ES2846152T3

ES2846152T3 - Estructura de refuerzo de material de base celular plano y procedimiento para la producción de una estructura de refuerzo plana deformable tridimensionalmente

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Publication number: ES2846152T3
Application number: ES17191495T
Authority: ES
Inventors: Fritz M Streuber
Original assignee: 3d | Core & Co KG GmbH
Current assignee: 3d | Core & Co KG GmbH
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2037-09-15
Also published as: EP3456531B1; US10940649B2; EP3456531A1; US20190099964A1

Abstract

Estructura de refuerzo de un material de base celular plano, que en una vista superior presenta debilitamientos de material (3) distribuidos a lo largo de su superficie, que subdividen el material de base en una pluralidad de islas de material (1R; 1D) separadas entre sí por los debilitamientos de material (3), pero aún unidas entre sí, en la que (a) las islas de material (1R; 1D) son polígonos de base convexos en la vista superior, (b) respectivamente varias de las islas de material (1R; 1D) forman conjuntamente un polígono compuesto convexo, preferentemente regular (1H), en la vista superior, y (c) los polígonos compuestos (1H) difieren según el número de esquinas y/o una relación de las longitudes laterales de los polígonos de base que forman las islas de material (1R; 1D), caracterizada por que (d) las islas de material (1R; 1D) son rombos (1R) o triángulos equiláteros (1D) y el polígono compuesto (1H) en cada caso es un hexágono regular, (e) formando respectivamente seis de los triángulos (1D) conjuntamente un polígono hexagonal compuesto (1H).

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura de refuerzo de material de base celular plano y procedimiento para la producción de una estructura de refuerzo plana deformable tridimensionalmente

La invención se refiere a una estructura de refuerzo plana deformable tridimensionalmente y a un procedimiento para la producción de una estructura de refuerzo plana deformable tridimensionalmente a partir de un producto semiacabado plano de un material de base celular. El material de base puede ser en particular un plástico espumado reforzado con estructuras embebidas o también un plástico espumado no reforzado. La invención también se refiere asimismo al uso de la estructura de refuerzo para la producción de un material compuesto, un compuesto, para el que la estructura de refuerzo sirve como material de núcleo.

Por el documento WO 98/10919 A2 y el documento EP 2217436 B1 se conocen estructuras de refuerzo celulares y su uso como materiales de núcleo de materiales compuestos. Las estructuras de refuerzo se disponen para la producción de materiales compuestos ligeros pero no obstante rígidos en construcción de tipo sándwich entre capas de cubierta del material compuesto respectivo. Las estructuras de refuerzo sirven como espaciadores para las capas de cubierta y aumentan la rigidez a la flexión y al pandeo del material compuesto. Para poder unir firmemente entre sí las capas de cubierta de un material compuesto, entre las que está insertada una estructura de refuerzo, por medio de una masa de unión, por ejemplo por medio de un adhesivo o resina sintética, se usa una estructura de refuerzo en forma de panal con islas de material hexagonales y nervios delgados que unen estas entre sí. La masa de unión penetra en las cavidades de la estructura de refuerzo presentes entre las islas de material en la zona de los nervios, de modo que al menos en la zona de las cavidades está garantizado un arrastre de materia con las capas de cubierta. La estructuración en islas de material y nervios de unión confiere a la estructura de refuerzo una flexibilidad tal como se necesita para la producción de materiales compuestos de forma tridimensional.

En la práctica, los procedimientos conocidos por el documento EP 2217436 B1, con los que se generan las cavidades o debilitamientos de material de un tipo diferente con alta precisión, pero no obstante económicamente, han demostrado ser exitosos. Después, los debilitamientos de material se transforman en un producto semiacabado plano del material de base con una herramienta de separación en la que está dispuesta una pluralidad de elementos de separación. Sin embargo, existen límites para la finura de la estructura debido a la disposición de los elementos de separación en cuanto a un soporte común y/o a la fragilidad del material de base celular.

Por el documento WO 98/10919 se conoce un material laminado, con una capa de núcleo, que se compone de islas de material en forma de panal que están separadas entre sí por debilitamientos de material pero unidas entre sí por medio de nervios de material. El documento DE 691 29 972 T2 se refiere a un material de núcleo para materiales estratificados así como a un procedimiento para su producción. El material de núcleo está subdividido en numerosas islas de material rectangulares por debilitamientos de material en forma de ranuras que discurren ortogonalmente entre sí. El procedimiento comprende introducir una primera ranura en un primer lado del material de núcleo, aplicar una lámina en el primer lado, introducir una segunda ranura en el lado opuesto del material de núcleo, estando conectadas las primeras ranuras con las segundas ranuras.

Es un objetivo de la invención mejorar estructuras de refuerzo del tipo mencionado con respecto a su flexibilidad, es decir, la deformabilidad tridimensional, y/o permitir la producción de estructuras de refuerzo flexibles del tipo mencionado también a partir de material de base relativamente frágil.

La invención se basa en una estructura de refuerzo plana deformable tridimensionalmente de un material de base celular. En una vista superior, la estructura de refuerzo presenta debilitamientos de material distribuidos a lo largo de su superficie, que pueden estar formados como cavidades, tal como por ejemplo acanaladuras, o en particular como hendiduras de paso. Los debilitamientos de material estructuran el material de base celular y, por lo tanto, la estructura de refuerzo en una pluralidad de islas de material que están separadas entre sí por los debilitamientos de material pero aún unidas entre sí. En la vista superior, las islas de material son polígonos convexos, preferentemente polígonos regulares. Presentan preferentemente en cada caso la misma forma y tamaño. Lo mismo se cumple preferentemente para los debilitamientos de material.

Según la invención, respectivamente varias de las islas de material forman conjuntamente, en grupos, polígonos convexos compuestos. Las islas de material, con los debilitamientos de material que las separan entre sí y las zonas de material del material de base que los unen entre sí, forman una estructura fina sobre la que se superpone una superestructura en forma de polígonos más grandes compuestos respectivamente por varias islas de material.

Las islas de material de la estructura fina en la vista superior son respectivamente rombos o en su lugar triángulos. En modificaciones, varias de las islas de material también pueden tener respectivamente la forma de un rombo y las islas de material restantes pueden tener respectivamente la forma de un triángulo. Siempre que las islas de material estén formadas como triángulos en la vista superior, estos son triángulos equiláteros. Los rombos son inherentemente equiláteros. Los rombos y/o triángulos en realizaciones de este tipo forman hexágonos regulares en grupos respectivamente, como los polígonos compuestos.

La invención tiene como objeto también un procedimiento para producir una estructura de refuerzo plana deformable tridimensionalmente, en el que debilitamientos de material se incorporan a un material de base celular plano distribuidos a lo largo de la superficie del material de base, que subdividen el material de base en una pluralidad de islas de material, que están separadas entre sí por los debilitamientos de material, pero no obstante están unidas entre sí. Las islas de material se forman por el material de base celular. Los debilitamientos de material se incorporan preferentemente distribuidos de manera regular, de modo que se obtiene una distribución correspondientemente regular de las islas de material y así la estructuración de la estructura de refuerzo. En una vista superior de la estructura de refuerzo, las islas de material son polígonos convexos, preferentemente regulares, es decir, polígonos equiláteros. Preferentemente se trata de rombos y/o triángulos.

En el procedimiento de acuerdo con la invención, las islas de material se incorporan en varios procesos de separación, preferentemente iguales, no todas al mismo tiempo, sino secuencialmente en respectivos grupos de varios debilitamientos de material. Así, en un primer proceso de separación, un primer grupo de los debilitamientos de material se incorpora con elementos de separación que están dispuestos en un soporte de la primera herramienta de separación de modo que se obtienen primeras islas de material en el primer proceso. En un segundo proceso de separación adicional, se incorpora un segundo grupo de debilitamientos de material o bien con la misma herramienta o bien con una segunda herramienta de separación adicional que presenta elementos de separación que están dispuestos en un soporte de la segunda herramienta como los elementos de separación de la primera herramienta. La forma de los elementos de separación de la segunda herramienta puede ser idéntica a la de los elementos de separación de la primera herramienta. En cualquier caso, según la disposición geométrica, están dispuestos sobre el soporte de la segunda herramienta como los elementos de separación de la primera herramienta. Ventajosamente, la igualdad de las dos herramientas de separación llega tan lejos que si se invierte el orden de los dos procesos de separación, es decir, si el segundo proceso de separación se lleva a cabo en un procedimiento modificado antes del primer proceso de separación, se obtiene el mismo producto que después de llevarse a cabo los dos procesos de separación. En el segundo proceso de separación que sigue al primer proceso de separación inmediatamente o después de etapas intermedias, las primeras islas de material incorporadas en el primer proceso de separación se subdividen en segundas islas de material. Las segundas islas de material forman en cada caso un polígono convexo en vista superior. Si las segundas islas de material forman un triángulo equilátero, en particular dos respectivas segundas islas de material pueden formar juntas un rombo.

Durante la incorporación, la primera herramienta de separación y la segunda herramienta de separación están desplazadas axialmente entre sí en una dirección y/o giradas una con respecto a otra con respecto al material de base que va a mecanizarse, de modo que al menos un subconjunto del segundo grupo de los debilitamientos de material de al menos un subconjunto del primer grupo de los debilitamientos de material presenta una distancia o desplazamiento, de modo que en el segundo proceso de separación se obtienen debilitamientos de material además de los debilitamientos de material incorporados en el primer proceso de separación.

Debido a la estructuración de acuerdo con la invención en forma de estructura fina formada por las islas de material y la superestructura superpuesta, se puede compensar una anisotropía inherente al material de base celular con respecto a resistencias mecánicas, tales como la resistencia a la compresión y la resistencia al cizallamiento. Una elección adaptada de la forma poligonal de las islas de material de la estructura fina y la forma poligonal de la superestructura permite la producción de islas de material ventajosamente pequeñas y, por lo tanto, una estructuración relativamente fina de la estructura de refuerzo en pocas etapas de procedimiento. También es ventajoso que la herramienta físicamente igual o varias herramientas iguales se pueda o puedan usar secuencialmente en cada caso en una etapa de procedimiento propia para incorporar los debilitamientos de material. Mediante la incorporación secuencial, se reducen la carga que actúa sobre el material de base celular en la etapa respectiva y por lo tanto el riesgo de fracturas o agrietamiento, en particular en el caso de material de base frágil. Además, al menos una parte de los debilitamientos de material en el segundo proceso de procedimiento se puede incorporar a partir de los debilitamientos de material ya incorporados en el primer proceso de procedimiento y reducirse adicionalmente la carga que actúa sobre el material de base.

Cuando los debilitamientos de material se incorporan en un funcionamiento discontinuo, el material de base puede encontrarse en forma de material de pletina, que en particular puede estar en forma de placa o, en pletinas más flexibles, también en forma de estera. También se puede proporcionar material de base flexible con los debilitamientos de material en un procedimiento continuo como material de banda. El material de base puede presentar un grosor de algunos milímetros, por ejemplo, al menos 4 mm y un grosor de hasta algunos centímetros, preferentemente como máximo 20 mm. El material celular puede ser de porosidad predominantemente abierta o, más preferentemente, de porosidad cerrada para evitar la entrada de agua o, en general, de humedad.

Materiales de base preferidos son materiales de plástico espumados, pudiendo utilizarse en particular materiales termoplásticos espumados, pero también duroplásticos espumados (termoendurecibles). Así, por ejemplo, son materiales espuma sintética ventajosos poli(tereftalato de etileno) PET, o poliestierno PS, así como espumas más flexibles de polietileno PE, o polipropileno PP, o como ejemplo de un material duroplástico, también espumas de poliuretano PUR. El material de espuma sintética puede estar reforzado, es decir, presentar estructuras de refuerzo incrustadas en el material de espuma, o se puede usar sin reforzar. El material de base preferentemente se extruye y se espuma a este respecto.

La estructuración de acuerdo con la invención también es especialmente adecuada para estructuras de refuerzo hechas de espumas de protección contra incendios y material de base relativamente frágil. La fragilidad puede tener diferentes causas. En muchos casos, la formación de espuma de material polimérico económico conduce a una espuma sintética o material de base quebradizos. En otros casos, la fragilidad se debe a la adaptación a un uso determinado, tal como por ejemplo en el caso de espumas de protección contra incendios. La estructuración de acuerdo con la invención también hace que el material de base frágil sea accesible para usos en los que la estructura de refuerzo como constituyente de un material compuesto multicapa tiene que deformarse en varias dimensiones cuando se forma un componente y/o se requiere una isotropía mecánica elevada.

Los debilitamientos de material se pueden incorporar al material de base en el proceso de separación respectivo mediante corte y/o aserrado y/o punteado. Por consiguiente, los debilitamientos de material pueden incorporarse solo mediante corte o solo mediante aserrado o solo mediante punteado o, y esto corresponde a las implementaciones de procedimiento preferidas, mediante un proceso de múltiples pasos que comprende, por ejemplo, cortar y aserrar, preferentemente que consiste en cortar y aserrar.

En un proceso de incorporación de múltiples pasos preferido, en una primera etapa se corta correspondientemente a la forma de los debilitamientos de material y, después del proceso de corte, que puede ser en sí de uno o varios pasos, se asierra correspondientemente a la forma de los debilitamientos de material. Los debilitamientos de material se cortan con sierra.

Lo dicho sobre cortar y/o aserrar y/o puntear se cumple en el procedimiento de acuerdo con la invención para la incorporación del primer grupo de debilitamientos de material y/o para la incorporación del segundo grupo de debilitamientos de material y/o una incorporación opcional de un tercer grupo de debilitamientos de material. Los procesos de procedimiento que se llevarán a cabo secuencialmente pueden, por lo tanto, estar subdivididos en cada caso en un paso o etapas de procedimiento que se realizan secuencialmente dentro, en el marco del proceso de procedimiento respectivo. Así, el primer proceso de procedimiento y/o el segundo proceso de procedimiento y/o un tercer proceso de procedimiento opcional puede incluir en cada caso un proceso de corte y un proceso de aserrado, que se realizan secuencialmente.

Aunque los debilitamientos de material pueden incorporarse en forma de escotaduras, se prefieren debilitamientos de material conformados como pasos, dado que debilitamientos de material continuos son ventajosos en cuanto a la deformabilidad tridimensional. Durante la producción de un material compuesto, la estructura de refuerzo puede ser penetrada por una masa de unión fluida plana en la zona de los pasos para unir entre sí con arrastre de materia las capas de cubierta del material compuesto a través de la estructura de refuerzo. Los pasos pueden estar formados en particular como ranuras y/o filas de agujeros.

Tras la incorporación de los debilitamientos de material, quedan nervios o puentes que unen las islas de material entre sí. Tras la incorporación de los debilitamientos de material, estos nervios de unión se pueden comprimir, preferentemente después de la última etapa de incorporación, y de esta manera reducirse permanentemente su sección transversal. El material de base celular se comprime en tales realizaciones en la zona de los nervios. Los nervios están ventajosamente detrás de un lado superior y detrás de un lado inferior de la estructura de refuerzo, de modo que cuando la estructura de refuerzo está empotrada entre dos capas de cubierta, por ejemplo dos capas de cubierta metálicas o capas de plástico, no tocan estas capas de cubierta. La compactación de los nervios mediante compresión es una forma económica de dejar los nervios detrás del lado superior e inferior de la estructura de refuerzo.

También se puede conseguir una compactación del material de base celular en la zona de los nervios de unión, como alternativa a una compresión aguas abajo, mediante una compresión local antes de la incorporación de los debilitamientos de material. Así, antes de la incorporación de los debilitamientos de material o de al menos un subconjunto de los debilitamientos de material, se pueden generar tiras de compactación en forma de acanaladura mediante estampado en al menos una de las dos superficies exteriores opuestas del material de base. Los debilitamientos de material o al menos un subconjunto de los debilitamientos de material se pueden incorporar ventajosamente a lo largo de estas tiras de compactación. Una compactación previa facilita la incorporación de los debilitamientos de material, en particular en el caso de material de base quebradizo.

Las tiras de compactación o al menos un subconjunto de las tiras de compactación puede o pueden extenderse ventajosamente hasta en cada caso al menos un siguiente debilitamiento de material. Esto tiene el efecto de que masa de compactación que penetra en el debilitamiento de material en cuestión, se extiende en la banda de compactación y de esta manera la masa de compactación se puede distribuir más uniformemente a lo largo de la superficie de la estructura de refuerzo. En este sentido, también es ventajoso que la estructura de refuerzo presente tiras de compactación en forma de acanaladura en al menos una de sus dos superficies, además de debilitamientos de material que están formados como pasos. Si se incorporan debilitamientos de material en la zona de las tiras de compactación, los nervios de unión obtenidos después de la incorporación ya están comprimidos. La compresión antes de la incorporación de los debilitamientos de material también se puede combinar con una compactación efectuada después de que la incorporación de los debilitamientos de material.

Cuando la estructura de refuerzo está insertada entre las capas de cubierta de un material compuesto que se va a producir y los debilitamientos de material están conformados preferentemente como pasos en la estructura de refuerzo, los debilitamientos de material entre las capas de cubierta forman un sistema de canales que se extiende continuamente a lo largo de toda la superficie de la estructura de refuerzo y, en consecuencia puede atravesarse por la masa de unión en paralelo a la estructura de refuerzo plana, de modo que la estructura de refuerzo es en particular adecuada para el llenado con masa de unión mediante inyección de vacío, pudiendo inyectarse la masa de unión desde el lateral. Por otro lado, el material compuesto también se puede producir colocando la estructura de refuerzo sobre una de las capas de cubierta, llenando los debilitamientos de material con la masa de unión y colocando la otra de las capas de cubierta sobre la estructura de refuerzo.

En realizaciones preferidas, las islas de material se compactan cerca de la superficie en un lado superior o un lado inferior a lo largo de al menos parte de sus bordes formados por la incorporación de los debilitamientos de material y, por lo tanto, se redondean. Por un lado, el redondeado contrarresta un efecto de entalle procedente de los cantos afilados, por otro lado, se aumenta la superficie de los debilitamientos de material en el lado superior o lado inferior de la estructura de refuerzo, mediante lo cual ventajosamente para la masa de unión se amplía la superficie disponible para el arrastra de materia con las capas de cubierta o al menos una de las capas de cubierta y por lo tanto la resistencia del material compuesto.

La compactación del material celular en la zona de los nervios y/o las tiras de compactación y/o la compactación cerca de la superficial de las islas de material puede o pueden realizarse en el material celular a temperatura ambiente, por ejemplo a temperatura ambiente, o en un estado calentado del material celular. Se puede usar un estampador de nervio calentable o no calentable para compactar los nervios y/o las tiras de unión y/o un estampador de cabeza calentable o no calentable para compactar cerca de la superficie, dado el caso también, para compactar solo cerca del borde, las islas de material. Si el material celular se compacta en estado caliente, preferentemente se calienta a una temperatura justo por debajo de su temperatura de fusión y se compacta a esta temperatura.

Un procedimiento de producción preferido comprende al menos un proceso de separación por grupo de debilitamientos de material, por ejemplo, cortar y/o aserrar y/o puntear, y antes y/o después de esta estructuración al menos un proceso de compactación, en concreto, la compactación del material celular antes de la incorporación de los debilitamientos de material localmente en tiras de compactación y/o posteriormente en la zona de los nervios y/o a lo largo de los bordes de las islas de material.

Para la incorporación de los debilitamientos de material, en una herramienta de separación están dispuestos varios elementos de separación, por ejemplo, cuchillas de corte o varias hojas de sierra o agujas de punción, dirigidos a un lado superior del material de base y se mueven, por ejemplo, empujados, mediante un movimiento de la herramienta en la dirección a un lado inferior del material de base en o preferentemente a través del material de base. La expresión lado superior del material de base designará en este caso solo el lado del material de base que mira hacia los elementos de separación, sin embargo no hará una declaración sobre si la herramienta de separación está dispuesta verticalmente por encima o por debajo del material de base. El material de base también se puede mecanizar en una orientación vertical con la herramienta de separación dispuesta a su lado en tal orientación. Convenientemente, el material de base, si se trata de pletinas, descansa sobre una base y los elementos de separación se empujan de arriba abajo dentro o preferentemente a través del material de base.

La respectiva herramienta de separación, de manera correspondiente a la estructuración que va a crearse de la estructura de refuerzo, puede estar equipada con elementos de separación a lo largo de toda la superficie de una pletina de partida del material de base, de modo que el proceso de separación se pueda realizar con una sola carrera por pletina de partida. En realizaciones alternativas, la herramienta presenta solo una viga u otro soporte del que sobresalen los elementos de separación, alineados uno junto al otro en una tira. Durante un movimiento de carrera, se generan por lo tanto debilitamientos de material que se encuentran uno al lado de otro en una tira, de modo que la herramienta de separación tiene que moverse adicionalmente con respecto a la pletina de partida transversalmente al soporte e incorpora sucesivamente una tira de debilitamientos de material tras otra. En lugar de la herramienta o, dado el caso, adicionalmente, la pletina de partida se mueve preferentemente en el espacio para incorporar una línea una tira de debilitamientos de material tras otra.

Si el material de base es tan flexible que se puede enrollar en un rollo ya sin los debilitamientos de material, es posible la incorporación de los debilitamientos de material en un procedimiento continuo. Materiales de este tipo, por ejemplo, espumas de PE o PP, pueden desenrollarse de un rollo en el caso del control de procedimiento continuo, y guiarse a través de una abertura entre rodillos que forman dos rodillos giratorios en direcciones opuestas o al menos un rodillo y un equipo de contrapresión, dado el caso, fijo. En la abertura se incorporan los debilitamientos de material.

Si el proceso de separación respectivo, tal como preferentemente, incluye un proceso de corte y a continuación un proceso de aserrado, el material de base preferentemente es alimentado automáticamente a la herramienta de corte y a continuación a la herramienta de aserrado, en el funcionamiento discontinuo, por ejemplo, por medio de una cinta transportadora o un transportador sin fin formado de otra manera, y en el proceso continuo como producto en banda, que se transporta a través de la abertura entre rodillos dispuesta en la dirección de transporte una tras otra. Si el primer proceso de separación y/o el segundo proceso de separación y/o el tercer proceso de separación opcional incluye varias subetapas, por ejemplo un proceso de corte y un proceso de aserrado, entonces un dispositivo para llevar a cabo el proceso de separación respectivo comprende una herramienta de separación para una etapa y otra herramienta de separación para la otra etapa, por ejemplo, una herramienta de corte con elementos de corte que forman los elementos de separación y una herramienta de aserrado con elementos de aserrado que forman los elementos de separación.

Detalles ventajosos para la incorporación de debilitamientos de material por medio de elementos de separación, que están realizados como cuchillas de corte, y/o por medio de elementos de separación, que están realizados como hojas de sierra, se describen en el documento EP 2 217 436 B1, que se tiene en cuenta para la incorporación de debilitamientos de material en el marco de la estructuración de acuerdo con la invención.

La invención tiene por objeto también un material compuesto que comprende al menos una capa de cubierta y una estructura de refuerzo unida a la capa de cubierta. En particular, la invención se refiere a un material compuesto en modo constructivo de tipo sándwich, que presenta al menos dos capas de cubierta y entre las capas de cubierta una estructura de refuerzo insertada del tipo de acuerdo con la invención, así como una masa de unión que penetra en la estructura de refuerzo, unida con arrastre de materia con ambas capas de cubierta, que preferentemente está formada por una resina sintética o un adhesivo. Las capas de cubierta pueden ser en particular capas de plástico o también capas de metal, por ejemplo, capas de metal ligero. El material compuesto también puede presentar otras capas de cubierta, así como otras estructuras de refuerzo, en particular se puede producir en un modo constructivo de tipo sándwich múltiple. Como ejemplo puede servir sándwich doble con tres capas de cubierta, en concreto, una capa de cubierta exterior, una central y otra exterior, y dos estructuras de refuerzo dispuestas entre las capas de cubierta exteriores y la capa de cubierta central en cada caso.

Características preferidas se divulgan también en las reivindicaciones dependientes y en las combinaciones de las reivindicaciones dependientes.

A continuación se explican ejemplos de realización de la invención por medio de figuras. Características que se hacen evidentes en los ejemplos de realización, ventajosamente perfeccionan individualmente en cada caso y en cualquier combinación de características, los objetos de las reivindicaciones y también las configuraciones descritas anteriormente. Muestran:

la figura 1 una estructura de refuerzo de un primer ejemplo de realización en una vista superior,

la figura 2 una estructura precursora de la estructura de refuerzo del primer ejemplo de realización,

la figura 3 herramientas de separación para la producción de estructuras de refuerzo en procesos de separación que se llevan a cabo secuencialmente,

la figura 4 la estructura de refuerzo del primer ejemplo de realización con elementos de separación de dos herramientas de separación situados con respecto a la estructura de refuerzo,

la figura 5 dos herramientas de separación para la producción de la estructura de refuerzo del primer ejemplo de realización,

la figura 6 una estructura de refuerzo de un segundo ejemplo de realización en una vista superior esquematizada, la figura 7 una de las estructuras de refuerzo en una sección transversal,

la figura 8 un material compuesto deformado que comprende una de las estructuras de refuerzo,

la figura 9 una cuchilla de corte,

la figura 10 una hoja de sierra,

la figura 11 un estampador de nervio,

la figura 12 un elemento de separación formado como elemento de corte en forma de estrella,

la figura 13 un elemento de separación formado como elemento de aserrado en forma de estrella,

la figura 14 un estampador de cabeza.

La figura 1 muestra una estructura de refuerzo de material celular, preferentemente un material de espuma sintética. En el material celular pueden estar incrustadas estructuras de refuerzo, por ejemplo, filamentos, más preferentemente se trata sin embargo de un material celular no reforzado. La estructura de refuerzo del primer ejemplo de realización se compone de islas de material poligonales 1R y, por el contrario, nervios de unión 2 delgados. Las islas de material 1R están unidas en sus lados con la siguiente isla de material adyacente 1R a través de, en cada caso, un nervio de unión 2 central. Las islas de material 1R presentan en la vista superior en cada caso la forma de un rombo. Debido a la forma de rombo, cada una de las islas de material 1R está conectada con sus islas de material adyacentes siguientes IR a través de cuatro nervios de unión 2. La longitud y la anchura de las islas de material 1R son en cada caso claramente mayores que la longitud y el grosor de los nervios de unión 2. El espacio entre las islas de material adyacentes siguientes 1R en cada caso está libre aparte de los nervios de unión 2. Las cavidades que quedan libres de esta manera entre las islas de material 1R forman debilitamientos de material 3 en comparación con un material de base celular no estructurado en forma de placa o en forma de estera. En función de la rigidez a la flexión del material de base en forma de placa o en forma de estera, estas cavidades o debilitamientos de material 3 facilitan la deformabilidad tridimensional o la hacen posible en primer lugar en gran medida.

La estructura de refuerzo se puede deformar tridimensionalmente en primer lugar desplazando las islas de material 1R una con respecto a otra, en concreto, deformando los nervios de unión 2, es decir, se puede doblar alrededor de varios ejes que no son paralelos entre sí. Por lo tanto, la estructura de refuerzo es adecuada como material de núcleo para materiales compuestos de construcción ligera curvados tridimensionalmente en el modo constructivo de tipo sándwich. Los debilitamientos de material 3 alineados axialmente forman en cada caso un eje de flexión preferido de la estructura de refuerzo.

Los debilitamientos de material 3 permiten también la penetración de una masa de unión, por ejemplo una masa de resina sintética o de adhesivo, con la que se pueden unir firmemente entre sí dos capas de cubierta con arrastre de materia a través de la estructura de refuerzo 1, 2. Preferentemente, la masa de unión llena por completo los espacios que quedan libres entre las islas de material 1R en la zona de los debilitamientos de material 3 y, en el estado curado, forma correspondientemente una estructura de refuerzo en forma de diamante para las capas de cubierta en el material compuesto. Si bien se prefieren usos del material compuesto en el modo constructivo de tipo sándwich, en cambio, en principio la estructura de refuerzo también se puede unir solo con una capa de cubierta por medio de masa de unión de la manera descrita para el modo constructivo de tipo sándwich, es decir, el material compuesto puede presentar una capa de cubierta solo en un lado plano de la estructura de refuerzo.

La estructura de refuerzo se genera por lotes a partir de un material de base celular en forma de placa o en forma de estera, una pletina de partida o de manera continua a partir de un material de banda en varias etapas de procedimiento. La pletina de partida o producto de banda presenta un grosor de material que corresponde al menos esencialmente a las islas de material 1R en todas partes. Se trata de un material de pletina o en banda homogéneo, no estructurado, que, no obstante, microscópicamente y, dado el caso, también macroscópicamente, presenta una estructura celular con una densidad correspondientemente baja. Para el ejemplo de realización, se supone que se trata de un material de espuma sintética. Los materiales de espuma de este tipo se pueden producir en particular mediante extrusión y cortarse para dar las pletinas de partida que van a mecanizarse o, en el caso de una flexibilidad correspondiente del material de base, se pueden enrollar como un producto en banda en un rollo.

En un material de base celular de este tipo los debilitamientos de material 3 se incorporan en un procedimiento de varios pasos. En un primer proceso de procedimiento, se incorpora un primer grupo de debilitamientos de material 3. Un segundo grupo de debilitamientos de material 3 se incorpora en un proceso de procedimiento posterior. La incorporación del primer grupo de debilitamientos de material 3 y/o la incorporación del segundo grupo de debilitamientos de material 3 puede o pueden subdividirse en cada caso en subetapas que van a realizarse secuencialmente. En el primer proceso, se genera una superestructura a partir de polígonos convexos 1H. En el segundo proceso, la estructura fina se genera a partir de los polígonos 1R en forma de diamante. En la estructura de refuerzo terminada del primer ejemplo de realización, los polígonos 1H están compuestos en cada caso por varias de islas de material 1R dispuestas una junto a otra y, por lo tanto, también se denominan a continuación polígonos compuestos 1H o polígonos 1H de la superestructura. Las islas de material 1R también se denominan a continuación, para diferenciar, polígonos 1R o polígonos de base 1R de la estructura fina.

La figura 2 muestra una estructura precursora generada en el primer proceso, a partir de la cual se genera la estructura de refuerzo en el segundo proceso posterior. La estructura precursora presenta islas de material unidad por nervios de unión 2 con los contornos de los polígonos compuestos 1H de la superestructura posterior de la estructura de refuerzo. Los polígonos 1H son hexágonos regulares. Estos están unidos en cada caso en sus lados, es decir, entre los vértices, a través de nervios de unión 2 con sus polígonos vecinos más cercanos 1H y, por lo demás, están separados entre sí por los debilitamientos de material 3. En el procedimiento adicional para la producción de la estructura de refuerzo, se mantienen los nervios de unión 2 y los debilitamientos de material 3 de la estructura precursora. No obstante, se incorporan debilitamientos de material 3 adicionales y, por lo tanto, se crean nervios de unión 2 adicionales cuando los polígonos 1H se subdividen en los polígonos de base 1R en el segundo proceso posterior mediante la incorporación de los debilitamientos de material 3 adicionales.

La figura 3 muestra varias herramientas de separación, que están equipadas en cada caso con elementos de separación 5. A este respecto se trata de una primera herramienta de separación 20, una segunda herramienta de separación 21 y una tercera herramienta de separación 22. La primera herramienta de separación 20 comprende un soporte 25, que puede estar formado en particular como placa de soporte o rejilla de soporte, y una pluralidad de elementos de separación 5 dispuestos en el soporte 25 y que sobresalen del soporte 25. La herramienta de separación 20 sirve para la incorporación del primer grupo de debilitamientos de material 3 en el primer proceso de separación. Para ello, una pletina de partida del material de base y el soporte 25 se sitúan opuestos entre sí y se mueven uno hacia el otro mediante un movimiento de carrera relativo, de modo que los elementos de separación 5 que sobresalen del soporte 25 en la dirección de la pletina de partida perforan el material de base de la pletina de partida y generan el primer grupo de debilitamientos de material 3 en forma de pasos.

La segunda herramienta de separación 21 comprende un soporte 26 del que sobresalen elementos de separación 5 de la segunda herramienta de separación 21. Igualmente, la tercera herramienta de separación 22 comprende un soporte 27 del que sobresalen elementos de separación 5 de la tercera herramienta de separación 22. Los elementos de separación 5 de las herramientas de corte 21 y 22 están dispuestos en los respectivos soportes 26 y 27 como los elementos de separación 5 de la primera herramienta de separación 20.

Los elementos de separación 5 de las herramientas de separación, en la vista superior, que está representada también en la figura 3, tienen en cada caso forma de estrella. Estos presentan en cada caso varios brazos de separación, en el ejemplo de realización tres, que sobresalen radialmente desde un centro. Los brazos de separación pueden estar formados en particular como cuchillas de corte u hojas de sierra, tal como se explicará más adelante. La disposición de los elementos de separación 5 en el respectivo soporte 25, 26 y 27 es al menos igual siempre que los soportes 25, 26 y 27 equipados con los elementos de separación 5 puedan situarse uno encima de otro de modo que los centros de los elementos de separación 5 del soporte respectivo estén alineados con los centros de los elementos de separación 5 del otro soporte respectivo. En el ejemplo de realización, las herramientas de separación 20, 21 y 22 se corresponden entre sí de manera que los soportes 25, 26 y 27 pueden situarse uno encima de otro de modo que los elementos de separación 5 de la herramienta de separación respectiva estén alineados con los elementos de separación 5 de las otras herramientas de separación en cada caso. Por consiguiente, las herramientas de mecanizado 20, 21 y 22 presentan los mismos elementos de separación 5 en la misma disposición geométrica en cada caso en los soportes 25, 26 y 27.

Para la estructuración de la estructura de refuerzo del primer ejemplo de realización, solo se requieren dos de las herramientas de separación 20, 21 y 22, por ejemplo, las herramientas de separación 20 y 21.

Así, en el primer proceso de separación con la primera herramienta de separación 20, el primer grupo de debilitamientos de material 3 se puede incorporar en la pletina de partida y de ese modo generarse la estructura precursora de la figura 2. En el segundo proceso de separación posterior, el segundo grupo de debilitamientos de material 3 se puede incorporar con la segunda herramienta de separación 21. Los debilitamientos de material 3 del segundo grupo, visto en vista superior, se incorporan en una dirección X, que se extiende en paralelo a los lados exteriores de los polígonos 1H obtenidos en el primer proceso de separación, desplazado con respecto a los debilitamientos de material 3 del primer grupo. Para ello, los centros de un subconjunto de elementos de separación 5 de la segunda herramienta de separación 21 se sitúan alineados con los centros de un subconjunto de los debilitamientos de material 3 creados previamente en el primer proceso de separación. Si los elementos de separación 5, tal como en el ejemplo de realización, están dispuestos de modo que forman hexágonos regulares entre sí de manera correspondiente a los polígonos hexagonales H1 (figura 2), cada segundo elemento de separación 5 de la segunda herramienta de separación 1 se encuentra alrededor de la circunferencia de cada hexágono o polígono H1 cuando se incorpora en la dirección de la carrera de la herramienta en alineación con uno de los debilitamientos de material 3 del primer grupo. Esto facilita la incorporación de los debilitamientos de material en cuestión 3 del segundo grupo.

El desplazamiento que presentan las herramientas de mecanizado 20 y 21 al incorporarse los debilitamientos de material 3 con respecto a la pletina del material de base entre sí corresponde a la mitad de la anchura B de los hexágonos o polígonos H1 de la superestructura. La anchura B se mide entre los dos vértices del polígono 1H, que están desplazados entre sí 180° en la circunferencia exterior del polígono 1H respectivo. En la representación de la figura 3, la segunda herramienta de mecanizado 21 está representada por lo tanto desplazada en -0,5B la dirección X con respecto a la primera herramienta de mecanizado 20 para un propósito ilustrativo.

En la figura 4 se puede ver la posición relativa que adoptan las herramientas de separación 20 y 21 en los procesos de separación que van a llevarse a cabo sucesivamente. Como en la figura 3, los hexágonos formados por los elementos de separación 5 de la herramienta de separación 20 están representados con líneas continuas y los hexágonos formados por los elementos de separación 5 de la herramienta de separación 21 están representados con líneas discontinuas. Los debilitamientos de material incorporados en el primer proceso de separación, es decir, el primer grupo de debilitamientos de material, se designan con 3a, y los debilitamientos de material incorporados en el segundo proceso de separación, es decir, el segundo grupo de debilitamientos de material, se designan con 3b. Los dos grupos de debilitamientos de material 3a y 3b son iguales y se denominan 3a y 3b para diferenciarlos en cuanto al orden de la incorporación.

En la figura 5, los elementos de separación 5 y los soportes 25 y 26 de las herramientas de separación 20 y 21 están representados de manera correspondiente a su desplazamiento entre sí sin los hexágonos, estando relacionado el desplazamiento con el material de base que va a procesarse.

La figura 6 muestra una estructura de refuerzo de un segundo ejemplo de realización que está estructurado mediante la incorporación de debilitamientos de material 3c aún más finamente que la estructura de refuerzo del segundo ejemplo de realización. La estructura de refuerzo del segundo ejemplo de realización se obtiene a partir de la estructura de refuerzo del primer ejemplo de realización incorporándose un tercer grupo 3c de debilitamientos de material en la estructura de refuerzo del primer ejemplo de realización.

Los debilitamientos de material 3a del primer grupo están indicados en la figura 6 con líneas continuas. Los debilitamientos de material 3b del segundo grupo están indicados con líneas discontinuas. Los debilitamientos de material 3c del tercer grupo incorporados adicionalmente se muestran con líneas de puntos y rayas. Como en el caso del segundo ejemplo de realización, los debilitamientos de material de los tres grupos se designan con 3a, 3b y 3c únicamente en aras de la diferenciación conceptual.

En la figura 3, la tercera herramienta de separación 22 está situada desplazada con respecto a la primera herramienta de separación 20 y con respecto a la segunda herramienta de separación 21 en la dirección X, ascendiendo la desviación con respecto a la primera herramienta de separación 20, más precisamente con respecto a sus elementos de separación 5, a 0,5B. El desplazamiento con respecto a la segunda herramienta de separación 21 o sus elementos de separación 5 asciende por consiguiente a B en la dirección X. Con cada una de las herramientas de separación 20, 21 y 22, los debilitamientos de material 3 o 3a, 3b, 3c se incorporan como resultado en la misma pletina del material de base de manera correspondiente a la superestructura representada en la figura 2, estando desplazada la segunda superestructura con respecto a la dirección X y la tercera superestructura en la dirección X la mitad de la anchura B con respecto a la primera superestructura. Los polígonos hexagonales formados con la segunda herramienta de separación 21 y la tercera herramienta de separación 22 se apoyan entre sí en la estructura de refuerzo del segundo ejemplo de realización (figura 6) con sus vértices en el centro de uno de los polígonos 1H generados con la primera herramienta de separación 20 en cada caso.

Los debilitamientos de material 3a, 3b y 3c que discurren a lo largo de los bordes laterales de los triángulos 1D forman en cada caso un eje de flexión preferido de la estructura de refuerzo del segundo ejemplo de realización. En el segundo ejemplo de realización, los debilitamientos de material alineados entre sí discurren continuamente a lo largo del respectivo eje de flexión, mientras que en el primer ejemplo de realización se interrumpen regularmente por rombos 1R (figura 1) que se encuentran entre ellos.

Debido a la superposición de las herramientas de separación 20, 21 y 22 durante la incorporación secuencial de los tres grupos de debilitamientos de material 3a, 3b y 3c, la estructura de refuerzo del segundo ejemplo de realización se compone por triángulos equiláteros 1D. Los triángulos 1D están unidos entre sí en sus tres lados en cada caso a través de un nervio de unión de manera correspondiente a los nervios de unión 2 de las figuras 1 y 2 y, por lo demás, separados entre sí por los debilitamientos de material 3a, 3b y 3c. En cada caso, seis de los triángulos 1D forman juntos un polígono hexagonal compuesto 1H.

Para la incorporación de los debilitamientos de material 3 o 3a, 3b, 3c, se pueden utilizar una pletina de partida del material de base situada apoyada sobre una base, y para producir la estructura de refuerzo del primer ejemplo de realización sucesivamente las herramientas de separación 20 y 21 y para producir la estructura de refuerzo del segundo ejemplo de realización también la herramienta de separación 22 con el desplazamiento axial una con respecto a otra representado en la figura 3. Más preferentemente, las herramientas de separación, en concreto, las herramientas de separación 20 y 21 para producir la estructura de refuerzo del primer ejemplo de realización y las herramientas de separación 20, 21 y 22 para producir la estructura de refuerzo del segundo ejemplo de realización, están dispuestas una detrás de la otra en una línea de fabricación, de modo que una pletina de partida del material de base se transporta en la dirección de transporte X de la línea sucesivamente a las herramientas de separación 20 y 21 o 20, 21 y 22 y se sitúa el desplazamiento axial de ±0,5B con respecto a la herramienta de separación 21 o con respecto a las herramientas de separación 21 y 22.

La figura 7 muestra una de las estructuras de refuerzo en un estado inicial no deformado, en el que la estructura de refuerzo forma esencialmente una placa o estera plana estructurada de manera correspondiente a la forma de las islas de material 1R o 1D.

La figura 8 muestra la misma estructura de refuerzo en un estado deformado en el que las siguientes islas de material adyacentes más cercanas 1R o 1D presentan en cada caso un nervio de unión 2 que las conecta inclinadas en ángulo entre sí.

Tras finalizar el proceso de separación de varios pasos, los nervios de unión 2 que quedan entre las islas de material 1 y los debilitamientos de material 3 se pueden compactar por compresión y, por lo tanto, reducirse en sección transversal, de modo que los nervios compactados 2 queden un fragmento por detrás del lado superior y del lado inferior de las islas de material 1, tal como se puede ver, por ejemplo, en las figuras 7 y 8. La compactación puede tener lugar con o sin calentamiento de los nervios 2. La reducción de sección transversal de los nervios 2 por compresión representa un procedimiento mecánicamente sencillo y por lo tanto económico, con el que se crea una superficie de contacto para la masa de unión en la zona de los debilitamientos de material 3 para la capa de cubierta respectiva del material compuesto.

Antes de la compactación de los nervios 2 o, más preferentemente, después de la compactación de los nervios 2, dado el caso también al mismo tiempo que esta compactación, las islas de material 1R o 1D se pueden compactar en el lado superior y el lado inferior en cada caso en una zona de profundidad cercana a la superficie mediante compresión para redondear los bordes aún afilados tras el proceso de separación de las islas de material 1R o 1D. Los bordes ya redondeados están provistos del número de referencia 4 en las figuras 7 y 8. Esta compactación de material se puede lograr también mediante un calentamiento de las islas de material 1R o 1D al menos en la zona de profundidad próxima a la superficie o también se puede llevar a cabo a la temperatura del entorno solo mediante presión. El redondeado de los bordes 4, por un lado, evita efectos de entalle y, por otro lado, aumenta ventajosamente el área de contacto disponible para la masa de unión con la capa de cubierta del material compuesto que se encuentra en el lado superior o inferior respectivo de la estructura de refuerzo.

El primer proceso de separación y/o el segundo proceso de separación y/o el tercer proceso de separación puede o pueden subdividirse en varias etapas de separación. Ya se ha señalado una subdivisión en una etapa de corte y una etapa de aserrado o, por ejemplo, en una etapa de punteado y una etapa de aserrado. Si un proceso de separación está subdividido en varias etapas de separación, estas se realizan preferentemente de manera secuencial una tras otra. Se utilizan por lo tanto dos o más herramientas de separación una tras otra en el proceso de separación en cuestión, por ejemplo, una herramienta de corte y una herramienta de aserrado. Estas herramientas de separación diferentes son en cada caso una herramienta de separación en el sentido de la invención. Si uno de los grupos de debilitamientos de material se introduce en un proceso de separación subdividido en subetapas, convenientemente también el otro o convenientemente también los varios otros grupos de debilitamientos de material se incorporan, en cada caso, en un proceso de separación subdividido en subetapas de la misma manera. En cambio, la subdivisión también puede ser tal que se lleven a cabo inmediatamente uno tras otro como primer, segundo y opcionalmente tercer proceso de separación, en cada caso un proceso de separación del mismo tipo, por ejemplo, un proceso de corte, y después nuevamente un primer y segundo y opcionalmente un tercer proceso de separación de un mismo tipo, pero distinto, por ejemplo, un proceso de aserrado.

Las figuras 9 y 10 muestran en cada caso una cuchilla de corte 5 y una hoja de sierra 7 en una vista lateral. Para la incorporación de los debilitamientos de material 3 o 3a, 3b, 3c, está dispuesta en una herramienta de corte una pluralidad de cuchillas de corte 5, y en una herramienta de aserrado una pluralidad similar de hojas de sierra 7. La herramienta de corte puede estar formarda, por ejemplo, por un portacuchillas de corte desde el que están dispuestas las cuchillas de corte 5 para sobresalir hacia el material de base que va a mecanizarse. De la misma manera, la herramienta de aserrado puede presentar un soporte de hoja de sierra para las hojas de sierra 7 dispuestas en el mismo de manera que sobresalga hacia el material de base. Las cuchillas de corte 5 y las hojas de sierra 7 están dispuestas en el soporte respectivo en grupos de tres, de en cada caso, tres cuchillas de corte 5 u hojas de sierra 7 que apuntan una hacia la otra en forma de Y. La herramienta respectiva se puede mover hacia adelante y hacia atrás en una dirección de impacto, que está indicada en la cuchilla de corte 5 y la hoja de sierra 7 mediante una flecha de dirección, de modo que durante el movimiento de carrera respectivo, las cuchilla de corte 5 de la herramienta de corte o las hojas de sierra 7 de la herramienta de aserrado en la dirección de impacto se hacen impactar en el material de base y a través del mismo. Las cuchillas de corte 5 presentan respectivamente una punta que sobresale en la dirección de impacto e inclinada desde esta a la dirección de impacto, en el ejemplo de realización inclinada con ángulo de inclinación constante, un filo de corte 6 comparable a una guillotina, de modo que las cuchillas de corte 5 perforan en primer lugar con su punta en el material de base y entonces cortan progresivamente a lo largo del filo de corte 6 respectivo para obtener un corte plano.

El proceso de aserrado se lleva a cabo preferentemente después del corte, situándose las hojas de sierra 7 exactamente opuestas a los cortes incorporados y entonces moviéndose en la dirección de impacto registrada con respecto al material de partida provisto de los cortes. Las hojas de sierra 7 se mueven adelante a lo largo de los cortes. De manera comparable a las cuchillas de corte 5, presentan asimismo una punta en sus extremos sobresalientes en la dirección de impacto, desde la que una fila de dientes de sierra 8 desciende en contra de la dirección de impacto en relación con la dirección de impacto, de manera comparable al filo de corte 6. La acción de las hojas de sierra 7 es comparable a una sierra de calar en una primera aproximación, pero debido a la fila de dientes de sierra inclinada, una fuerza que actúa en la dirección de impacto es suficiente para ampliar progresivamente el corte generado previamente en cada caso por la punta de hoja de sierra a través de un proceso de aserrado en la dirección a un nervio de unión adyacente siguiente 2 o alejándose del mismo. Durante el aserrado, el debilitamiento de material 3 se amplía de manera correspondiente al grosor de las hojas de sierra 7, en particular las filas de dientes de sierra 8.

Las cuchillas de corte 5 presentan una anchura de preferentemente al menos 300 pm y preferentemente como máximo 800 pm. Las hojas de sierra 7 presentan preferentemente una mayor anchura de preferentemente al menos 400 pm y preferentemente como máximo 2 mm.

En la figura 11 está representado un estampador de nervio 9, con el que uno de los nervios 2 se puede comprimir y con ello compactar después del proceso de separación, de modo que la sección transversal del nervio 2 en cuestión se reduce permanentemente. El estampador de nervio 9 presenta en un lado inferior 10, con el que durante la compresión presiona contra el nervio 2, una entalladura central 11. La entalladura 11 es semicilíndrica, en el ejemplo de realización semicilíndrica circular, y se extiende a lo largo de todo el lado inferior 10. Al final de la carrera de compactación, el nervio compactado 2 se detiene en la entalladura 11. Los nervios 2 se comprimen en cada caso por medio de dos estampadores de nervio 9, uno de los cuales está dirigido opuesto al lado superior y el otro al lado inferior de la estructura de refuerzo 1, 2. Los estampadores de nervio 9 se mueven uno hacia el otro en parejas, dado el caso, uno de los estampadores de nervio 9 puede descansar mientras que solo el otro se mueve hasta que el nervio 2 en cuestión está compactado hasta la forma final deseada. La dirección de movimiento del estampador de nervio 9 está indicada con una flecha de dirección. En una realización preferida, los estampadores de nervio 9 sobresalen de una herramienta de estampado en un número y una disposición que corresponde al número y disposición de los nervios que van a compactarse 2. Dirigido al otro lado de la preestructura de refuerzo generada por el corte y aserrado está dispuesta una herramienta de estampado adicional de este tipo. Los estampadores de nervios 9 presentan en cada caso un grosor que corresponde al menos esencialmente a la longitud de los nervios 2.

La figura 12 muestra uno de los elementos de separación 5. El elemento de separación 5 se compone de tres brazos de separación, que se representan en la figura 12 en cada caso por una cuchilla de corte 5. Los brazos de separación sobresalen radialmente hacia afuera desde un centro común y se encuentran por parejas en un ángulo de 120°. Durante el movimiento de carrera de la herramienta de separación equipada con los elementos de separación 5, los elementos de separación en forma de estrella 5 perforan con sus puntas ubicadas en el centro respectivo y siguiendo los filos 6 a través del material de base.

La figura 13 muestra un elemento de separación 7 formado por varias hojas de sierra 7, que en la vista superior tiene la forma correspondiente al elemento de separación 5 de la figura 12. Los elementos de separación 7 están dispuestos sobre un soporte de manera correspondiente a la disposición de los elementos de separación 5 en su soporte, de modo que con la colocación correspondiente del soporte equipado con los elementos de separación 7, pueden moverse hacia los pasos previamente creados con los elementos de separación 5.

En el caso de las herramientas de separación 21, 22 y 23 (figura 3) puede tratarse en cada caso, en particular, de un elemento de separación 5 o, en su lugar, de una herramienta de separación que presenta elementos de separación 7. En las figuras 3 a 5, los elementos de separación están designados con 5 solo a modo de ejemplo.

La figura 14 muestra un estampador de cabeza 12, mediante el cual una de las islas de material 1R o 1D se compacta por compresión en su lado superior y/o lado inferior, teniendo lugar la compactación principalmente a lo largo de los bordes 4 obtenidos por la separación y provocando allí principalmente un redondeado del borde 4 en cuestión. El estampador de cabeza 12 presenta una cavidad 13 en su lado inferior dirigido hacia la estructura de refuerzo 1, 2. La cavidad 13 tiene forma de artesa. Durante la compresión, levanta el lado superior o inferior de una de las islas de material 1. La cavidad 13 termina en su borde periférico 14 en un redondeo, cuya forma corresponde al redondeo deseado para los bordes de las islas de material 1. Dirigido al lado superior y/o al lado inferior de la estructura de refuerzo (en cada caso) está dispuesta una herramienta de estampado, que está equipada con un número de estampadores de cabeza 12 correspondiente al número y forma de las islas de material 1. En esta etapa de estampado, las islas de material 1R o 1D se comprimen entre los estampadores de cabeza 12 de las dos herramientas y, por lo tanto, se compactan cerca de la superficie al menos en la zona de los bordes 4.

Referencias

1 isla de material

1D polígono de base, triángulo

1R polígono de base, rombo

1H polígono compuesto, hexágono

2 nervio

3 debilitamiento de material

3a debilitamiento de material, primer grupo

3b debilitamiento de material, segundo grupo

3c debilitamiento de material, tercer grupo

4 borde

5 cuchilla de corte

6 canto de corte

7 sierra

8 fila de dientes de sierra

9 estampadores de nervio

10 lado inferior de estampador de nervio

11 entalladura de estampador de nervio

12 estampador de cabeza

13 cavidad

14 borde periférico

15 capa de cubierta

16 capa de cubierta

17 masa de unión

18 -19 -20 herramienta de separación

21 herramienta de separación

22 herramienta de separación

23 -24 -25 soporte

26 soporte

27 soporte B anchura

Claims

REIVINDICACIONES

1. Estructura de refuerzo de un material de base celular plano, que en una vista superior presenta debilitamientos de material (3) distribuidos a lo largo de su superficie, que subdividen el material de base en una pluralidad de islas de material (1R; 1D) separadas entre sí por los debilitamientos de material (3), pero aún unidas entre sí, en la que

(a) las islas de material (1R; 1D) son polígonos de base convexos en la vista superior,

(b) respectivamente varias de las islas de material (1R; 1D) forman conjuntamente un polígono compuesto convexo, preferentemente regular (1H), en la vista superior, y

(c) los polígonos compuestos (1H) difieren según el número de esquinas y/o una relación de las longitudes laterales de los polígonos de base que forman las islas de material (1R; 1D),

caracterizada por que

(d) las islas de material (1R; 1D) son rombos (1R) o triángulos equiláteros (1D) y el polígono compuesto (1H) en cada caso es un hexágono regular,

(e) formando respectivamente seis de los triángulos (1D) conjuntamente un polígono hexagonal compuesto (1H).

2. Estructura de refuerzo según la reivindicación anterior, en la que los debilitamientos de material (3) o solo un subconjunto de los debilitamientos de material (3), preferentemente los debilitamientos de material (3) que se extienden hasta los polígonos compuestos (1H), se extienden en cada caso en una cavidad en forma de tira, a lo largo de la cual el material de base celular presenta una densidad mayor que en la zona restante de las islas de material (1R; 1D).

3. Estructura de refuerzo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que en la superficie de las islas de material (1R) o solo un subconjunto de las islas de material (1R) se extienden respectivamente una o varias cavidades en forma de tira, extendiéndose las cavidades en forma de tira preferentemente respectivamente hasta uno de los debilitamientos de material (3).

4. Estructura de refuerzo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que entre debilitamientos de material adyacentes (3) quedan nervios (2) que unen entre sí islas de material adyacentes (1R; 1D), en donde en una realización preferida, una superficie de sección transversal de los nervios (2) está comprimida y por lo tanto reducida en comparación con las islas de material (1R; ld) en la dirección del grosor de la estructura de refuerzo.

5. Estructura de refuerzo de un material de base celular plano, que en una vista superior presenta debilitamientos de material (3) distribuidos a lo largo de su superficie, que subdividen el material de base en una pluralidad de islas de material (1R; 1D) separadas entre sí por los debilitamientos de material (3), pero aún unidas entre sí, en la que

(a) las islas de material (1R; 1D) son rombos (1R) o triángulos equiláteros (1D) en la vista superior

(b) y respectivamente varias de las islas de material (1R; 1D) en la vista superior forman conjuntamente un hexágono regular (1H),

(c) formando respectivamente seis de los triángulos (1D) conjuntamente un polígono hexagonal compuesto (1H).

6. Procedimiento para la producción de una estructura de refuerzo plana deformable tridimensionalmente, en el que

(a) en un material de base celular plano se incorporan debilitamientos de material (3) distribuidos a lo largo de la superficie del material de base, que subdividen el material de base en una pluralidad de islas de material (1R; 1D) delimitadas entre sí por los debilitamientos de material (3) pero aún unidos entre sí, en donde

(b) en un primer proceso, se incorpora un primer grupo (3a) de los debilitamientos de material (3) con elementos de separación (5, 7) que están dispuestos en un soporte (25) de una primera herramienta (20) de modo que en la primera etapa se obtienen primeras islas de material (1H), y

(c) en un segundo proceso adicional, se incorpora un segundo grupo (3b) de los debilitamientos de material (3) con los elementos de separación (5, 7) de la primera herramienta (20) o con elementos de separación (5, 7), que están dispuestos en un soporte (26) de una segunda herramienta adicional (21) tal como los elementos de separación (5, 7) de la primera herramienta (20), de modo que las primeras islas de material (1H) se subdividen en segundas islas de material (1R), que forman en la vista superior respectivamente un polígono convexo, en donde

(d) el segundo grupo (3b) de los debilitamientos de material (3) se incorpora de manera desplazada y/o girada en paralelo de manera uniforme en la vista superior con respecto al primer grupo (3a) de los debilitamientos de material (3), de modo que, respectivamente, varias de las segundas islas de material (1R) forman en la vista superior conjuntamente una de las primeras islas de material (1H) como un polígono compuesto convexo, preferentemente regular (1H).

7. Procedimiento según la reivindicación anterior, en el que en aún un tercer proceso adicional, se incorpora un tercer grupo (3c) de los debilitamientos de material (3) con los elementos de separación (5, 7) de la primera herramienta (20) o de la segunda herramienta (21) o con elementos de separación (5, 7), que están dispuestos en un soporte (27) de aún otra tercera herramienta (22) tal como los elementos de separación (5, 7) de la primera herramienta (20), de modo que las segundas islas de material (1R) se subdividen en terceras islas de material (1D), que forman respectivamente en la vista superior un polígono convexo.

8. Procedimiento según una de las dos reivindicaciones inmediatamente anteriores, en el que en cada uno de los polígonos compuestos (1H) o al menos en un subconjunto de los polígonos compuestos (1H) se generan respectivamente una o varias cavidades en forma de tira mediante estampado.

9. Procedimiento según la reivindicación anterior, en el que la una o las varias cavidades se extienden respectivamente hasta uno de los debilitamientos de material (3).

10. Procedimiento según una de las dos reivindicaciones inmediatamente anteriores, en el que en los polígonos compuestos (1H) o en al menos el subconjunto de los polígonos compuestos (1H), se extienden respectivamente varias de las cavidades en forma de tira desde una zona poligonal central en forma de estrella hacia fuera en la dirección de los debilitamientos de material (3), que delimitan el polígono compuesto respectivo (1H).

11. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer proceso de separación y/o el segundo proceso de separación y/o el tercer proceso de separación incluye o incluyen un corte y/o aserrado y/o punteado, incluyendo el corte preferentemente perforar y/o el aserrado preferentemente incluye una sierra de calar.

12. Estructura de refuerzo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5 y producida según al menos una de las reivindicaciones 6 a 11.

13. Material compuesto, que comprende:

(a) una capa de cubierta (15),

(b) una estructura de refuerzo según una de las reivindicaciones anteriores,

(c) y una masa de unión (17) que une con arrastre de materia la capa de cubierta (15) y la estructura de refuerzo, que atraviesa la estructura de refuerzo en la zona de los debilitamientos de material (3).

14. Material compuesto según la reivindicación anterior, que comprende una capa de cubierta adicional (16), estando dispuesta la estructura de refuerzo entre las capas de cubierta (15, 16) y la masa de unión (17) conecta con arrastre de materia la estructura de refuerzo atravesando las capas de cubierta (15, 16).