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DE20021722U1 - Vorrichtung zum Herstellen mehrlagiger Metallprodukte - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen mehrlagiger Metallprodukte

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Publication number
DE20021722U1
DE20021722U1 DE20021722U DE20021722U DE20021722U1 DE 20021722 U1 DE20021722 U1 DE 20021722U1 DE 20021722 U DE20021722 U DE 20021722U DE 20021722 U DE20021722 U DE 20021722U DE 20021722 U1 DE20021722 U1 DE 20021722U1
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DE
Germany
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metal foil
layers
continuous
layer
multilayer
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE20021722U
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English (en)
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ATD Corp
Original Assignee
ATD Corp
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Publication date
Application filed by ATD Corp filed Critical ATD Corp
Publication of DE20021722U1 publication Critical patent/DE20021722U1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

VOSSIUS & PARTNER
PATENTANWÄLTE
U.Z.: E 3023 GM-DE «, -_ qfinfl SiEBERTSTR. 4
ATD CORPORATION 2 l DSZ' ^ ^ 81675 MÜNCHEN
Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen mehrlagiger Metall
produkte
Die Erfindung betrifft Isolier- und Dämm-, bzw. Schutzprodukte aus mehrlagigen Metallfolien mit sowohl wärme- als auch schallisolierenden bzw. -dämmenden oder -schützenden Eigenschaften.
Mehrlagige Folienprodukte zur Wärme- und Schallisolierung bzw. zum Wärme- und Schallschutz sind auf dem Fachgebiet bekannt. Eine Kategorie solcher Produkte sind allgemein als "Ganzmetall"- Schutz- und Isolierprodukte bekannt, die aus mehreren Metallfolienlagen hergestellt sind. Obwohl sie als Ganzmetall-Wärmeschutz- und Wärmeisolierprodukte bezeichnet werden, ist allgemein bekannt, daß diese Produkte verschiedene andere Materialien aufweisen können, mit denen die Folienlagen durchsetzt sind, z.B. Faser-, Klebstoff-, Gaze- oder Scrimlagen und ähnliche. Ein Beispiel von Ganzmetall-Wärmeschutzmaterialien ist im US-Patent Nr. 5800905 dargestellt, gemäß dem mehrere Metallfolienlagen als vonein-
ander beanstandete Lagen konfiguriert sind, um Wärmeschutzprodukte für die Automobilindustrie und für andere Verwendungszwecke bereitzustellen. Ein anderes Beispiel solcher Produkte ist im US-Patent Nr. 5958603 dargestellt, das ähnliehe Wärmeschutz- und -isolierprodukte aus mehrlagigen Metallfolien betrifft, die jedoch als integrale Produkte ausgebildet sind, die aufgrund von Strukturmerkmalen, z.B. einer Walzkante, durch die alle Lagen zu einer stabilen, starren Struktur kombiniert sind, eine unabhängige Strukturfestigkeit aufweisen. Ein anderes Beispiel ähnlicher mehrlagiger Metallprodukte ist im US-Patent Nr. 5939212 beschrieben, gemäß dem mehrlagige Metallfolienprodukte gewellt sind und als flexible oder selbständige Strukturelemente ausgebildet werden können, indem die Wellungen der mehreren Metallfolienlagen miteinander in Eingriff gebracht werden. Wärmeisolier- und -Schutzelemente aus mehrlagigen Metallfolien sind, außerdem in Lebensmittelherstellungsvorrichtungen nützlich, wie beispielsweise im US-Patent Nr. 5406930 und in der anhängigen US-Patenanmeldung mit der Seriennummer 09/422140 dargestellt. Auf die Offenbarungen der vorstehenden Patente und der Patentanmeldung wird hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen.
Eine andere Kategorie von Wärmeisolierungs- und -schutzprodukten aus mehrlagigen Metallfolien sind Produkte mit einem wesentlichen oder Hauptabschnitt aus lagenförmig angeordneten, faserhaltigen Isoliermaterialien. Beispiele dieser mehrlagigen Metallfolienprodukte mit Lagen aus faserhaltigen Materialien sind in den US-Patenten Nr. 5658634 und 5767024 dargestellt. Typischerweise werden diese Typen mehrlagiger Metallfolienprodukte, die einen wesentlichen Faseranteil aufweisen, bei niedrigeren Temperaturen eingesetzt als die vorstehend erwähnten "Ganzmetall"-Produkte. Auf die
Offenbarungen der vorstehend erwähnten Patente wird hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen.
Obwohl die Herstellung der vorstehend beschriebenen Isolier- und Schutzprodukte aus mehrlagigen Metallfolien bekannt ist, besteht Bedarf für eine höhere Effizienz und eine höhere Flexibilität in den zum Fertigen dieser Produkte verwendbaren Herstellungsprozessen.
Durch die vorliegende Erfindung werden neuartige und verbesserte Herstellungsverfahren und eine neuartige und verbesserte Vorrichtung zum Herstellen von Isolier- und Dämm- oder Schutzprodukten aus mehrlagigen Metallfolien bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung ist zum Herstellen sowohl von "Ganzmetall" -produkten als auch von faserhaltigen Produkten geeignet. Durch die vorliegende Erfindung werden ferner neuartige mehrlagige Metallfolienprodukte bereitgestellt .
Gemäß einem Aspekt wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines mehrlagigen Metallfolien-produkts bereitgestellt, mit den Schritten: Bereitstellen einer kontinuierlichen Schichtanordnung von Metallfolienlagen; Trennen mindestens zweier Lagen der Schichtanordnung; Übertragen eines Musters auf oder Ausführen einer Oberflächenbehandlung für mindestens eine der getrennten Metallfolienlagen; Wiederzusammenfügen der getrennten Metallfolienlagen zu einer kontinuierlichen Schichtanordnung von Metallfolienlagen; und Formen und Ausschneiden einzelner mehrlagiger Metallfolienteile von der wiederzusammengefügten kontinuierlichen Schichtanordnung von Metallfolienlagen. In diesem erfindungsgemäßen Verfahren kann jede Lage der Schichtanordnung von Metallfolien entweder glatt sein oder im voraus mit Wülsten, Wellungen oder anderen gewünschten Profilen individuell strukturiert oder profiliert werden. In diesem Verfahren wird die Metallfolienschichtanordnung normalerwei-
·· dft
se zum Übertragen eines Musters oder Profils auf jede einzelne Lage, z.B. von Wülsten oder Wellungen, oder zum Ausführen einer Oberflächenbehandlung für jede einzelne Lage, z.B. mit Klebstoffen oder anderen Materialien, in einzelne Lagen getrennt. Nachdem die einzelnen Lagen wunschgemäß profiliert oder behandelt wurden, werden die Lagen wieder zu einer kontinuierlichen Schichtanordnung von Metallfolienlagen zusammengefügt, woraufhin die kontinuierliche Schichtanordnung zum Formen und Ausschneiden einzelner mehrlagiger Metallfolienteile und Vorrichtungen von der wiederzusammengefügten kontinuierlichen Schichtanordnung von Metallfolienlagen verwendet wird. Wie aus der vorliegenden Beschreibung ersichtlich ist, kann die anfängliche kontinuierliche Schichtanordnung von Metallfolienlagen auch Zwischenlagen aus einem Fasermaterial oder aus anderen gewünschten Materialien aufweisen, oder alternativ können, nachdem die einzelnen Metallfolienlagen . im erfindungsgemäßen Verfahren getrennt wurden, zusätzliche Lagen, z.B. Faserlagen, zwischen die getrennten Metallfolienlagen eingefügt werden, bevor die getrennten Lagen wieder zu einer kontinuierlichen Schichtanordnung von Metallfolienlagen zusammengefügt werden, die zum Formen und Schneiden einzelner mehrlagiger Metallfolienteile verwendet wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines mehrlagigen Metallfolienprodukts bereitgestellt, mit: einer Trenneinrichtung zum Aufnehmen einer kontinuierlichen mehrlagigen Schichtanordnung von Metallfolienlagen und zum Trennen mindestens zweier Lagen der Schichtanordnung; einem Werkzeug zum Übertragen eines Musters auf oder zum Ausführen einer Oberflächenbehandlung für mindestens eine der Metallfolienlagen; einer Zufuhreinrichtung zum Transportieren der getrennten Lagen durch einen Schlitz, um die Lagen wieder zu
einer kontinuierlichen mehrlagigen Schichtanordnung von Metallfolienlagen zusammenzufügen; und einem zweiten Werkzeug zum Aufnehmen der wiederzusammengefügten mehrlagigen Schichtanordnung und zum Formen und Ausschneiden einzelner mehrlagiger Metallfolienteile von der Schichtanordnung. Die vorstehende Vorrichtung ist dazu geeignet, die Lagen der Metallfolienschichtanordnung zu trennen, bestimmte Lagen durch eine Oberflächenbehandlung zu behandeln oder ein Muster oder Profil auf die Lagen zu übertragen, z.B. Wülste oder Wellungen, und die Lagen wieder zu einer Schichtanordnung von Metallfolienlagen zusammenzufügen und schließlich einzelne mehrlagige Metallfolienteile von der wiederzusammengefügten Schichtanordnung zu formen und auszuschneiden. Die Vorrichtung kann wahlweise eine weitere Zufuhreinrichtung aufweisen, um eine zusätzliche Materiallage in die Schichtanordnung zwischen die getrennten Lagen zu transportieren und einzufügen, bevor die getrennten Lagen wieder zu einer kontinuierlichen Schichtanordnung zusammengefügt werden, um die einzelnen Teile von der Schichtanordnung zu formen und auszuschneiden.
Gemäß einem anderen Aspekt wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines mehrlagigen Metallfolienprodukts bereitgestellt, mit den Schritten: Bereitstellen einer kontinuierlichen Schichtanordnung, die profilierte und ineinandergreifende Metallfolienlagen aufweist; Trennen von mindestens zwei der ineinandergreifenden Lagen der Schichtanordnung; Wiederzusammmenfügen der getrennten Metallfolienlagen zu einer kontinuierlichen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen auf eine Weise, gemäß der das Ineinandergreifen der Lagen verhindert wird; und Formen und Ausschneiden einzelner mehrlagiger Metallfolienteile von der wiederzusammengefügten Schichtanordnung von Metallfolienlagen. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden
die ineinandergreifenden, vorgefertigten, profilierten Lagen getrennt und in einer nicht ineinandergreifenden Form wiederzusammengefügt, um Zwischenräume zwischen den Metallfolienlagen bereitzustellen, bevor die mehrlagige Schichtanordnung verwendet wird, um einzelne mehrlagige Metallfolienteile von der wiederzusammengefügten Schichtanordnung der voneinander beabstandeten Metallfolienlagen zu formen und auszuschneiden. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird die kontinuierliche Schichtanordnung der profilierten und ineinandergreifenden Metallfolienlagen durch Kombinieren mehrerer Metallfolienlagen aus glatten Metallfolien zu einer Schichtanordnung und durch anschließendes gleichzeitiges Prägen oder Wellen oder anderweitiges Ausbilden einer Profilstruktur in allen Lagen der Schichtanordnung bereitgestellt, wodurch ein Schichtanordnung ineinandergreifender, profilierter Metallfolienlagen erhalten wird. Eine solche Schichtanordnung von Metallfolienlagen wird dann dem vorstehend beschriebenen Verfahren unterzogen, gemäß dem die Lagen getrennt und auf eine Weise wiederzusammengefügt werden, durch die das Ineinandergreifen der Lagen verhindert wird. Ein solches Verfahren kann das Versetzen der Muster oder Profile bzw. Strukturen jeder einzelnen Lage von ähnlichen Mustern oder Profilen bzw. Strukturen einer benachbarten Lage aufweisen, um das Ineinandergreifen der Lagen zu verhindern.
Dann werden die Lagen wieder zu der mehrlagigen Schichtanordnung zusammengefügt, um einzelne mehrlagige Metallfolienteile von der wiederzusammengefügten Schichtanordnung zu formen und auszuschneiden.
Gemäß einem anderen Aspekt wird durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines mehrlagigen Metallfolienprodukts bereitgestellt, mit: einer Trenneinrichtung zum Aufnehmen einer kontinuierlichen Schichtanordnung aus verschachtelten Metallfolienlagen und zum Trennen
mindestens zweier Lagen der Schichtanordnung; einem Werkzeug zum Versetzen der getrennten Lagen, um zu verhindern, daß die Lagen ineinandergreifen, wenn sie wieder zu einer Schichtanordnung zusammengefügt werden; einer Zufuhreinrichtung zum Transportieren der getrennten Lagen durch einen Schlitz, um die Lagen wieder zu einer kontinuierlichen mehrlagigen Schichtanordnung von Metallfolienlagen zusammenzufügen; und einem zweiten ^Werkzeug zum Aufnehmen der wiederzusammengefügten Schichtanordnung und zum Formen und Ausschneiden einzelner mehrlagiger Metallfolienteile von der Schichtanordnung.
Gemäß einem anderen Aspekt wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines mehrlagigen Metallfolienprodukts bereitgestellt, mit den Schritten: Kombinieren mehrerer kontinuierlicher Metallfolienlagen, um eine kontinuierliche Schichtanordnung von Metallfolienlagen herzustellen; Ausbildung von Riefen oder Rillen in der fortlaufenden kontinuierlichen Schichtanordnung von Metallfolienlagen über mindestens einen Abschnitt der Breite der Schichtanordnung in vorgegebenen Intervallen entlang der Länge der kontinuierlichen Schichtanordnung; Veranlassen, daß die kontinuierliche Schichtanordnung von Metallfolienlagen sich an den Riefen oder Rillen in alternierende Richtungen faltet; und zickzackförmiges Stapeln der alternierend gefalteten Schichtanordnung, um einen z-förmig gefalteten Pack der kontinuierlichen Schichtanordnung von Metallfolienlagen zu erhalten. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird das Verfahren bereitgestellt, um eine neuartige Form eines Ausgangsmaterials für verschiedene Arbeitsvorgänge zum Herstellen mehrlagiger Metallteile und -produkte bereitzustellen, insbesondere mehrlagiger Metallfolienteile und -produkte. Herkömmlich wurden solche mehrlagigen Metallfolienteile und -produkte aus mehreren Metallfolienlagen hergestellt, wobei jede Me-
tallfolienlage dem Fertigungsprozeß von einer Metallfolienrolle zugeführt wurde. Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines mehrlagigen Metallfolienausgangsmaterial bereitgestellt, das Fertigungsprozessen zugeführt werden kann, in denen mehrlagige Metallfolienteile und -produkte gefertigt und geformt werden. Die erfindungsgemäß als zickzackförmig gefalteter Stapel bereitgestellte kontinuierliche Schichtanordnung aus mehrlagigen Metallfolien ist für Fertigungsprozesse geeignet, in denen keine Einrichtungen zum Handhaben von Rollen einzelner Metallfolienlagen vorgesehen sind.
Gemäß einem anderen Aspekt wird durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zu Herstellen eines mehrlagigen Metallfolienprodukts bereitgestellt, mit: mehreren Zufuhreinrichtungen zum Transportieren mehrerer kontinierlicher Metallfolienlagen zu einem Sammel- oder Aufnahmeschlitz; einem Aufnahmeschlitz, der so angeordnet ist, daß er die mehreren kontinuierlichen Metallfolienlagen aufnimmt, um eine kontinuierliche mehrlagige Schichtanordnung aus den Metallfolienlagen herzustellen, und so, daß die kontinuierliche Schichtanordnung einem Werkzeug zugeführt wird; einem Werkzeug zum Aufnehmen der kontinuierlichen Schichtanordnung und zum Ausbilden von Querriefen oder -rillen in der kontinuierlichen Schichtanordnung der Lagen über mindestens einen Abschnitt ihrer Breite in vorgegebenen Intervallen entlang ihrer Länge und zum Veranlassen, daß die kontinuierliche Schichtanordnung der Lagen in den Intervallen in alternierende Richtungen zu einem Stapel gefaltet wird; und einem Halteelement, das so angeordnet ist, daß es den Stapel der gefalteten kontinuierlichen Schichtanordnung der Metallfolienlagen von dem Werkzeug aufnimmt, um einen z-förmig gefalteten Pack einer gefalteten, kontinuierlichen Schichtanordnung von Metallfolienlagen herzustellen.
Gemäß einem anderen Aspekt wird durch die vorliegende Erfindung ein mehrlagiges Metallfolienprodukt mit mehreren kontinuierlichen Metallfolienlagen mit einer Breite X bereitgestellt, die zu einer mehrlagigen Schichtanordnung ausgebildet sind, wobei die kontinuierliche mehrlagige Schichtanordnung aus Metallfolienlagen über die Breite X in alternierende Richtungen in Intervallen Y gefaltet und in Form eines Packs einer kontinuierlichen Schichtanordnung mehrlagiger Metallfolien zickzackförmig gestapelt wird, wobei das Pack eine Breite X, eine Länge Y und eine Höhe H aufweist, die durch eine vorgewählte Länge der z-förmig gefalteten kontinuierlichen mehrlagigen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen oder durch eine vorgewählte Höhe des z-förmig gefalteten Packs bestimmt ist, um ihn für den Transport und die Handhabung durch den Teilefertigungsprozeß geeignet bereitzustellen.
Gemäß einem anderen Aspekt wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen mehrlagiger Metallfolienteile bereitgestellt, mit den Schritten: Transportieren einer kontinuierlichen mehrlagigen Schichtanordnung von Metallfolienlagen von einem z-förmig gefalteten Pack einer kontinuierlichen mehrlagigen Schichtanordnung von Metallfolienlagen zu einem Teilefertigungsprozeß; und Formen und Ausschneiden einzelner mehrlagiger Metallfolienteile von der Schichtanordnung aus Metallfolienlagen.
Die vorstehenden Aspekte der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die Zeichnungen und die nachstehende Beschreibung verdeutlicht.
Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, wobei einzelne mehrlagige Metallfolienteile und -produkte von einer kontinuierlichen mehrlagigen Schichtanordnung von Metallfolienlagen gefertigt werden;
IQ
Figur 2 zeigt einen Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei mehrere Metallfolienlagen zu einer kontinuierlichen Schichtanordnung ausgebildet' werden, in der dann Riefen oder Rillen ausgebildet werden und die gefaltet wird, um die mehrlagige Metallfolienschichtanordnung zickzackförmig zu stapeln und aus der mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung einen z-förmig gefalteten Pack herzustellen;
Figur 3 zeigt ein alternatives Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden von Riefen oder Rillen im Material der mehrlagigen Schichtanordnung, um sie zu falten und den z-förmig gefalteten Pack zu erhalten; und
Figur 4 zeigt einen Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei einzelne mehrlagige Metallfolienteile hergestellt werden, wobei als Ausgangsmaterial ein z-förmig gefalteter Pack einer kontinuierlichen mehrlagigen Schichtariordnung von Metallfolienlagen verwendet wird.
Die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die Zeichnungen und die folgende Beschreibung verdeutlicht.
Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, wobei eine mehrlagige Metallfolienschichtanordnung 10 durch ein Trennwerkzeug mit Walzen 14 und 16 getrennt wird, um die mehrlagige Schichtanordnung aus Metallfolien 10 in separate, einzelne Metallfolienlagen 11 zu trennen. Die mehrlagige Schichtanordnung aus Metallfolien wird getrennt, um eine Behandlung oder Verarbeitung eines Teils der Lagen oder aller Lagen zu ermöglichen, bevor die Metallfolienlagen wieder zu einer mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung zusammengefügt werden, um mehrlagige Metallfolienteile und -produkte herzustellen. Beispielsweise werden, wie in Figur 1 dargestellt, Wellungswalzen 18 und 19 verwendet, um gewellte Lagen 15 als zwei der fünf Lagen herzustellen, die dann an dem Schlitz zwischen Walzen 20 und 21
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wiederzusammengefügt werden, um die mehrlagige Metallfolienschichtanordnung mit drei glatten und zwei gewellten Metallfolienlagen herzustellen. Die wiederzusammengefügte Metallfolienschichtanordnung 22 wird dann einem Stanz- und Schneidewerkzeug 24 zugeführt, das einzelne mehrlagige Metallfolienteile 26 erzeugt.
Figur 1 zeigt eine fünflagige Metallfolienschichtanordnung. Es kann jedoch eine beliebige Anzahl von Metallfolienlagen von zwei Lagen bis zu so vielen Lagen verwendet werden, die Fachleute als für das spezifische mehrlagige, Metallfolienendprodukt für geeignet erachten. Ähnlicherweise ist erkennbar, daß zusätzlich zu den mindestens zwei Metallfolienlagen der mehrlagigen Schichtanordnung verschiedene andere Materiallagen zwischen die Metallfolienlagen eingefügt oder an der Außenseite der mehrlagigen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen hinzugefügt werden können. Beispielsweise kann, wie in Figur,1 dargestellt, eine wahlweise vorgesehene Rolle 29 eingefügt werden, um eine zusätzliche Lage 30 hinzuzufügen, wodurch eine sechslagige Schichtanordnung erhalten wird, die dann einem Stanzwerkzeug 24 zugeführt wird, um Teile 26 zu erzeugen. Die wahlweise vorgesehene Lage 30 kann so ausgewählt werden, daß dem Endprodukt bestimmte Eigenschaften verliehen werden. Beispielsweise kann die Lage 30 aus einem Fasermaterial, einem Kunststoffilm, einem Klebstoff, Gaze- oder Scrimmaterial oder aus einem anderen Material bestehen. Ähnlicherweise kann das Ausgangsmaterial der mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung 10 anfangs eine beliebige Kombination von Metallfolienlagen und Lagen aus anderen Materialien, z.B. Fasern, Klebstoff, Kunststoff usw.
aufweisen. Außerdem kann die kontinuierliche mehrlagige Schichtanordnung 10 oder die wiederzusammengefügte kontinuierliche mehrlagige Schichtanordnung 22 eine oder mehrere Lagen aus Metallblech aufweisen, das dicker ist als die Me-
tallfolienlagen. In Abhängigkeit von der Endanwendung, für die die endgefertigten einzelnen Teile oder Produkte verwendet werden sollen, könnte beispielsweise die mehrlagige Schichtanordnung 10 aus Metallfolien und anderen Materialien fünf Metallfolienlagen oder so viele Metallfolienlagen wie gewünscht aufweisen, oder sie könnte zwei Metallfolienlagen, zwei faserhaltige Lagen und eine Klebstofflage aufweisen. Außerdem kann die mehrlagige Schichtanordnung eine oder mehrere Metallblechlagen aufweisen, um dem endgefertigten Teil 26 eine bestimmte Strukturfestigkeit zu verleihen.
Ein in Figur 1 dargestellter, anderer Aspekt, der Teil der vorliegenden Erfindung ist, betrifft das walzenförmige Profilierungswerkzeug 27, das wahlweise verwendbar ist, um in der mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung 10 Wülste oder Wellungen auszubilden, bevor die Lagen für eine weitere Behandlung getrennt werden. Es ist außerdem ersichtlich, daß an Stelle des Profilierungswerkzeugs 27 oder zusätzlich zu diesem Werkzeug das Ausgangsmaterial der mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung 10 im voraus profiliert oder strukturiert worden sein kann, z.B. geprägt, gewellt oder anderweitig profiliert, bevor es dem Verfahren und der Vorrichtung von Figur 1 zugeführt wird.
Die durch das Verfahren und die Vorrichtung von Figur 1 erzeugten Produkte 2 6 sind ähnliche Produkte, wie die in den US-Patenten Nr. 5800905, 5958603, 5939212, 5406930, 5658634 und 5767024 und in der US-Patentanmeldung Nr. 09/422140 dargestellten Produkte, wobei auf die Offenbarungen dieser Patente und der Patentanmeldung hierin durch Verweis Bezug genommen wird. Unter Bezug auf diese Patente ist ersichtlich, daß nicht nur mehrlagige "Ganzmetall"-Metallfolienprodukte durch das Verfahren und die Vorrichtung von Figur 1 herstellbar sind, sondern darüber hinaus sind durch das Verfahren und die Vorrichtung von Figur 1 auf ähnliche Weise auch
Metallfolien-/Faserlagenprodukte herstellbar. Ähnlicherweise ist für Fachleute ersichtlich, daß ein beliebiges, in den Offenbarungen dieser Patente bzw. der Patentanmeldung dargestelltes Produkt durch das in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Fertigungsverfahren unter Verwendung der mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung 10 oder der Schichtanordnung 22 herzustellbar ist.
Unter Bezug auf Figur 1 ist für Fachleute außerdem ersichtlich, daß an Stelle der in Figur 1 dargestellten Trenneinrichtung zum Trennen der kontinuierlichen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen, die in Form von Walzen 14 und 16 dargestellt ist, auch verschiedenartige andere Konfigurationen einer mechanischen Trenneinrichtung zum Trennen der Lagen der Metallfolienschichtanordnung 10 verwendbar sind. Außerdem ist für Fachleute ersichtlich, daß die Werkzeuge 18 und 19 zum Übertragen von Profilen auf oder zum Ausführen einer Oberflächenbehandlung für eine oder mehrere Metallfolienlagen auch für Faser-, Kunststoff- oder andere Lagen geeignet sind, aus denen die mehrlagige Schichtanordnung 10 besteht, von der Teile gefertigt werden. Der Schlitz zum Wiederzusammenfügen der Lagen, nachdem sie strukturiert bzw. profiliert oder behandelt wurden, und zum Kombinieren wahlweise zusätzlich vorgesehener Lagen ist in Figur 1 als Zwischenraum zwischen Walzen 20 und 21 dargestellt. Für Fachleute ist jedoch ersichtlich, daß der Schlitz zum Wiederzusammenfügen der getrennten Lagen zur mehrlagigen Schichtanordnung 22, von der Teile und Produkte hergestellt werden, ein Schlitz oder Zwischenraum zwischen beliebigen geeigneten Elementen sein kann, z.B. zwischen Blöcken, Stangen, Walzen, usw.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können das Verfahren und die Vorrichtung von Figur 1 modifiziert werden, wobei alle Metallfolienlagen 10 der kontinu-
ierlichen Schichtanordnung gleichzeitig vorgeprägt werden, so daß die erhaltenen Wülste oder Wellungen sich durch alle ineinandergreifenden Lagen der Schichtanordnung 10 erstrekken, und die Funktion zum Trennen der ineinandergreifenden profilierten oder strukturierten Lagen dient dazu, die getrennten Lagen zu versetzen oder anderweitig zu behandeln, so daß sie nicht ineinandergreifen, wenn sie, z.B. am Schlitz zwischen den Walzen 20, 21, wieder zu einer mehrlagigen Schichtanordnung 22 zusammengefügt werden. In einem solchen, durch das Verfahren und die Vorrichtung von Figur 1 hergestellten Produkt wären alle Lagen der Schichtanordnung 10 identisch, außer daß sie so angeordnet wären, daß sie nicht ineinandergreifen und Zwischenräume zwischen den Lagen verbleiben würden, um die gewünschten Isolier- und Schutzeigenschaften der Endprodukte 26 bereitzustellen. Wie für Fachleute ersichtlich ist, können unter Bezug auf die vorstehend erwähnten Patente und die Patentanmeldung verschiedene Lagen, Lagendicken, Materialarten und Lagenabmessungen in Abhängigkeit von den gewünschten Endprodukten und den gewünschten Eigenschaften dieser Endprodukte kombiniert werden. Ähnlicherweise ist für Fachleute ersichtlich, daß Produkte für verschiedene Endanwendungen, z.B. in einem Automobil, als Wärmeschutz- und -isoliermaterial, als Schallschutz-, und -isoliermaterial, als Wärmeisolation in Kochvorrichtungen, usw. beliebig gestaltet sein können, und ein geeignetes erfindungsgemäßes Verfahren und eine geeignete erfindungsgemäße Vorrichtung, wie beispielsweise in Figur 1 dargestellt, verwendbar sind, um diese mehrlagigen Wärme- und Schallisolier- und -schutzprodukte herzustellen.
Figur 2 zeigt einen anderen wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei mehrere Metallfolienlagen 42 von Metallfolienrollen 41 einem Aufnahmeschlitz zugeführt werden, der ein Zwischenraum zwischen Walzen 43 und 44 ist, um
eine mehrlagige Schichtanordnung 10 von Metallfolienlagen zu bilden. Die Schichtanordnung 10 wird dann durch Profilierungswerkzeuge 4 6 und 47 geführt, um Riefen oder Rillen auf die mehrlagige Metallfolienschichtanordnung 10 über mindestens einen Teil ihrer Breite zu übertragen, wobei die Riefen oder Rillen alternierend in die linke und rechte Richtung verlaufen, wie in Figur 2 bei den Profilierungswerkzeugen 4 6 und 47 dargestellt. Die Profilierungswerkzeuge 4 6 und 47 werden in gewünschten abwechselnden Intervallen aktiviert, um eine Länge Y zwischen alternierenden Riefen- und Rillenrichtungen bereitzustellen, so daß sich die mehrlagige Metallfolienschichtanordnung 10 an den entsprechenden Riefen zickzackförmig in alternierenden Richtungen biegt und ein zförmig gefalteter Stapel der mehrlagigen Schichtanordnung gebildet wird, während die Schichtanordnung vorwärtsbewegt wird. Die Länge Y des z-förmig gefalteten Packs 23 wird bestimmt durch und entspricht der Länge Y zwischen den Riefen oder Rillen, die durch die Werkzeuge 46 und 47 in der vorwärtsbewegten, kontinuierlichen, mehrlagigen Schichtanordnung aus Metallfolien ausgebildet werden. Durch den z-förmig gefalteten Pack 23 wird eine neuartige Form der mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung bereitgestellt, die verschiedene Anwendungsmöglichkeiten als Vorrats- oder Ausgangsmaterial für verschiedenartige Fertigungsprozesse zum Herstellen mehrlagiger Teile aus Metallfolien oder aus Metallfolien und Faserlagen hat. Der z-fÖrmig gefaltete Pack 23 ermöglicht einen effizienten Transport und eine effiziente Lagerung eines Vorrats oder Lagerbestands mehrlagiger Metallfolienschichtanordnungen mit verschiedenen Eigenschaften und Typen, ohne daß es notwendig ist, große Folien- oder Fasermaterialrollen zu lagern. Falls es für die Herstellung eines bestimmten Teils erforderlich ist, wird durch den z-förmig gefalteten Pack 23 eine leicht verfügbare Quelle eines kon-
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tinuierlichen Vorratsmaterials einer vorgefertigten, leicht verwendbaren Schichtanordnung aus gewünschten Metallfolien mit oder ohne wahlweise vorgesehene Faser-, Kunststoff, Gaze- oder Scrim-, Klebstoff- und Metallblechlagen oder andere Lagen bereitgestellt, aus denen im Teilefertigungs- oder -Stanzvorgang Teile auf einer kontinuierlichen Basis herstellbar sind.
Wie für Fachleute unter Bezug auf Figur 2, die vorliegende Beschreibung und die Offenbarungen der vorstehend erwähnten Patente bzw. der Patentanmeldung ersichtlich ist, kann die Anzahl der Lagen aus Metallfolie und anderen Materialien in Abhängigkeit vom Endverwendungszweck des z-förmig gefalteten Packs der mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung von zwei bis zu einer beliebigen gewünschten Anzahl variieren. Beispielsweise können alle Lagen glatte Metallfolienlagen sein, oder Metallfolienlagen können mit Faserlagen oder mit Klebstoff lagen oder anderen Lagen, z.B. mit einem Kunststoff- oder Klebstoffilm, alternierend angeordnet sein. Alternativ können alle Lagen Metallfolienlagen sein, die profiliert bzw. strukturiert oder gewellt sind, wodurch ein "Ganzmetall"-Wärmeschutzmaterial oder von der mehrlagigen Schichtanordnung 10 gefertigte Isolierteile erhalten werden können, und können für Strukturzwecke durch eine oder mehrere Metallblechlagen ergänzt werden.
Figur 3 ist eine ähnliche Darstellung wie Figur 2, sie zeigt jedoch einen anderen Mechanismus und ein Werkzeug zum Ausbilden von Riefen oder Rillen über mindestens einen Abschnitt der Breite der mehrlagigen Schichtanordnung 10. Wie in Figur 3 dargestellt, können Rotationselemente 56 und 57 mit einem Vorsprung- bzw. einem Vertiefungsabschnitt so positioniert werden, daß die mehrlagige Schichtanordnung 10 zwischen den Elementen 56 und 57 durchgeführt wird, die unbeweglich sind, außer wenn sie in vorgegebenen Intervallen
jeweils periodisch aktiviert und um eine Umdrehung gedreht werden, um in Intervallen Y alternierende Riefen oder Rillen über im wesentlichen die gesamte Breite der mehrlagigen Schichtanordnung 10 zu erzeugen, woraus anschließend ein zförmig gefalteter Stapel mit einer Länge Y in Form eines Packs 23 erhalten wird. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der mehrlagigen Schichtanordnung 10, die zum Herstellen des z-förmig gefalteten*. Packs 23 verwendet wird, müssen die alternierenden Riefen oder Rillen lediglich so ausgebildet sein, daß die Schichtanordnung 10 sich in den gewünschten Intervallen in der gewünschten Zickzackform faltet, um den z-förmig gefalteten Pack mit der gewünschten Länge Y zu erhalten. In einigen Fällen müssen die Riefen oder Rillen lediglich an den Rändern der Breite der Schichtanordnung 10 ausgebildet werden, während es in anderen Fällen erforderlich sein kann, die Riefen oder Rillen an mehreren Positionen über die Breite des Schichtanordnung 10 auszubilden, oder es kann sogar erforderlich sein, die Riefen oder Rillen über die gesamte Breite der Schichtanordnung 10 kontinuierlieh auszubilden, um die gewünschte alternierende Faltung . und damit den gewünschten z-förmig gefalteten Pack 23 zu erhalten. In einigen Fälle müssen die Riefen oder Rillen lediglich in der obersten Lage der mehrlagigen Schichtanordnung 10 oder in einigen Fällen in mehreren, jedoch nicht in allen Lagen des Schichtanordnung 10 ausgebildet sein. Insofern sich die mehrlagige Schichtanordnung 10 in alternierende Richtungen faltet, um den z-förmig gefalteten Pack zu bilden, können sich die Riefen oder Rillen in minimalem Ausmaß über die Breite und über eine minimale Eindringtiefe in die Lagen der Schichtanordnung 10 erstrecken.
Die durch die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Verfahren und Vorrichtungen erzeugten z-förmig gefalteten Packs 23 haben einzigartige Eigenschaften und sind geeignet als
Vorratsmaterial zur Teilefertigung, wie in Figur 1 dargestellt und vorstehend beschrieben.
Der z-förmig gefaltete Pack 23 der kontinuierlichen mehrlagigen Schichtanordnung 10 von Metallfolienlagen hat viele Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten bei der Herstellung mehrlagiger Metallfolienteile und -produkte. Wenn beispielsweise mehrlagige Metallfolienteile zur Verwendung in Automobilen an einem Ort hergestellt und zum Montageort der Automobile transportiert werden müssen, ist es ineffizient, wenn die Teile großformatig sind, ein sehr großes Raumvolumen für den Transport einnehmen und während des Transports beschädigt werden können. Ähnlicherweise ist es unpraktisch, Rollen von Metallfolienausgangsmaterialien für die Fertigung in Endteile zur oder in die Nähe der Automobilinontageanlage zu transportieren und zu lagern.
Durch das Verfahren und die Vorrichtung, die beispielsweise in den Figuren 2 und 3 dargestellt sind, werden neuartige Produkte in der Form eines z-förmig gefalteten Packs 23 der kontinuierlichen Schichtanordnung aus mehrlagigen Metallfolien bereitgestellt, der als Vorratsmaterial in Prozessen zum Fertigen einzelner Teile gemäß Figur 1 geeignet ist. Durch den z-förmig . gefalteten Pack 23 der gefalteten mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung 10 können in Abhängigkeit von der Art der Metallfolien in der Schichtanordnung sowie von anderen Lagen, z.B. Faserlagen, Klebstofflagen, usw., verschiedene Wirkungen erzielt werden. Anhand der Darstellung wird aufgezeigt, daß mehrlagige Metallfolienprodukte, z.B. Teile 26 in Fig. 1, basierend auf der Anzahl von Metallfolienlagen, der Dicke . jeder Lage, der Textur oder Profilierung jeder Lage, z.B. Wülste, Wellungen oder eine andere Profilierung, normalerweise für eine spezifische Anwendung geeignet sind. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren und eine Vorrichtung für den effizien-
testen Transport eines z-förmig gefalteten Packs 23 bereitzustellen, um einen geeigneten Vorrat auf einer kontinuierlichen Basis für einen beispielsweise in Fig. 1 dargestellten Teilefertigungsprozeß bereitzustellen. Anhand einer beispielhaften Darstellung kann gezeigt werden, daß in einem Behälter, z.B. in einem Behälter 12 in Figur 1, wenn gefertigte und geformte Teile 26 in einem solchen Behälter transportiert werden, der für eine vorgegebene Anzahl von Teilen 26 erforderliche Platzbedarf bezüglich Zoll in vertikaler Richtung gegeben wäre. Bei Verwendung des durch die in den Figuren 2 und 3 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen hergestellten z-förmig gefalteten Packs 23 kann eine große Menge von mehrlagigem Material sehr kompakt transportiert werden, was anhand der Faltungen der mehrlagigen Schichtanordnung pro Zoll in vertikaler Richtung in einem Behälter 12 bestimmt werden kann. Die Dichte des Packs 23 der mehrlagigen z-förmig gefalteten Schichtanordnung 10 wird durch die Fertigungsanlage und den Prozeß beeinflußt, in denen der z-förmig gefaltete Pack 23 verwendet wird, d.h.
dadurch, ob die Fertigungsanlage, in der von dem z-förmig gefalteten Pack 23 der mehrlagigen Schichtanordnung 10 Teile hergestellt werden, Präge- oder Wellungs- oder andere Verarbeitungsmöglichkeiten aufweist. Wenn die Fertigungsanlage lediglich Stanz- und Schneidemöglichkeiten aufweist, wird der z-förmig gefaltete Pack 23 notwendigerweise einen kontinuierlichen Stapel der geprägten und gewellten oder anderweitig profilierten oder strukturierten mehrlagigen Schichtanordnung 10 aufweisen. In diesem Fall wird jede Lage einzeln geprägt oder gewellt, bevor sie zu der kontinuierlichen mehrlagigen Schichtanordnung 10 zusammengefügt wird. Im Fall typischer Profilierungen einer fünflagigen 2-Mil-Aluminiumfolienschichtanordnung wird, wenn sie gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung in
den Figuren 2 und 3 als z-förmig gefalteter Pack 23 bereitgestellt wird, ein Behälter 12 mit dem z-förmig gefalteten Pack 23 etwa 5 Faltungen der mehrlagigen Schichtanordnung 10 pro Zoll in vertikaler Richtung aufweisen. Wenn die fünf 2-Mil-Aluminiumfolienlagen dagegen als flache fünflagige Schichtanordnung einem einzelnen Prägewerkzeug zugeführt und mit einem einzelnen Prägemuster profiliert werden, um eine geprägte, ineinandergreifende, mehrlagige Schichtanordnung 10 bereitzustellen, die dann in der Fertigungsanlage gemäß Figur 1 getrennt wird, bevor sie als mehrlagige Schichtanordnung 22 zum Herstellen von Endteilen zusammengefügt wird, kann diese fünflagige Schichtanordnung 10, wenn sie zförmig gefaltet wird, um einen z-förmigen Pack 23 zu bilden, etwa 20 Faltungen pro Zoll in vertikaler Richtung im Behälter 12 aufweisen. Dadurch ist ersichtlich, daß die Transportdichte in einem vorgegebenen Behälter wesentlich größer ist, wenn aufgrund der Fertigungsmöglichkeiten im Teilefertigungsprozeß für diese Konfiguration der mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung 10 ein z-förmig gefalteter Pack verwendet werden kann. Ähnlicherweise wird, wenn die mehrlagige Metallfolienschichtanordnung 10 einfach aus fünf glatten und flachen Lagen aus 2 Mil-Aluminiumfolie besteht, die zu einem Pack 23 gefaltet ist, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, abgeschätzt, daß eine solche mehrlagige Aluminiumfolienschichtanordnung 10 im z-förmig gefalteten Pack 23 mit etwa 100 Faltungen pro Zoll in vertikaler Richtung im Behälter 12 von Figur 1 gepackt werden kann. Daraus ist die Effizienz und der Vorteil des erfindungsgemäßen z-förmig gefalteten Packs 23 ersichtlich. Ein solcher hochdichter z-förmig gefalteter Pack des mehrlagigen Metallfolienvorratsmaterials für einen Teilefertigungsprozeß kann in einer Palettenform mit einem kontinuierlichen Materialvorrat für Teilefertigungsprozesse bereitgestellt werden, wie bei-
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spielsweise für den in den Figuren 1 und 4 dargestellten prozeß, oder für andere Teilefertigungsprozesse. Durch den durch die vorliegende Erfindung bereitgestellten, z-förmig gefalteten Pack wird eine effizientere Weise zum Zuführen eines kontinuierlichen, mehrlagigen Metallfolienvorratmaterials bereitgestellt, als, wie vorstehend dargestellt, durch den Transport, die Handhabung und die Speicherung einzelner Metallfolienrollen an der Teilefertigungsanlage.
Figur 4 zeigt eine weitere Konfiguration, wobei der z-förmig gefaltete Pack 23 der mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung 10 erfindungsgemäß effizient verwendet werden kann. In Figur 4 ist dargestellt, daß die Zugrichtung der mehrlagigen Schichtanordnung 10 vom z-förmig gefalteten Pack 23 und vom Behälter 12 zur Verwendung in Fertigungsprozessen nicht vertikal sein muß, wie in Fig. 1 dargestellt, sondern horizontal sein kann, wie in Fig. 4 dargestellt. Die horizontale Zugrichtung der kontinuierlichen mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung 10 vom Pack 23 und vom Behälter 12 ist für viele Fertigungsprozesse geeigneter. In einem solchen Fertigungsprozeß wird der z-förmig gefaltete Pack der mehrlagigen Schichtanordnung 10 einfach horizontal vom Behälter 12 abgezogen, der so gedreht wurde, daß er auf seiner Seite liegt, um die horizontale Entfaltung der z-förmig gefalteten Schichtanordnung vom Pack 23 zu ermöglichen. In einer solchen Konfiguration kann die mehrlagige Schichtanordnung 10 durch Walzen 61, die die mehrlagige Schichtanordnung 10 zum Formungs- und Schneidewerkzeug 64 führen, die Teile 66 fertigen, auf einer Halterung 63 gleiten. Durch eine solche Konfiguration kann verhindert werden, daß die z-förmig gefaltete Schichtanordnung 10 aus dem Behälter 12 herausfällt, indem entweder der Behälter 12 unter einem kleinen Winkel angeordnet wird oder indem ein Rückhalteelement 60 an der Oberseite der z-Faltungen bereitgestellt
wird, um zu ermöglichen, daß gemäß dem Vorschub der mehrlagigen Schichtanordnung 10 durch die Walzen 61 immer nur lediglich eine z-förmig gefaltete Lage aus dem Behälter 12 austritt. Figur 4 zeigt einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei die durch die z-förmig gefaltete Konfiguration der mehrlagigen Schichtanordnung erhaltenen Riefen oder Rillen 68 so konfiguriert sein können, daß sie die Fertigung von Teilen, z.B. der Teile 66, nicht behindern. In vielen Prozessen werden die Riefen oder Rillen 68 ohne FoI-gen für die Endteile ausgebildet. Wenn es jedoch für die endgefertigten Teile 66 nachteilig wäre, wenn sie in einem Bereich Riefen oder Rillen 68 aufweisen würden, können die Riefen oder Rillen 68 so angeordnet sein, daß sie im dem endgefertigten Teil benachbarten Abfallabschnitt angeordnet sind, wenn das Teil von der mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung 10 ausgeschnitten wird.
Die in den erfindungsgemäßen mehrlagigen Schichtanordnungen geeigneten Materialien sind für Fachleute ersichtlich und werden typischerweise Aluminium, rostfreien Stahl, Kupfer und andere Metallfolien und Metallbleche, kunststoffbeschichtete Metallfolien und -bleche, Metallaminate, Legierungen dieser und anderer Metalle und Metallmaterialien aufweisen, die plastisch und permanent verformbar sind. Außer Metall können andere Materialien als Zwischenlagen zwischen zwei oder mehr der Metallfolienlagen der erfindungsgemäßen mehrlagigen Struktur angeordnet werden. Beispielsweise können insbesondere in Schallschutzanwendungen, wenn eine zusätzliche Schalldämpfung erwünscht ist, an Stelle von oder zwischen Metallfolienlagen Kunststoffilme, metallisierte Polymerfilme, Klebstofflagen, aufsprühbare Klebstoffe, Beschichtungen, usw. vorgesehen sein. Die Dicke der verschiedenen verwendeten Metall- und anderen Lagen wird vom Endverwendungszweck abhängen. Vorzugsweise wird die mehrlagige
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Struktur primär aus Metallfolien mit einer Dicke von 0,006 Zoll (6 Mil) oder weniger hergestellt, und es ist insbesondere bevorzugt, daß in einer beispielsweise fünflagigen Struktur mindestens die drei inneren Lagen dünne Metallfolien mit einer Dicke von beispielsweise 0,002 Zoll (2 Mil) sind. Es ist häufig gewünscht, daß die Außenlagen einer vollständig aus Folien bestehenden oder Ganzmetallschichtanordnung schwerere Metallfolien mit einer Dicke von 0,005 oder 0,006 Zoll sind. Ähnlicherweise können, wenn die äußeren Lagen als Schutz- oder Strukturlagen dienen sollen, diese Lagen Metallbleche mit einer Dicke von 0,010 oder bis zu 0,050 Zoll sein. Diesbezüglich ist außerdem ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen mehrlagigen Strukturen auch Nichtfolienstrukturen sein können, die teilweise oder vollständig aus Metallblechlagen bestehen können, die dicker sind als Metallfolien, d.h. aus Metallblechen mit einer Dicke von mehr als 0,006 Zoll. Daher kann jede hierin beschriebene Metallla.ge eine Metallblechlage oder eine Lage aus einem anderen Material, z.B. aus einem Polymermaterial, einem Fasermaterial, usw. sein.
Die Anzahl von Lagen in der mehrlagigen Schichtanordnung und die Dicke jeder Lage wird durch einen Fachmann in Abhängigkeit von der gewünschten Flexibilität, der erforderlichen vertikalen Festigkeit des Endteils oder -produkts, der Wärmekapazität für lateralen Wärmeübergang, den Anforderungen für die Schalldämpfung, usw. ausgewählt. Die Dicke der verschiedenen Metallfolienlagen kann von 0,0008 bis 0,006 Zoll variieren, wobei Metallfolien mit einer Dicke von 0,002 Zoll und 0,005 Zoll für viele Anwendungen bevorzugt sind. Wenn schwerere Bleche verwendet werden, und insbesondere die oberen Bleche oder die äußeren Schutzbleche, können die Metallbleche eine Dicke von mehr als 0,006 Zoll bis zu 0,050 Zoll aufweisen, wobei die oberen Bleche oder äußeren
Bleche vorzugsweise eine Dicke von 0,010 Zoll bis zu 0,030 Zoll aufweisen. Einige Beispiele von Kombinationen der Anzahl der Lagen und der Dicken der zum Fertigen der erfindungsgemäßen mehrlagigen Metallfolienstrukturen verwendeten alternierend gewellten und getrennten Lagen sind: (in Mil, I Mil = 0,001 Zoll) 2/2; 2/5; 2/2/5; 2/8; 10/2/5; 2/2/5/5; 5/0,8/0,8/5; 10/2/2/5; 10/2/2/2/5; 5/2/2/2/5; 2/2/2/2/2/5; 5/2/2/2/2/10; 8/2/2/2/4,; 10/2/2/10; 5/2/2/10; 5/0,8/0,8/5; und 10/2/0,8/0,8/2/5. Beispiele von Nichtfolien-Metallagenstrukturen sind; 10/30; 10/10/50; 10/8/8/8; 30/10/10/10/30; 8/8/8; und 50/8/8/10. Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Folien- und Blechmaterialien sind den im US-Patent Nr. 5958603, im US-Patent Nr. 5939212 und in der PCT-Patentanmeldung Nr. WO-98/44835, auf deren Offenbarungen hierin durch Verweis Bezug genommen wird, beschriebenen Materialien ähnlich. Die vorstehend beschriebenen relativen Dicken der Lagen können auf Metall-/Faser-/Kunststoff-/Scrim-/ und ähnliche Kombinationen zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Verfahren und Produkten angewendet werden.
Die für die vorliegende Erfindung geeigneten mehrlagigen Schichtanordnungen werden in Abhängigkeit von der Anzahl der Lagen, der Höhe der Muster oder Profile, z.B. der Wülste oder Wellungen, usw., die für eine bestimmte Schutz- oder Isolier-Endanwendung gewünscht sind, vorzugsweise eine Gesamtdicke von etwa 0,5 Zoll bis etwa 1,0 Zoll oder mehr aufweisen. Beispielsweise wird eine typische 5-lagige Schichtanordnung aus gewellten Lagen eine Gesamtdicke zwischen etwa 0,75 und 1,0 Zoll, vorzugsweise zwischen etwa 0,8 und 0,9 Zoll, aufweisen. Eine ähnliche Dicke kann in einer solchen 5-lagigen Struktur mit einer als sechste Lage hinzugefügten Außenlage verwendet werden. Eine typische Wellungshöhe (Dikke einer einzigen gewellten Lage) wird zwischen etwa 0,1 und 0,5 Zoll und vorzugsweise zwischen etwa 0,2 und 0,4 Zoll be-
tragen. Eine typische Wulsthöhe wird zwischen etwa 0,010 und 0,1. Zoll, vorzugsweise zwischen etwa 0,020 und 0,080 Zoll, betragen, wobei eine typische Wulsthöhe 0,050 beträgt, wodurch eine fünflagige geprägte Schichtanordnung mit einer Gesamtdicke zwischen etwa 0,2 und 0,5 Zoll erhalten wird.
Die für die erfindungsgemäßen mehrlagigen Schichtanordnungen geeigneten Fasermaterialien weisen herkömmliche faserhaltige Lagen auf, die Polyester, Aramid, Glasfaser, Papier und andere Fasermaterialien enthalten, durch die die gewünschten wärme- oder schallisolierenden Eigenschaften erhalten werden. Beispiele solcher faserhaltiger mehrlagiger Schichtanordnungen sind in den US-Patenten Nr. 5658634 und 5767024 dargestellt, auf deren Offenbarungen hierin durch Verweis Bezug genommen wird. Für Fachleute sind anhand der Zeichnungen und der vorliegenden Beschreibung die Vorteile ersichtlich, die durch die Kombination von Metallagen und Faser- oder anderen Lagen sowie durch Lagen aus anderen als den vorstehend vorgeschlagenen Materialien, einschließlich Kunststoff, metallisierten Filmen, usw., erhalten werden.
Erfindungsgemäß werden hinsichtlich der Ausbildung der mehrlagigen Schichtanordnung zu einem z-förmig gefalteten Pack, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, und der Verwendung dieses z-förmig gefalteten Packs der mehrlagigen Schichtanordnung als Ausgangsmaterial für Fertigungsprozesse, wie in den Figuren 1 und 4 dargestellt, vorzugsweise Schichtanordnungen, z.B. fünflagige oder siebenlagige Metallfolienschichtanordnungen, oder Metallfolien in Kombination mit Lagen aus anderen Materialien, z.B. Faserlagen, Kunststofflagen, Klebstofflagen, und■'ähnliche, verwendet. Es ist jedoch ersichtlich, daß innerhalb des ümfangs der vorliegenden Erfindung mehrlagige Schichtanordnungen verwendbar sind, die im Bereich von zwei bis zu so vielen Lagen aufweisen, wie für ein bestimmtes Produktdesign erforderlich ist,
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und die Schichtanordnungen können auch eine einzige Metallage in Kombination mit einer Lage aus einem Fasermaterial, einem Kunststoffmaterial, usw., aufweisen, um den in den Figuren 2 und 3 dargestellten z-förmig gefalteten Pack bereitzustellen, und dann kann der z-förmig gefaltete Pack in Fertigungsprozessen verwendet werden, um einzelne Teile herzustellen, wie in den Figuren 1 und 4 dargestellt ist. Es ist außerdem ersichtlich, d.aß einige der Lagen der mehrlagigen Schichtanordnung diskontinuierlich sein können oder Zwischenräume in den Lagen aufweisen können. Beispielsweise ist unter Bezug auf Figur 1 ersichtlich, daß die Lagen 15, die durch Profilierungs- oder Wellungswerkzeuge 18 und 19 gewellt werden, kürzer sind als flache Lagen, die nicht wesentlich gewellt oder profiliert sind. Daher können die Lagen 15 in Segmente getrennt werden, die Schlitzen zwischen Walzen 20 und 21 zugeführt werden. Die Zwischenräume zwischen den Enden der segmentierten Lagen 15 können jedoch mit dem Stanzvorgang der Produkte im Werkzeug 24 koordiniert werden, so daß die Zwischenräume in diskontinuierlichen Lagen 15 zwischen den Produktstanzpositionen angeordnet sind und die Qualität bzw. die Funktion der Endprodukte 26 nicht beeinflußt werden. Für Fachleute ist ersichtlich, daß verschiedene Kombinationen von Materialien, segmentierten Lagen, usw. verwendbar sind, vorausgesetzt, daß die Gesamtstruktur der mehrlagigen Schichtanordnung zu einem z-förmig gefalteten Pack geformt werden kann, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, und dann vom Pack abgezogen und in beispielsweise in den Figuren 1 und 4 dargestellten Fertigungsprozessen verwendet werden kann.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung betrifft die separate Verwendung von Prägewerkzeugen, wie beispielsweise der in Figur 2 dargestellten Werkzeuge 48 und 49, die typischerweise wesentlich schneller betreibbar sind, z.B.
mit einer Vorschubgeschwindigkeit, die dreimal schneller ist als die Geschwindigkeiten, die in den durch das in Figur 1 dargestellte Werkzeug 24 ausgeführten Teilefertigungs- und -Stanzprozessen erforderlich sind. Durch die vorliegende Erfindung wird daher vorteilhaft eine Kostenreduktion der Profilierungswerkzeuge zum Ausbilden mehrlagiger gewellter oder geprägter Lagenstrukturen erhalten, die mit hoher Vorschubgeschwindigkeit transportierbar und in Form eines z-förmig gefalteten Packs 23 lagerbar sind. Dann kann der z-förmig gefaltete Pack 23 in den in den Figuren 1 und 4 dargestellten Teilestanz- und -fertigungsprozessen mit einer langsameren Produktionsgeschwindigkeit verwendet werden. Herkömmlich wurden die Präge- und Wellungswerkzeuge in Reihe bzw. inline angeordnet, wobei das Material dem Teilefertigungs- und -stanzprozeß direkt zugeführt wurde, wofür hohe Investitionen für die Präge- und Wellungswerkzeuge für jede Teilefertigungsstraße erforderlich waren. Durch Verwendung der vorliegenden Erfindung kann ein einziges Präge- oder Wellungswerkzeug verwendet werden, um den z-förmig gefalteten Pack 23 herzustellen, wodurch schließlich ein mehrlagiger Materialvorrat einer Schichtanordnung für bis zu drei Produktfertigungsstrraßen für ein Präge- oder Wellungswerkzeug bereitgestellt wird. Außerdem ist für Fachleute unter Bezug auf die vorliegende Beschreibung und die Zeichnungen ersichtlieh, daß die Größe des z-förmig gefalteten Packs 23 in Abhängigkeit vom Behälter 12 von Figur 1 und Figur 4 für jede gewünschte Größe angepaßt werden kann, und die Größe ist lediglich durch die aufnehmbare Länge Y und die Höhe des zförmig gefalteten Packs 23 begrenzt. Typischerweise ist bei mehrlagigen Metallfolienschichtanordnungen, die als z-förmig gefalteter Pack 23 ausgebildet sind, das Gewicht pro Behälter kein begrenzender Faktor, während das Volumen des Behälters 12 normalerweise der begrenzende Kapazitätsfaktor ist.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum Herstellen eines mehrlagigen Metallfolienprodukts mit:
einer Trenneinrichtung zum Aufnehmen einer kontinuierlichen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen und zum Trennen mindestens zweier Lagen der Schichtanordnung;
einem Werkzeug zum Übertragen eines Musters auf oder zum Ausführen einer Oberflächenbehandlung für mindestens eine der Metallfolienlagen;
einer Zufuhreinrichtung zum Transportieren der getrennten Lagen durch einen Schlitz, um die Lagen wieder zu einer kontinuierlichen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen zusammenzufügen; und
einem zweiten Werkzeug zum Aufnehmen der wiederzusammengefügten Schichtanordnung und zum Formen und Ausschneiden einzelner mehrlagiger Metallfolienteile von der Schichtanordnung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Zwischenzufuhreinrichtung zum Zuführen einer zusätzlichen Materiallage zwischen zwei der getrennten Lagen und durch den Schlitz, um die zusätzliche Materiallage mit der wiederzusammengefügten kontinuierlichen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen zu kombinieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zusätzliche Lage eine Fasermateriallage ist.
4. Vorrichtung zum Herstellen eines mehrlagigen Metallfolienprodukts mit:
einer Trenneinrichtung zum Aufnehmen einer kontinuierlichen Schichtanordnung ineinandergreifender profilierter Metallfolienlagen und zum Trennen mindestens zweier Lagen des Schichtanordnung;
einem Werkzeug zum Versetzen der getrennten Lagen, um zu verhindern, daß die Lagen ineinandergreifen, wenn die Lagen wieder zu einer Schichtanordnung zusammengefügt werden;
einer Zufuhreinrichtung zum Transportieren der getrennten Lagen durch einen Schlitz, um die Lagen wieder zu einer kontinuierlichen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen zusammenzufügen; und
einem zweiten Werkzeug zum Aufnehmen der wiederzusammengefügten Schichtanordnung und zum Formen und Ausschneiden einzelner mehrlagiger Metallfolienteile von der Schichtanordnung.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit einem zusätzlichen Werkzeug zum übertragen eines zusätzlichen Musters auf oder zum Ausführen einer Oberflächenbehandlung für mindestens eine der Metallfolienlagen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei das auf die mindestens eine Metallfolienlage übertragene Muster aus Wülsten oder Wellungen besteht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer ersten Zufuhreinrichtung zum Aufnehmen der kontinuierlichen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen von einem z-förmig gefalteten Pack und zum Zuführen der kontinuierlichen Schichtanordnung zur Trenneinrichtung.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Oberflächenbehandlung das Aufbringen, eines Klebstoffs auf eine Oberfläche mindestens einer Metallfolienlage aufweist.
9. Vorrichtung zum Herstellen eines mehrlagigen Metallfolienprodukts mit:
mehreren Zufuhreinrichtungen zum Zuführen mehrerer kontinuierlicher Metallfolienlagen zu einem Sammelschlitz;
einem Sammelschlitz, der so positioniert ist, daß er die mehreren kontinuierlichen Metallfolienlagen aufnimmt, um eine kontinuierliche Schichtanordnung der Lagen zu bilden, und so, daß die kontinuierliche Schichtanordnung zu einem Werkzeug transportiert wird;
einem Werkzeug zum Ausbilden von Querriefen oder - rillen in der kontinuierlichen Schichtanordnung der Lagen in vorgegebenen Intervallen über mindestens einen Abschnitt ihrer Breite, und zum Veranlassen, daß die kontinuierliche Schichtanordnung der Lagen sich in den Intervallen in alternierende Richtungen zu einem Stapel faltet; und
einem Halteelement, das so positioniert ist, daß es den Stapel aufnimmt, um einen z-förmig gefalteten Pack der gefalteten kontinuierlichen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen zu bilden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Sammelschlitz durch zwei voneinander beabstandete Walzen oder Stäbe bzw. Blöcke gebildet wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Werkzeug dazu geeignet ist in variablen Intervallen Riefen oder Rillen in der Schichtanordnung auszubilden, um verschieden große z-förmig gefaltete Packs oder verschieden große Faltungen innerhalb eines einzigen z-förmig gefalteten Packs zu erzeugen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11 mit einem Profilierungswerkzeug, das so angeordnet ist, daß es auf mindestens eine Lage der kontinuierlichen Metallfolienlagen ein Muster überträgt und die mindestens eine Lage zu einer der mehreren Zufuhreinrichtungen transportiert.
13. Mehrlagiges Metallfolienprodukt mit mehreren kontinuierlichen Metallfolienlagen mit einer Breite X, die als mehrlagige Schichtanordnung ausgebildet sind, wobei die kontinuierliche mehrlagige Schichtanordnung aus Metallfolienlagen in Intervallen Y in alternierende Richtungen über die Breite X gefaltet und in Form eines Packs einer kontinuierlichen mehrlagigen Metallfolienschichtanordnung zickzackförmig gestapelt wird, wobei der Pack eine Breite X, eine Länge Y und eine Höhe H aufweist, die durch eine vorgewählte Länge der z-förmig gefalteten kontinuierlichen mehrlagigen Schichtanordnung aus Metallfolienlagen bestimmt ist.
14. Mehrlagiges Metallfolienprodukt nach Anspruch 13, wobei alle Lagen der Schichtanordnung glatt sind, wodurch die Packungsdichte des mehrlagigen Metallfolienprodukts pro Volumeneinheit maximal wird.
15. Mehrlagiges Metallfolienprodukt nach Anspruch 13 oder 14, wobei die meisten Lagen der Schichtanordnung glatt sind, wodurch die Packungsdichte des mehrlagigen Metallfolienprodukts pro Volumeneinheit erhöht wird.
16. Mehrlagiges Metallfolienprodukt nach Anspruch 13, 14 oder 15, wobei mindestens eine der Metallfolienlagen profiliert ist.
17. Mehrlagiges Metallfolienprodukt nach Anspruch 13, 14, 15 oder 16, wobei mindestens eine der Metallfolienlagen geprägt oder gewellt ist.
18. Mehrlagiges Metallfolienprodukt nach Anspruch 13, 14, 15, 16 oder 17 mit mindestens einer Fasermaterialschicht.
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