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EP2531348B1 - Expandierbarer wabenkern, verfahren zu dessen kontinuierlicher herstellung sowie sandwichverbund - Google Patents

Expandierbarer wabenkern, verfahren zu dessen kontinuierlicher herstellung sowie sandwichverbund Download PDF

Info

Publication number
EP2531348B1
EP2531348B1 EP11708977.1A EP11708977A EP2531348B1 EP 2531348 B1 EP2531348 B1 EP 2531348B1 EP 11708977 A EP11708977 A EP 11708977A EP 2531348 B1 EP2531348 B1 EP 2531348B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strips
incisions
pairs
strip
double
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP11708977.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2531348A1 (de
Inventor
Max Dr.-Ing. Britzke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
Technische Universitaet Dresden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Dresden filed Critical Technische Universitaet Dresden
Publication of EP2531348A1 publication Critical patent/EP2531348A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2531348B1 publication Critical patent/EP2531348B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31D—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER, NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B31B OR B31C
    • B31D3/00—Making articles of cellular structure, e.g. insulating board
    • B31D3/02—Making articles of cellular structure, e.g. insulating board honeycombed structures, i.e. the cells having an essentially hexagonal section
    • B31D3/0223—Making honeycomb cores, e.g. by piling a plurality of web sections or sheets
    • B31D3/023—Making honeycomb cores, e.g. by piling a plurality of web sections or sheets by cutting webs longitudinally into strips, piling these strips and uniting them along lines perpendicular to the cuts

Definitions

  • Such plate-shaped or three-dimensionally shaped sandwich composites generally consist of a light core layer and two cover layers, which applied on both sides of the core layer to produce the strength in the composite.
  • Light cores with a cavity structure generally have a significantly lower density compared to the cover layers.
  • a variant for producing a cavity structure are expandable honeycomb cores.
  • the cover layers of these sandwich composites have a small thickness, are shear-resistant connected to the core layer and are usually made of plastic (glass or carbon reinforcement possible), metal, wood or wood material, paper / cardboard, artificial or natural fibers.
  • honeycomb cores are made by adhering individual strips to a honeycomb structure.
  • a honeycomb core of the generic type is already out of the DE-PS No. 133165 known.
  • the honeycomb core referred to there by the term paper net consists of individual identical superimposed paper strips of any width. These strips are connected with each other in such a way that a honeycomb-like structure is created when they are pulled apart.
  • the honeycomb structure in each case alternately simple webs and double webs.
  • the term double web designates the web portion of two connected strips.
  • Honeycomb cores produced by bonding individual strips or a coherent material web and processes for their production are also known, for example, from the patents DE 196 09 309 A1 Herring, US 4,992,132 Schmidilin or US 5,334,276 Meier known.
  • This category also includes the SU 963 885 A1 and the US 3 218 217 A ,
  • the object is achieved by means of an expandable honeycomb core with the features mentioned in claim 1.
  • the honeycomb core has a structure that is comparable or similar to the structure of conventional hexagonal honeycomb cores. The preservation of a more or less pronounced honeycomb shape depends on the materials used.
  • Advantageous embodiments of the honeycomb core are the subject of dependent subclaims.
  • the object is achieved by a method for the continuous production of an expandable honeycomb core with the features mentioned in claim 6.
  • a plate-shaped or three-dimensionally shaped sandwich composite with the features mentioned in claim 10.
  • a three-dimensionally shaped sandwich composite is meant by the plate-like expression different sandwich composites. Their manufacturability depends on the geometry and the material behavior of the honeycomb core.
  • the expandable honeycomb core is produced by individual strips of a web or strip-shaped starting material are provided with incisions according to a specific pattern, whereby the length of the single and double webs is determined. Subsequently, the individual strips are inserted into each other at the incisions. The nesting is done so that in the region of the double webs a connection is formed, which does not arise by gluing, but only by overlapping between two incisions. The incisions are arranged so that the nesting of the individual strips can be carried out successively by inserting each of the same side. Thus, this process can be carried out as a continuous manufacturing process.
  • the use of adhesive can be completely dispensed with.
  • the strips can be detached from each other again at any time.
  • the strips can be fixed in the further processing solely by the handling of the expandable honeycomb core by the honeycomb core is stored or guided on a flat surface.
  • honeycomb core If an increased handling of the honeycomb core is required for processing, can be done by a single punctual adhesive application per strip fixing against the slipping of the strips to each other. Such a fixation can also be done by a mechanical hooking of the strips, for example in the form of stamped elevations.
  • the expandable honeycomb core can be expanded and further processed into a plate-shaped or three-dimensionally shaped sandwich composite.
  • An advantage of the invention is that the honeycomb structure can be produced without adhesive and thus results in a reduction of the effort by the method for producing the honeycomb core.
  • the inventive method allows a continuous production and a reduction of material and manufacturing costs.
  • the properties of the honeycomb core are equivalent to those of a conventionally manufactured honeycomb structure.
  • FIG. 1 an expanded honeycomb core 1 is shown.
  • the honeycomb core consists of individual strips 2, which consist of paper, plastic, aluminum or other sheet-like materials.
  • the strips are connected by alternately following double webs 4 and simple webs 3 with each other.
  • When pulling in the Expansion direction (arrow) forms a honeycomb-like structure, which is shown purely schematically in the drawing.
  • the achievement of a more or less pronounced hexagonal geometry depends on the stability and formability of the materials used and their preparation.
  • Fig. 2 shows a section of an expanded honeycomb core. Shown is a hexagonal honeycomb with adjacent honeycomb parts. The strips 2 extend substantially transversely to the direction of expansion (arrow direction).
  • the strip 2.3 lying approximately in the middle of the picture begins at the upper edge of the picture in the area of a double bridge. In the course of the lower edge of the picture, the strip 2.3 crosses the strip 2.4 on the right . The sides of the two strips 2.3 and 2.4 are adjacent to each other. For level crossing (crossing point 5.1) of strip 2.3 with the right-hand strip 2.4 the incision 5 shown is provided. Thereafter, the strip 2.3 goes over into a simple web 3 .
  • the strip 2.3 and the right adjacent strip 2.6 intersect and form with this by overlapping a double web 4.
  • the said double web 4 extends to the intersection 5.3.
  • an incision 5 is again shown.
  • Such an incision 5 is located both in the strip 2.3 and in the strip 2.6, so that at the intersection 5.3 both strips can again be inserted at the same level and loosely into one another.
  • the strip 2.3 again forms a simple web, just as the strip 2.6 forms a simple web.
  • the strip 2.3 merges with the strip 2.4 at the crossing point 5.4 in the double edge of the picture at the bottom of the picture.
  • Fig. 2 illustrates the incisions are made in the strip 5 at regular intervals and according to a certain pattern, so that a honeycomb structure with alternating double webs following 4 simple and webs 3 results.
  • the connection of the strips takes place by nesting at the incisions and overlapping of the strips on the double webs 4 without the use of adhesive.
  • the areas labeled 5a and 5b respectively show the cut surfaces of a strip resulting from the transition from a double to a simple ridge at the intersection of two strips.
  • the sectional surface 5a the strips lying in the double ridge 4 right 2.2 and the cut surface 5b lying in the double ridge 4 left stripes.
  • Each of the vertices of a hexagonal honeycomb is at the same time the intersection point with the above-described incisions 5.
  • An incision 5 introduced into the strip 2 from above in the image plane corresponds in each case with an introduced from below into the strip incision (in Fig. 2 not shown).
  • FIG. 3 The schematic representation in Fig. 3 serves to illustrate an advantageous variant of the manufacturing method according to the invention.
  • a material web 7 is unwound.
  • longitudinal cuts 8 are introduced by a cutting unit, not shown.
  • the longitudinal sections 8 are arranged along a line, as seen in the transport direction, with uncut areas following cut sections.
  • the arrangement of the longitudinal sections 8 along the material web 7 takes place according to a specific pattern. This pattern can be clarified by a division of the longitudinal sections 8 in columns and rows, wherein for simplicity, a pair of adjacent in the transport direction longitudinal sections 8 should be considered. In other words, two equally long side-by-side longitudinal sections form a pair.
  • the columns run in the transport direction of the material web 7.
  • the lines are transverse to the transport direction.
  • a pair of longitudinal sections 8 delimits a column.
  • the next pair of longitudinal sections 8 is arranged offset in the transport direction of the material web 7 by one line. Between two columns formed by pairs of longitudinal sections 8 , an offset gap is provided, in which no longitudinal cuts are made.
  • the width of the longitudinal section pair column and the width of the offset column determines the geometry of the honeycomb core to be produced.
  • the line height is determined by the desired width of the strips 2 .
  • the distance between the longitudinal sections of a pair, ie the width of the longitudinal section pair column and the width of the offset column is chosen to be the same in the embodiment, resulting in a geometry as in Fig. 1 or in Fig. 2 results.
  • strips 2 are separated from the web 7 .
  • the guided transversely to the web 7 section thereby cuts through the longitudinal cuts 8 each centrally. This ensures that the strips 2 have cuts 5 , which correspond to the successive and abutting strips.
  • a lying between the sipes 5 section 9 of a strip 2 forms in the subsequent honeycomb core 1 a double bridge 4.
  • the areas 10 left and right of these sections 9 form in the later honeycomb core simple webs.
  • the sections 9 between the incisions 5 are raised on the trailing edge 12 lying in the direction of transport.
  • the lying in the transport direction at a front edge 11 sections 9 between the sipes 5 are lowered.
  • the strips 2 can slide into each other at the incisions and form a loose composite by the already mentioned overlap in the region of the double webs.
  • Fig. 4 shows the formation of a stack 13 at the end of the web 2. In the finished stack 13 , the edges of the strips are aligned.
  • the stack can be stored horizontally for storage and any subsequent processing.
  • the honeycomb core can be expanded. Thereafter, a shear-resistant connection with an upper and lower cover layer, so that a plate-shaped material is present, in which the expanded honeycomb core is joined even without adhesive.
  • Fig. 5 shows a section of the schematic representation of Fig. 4 ,
  • the section represents a point in the process in which the strips are provided with cuts 5 and separated from the material web.
  • the individual strips are now joined by overlapping each other by overlapping in the area of the double webs and deposited on top of each other at the end of the process.
  • the portion 9 is raised and lowered between the incisions 5 on the trailing strips of the portion 9 between the recesses 5 on the leading strip. After the strips are placed flush on top of each other, the uncut part of the leading strip is inserted in the recess 5 of the trailing strip and vice versa.
  • the feed of the web can also be realized by a stack with removable sheets, whereby the roller 6 can be replaced.
  • the web 7 can be fed as a narrow band, which is dimensioned in the width of the strips, and wherein the incisions are introduced by a laterally arranged cutting unit.
  • the merging of the strip to an expandable honeycomb core is then again after the in FIG. 3 to FIG. 5 described way.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen expandierbaren Wabenkern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zu dessen kontinuierlicher Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 sowie einen plattenförmig, oder dreidimensional geformten Sandwichverbund nach Anspruch 11.
  • Derartige plattenförmige oder dreidimensional geformte Sandwichverbunde bestehen im Allgemeinen aus einer leichten Kernlage und aus zwei Deckschichten, die beidseitig auf die Kernlage aufgebracht die Festigkeit im Verbund erzeugen. Leichte Kerne mit einer Hohlraumstruktur weisen in der Regel im Vergleich zu den Decklagen eine deutlich geringere Dichte auf. Eine Variante zur Erzeugung einer Hohlraumstruktur sind expandierbare Wabenkerne.
  • Die hier zur Diskussion stehenden expandierbaren Wabenkerne werden vorzugsweise als Kernlage für biege- und beulsteife Sandwichplatten und -schalen genutzt. Die Wabenstruktur entsteht durch das Expandieren (Recken) wabenartig miteinander verbundener Streifen. Vorteile der Wabenstruktur sind insbesondere eine hohe spezifische Druckfestigkeit quer zur Plattenebene, eine enorme Gewichtseinsparung der Sandwichbauteile sowie ein reduzierter Rohstoffverbrauch. Expandierbare Wabenkerne bestehen beispielsweise aus Papier (Kraftliner, Testliner, Wellenstoff o. dgl.) oder aus Aluminium. Sie werden zur Herstellung von Sandwichbauteilen in Branchen wie beispielsweise dem Flugzeugbau, Automobilbau, Caravanbau, Schiffsund Bootsbau aber zunehmend auch im Möbel- und Messebau sowie im immobilen Innenausbau, im Bauwesen und für Verpackungszwecke eingesetzt.
  • Die Decklagen dieser Sandwichverbunde weisen im Vergleich zum Kern eine geringe Dicke auf, sind schubfest mit der Kernlage verbunden und bestehen zumeist aus Kunststoff (Glas- oder Kohlenstoffverstärkung möglich), Metall, Holz oder Holzwerkstoff, Papier/ Pappe, Kunst- oder Naturfasern.
  • Herkömmliche expandierbare Wabenkerne werden durch das Verkleben einzelner Streifen zu einer Wabenstruktur hergestellt. Ein solcher Wabenkern der gattungsgemäßen Art ist bereits aus der DE-PS Nr. 133165 bekannt. Der dort mit dem Begriff Papiernetz bezeichnete Wabenkern besteht aus einzelnen gleichen aufeinander gelegten Papierstreifen beliebiger Breite. Diese Streifen sind so miteinander verbunden, dass beim Auseinanderziehen eine wabenartige Struktur entsteht. Dabei weist die Wabenstruktur jeweils abwechselnd einfache Stege und doppelte Stege auf. Der Begriff doppelter Steg bezeichnet dabei den Stegabschnitt zweier verbundener Streifen. Durch Verkleben einzelner Streifen oder einer zusammenhängenden Materialbahn hergestellte Wabenkerne und Verfahren zu deren Herstellung sind z.B. auch aus den Patentschriften DE 196 09 309 A1 Hering, US 4.992.132 Schmidilin oder US 5.334.276 Meier bekannt.
  • Die Verwendung von Klebstoff zur Verbindung der Streifen in den Bereichen der Doppelstege bedingt die Nutzung einer Klebstoff-Auftrags-Technik und verursacht erhöhte Fertigungs- und Materialkosten sowie eine Gewichtserhöhung der Kernstruktur. Verfahren zur klebstofffreien Herstellung einer Hexagonalwabenstruktur sind bisher nicht bekannt geworden.
  • Zu dieser Kategorie gehören auch die SU 963 885 A1 und die US 3 218 217 A .
  • Aus der JP H07 28631 U ist einen Wabernkern bekannt, der aus einzelnen Streifen aus bahnförmigen Materialien besteht, welche durch abwechselnd folgende dopelte und einfache Stege so untereinander verbunden sind, das eine wabenartige Struktur ensteht, wobei entlang der Streifen (4) ein Muster von quer zur Längsachse der Streifen liegenden Einschnitten (5) vorgesehen ist, und die Streifen an den Einschnitten (5) abwechselnd mit einem linken un einem rechten benachbarten Streifen durch Überlappung im Bereich der doppelten Stege (6) gefugt sind.
  • Die JP H07 28631 U stellt nicht auf einen expandierbaren Wabenkernes ab, der in einem kontinuierlichen Herstellungsprozess gefertigt werden kann.
  • Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung einen expandierbaren Wabenkern anzugeben, der ohne die Verwendung von Klebstoff herzustellen ist. Dieser Wabenkern soll in einem kontinuierlichen Prozess gefertigt werden können. Dadurch soll auch der Klebstoffeinsatz bei der Herstellung plattenförmig oder dreidimensional geformter Sandwichverbunde erheblich reduziert werden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mittels eines expandierbaren Wabenkerns mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Der Wabenkern weist dabei eine Struktur auf, die mit der Struktur herkömmlicher Hexagonalwabenkerne vergleichbar bzw. ähnlich ist. Der Erhalt einer mehr oder weiniger ausgeprägten Wabenform ist abhängig von den eingesetzten Materialien. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Wabenkerns sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
  • Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines expandierbaren Wabenkerns mit den im Anspruch 6 genannten Merkmalen gelöst.
  • Vorteilhafte Varianten des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch einen plattenförmig oder dreidimensional geformten Sandwichverbund mit den im Anspruch 10 genannten Merkmalen gelöst. Mit einem dreidimensional geformten Sandwichverbund sind von der plattenförmigen Ausprägung abweichenden Sandwichverbunde gemeint. Deren Herstellbarkeit ist abhängig von der Geometrie und dem Materialverhalten des Wabenkernes.
  • Erfindungsgemäß wird der expandierbare Wabenkern hergestellt, indem Einzelstreifen aus einem bahn- oder streifenförmigen Ausgangsmaterial mit Einschnitten nach einem bestimmte Muster versehenen werden, womit die Länge der einfachen und doppelten Stege bestimmt wird. Anschließend werden die Einzelstreifen an den Einschnitten ineinander gesteckt. Das Ineinanderstecken erfolgt so, dass im Bereich der doppelten Stege eine Verbindung gebildet wird, die nicht durch Verkleben, sondern allein durch Überlappung zwischen zwei Einschnitten entsteht. Die Einschnitte werden so angeordnet, dass das Ineinanderstecken der einzelnen Streifen nacheinander durch Einschieben von jeweils der gleichen Seite aus erfolgen kann. Somit lässt sich dieser Prozess als kontinuierliches Herstellungsverfahren ausführen. Auf die Verwendung von Klebstoff kann dabei vollständig verzichtet werden. Die Streifen sind jederzeit wieder voneinander lösbar. Die Streifen lassen sich bei der Weiterverarbeitung allein durch die Handhabung des expandierbaren Wabenkernes fixieren, indem der Wabenkern auf einer ebenen Auflage abgelegt oder geführt wird.
  • Sofern eine erhöhte Handhabbarkeit des Wabenkerns für die Verarbeitung erforderlich ist, kann durch einen einzelnen punktuellen Klebstoffauftrag je Streifen eine Fixierung gegen das Verrutschen der Streifen zueinander erfolgen. Eine solche Fixierung kann auch durch ein mechanisches Verhaken der Streifen, beispielsweise in Form von gestanzten Erhebungen, erfolgen.
  • Eine vorteilhafte Variante zur Herstellung eines expandierbaren Wabenkerns erfolgt nach folgenden Schritten:
    1. 1. Abrollen eines bahnförmigen Materials von der Rolle,
    2. 2. Einbringen von Längsschnitten nach einem bestimmten Muster (z.B. durch Rundmesser auf einer Messerwelle), wobei die Längsschnitte die späteren Einschnitte an den einzelnen Streifen bilden,
    3. 3. Erzeugen der einzelnen Streifen durch Abtrennen von der Materialbahn quer zur Abrollrichtung,
    4. 4. Ineinanderstecken der einzelnen Streifen an den Einschnitten, wobei sich benachbarte Stege im Bereich der doppelten Stege überlappen, und somit quasi ein "endloser" expandierbarer Wabenkern entsteht.
  • Im Anschluss an die Herstellung des expandierbaren Wabenkerns kann dieser expandiert und zu einem plattenförmig oder dreidimensional geformten Sandwichverbund weiterverarbeitet werden.
  • Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die Wabenstruktur ohne Klebstoff erzeugt werden kann und sich damit eine Reduzierung des Aufwandes durch das Verfahren zur Herstellung des Wabenkernes ergibt. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine kontinuierliche Herstellung und eine Reduzierung der Material- und Herstellungskosten. Die Eigenschaften des Wabenkerns sind denen einer konventionell gefertigten Wabenstruktur gleichwertig.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    einen expandierten Wabenkern
    Fig. 2
    einen Ausschnitt aus einem expandierten Wabenkern
    Fig. 3
    eine Darstellung zur Veranschaulichung des Verfahrens
    Fig. 4
    eine Darstellung zur Veranschaulichung des Verfahrens mit anschließender Stapelbildung
    Fig. 5
    ein Ausschnitt aus Fig. 4 zur Darstellung eines Überlappungsbereiches
  • In der Fig. 1 ist ein expandierter Wabenkern 1 dargestellt. Der Wabenkern besteht aus einzelnen Streifen 2, die aus Papier, Kunststoff, Aluminium oder anderen bahnförmigen Materialien bestehen. Die Streifen sind durch abwechselnd folgende doppelte Stege 4 und einfache Stege 3 untereinander verbunden. Beim Auseinanderziehen in der Expansionsrichtung (Pfeilrichtung) bildet sich eine wabenartige Struktur aus, die in der Zeichnung rein schematisch dargestellt ist. Das Erreichen einer mehr oder weniger ausgeprägten hexagonalen Geometrie ist abhängig von der Stabilität und Formbarkeit der eingesetzten Materialen und deren Vorbereitung.
  • Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem expandierten Wabenkern. Dargestellt ist eine hexagonal ausgebildete Wabe mit angrenzenden Wabenteilen. Die Streifen 2 erstrecken sich im Wesentlichen quer zur Expansionsrichtung (Pfeilrichtung). Der etwa in der Bildmitte liegende Streifen 2.3 beginnt am oberen Bildrand im Bereich eines doppelten Steges. Im Verlauf zum unteren Bildrand kreuzt der Streifen 2.3 den rechts anliegenden Streifen 2.4. Die Seiten der beiden Streifen 2.3 und 2.4 liegen aneinander. Zur niveaugleichen Kreuzung (Kreuzungspunkt 5.1) von Streifen 2.3 mit dem rechts anliegenden Streifen 2.4 ist der dargestellte Einschnitt 5 vorgesehen. Danach geht der Streifen 2.3 in einen einfachen Steg 3 über. Am nächsten Kreuzungspunkt 5.2 kreuzen sich der Streifen 2.3 und der rechte benachbarte Streifen 2.6 und bildet mit diesem durch Überlappung einen doppelten Steg 4. Der besagte doppelte Steg 4 erstreckt sich bis zum Kreuzungspunkt 5.3. An diesem Kreuzungspunkt ist wieder ein Einschnitt 5 dargestellt. Ein solcher Einschnitt 5 befindet sich sowohl im Streifen 2.3 als auch im Streifen 2.6, so dass am Kreuzungspunkt 5.3 beide Streifen wiederum niveaugleich und lose ineinander gesteckt werden können. Danach bildet der Streifen 2.3 erneut einen einfachen Steg, so wie auch der Streifen 2.6 einen einfachen Steg bildet. Der Streifen 2.3 geht am unteren Bildrand mit dem Streifen 2.4 im Kreuzungspunkt 5.4 in einen doppelten Steg über.
  • Wie Fig. 2 verdeutlicht, sind die Einschnitte 5 in den Streifen regelmäßig bzw. nach einem bestimmten Muster ausgeführt, so dass sich eine Wabenstruktur mit abwechselnd folgenden doppelten Stegen 4 und einfachen Stegen 3 ergibt. Die Verbindungsbildung der Streifen erfolgt durch Ineinanderstecken an den Einschnitten und Überlappung der Streifen an den doppelten Stegen 4 ohne Verwendung von Klebstoff.
  • Die in Fig. 2 mit 5a und 5b bezeichneten Bereiche zeigen jeweils die Schnittflächen eines Streifens, die sich am Übergang vom einem doppelten zum einem einfachen Steg im Kreuzungspunkt von zwei Streifen ergeben. Dabei zeigt die Schnittfläche 5a den im doppelten Steg 4 rechts liegenden Streifen 2.2 und die Schnittfläche 5b den im doppelten Steg 4 links liegenden Streifen.
  • Jeder der Eckpunkte einer hexagonalen Wabe ist zugleich Kreuzungspunkt mit den oben beschriebenen Einschnitten 5. Ein in der Bildebene von oben in den Streifen 2 eingebrachter Einschnitt 5, so wie in Fig. 2 dargestellt, korrespondiert jeweils mit einem von unten in den Streifen eingebrachten Einschnitt (in Fig. 2 nicht dargestellt).
  • Die schematische Darstellung in Fig. 3 dient zur Veranschaulichung einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens. Auf einer Rolle 6 befindet sich das zur Verarbeitung vorgesehen bahnförmige Material. Von der Rolle 6 wird eine Materialbahn 7 abgewickelt. In die Materialbahn 7 werden durch ein nicht dargestelltes Schneidwerk Längsschnitte 8 eingebracht. Die Längsschnitte 8 sind in Transportrichtung gesehen entlang einer Linie angeordnet, wobei auf geschnittene Bereiche ungeschnittene Bereiche folgen. Die Anordnung der Längsschnitte 8 entlang der Materialbahn 7 erfolgt nach einem bestimmten Muster. Dieses Muster lässt sich durch eine Einteilung der Längsschnitte 8 in Spalten und Zeilen verdeutlichen, wobei zur Vereinfachung jeweils ein Paar von in Transportrichtung nebeneinander liegenden Längsschnitten 8 betrachtet werden soll. Oder anders gesagt, zwei gleichlange nebeneinander liegende Längsschnitte bilden ein Paar. Die Spalten verlaufen in Transportrichtung der Materialbahn 7. Die Zeilen verlaufen quer zur Transportrichtung. Ein Paar von Längsschnitten 8 begrenzt eine Spalte. Das nächste Paar von Längsschnitten 8 ist in Transportrichtung der Materialbahn 7 gesehen um eine Zeile versetzt angeordnet. Zwischen zwei durch Paare von Längsschnitten 8 gebildeten Spalten wird eine Versatzspalte vorgesehen, in der keine Längsschnitte eingebracht sind. Die Breite der Längsschnittpaarspalte und die Breite der Versatzspalte bestimmt die Geometrie des herzustellenden Wabenkerns. Die Zeilenhöhe wird durch die gewünschte Breite der Streifen 2 bestimmt.
  • Der Abstand der Längsschnitte eines Paares, d.h. die Breite der Längsschnittpaarspalte und die Breite der Versatzspalte ist im Ausführungsbeispiel gleich groß gewählt, woraus sich eine Geometrie wie in Fig. 1 bzw. in Fig. 2 ergibt.
  • Nach dem Einbringen der Längsschnitte 8 werden Streifen 2 von der Materialbahn 7 abgetrennt. Der quer zur Materialbahn 7 geführte Schnitt durchtrennt dabei die Längsschnitte 8 jeweils mittig. Damit wird gewährleistet, dass die Streifen 2 Einschnitte 5 aufweisen, die bei den nacheinander folgenden und aneinanderstoßenden Streifen korrespondieren. Ein zwischen den Einschnitten 5 liegender Abschnitt 9 eines Streifens 2 bildet im späteren Wabenkern 1 einen doppelten Steg 4. Die Bereiche 10 links und rechts von diesen Abschnitten 9 bilden im späteren Wabenkern einfache Stege.
  • Zum Zusammenfügen der Streifen zu einem expandierbaren Wabenkern werden an der in Transportrichtung liegenden Hinterkante 12 die Abschnitte 9 zwischen den Einschnitten 5 angehoben. Die in Transportrichtung an einer Vorderkante 11 liegenden Abschnitte 9 zwischen den Einschnitten 5 werden abgesenkt. Damit können die Streifen 2 an den Einschnitten ineinander gleiten und einen losen Verbund durch die schon erwähnte Überlappung im Bereich der doppelten Stege bilden.
  • Fig. 4 zeigt die Bildung eines Stapels 13 am Ende der Materialbahn 2. Beim fertigen Stapel 13 sind die Kanten der Streifen fluchtend ausgerichtet.
  • Der Stapel kann zur Ablage und einer ggf. folgenden weiteren Verarbeitung waagerecht abgelegt werden. In einem folgenden Verfahrensschritt kann der Wabenkern expandiert werden. Danach erfolgt eine schubfeste Verbindung mit einer oberen und unteren Deckschicht, so dass ein plattenförmiges Material vorliegt, bei dem der expandierte Wabenkern selbst ohne Klebstoff gefügt ist.
  • Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus der schematischen Darstellung der Fig. 4. Der Ausschnitt stellt einen Zeitpunkt im Verfahrensablauf dar, in dem die Streifen mit Einschnitten 5 versehen und von der Materialbahn abgetrennt sind. Die einzelnen Streifen werden nun durch seitliches Ineinanderstecken durch Überlappung im Bereich der doppelten Stege gefügt und am Ende des Vorgangs übereinander abgelegt. Zur Erzeugung des Überlappungsbereiches wird am vorlaufenden Streifen der Abschnitt 9 zwischen den Einschnitten 5 angehoben und am nachlaufenden Streifen der Abschnitt 9 zwischen den Einschnitten 5 abgesenkt. Nachdem die Streifen fluchtend übereinander abgelegt sind steckt der ungeschnittene Teil des vorlaufenden Streifens im Einschnitt 5 des nachlaufenden Streifens und umgekehrt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die im Ausführungsbeispiel dargestellt Variante beschränkt. So lässt sich die Zuführung der Materialbahn auch durch einen Stapel mit abnehmbaren Bögen realisieren, womit die Rolle 6 ersetzt werden kann.
  • Ebenso kann die Materialbahn 7 als schmales Band zugeführt werden, welches in der Breite der Streifen bemessen ist, und worin die Einschnitte von einem seitlich angeordneten Schneidwerk eingebracht werden. Die Zusammenführung der Streifen zu einem expandierbaren Wabenkern erfolgt dann wiederum nach der in Fig. 3 bis Fig. 5 beschriebenen Art und Weise.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wabenkern
    2
    Streifen
    2.1-2.6
    einzelner Streifen
    3
    einfacher Steg
    4
    doppelter Steg
    5
    Einschnitt
    5.1 - 5.4
    Kreuzungspunkt am Einschnitt
    5a
    Schnittfläche am Einschnitt
    5b
    Schnittfläche am Einschnitt
    6
    Rolle
    7
    Materialbahn
    8
    Längsschnitte in der Materialbahn
    9
    Abschnitt
    10
    Bereich
    11
    Vorderkante
    12
    Hinterkante
    13
    Stapel

Claims (10)

  1. Expandierbarer Wabenkern, bestehend aus einzelnen Streifen (2) aus Papier, Kunststoff, Aluminium oder anderen bahnförmigen Materialien, welche durch abwechselnd folgende doppelte (4) und einfache Stege (3) so untereinander verbunden sind, dass beim Auseinanderziehen eine wabenartige Struktur entsteht, wobei
    - entlang der Streifen (2) ein Muster von quer zur Längsachse der Streifen (2) liegenden Einschnitten (5) vorgesehen ist,
    - jeder Streifen (2) an der Vorder- (11) und Hinterkante (12) mit paarweisen Einschnitten (5) versehen ist, wobei die paarweisen Einschnitte (5) jeweils einen doppelten Steg (4) begrenzen,
    - entlang einer Kante betrachtet nach einem Abschnitt mit paarweisen Einschnitten (5) ein Abschnitt ohne paarweise Einschnitte folgt, und
    - die Streifen (2) an den Einschnitten (5) abwechselnd mit einem linken und einem rechten benachbarten Streifen durch Überlappung im Bereich eines jeden doppelten Steges (4) gefügt sind.
  2. Expandierbarer Wabenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die paarweisen Einschnitte (5) von der Vorder- (11) oder Hinterkante (12) bis zur Mittellinie des betroffenen Streifens (2) reichen.
  3. Expandierbarer Wabenkern nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim einem Wabenkern (1) im nichtexpandierten Zustand die einzelnen Streifen (2) an den Einschnitten lose miteinander gefügt sind, wobei die Streifen (2) im Bereich der einfachen Stege (3) mit ihren einander zugewandten Seiten aufeinander liegen und im Bereich der doppelten Stege (4) mit ihren jeweiligen Rückseiten aneinander liegen.
  4. Expandierbarer Wabenkern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung des losen Verbundes Klebstoff im Bereich der doppelten Stege (4) vorgesehen ist.
  5. Expandierbarer Wabenkern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung des losen Verbundes eine Verankerung im Bereich der doppelten Stege (4) vorgesehen ist.
  6. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines expandierbaren Wabenkerns (1), bestehend aus einzelnen Streifen (2) aus Papier, Kunststoff, Aluminium oder anderen bahnförmigen Materialien, nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    wobei einzelne Streifen (2) aus einem bahn- oder streifenförmigen Ausgangsmaterial mit Einschnitten nach einem bestimmten Muster versehenen werden, womit die Länge der einfachen und doppelten Stege bestimmt wird,
    wobei jeder Streifen (2) an der Vorder- (11) und Hinterkante (12) mit paarweisen Einschnitten (5) versehen ist, und die paarweisen Einschnitte (5) jeweils einen doppelten Steg (4) begrenzen,
    wobei entlang einer Kante betrachtet nach einem Abschnitt mit paarweisen Einschnitten (5) ein Abschnitt ohne paarweise Einschnitte folgt, und anschließend die einzelnen Streifen an den Einschnitten fortlaufend ineinander gesteckt werden, wobei das Ineinanderstecken so erfolgt, dass eine Verbindung zwischen einzelnen Streifen durch Überlappung jeweils benachbarter Streifen zwischen einen doppelten Steg begrenzenden Einschnitten erzeugt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    - bahnförmiges Material (7) einer Vorrichtung zum Trennen des Materials zugeführt wird, womit ein Muster von Längsschnitten (8) in das bahnförmige Material (7) entlang der Zuführrichtung eingebracht wird,
    - durch Schneiden quer zur Zuführrichtung Streifen (2) gleicher Breite von dem bahnförmigen Material (7) unter Durchtrennung der paarweise angeordneten Längsschnitte (8) abgetrennt werden, so dass die Streifen (2) seitlich korrespondierende Einschnitte (5) von vorlaufendem zu nachlaufendem Streifen (2) aufweisen,
    - die abgetrennten Streifen (2) übereinander in Position gebracht werden, wobei die Abschnitte (9) zwischen den paarweise angeordneten Einschnitten (5) des nachlaufenden Streifens (2) in Zuführrichtung seitlich unter die korrespondieren Abschnitte (9) des vorlaufenden Streifens (2) geschoben werden,
    - und die Streifen abgelegt werden, nachdem die Seitenkanten in einer Flucht liegen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Musters von paarweisen Längsschnitten (8) die Längsschnitte (8) in einer Anordnung von Zeilen und Spalten ausgeführt werden, wobei ein Paar von Längsschnitten (8) eine Spalte begrenzt, das nächste Paar von Längsschnitten (8) in Transportrichtung des bahnförmigen Materials (7) um eine Zeile versetzt angeordnet wird und zwischen zwei durch Paare von Längsschnitten (8) gebildete Spalten eine Versatzspalte vorgesehen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die fluchtend zusammengeführten Streifen (2) einer Einrichtung zur schubfesten Verbindung mit Deckschichten zugeführt werden.
  10. Plattenförmig oder dreidimensional geformter Sandwichverbund, bestehend aus einem expandierten Wabenkern (1) nach einem der Anspruche 1 bis 5 und aus zwei Deckschichten, die beidseitig auf den expandierten Wabenkern (1) aufgebracht sind.
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