JP2017514723A - ウェブ材を成形加工するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

扁平なウェブ材（１２）を、種々異なる向きの折れ線に沿った多数の折れ及び凸部と凹部を有する規則的な３次元構造に成形加工するために、ウェブ材を下側保持ダイ（２０ｂ）と上側保持ダイ（２０ａ）との間に挿入し、これらの型はほぼ平らで扁平な構成要素からなり、ウェブ材に当接した際に正確に重なり合う予め成形された折れ線を有する。次に設定された互いに正確に向き合う曲げ線で立体化された扁平な構成要素からなる下側成形ダイ（３０ｂ）と上側成形ダイ（３０ａ）を近付ける。成形ダイ（３０ａ、３０ｂ）は作製しようとする３次元構造に対応する形状を有しており、保持ダイに向けられているか又は保持ダイを指して保持ダイに当接できる成形ダイの曲げ線は保持ダイの折れ線と一致する。

Description

本発明は、ウェブ材を成形加工するための方法並びにその実施に適した装置に関する。成形加工されたウェブ材は、有利にはコンポジット製作において特に堅固な２層間のコア材料として使用できる３次元構造をもたらす。

特許文献１により、そのような構造を作ることができる方法が知られている。この場合、ウェブ材は複数の成形ローラによって変形され、成形ローラは進行方向で次第に幅広になって変形し続ける。こうして連続的に増大する変形が達成される。

そのような変形されたウェブ材を規則的な３次元構造として成形する可能性は、特許文献２により知られている。ここでは進入するウェブ材の変形は、多数の相前後して操作される次第に明瞭に形作られた成形ジョーによって行われる。

米国特許出願第２００７／００４５７６Ａ１号明細書 米国特許第３６９８８７９号明細書

本発明の課題は、先行技術の問題点を解決でき、特にウェブ材を良好で実用的に成形加工することが可能である、冒頭で述べた方法並びに相応の装置を提供することである。

上記の課題は請求項１の特徴を有する方法並びに請求項１１の特徴を有する装置によって解決される。本発明の有利且つ好適な構成が従属請求項に記載されており、以下に詳しく説明する。この場合、幾つかの特徴は方法又は装置のいずれか一方についてのみ記述する。しかしそれにかかわりなくそれらの特徴は方法にも装置にも該当する。請求項の文言は、明細書の内容と明確に関連付けられる。

ウェブ材は初期状態ではほぼ扁平又は平滑であることが想定されている。ウェブ材は薄い段ボールなどのように僅かに波形であってもよい。この場合、後の折り目に沿って予備エンボス加工又は類似のやり方で前処理されてよく、例えばミシン目などによりウェブ材を相応に折れやすくできる。最終状態ではウェブ材はいわば方法の最終成果物として規則的な３次元構造に折られている。種々異なる向きの折れ線に沿って多数の折れが設けられており、折れ線は少数の方向に沿って、例えば２ないし最大５方向に沿って延びることが好ましい。代替としてこれは波形の折れジオメトリ、即ち平面図で直線の折れ線の代わりに波形であることができる。それにより全貌の複雑な構造が得られる。

ウェブ材を成形加工するために、ウェブ材を下側保持ダイと上側保持ダイとの間に挿入し又はこれらの保持ダイを当てる。これら両保持ダイは扁平な構成要素、即ち最初は扁平な構成要素からなり、折れ線を有しており、これらの折れ線は両保持ダイにおいて同一であり、ウェブ材に当接し又はウェブ材を間に保持するときにほぼ正確に重なり合う。両保持ダイは有利には同一の材料からなるが、この材料は成形加工されるウェブ材よりはるかに剛性的であると有利である。両保持ダイの扁平な構成要素は折れ線に沿って非常に頻繁に折り曲げられ又は変形され、その際に以下に説明するようにウェブ材が一緒に成形加工される。場合によっては折れ線はヒンジで形成することもできる。下側保持ダイ及び／又は上側保持ダイを順次ウェブ材に近付け又はウェブ材と組み合わせることができるが、有利には同時に行うこともできる。

後続のステップで、下側成形ダイを下方から、及び上側成形ダイを上方から保持ダイに近付ける。これも同様に順次又は有利には同時に行うことができる。成形ダイも設定された曲げ線を有する扁平な構成要素からなる。有利には成形ダイは上記の保持ダイと類似の又は同じ材料からなることができ、曲げ線に沿ってヒンジなどのような要領で頻繁に変形される。しかし特に有利には材料ははるかに剛性的であり、これは好ましくは材料の厚さを増すことにより、例えば２倍ないし５倍厚くすることによって達成される。

保持ダイは、ウェブ材に近付け又はウェブ材を間に保持する際にほぼ又は完全に平らである。保持ダイは後続のステップで成形ダイを保持ダイに近付ける際もまだ平らであることが有利である。この場合、成形ダイを順次近付けることができ、有利には同時に近付けることができる。

下側成形ダイと上側成形ダイは、互いに正確に対応し又は互いに正確に向き合う曲げ線を有している。さらに成形ダイは保持ダイに近付ける際に扁平ではなく、曲げ線に沿って曲げることによって立体化され又はウェブ材で作製しようとする３次元構造に対応し又は少なくとも類似する形状を有しており、成形ダイの曲げ線の少なくとも一部は保持ダイの折れ線の一部と合致する。これらは保持ダイに向けられ又はこれらの保持ダイを指して保持ダイに当接できる成形ダイの曲げ線であることが有利である。

成形ダイを保持ダイ又は互いに密接する両保持ダイとその間にある変形されるべきウェブ材からなる複合体に近付けることは、ウェブ材に当接している設定された折れ線を有する保持ダイによりウェブ材で折れ線に沿った折れが正確に定義されて実施できるという利点を有している。さらに保持ダイを変形する際に成形ダイは保持ダイを擦ることがあり、そのため保持ダイと成形ダイ、特に成形ダイの材料は表面が非常に滑らかで、材料はある程度の剛性を備えて形状安定であるように選択できる。こうして保持ダイの間でウェブ材の一種の定義及び保護された成形加工を行うことができ、これは成形ダイによって開始され強制される。方法又はウェブ材の成形加工がさらに進行する際に、成形ダイはそれらの形状を、即ちウェブ材で作製すべき製品に類似の立体化された３次元構造として維持するようにされていることが有利である。この場合、ウェブ材を間に保持する保持ダイ、ひいては成形加工すべきウェブ材も進行過程で次第にますます成形ダイの形状にもたらされる。

本発明の別の構成において、成形ダイを保持ダイに近付ける際に成形ダイの間の中心にある平面、即ち連続面はまだ成形ダイによって、またそれらの最も張り出した点又は区域によっても接触されていないようにすることができる。成形加工プロセスがさらに進行すると、成形ダイはますます大きく互いに向かって動かされて、一方の成形ダイの曲げ線に沿った成形ダイの凸部は、他方の成形ダイの曲げ線に沿った凹部に嵌入する。この場合、凸部と凹部は常に隣り合い又は相並んで延びる２本の曲げ線によってそれぞれ形成されている。成形ダイの圧縮又は成形ダイの相互の圧入が増すことによりウェブ材を間に保持する保持ダイが変形され又は相応の形状に立体化され、曲げ線に沿って、ひいては保持ダイの折れ線に沿って凸部と凹部が生じ又は形成される。これにより曲げ線及び折れ線に沿ってウェブ材の折れ線が生じ又はウェブ材がここで折られる。保持ダイは折れ線に沿っていわば鋭く折り曲げられ又は折られているので、保持ダイの相応に鋭いエッジ又は稜線部によりウェブ材内に正確に定義され鋭く折られた折れ線が作られる。

成形ダイを互いに保持ダイとその間にあるウェブ材からなる複合体に対して圧縮することは、先に説明したように徐々に行われ又はますます強くなる。この場合、型はそれぞれ縦長であることが有利である。特に有利には成形ダイの圧縮は、軌道又は通過軌道に沿って連続プロセスで行うことができる。この場合、軌道に沿って相前後して配置された複数の加圧手段又は変形手段を設けることができ、周回するように形成されていることが好ましい。加圧手段は回転ローラ、丸型ブラシ、或いはまたベルト状に周回する加圧手段又は変形ベルトであることができる。進行方向で連続して配置された加圧手段の通過高さは、特に加圧手段又はベルト毎にそれぞれ通過高さの最大１５％減少できる。加圧手段により成形ダイは互いに嵌入し又は互いの中に圧入することが可能であり、それにより成形ダイは保持ダイの変形及び立体化、並びにそれらの間に保持するウェブ材の変形及び立体化を生じさせる。その際、成形ダイはそれらの高さの例えば２５％〜５０％、さらには最大７５％まで互いの中に圧入でき、その結果として成形ダイ、保持ダイ及びウェブ材からなる配置構成の全高は単一の成形ダイの高さの１７５％〜１２５％、さらにはわずか１１０％である。

保持ダイはそれらの材料と併せて、折れ線に沿って比較的容易な変形可能性が与えられていながら、保持ダイの間の区域はまさに折れ線における定義された変形可能性のためにかなり形状安定であるように選択及び形成されている。他方、成形ダイは、とりわけ成形ダイが保持ダイに当接した際にそこに設けられた曲げ線に沿っても比較的剛性的又は堅固であることができる。特に成形ダイについては、ウェブ材を成形加工する際に成形ダイの形状が特に曲げ線に沿って比較的わずかしか変化せず、好ましくは高さが２％〜１５％しか変化しないようにすることができる。このために成形ダイは保持ダイよりはるかに剛性的な材料から作ることができ、特にそれ自体同じ材料であったとしても材料の厚さが大きい。

本発明の有利な構成においても振動装置が設けられており、又は成形ダイを保持ダイに近付けて接触した後で配置構成が振動する。さらにこれは保持ダイの実質的な変形の前に、例えば保持ダイがウェブ材の完成した構造の所望された高さの１０％又は２０％に達する前に行われるべきである。

本発明の別の構成において保持ダイは及び／又は成形ダイは単に面上に例えばプレスボードなどの形式で形成されているだけでなく、長いベルトとして形成することもできる。有利にはそれらは周回ベルト、即ちいわばエンドレスベルトである。これらのベルトの長さは、ウェブ材を成形加工するための通過軌道の長さの２倍以上なので、この通過軌道の始点と終点でベルトは十分大きい半径で周回でき、その際に損傷することはない。型の構成に応じて、とりわけ保持ダイの長さを実質的に、例えば係数２〜１０まで短縮させることができる。ここで相応の長さを考慮に入れる。

ベルト、さらには周回ベルトの形をしたそのような型の利点は、ウェブ材のより長い部分を、それどころか周回ベルトならばそれ自体エンドレスなウェブ材を成形加工できる。さらに高い処理量と、ウェブ材から作られた規則的な３次元構造のできるだけ良好な結果を得るために連続的なインラインプロセスを実施できる。この場合、保持ダイのベルトは直接通過軌道に上と下で境を接して延びており、それぞれその外側で周回成形ダイのベルトが内側で接して周回する。一方の型又は両方の型が周回する閉じたエンドレスベルトである場合、保持ダイのベルトは成形ダイのベルトの周りを周回でき又は成形ダイのベルトを包囲できる。

少なくとも保持ダイ相互の及び供給されたウェブ材との同期が行われることが有利である。これはとりわけ予備エンボス加工されたウェブ材を使用し、又はミシン目などのように材料を折れやすくすることにより折れ線が正確に定義され設定されている場合に選好される。同期は、一方では駆動モータの操作だけで達成できる。有利には機械的同期手段、例えば針又は歯の形をした凸部を備えたローラ、或いはまた同期ベルトも使用できる。さらにドットマトリックスプリンタで紙を送るためにウェブ材内にフィット穴を設け、これに保持ダイの対応する突出部が嵌入するようにできる。

本発明の別の構成において方法を連続プロセスで実施する際に、成形ダイを保持ダイに近付け互いに当てた直後に上側成形ダイと下側成形ダイ間の同期を行うことができる。これはいわば上記の保持ダイ相互の及び場合によってはウェブ材との同期の継続と見なすことができる。このために同様に上記の同期手段を、有利には制御モータ、或いは成形ダイの構造又は形状に対応する外形を付与する回転する同期手段又は同期ベルトを設けることができる。そのような同期により、保持ダイの折れ線が正確に重なり合ってウェブ材のきちんとした折れを生じさせ、並びにこれらの折れ線の間に設けられている成形ダイの凸部が嵌入して保持ダイとその間に保持するウェブ材との複合体を変形又は立体化することを確保できる。

一般に同期は両型対及びまたウェブ材を一度に同期するようにできるが、代替的に個々に同期することも可能である。これはまた１対の型すら一度に同期されないことを意味する。したがって方法は多大な設備コストを要することなく非常に簡単に実施できる。

本発明の構成において、側面に、連続プロセスでは好ましくはウェブ材の通過軌道の長手方向側面に、ウェブ材を間に保持する保持ダイ及び／又は成形ダイとウェブ材を間に保持する保持ダイとを側方に圧縮するための側方押圧手段が設けられていることが可能である。ウェブ材を折り又は折り目を付けると、変形前のウェブ材と変形後の完成した構造を比較した際にウェブ材は長さが短縮され、幅方向でも縮小される。これで材料が３次元構造に移行したことが理解される。ウェブ材を折り又は折り目を付けることは、側方から圧縮することによりさらに助長される。とりわけそのような側方押圧手段は上側又は下側の押圧手段に比べて比較的簡単に構成できる。なぜならそれらは立体化された形状に対応する形状を備える必要がないからである。それは単に斜めに延びるベルト又はより近付けて配置されたローラ又はホイール並びにガイド、好ましくはガイドプレート又はガイドレールであることができる。

ウェブ材が所望された３次元構造に変形され、それが少なくとも３０％〜６０％又はそれ以上行われた後、最初に成形ダイが離される。それから再度より強い変形が、特になおも保持ダイの間で起こることができる。次いで又は後で保持ダイも離され又は取り外される。これは上記の連続プロセスでは既に数センチメートル、例えば５ｃｍ〜５０ｃｍ後で行われることができる。しかし別個に切り離すことによって、成形ダイはより剛性的であり、そのため保持ダイとは挙動がやや異なるという事情をより良く考量できる。

ウェブ材内に作り出された３次元構造は、折れ線に沿って凸部と凹部を有しており、凸部と凹部はいわば鋭く折られており又は鋭角を形成しており、有利には折りの両側で１０°〜１５０°、特に有利には２０°〜１２０°の角度であることを特徴とする。成形ダイが保持ダイから離される前に曲げ線は保持ダイの折れ線とウェブ材の折れ線に沿って成形ダイの凸部で延びている。最後に曲げ線は成形ダイの唯一の区域である凸部に沿って突出して保持ダイに当接する。このことは対称面への投影のみに該当し、一方の側では成形ダイ及び他方の側では保持ダイ又はウェブ材の折れ線はすべて互いに接触しない。

本発明の別の構成において、成形ダイが保持ダイから離れた後で、特にウェブ材がまだ保持ダイの間にあるときに、ウェブ材の変形がさらに又はより強く行われることが可能である。この場合、嵌入する搬送手段を設けることができ、これらの搬送手段は保持ダイとウェブ材の複合体を通過軌道に沿って有利には嵌合により進行方向に搬送するだけでなく、進行方向で圧迫もする。このときこれらの搬送手段は周回し、ウェブ材の最終状態で３次元構造として完成した形状に嵌入できる外的構造又は形状を有する。この場合、上記の圧迫は追加的に幅方向でも行うことができる。この時点で幅方向及び／又は長手方向で変形しにくい成形ダイは既に離れているので、これらの保持ダイとその間に保持するウェブ材との複合体の変形はより容易に少ない力で行うことができる。

本発明のさらに別の有利な構成において、ウェブ材内で２方向又は３方向のみに沿って折れ線が作られるようにすることができる。この場合、これらの２方向又は３方向は互いに６０°〜１２０°の角度を有しており、とりわけ過度の鋭角、特に４５°以下の鋭角はできるだけ避けるようにする。このようにすることによってウェブ材から堅固であると同時に有利な３次元構造を容易に作り出すことができる。これは側面図で２０°〜９０°、平面図で１０°〜１５０°であってよい。

ウェブ材は少なくとも最終状態の３次元構造において単層であるようにされていることが有利である。特に紙のように薄くて容易に折ることができる場合は、複数の層、例えば２ないし４層ウェブ材を上下に重ねて保持ダイの間に挿入し、次に上述したように保持ダイと成形ダイとによって上下に重ねたまま３次元構造にもたらすことが可能である。それから個々の層を互いに分離すると、１回だけの成形加工ステップで例えば２ないし４本の構造化された条片を作ることができる。次にこれらの条片は少なくともほぼ変形された後で、上記の手段によって特に長手方向及び／又は幅方向の圧迫によりさらに変形できるが、これは折れ線が設定されているので容易に可能である。このようにして合計処理量を高めることができる。

代替的にウェブ材は、例えば材料剛性を高め、又は特定の機能を互いに組み合わせるために多層で形成できる。ここでは多数の可能性が提供される。

さらにウェブ材の材料として紙又は繊維からなる類似の材料を使用できる。均質のプラスチック製フォイル並びに金属フォイルも使用できる。厚さはウェブ材が簡単に折れるように、即ち通常の紙の厚さに、及び金属フォイルの場合は０．２ｍｍ以下となるように選択する。

上記の特徴及びその他の特徴は特許請求項以外に明細書と図面からも明らかになる。個々の特徴は、それぞれ単独でも、或いは任意に組み合わせても本発明の実施形態及び他の分野で実現でき、それ自体で特許性を有する有利な構成を表すことができ、それに対してここに保護を請求する。出願を個々の段落に区分し、及び見出しを付けることにより、そこでなされる言明の普遍妥当性が制限されるものではない。

本発明の実施例は図面に模式的に示されており、以下に詳細に説明する。

ウェブ材を成形加工するための装置の模式的側面図である。 相互の間隔が一定の二重コンベヤベルトとして構成された変形ベルトの第１の構成を示す図である。 相互の間隔が進行方向で減少する二重コンベヤベルトとして構成された図２に示す変形ベルトの変化例である。 上側保持ダイと下側保持ダイの間のウェブ材を上側成形ダイと下側成形ダイによって変形して３次元構造に立体化するための３段階の成形加工を示す図である。 上側保持ダイと下側保持ダイの間のウェブ材を上側成形ダイと下側成形ダイによって変形して３次元構造に立体化するための３段階の成形加工を示す図である。 上側保持ダイと下側保持ダイの間のウェブ材を上側成形ダイと下側成形ダイによって変形して３次元構造に立体化するための３段階の成形加工を示す図である。 成形加工されたウェブ材の種々異なる最終パターン又は最終形態の等角図、平面図、側面図、及び一様な折りパターンの単位セルを示す図である。 成形加工されたウェブ材の種々異なる最終パターン又は最終形態の等角図、平面図、側面図、及び一様な折りパターンの単位セルを示す図である。 成形加工されたウェブ材の種々異なる最終パターン又は最終形態の等角図、平面図、側面図、及び一様な折りパターンの単位セルを示す図である。 成形加工されたウェブ材の種々異なる最終パターン又は最終形態の等角図、平面図、側面図、及び一様な折りパターンの単位セルを示す図である。 成形加工されたウェブ材の種々異なる最終パターン又は最終形態の等角図、平面図、側面図、及び一様な折りパターンの単位セルを示す図である。 成形加工されたウェブ材の種々異なる最終パターン又は最終形態の等角図、平面図、側面図、及び一様な折りパターンの単位セルを示す図である。 成形加工されたウェブ材の種々異なる最終パターン又は最終形態の等角図、平面図、側面図、及び一様な折りパターンの単位セルを示す図である。

図１に、大型ロールなどの形をした材料ストック１３から出てくるウェブ材１２を成形加工するための本発明による装置１１が示されている。ウェブ材１２は図１で左右に点線で示されている通過面Ｄ上を右から左へ進む。ウェブ材１２は上述したいずれかの材料、例えば紙であってよいが、薄いプラスチック製のフォイル材料又は薄い材料、また薄いアルミフォイルなどの金属材料、並びに複合材料であることもできる。さらに冒頭に述べたように、０．５ｍｍ〜３ｍｍの小さい波形が施されていてもよい。ウェブ材１２は材料ストック１３から繰り出された後、随意に設けられるエンボス装置１５を通過する。これらの後続の折れ又は成形加工のために折れ線を既に事前にエンボス加工でき、それによってこの成形加工をより容易に実施できる。このために細い刃先状の凸部を付けた相応に公知のエンボスローラを使用できる。しかし材料は既に事前にエンボス加工されて送られ又はロールに巻かれることもあり得る。

次いで随意に設けられる切断装置１６が横断方向で切断する。それにより言わばエンドレスに出てくるウェブ材１２は特定の又は所望された長さに分離される。代替的にウェブ材１２は個々の枚葉の形で供給することもできる。ウェブ材１２を幅方向で相応に裁断するために、横断方向切断装置１６に加えて２個の長手方向切断装置も設けることができる。

次にウェブ材１２は導入区域１８を通過する。この導入区域１８では最初に上方と下方から上側保持ダイ２０ａと下側保持ダイ２０ｂが同時に又は連続面Ｄに対して対称的に導入される。代替的にこれは順次行われてもよい。これらの保持ダイ２０はほとんど破線で示されている大きいループで周回し、上記のエンドレスベルトとして形成されている。この目的のためにエンドレスベルトは相応に堅固なプラスチック材料からなる。種々異なる材料、例えば金属とプラスチックを組み合わせたり、金属のみをヒンジでつないだりすることなども考えられる。保持ダイ２０ａ及び２０ｂは扁平又は平滑な形状でウェブ材１２に近付けることができる。このために相応の研磨装置、有利には互いに押し付け合うローラを装置１１の最左端と導入区域１８との間に設けることができる。いずれの場合も保持ダイ２０ａ及び２０ｂは、導入区域１８でほぼ扁平又は面状にウェブ材１２に当接すべきである。この場合、ウェブ材１２は場合によっては既に扁平な形状から少し成形加工されていてもよい。

保持ダイ２０ａ及び２０ｂの直後に、ここに図示されている導入区域１８における装置の構成において上側成形ダイ３０ａと下側成形ダイ３０ｂが近付けられる。これらもほとんど破線で示された経路をループ状に周回するエンドレスベルトである。この場合、ここでは図示されていない相応の案内装置又はガイドローラが設けられている。保持ダイ２０ａ及び２０ｂと異なり成形ダイ３０ａ及び３０ｂはほぼ扁平な形状ではなく、図示されているように立体化された形状で近付け、有利にはそれらの形状をごく僅かしか、例えば上述した２％〜１５％しか変えない。以下に拡大図で示すように、成形ダイ３０ａ及び３０ｂはそれらの互いに向き合う先端部又は張り出した区域で保持ダイ２０ａ及び２０ｂの外側に当接する。

ウェブ材１２と、これに当接する保持ダイ２０ａ及び２０ｂと、そしてまたこれらに当接する成形ダイ３０ａ及び３０ｂとからなる複合体は、連続プロセスで左方向に移動して、随意に設けられる同期装置に案内される。上述したように、同期において型とウェブ材も順次同期させることができる。これは、同期は導入区域１８で行われて、別の型又は別の型対を近付ける前に、型を扁平な構成要素と対で或いはまた順次同期させることを意味し得る。追加的な同期は、随意のエンボス加工線を型の折れ線と一致させるために、とりわけ材料を保持する保持ダイにとって重要又は有利である。同期はローラ、振動機などによっても行うことができる。ここで示されている同期装置の構成は上側同期ベルト４１ａと下側同期ベルト４１ｂを有しており、これらは型、特に上側成形ダイ３０ａと下側成形ダイ３０ｂを互いに同期させ又は相応に所望された互いの相対的位置に、場合によってはウェブ材にもたらすために用いられる。この目的のために同期ベルト４１ａ及び４１ｂは張り出した凸部又は先端部を有しており、これらが正確な位置又はポジションで成形ダイ３０ａ及び３０ｂの外側に嵌入して互いに所望された通りに位置決めすることができる。

同期装置４０には同様に随意にのみ設けられる振動装置４３が続く。これは例えば弾性的なプレスジョーなどからなることができ、複合体をさらに圧縮するだけでなく、進行方向に対して長手方向及び／又は横断方向に型２０ａ及び２０ｂ並びに型３０ａ及び３０を互いに位置決めする。特にそれにより場合によってはウェブ材１２を間に保持する保持ダイ２０ａ及び２０ｂの軽微な変形が既に保持ダイ内で折れ線に沿って行われ又は開始できる。

後続の第１の変形区域４５では第１の上側変形ベルト４６ａ及び第１の下側変形ベルト４６ｂが周回するが、これは図２及び図３でも拡大図で示されている。そこで拡大して示されているように、変形ベルト４６ａ及び４６ｂはほぼ扁平で成形ダイ３０ａ及び３０ｂを互いに向かって押圧する。これらは冒頭に記載した加圧手段に対応している。

第１の変形区域４５にいわゆる第１の収縮区域４８が続く。これは随意であるが、設けることが有利である。ここで複合体は第１の変形区域４５とそれに続く第２の変形区域５０との間で言わば制動され、そうすることによって圧迫又は短縮される。これにより同時に、以下の説明から明らかなように、より強い立体化又は連続面Ｄから突き出すことによりウェブ材並びに保持ダイ２０ａ及び２０ｂのより強い変形が生じる。

その後で複合体は第２の変形区域５０を通過し、そこで第１の変形区域４５と同様に第２の上側変形ベルト５１ａ及び第２の下側変形ベルト５１ｂが設けられている。これらは第１の変形区域４５の変形ベルト４６ａ及び４６ｂと同一に形成できるが、代替的に図２及び図３に示す２つの基本的な可能性に従って形成されてもよい。図１に見られるように、型２０ａ及び２０ｂ及び型３０ａ及び３０ｂとそれらの間にあるウェブ材１２は第２の変形区域５０でより強く立体化され、それによってより強く変形される。第２の変形ベルト５１ａ及び５１ｂの相互の間隔は、第１の変形ベルト４６ａ及び４６ｂの間隔よりやや小さくすべきである。

ここでさらに別の変形区域が続いて、相互の間隔がさらに小さくなった別の変形ベルトを備えることができる。その代替として第１の持上げ区域５３が続き、ここで成形ダイ３０ａ及び３０ｂが持ち上げられ、そうして保持ダイ２０ａ及び２０ｂから離されて運び去れるようにでき、ここで上記の転向プーリなどを設けることができる。

続く第３の変形区域５５では再び第３の上側及び下側変形ベルト５６ａ及び５６ｂが設けられて、保持ダイ２０ａ及び２０ｂとそれらの間にあるウェブ材１２を圧力によって保持して搬送し、場合によってはその際に変形する。第３の変形区域５５の後に第４の上側変形ベルト６１ａと第４の下側変形ベルト６１ｂを備える第４の変形区域６０が続く。技術的には区域５５及び６０は変形区域であると考えられるが、それらの主要課題は型と扁平な構成要素を異なる速さで搬送することによって速度差を確保して、収縮区域５８を機能させることである。これらの区域の間に第２の収縮区域５８を設けることができ、そこで通過する複合体はさらに制動され、それによって短縮されて、より強く立体化又は変形される。区域５０及び５５の間の区域、即ち区域５３は、追加的に収縮区域であってもよい。変形ベルト５６ａ及び５６ｂ又は６１ａ及び６１ｂは上側がほぼ平らで、ゴムを引いた又は滑りにくい表面を有しており、それぞれ外側に位置する保持ダイ２０ａ及び２０ｂに十分密着して搬送できるようになっている。代替的に密着作用による搬送のために凸部及び／又は凹部を設けることができる。変形区域４５及び５０では外から複合体に加えられる圧力がウェブ材１２を間に保持する保持ダイ２０ａ及び２０ｂをより強く成形加工するために重要であったが、変形区域５５及び６０における圧力は大きすぎるべきではない。なぜならここではそうでなくとも圧力がウェブ材１２を間に保持する保持ダイ２０ａ及び２０ｂを再び圧縮するからである。保持ダイを持ち上げた後も、さらに別の変形区域又は収縮段階が続いてよい。

続いて第２の持上げ区域６３で保持ダイ２０ａ及び２０ｂが持ち上げられ又はウェブ材１２から離される。ここでウェブ材１２は図１の左端に見られるように最終的な構造又は形状を持つことができる。これについては図４〜図１３の参照も求める。ここで場合によっては再度切断装置６５を設けることができる。これは始点で設けられていない場合は特に該当する。そうでなければ成形加工されたウェブ材１２’は、冒頭に記載した使用、特にサンドイッチ工法における部材のためにさらに搬送される。しかし場合によっては一般に保持ダイを持ち上げた後も、例えば長手方向で圧迫され幅方向で圧縮されることにより引き続きウェブ材１２の変形が起こり得る。その他の可能性として硬化区域、熱処理区域などが続いてよい。

図２に、第１の上側変形ベルト４６ａと第１の下側変形ベルト４６ｂを備えた第１の変形区域４５の第１の構成可能性が拡大して示されている。第１の変形ベルト４６ａ及び４６ｂはそれらの全長にわたり互いに等間隔であり、それによって上側成形ダイ３０ａ又は下側成形ダイ３０ｂの外側に位置する稜線部３４ａ又は３４ｂを押す。それによって右から来る扁平なウェブ材１２と保持ダイ２０ａ及び２０ｂからなる複合体は、第１の変形区域４５又は第１の変形ベルト４６ａ及び４６ｂの間に、及びまたベルト５１ａ及び５１ｂを備えた第２の変形区域５０に進入し始めるとすぐに強く圧縮される。図１に従う変形ベルトを有する次の変形区域では、再び上側変形ベルトと下側変形ベルトの間隔はここに示されているよりやや小さくてよい。

図３に示す第１の変形区域４５’の第２の代替的構成において、第１の上側変形ベルト４６ａと第１の下側変形ベルト４６ｂの互いに向き合う側は互いに平行ではなく斜めに延び、又はそれらの間隔が進行方向で右から左へ少し、有利には１％〜５％、さらには１５％減少している。内法通過高さは単純に小さくなる。ここでも成形ダイ３０ａ及び３０ｂの稜線部３４ａ及び３４ｂは第１の変形ベルト４６ａ及び４６ｂに当接している。しかし右ではウェブ材１２と保持ダイ２０ａ及び２０ｂからなる複合体はまだ扁平又は平らであるが、第１の変形区域４５’を進むに連れて変形されることが非常にはっきり認識される。なぜなら内法高さが小さくなることによって成形ダイ３０ａ及び３０ｂは互いにより深くかみ合い、その際に複合体を変形する。

この場合も、後続の変形区域は、いわばゼロから始まる一様な変形のために、ここで図３に示した第１の変形区域４５’と同様に形成することが可能である。図２及び図３に示されたような変形区域の組み合わせは明確に図示されていないが、同様に考えられる。

図４〜図６に、最終的にはウェブ材１２の、しかしまた保持ダイ２０ａ及び２０ｂの変形が、成形ダイ３０ａ及び３０ｂによってますますより強くなることを３段階で示す。図４で、装置１１の進行方向に対して横断方向であるｘ方向では、ウェブ材１２並びにこれに当接する保持ダイ２０ａ及び２０ｂの実質的な変形はまだ見られない。しかし進行方向に相当するｙ方向では、既に最初の変形が良く認識され、ウェブ材１２と保持ダイ２０ａ及び２０ｂからなる複合体はこの方向で軽い波形が生じている。一般に、ｙ方向の変形は常にｘ方向の変形を伴うが、場合によっては著しく異なって現れる。位置関係としてはｘ方向が進行方向に対して長手方向であることが考えられる。それを明らかにするために既にウェブ材１２の折れ線１４及び１４’、同様に保持ダイ２０ａ及び２０ｂの折れ線２２ａ及び２２ｂが示されている。成形ダイ３０ａ及び３０ｂは、互いに反対の方向で稜線部３４ａ及び３４ｂと、これらに対応して互いに向き合う凹部３６ａ及び３６ｂを有する。これらはそれぞれ曲げ線３２ａ及び３２ｂによって形成されている。とりわけ凹部３６ａ及び３６ｂはそれらの稜線部３４ａ及び３４ｂに対応する比較的鋭いエッジでウェブ材１２と保持ダイ２０ａ及び２０ｂからなる複合体に圧入する。ここでは、凹部３６ａ及び３６ｂが保持ダイ２０の対応する折れ線２２ａ及び２２ｂに正確に沿って延びていることが分かる。

図５では、より強く圧縮することによってウェブ材１２と保持ダイ２０ａ及び２０ｂのより強い変形が行われている。このことは、ｘ方向においてもウェブ材１２の折れ線１４及び１４’に沿って又は保持ダイ２０ａ及び２０ｂの対応する折れ線２２に沿ってはっきり認められる。この場合、成形ダイ３０ａ及び３０ｂは引き続きそれらの凹部３６ａ及び３６ｂで、保持ダイ２０ａ及び２０ｂの折れ線２２ａ及び２２ｂのみに沿って直線的に当接している。

図６には、なお一層より強い変形が示されている。ここでもウェブ材１２と保持ダイ２０ａ及び２０ｂからなる複合体は同じ強さと程度で変形しているが、成形ダイ３０ａ及び３０ｂ自体はほとんど変形していないことが注目される。この状態で場合によっては図１の第１の持上げ区域５３におけるように、既に成形ダイ３０ａ及び３０ｂの持上げを行うことができよう。しかしその代替として再度より強い成形加工を行うこともできる。上記の場合、ウェブ材１２と保持ダイ２０ａ及び２０ｂからなる複合体は、更なる短縮と圧迫のみによってより強く変形されて、変形しているウェブ材１２’が一層立体化される。

図７〜図１３に変形されたウェブ材１２’に対する種々の可能な構成が示されている。一番左にはそれぞれ等角図が示されており、次に上から見た平面図、部分側面図、最後に一番右に言わば個別セルの平らな折りサンプルが示されている。図７〜図９の構成は、実質的にそれぞれ稜線部と凹部を形成する折れ線１４のジグザグサンプルによって示されている。即ち、図７及び図８では互いに約９０°の角度、及び図９では互いに４５°〜６０°の角度で２方向に沿って折れ線が存在する。これは図１０及び図１１では折れ線１４における稜線部と凹部に沿った複数の、即ち２方向ではなく計３方向の折り曲げを有するサンプルである。角度はそれぞれ図１０では約１３５°、図１１では約９０°及び１３５°である。図７では角度φは約４５°〜１２０°、及び角度γは約１５°〜９０°である。

図１２では再び２方向のみであるが、これらはむしろ図１０に従う構成に対応しており、稜線部と凹部に沿った折れ線の個々の折り曲げ角度はそれぞれ直角である。

図１３に示す構成の独自性は、ここでは折れ線、従ってまた稜線部と凹部は直線的な部分又はセクションではなく、冒頭に述べたように湾曲しており又は連続的に波形に推移している。この場合は保持ダイ２０内の折れ線２２又は成形ダイ３０内の曲げ線３２を形成することはやや手間がかかるが、基本的にこれも可能であり考えられる。

Claims (15)

1. ウェブ材を成形加工するための方法であって、
   前記ウェブ材は、初期状態ではほぼ扁平又は平滑であり、最終状態では種々異なる向きの折れ線に沿った多数の折れ及び凸部と凹部とを有する規則的な３次元構造に折られており、
   前記ウェブ材を下側保持ダイと上側保持ダイとの間に挿入するステップであって、前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイは、扁平な構成要素からなり、予め成形された折れ線を有し、該折れ線は両方の保持ダイで同一であって前記ウェブ材に当接した際に正確に重なり合うステップと、
   下側成形ダイを下方から、及び上側成形ダイを上方からそれぞれ保持ダイに近付けるステップであって、前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイは設定された曲げ線を有する扁平な構成要素からなるステップと、
   前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイは前記ウェブ材を挿入する際も前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイを近付ける際もほぼ扁平であるステップと、
   前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイは、互いに正確に対応する又は互いに正確に向き合う曲げ線と曲げ線に沿った同一の曲げを有するステップであって、前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイは扁平ではなく曲げ線に沿って曲げることによって立体化されており又はウェブ材で作製しようとする３次元構造に対応する形状を有しており、前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイの曲げ線の少なくとも一部、特に前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイに向けられ又は前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイに当接できる前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイの曲げ線は前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイの折れ線と一致する、
   ことを特徴とするウェブ材を成形加工するための方法。
2. 方法がさらに進行すると、前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイはそれらの形状をほぼ維持し、及び／又は前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイは、変形すると共に前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイの折れ線に沿った凸部と凹部を有する相応の形状に立体形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイを前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイに近付ける際に、前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイの間の中心にある平面はまだ前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイによって接触されておらず、
   この方法をさらに進めると、前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイはますます互いに向かって動かされ又は一方の成形ダイの曲げ線に沿った凸部が他方の成形ダイの曲げ線に沿った凹部に嵌入し、前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイの圧縮又は相互の圧入が増すことによりウェブ材を間に保持する前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイが変形され又は前記曲げ線、ひいては前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイの折れ線に沿って凸部と凹部を有する相応の形状に立体形成され、
   それによって曲げ線及び折れ線に沿ってウェブ材の折れ線が生じることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 通過軌道に沿って連続プロセスで前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイを圧縮することは、複数の相前後して配置された周回する加圧手段、特にベルト状に周回する加圧手段によって行われ、好ましくは進行方向で連続している加圧手段の間の通過高さは特に通過高さの最大１５％減少し又は小さくなることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
5. 連続プロセスで方法を実施する際に、好ましくは前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイを近付ける前に前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイがウェブ材と同期されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
6. 連続プロセスで方法を実施する際に、前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイを前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイに近付けて互いに当てた直後に上側成形ダイと下側成形ダイとの間の同期が、好ましくは前記成形ダイの構造又は形状に対応する外形を付与する回転又は周回する同期手段、特に針又は歯の形をした凸部を備えたローラによって行われることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
7. 前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイが前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイから離される直前の状態で前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイの凸部に沿った曲げ線は前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイの全ての折れ線及びウェブ材の全ての折れ線に沿って延びることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
8. 前記下側成形ダイ及び前記上側成形ダイが前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイから離れた後、嵌入する搬送手段で前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイとウェブ材の複合体を好ましくは嵌合により搬送して進行方向で圧迫し又は長手方向で短縮させることにより、前記下側保持ダイ及び前記上側保持ダイの間でウェブ材の変形がさらに又はより強く行われ、好ましくは搬送手段が周回し、最終状態でウェブ材の完成した形状に対応する外的構造又は形状を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
9. ウェブ材の折れ線は２方向又は３方向のみに沿って正確に延び、好ましくは前記方向が互いに６０°〜１２０°の角度を有することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
10. 初期状態と最終状態におけるウェブ材は単層であり又は上下重ねて折られていないことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法を実施するための装置において、
    成形加工されるウェブ材が進むための通過軌道を有し、前記通過軌道の上方に保持ダイ及びその上に成形ダイが配置され、下方に保持ダイ及びその下に成形ダイが配置されており、
    両保持ダイは扁平な構成要素からなり予め成形された折れ線を有し、これらの折れ線は両保持ダイで同一であってウェブ材に当接した際に正確に重なり合い、
    両成形ダイは扁平な構成要素からなり、互いに正確に対応する又は互いに正確に向き合う予め成形された曲げ線と曲げ線に沿った同一の曲げを有しており、
    両成形ダイは曲げ線に沿って曲げることにより立体形成されており又はウェブ材で作製しようとする３次元構造に対応する形状を有しており、両成形ダイの曲げ線の少なくとも一部は両保持ダイの折れ線と一致する、
    ことを特徴とする装置。
12. 通過軌道に沿って変形のための加圧手段を備えた少なくとも１つの変形区域、好ましくは少なくとも２つの変形区域が相前後して設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 両成形ダイを両保持ダイに近付け接触させた後で、両保持ダイを実質的に変形する前に振動装置が設けられており又は配置構成がやや振動することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。
14. 前記両保持ダイ及び／又は両成形ダイは長さがウェブ材のための通過軌道の２倍以上の周回ベルトであり、ウェブ材は特に長いウェブ又はエンドレスウェブであり、好ましくはそれぞれ保持ダイのベルトが成形ダイのベルトの周りを周回し又は成形ダイのベルトを包囲することを特徴とする請求項１１〜１３の何れか一項に記載の装置。
15. 側面に、好ましくは連続プロセスでは通過軌道の長手方向側面に、ウェブ材と該ウェブ材を間に保持する両保持ダイ、及び／又は両成形ダイとウェブ材と該ウェブ材を間に保持する両保持ダイとを側方に圧縮するための側方押圧手段が設けられていることを特徴とする請求項１１〜１４の何れか一項に記載の装置。

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