e.g. B. according to the expected load is varied. The locally varied cell structures result in sandwich core materials with partially different wearing properties.
Die Erfindung bietet eine Abwandlung des Herstellungsverfahrens für herkömmliche Wabenstrukturen an, sodass mit diesem eben solche aufrichtbaren Zellstrukturen sehr effektiv hergestellt werden können. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren bietet wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, z. B. durch andere, vor allem flexible Klebemuster in Abhängigkeit von der vorgesehenen Zellstruktur, die mögliche Verwendung von Streifen statt Bahnen und der Umstand, dass keine endlose Zellstruktur resultiert, sondern durch die unbeschichtete, kleberfreie Grenzlage einzelne Produkte trotz quasi kontinuierlicher Fertigung gebildet werden. Auf einfache Weise können Zellstrukturen, insbesondere mit sich wiederholendem Muster, durch Aneinanderreihung und Verklebung von Strukturlagen hergestellt werden.The invention offers a modification of the manufacturing method for conventional honeycomb structures so that such erectable cell structures can be manufactured very effectively with this method. The manufacturing method according to the invention offers significant advantages over the prior art, e.g. B. by other, above all flexible adhesive patterns depending on the intended cell structure, the possible use of strips instead of webs and the fact that there is no endless cell structure, but rather individual products are formed despite quasi-continuous production due to the uncoated, adhesive-free boundary layer. Cell structures, in particular with a repeating pattern, can be produced in a simple manner by lining up and gluing structural layers.
Weitere wesentliche Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in der Anordnung von Stegelementen zur Bildung kinematischer Strukturen, welche bei der Expansion beispielsweise ein auf eine Aufgabe zugeschnittenes Packmittel ergeben. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet darüber hinaus folgende Vorteile:
- das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf und ist angelehnt an ein industriell erprobtes Verfahren zur Herstellung bekannter Hexagonalwabenkerne als Zellstruktur;
- nur wenige Verfahrensschritte - dafür aber mehrfach wiederholt bzw. parallel ausgeführt - werden benötigt, was zu einem überschaubaren Prozess und Produktionssicherheit führt;
- hohe Produktivität durch kontinuierliche Verarbeitung von Bahnen oder Streifen;
- kostengünstige Herstellung von Produkten;
- sehr variables Verfahren in Bezug auf die Produkthöhe und die Mehrfachanordnung eines Musters bzw. einer Strukturlage in einer Zellstruktur;
- hohe Ausbringung bei kostengünstiger Produktion;
- Verarbeitung verschiedenster Materialien möglich, auch innerhalb eines Packmittels (z. B. auch Wellpappe).
- the method according to the invention is based on and is based on an industrially proven method for producing known hexagonal honeycomb cores as a cell structure;
- only a few process steps - but repeated several times or carried out in parallel - are required, which leads to a manageable process and production reliability;
- high productivity through continuous processing of webs or strips;
- inexpensive manufacture of products;
- very variable process with regard to the product height and the multiple arrangement of a pattern or a structural layer in a cell structure;
- high output with inexpensive production;
- Processing of a wide variety of materials is possible, even within one packaging (e.g. also corrugated cardboard).
Die erfindungsgemäße Verwendung als Packmittel bietet, je nach Ausführungsform, folgende vorteilhafte Eigenschaften:
- Form und Geometrie sehr flexibel für einzelne Anwendungen bzw. zu verpackende Gegenstände gestaltbar;
- anpassbar durch verschiedene Zellgrößen, -formen und -kombinationen sowie Materialien, die in einer Einheit realisierbar sind;
- expandierbar bzw. auffaltbar, dadurch geringe Lager- und Transportkosten;
- Produkte mit variabler Höhe können hergestellt werden;
- definierte Breitenreduktion der Zellstruktur bei der Expansion, so dass die typische Breitenreduktion herkömmlicher Hexagonalwabenkerne vermieden wird;
- Schwachstellen, wie beispielsweise Stanzfreiräume von Gefachen, werden vermieden, wodurch eine Schwächung der Struktur, vor allem durch konstruktionsbedingten Spannungsspitzen unter Belastung, entfällt;
- Mehrfachwände mit nahezu beliebigem Abstand können als Schutzfunktion bzw. zur Verstärkung geschaffen werden.
- Shape and geometry can be designed very flexibly for individual applications or items to be packaged;
- adaptable through different cell sizes, shapes and combinations as well as materials that can be realized in one unit;
- expandable or foldable, thus low storage and transport costs;
- Variable height products can be made;
- Defined reduction in the width of the cell structure during expansion, so that the typical reduction in width of conventional hexagonal honeycomb cores is avoided;
- Weak points, such as spaces for punching compartments, are avoided, which means that there is no weakening of the structure, especially due to construction-related stress peaks under load;
- Multiple walls with almost any distance can be created as a protective function or for reinforcement.
Die Verpackungsbranche stellt nur eine beispielhafte Anwendung für die erfindungsgemäße Zellstruktur dar. So könnten auch weitere längenveränderliche Gegenstände, beispielsweise für die Möbelbranche, nach dem erfindungsgemäßen Prinzip hergestellt werden. Auch können derart hergestellte Zellstrukturen als spezielle Kernschichten für Sandwichverbünde Verwendung finden.The packaging industry is only an exemplary application for the cell structure according to the invention. Thus, other objects of variable length, for example for the furniture industry, could also be produced according to the principle according to the invention. Cell structures produced in this way can also be used as special core layers for sandwich composites.
Anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und ihrer Darstellung in den zugehörigen Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
-
Fig. 1 : eine Draufsicht auf einen Wabenkern nach dem Stand der Technik; -
Fig. 2 : Draufsichten auf drei exemplarische Zwischenzustände eines Wabenkerns nach dem Stand der Technik während der Expansion in einen überexpandierten Zustand; -
Fig. 3 : eine perspektivische Ansicht eines Gefaches nach dem Stand der Technik; -
Fig. 4 : eine schematische Draufsicht auf drei exemplarische Zwischenzustände einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zellstruktur während der Expansion; -
Fig. 5 : eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zellstruktur mit unterschiedlichen Wandhöhen nach der Expansion; -
Fig. 6 : eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zellstruktur, gefügt aus Materialbahnen; -
Fig. 7 : eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zellstruktur, optimiert hinsichtlich Materialausnutzung, gefügt aus Materialbahnen und -streifen; -
Fig. 8 : eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Zellstruktur; -
Fig. 9 : eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Zellstruktur in drei Stufen der Aufrichtung und -
Fig. 10 : eine schematische perspektivische Ansicht eines Packmittels, verwandt als Inneneinrichtung einer Faltschachtel.
-
Fig. 1 : a plan view of a honeycomb core according to the prior art; -
Fig. 2 : Top views of three exemplary intermediate states of a honeycomb core according to the prior art during the expansion into an overexpanded state; -
Fig. 3 : a perspective view of a compartment according to the prior art; -
Fig. 4 : a schematic plan view of three exemplary intermediate states of an embodiment of the cell structure according to the invention during expansion; -
Fig. 5 : a schematic perspective view of an embodiment of a cell structure according to the invention with different wall heights after expansion; -
Fig. 6 : a schematic plan view of an embodiment of the cell structure according to the invention, assembled from material webs; -
Fig. 7 : a schematic top view of an embodiment of a cell structure according to the invention, optimized with regard to material utilization, assembled from material webs and strips; -
Fig. 8 : a schematic perspective view of an embodiment of a device for producing a cell structure according to the invention; -
Fig. 9 : a schematic perspective view of an embodiment of a cell structure in three stages of erection and -
Fig. 10 : a schematic perspective view of a packaging, used as the interior of a folding box.
Die Zellen der Zelllage 31, der Strukturlage 50 bzw. der Zellstruktur 20' werden durch Längsstege 34 und Zwischenstege 36 gebildet. Die Abgrenzung nach außen, zu einer weiteren Zellstruktur 20, erfolgt durch jeweils eine Grenzlage 32, die als eine Bahn zugleich den Längssteg 34 bildet. Die Längsstege 34 sind mit den Zwischenstegen 36 über Gelenke 37 verbunden.The cells of the
Dies hat zur Folge, dass im Bereich einer bzw. mehrerer Fügezonen 38 bzw. in Teilbereichen der Längsstege 34 mehrere Materialschichten übereinanderliegen. Die Folgen sind ein höherer Materialverbrauch und ein höheres Gewicht, aber auch eine höhere Stabilität in den betreffenden Bereichen und damit der gesamten Zellstruktur 20'. An die Fügezone 38 grenzt jeweils ein Gelenk 37 an, über das die Zellstruktur 20' aufgerichtet werden kann.As a result, in the area of one or more joining
Das Prinzip beim Aufrichten der beiden Ausführungsvarianten ist gleich, die erwünschten Räume, Hohlräume bzw. Zellen entstehen. Bei der Verwendung von Bahnen in Kombination mit Streifen kann jedoch eine vorteilhafte ressourcenschonende Zellstruktur 10', 10" hergestellt werden.The principle when erecting the two design variants is the same, creating the desired spaces, cavities or cells. When using webs in combination with strips, however, an advantageous, resource-saving
Neben den Bahnen 122, 122', die von Bahnrollen 120, 120' entnommen werden, sind auch Streifen 132, 132' zur Bildung von Zelllagen 31 (vgl.
Es erfolgt weiterhin ein Verpressen der Bahnen 122, 122' und Streifen 132, 132' in dem gebildeten Strang der Strukturlagen 50 mittels Anpressrollen 142 zu einem Strang von Strukturlagen 50, gefolgt von dem Abschneiden der einzelnen Abschnitte von Strukturlagen 50 mittels Schneidvorrichtung 146 und Verpressen in einen Schacht 150. Zum Abschluss wird ein Abschnitt der Bahn 122 ohne Klebstoff als Grenzlage 32 in die Schneidvorrichtung 146 gefördert, von dieser ein Abschnitt abgetrennt und im Schacht 150 mit den dort bereits vorliegenden Strukturlagen 50 verpresst. Die aus dem Schacht 150 ausgegebene Zellstruktur 10 kann danach oder später aufgerichtet werden.There is also a pressing of the
Die dargestellte Zellstruktur 10 umfasst eine einzelne Strukturlage 50 mit Zelllagen 31, die als Bahnen 122 und Streifen 132 zugeführt worden sind. Die Längsstege 34 stehen über die äußeren Fügezonen 38, an denen die Zwischenstege 32 mit den Längsstegen 34 verbunden sind, hinaus. Die Position der Zwischenstege 32 ist frei wählbar und über die Zuführung der Streifen 132 und deren Lage über die Arbeitsbreite einstellbar. Den Abschluss bildet die Grenzlage 32. Die Zellstruktur 10 weist keine Sechseckstruktur auf.The
Die Grenzlagen 32 bestehen hier aus beispielsweise silikonbeschichtetem Trennpapier, das später wieder entfernt wird, damit die nachfolgende Verklebung mit einem Faltschachtelzuschnitt 62 gewährleistet werden kann. Die Zellstruktur 10 wurde mit Haftklebstoff nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefügt. Dies wird in den Schritten a) und b) dargestellt.The boundary layers 32 here consist of, for example, silicone-coated release paper, which is later removed again so that the subsequent gluing with a folding box blank 62 can be ensured. The
Im nächsten Schritt (Darstellung b) wird die Grenzlage 32, das Trennpapier, entfernt und die Zellstruktur 10 mit freigelegten klebenden Bereichen (Darstellung c) mit einem entsprechenden Faltschachtelzuschnitt 62 gefügt (Darstellung d).In the next step (illustration b), the
Beim Aufrichten der Faltschachtel 60 in den Schritten e) bis g) wird auch die Zellstruktur 10' aufgerichtet, es entsteht das fertige Packmittel. In diesem Fall ersetzt die Faltschachtel 60 mit den Wänden des Faltschachtelzuschnitts 62 beide Grenzlagen 32, die nur während der Fertigung als Trennpapier temporär zum Einsatz kamen.When the
- 11
- Wabenkern (Stand der Technik)Honeycomb core (state of the art)
- 22
- Zellseparator (Stand der Technik)Cell separator (state of the art)
- 66th
- Gefache (Stand der Technik)Compartments (state of the art)
- 77th
- Gefachewand (Stand der Technik)Partition wall (state of the art)
- 1010
- Zellstruktur (mit Streifen)Cell structure (with stripes)
- 10'10 '
- Zellstruktur (mit Streifen, aufgerichtet)Cell structure (with stripes, erect)
- 10"10 "
- Zellstruktur (mit Streifen, aufgerichtet, Höhe variierend)Cell structure (with stripes, erect, height varying)
- 1212th
- ExpansionsrichtungDirection of expansion
- 2020th
- Zellstruktur (ohne Streifen)Cell structure (without stripes)
- 20'20 '
- Zellstruktur (ohne Streifen, aufgerichtet)Cell structure (without stripes, erect)
- 3030th
- sechsgliedriges Koppelgetriebesix-link coupling gear
- 3131
- ZelllageCell location
- 3232
- GrenzlageBorder location
- 3434
- LängsstegLongitudinal web
- 3636
- ZwischenstegIntermediate bridge
- 3737
- Gelenkjoint
- 3838
- FügezoneJoining zone
- 3939
- VerbindungslascheConnecting tab
- 4040
- viergliedriges Koppelgetriebefour-link coupling gear
- 5050
- Strukturlage einer ZellstrukturStructural position of a cell structure
- 50'50 '
- Strukturlage einer Zellstruktur (aufgerichtet)Structural position of a cell structure (erect)
- 6060
- FaltschachtelFolding box
- 6262
- FaltschachtelzuschnittFolding box cut
- 110110
- Vorrichtung (Bahnen und Streifen)Device (webs and strips)
- 120,120'120.120 '
- obere, untere Bahnrolleupper, lower web roll
- 122,122'122.122 '
- obere, untere Bahnupper, lower track
- 130,130'130.130 '
- obere, untere Streifenrolleupper, lower strip roll
- 132,132'132.132 '
- oberer, unterer Streifenupper, lower stripe
- 142142
- AnpressrollenPressure rollers
- 144,144'144.144 '
- obere, untere Auftrageinrichtungupper, lower applicator
- 144"144 "
- Auftrageinrichtung (zur Grenzlagenbildung)Application device (for boundary layer formation)
- 146146
- SchneidvorrichtungCutting device
- 150150
- SchachtManhole
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022102916A1 (en) | 2022-02-08 | 2023-08-10 | Technische Universität Dresden, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Cell structure, method of making a cell structure and cell support core |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE858224C (en) | 1950-01-26 | 1952-12-04 | Leon Davous | Cell network packaging, method and machine for manufacturing the packaging |
DE1152520B (en) | 1959-12-14 | 1963-08-08 | Inst Leichtbau Und Oekonomisch | Honeycomb core for construction elements with curved cover layers |
FR1395153A (en) * | 1964-04-20 | 1965-04-09 | Reed Paper Group Ltd | Improvement in partitioning elements, in particular for packaging fragile items |
GB1001804A (en) | 1963-07-01 | 1965-08-18 | Dufaylite Dev Ltd | Improvements in or relating to packaging units |
US3809593A (en) * | 1968-06-24 | 1974-05-07 | Union Camp Corp | Method and apparatus for the continuous manufacture of collapsible cellular partitions |
DE3616632A1 (en) | 1986-05-16 | 1987-11-19 | Real Pack Gmbh | Folding box with compartment insert |
DE19507563A1 (en) | 1994-03-03 | 1995-09-07 | Gd Spa | Pack for cigarettes and the like, process for producing this pack and device for carrying out the process |
EP0681963A1 (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-15 | Videcart, S.A. | Divider for foldable cardboard boxes and a method for manufacturing said divider |
JPH09187875A (en) | 1996-01-09 | 1997-07-22 | The Box:Kk | Folding structure for rigid sheet |
US5875608A (en) | 1997-03-17 | 1999-03-02 | Quinif; Edward G. | Expandable spacer cores for flush doors and the method of making same |
WO2000012393A1 (en) | 1998-09-01 | 2000-03-09 | Clifford Packaging Limited | Carton, and blank therefor |
DE19845991A1 (en) | 1998-09-30 | 2000-04-20 | Hung Chih Shiu | Method for making pads with honeycomb structure |
US20070051661A1 (en) | 2005-08-31 | 2007-03-08 | Hugenholtz Roland P H | Flexible compartment system |
CN102673889A (en) | 2011-03-11 | 2012-09-19 | 永硕联合国际股份有限公司 | Honeycomb structure and buffer box body |
DE102014117146A1 (en) | 2014-11-24 | 2016-05-25 | Wellpappe Auerswalde KG | Automated folding box with glued Gefach and method for producing such a machine folding box |
KR200481315Y1 (en) | 2015-12-28 | 2016-09-09 | 주식회사 현대에코팩 | Packing box |
-
2019
- 2019-12-06 DE DE102019133452.7A patent/DE102019133452A1/en active Pending
-
2020
- 2020-12-04 EP EP20212047.3A patent/EP3831592A1/en active Pending
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE858224C (en) | 1950-01-26 | 1952-12-04 | Leon Davous | Cell network packaging, method and machine for manufacturing the packaging |
DE1152520B (en) | 1959-12-14 | 1963-08-08 | Inst Leichtbau Und Oekonomisch | Honeycomb core for construction elements with curved cover layers |
GB1001804A (en) | 1963-07-01 | 1965-08-18 | Dufaylite Dev Ltd | Improvements in or relating to packaging units |
FR1395153A (en) * | 1964-04-20 | 1965-04-09 | Reed Paper Group Ltd | Improvement in partitioning elements, in particular for packaging fragile items |
US3809593A (en) * | 1968-06-24 | 1974-05-07 | Union Camp Corp | Method and apparatus for the continuous manufacture of collapsible cellular partitions |
DE3616632A1 (en) | 1986-05-16 | 1987-11-19 | Real Pack Gmbh | Folding box with compartment insert |
DE19507563A1 (en) | 1994-03-03 | 1995-09-07 | Gd Spa | Pack for cigarettes and the like, process for producing this pack and device for carrying out the process |
EP0681963A1 (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-15 | Videcart, S.A. | Divider for foldable cardboard boxes and a method for manufacturing said divider |
JPH09187875A (en) | 1996-01-09 | 1997-07-22 | The Box:Kk | Folding structure for rigid sheet |
US5875608A (en) | 1997-03-17 | 1999-03-02 | Quinif; Edward G. | Expandable spacer cores for flush doors and the method of making same |
WO2000012393A1 (en) | 1998-09-01 | 2000-03-09 | Clifford Packaging Limited | Carton, and blank therefor |
DE19845991A1 (en) | 1998-09-30 | 2000-04-20 | Hung Chih Shiu | Method for making pads with honeycomb structure |
US20070051661A1 (en) | 2005-08-31 | 2007-03-08 | Hugenholtz Roland P H | Flexible compartment system |
CN102673889A (en) | 2011-03-11 | 2012-09-19 | 永硕联合国际股份有限公司 | Honeycomb structure and buffer box body |
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