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Die Erfindung betrifft einen Lamellenblock für eine Kalibriereinrichtung zur Kalibrierung eines extrudierten Profils. Ferner betrifft die Erfindung eine Kalibriereinrichtung umfassend eine Vielzahl von Lamellenblöcken sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Lamellenblocks, ein System zur additiven Fertigung eines derartigen Lamellenblocks und ein entsprechendes Computerprogramm und Datensatz.
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Kalibriereinrichtungen werden zur Kalibrierung von extrudierten Endlosprofilen, wie beispielsweise Rohrprofilen, eingesetzt. Bei der Herstellung derartiger Profile wird zunächst in einem Extruder eine zur Herstellung des Profils gewünschte Kunststoffschmelze erzeugt. Die erzeugte Kunststoffschmelze wird dann durch eine Austrittsdüse des Extruders gepresst, welche die Form des Profils vorgibt. Das aus der Austrittsdüse des Extruders austretende Profil durchläuft anschließend eine Kalibriereinrichtung, welche das noch erhitzte Profil dimensionsgenau nachformt.
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Eine derartige Kalibriereinrichtung zur Dimensionierung extrudierter Profile ist aus der
DE 198 43 340 C2 bekannt. Darin wird eine variabel einstellbare Kalibriereinrichtung gelehrt, die zur Kalibrierung von extrudierten Kunststoffrohren mit unterschiedlichem Rohrdurchmesser ausgebildet ist. Die Kalibriereinrichtung umfasst ein Gehäuse und eine Vielzahl von in dem Gehäuse kreisförmig angeordneten Lamellenblöcken, die zusammen einen Kalibrierkorb mit kreisförmiger Kalibrieröffnung bilden, durch welche die zu kalibrierenden Rohre geführt werden (vgl. insbesondere die
1 und
2 der
DE 198 43 340 C2 ). Ferner ist jeder Lamellenblock mit einer Betätigungsvorrichtung gekoppelt, die zur individuellen radialen Verschiebung des jeweiligen Lamellenblocks vorgesehen ist. Auf diese Weise kann der Wirkquerschnitt der durch die Vielzahl der Lamellenblöcke gebildeten kreisförmigen Kalibrieröffnung je nach Bedarf entsprechend eingestellt werden.
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Die in der
DE 198 43 340 C2 beschriebenen Lamellenblöcke bestehen jeweils aus einer Vielzahl von Lamellen, die auf zwei voneinander beabstandet angeordneten Trägerstangen aufgefädelt sind. Zur Einhaltung eines gewünschten Abstands zwischen benachbarten Lamellen kommen Abstandshülsen zum Einsatz (vgl. auch
3 der
DE 198 43 340 C2 ). Ein Beispiel eines gefädelten Lamellenblocks ist ferner in der
1a gezeigt. Der in
1a dargestellte Lamellenblock
10 umfasst eine Vielzahl von Lamellen
12 und Abstandshülsen
14, die abwechselnd entlang zweiter Trägerstangen
16 aufgefädelt sind. Derartige gefädelte Lamellenblöcke sind aufwendig in der Fertigung und damit kostenintensiv.
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Abweichend von den oben beschriebenen gefädelten Lamellenblöcken sind ferner Lamellenblöcke mit geschlossenen Trägerstrukturen (bzw. Rückenstrukturen) bekannt.
1b zeigt ein Beispiel eines derartigen Lamellenblocks. Der Lamellenblock
20 umfasst eine Vielzahl von Lamellen
22, die von einer blockförmig ausgebildeten Rückenstruktur
24 getragen werden. Die blockförmige Rückenstruktur
24 ist hierbei in der Form eines einstückigen Körpers (z.B. stabförmiger Körper) realisiert. Weitere Beispiele von Lamellenblöcken mit geschlossener Rückenstruktur sind aus der
WO 2004/103684 A1 bekannt.
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Bei einem Kalibrierprozess wird die Außenwand des Profils gegen die Innenwand des Kalibrierkorbes gepresst (beispielsweise mit Hilfe eines Vakuums). Die Innenwand des Kalibrierkorbes wird durch die Lamellen der ineinandergreifenden Lamellenblöcke gebildet. Durch den Druck, mit dem das zu diesem Zeitpunkt noch verformbare Profil gegen die Innenwand des Kalibrierkorbes gedrückt wird, bilden sich in den Lamellenzwischenräumen (auch Nuten genannt) unvermeidlich Beulfelder an der Oberfläche des Profils aus. Die Dimensionen der Beulfelder richten sich nach der Länge und Breite der Nuten. Große Beulfelder sind jedoch ungünstig in Bezug auf die Oberfläche des kalibrierten Profils. Ferner „rasten“ bereits erzeugte Beulfelder beim Vorschub des zu kalibrierenden Profils durch den Kalibrierkorb der Kalibriereinrichtung in nachfolgende Nuten der Lamellenblöcke ein. Das sich wiederholende Einrasten der Beulen in die Nuten führt zu einem unerwünschten Rattern des zu kalibrierenden Profils im Kalibrierkorb. Andererseits wird durch die sich wiederholende Einprägung der Lamellenstruktur an der Profiloberfläche die Beulenstruktur an der Profiloberfläche verstärkt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Lamellenblöcke für eine Kalibriereinrichtung bereitzustellen, welche die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik aufgezeigten Probleme weiter reduzieren bzw. beseitigen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Oberflächenstruktur des zu kalibrierenden Profils zu verbessern. Ferner soll das in Zusammenhang mit bekannten Kalibrierblöcken beobachtete Rattern des zu kalibrierenden Profils zumindest reduziert bzw. ganz vermieden werden.
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Zur Lösung der oben beschriebenen sowie weiterer Aufgaben wird ein Lamellenblock für eine Kalibriereinrichtung zur Kalibrierung eines extrudierten Profils bereitgestellt. Der Lamellenblock umfasst eine Lamellenstruktur, welche eine Vielzahl von Lamellen aufweist, die durch Nuten voneinander beabstandet und in Längsrichtung des Lamellenblocks angeordnet sind. Wenigstens einige der Nuten weisen jeweils ein Stegelement auf, welches die jeweilige Nut an einer Innenseite des Lamellenblocks in zwei Nutabschnitte unterteilt.
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Das zu kalibrierende Profil kann ein Kunststoffprofil sein. Insbesondere kann das zu kalibrierende Profil ein Rohr sein. Die Längsrichtung des Lamellenblocks entspricht der Extrusionsrichtung (der Vorschubrichtung) des zu kalibrierenden Profils, wenn der Lamellenblock in eine Kalibriereinrichtung eingebaut ist. Die Innenseite des Lamellenblocks ist jene Seite des Lamellenblocks, die dem zu kalibrierenden Profil zugewandt ist.
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Jedes der in einer jeweiligen Nut angeordneten Stegelemente kann seitlich an wenigstens einer der Lamellen (d.h. an der jeweiligen Lamellenflanke) fixiert sein, die die jeweilige Nut bilden. Es versteht sich, dass die Breite eines jeden Stegelements (d.h. seine Ausdehnung in Längsrichtung des Lamellenblocks) der Breite der Nut entsprechen kann, in der das jeweilige Stegelement angeordnet ist.
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Jedes der Stegelemente kann derart in einer jeweiligen Nut angeordnet sein, dass es an der Innenseite bündig mit dem Lamellenblock abschließt. Mit anderen Worten weist jedes Stegelement an der Innenseite des Lamellenblocks eine Kontaktfläche auf, die bündig mit der jeweiligen Kontaktfläche der anliegenden Lamellen abschließt. Somit bilden die Kontaktflächen aller Stegelemente und die Kontaktflächen aller Lamellen eine gemeinsame Kontaktfläche des Lamellenblocks, die mit der Außenfläche des zu kalibrierenden Profils in Kontakt kommt.
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Gemäß einer Variante können die durch ein jeweiliges Stegelement definierten Nutabschnitte einer Nut ungleich sein. Mit anderen Worten können die Nutabschnitte zu beiden Seiten des jeweiligen Stegelements unterschiedlich lang an der Innenseite des Lamellenblocks ausgebildet sein. Die Aufteilung der Nut in zwei ungleiche Nutabschnitte kann durch ein Stegelement erreicht werden, das einen in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Lamellenblocks asymmetrischen Querschnitt aufweist. Ein derartiges Stegelement kann eine asymmetrische Kontaktfläche aufweisen, so dass bei Anordnung des Stegelements in der Nut diese zwangsläufig in zwei ungleiche Nutabschnitte zerfällt.
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Die Nutabschnitte zweier benachbarter Nuten können in ihrer Länge zueinander variieren. Das heißt die Nutabschnitte zweier benachbarter Nuten können an der Innenseite des Lamellenblocks unterschiedlich lang ausgebildet sein. Die Variation der Länge der Nutabschnitte entlang des Lamellenblocks kann durch Anordnung von Stegelementen mit sich ändernden Querschnitten (bzw. Kontaktflächen) in den jeweiligen Nuten entlang des Lamellenblocks erreicht werden. Mit Querschnitt ist hier wiederum der Querschnitt des Stegelements senkrecht zur Längsrichtung des Lamellenblocks gemeint.
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Die Längenvariation der Nutabschnitte aller Nuten zueinander kann einer nichtstetigen Funktion folgen. Mit anderen Worten können sich die Nutabschnitte aller Nuten in ihrer jeweiligen Länge an der Innenseite des Lamellenblocks unregelmäßig variabel voneinander unterscheiden. Alternativ kann die Variation auch einer festlegbaren Funktion folgen.
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Jedes Stegelement kann in das Nutinnere der jeweiligen Nut, in der es angeordnet ist, hineinragen. Dabei kann jedes Stegelement eine maximale Ausdehnung in Richtung des Nutinneren in einem Bereich aufweisen, in dem das jeweilige Stegelement eine in Längsrichtung verlaufende Symmetrieebene des Lamellenblocks schneidet. Die Symmetrieebene verläuft mittig durch den Lamellenblock und teilt den Lamellenblock in zwei grundlegend (spiegel-)gleiche Hälften (ohne Berücksichtigung der Stegelemente).
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Die Stegelemente können derartig in den Nuten positioniert und/oder dimensioniert sein, dass sie den Eingriff der Lamellen eines benachbarten Lamellenblocks einer Kalibriereinrichtung in die Nuten des Lamellenblocks nicht beinträchtigen.
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Jedes Stegelement kann im Nutinneren (konvex) gekrümmt sein. Alternativ kann jedes Stegelement im Nutinneren auch eine anderweitige Form annehmen. Die Form und Dimensionierung der Stegelemente im Nutinneren richtet sich nach der gewünschten Stabilität (Festigkeit, Steifigkeit etc.) der Stegelemente, welche wiederum von den Kräften abhängt, welche auf die Stegelemente wirken. Abhängig von den äußeren Anforderungen und dem verwendeten Material können die Stegelemente auch flache Volumenkörper (etwa mit der Dicke einer Folie) sein.
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Der Lamellenblock kann ferner eine Trägerstruktur aufweisen, an der die Lamellenstruktur angeordnet ist. Die Trägerstruktur und die Lamellen können aus demselben Material oder aus verschiedenen Materialien gefertigt sein. Insbesondere können die Trägerstruktur und/oder die Lamellen aus einem metallischen Werkstoff oder einem Polymerwerkstoff gebildet sein. Die Trägerstruktur kann an einer der Innenseite des Lamellenblocks abgewandten Seite an der Lamellenstruktur des Lamellenblocks angeordnet sein. Die Trägerstruktur und die Lamellenstruktur können als ein einstückiges Bauteil ausgebildet sein. Alternativ kann die Trägerstruktur wenigstens eine Trägerstange umfassen, entlang welcher die einzelnen Lamellen des Lamellenblocks in Längsrichtung aufgefädelt sind.
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Der Lamellenblock kann mittels 3D-Druck hergestellt sein. Alternativ kann der Lamellenblock beispielsweise durch Fräsen, Bohren, Schneiden oder mittels eines Gussverfahrens hergestellt sein.
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Der erfindungsgemäße Lamellenblock ist aus mehrerlei Hinsicht vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik. Zum einen bewirkt die Unterteilung der Nuten in Nutabschnitte eine Verkleinerung der Beulfelder an der Oberfläche des extrudierten Profils bei der Kalibrierung. Dies kann eine Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit des kalibrierten Profils bewirken. Ferner führt eine unregelmäßige Längenvariation der Nutabschnitte an der Innenseite des Lamellenblocks zu einer entsprechend ungleichmäßigen Ausbildung von Beulfeldern an der Oberfläche des extrudierten Profils. Dadurch kann das eingangs beschriebene Rattern beim Kalibrieren des Profils unterbunden werden, da wenigstens einige Beulfelder aufgrund ihrer Ungleichheit nicht mehr in die nachfolgenden Nuten einrasten können. Zusätzlich kann durch Wahl einer geeigneten Form und Dimensionierung der Stegelemente im Nutinneren gewährleistet werden, dass der Eingriff der Lamellen benachbarter Lamellenblöcke einer Lamelleneinrichtung in die Nuten des Lamellenblocks nicht eingeschränkt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Kalibriereinrichtung zur Kalibrierung von extrudierten Profilen bereitgestellt, wobei die Kalibriereinrichtung eine Vielzahl der erfindungsgemäßen Lamellenblöcke aufweist, die zur Bildung einer Kalibrieröffnung zueinander angeordnet sind. Die Anordnung der Lamellenblöcke kann dabei derart sein, dass diese eine kreisrunde Kalibrieröffnung bilden.
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Die Kalibriereinrichtung kann ferner eine Vielzahl von Betätigungseinrichtungen umfassen, wobei jede der Betätigungseinrichtungen mit jeweils einem der Lamellenblöcke gekoppelt ist. Durch die Betätigungseinrichtung kann jeder Lamellenblock radial zur Kalibrieröffnung individuell betätigt werden. Dadurch kann der Wirkquerschnitt der Kalibrieröffnung nach Bedarf an den Querschnitt (Durchmesser) des zu kalibrierenden Profils angepasst werden.
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Ferner kann die Kalibriereinrichtung ein Gehäuse aufweisen, das zur Aufnahme und Lagerung der Betätigungseinrichtung und der mit der Betätigungseinrichtung gekoppelten Lamellenblöcke vorgesehen ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Lamellenblocks bereitgestellt. Das Verfahren zum Herstellen des Lamellenblocks umfasst wenigstens den Schritt des Herstellens des Lamellenblocks mittels 3D-Druck oder mittels additiver Fertigung. Die Herstellung des Lamellenblocks mittels 3D-Druckverfahren oder additiver Fertigungsverfahren kann hierbei ein schichtweises Lasersintern/Laserschmelzen von Materialschichten umfassen, wobei die Materialschichten entsprechend der zu erzeugenden Form des Lamellenblocks nacheinander (sequentiell) aufgetragen werden.
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Das Verfahren kann ferner den Schritt des Berechnens einer Lamellenblockgeometrie (CAD-Daten) umfassen und, optional, das Umwandeln der 3D-Geometriedaten in entsprechende Steuerbefehle für den 3D-Druck oder die additive Fertigung.
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Das Verfahren kann ein Herstellen des Lamellenblocks als einstückiges Bauteil umfassen. Es versteht sich jedoch, dass gemäß einer alternativen Variante das Verfahren ein Herstellen jeder Lamelle einzeln (z.B. mit jeweils einem anliegenden Stegelement) und das Auffädeln der Lamellen entlang wenigstens einer Trägerstange in Längsrichtung des Lamellenblocks umfassen kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines Lamellenblocks bereitgestellt, das die Schritte umfasst: Erstellen eines Datensatzes, welcher den wie oben beschrieben Lamellenblock abbildet; und Speichern des Datensatzes auf einer Speichervorrichtung oder einem Server. Das Verfahren kann ferner umfassen: Eingeben des Datensatzes in eine Verarbeitungsvorrichtung oder einen Computer, welche/r eine Vorrichtung zur additiven Fertigung derart ansteuert, dass diese den im Datensatz abgebildeten Lamellenblock fertigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System zur additiven Fertigung eines Lamellenblocks bereitgestellt, mit einer Datensatzerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Datensatzes, welcher den wie oben beschrieben Lamellenblock abbildet, einer Speichervorrichtung zum Speichern des Datensatzes und einer Verarbeitungsvorrichtung zum Empfangen des Datensatzes und zum derartigen Ansteuern einer Vorrichtung zur additiven Fertigung, dass diese den im Datensatz abgebildeten Lamellenblock fertigt. Die Speichervorrichtung kann ein USB-Stick, eine CD-ROM, eine DVD, eine Speicherkarte oder eine Festplatte sein. Die Verarbeitungsvorrichtung kann ein Computer, ein Server oder ein Prozessor sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt bereitgestellt, umfassend Datensätze, die bei dem Einlesen der Datensätze durch eine Verarbeitungsvorrichtung oder einen Computer diese/n veranlasst, eine Vorrichtung zur additiven Fertigung derart anzusteuern, dass die Vorrichtung zur additiven Fertigung den wie oben beschrieben Lamellenblock fertigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein computerlesbarer Datenträger bereitgestellt, auf dem das vorstehend beschriebene Computerprogramm gespeichert ist. Der computerlesbare Datenträger kann ein USB-Stick, eine CD-ROM, eine DVD, eine Speicherkarte oder eine Festplatte sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Datensatz bereitgestellt, welcher den wie oben beschrieben Lamellenblock abbildet. Der Datensatz kann auf einem computerlesebaren Datenträger gespeichert sein.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1a einen Lamellenblock für eine Kalibriereinrichtung gemäß dem Stand der Technik;
- 1b einen weiteren Lamellenblock für eine Kalibriereinrichtung gemäß dem Stand der Technik;
- 2a eine 3D-Ansicht eines Lamellenblocks gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2b eine Normalansicht auf die Innenseite des in 2a dargestellten Lamellenblocks;
- 2c eine Ansicht des in den 2a und 2b dargestellten Lamellenblocks in einer Schnittebene A-A (siehe 2b);
- 3a eine Ansicht eines weiteren Lamellenblocks gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 3b eine isolierte Darstellung von Stegelementen des in 3a dargestellten Lamellenblocks;
- 4 eine Ansicht einer Kalibriereinrichtung mit einer Vielzahl erfindungsgemäßer Lamellenblöcke;
- 5 eine schematische Darstellung eines Eingriffs von erfindungsgemäßen Lamellenblöcken ineinander; und
- 6 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Lamellenblocks.
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Die 1a und 1b wurden bereits im Zusammenhang mit dem Stand der Technik eingangs diskutiert. Es sei auf die dortige Beschreibung verwiesen.
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Im Zusammenhang mit den 2a bis 2c wird nun ein erfindungsgemäßer Lamellenblock 100 für eine Kalibriereinrichtung weiter beschrieben.
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Der in 2a dargestellte Lamellenblock 100 umfasst eine Lamellenstruktur 110, die eine Vielzahl von Lamellen 112 aufweist. Ferner umfasst der Lamellenblock 100 eine Trägerstruktur 120. Die Trägerstruktur 120 fungiert als Träger für die Lamellenstruktur 110.
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Der Lamellenblock 100 kann ferner eine Kopplungseinrichtung (hier nicht dargestellt) aufweisen, welche zur Kopplung mit einer Betätigungseinrichtung einer Kalibriereinrichtung (hier ebenfalls nicht dargestellt) vorgesehen ist. Die Kopplungseinrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie mit der Trägerstruktur 120 fest verbindbar ist.
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Die Trägerstruktur 120 kann (wie in 2a dargestellt) durch einen balkenförmigen Körper realisiert sein, entlang dem die Lamellen 112 angeordnet sind. Insbesondere kann die balkenförmige Trägerstruktur 120 Durchbrechungen zur Reduzierung des Gewichts des Lamellenblocks 100 aufweisen. Alternativ kann die Trägerstruktur 120 wenigstens eine Trägerstange aufweisen, an der die Lamellen 112 aufgefädelt werden (vergleiche hierzu 1a).
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Die Lamellenstruktur 110 umfasst eine Vielzahl von Lamellen 112, die in Längsrichtung L des Lamellenblocks 100 voneinander beabstandet angeordnet sind. Benachbarte Lamellen 112 sind durch entsprechende Nuten 130 voneinander getrennt. Gemäß der in 2a gezeigten Implementierung weist jede Lamelle 112 im Querschnitt zur Längsrichtung L im Wesentlichen die Kontur eines (gleichschenkligen) Dreiecks auf. An der Innenseite des Lamellenblocks 100, welche in einem in eine Kalibriereinrichtung eingebauten Zustand dem zu kalibrierenden Profil zugewandt ist, weist jede Lamelle eine Kontaktfläche 114 auf. Die Kontaktfläche 114 tritt bei der Kalibrierung mit der Außenfläche des zu kalibrierenden Profils (etwa einem Rohr) in Kontakt. Die Kontaktfläche 114 einer jeden Lamelle 112 weist eine leichte (konkave) Krümmung auf und stellt die Außenkontur des zu kalibrierenden Profils wenigstens teilweise dar. Je nach Anwendung kann der Lamellenblock 100 auch eine andere Lamellenform aufweisen, die von dem hier beschriebenen dreiecksförmigen Querschnittsprofil abweichen kann. Ebenso können die Kontaktflächen 114 jeder Lamelle 112 eine anderweitige Krümmung aufweisen beziehungsweise flach oder gewinkelt ausgebildet sein.
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Der in 2a dargestellte Lamellenblock 100 umfasst ferner Stegelemente 140, die in den Nuten 130 des Lamellenblocks 100 angeordnet sind. Die Stegelemente 140 weisen an der Innenseite des Lamellenblocks 100 ihrerseits eine Kontaktfläche 142 auf, welche bündig mit den Kontaktflächen 114 der zu dem jeweiligen Stegelement 140 benachbarten Lamellen 112 abschließt. Das heißt, die Kontaktflächen 114 der Lamellen 112 und die Kontaktflächen 142 der Stegelemente 140 bilden an der Innenseite des Lamellenblockes 100 eine gemeinsame Kontaktfläche. Die gemeinsame Kontaktfläche kann die Außenkontur des zu kalibrierenden Profils wenigstens teilweise nachbilden.
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In 2b ist eine Normalansicht des in 2a dargestellten Lamellenblocks 100 auf die Lamelleninnenseite dargestellt. Die Trägerstruktur 120, entlang der die Lamellen 112 angeordnet sind, ist in der Normalansicht in 2b als vertikaler hinter den Lamellen 112 liegender Balken angedeutet. Der Lamellenblock 100 ist spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene 180 ausgebildet, welche in Längsrichtung mittig durch den Lamellenblock verläuft. Die Kontaktflächen 142 der Stegelemente 140 sind in 2b schraffiert dargestellt. Die Stegelemente 140 sind in Längsrichtung L mittig (d.h. zentral entlang der Symmetrieebene 180) in den Nuten 130 des Lamellenblocks 100 derart angeordnet, dass jedes Stegelement 140 eine zugehörige Nut 130, in zwei gleiche Nutabschnitte 132, 134 teilt.
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In 2c ist ein Querschnitt des in den 2a und 2b dargestellten Lamellenblocks in der Schnittebene A-A (siehe 2b) dargestellt. Die Kontaktfläche 142 des Stegelements 140 schließt bündig mit der Kontaktfläche 114 der benachbarten Lamelle 112 ab. Das Stegelement 140 weist ferner einen Stegelement-Rücken 144 auf, mit dem das Stegelement 140 in das Nutinnere der Nut 130 hineinragt. An seinem Rücken 144 weist das Stegelement 140 eine abgerundete Form auf, die im Querschnitt symmetrisch zu der Symmetrieebene 180 ist. Es versteht sich, dass der Stegelement-Rücken 144 auch eckig ausgebildet sein kann. Unabhängig von seiner genauen rückseitigen Ausgestaltung ragt das Stegelement 140 an jener Stelle am weitesten in die Nut 130 hinein, an dem es die Symmetrieebene 180 schneidet.
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Im Zusammenhang mit der 3a wird nun ein weiterer erfindungsgemäßer Lamellenblock 200 für eine Kalibriereinrichtung näher beschrieben. Wie der Lamellenblock 100 gemäß den 2a bis 2c, weist der Lamellenblock 200 eine Lamellenstruktur 110 mit einer Vielzahl von Lamellen 112 auf, die durch Nuten 130 voneinander beabstandet sind. Der Lamellenblock 200 weist ferner eine Trägerstruktur 120 auf, an der die Lamellenstruktur 110 angeordnet ist. Die Trägerstruktur 120 kann hierbei genauso ausgebildet sein, wie die Trägerstruktur des Lamellenblocks 100. Es wird auf die entsprechende Beschreibung oben verwiesen. Zur Vereinfachung wurden jene Merkmale des Lamellenblocks 200, die strukturell und funktionell ähnlich oder identisch mit Merkmalen des Lamellenblocks 100 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In den Nuten 130 sind Stegelemente 240 angeordnet. Die Stegelemente 240 sind so ausgebildet, dass wenigstens einige der Nuten 130 bezüglich der Symmetrieebene 180 an der Innenseite des Lamellenblocks 200 in ungleiche Nutabschnitte 232, 234 geteilt werden. Dadurch können sich bei der Kalibrierung an der Oberfläche des zu kalibrierenden Profils Beulfelder verschiedener Länge ausbilden. Somit kann ein Rattern bei der Kalibrierung des Profils erheblich verringert oder gar gänzlich unterbunden werden.
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Im Folgenden werden im Zusammenhang mit der 3b beispielhafte Ausgestaltungen von Stegelementen 240a bis 240f des Lamellenblocks 200 gemäß 3a näher beschrieben. Die Kontaktflächen 242a bis 242f weisen eine leichte (konkave) Krümmung auf. Je nach Kontur des zu kalibrierenden Bauteils kann auch die Ausgestaltung der Kontaktfläche 242 eines jeden Stegelements 240 variieren. Jedes Stegelement 240a bis 240f weist ferner einen Stegelement-Rücken 244a bis 244f auf, mit dem es in das Nutinnere einer jeweiligen Nut 130 hineinragt. Die Stegelement-Rücken 244a bis 244f weisen jeweils eine gewölbte Oberfläche auf.
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Im Querschnitt können wenigstens einige der Stegelemente 240a bis 240f asymmetrisch (vgl. Stegelemente 240b, 240c, 240d und 240f) bezüglich der Symmetrieebene 180 ausgebildet sein. Mit anderen Worten können wenigstens einige der Stegelemente 240 einen in sich asymmetrischen Querschnitt aufweisen. Ferner können einige oder alle Stegelemente 240 zueinander asymmetrische Querschnitte aufweisen. Jedes der Stegelemente 240a bis 240f weist seine größte Ausdehnung an der Stelle auf, an der es die Symmetrieebene 180 des Lamellenblocks 200 schneidet.
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Im Zusammenhang mit der 4 wird nun eine Implementierung einer erfindungsgemäßen Kalibriereinrichtung 500 näher beschrieben. Die Kalibriereinrichtung 500 umfasst eine Vielzahl der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Lamellenblöcke 100, 200, welche in Umfangsrichtung derart zueinander angeordnet sind, dass die Kontaktflächen 114 der Lamellen 112 und die Kontaktflächen 142, 242 der Stegelemente 140, 240 der Lamellenblöcke 100, 200 gemeinsam eine Kalibrieröffnung 510 bilden. Die Kalibrieröffnung 510 entspricht der gewünschten Außenkontur eines zu kalibrierenden Profils (Rohr 515).
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An der Trägerstruktur 120 eines jeden Lamellenblocks 100, 200 ist eine Kopplungseinrichtung 150 angeordnet. Jede Kopplungseinrichtung 150 steht wiederum in Verbindung mit jeweils einer Betätigungseinrichtung 520, die zwischen einem inneren Gehäusezylinder 530 und einem äußeren Gehäusezylinder 540 der Kalibriereinrichtung 500 fixiert ist. Die Betätigung eines Lamellenblockes 100, 200 durch eine dazugehörige Betätigungseinrichtung 520 ermöglicht ein radiales Verfahren des Lamellenblocks 100, 200. Auf diese Weise kann der Durchmesser der Kalibrieröffnung 510 variabel eingestellt werden, da die Lamellen 112 eines jeden Lamellenblocks 100, 200 in die Nuten 130 der jeweils benachbarten Lamellenblöcke 100, 200 eingreifen.
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Grundsätzlich ähnelt der Aufbau der Kalibriereinrichtung
500 gemäß
4 dem Aufbau einer Kalibriereinrichtung, wie sie bereits in der
DE 198 43 340 C2 beschrieben ist.
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5 zeigt schematisch eine Anordnung der in 3a dargestellten Lamellenblöcke 200 innerhalb einer Kalibriereinrichtung. Die jeweiligen Stegelemente 240 jedes Lamellenblocks 200 weisen ihre jeweils größte radiale Ausdehnung (Ausdehnung in Richtung des Nutinneren) in dem Bereich auf, in dem sie die Symmetrieebene 180 des jeweiligen Lamellenblocks 200 schneiden. Die Stegelemente 240 sind dabei so dimensioniert, dass ein Eingriff der Lamellen 112 benachbarter Lamellenblöcke 200 nicht eingeschränkt wird. Die Darstellung gemäß 5 gilt analog für den Eingriff erfindungsgemäßer Lamellenblöcke 100 (vergleiche hierzu 2a-2c) mit symmetrischen Stegelementen 140, die die Nuten 130 in gleiche Nutabschnitte 131, 134 teilen.
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Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Lamellenblocks 100, 200 kann vorzugsweise ein generatives bzw. additives Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen. Ein derartiges Herstellungsverfahren 600 ist in 6 gezeigt. Demnach kommt ein 3D-Druckverfahren zum Einsatz. Hierbei werden in einem ersten Schritt 610 3D-Geometriedaten (CAD-Daten), welche der Geometrie des zu fertigenden Lamellenblocks 100, 200 entsprechen, berechnet. In einem zweiten Schritt 620 werden die berechneten 3D-Geometriedaten in Steuerbefehle für einen 3D-Druck umgewandelt. In einem dritten Schritt 630 wird schließlich, basierend auf den erzeugten Steuerbefehlen, der Lamellenblock 100, 200 mittels eines 3D-Druckverfahrens (z.B. Lasersintern, Laserschmelzen) schichtweise aufgebaut. Als Werkstoff für den 3D-Druck kann ein metallischer Werkstoff oder ein Polymerwerkstoff zum Einsatz kommen.
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Es versteht sich, dass gemäß einer alternativen Variante das Verfahren ein Herstellen jeder Lamelle 112 einzeln (z.B. mit jeweils einem anliegenden Stegelement 140, 240) und das Auffädeln der Lamellen 112 entlang wenigstens einer Trägerstange in Längsrichtung des Lamellenblocks 100, 200 umfassen kann.
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Alternativ zur Herstellung mittels 3D-Druck ist auch denkbar, den Lamellenblock 100, 200 bzw. jede Lamelle 112 einzeln beispielsweise durch Fräsen, Bohren, Schneiden oder mittels eines Gussverfahrens herzustellen.
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Durch den Einsatz der hier beschriebenen Lamellenblöcke mit Stegelementen kann die Kalibrierung von Endlosprofilen, insbesondere von Kunststoffprofilen, weiter verbessert werden. Insbesondere kann eine vorteilhafte Verkleinerung der Beulfelder an der Oberfläche des Profils erzielt werden. Ferner können durch die Stegelemente in Längsrichtung der Lamellenblöcke unregelmäßige Nutabschnittsmuster und somit unregelmäßige Beulfelder an der Profiloberfläche realisiert werden, wodurch das Rattern beim Kalibrieren des Profils eliminiert oder zumindest stark reduziert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19843340 C2 [0003, 0004, 0048]
- WO 2004/103684 A1 [0005]
