DE102005052691B3 - Honeycomb structure manufacturing method for e.g. industry, involves providing profiled material strips with different widths, which correspond to height of honeycomb, and connecting material strips with one another through laser welding - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur.The The present invention relates to a process for the preparation of a Honeycomb structure.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung einer Wabenstruktur.The The invention further relates to a device for producing a Honeycomb structure.
Wabenstrukturen kommen als Bestandteil von Konstruktionselementen in verschiedenen Industriezweigen zum Einsatz. Sowohl in der Luft- und Raumfahrttechnik als auch in der Automobilindustrie wird seit längerem auf derartige Materialien zurückgegriffen. Beispielsweise werden Wabenstrukturen in Verbundmaterialien eingesetzt, d. h. als Kernelement in einer Sandwichstruktur zwischen durchgängigen Decklagen.honeycomb structures come as a component of construction elements in different Industries are used. Both in aerospace engineering as well as in the automotive industry has long been on such materials resorted. For example, honeycomb structures are used in composite materials, d. H. as a core element in a sandwich structure between continuous cover layers.
Konstruktionselemente mit Wabenstrukturen weisen ein niedriges spezifisches Gewicht auf und verfügen gleichzeitig, bedingt durch die senkrecht zur Materialebene verlaufenden Zellwände, über eine äußerst hohe Stabilität, insbesondere auch über hohe Druckfestigkeiten senkrecht zur Materialebene.construction elements with honeycomb structures have a low specific gravity and dispose at the same time, due to the perpendicular to the material plane Cell walls, over an extremely high Stability, especially over high Compressive strengths perpendicular to the material plane.
Je nach Anwendungsgebiet werden Wabenstrukturen aus verschiedensten Materialien hergestellt. Es kommen sowohl Metalle (z. B. Aluminium, Stahl oder Titan) als auch Kunststoffmaterialien zum Einsatz. Auch Wabenstrukturen aus Papier oder Pappe spielen eine wichtige Rolle, z. B. können stabile Strukturen aus einem mit Kunstharz getränkten Papier hergestellt werden.ever According to application honeycomb structures are made of a variety of Materials made. Both metals (eg aluminum, steel or titanium) as well as plastic materials. Also honeycomb structures made of paper or cardboard play an important role, eg. B. can be stable Structures are made of a resin-impregnated paper.
Ein gängiges Herstellungsverfahren für die oben beschriebenen Wabenstrukturen ist das sogenannte Profilierverfahren (siehe z. B. Tom Bitzer: Honeycomb Technology, S. 11-14, Chapman and Hall, 1997). Ausgangspunkt dieses Verfahrens ist eine ebene Materialbahn, z. B. ein Metallblech oder eine entsprechend vorbehandelte Papier- oder Pappebahn, die mittels Profilwalzen mit einem periodischen Profil versehen wird. Von dem profilierten Material werden dann einzelne Stücke abgelängt und diese so übereinandergeschichtet, daß ein Block mit einer Wabenstruktur entsteht. Um schließlich eine Wabenstruktur zu erhalten, wie sie insbesondere zur Herstellung von Verbundplatten benötigt wird, wird in einem abschließenden Schritt von dem Wabenblock eine Scheibe mit der gewünschten Höhe der Waben, d. h. Dicke des Materials, abgeschnitten bzw. abgesägt.One course Manufacturing process for the honeycomb structures described above is the so-called profiling method (See, for example, Tom Bitzer: Honeycomb Technology, pp. 11-14, Chapman and Hall, 1997). The starting point of this procedure is a level one Material web, z. As a sheet metal or a pretreated accordingly Paper or paperboard web, by means of profile rollers with a periodic profile is provided. From the profiled material then individual pieces cut and these are stacked up, the existence Block with a honeycomb structure is created. Finally, one To obtain honeycomb structure, as in particular for the production needed by composite panels will be in a final Step from the honeycomb block a slice with the desired one height of Honeycomb, d. H. Thickness of material, cut or sawed off.
Ein
derartiges Profilierverfahren zur Herstellung von Wabenmaterial
aus Bahnen eines prägefähigen Materials
ist beispielsweise in der
Die
Offenlegungsschrift
Eine
weitere Methode zur Herstellung von Wabenstrukturen, insbesondere
aus Papier, ist das sogenannte Expansionsverfahren, wie es beispielsweise
in der
Ein Nachteil der vorstehend beschriebenen Verfahren liegt darin, daß ausschließlich Wabenstrukturen mit einer konstanten Höhe der Waben, das heißt einer konstanten Dicke des Materials, hergestellt werden können.One Disadvantage of the method described above is that only honeycomb structures with a constant height the honeycomb, that is a constant thickness of the material can be produced.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur zur Verfügung zu stellen, welches auf einfache Weise durchzuführen ist und bei welchem die Wabenstruktur eine variable Höhe der Waben aufweist.task The present invention is a process for the preparation a honeycomb structure available to provide, which is easy to perform and in which the Honeycomb structure a variable height the honeycomb has.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß profilierte Materialstreifen mit einer Breite, die der jeweils vorgesehenen Höhe der Waben entspricht, bereitgestellt werden und unter Ausbildung der Wabenstruktur mit der vorgesehenen Höhe der Waben verbunden werden, wobei Materialstreifen mit unterschiedlichen Breiten und/oder Materialstreifen mit einer über deren Länge variierenden Breite bereitgestellt und miteinander verbunden werden.These Task is inventively characterized solved, that profiled Material strips with a width corresponding to those provided height of Honeycomb corresponds, be provided and under training of the Honeycomb structure can be connected to the intended height of the honeycomb, wherein strips of material with different widths and / or strips of material with one over their length be provided varying width and interconnected.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die herzustellende Wabenstruktur unmittelbar mit der vorgesehenen, d.h. endgültigen Höhe der Waben erhalten, ohne daß ein nachfolgender Arbeitsschritt, bei dem die Wabenstruktur geschnitten oder gesägt wird, erforderlich ist.In the method according to the invention, the honeycomb structure to be produced directly with the intended, ie final height of the honeycomb he hold, without a subsequent operation in which the honeycomb structure is cut or sawn, is required.
Die Höhe der Waben ist dabei die Abmessung der Wabenstruktur in der Raumrichtung, in der sich die Waben (d.h. Zellen) erstrecken. Diese Raumrichtung entspricht der Breitenrichtung der verbundenen Materialstreifen und kann auch als Zellhöhe oder als die Höhe der Wabenstruktur bezeichnet werden. Die Höhe der Waben ist bei der erfindungsgemäß hergestellten Wabenstruktur variabel, worauf noch im einzelnen eingegangen wird.The height of Honeycomb is the dimension of the honeycomb structure in the spatial direction, in which the honeycombs (i.e., cells) extend. This spatial direction corresponds to the width direction of the bonded material strips and can also be called cell height or as the height the honeycomb structure are called. The height of the honeycomb is in accordance with the invention Honeycomb variable, which will be discussed in detail.
Die Abmessungen der Wabenstruktur in den anderen Raumrichtungen ergeben sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einerseits aus der Länge der Materialstreifen, d.h. deren Abmessung senkrecht zur Breite, und andererseits aus der Anzahl der miteinander verbundenen Materialstreifen. Diese Abmessungen können im Rahmen der Erfindung konstant oder variabel sein.The Dimensions of the honeycomb structure in the other spatial directions result in the method according to the invention on the one hand, from the length the strip of material, i. whose dimension is perpendicular to the width, and on the other hand from the number of interconnected strips of material. These dimensions can be constant or variable within the scope of the invention.
Bevorzugt umfaßt das Bereitstellen von Materialstreifen ein Ablängen von Materialstreifen. Auf diese Weise können Materialstreifen mit der jeweils vorgesehenen Länge auf einfache Weise aus einem längeren Materialstreifen hergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Materialstreifen von mindestens einem kontinuierlichen Materialstreifen abgelängt werden. Unter einem kontinuierlichen Materialstreifen ist dabei ein Materialstreifen zu verstehen, von dem eine Mehrzahl von einzelnen Materialstreifen mit einer jeweils vorgebbaren Länge, bevorzugt innerhalb eines automatisierbaren Verfahrens, abgelängt werden können.Prefers comprises the provision of strips of material a cutting of strips of material. That way you can Material strip with the intended length in a simple manner a longer one Material strips are produced. It is particularly advantageous if the strips of material of at least one continuous Material strips cut to length become. Under a continuous strip of material is here to understand a strip of material of which a plurality of individual ones Material strip with a predetermined length, preferably within one automatable process, can be cut to length.
Das Bereitstellen von profilierten Materialstreifen umfaßt vorzugsweise ein Profilieren mindestens eines Materialstreifens, so daß dieser in seiner Längsrichtung ein Profil aufweist. Unter der Längsrichtung ist dabei die Abmessung des Materialstreifens senkrecht zur Breitenrichtung zu verstehen. Die Form des Profils bestimmt die Gestalt der Waben der hergestellten Wabenstruktur, da die einzelnen Waben jeweils durch die sich gegenüberliegenden Profilbereiche benachbarter Materialstreifen gebildet werden.The Providing profiled strips of material preferably comprises Profiling at least one strip of material, so that this in its longitudinal direction has a profile. Under the longitudinal direction is the dimension of the strip of material perpendicular to the width direction to understand. The shape of the profile determines the shape of the honeycomb the produced honeycomb structure, since the individual honeycombs each through the opposite Profile areas of adjacent strips of material are formed.
Die Verfahrensschritte des Profilierens und Ablängens von Materialstreifen können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Entscheidend ist jedoch, daß die Materialstreifen bereits vor dem Verbinden zu einer Wabenstruktur erfindungsgemäß mit der jeweils vorgesehenen Breite bereitgestellt werden. Durch diese Maßnahme muß eine Wabenstruktur mit der vorgesehenen Höhe nicht erst in einem zusätzlichen Arbeitsschritt von einem größeren Block abgeschnitten oder abgesägt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren weist somit den Vorteil auf, daß sämtliche Verfahrensschritte kontinuierlich durchgeführt werden können und eine Automatisierung des gesamten Verfahrens wesentlich einfacher vorgenommen werden kann als bei den Profilierverfahren des Standes der Technik. Dies führt nicht zuletzt auch zu einer Kostenersparnis.The Process steps of profiling and cutting to length of strips of material can in the context of the method according to the invention be performed in any order. Crucial, however, is that the Material strip already before joining to a honeycomb structure according to the invention with each provided width can be provided. By this measure, a honeycomb structure must with the intended height not only in an additional Step cut off from a larger block or sawn off become. The inventive method thus has the advantage that all Process steps can be carried out continuously and automation of the entire process made much easier can be as in the profiling of the prior art. this leads to not least also to a cost saving.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Wabenstrukturen mit einer variablen Höhe der Waben zu erzeugen, indem Materialstreifen mit variabler Breite bereitgestellt werden. Solche Wabenstrukturen sind mit den bekannten Verfahren nicht oder nur sehr schwer herzustellen.The inventive method allows it to produce honeycomb structures with a variable height of the honeycomb by Material strips are provided with variable width. Such Honeycomb structures are not or only with the known methods very difficult to produce.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können ein oder mehrere Materialstreifen mit der vorgesehenen unterschiedlichen und/oder variablen Breite bereits vorgefertigt zur Verfügung gestellt werden. Vorzugsweise umfaßt jedoch das Bereitstellen von Materialstreifen mit einer Breite, die der vorgesehenen Höhe der Waben entspricht, ein Zuschneiden mindestens eines Materialstreifens auf die entsprechende Breite. Der mindestens eine Materialstreifen wird dabei von einer Ausgangsbreite auf eine Endbreite zugeschnitten, wobei die Endbreite konstant oder variabel sein kann und der jeweils vorgesehenen Wabenhöhe entspricht. Auf diese Weise können Wabenstrukturen mit unterschiedlichen und/oder variablen Höhen sehr flexibel und innerhalb eines kontinuierlichen Arbeitsablaufs erzeugt werden.in the Framework of the method according to the invention can one or more strips of material with the provided different and / or variable width already prefabricated provided become. Preferably comprises however, providing strips of material having a width, the intended height the honeycomb corresponds, a trimming at least one strip of material to the appropriate width. The at least one strip of material is cut from a starting width to a final width, where the final width can be constant or variable and the respectively provided honeycomb height equivalent. That way you can Honeycomb structures with different and / or variable heights very flexible and generated within a continuous workflow become.
Auch bezüglich des Zuschneidens des mindestens einen Materialstreifens ist die Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte flexibel. Insbesondere kann das Zuschneiden des mindestens einen Materialstreifens sowohl vor als auch nach dem Profilieren erfolgen.Also in terms of the cutting of the at least one strip of material is the Order of the individual process steps flexible. Especially Cutting the at least one strip of material can be both before and after profiling done.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird mindestens ein kontinuierlicher Materialstreifen so zugeschnitten, daß die Breite der hiervon abgelängten Materialstreifen über deren Länge variiert. Beim Verbinden dieser Materialstreifen entsteht eine Wabenstruktur mit einer variablen Höhe der Waben, z. B. eine Wabenstruktur mit einem ansteigenden oder abfallenden Höhenprofil.at a particular embodiment The invention provides at least one continuous strip of material tailored so that the Width of the cut to length Material strip over their length varies. When joining these strips of material creates a honeycomb structure with a variable amount of Honeycomb, z. B. a honeycomb structure with a rising or falling Height profile.
Alternativ oder zusätzlich können auch Materialstreifen mit unterschiedlichen Breiten miteinander verbunden werden. Auch dies führt zu Wabenstrukturen mit variabler Höhe. Werden verschiedene Materialstreifen mit jeweils unterschiedlich variierender Breite miteinander verbunden, entsteht eine Wabenstruktur mit einem vorgebbaren dreidimensionalen Höhenprofil, d. h. mit einer variablen Höhe entlang beider Richtungen der durch die Öffnungen der Waben definierten Oberfläche. Solche Wabenstrukturen, die mit dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik nicht herstellbar sind, können beispielsweise zur Herstellung individuell geformter Konstruktionselemente eingesetzt werden.Alternatively or additionally, material strips with different widths can be connected to one another. This also leads to honeycomb structures with variable height. If different strips of material, each with varying widths, are joined together, a honeycomb structure having a predeterminable three-dimensional height profile, ie with a variable height along both directions of the surface defined by the openings of the honeycombs, is produced. Such honeycomb structures obtained by the method according to the prior art can not be produced, for example, can be used for the production of individually shaped structural elements.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Materialstreifen mit unterschiedlichen Materialeigenschaften miteinander verbunden. Dadurch können Wabenstrukturen mit variablen Materialeigenschaften hergestellt werden, d. h. anisotrope Materialien. Beispielsweise können verschiedene Materialstreifen mit einer unterschiedlichen Materialstärke eingesetzt werden, was zu unterschiedlichen Steifigkeiten der Wabenstruktur in verschiedenen Bereichen des Materials führt. Eine weitere Möglichkeit besteht in einer variablen Dimensionierung des Profils, wodurch unterschiedliche Durchmesser der Waben in verschiedenen Bereichen der Wabenstruktur realisiert werden können.at a further embodiment the method according to the invention become material strips with different material properties connected with each other. Thereby can Honeycomb structures with variable material properties are produced, d. H. anisotropic materials. For example, different strips of material be used with a different material thickness, what to different stiffnesses of the honeycomb structure in different Areas of the material leads. One more way consists in a variable sizing of the profile, which different diameters of the honeycomb in different areas the honeycomb structure can be realized.
Bei dem Profil in Längsrichtung der Materialstreifen handelt es sich bevorzugt um ein periodisches Profil. Dies führt beim Verbinden der Materialstreifen zu Wabenstrukturen mit regelmäßigen, d.h. gleichförmigen Waben.at the profile in the longitudinal direction the strip of material is preferably a periodic one Profile. this leads to when bonding the strips of material to honeycomb structures with regular, i. uniform honeycomb.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das periodische Profil ein Trapezprofil. Materialstreifen mit einem derartigen Trapezprofil können so verbunden werden, daß eine Wabenstruktur mit einem regelmäßigen hexagonalen Querschnitt der Waben erhalten wird.at a preferred embodiment the method according to the invention the periodic profile is a trapezoidal profile. Material strip with such a trapezoidal profile can be connected so that a Honeycomb structure with a regular hexagonal Cross section of the honeycomb is obtained.
Vorteilhaft erfolgt das Profilieren des mindestens einen Materialstreifens mittels Profilwalzen. Dabei kommen bevorzugt zwei Profilwalzen mit ineinandergreifenden Vorsprüngen entlang ihres Umfangs zum Einsatz, zwischen denen der Materialstreifen hindurchgeführt wird.Advantageous the profiling of the at least one strip of material takes place by means of Profile rolling. Here are preferably two profile rollers with intermeshing projections used along its circumference, between which the strip of material is passed.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Materialstreifen vor dem Verbinden mit Bohrungen oder Durchbrüchen versehen. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, um eine Belüftung der einzelnen Waben bei Verwendung der Wabenstruktur innerhalb eines Sandwichmaterials zu ermöglichen. Bevorzugt werden die Bohrungen oder Durchbrüche bereits vor dem Profilieren des mindestens einen Materialstreifens erzeugt. Um eine Belüftung sämtlicher Waben der hergestellten Wabenstruktur sicherzustellen, ist es ausreichend, eine einzelne Reihe von Bohrungen oder Durchbrüchen in Längsrichtung des Materialstreifens in den jeweiligen Abständen des Profils vorzusehen.at In a further embodiment of the invention, the strips of material before connecting with holes or openings provided. This is for example advantageous to aeration the individual honeycomb using the honeycomb structure within a To enable sandwich material. Prefers the holes or breakthroughs are already before profiling the generated at least one strip of material. For aeration of all honeycombs ensuring the produced honeycomb structure, it is sufficient a single row of holes or apertures in the longitudinal direction of the strip of material in the respective intervals to provide the profile.
Das Zuschneiden des mindestens einen Materialstreifens erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mechanisch. Dies erfolgt insbesondere mittels eines Messers oder einer Säge, welches) in Breitenrichtung des Materialstreifens beweglich ist. Auf diese Weise lassen sich sowohl Materialstreifen mit unterschiedlichen konstanten Breiten als auch Materialstreifen mit einer variablen Breite herstellen, indem das Messer oder die Säge während eines Transports des Materialstreifens entlang dessen Längsrichtung entweder an einer festen Position gehalten oder gesteuert verfahren wird. Somit lassen sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch die zur Herstellung von Wabenstrukturen mit variabler Höhe benötigten Materialstreifen in einem kontinuierlichen Prozeß zuschneiden.The Cutting the at least one strip of material takes place at a preferred embodiment the invention mechanically. This is done in particular by means of a Knife or a saw, which one) is movable in the width direction of the strip of material. To this Way can be both strips of material with different constant widths as well as strips of material with a variable Make width by holding the knife or saw during transport of the machine Material strip along the longitudinal direction either at one fixed position or controlled procedure. Thus let within the scope of the method according to the invention also the material strips needed to make honeycomb structures of variable height to crop in a continuous process.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, insbesondere bei Herstellung von Wabenstrukturen aus einem metallischen Material, erfolgt das Zuschneiden des mindestens einen Materialstreifens mittels eines Lasers. Auch ein zum Schneiden verwendeter Laserstrahl kann an einer festen Position gehalten oder gesteuert verfahren werden, um Materialstreifen mit konstanter bzw. variabler Breite zu erhalten.at a further embodiment of the invention, in particular in the production of honeycomb structures made of a metallic material, the cutting of at least a strip of material by means of a laser. Also a for cutting used laser beam can be kept at a fixed position or be controlled in order to strip of material with constant or variable width.
Das Ablängen von Materialstreifen erfolgt vorzugsweise mittels vollständigem Durchtrennen mindestens eines Materialstreifens in Breitenrichtung in vorgebbaren Abständen. Auch das vollständige Durchtrennen des Materialstreifens kann sowohl mechanisch mit einem Messer oder einer Säge als auch mittels eines Lasers durchgeführt werden.The Shorten of strips of material is preferably carried out by means of complete severing at least a strip of material in the width direction at predetermined intervals. Also the complete cutting The material strip can be used both mechanically with a knife or a saw as well as by means of a laser.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Herstellung von Wabenstrukturen aus verschiedenen Materialien eingesetzt werden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind Materialstreifen aus einem metallischen Material, insbesondere aus Aluminium, Stahl oder Titan, hergestellt. Metallische Wabenstrukturen weisen besonders hohe Festigkeiten auf.The inventive method Can be used to make honeycomb structures of different materials be used. In one embodiment of the invention Material strip of a metallic material, in particular of Aluminum, steel or titanium. Metallic honeycomb structures have particularly high strengths.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Materialstreifen aus einem Kunststoffmaterial, z. B. aus Polypropylen oder Polyetherimid, hergestellt. Zur Erhöhung der Stabilität können die Kunststoffe mit Fasern, insbesondere Glasfasern, Aramidfasern oder Kohlefasern, verstärkt sein.at a further embodiment the method according to the invention are strips of material made of a plastic material, eg. B. polypropylene or Polyetherimide prepared. To increase the stability, the Plastics with fibers, in particular glass fibers, aramid fibers or Carbon fibers, reinforced be.
Gemäß einer weiteren Alternative der Erfindung sind Materialstreifen aus Papier oder Pappe hergestellt. Vorzugsweise ist dabei das Papier oder die Pappe mit einem Kunstharz getränkt.According to one Another alternative of the invention are strips of paper or cardboard. Preferably, the paper or the Cardboard soaked with a synthetic resin.
Das Verbinden der Materialstreifen miteinander erfolgt bevorzugt durch Verkleben. Hierfür wird ein Klebstoff auf erhabene Bereiche des Profils aufgetragen. Diese erhabenen Bereiche, die zumindest näherungsweise in einer Ebene liegen, bilden die Kontaktflächen von benachbarten Materialstreifen in der Wabenstruktur.The Connecting the strips of material with each other is preferably carried out by Bonding. Therefor An adhesive is applied to raised areas of the profile. These raised areas, at least approximately in one plane lie, form the contact surfaces from adjacent strips of material in the honeycomb structure.
Das Auftragen des Klebstoffs erfolgt bevorzugt vor einem Ablängen von Materialstreifen, so daß das Auftragen kontinuierlich durchgeführt werden kann.The Application of the adhesive is preferably carried out before cutting to length Material strip, so that the Applying can be done continuously.
Insbesondere in dem Fall, daß Materialstreifen aus einem metallischen Material hergestellt sind, können diese auch durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, miteinander verbunden werden.Especially in the case of strips of material are made of a metallic material, these can also by welding, in particular laser welding, be connected to each other.
Die einzelnen Materialstreifen werden vorzugsweise über ihre gesamte Kontaktfläche miteinander verbunden, z. B. verklebt, um eine möglichst stabile Verbindung zu gewährleisten. In einigen Fällen kann aber auch eine Verbindung nur über Teilbereiche der Kontaktfläche vorteilhaft sein, insbesondere beim Punktschweißen von metallischen Materialien. Auch dies kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens problemlos realisiert werden, indem die Materialstreifen z. B. über Schweißpunkte entlang der durch die Wabenöffnungen definierten Oberflächen der Wabenstruktur miteinander verbunden werden. Bei dem Profilierverfahren des Standes der Technik ist dies nicht möglich, da diese Oberflächen der Wabenstruktur erst beim Absägen der Schichten von dem Wabenblock, d.h. nach dem Verbinden der Materialstreifen, zugänglich sind.The individual strips of material are preferably over their entire contact surface with each other connected, z. B. glued to a stable connection to ensure. In some cases but can also be advantageous only a connection over portions of the contact surface be, especially when spot welding of metallic materials. Again, this can be easily realized in the context of the method according to the invention be by the strips of material z. B. over welds along the through honeycomb openings defined surfaces the honeycomb structure are interconnected. In the profiling process In the prior art, this is not possible because these surfaces of the Honeycomb structure only when sawing the layers of the honeycomb block, i. after joining the strips of material, accessible are.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der eine Wabenstruktur auf einfache Weise hergestellt werden kann.Of the Invention is also the object of a device for disposal to put, with which a honeycomb structure manufactured in a simple way can be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung (i) mindestens eine erste Schneideeinrichtung zum Zuschneiden mindestens eines Materialstreifens auf eine variable Breite, die der jeweils vorgesehenen Höhe der Waben entspricht, und (ii) mindestens eine Profilierungseinrichtung zum Profilieren des mindestens einen Materialstreifens umfaßt.These Task is inventively characterized solved, that the Device (i) at least one first cutting device for cutting at least one strip of material to a variable width, the the intended height the honeycomb corresponds, and (ii) at least one profiling device for profiling the at least one strip of material.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt die mindestens eine erste Schneideeinrichtung ein in Breitenrichtung des Materialstreifens bewegliches Messer oder eine Säge. Die Funktionsweise und die Vorteile einer solchen mechanischen ersten Schneidevorrichtung wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.at a preferred embodiment the device according to the invention comprises the at least one first cutting device in the width direction the material strip movable knife or a saw. The Operation and advantages of such a mechanical first Cutting device have already been in connection with the method according to the invention explained.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt die mindestens eine erste Schneideeinrichtung einen Laser. Ein Laser eignet sich insbesondere zum Zuschneiden von Materialstreifen aus metallischen Materialien, was ebenfalls bereits oben erläutert wurde.at a further embodiment includes the at least one first cutting device a laser. A laser is particularly suitable for cutting strips of material Metallic materials, which has also been explained above.
Die mindestens eine Profilierungseinrichtung umfaßt bevorzugt eine oder mehrere Profilwalzen, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden.The at least one profiling device preferably comprises one or more Profile rolls, already in connection with the method according to the invention have been described.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt mindestens eine zweite Schneideeinrichtung zum Ablängen von Materialstreifen, die so ausgebildet ist, daß sie den mindestens einen Materialstreifen in vorgebbaren Abständen vollständig in Breitenrichtung durchtrennt. Die mindestens eine zweite Schneideeinrichtung umfaßt beispielsweise ein Messer oder eine Säge. Alternativ kann die mindestens eine zweite Schneideeinrichtung einen Laser umfassen.A preferred embodiment the device according to the invention comprises at least one second cutting device for cutting to length Material strip which is formed so that it at least one Material strips at predetermined intervals completely divided in the width direction. The At least one second cutting device comprises, for example, a knife or a saw. Alternatively, the at least one second cutting device a Laser include.
Bevorzugt umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine Führungseinrichtung, die den mindestens einen Materialstreifen, insbesondere einen kontinuierlichen Materialstreifen, entlang einer Transportrichtung weiterbewegt. Die Transportrichtung entspricht dabei der Längsrichtung des Materialstreifens. Die Führungseinrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Führungswalzen umfassen.Prefers comprises the device according to the invention at least one guide device, the the at least one strip of material, in particular a continuous Material strip, further moved along a transport direction. The transport direction corresponds to the longitudinal direction of the material strip. The management device For example, it may include one or more guide rollers.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine Auftrageeinrichtung zum Auftragen von Klebstoff auf den mindestens einen Materialstreifen. Diese umfaßt beispielsweise eine oder mehrere Auftragswalzen, mit denen ein Klebstoff kontinuierlich auf erhabene Bereiche des Profils aufgetragen werden kann.at a further embodiment includes the inventive device at least one applicator for applying adhesive on the at least one strip of material. This includes, for example one or more applicator rollers that apply an adhesive continuously can be applied to raised areas of the profile.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung umfaßt mindestens eine Schweißeinrichtung zum Verbinden von Materialstreifen. Die Schweißeinrichtung umfaßt bevorzugt einen Laser, der insbesondere zum Verbinden von Materialstreifen aus einem metallischen Material geeignet ist.A other embodiment of the invention at least one welding device for joining material strips. The welding device preferably comprises a laser, in particular for connecting strips of material made of a metallic material is suitable.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.Further Advantages and embodiments the device according to the invention were already in connection with the method according to the invention explained.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The inventive device is particularly suitable for carrying out the method according to the invention.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.These and further advantages of the invention are described below with reference to embodiments and explained in more detail with reference to the figures.
Es zeigen im einzelnen:It show in detail:
Ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
betrifft die Herstellung einer Wabenstruktur mit einer konstanten
Höhe der Waben
(d.h. einer konstanten Zellhöhe).
Ein zur Durchführung
dieses Verfahrens geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
in den
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
Die
Vorrichtung
Das
erfindungsgemäße Verfahren
funktioniert wie folgt: Der Materialstreifen
Im
folgenden Schritt wird auf die erhabenen Bereiche des Profils
Der
profilierte und mit Klebstoff versehene Materialstreifen
Alternativ
zu der bei der Vorrichtung
Der
zugeschnittene Materialstreifen
Die
abgelängten
Materialstreifen
Als
Alternative zum Verkleben können
die abgelängten
Materialstreifen
Die
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Wabenstruktur
Die
Höhe H
der Wabenstruktur
Die
Abmessungen der hergestellten Wabenstruktur
Bei
einer Variante dieses Ausführungsbeispiels
wird der Materialstreifen
Ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
betrifft die Herstellung einer Wabenstruktur mit einer variablen
Höhe der
Waben. Ein zur Durchführung
dieses Verfahrens geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in der
Die
Vorrichtung
Das
erfindungsgemäße Verfahren
funktioniert wie folgt: Ein Materialstreifen
Die
erste Schneideeinrichtung
Das
anschließende
Profilieren des Materialstreifens
Von
dem profilierten Materialstreifen
Durch
Verbinden dieser Materialstreifen
Alternativ
können
durch ein entsprechendes Zuschneiden des Materialstreifens
Alternativ
zu dem in
Ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
betrifft die Herstellung einer Wabenstruktur, bei dem kontinuierliche
Materialstreifen mit unterschiedlichen Materialeigenschaften eingesetzt
werden. Ein zur Durchführung
dieses Verfahrens geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in der
Die
Vorrichtung
Ferner
umfaßt
die Vorrichtung
Das
erfindungsgemäße Verfahren
funktioniert wie folgt: Die beiden Materialstreifen
Die
Profile
Die
profilierten Materialstreifen
Dieser
Doppelstreifen
Die
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Doppelstreifen (in der
Das
Vorrichtung
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