DE20011745U1

DE20011745U1 - Wabenformapparat zur Herstellung eines Wabenpaneels

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Publication number: DE20011745U1
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Authority: DE
Original assignee: ROMONTA BETEILIGUNGSGMBH
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Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2000-10-19
Anticipated expiration: 2010-07-07

Description

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Beschreibung

Wabenformapparat zur Herstellung eines Wabenpaneels 5

Die Erfindung betrifft einen Wabenformapparat zur Herstellung eines Wabenpaneels.

Mit dem Wabenformapparat können endlose Wabenpaneele mit beliebig geformten Waben wirtschaftlich gefertigt werden.
Die in Rede stehenden Wabenpaneele dienen überwiegend als Stützkerne für jegliche Sandwichproduktion. Sie werden in tragenden Bauelementen eingesetzt, erfüllen Funktionen bei der Dämmung und finden in der angewandten Verfahrenstechnik und auf anderen Gebieten Anwendung.

Beispielsweise werden Wabenkörper zur Bodenbefestigung als Rasengitterplatten verwendet.

Durch die Wahl verschiedener Kunststoffe und Wabengeometrien sind spezifische Parameter der Paneele, beispielsweise Festigkeitswerte, Wärmeübergangskoeffizienten, spezifische Oberfläche, Oberflächeneffekte u.a.

sicherheitsrelevante Kenndaten beliebig beeinflussbar. Somit ergibt sich ein breites Feld möglicher Applikationen.

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Bei der Konzipierung von Sandwichbauelementen mit tragenden Eigenschaften hat sich die Herstellung von grossflächigen relativ stabilen Wabenpaneelen als problematisch erwiesen. Im Spritzgussverfahren sind diese aufgrund der dafür erforderlichen Maschinentechnik nicht wirtschaftlich herstellbar. Andere Verfahren, zum Beispiel Extrudierung mit anschliessender Formung, lassen sich aus dem gleichen Grund nicht ohne weiteres erfinderisches Zutun übernehmen.

Insgesamt war dem Stand der Technik keine technische Lösung unmittelbar zu entnehmen, mit der Endloswabenpaneele mit hoher Produktivität herstellbar sind.

Daher waren Bemühungen zur Bereitstellung und insbesondere wirtschaftlichen Herstellung vom von endlosen Wabenpaneelen, möglichst in Serienfertigung, unter Angabe der apparativen Mittel dazu erforderlich. Die erfindungsgemässen Wabenpaneele sollen eine relativ hohe Stabilität aufweisen und in ihren Abmessungen, insbesondere in ihrer flächenhaften Ausdehnung und in der Form der Waben, frei definierbar sein, insgesamt ist der Stand der Technik auf dem in Rede stehenden Fachgebiet entsprechend weiterzuentwickeln und zu bereichern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Entwicklung der apparativen Mittel zur Herstellung eines Wabenpaneels, das prinzipiell endlos in unterschiedlich vordefinierbarer Form und Abmessung zur Verfügung stehen soll.

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Das Wabenpaneel ist aus einzelnen vorprofilierten Streifen, Platten oder Folien zusammengesetzt. Diese weisen sämtlich jeweils Halbwabenprofile auf und ergeben durch Aneinanderreihen und Fügen ein Vollwabenpaneel mit definierter Breite, Höhe, Wabenausbildung und praktisch unbegrenzter Länge.
Die vorgenannten Halbwabenprofile sind so zueinander positioniert,

dass komplette Waben gebildet sind, die am Ort der Berührung die doppelte Wandstärke aufweisen. Sie sind durch ein geeignetes Fügeverfahren fest
miteinander verbunden, vorteilhafterweise durch Verschweissen, wobei auch andere Fügeverfahenr in Abhängigkeit von der Materialauswahl denkbar sind.

Neben der Ausbildung von gleichartigen Wabenprofilen sind auch unterschiedliche Geometrien realisierbar.

Als Wabenmaterial ist bevorzugt thermoplastisch verformbarer Kunststoff vorgesehen. Prinzipiell ist die Erfindung aber auch bei Verwendung anderer geeigneter Rohstoffe, beispielsweise verschiedene Metalle, Vliese oder

zellulosehaltige Stoffe, funktionsfähig.

Aus dem beschriebenen Aufbau des Wabenpaneels ergibt sich, dass dieses
verfahrensseitig in mehreren Schritten herstellbar ist.

In einem ersten Verfahrensschritt sind Halbwabenprofile her- oder bereitzustellen, und zwar als Streifen, Platten oder Folien. Dieser Verfahrensschritt kann den nachfolgenden Arbeitsgängen mit grossem zeitlichen Abstand oder unmittelbar vorausgehen, wobei letzteres favorisiert wird.

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Dazu wird vorgeheiztes Flachmaterial in vorgelagerten Schritten vorteilhaft in einem kontinuierlich ablaufenden Prozess im Tiefzieh- oder Prägeverfahren entsprechend verformt. Gegebenenfalls schliesst sich eine Konvektionierung an. Alternativ sind auch bereits vorkonvektioniert bereitstehende Halbwabenprofile einsetzbar.

Nachfolgend werden die Halbwabenprofile im erwärmten Zustand in einem kontinuierlichen Prozess aneinandergereiht und mittels eines geeigneten Verfahrens gefügt, vorteilhaft durch Verschweissen. Unmittelbar nach Beendigung des Fügens sind die Fügestellen im Wabenpaneel durch geeignete Verfahrensschritte, beispielsweise einer Konvektions-, Natur- oder Zwangskühlung, zu fixieren.
Der Vorgang ist praktisch unbegrenzt wiederholbar. Auf diese Weise entsteht ein endloses Wabenpaneel, das entsprechend der Bedürfnisse der Praxis weiterbearbeitet, zum Beispiel konfektioniert oder flächig verformt werden kann.

Wie bereits ausgeführt, wird das Wabenpaneel ad libitum durch Anfügen von Halbwabenprofile &eegr; an ein bereits ausgeformtes Halbwabenprofil bzw. Wabenpaneel generiert. Die Zuführung der kann dabei längs- oder quer zur Richtung der Pro2:essführung erfolgen. Hier werden verschiedene Varianten der Generierung gesehen, die jeweils alternativ anwendbar und als gleichwertig zu betrachten sind.

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In einer bevorzugten Variante zur Generierung eines Wabenpaneels werden die Halbwabenprofile sequentiell an das Paneel angeordnet. Die einzelnen Halbwabenprofile werden einzeln quer zur Herstellungsrichtung am Gesamtpaneels positioniert und an dieses angefügt.
Vorrichtungsseitig wird dazu erfindungsgemäss ein Wabenformapparat vorgeschlagen, dessen erfindungswesentliche Baugruppen ein Formbereich und ein Fügebereich sind. Beide sind apparativ eng miteinander verknüpft. Weiterhin ist ein Magazin zur Vorhaltung des zur thermoplastischen Verformung vorgesehenen Flachmaterials, Transporteinrichtungen, Rahmenteile sowie Trenn- und Heizelemente vorgesehen.

Der Formbereich ist durch einen horizontal in Fertigungsrichtung beweglichen Prägestempel gekennzeichnet, dem wenigstens ein entsprechendes Matrizenwerkzeug als Gegenstück zugeordnet ist. Dazwischen ist das Werkstück in Form eines vorgewärmten Kunststoffstreifens positioniert.

Somit sind die Voraussetzungen zur Durchführung des Formvorganges gegeben. Der Prägestempel und gegebenenfalls auch das Matrizenwerkzeug, sofern nur ein Werkzeug enthalten ist, sind horizontal quer zur Fertigungsrichtung um ein definiertes Mass &Dgr;&Igr; versetzbar angeordnet, sodass die erforderlichen in ihrer Ausbildung unterschiedlichen Halbwabenstreifen hergestellt werden können, ohne das die bereits ausgeformten Halbwabenstreifen, und damit das gesamte Wabenpaneel, in Querrichtung bewegt werden müssen.

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Vorteilhafterweise kommen als Matrizenwerkzeug zwei versetzt angeordnete Formwerkzeuge, die jeweils wechselweise in Ansatz gebracht werden, zur Anwendung.

Da das Fügen der einzelnen Halbwabenstreifen zweckmässigerweise zeitgleich oder zeitnah mit dem Ausformen erfolgt, sind auch die technischen Mittel dafür unmittelbar miteinander gekoppelt. Als Fügeverfahren ist vorzugsweise Schweissen vorgesehen. Eine entsprechende Fügeeinrichtung ist in fachüblicher Weise in den Wabenformapparat integriert.

Eine mögliche Verfahrensvariante beruht darauf, dass die Halbwabenprofile in Längsrichtung des Paneels zueinander positioniert und gefügt werden.

Die Längsausrichtung der verwendeten Halbwabenprofile macht deren parallele Zuführung zum Fügebereich erforderlich.

Schliesslich stehen bei einer dritten Verfahrensvariante die Halbwabenprofile nicht einzeln sondern vorgefertigt in endloser Form zur Verfügung, vorzugsweise als . profilierte Folie. Die Halbwabenreihen verlaufen quer zur Herstellungsrichtung des Gesamtpaneels, während die Herstellungsrichtung der Folie längsorientiert ist.

Printipiell ist der erfindungsgemässe Wabenformapparat auch für diese Generierungsvarianten einsetzbar, allerdings sind dazu entsprechende Anpassungen und weitere fachübliche Mittel notwendig.

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Nachfolgend wird ein Wabenformapparat zur Herstellung eines Wabenpaneels bei sequentieller Positionierung der Halbwabenprofile und Wabenfügung quer zur Richtung der Prozessführung anhand von Zeichnungen näher vorgestellt. In den dazu herangezogenen Figuren ist folgendes dargestellt: Figur 1: Parallele Positionierung der Halbwabenprofile bei Wabenfügung

in Richtung der Prozessführung;
Figur 2: Sequentielle Positionierung der Halbwabenprofile bei Wabenfügung

quer zur Richtung der Prozessführung;

Figur 3: Erzeugung von Halbwabenprofilen aus einer profilierten Folie mit

anschliessendem Fügen zu einer offenen Wabe

Figur 4: Wabenformapparat: Prinzipskizze des Formbereiches, Situation vor

dem ersten Formvorgang;
Figur 5: Wabenformapparat: Prinzipskizze des Formbereiches, Situation vor

dem zweiten Formvorgang;

Figur 6: Wabenformapparat in der Vorderansicht;

Figur 7: Wabenformapparat in der Seitenansicht;

Figur 8: Wabenformapparat in der Draufsicht

Die verwendeten Bezugszeichen bedeuten:
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1	&phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr;	Wabenpaneel,
2	Halbwabenprofil,
3	Richtung der Prozessführung zur Herstellung des
	Wabenpaneels,
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Zuführung der Halbwabenprofile, Positionierung der Halbwabenprofile, Fügen der Halbwabenprofile, Erzeugen der Halbwabenprofile, Ausknicken der Halbwabenprofile, Fügestelle, Formwerkzeug, Formwerkzeug, Prägestempel, Magazin, Flachmaterial, Versatzmass.

In den Figuren 1 bis 3 sind jeweils die Zuführung 4, Positionierung 5 und Fügung 6 von Hailbwabenprofilen 2 zu einem Wabenpaneel 1 prinzipiell . dargestellt.

In den gewählten Beispielen handelt es sich jeweils um ein Wabenpaneel 1 mit Sechseckwaben, wobei die einzelnen Halbwabenprofile 2 an den sich ergebenden Berührungsstellen zweier benachbarter Halbwabenprofile 2, an denen sich die doppelte Wandstärke ergibt, mittels geeigneter Fügeverfahren, bevorzugt Schweissen, miteinander verbunden sind. Dabei sind alle, besser aber nur die für einen stabilen Verbund erforderlichen Berührungsstellen als Fügestellen 9 genutzt.

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Gemäss Figur 1 wird ein Wabenpaneel 1 aus Halbwabenprofilen 2 auf der Grundlage einzelner zunächst flacher und anschliessend verformter oder bereits vorkonvektionierter Kunststoffbänder hergestellt.

Ein als Halbzeug bereitstehendes flaches Band wird in einem gesonderten Verfahrensschritt durch Prägen oder Tiefziehen zum gewünschten Profil geformt und dem Verarbeitungsprozess zugeführt.

Bei Verwendung eines vorkonvektionierten Halbwabenprofils kann dieser Schritt entfallen und die Zuführung 4 direkt erfolgen. Anschliessend werden die profilierten Bänder in Richtung der Prozessführung 3 zueinander positioniert und in dieser Stellung miteinander gefügt.

Neben den üblichen Fügeverfahren auf Ultraschall-, Wärmeimpuls- oder Wärmekontaktbasis sind dazu auch Klebeverfahren unter Verwendung vom Hotmelts u.a. Klebstoffsystemen sowie weiterer Fügeverfahren möglich. Dazu sind die jeweils notwendigen verfahrenstechnischen Optimierungen zur Gewährleistung der erforderlichen Festigkeit der Fügestellen 9, beispielsweise eine Oberflächenaktivierung, vorzunehmen.

Nach Figur 2 weiden die Halbwaben 2 im Gegensatz zur bereits beschriebenen Verfahrensvariante quer zur Richtung der Prozessführung 3 positioniert und gefügt. Auch hier ist die Verwendung von Flachnaterial in Form von Kunststoffbändei &eegr; vorgesehen, die, wie bereits beschrieben, durch entsprechende Verformungsschritte zu Halbwaben 2 ausgebildet werden oder bereits als solche zur Verfügung stehen.

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Kennzeichnend für diese Verfahensvariante ist das sequentielle Anordnen von Halbwabenstreifen 2 an das Wabenpaneel 1. Die übrigen Verfahrensschritte gleichen prinzipiell den eingangs beschriebenen.

In Figur 3 ist eine weitere Variante der Generierung eines Wabenpaneels 1 dargestellt. Im Prinzip ermöglicht diese Variante die Herstellung eines Wabenpaneels 1 mit der Besonderheit, dass als Halbwabenprofile 2 keine einzelnen Kunststoffbänder, sondern profilierte Folien in Halbwabenform durch Bearbeitung und Formung zunächst hergestellt und anschliessend gefügt werden.

Dazu wird das Halbwabenprofil 2 in der gewünschten Breite zum Beispiel durch Extrusion hergestellt, mit entsprechenden Durchbrüchen versehen und dann gefaltet. Zur Erzeugung der gewünschten Faltung ist alternierend zu den Durchbrüchen eine geeignete Vorbehandlung der Falze beispielsweise durch lokale Erwärmung vorzunehmen, um ein Brechen des Kunststoffmaterials beim Falten zu vermeiden. Das sich anschliesende Fügen der Halbwabenprofile erfolgt nach den bereits beschriebenen Merkmalen.

Die Verfahrensvariante ist durch den sequentiellen Aufbau der Halbwabenreihen aus einer kontinuierlich bereitgestellten Folie gekennzeichnet, wobei die einzelnen Halbwabenprofile 2 quer und die Herstellungsrichtung der Folie längs zur Prozessführungsrichtung 3 für die Fertigung des Wabenpaneels 1 orientiert sind.

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Eine mögliche Gestaltungsvariante für einen Wabenformapparat zur Herstellung eines Wabenpaneels 1 nach den Merkmalen der in Figur 2 dargestellten Verfahrensvariante ist in den Figuren 4 bis 8 angegeben.

Der Wabenformapparat besitzt einen Form- und einen Fügebereich als wesentliche Baugruppen. Beide Bereiche sind apparativ eng miteinander verknüpft.

In der Peripherie dieser zentralen Fertigungsbereiche sind ein Magazin 13 zur Vorhaltung des zur thermoplastischen Verformung vorgesehenen Flachmaterials 14, Transporteinrichtungen, Rahmenteile sowie Trenn- und Heizelemente in fachüblicher Weise angeordnet.

Das Magazin 13 ist im Beispiel als Trommel ausgebildet, auf der das Flachmaterial 14 aufgerollt ist.

Unter Zwischenschaltung einer Ablängeinrichtung und entsprechender Transportelemente steht dieses in Form von Kunststoffbändern als Einzelwerkstücke definierter Länge zur Verformung bereit.

Der Formbereich ist durch einen horizontal in Fertigungsrichtung beweglichen Prägestempel 12 gekennzeichnet, dem wenigstens ein entsprechendes Matrizenwerkzeug als Gegenstück zugeordnet ist. Dazwischen ist das Flachmaterial 14 positioniert.

Im Beispiel kommen zwei versetzt um das Mass &Dgr;&Igr; angeordnete Formwerkzeuge 10 und 11 als Matrizenwerkzeuge zum Einsatz. Diese sind einzeln versenkbar und werden jeweils wechselweise in Ansatz gebracht.

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Notwendigerweise muss der Prägestempel 12 der Position der Formwerkzeuge 10 bzw. 11 folgen. Ei; ist somit ebenfalls um das Versatzmass &Dgr;1 querverschieblich zur Fertigungsrichtung angeordnet.

Das Flachmaterial 14 wird zwischen Prägestempel 12 und einem der Formwerkzeuge 10 bzw. 11 zu streifenförmigen Halbwabenprofilen 2, jeweils im Wechsel, ausgeformt. Der zuletzt geformte Halbwabenstreifen muss vorteilhafterweise unmittelbar nach der Ausformung an das vorher fertiggestellte Halbwabenprofil 2 angefügt und fest mit diesem verbunden werden. Dazu sind fachübliche Verfahrensweisen unter Nutzung der entsrechenden Fügetechnik, beispielsweise in Form einer für den Verwendungszweck entsprchend ausgebildeten Schweissapparatur, anzuwenden.

Claims

1. Wabenformapparat zur Herstellung eines Wabenpaneels, dadurch gekennzeichnet, dass in selbigem die Funktionen Erzeugung (7) von Halbwabenprofilen (2), deren Zuführung (4) und Positionierung (5) zueinander und dass anschliessende Fügen (6) derselben apparativ umgesetzt sind, wobei das Erzeugen (7) von Halbwabenprofilen (2) ausgelagert sein kann, und der dazu aus einem Form- und Fügebereich, gegebenenfalls weiteren technischen Mitteln zur Vorhaltung, Zuschnitt und Transport des Flachmaterials (14), weiterhin entsprechenden Handhabungseinrichtungen für die Halbwabenprofile (2) und für das fertige Wabenpaneel (1), darüberhinaus aus Rahmenteilen, Trenn- und Konfektionierungeinrichtungen, Heizelementen und anderen Perepherieeinrichtungen besteht.

2. Wabenformapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formbereich durch einen horizontal in Fertigungsrichtung beweglichen Prägestempel (12) gebildet ist, dem wenigstens ein entsprechendes Matrizenwerkzeug gegenübersteht, wobei das Werkstück in Form eines vorgewärmten Kunststoffstreifens zwischen diesen positioniert ist, dass der Prägestempel (22) horizontal um ein definiertes Versatzmass (ΔI) querverschieblich zur Förderrichtung (3) angeordnet und das Matrizenwerkzeug zum Prägestempel (12) entsprechend positionierbar ist, wobei auch mehrere Matrizenwerkzeuge einsetzbar sind.

3. Wabenformapparat nach den Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrizenwerkzeuge zwei Formwerkzeuge (10 und 11), die versetzt um das Mass (ΔI) angeordnet sind, zum Einsatz kommen, wobei diese einzeln versenkbar sind und jeweils wechselweise zum Prägestempel (12) in Ansatz gebracht werden können, in der Weise, dass der Prägestempel (12) jeweils die Position des Formwerkzeugs (10) oder des Formwerkzeugs (11) anfährt.