EP4596193A1

EP4596193A1 - Kombinationswerkzeug, bearbeitungsvorrichtung und verfahren zur bearbeitung einer schichtweise verbundenen zellstoffstruktur

Info

Publication number: EP4596193A1
Application number: EP25150761.2A
Authority: EP
Inventors: Martin THALHEIMER; Thomas Obermaier; Thomas Stein
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2024-02-01
Filing date: 2025-01-08
Publication date: 2025-08-06
Also published as: DE102024200915A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kombinationswerkzeug (16) zum Bearbeiten einer schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur (10), insbesondere Wellpappe oder Wabenplatte, mit einem Komprimierungsoperator (20), der vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur (10) zu komprimieren, und einem Schnittoperator (22) der vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur (10) zu schneiden, wobei der Schnittoperator (22) in einer Kombinationswerkzeuglängsrichtung (K), vorzugsweise unmittelbar, vor dem Komprimierungsoperator (20) ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Bearbeitungsvorrichtung (2), ein Verfahren zur Bearbeitung der schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur (10) und eine Verwendung des Kombinationswerkzeugs (16).

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kombinationswerkzeug zur Bearbeitung einer schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur, insbesondere in Form einer Wellpappe oder einer Wabenplatte, eine Bearbeitungsvorrichtung mit dem Kombinationswerkzeug, ein Verfahren zur Bearbeitung der schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur sowie eine Verwendung des Kombinationswerkzeugs.

Stand der Technik

Haushaltsgeräte bzw. Haushaltsgroßgeräte finden in nahezu allen Haushalten Anwendung. Um ein derartiges Haushaltsgroßgerät sicher von einem Herstellungsort über einen Verkaufsort zu einem finalen Bestimmungsort/ Verwendungsort transportieren zu können, ist es notwendig, das Haushaltsgroßgerät spielarm und gut gepolstert zu verpacken.
Hierfür werden Haushaltsgroßgeräte beispielsweise mit geschäumten Bauteilen verpackt. Ein solches Verpackungsteil hat den Nachteil, das der Schäumvorgang und insbesondere das Aushärten des Schaums zeitaufwendig ist und bei einem Auspacken des Haushaltsgroßgeräts der ausgehärtete Schaum zerbröseln kann, was zu einer unerwünschten Verschmutzung eines Wohnraums führt. Weiterhin ist der ausgehärtete Schaum nur schlecht recycelbar, sodass große Mengen/ Volumen an Abfall anfallen.
Alternativ können derartige Haushaltsgroßgeräte in Verpackungschips eingebettet transportiert werden. Die Verpackungschips können biologisch abbaubar ausgebildet sein und sind im Allgemeinen zumindest teilweise wiederverwendbar, haben jedoch den Nachteil, dass sie insbesondere schwere Haushaltsgroßgeräte nur unzureichend fixieren und abpolstern können.
Eine weitere Alternative ist ein Fixieren des Haushaltsgroßgeräts in Wellpappe oder in Wabenplatten. Derartige Wabenplatten können jedoch nur für leichtere Haushaltsgeräte oder Haushaltsgroßgeräte mit einfacher Formgebung eingesetzt werden, da eine Ausbildung von Transportverpackungen für große schwere Haushaltsgroßgeräte komplexe Formen benötigt, um eine Kontur des Haushaltsgroßgeräts abzubilden und trotzdem wirkende Kräfte aufzunehmen/ abzufangen und das Haushaltsgroßgerät somit zuverlässig zu schützen. Aktuell ist es daher notwendig, mehrere Wabenplatten nach einer Bearbeitung/ einem Zuschneiden zu schichten und zu verbinden, was mit erheblichem Investitions-, Handhabungs-, Arbeits- und damit Kostenaufwand verbunden ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben oder zumindest zu reduzieren. Konkret ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, schichtweise verbundene Zellstoffstrukturen wie Wellpappe oder Wabenplatten mit hoher Wandstärke so zu bearbeiten, dass die Zellstoffstruktur eine vorbestimmte Geometrie aufweist, die geeignet ist, ein Haushaltsgroßgerät zu verpacken und zu polstern.

Zusammenfassung der Offenbarung

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kombinationswerkzeug zur Bearbeitung einer schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur gemäß des unabhängigen Patentanspruchs 1, durch eine Bearbeitungsvorrichtung mit dem Kombinationswerkzeug, durch ein Verfahren zur Bearbeitung der schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur sowie durch eine Verwendung des Kombinationswerkzeugs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart und/ oder nachfolgend beschrieben.
Konkret wird die Aufgabe gelöst durch ein Kombinationswerkzeug zur Bearbeitung einer schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur, insbesondere Wellpappe oder Wabenplatte, mit einem Komprimierungsoperator, der vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur zu komprimieren, und einem Schnittoperator der vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur zu schneiden. Der Schnittoperator ist in einer Kombinationswerkzeuglängsrichtung, vorzugsweise unmittelbar, vor dem Komprimierungsoperator ausgebildet.
In anderen Worten wird die Aufgabe gelöst durch das im Wesentlichen schaftförmige Kombinationswerkzeug, das sich im Wesentlichen in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung erstreckt. Unter der Kombinationswerkzeuglängsrichtung ist die Richtung mit der größten Erstreckung des Kombinationswerkzeugs zu verstehen. Das Kombinationswerkzeug hat zumindest zwei Schaftabschnitte, die in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung hintereinander ausgebildet sind. Ein erster Schaftabschnitt ist oder beinhaltet den Komprimierungsoperator, der vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur lokal zu komprimieren und/ oder zu verdichten und/ oder umzuformen. Ein zweiter Schaftabschnitt, der vorzugsweise unmittelbar an den ersten Schaftabschnitt angrenzt, ist oder beinhaltet den Schnittoperator, der vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur lokal zu trennen.
Kern der Erfindung ist es, zumindest zwei auf unterschiedlichen Wirkprinzipien beruhende Operatoren/ Effektoren in einem Kombinationswerkzeug zu vereinen, wobei die zumindest zwei unterschiedlichen Operatoren mit unterschiedlichen Eingriffs- bzw. Wirktiefen in die Zellstoffstruktur eingreifen.
Durch eine derartige kombinierte Ausbildung von unterschiedlichen Operatoren in einem Kombinationswerkzeug können unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge gebündelt und simultan ausgeführt werden. So kann eine Bearbeitungsdurchlaufzeit der Zellstoffstruktur erheblich verkürzt werden. Weiterhin können Positionierungsfehler, welche bei einer sequenziellen Bearbeitung mit unterschiedlichen Werkzeugen auftreten können, verhindert werden.
In einem Aspekt kann eine Schnittoperatorerstreckung in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung mindestens so groß sein wie eine Komprimierungsoperatorerstreckung in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung. Vorzugsweise kann die Schnittoperatorerstreckung mindestens doppelt so groß sein wie die Komprimierungsoperatorerstreckung.
In anderen Worten kann der erste Schaftabschnitt, der den Komprimierungsoperator beinhaltet oder der der Komprimierungsoperator ist, eine erste Eingriffstiefe in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung haben und der zweite Schaftabschnitt, der den Schnittoperator beinhaltet oder der der Schnittoperator ist, eine zweite Eingriffstiefe in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung haben. Die zweite Eingriffstiefe kann dabei größer gleich der ersten Eingriffstiefe sein. Bevorzugt kann die zweite Eingriffstiefe mindestens die doppelte erste Eingriffstiefe sein.
Durch eine derartige Ausbildung des Kombinationswerkzeugs können auch schichtweise verbundenen Zellstoffstrukturen mit einer hohen Dicke in nur einem Eingriffsvorgang des Kombinationswerkzeugs bearbeitet werden.
In einem weiteren Aspekt kann der Komprimierungsoperator eine sich hin zu dem Schnittoperator, insbesondere gleichmäßig über die Kombinationswerkzeuglängsrichtung, verjüngende, vorzugsweise kegelförmige oder eine kegelstumpfförmige, Geometrie aufweisen oder sein.
In anderen Worten kann eine radiale Erstreckung/ Ausdehnung des Komprimierungsoperators über die Kombinationswerkzeuglängsrichtung abnehmen. Die Abnahme der radialen Erstreckung des Komprimierungsoperators kann vorzugsweise linear über die Kombinationswerkzeuglängsrichtung erfolgen. Alternativ sind auch parabelförmige oder stufenförmige Abnahmen der radialen Erstreckung des Komprimierungsoperators über die Kombinationswerkzeuglängsrichtung möglich.
In nochmals anderen Worten kann sich eine normal zu der Kombinationswerkzeuglängsrichtung orientierte Querschnittsfläche über die Kombinationswerkzeuglängsrichtung verkleinern. Bevorzugt kann die Querschnittsfläche eine (kreis-)runde Querschnittsfläche sein. Alternativ sind auch drei- vier- fünf oder vieleckige Querschnittsflächen vorstellbar.
Weiterhin sind auch Ausführungsformen vorstellbar, in welchen der Komprimierungsoperator eine wellenförmige Kontur, eine nutförmige Kontur oder ähnliches in einer Mantelfläche des Komprimierungsoperators aufweist.
Durch eine derartige Ausbildung des Komprimierungsoperators kann eine gleichmäßige, wiederholbare Komprimierung der Zellstoffstruktur mit einer definierten Geometrie erzielt werden.
In einem weiteren Aspekt kann ein eingeschlossener Winkel des Komprimierungsoperators zumindest 30° und höchstens 140° vorzugsweise 90° betragen.
In anderen Worten kann zwischen dem Komprimierungsoperator bzw. der Mantelfläche des Komprimierungsoperators ein Außenwinkel zu einer Horizontalen von mindestens 20°, vorzugsweise 45°, höchstens 75° eingeschlossen sein.
Durch einen derart ausgestalteten Komprimierungsoperator kann eine definierte Komprimierung der Zellstoffstruktur erreicht werden, ohne dass Fasern in der Zellstoffstruktur reißen, was eine Festigkeit und eine Formstabilität der Zellstoffstruktur erheblich reduzieren könnte.
In einem weiteren Aspekt kann an einem in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung von dem Schnittoperator abgewandten Ende des Komprimierungsoperators ein Koppelabschnitt ausgebildet sein, um das Kombinationswerkzeug mit einem Werkzeugträger zu verbinden.
In anderen Worten kann das Kombinationswerkzeug den Koppelabschnitt aufweisen, der vorgesehen und ausgebildet ist, von einer Werkzeugaufnahme des Werkzeugträgers aufgenommen zu werden. Der Koppelabschnitt kann optional ausgebildet sein, ein Antriebsdrehmoment auf das Kombinationswerkzeug zu übertragen. Es sind auch Ausführungsformen vorstellbar, in welchen nicht das Kombinationswerkzeug als Ganzes, sondern lediglich der Schnittoperator, beispielsweise über eine Antriebswelle, über den Koppelabschnitt antreibbar ist. Weiterhin sind Ausführungsformen vorstellbar, in welchen das Kombinationswerkzeug drehfest/ unangetrieben in der Werkzeugaufnahme des Werkzeugträgers fixiert bzw. fixierbar ist.
Durch einen derartigen Koppelabschnitt kann das Kombinationswerkzeug auswechselbar ausgebildet sein, sodass das Kombinationswerkzeug auf den Anwendungsfall anpassbar/ adaptierbar ist. Weiterhin kann bei einer derartigen Ausbildung des Kombinationswerkzeugs ein verschlissenes Kombinationswerkzeug einfach ausgetauscht werden oder einfach geschärft/ nachgearbeitet werden.
In einem weiteren Aspekt kann das Kombinationswerkzeug einstückig, vorzugsweise stoffeinstückig, ausgebildet sein.
Anders ausgedrückt kann das Kombinationswerkzeug monolithisch ausgebildet sein. Das Kombinationswerkzeug kann beispielsweise aus Metall oder einer Keramik ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Kombinationswerkzeug aus einem Metall, vorzugsweise aus einem Stahl, insbesondere einem Werkzeugstahl wie beispielsweise einem Schnellarbeitsstahl (HSS), ausgebildet sein. Alternativ kann das Kombinationswerkzeug aus einer Keramik oder dergleichen ausgebildet sein.
Es sind auch Ausführungsformen vorstellbar, in welchen das Kombinationswerkzeug mehrteilig und/ oder aus mehreren unterschiedlichen Materialien ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Schnittoperator aus dem Metall, vorzugsweise aus dem Stahl, insbesondere dem Werkzeugstahl wie beispielsweise dem Schnellarbeitsstahl (HSS), ausgebildet sein und der Komprimierungsoperator kann aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Alternativ kann der Schnittoperator beispielsweise aus der Keramik ausgebildet sein.
In einem weiteren Aspekt kann das Kombinationswerkzeug rotationssymmetrisch zu einer sich in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung erstreckenden Mittelfaser sein. Alternativ kann das Kombinationswerkzeug schaftabschnittsweise rotationssymmetrisch ausgebildet sein.
Optional kann das Kombinationswerkzeug als ein rotatorisch angetriebenes Werkzeug ausgebildet sein. Bei einer Ausbildung als das rotatorisch angetriebene Werkzeug kann das Kombinationswerkzeug am Schnittoperator mit zumindest einer Umfangsklinge ausgebildet sein.
Alternativ kann das Kombinationswerkzeug mit einer Messerklinge als Schnittoperator ausgebildet sein oder der Schnittoperator kann eine Messerklinge beinhalten. In eine Ausbildung des Kombinationswerkzeugs mit einer Messerklinge kann beispielsweise der Komprimierungsoperator rotationssymmetrisch zu der Mittelfaser ausgebildet sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiterhin gelöst durch eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten der schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur, insbesondere in Form der Wellpappe oder der Wabenplatte, mit einem Kombinationswerkzeug nach einem der obigen Aspekte, einem Werkzeugträger, der das Kombinationswerkzeug beinhaltet oder vorgesehen und ausgebildet ist, das Kombinationswerkzeug zu tragen, und einer Grundplatte, die vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur zu tragen. Der Werkzeugträger ist in einer Normalenrichtung und/ oder einer Richtung parallel zu der Grundplatte gegen die Grundplatte verfahrbar/ bewegbar, um die Zellstoffstruktur mit dem Kombinationswerkzeug zu bearbeiten. Die Normalenrichtung kann parallel der Kombinationswerkzeuglängsrichtung sein oder kann dieser entsprechen.
In anderen Worten wird die Aufgabe weiterhin gelöst durch die Bearbeitungsvorrichtung mit der Grundplatte und dem mit dem Kombinationswerkzeug ausgebildeten oder ausgerüsteten oder verbundenen oder gekoppelten Werkzeugträger. Die Grundplatte und der Werkzeugträger können pressen- und/ oder stanzenförmig und/ oder fräserförmig zueinander in der Bearbeitungsvorrichtung ausgebildet und relativ zueinander bewegbar/ verfahrbar sein.
Bevorzugt ist der Werkzeugträger relativ zu der Grundplatte bewegbar, wobei die Grundplatte ortsfest ist. Es sind jedoch auch Ausführungsformen vorstellbar, in welchen der Werkzeugträger ortsfest ist und die Grundplatte relativ zu dem Werkzeugträger bewegbar ist. Weiterhin sind Ausführungsformen vorstellbar, in welchen sowohl der Werkzeugträger als auch die Grundplatte bewegbar sind.
Bevorzugt ist die Bewegung des Werkzeugträgers zu der Grundplatte eine Bewegung in einer Richtung normal zu einer flächigen Erstreckung der Grundplatte und/ oder der Werkzeugplatte. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegung eine parallele Bewegung sein. In anderen Worten kann der Schnitt- und nachlaufende Komprimierungsvorgang des Kombinationswerkzeugs in der Zellstoffstruktur linear und/ oder zirkular erfolgen.
Die Grundplatte kann eine Werkstückaufnahme beinhalten, die vorgesehen und ausgebildet sein kann, das Werkstück reversibel zu fixieren.
Der Werkzeugträger kann mit einer Werkzeugaufnahme zur Aufnahme und/ oder zum Antreiben des Kombinationswerkzeugs ausgebildet sein. Alternativ kann der Werkzeugträger einstückig mit dem Kombinationswerkzeug ausgebildet sein. Die Werkzeugaufnahme und/ oder das Kombinationswerkzeug ist/ sind an einer der Grundplatte zugewandten Seite des Werkzeugträgers ausgebildet oder angebracht montiert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Bearbeitung der schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur, insbesondere Wellpappe oder Wabenplatte, mit der Bearbeitungsvorrichtung nach einem der obigen Aspekte mit der Schrittabfolge:

Einbringen der Zellstoffstruktur in die Bearbeitungsvorrichtung;
Positionieren der Zellstoffstruktur auf der Grundplatte, wobei die Zellstoffstruktur optional auf der Grundplatte fixiert werden kann;
Verfahren des Werkzeugträgers mit dem Kombinationswerkzeug in der Normalenrichtung und/ oder der Richtung parallel zu der Grundplatte, wobei der Schnittoperator die Zellstoffstruktur schneidet und der Komprimierungsoperator die Zellstoffstruktur nachlaufend komprimiert;
Verfahren des Werkzeugträgers weg von der Grundplatte; und
Ausbringen der Zellstoffstruktur aus der Bearbeitungsvorrichtung.

In anderen Worten wird die Aufgabe weiterhin gelöst durch das Verfahren zum Bearbeiten der Zellstoffstruktur.
Das Verfahren beinhaltet einen ersten Schritt, in welchem die als Halbzeug vorliegende Zellstoffstruktur in die Bearbeitungsvorrichtung eingebracht wird. Konkret wird die Zellstoffstruktur in einen Zwischenraum zwischen dem Werkzeugträger und der Grundplatte eingebracht.
In einem zweiten Schritt wird die Zellstoffstruktur auf der Grundplatte positioniert. Bevorzugt kann die Grundplatte einen Anschlag beinhalten, an welchen die Zellstoffstruktur bei der Positionierung anschlagen kann/ angeschlagen wird. Die Zellstoffstruktur kann vorzugsweise mittig auf der Grundplatte positioniert werden. Optional kann die Grundplatte eine Fixiervorrichtung für die Zellstoffstruktur beinhalten.
In einem dritten Schritt verfährt der Werkzeugträger mit dem Kombinationswerkzeug gegen die Grundplatte. Konkret verfährt der Werkzeugträger in einer Normalenrichtung der Grundplatte gegen die Grundplatte und/ oder parallel zur Erstreckung der Grundplatte. Alternativ kann die Grundplatte auch gegen den Werkzeugträger bzw. können Werkzeugträger und Grundplatte gegeneinander verfahren.
In einem vierten Schritt wird die Zellstoffstruktur mit dem in den Werkzeugträger eingespannten oder an dem Werkzeugträger ausgebildeten Kombinationswerkzeug bearbeitet. Konkret dringt zuerst der Schnittoperator in die Zellstoffstruktur ein und schneidet die Zellstoffstruktur in/ bis zu einer definierten Tiefe. Der Komprimierungsoperator läuft dem Schnittoperator nach bzw. folgt dem Schnittoperator. In anderen Worten kann das Kombinationswerkzeug bei einem Verfahren in der Normalenrichtung erst die Zellstoffstruktur schneiden und dann, ausgehend von einer Oberfläche der Zellstoffstruktur, die Zellstoffstruktur mit einer definierten Geometrie des Komprimierungsoperators komprimieren.
In einem fünften Schritt verfährt der Werkzeugträger weg von der Grundplatte. Konkret verfährt der Werkzeugträger in der Normalenrichtung der Grundplatte weg von der Grundplatte, sodass das Kombinationswerkzeug aus der Zellstoffstruktur herausgezogen wird. Alternativ kann die Grundplatte auch weg von dem Werkzeugträger bzw. können Werkzeugträger und Grundplatte weg voneinander verfahren.
In einem sechsten Schritt wird die bearbeitete Zellstoffstruktur aus der Bearbeitungsvorrichtung entnommen.
Weiterhin wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Verwendung des Kombinationswerkzeugs nach einem der obigen Aspekte zur Herstellung eines Verpackungs- und Transportelements aus einer Zellstoffstruktur für ein Haushaltsgerät.
In anderen Worten kann das das Kombinationswerkzeug aus der Zellstoffstruktur das Verpackungs- und Transportelement ausbilden/ herstellen, das vorgesehen und ausgebildet ist, das Haushaltsgroßgerät aufzunehmen und zu fixieren. Bevorzugt kann das Verpackungs- und Transportelement vorgesehen und ausgebildet sein, dass Haushaltsgroßgerät in einer Umverpackung zu fixieren.
Kurzbeschreibung der Figuren

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Kombinationswerkzeug;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer bearbeiteten Zellstoffstruktur in Form eines Verpackungs-und Transportelements;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teilschnitts in der bearbeiteten Zellstoffstruktur;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht von Einführschrägen der bearbeiteten Zellstoffstruktur; und
Fig. 5 ist eine schematische, teiltransparente Ansicht der bearbeiteten Zellstoffstruktur mit einem Deckelkarton.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung auf der Basis der zugehörigen Figuren beschrieben.
Fig.1 zeigt die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung 2 in einer schematischen Darstellung. Die Bearbeitungsvorrichtung 2 beinhaltet eine untere Grundplatte 4 und einen oberen Werkzeugträger 6. Der Werkzeugträger 6 kann in einer ersten Normalenrichtung X, welche normal zu einer flächigen Erstreckung der Grundplatte 4 orientiert ist, gegenüber der Grundplatte 4 linear bewegt/ verfahren werden. Weiterhin kann der Werkzeugträger 6 in einer ersten Breitenrichtung Y gegenüber der Grundplatte 4 linear bewegt/ verfahren werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Werkzeugträger 6 in einer ersten Tiefenrichtung Z gegenüber der Grundplatte 4 linear bewegt/ verfahren werden. Es sind auch Ausführungsformen vorstellbar, in welchen der Werkzeugträger 6 gegenüber der Grundplatte 4 gekippt/ geneigt/ angewinkelt werden kann.
Die Grundplatte 4 beinhaltet eine Werkstückaufnahme 8. Die Werkstückaufnahme 8 ist vorgesehen und ausgebildet, das Werkstück in Form einer schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur 10 reversibel auf der Grundplatte 4 zu fixieren. Zwischen der Grundplatte 4 und dem Werkzeugträger 6 ist ein Zwischenraum 12 ausgebildet.
Der Werkzeugträger 6 beinhaltet an einer dem Zwischenraum 12 zugewandten Seite eine Werkzeugaufnahme 14. Die Werkzeugaufnahme 14 ist vorgesehen und ausgebildet, ein offenbarungsgemäßes Kombinationswerkzeug 16 aufzunehmen und optional anzutreiben. Es sind auch Ausführungsformen vorstellbar, in welchen das Kombinationswerkzeug fest/ unlösbar mit dem Werkzeugträger verbunden ist.
Das Kombinationswerkzeug 16 beinhaltet einen Koppelabschnitt 18, der vorgesehen und ausgebildet ist das Kombinationswerkzeug 16 an der Werkzeugaufnahme 14 zu fixieren. Das Kombinationswerkzeug 16 erstreckt sich, ausgehend von der Werkzeugaufnahme 14 des Werkzeugträgers 6, in einer Kombinationswerkzeuglängsrichtung K. In der Kombinationswerkzeuglängsrichtung K schließt sich an den Koppelabschnitt 18 eine Komprimierungsoperator 20 an.
Der Komprimierungsoperator 20 ist ein kegelförmiger/ kegelstumpfförmiger Operator/ Effektor, der vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur 10 lokal zu komprimieren und plastisch zu verformen/ zu verdichten. Der Komprimierungsoperator 20 verjüngt sich über seine Erstreckung in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung K linear/ konisch. An den Komprimierungsoperator 20 schließt sich in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung K ein Schnittoperator 22 in Form zumindest einer Umfangsklinge/ Umfangsschneide an. Es sind auch Ausführungsformen vorstellbar, in denen der Schnittoperator 22 eine Messerklinge ist.
Um die Zellstoffstruktur 10 zu bearbeiten verfährt der Werkzeugträger 6 mit dem Kombinationswerkzeug 16 zumindest in der Normalenrichtung X in Richtung zu der Grundplatte 4. Der Schnittoperator 22 schneidet in die Zellstoffstruktur 10 und trennt/ perforiert die Zellstoffstruktur 10 lokal. Durch die einstückige Ausbildung des Kombinationswerkzeugs 16 folgt der Komprimierungsoperator 20 dem Schnittoperator 22 in der Normalenrichtung X und komprimiert die Zellstoffstruktur 10 lokal in einer unmittelbaren Umgebung eines Schnitts, welcher durch den Schnittoperator 22 in der Zellstoffstruktur verursacht/ erzeugt wird.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der exemplarischen Zellstoffstruktur 10 in Form eines Verpackungs- und Transportelements für Haushaltsgroßgeräte. In der Zellstoffstruktur 10 sind Teilschnitte 24 ausgebildet. Die Teilschnitte 24 sind durch einen Schnittoperator in die Zellstoffstruktur 10 eingebracht. In anderen Worten werden die Teilschnitte 24 derart in die Zellstoffstruktur 20 eingebracht, dass ein Schnittoperator in Eingriff mit der Zellstoffstruktur 10 gebracht wird. Weiterhin sind in der Zellstoffstruktur 10 Teilschnitte 24 mit beidseitige Komprimierung 26 ausgebildet. Hierbei wird sowohl ein Teilschnitt 24 in die Zellstoffstruktur 10 mittels des Schnittoperators 22 eingebracht als auch eine beidseitige Komprimierung 26 durch den Komprimierungsoperator 20 des Kombinationswerkzeugs 16.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Teilschnitts 24 mit beidseitiger Komprimierung 26. Bei dem Teilschnitt 24 ist die Zellstoffstruktur 10 nicht vollständig durchtrennt. Konkret ist zumindest ein Deckpapier 28 intakt, sodass das Deckpapier 28 als eine Art Folienscharnier fungieren kann, um welches die Zellstoffstruktur 10 geklappt werden kann. Weiterhin ist die Zellstoffstruktur 10, ausgehend von einer Oberfläche 30 der Zellstoffstruktur 10, beidseitig/symmetrisch zu dem Teilschnitt 24 komprimiert. Durch die Komprimierungen 26 kann nach einer Klappung/Faltung beispielsweise eine erleichterte Montage von folgenden Bauteilen erreicht werden. Die Komprimierungen fungieren zum Beispiel als Einführschrägen oder es wird eine Freigängigkeit erreicht. Es werden quasi aus den Komprimierungen 26 nach der Klappung/Faltung die Einführschrägen 32.
In Fig.4 zeigt die Zellstoffstruktur 10 in Form eines Verpackungs- und Transportelements für Haushaltsgroßgeräte mit Einführschrägen 32 an der Zellstoffstruktur 10. Die Einführschrägen 32 wurden durch Schneiden mit dem Schnittoperator 22 als auch durch einseitiges Komprimieren mit dem Komprimierungsoperator 20 vor der Klappung/Faltung erstellt.
In Fig. 5 ist ein Deckelkarton 34 montiert auf der Zellstoffstruktur 10 mit den Einführschrägen dargestellt. Der Deckelkarton 34 ist über die Einführschrägen 32 der Zellstoffstruktur 10 auf der Zellstoffstruktur 10 montiert.
Weiterhin sei erwähnt, dass der Schnittoperator 22 des Kombinationswerkzeugs 16 auch geeignet ist, vollständige Ausnehmungen 36 in der Zellstoffstruktur 10 auszubilden, wobei über eine Eingriffstiefe des Kombinationswerkzeugs 16 gesteuert werden kann, ob eine Rand der Ausnehmung 36 eine Komprimierung 26 aufweisen soll oder nicht.

Bezugszeichenliste

2: Bearbeitungsvorrichtung
4: Grundplatte
6: Werkzeugträger
8: Werkstückaufnahme
10: Zellstoffstruktur
12: Zwischenraum
14: Werkzeugaufnahme
16: Kombinationswerkzeug
18: Koppelabschnitt
20: Komprimierungsoperator
22: Schnittoperator
24: Teilschnitt
26: Komprimierung
28: Deckpapier
30: Oberfläche
32: Einführschräge
34: Deckelkarton
36: Ausnehmung
K: Kombinationswerkzeuglängsrichtung
X: Normalenrichtung
Y: Breitenrichtung
Z: Tiefenrichtung

Claims

Kombinationswerkzeug (16) zum Bearbeiten einer schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur (10), insbesondere Wellpappe oder Wabenplatte, mit
einem Komprimierungsoperator (20), der vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur (10) zu komprimieren, und

einem Schnittoperator (22), der vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur (10) zu schneiden, wobei

der Schnittoperator (22) in einer Kombinationswerkzeuglängsrichtung (K), vorzugsweise unmittelbar, vor dem Komprimierungsoperator (20) ausgebildet ist.
Kombinationswerkzeug (16) nach Anspruch 1, wobei eine Schnittoperatorerstreckung in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung (K) mindestens so groß ist wie eine Komprimierungsoperatorerstreckung in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung (K), vorzugsweise ist die Schnittoperatorerstreckung mindestens doppelt so groß wie die Komprimierungsoperatorerstreckung.
Kombinationswerkzeug (16) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Komprimierungsoperator (20) eine sich hin zu dem Schnittoperator (22), insbesondere gleichmäßig über die Kombinationswerkzeuglängsrichtung (K), verjüngende, vorzugsweise kegelförmige oder eine kegelstumpfförmige, Geometrie aufweist.
Kombinationswerkzeug (16) nach Anspruch 3, wobei ein eingeschlossener Winkel des Komprimierungsoperators zumindest 30° und höchstens 140° vorzugsweise 90° beträgt.
Kombinationswerkzeug (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei an einem in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung (K) von dem Schnittoperator (22) abgewandten Ende des Komprimierungsoperators (20) ein Koppelabschnitt (18) ausgebildet ist, um das Kombinationswerkzeug (16) mit einem Werkzeugträger (6) zu verbinden.
Kombinationswerkzeug (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Kombinationswerkzeug (16) einstückig, vorzugsweise stoffeinstückig, ausgebildet ist.
Kombinationswerkzeug (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Kombinationswerkzeug (16) rotationssymmetrisch zu einer sich in der Kombinationswerkzeuglängsrichtung (K) erstreckenden Mittelfaser ist.
Bearbeitungsvorrichtung (2) zum Bearbeiten der schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur (10), insbesondere Wellpappe oder Wabenplatte, mit einem Kombinationswerkzeug (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 7;
einem Werkzeugträger (6), der das Kombinationswerkzeug (16) beinhaltet oder vorgesehen und ausgebildet ist, das Kombinationswerkzeug (16) zu tragen;

einer Grundplatte (4), die vorgesehen und ausgebildet ist, die Zellstoffstruktur (10) zu tragen; wobei

der Werkzeugträger (6) in einer Normalenrichtung (X) und/ oder einer Richtung (Y; Z) parallel zu der Grundplatte (4) gegen die Grundplatte (4) verfahrbar ist, um die Zellstoffstruktur (10) mit dem Kombinationswerkzeug (16) zu bearbeiten; und

die Normalenrichtung (X) vorzugweise parallel zu der Kombinationswerkzeuglängsrichtung (K) ist oder dieser entspricht.
Verfahren zur Bearbeitung der schichtweise verbundenen Zellstoffstruktur (10), insbesondere Wellpappe oder Wabenplatte, mit der Bearbeitungsvorrichtung (2) nach Anspruch 8 mit der Schrittabfolge:
- Einbringen der Zellstoffstruktur (10) in die Bearbeitungsvorrichtung (2);

- Positionieren der Zellstoffstruktur (10) auf der Grundplatte (4);

- Verfahren des Werkzeugträgers (6) mit dem Kombinationswerkzeug (16) in der Normalenrichtung (X) und/ oder einer der Richtungen (Y; Z) parallel zu der Grundplatte (4), wobei der Schnittoperator (22) die Zellstoffstruktur (10) schneidet und der Komprimierungsoperator (20) die Zellstoffstruktur (10), vorzugsweise nachlaufend, komprimiert;

- Verfahren des Werkzeugträgers (6) weg von der Grundplatte (4); und

- Ausbringen der Zellstoffstruktur (10) aus der Bearbeitungsvorrichtung (2).
Verwendung des Kombinationswerkzeugs (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung eines Verpackungs- und Transportelements für ein Haushaltsgerät aus der Zellstoffstruktur (10).