EP1399310B1 - Method and device for shaping a lengthwise corrugated web - Google Patents

Abstract

In a method and device for continuous shaping of a plane web to a lengthwise corrugated web, wherein the web in the shaping area is continuously spatially guided and shaped, in that any imaginary line positioned within the center plane of the web and extending in the transport direction during shaping in the shaping area travels approximately the same travel distance, with increasing shaping only those web lines not positioned at the edge are subjected to a deflection perpendicularly to the plane of the web. The maximum value of the deflection is the greater the farther the web line is removed from the edge of the web, respectively.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen längsgewellter Bahnen.The invention relates to a method and an apparatus for producing longitudinally corrugated webs.

Längsgewellte Bahnen können zur Herstellung von Bahnstrukturen verwendet werden, bei der eine Raffung der Bahn quer zur Transportrichtung eine Rolle spielt. Dies liegt sowohl bei der Erzeugung einer endgültigen Form, wie zum Beispiel bei Längswellpappe, als auch für Formungszwischenschritte, wie zum Beispiel bei der Herstellung von Wabenstrukturen, vor.Longitudinally corrugated webs can be used for the production of web structures, in which a gathering of the web transversely to the transport direction plays a role. This is the case both in the production of a final shape, such as in longitudinal corrugated board, and in intermediate forming steps, such as in the manufacture of honeycomb structures.

In der Verpackungsmittelindustrie und anderen Branchen bekannt sind Bahnen mit wellenförmigem Querschnitt. Diese Querschnitte zeichnen sich durch periodisch wiederkehrende Formen aus. Solche Formen können sein: sinusförmige Linien, aus Halbkreisen zusammengesetzte Linien, aus Kreissegmenten und Geraden zusammengesetzte Linien, nur aus Geraden zusammengesetzte oder andere Linien.Known in the packaging industry and other industries are webs with undulating cross-section. These cross sections are characterized by periodically recurring shapes. Such forms may be: sinusoidal lines, semicircle-composed lines, lines composed of circle segments and straight lines, lines composed only of straight lines or other lines.

Wellenförmig geformte Bahnen werden zum Beispiel bei der Herstellung von Wellpappen eingesetzt. Die gewellte Bahn wird zumindest mit einer glatten Bahn verklebt. Der dadurch entstehende Gesamtverbund weist eine hohe Steifigkeit und Festigkeit im Verhältnis zur geringen Masse des eingesetzten Materials auf. Die Steifigkeit der Gesamtstruktur ist in Richtung der Wellenfront strukturbedingt höher als quer dazu, das heißt in Richtung der Wellennormalen.Corrugated webs are used, for example, in the production of corrugated board. The corrugated web is glued at least with a smooth web. The resulting overall composite has a high rigidity and strength in relation to the low mass of the material used. The rigidity of the overall structure is structurally higher in the direction of the wavefront than transversely thereto, that is, in the direction of the wave normal.

Die Wellung der Bahn wird nach dem Stand der Technik mittels eines Riffelwalzenpaares geformt. Die Wellenfront verläuft dabei stets quer zur Bahnlaufrichtung.The corrugation of the web is formed according to the prior art by means of a corrugating roller pair. The wavefront always runs transversely to the web running direction.

Wellenpapiere weisen jedoch in Bahnlaufrichtung um bis zu 30% bessere Materialwerte als quer dazu auf. Dies ist darauf zurückzuführen, dass, bedingt durch die vorhergehenden Fertigungsstufen, die Fasern in Richtung des Bahnlaufes ausgerichtet sind.However, in the web running direction, corrugated papers have up to 30% better material values than transversely thereto. This is due to the fact that, due to the preceding stages of production, the fibers are aligned in the direction of web travel.

Die materialoptimale Festigkeit und die strukturoptimale Festigkeit können bei Querwellung nicht in Einklang gebracht werden. Dies gelänge mit einer Längswellung.The material-optimal strength and structure-optimal strength can not be reconciled with transverse corrugation. This would succeed with a longitudinal curl.

Bei einem Längswellverfahren, bei dem mittels Formelement in die flache Bahn in Bahnlaufrichtung zunehmend Wellen eingeprägt werden, ist die gleichzeitig eintretende seitliche Einschnürung zu beachten. Dabei besteht das Problem der unebenen Umformung, das heißt der Weg einer an der Bahnkante liegenden, in Bahnlaufrichtung verlaufenden Bahnlinie ist länger als der einer weiter zur Bahnmitte liegenden. Dies führt zu Stauchungen und Dehnungen in der Bahn, die die Bahn während der Umformung falten bzw. zerreißen. Das Wellenpapier und damit die Gesamtstruktur wird unbrauchbar.In a Längswellverfahren in which by means of molding in the flat web are increasingly embossed in the web running direction waves, the simultaneously occurring lateral constriction is observed. There is the problem of uneven forming, that is, the path of lying at the web edge, running in the web direction web line is longer than that of a further to the middle of the track. This leads to upsets and strains in the web which fold or tear the web during forming. The wave paper and thus the forest becomes unusable.

So legen zum Beispiel bei einer Breite der flachen Bahn von einem Meter, der Breite der gewellten Bahn von 70 Zentimeter und einer Länge des Formelements von einem Meter die an den Rändern der Bahn liegenden Bahnlinien einen 1% längeren Weg zurück als die in der Bahnmitte liegenden. Die üblichen Papierbahnen können diese Dehnung bzw. Stauchung nicht ausgleichen. Sie reißen bzw. bilden Falten.For example, with a width of one meter flat web, a 70 centimeter corrugated web length and a one meter length of the molding line, the web lines lying at the edges of the web will travel a distance 1% longer than the one in the middle of the web , The usual paper webs can not compensate for this strain or compression. They tear or form wrinkles.

Wird der Umformbereich in Bahnlaufrichtung über einen größeren Bereich ausgedehnt, um die damit entstehenden Dehnungen und Stauchungen des Bahnmaterials zu mindern, so wird die Ausdehnung der Umformvorrichtung zu groß, um in einer technisch realisierbaren Einrichtung zum Beispiel in eine Wellpappenanlage integriert werden zu können.If the forming area is stretched in the web running direction over a larger area in order to reduce the resulting strains and compressions of the web material, the expansion of the forming device is too large to be integrated in a technically feasible device, for example, in a corrugator.

Ebene Umformungen, das heißt, Umformungen bei denen alle in Bahnlaufrichtung verlaufenden, gedachten Bahnlinien im Umformbereich gleich lang sind, werden mittels Formschultern theoretisch realisiert. Formschultern finden beispielsweise in Schlauchbeutelmaschinen bei der Herstellung von Schläuchen aus ebenen Bahnen Anwendung. Es ist jedoch noch keine Formschulter zur Erzeugung längsgewellter Bahnen bekannt geworden.Level transformations, that is, transformations in which all in the web running direction, imaginary lines in the forming area are the same length, are realized by means of forming shoulders theoretically. Form shoulders find application, for example, in tubular bag machines in the manufacture of tubes from flat webs. However, there is still no known form shoulder for generating longitudinally corrugated webs.

Vorrichtungen zum Längswellen werden schon seit längerem entworfen ( US 2 257 428 , US 2 901 951 , US 4 410 316 ). Häufig wird bei ihnen das oben erläuterte Problem der unebenen Umformung nicht beachtet. Daraus resultieren partiell hohe Dehnungen und Stauchungen in der Bahn, die zu hohen Abzugskräften, zum Knittern und zum Einreißen, wie oben beschrieben, führen.Longitudinal wave devices have been designed for some time ( US 2 257 428 . US 2 901 951 . US 4 410 316 ). Often they are not aware of the above-discussed problem of uneven forming. This results in partially high strains and compressions in the web, which lead to high pull-off forces, wrinkling and tearing, as described above.

In US 4 410 316 aus dem Jahre 1985 wurde dieses Problem zwar erkannt, jedoch nicht tatsächlich gelöst. Es wird dort vorgeschlagen, die Bahn über einen ersten Rollenbogen um 90 Grad umzuleiten und dabei gleichzeitig für das Herausbilden von Längsfalten zu sorgen, die später die Längswellen darstellen. Je weiter die Bahn nach Passieren dieses ersten Rollenbogens gefördert wird, desto mehr laufen die einzelnen, in Längsrichtung gedachten Bahnlinien aufeinander zu und desto weiter werden die Längsfalten übereinander gefaltet. Hat die Bahn die gewünschte Breite erreicht, so wird sie über einen zweiten Rollenbogen, der denselben Radius wie der erste aufweist, um weitere 90 Grad, in die ursprüngliche Förderrichtung zurückgeleitet. Dadurch richten sich die Bahnlinien wieder parallel zueinander bei Beibehaltung der übereinanderlappenden Falten aus. Im weiteren werden diese Falten aufgerichtet und zu Wellen umgeformt.In US 4 410 316 from 1985 this problem was recognized but not actually solved. There it is proposed to redirect the web over a first roller arch by 90 degrees and at the same time to provide for the development of longitudinal folds, which later represent the longitudinal waves. The further the train to pass this first roller arch is conveyed, the more the individual, longitudinally imaginary path lines converge toward each other and the more the longitudinal folds are folded over one another. If the web has reached the desired width, then it is returned to the original conveying direction via a second roller arch having the same radius as the first, by a further 90 degrees. As a result, the web lines align themselves again parallel to each other while maintaining the overlapping folds. In addition, these wrinkles are erected and formed into waves.

Dabei ist zu kritisieren, dass hier die für das Längswellen erforderliche Bahnbreitenreduzierung und die mit der unterschiedlichen Wegdifferenz zwischen inneren und äußeren Bahnlinien verbundene Materialbeanspruchung punktuell erfolgt, und zwar beim Passieren des Rollenbogens. Diese nicht allmähliche, sondern sehr plötzliche Umformung führt zu einer sehr hohen Materialbeanspruchung. Zu große Bahnabzugskräfte sowie Risse sind die Folge.It should be criticized here that the required for the longitudinal waves web width reduction and associated with the different path difference between the inner and outer rail lines material stress occurs selectively, namely when passing the roller arch. This not gradual, but very sudden deformation leads to a very high material stress. Excessive web pull-off forces and cracks are the result.

Aus DE 20 11 802 B2 ist eine Maschine zur Erzeugung einer längsgewellten Bahn aus blattförmigem Material durch ebene Umformung bekannt. In dem Dokument wird die Wellenformung in einem Führungsbett für die Bahn beschrieben, das zwischen Eintritts- und Austrittsende wechselnd konvex oder konkav derart gestaltet ist, dass die gedachten Längslinien und die gedachten Querlinien der Bahn jeweils gleich lang sind. Als Ausgleich für die infolge Einschnürung entstehenden verschiedenen Längen der Längslinien in Bahnebene x-y wird die Bahn bereichsweise senkrecht zur Bahn, in z Richtung ausgelenkt. Um die Geometrie dieser konvex und konkav gekrümmten Flächen zu finden, wurde der Querschnitt einer Papierbahn modellhaft im Einlaufbereich als eine Gerade und im Auslaufbereich als eine Welle fixiert. Die sich dann ergebende Form der Papierbahn wurde als die günstige Umformgeometrie postuliert. Diese Umformgeometrie ist jedoch nicht optimal. So ergibt sich nach einem dort angeführten Beispiel bei einer Bahn von 28 cm x 108 cm eine relativ hohe Abweichung in z Richtung.Out DE 20 11 802 B2 For example, a machine for producing a longitudinally corrugated sheet of sheet material by planar forming is known. The document describes the wave formation in a guide bed for the web, which is alternately convex or concave between the entrance and exit ends such that the imaginary longitudinal lines and the imaginary transverse lines of the web are of equal length. To compensate for the resulting constriction different lengths of the longitudinal lines in the orbital plane xy the web is partially deflected perpendicular to the web, in the z direction. In order to find the geometry of these convexly and concavely curved surfaces, the cross section of a paper web was modeled in the inlet region as a straight line and in the outlet region as a shaft. The resulting shape of the paper web was postulated as the favorable forming geometry. However, this forming geometry is not optimal. Thus, according to an example given there, a relatively high deviation in the z direction results for a web of 28 cm × 108 cm.

Es ist jedoch für die Durchsetzung eines Längswellverfahrens in der Industrie sehr wichtig, bei welchem Verhältnis von Umformlänge zu Bahnbreite die Längswellung realisiert werden kann. Wollte man das Beispiel aus DE 20 11 802 B2 auf die in der Wellpappenindustrie üblichen Bahnbreiten hochrechnen, so käme man bei einer gewünschten Breite der gewellten Bahn von 2 Metern, bei einem Wellungsverhältnis von 1,5 auf eine Bahnbreite am Einlauf von 3 Metern und bei dem Verhältnis zwischen Umformlänge und Bahnbreite von 108 cm/28 cm = 3,86 auf eine Umformlänge von 11,6 Metern. Dies ist für den Einsatz von Wellpappenanlagen viel zu lang. Notwendig wären Umformverhältnisse bis zu 1.However, it is very important for the enforcement of a longitudinal corrugation method in industry at which ratio of forming length to web width the longitudinal corrugation can be realized. Did you want the example? DE 20 11 802 B2 on those in the corrugated industry Extrapolating the usual web widths, one would come with a desired width of the corrugated web of 2 meters, with a corrugation ratio of 1.5 to a web width at the inlet of 3 meters and at the ratio between forming length and web width of 108 cm / 28 cm = 3, 86 to a Umformlänge of 11.6 meters. This is much too long for the use of corrugated board systems. Necessary would be forming ratios up to 1.

In einem erst jüngst bekannt gewordenen Patent wird das Problem der unebenen Umformung wiederum nicht beachtet. Bei der Erfindung US 5 508 083 erfolgt die Ausformung der Längswellen mittels sich mit der Bahnbewegung mitdrehenden Formscheiben, die die Längswelle langsam in die Bahn eindrücken. Dabei fällt die Erfindung gegenüber dem oben zitierten Stand der Technik dahingehend zurück, dass nicht beachtet wurde, dass es sich bei dieser Ausformung der Längswellen um eine unebene Umformung handelt und keine Gegenmaßnahmen getroffen wurden, dies zu verhindern oder zu mildern. Diese Lösung hat den Nachteil, dass die Umformstrecke zur Erzeugung der Längswellen in Bahnlaufrichtung sehr lang gestaltet werden muss und damit in bestehende Wellpappenanlagen schwer integrierbar ist.In a patent that has only recently become known, the problem of uneven forming is again ignored. In the invention US 5,508,083 the shaping of the longitudinal shafts takes place by means of forming disks which rotate with the web movement and which slowly press the longitudinal shaft into the web. In this case, the invention falls back to the above cited prior art in that it was not considered that this shaping of the longitudinal shafts is an uneven deformation and no countermeasures were taken to prevent or mitigate this. This solution has the disadvantage that the forming section for generating the longitudinal shafts in the web running direction must be made very long and thus difficult to integrate into existing corrugated board systems.

Das Längswellen findet mitunter auch als Zwischenstufe zur Herstellung von Wabenstrukturen Anwendung. Während Wabenstrukturen aus Bahnen gewöhnlich durch Schneiden und Falzen hergestellt werden (z. B. US 5 894 044 ), sieht die Erfindung DE 197 16 637 vor, eine kontinuierlich geförderte Papierbahn in Bahnlaufrichtung seitlich zu raffen, um als Vorstufe zur eigentlichen Wabenformung eine längsgewellte Bahn herzustellen, wobei die Längswellen trapezförmig ausgebildet sind. Da auch dies, wie oben beschrieben, eine unebene Verformung der Bahn darstellt, werden dieselben Probleme, wie hohe Bahnabzugskräfte, Risse und Falten, entstehen.The longitudinal shaft is sometimes used as an intermediate for the production of honeycomb structures application. While web honeycomb structures are usually made by cutting and folding (e.g. US 5,894,044 ), sees the invention DE 197 16 637 to laterally gather a continuously conveyed paper web in the web running direction in order to produce as a precursor to the actual honeycomb forming a longitudinally corrugated web, wherein the longitudinal shafts are trapezoidal. Since this also constitutes an uneven deformation of the web as described above, the same problems as high web peel forces, cracks and wrinkles will arise.

Bei der Lösung gemäß WO 99/47347 , die bezüglich des Verfahrens als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, wird zwar behauptet, die Länge jedes Umformpfades sei im Wesentlichen gleich zur Länge jedes benachbarten Formungspfades. Dies ist jedoch nicht der Fall, wie sich leicht zeigen lässt. Wickelt man nämlich die in der zweiten Ebene 14 (Eintrittsebene) liegende, zu einem Bogen vorgekrümmte Bahnquerschnittslinie in die Ebene ab, so ist diese Linie in der Ebene keine Gerade, sondern vielmehr eine ebenfalls gekrümmte Linie, während die in der ersten Ebene 12 (Austrittsebene) liegende, gewellte Linie in der Ebene eine Gerade ist. Daher sind die Fasern der Bahn im Umformbereich nicht gleich lang.In the solution according to WO 99/47347 While it is believed to be the closest prior art in the process, it is contended that the length of each reforming path is substantially equal to the length of each adjacent forming path. However, this is not the case, as can easily be shown. Namely, if you wrap the lying in the second plane 14 (entrance level), curved to a sheet web cross-section line in the plane, so this line in the plane is not a straight line, but rather a curved line, while in the first plane 12 (exit plane ) lying, wavy line in the plane is a straight line. Therefore, the fibers of the web in the forming area are not the same length.

Dasselbe gilt sinngemäß auch für die Lösung gemäß GB 890,856 , der jedoch ein völlig anderer Ansatz, nämlich eine stufenweise feiner werdende Wellenprägung, zugrunde liegt. Es wird vorgeschlagen, dass die Bahn zunächst mittels Scheiben 5 grob gewellt wird und anschließend die groben Wellen in einer durch stationäre Oberflächen gebildeten Passage zu feineren Wellen umgeformt werden. Ob bei der vorgeschlagenen Lösung die Bahn im ebenen oder gewellten Zustand in den Umformbereich eintritt, kann dahingestellt bleiben. Jedenfalls sind auch hier die Bahnlinien im Umformbereich nicht gleich lang. Das Prinzip der ebenen Umformung wird bei der Lösung gemäß GB 890,856 sogar mehrfach (nämlich bei jeder neuen Verfeinerungsstufe) verletzt. Mit hoher Wahrscheinlichkeit kommt es bei diesen Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Faltenbildung in der Bahn und schlimmstenfalls zu Rissen, die das Produkt unbrauchbar machen.The same applies mutatis mutandis to the solution according to GB 890,856 However, based on a completely different approach, namely, a gradually finer wave embossing. It is proposed that the web is first roughly corrugated by means of discs 5 and then the coarse waves are transformed into finer waves in a passage formed by stationary surfaces. Whether in the proposed solution, the web enters the forming area in a plane or corrugated state can be left undecided. Anyway, here are the lines in the forming area not the same length. The principle of planar deformation is in the solution according to GB 890,856 even multiple times (at every new level of refinement). Most likely, these web creasing processes or devices will cause cracks that render the product unusable.

Aus dem Stand der Technik ist kein Verfahren und keine Vorrichtung bekannt, mittels derer das kontinuierliche Längswellen gleichzeitig durch ebene Umformung und mit geringer Umformlänge - und damit industriell anwendbar - durchgeführt wird.From the prior art, no method and no device is known, by means of which the continuous longitudinal waves at the same time by flat deformation and with low forming length - and thus industrially applicable - is performed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen zu finden, mittels denen eine ebene, in Längsrichtung geförderte Bahn innerhalb eines relativ kurzen Umformbereichs kontinuierlich von einem geraden Bahnquerschnitt zu einer Bahn mit wellenförmigen Querschnitt umgeformt werden kann, ohne die Bahn so zu beanspruchen, dass Risse oder Falten in der Bahn entstehen. Ausgehend von der WO 99/47347 , die bezüglich des Verfahrens als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, besteht die objektive technische Aufgabe der Erfindung darin, die offenbarte Lehre zur Formung einer längsgewellten Bahn dahingehend zu verbessern, dass alle Bahnlinien im Umformbereich gleich lang sind. Ausgehend von der GB 890,856 hingegen, die bezüglich der Vorrichtung als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, besteht die objektive technische Aufgabe der Erfindung darin, das Formelement aus GB 890,856 so zu verbessern, dass eine Faltenbildung verhindert wird.The invention has for its object to provide a method and devices by means of which a flat, longitudinally conveyed web within a relatively short forming area can be continuously formed from a straight web cross-section to a web with undulating cross-section, without claiming the web so, that cracks or wrinkles occur in the web. Starting from the WO 99/47347 With regard to the method considered to be the closest prior art, the objective technical object of the invention is to improve the disclosed teaching for forming a longitudinally corrugated web such that all the web lines in the forming region have the same length. Starting from the GB 890,856 on the other hand, which is considered to be the closest prior art with respect to the device, the objective technical object of the invention is to design the molded element GB 890,856 to improve so that wrinkling is prevented.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur kontinuierlichen Umformung einer ebenen zu einer längsgewellten Bahn unter Vermeidung von Falten und Rissen in der Bahn gelöst.The object is achieved by a method for continuously forming a flat to a longitudinally corrugated web while avoiding wrinkles and cracks in the web.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer ersten Ausgestaltung so durchgeführt werden, dass die Bahn im Umformbereich räumlich stetig geführt und verformt wird, indem jede in der Bahnmittelfläche liegende, in Transportrichtung verlaufend gedachte Linie während der Formung im Umformbereich dadurch annähernd den gleichen Weg zurücklegt, dass mit fortschreitender Formung nur die zwischen den Rändern liegenden Bahnlinien eine Auslenkung senkrecht zur Bahnebene erfahren, deren Maximalwert um so größer ist, je weiter die jeweilige Bahnlinie vom Rand der Bahn entfernt ist, wobei die Auslenkung der Bahnlinien etwa in der Mitte des Umformbereichs eine Richtungsumkehr erfährt.The inventive method can be carried out in a first embodiment so that the web in the forming area is spatially steadily guided and deformed by each lying in the web middle surface, running in the direction of transport imaginary line thereby during the forming in the forming approximately the same way travels that with progressive shaping only the lying between the edges of the web lines undergo a deflection perpendicular to the orbital plane whose maximum value is greater, the farther the respective railway line from the edge of the web is removed, the deflection of the web lines undergoes a direction reversal approximately in the middle of the forming.

In einer zweiten Ausgestaltung kann das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt werden, dass die Bahn aus dem ebenen zunächst in einen gewölbten Zustand vorgeformt und dann in eine Bahn mit gewelltem Querschnitt umgeformt wird, die Bahn im Umformbereich räumlich stetig geführt und verformt wird, indem jede in der Bahnmittelfläche liegende, in Transportrichtung verlaufend gedachte Linie während der Formung im Umformbereich annähernd den gleichen Weg zurücklegt, wobei mit fortschreitender Formung nur die zwischen den Rändern liegenden Bahnlinien eine Auslenkung senkrecht zur Bahnebene erfahren, deren Maximalwert umso größer ist, je weiter die jeweilige Bahnlinie vom Rand der Bahn entfernt ist und die Auslenkung der Bahnlinien an jeder Stelle in der gleichen Richtung erfolgt, wobei zur Formung der Bahnwölbung eine Formschulter verwendet wird.In a second embodiment, the method according to the invention can be carried out in such a way that the web is first preformed from the plane into a curved state and then converted into a web of corrugated cross section, the web is guided and deformed spatially continuously in the forming region, each of which in the Bahnmittelfläche lying, running in the transport direction imaginary line during forming in the forming approximately the same way travels, with progressive shaping only the lying between the edges of the web lines a deflection perpendicular to the orbital plane experienced, the maximum value is greater, the farther the respective railway line from the edge the web is removed and the deflection of the web lines takes place at any point in the same direction, wherein a forming shoulder is used to form the web curvature.

Zur Erhaltung einer konstanten Bahnlänge wird also eine geringere Auslenkung in einer Richtung durch eine stärkere Auslenkung in einer anderen Richtung kompensiert, wodurch alle Bahnlinien im Umformbereich annähernd den gleichen Weg zurücklegen.In order to maintain a constant path length, therefore, a smaller deflection in one direction is compensated by a stronger deflection in another direction, as a result of which all the path lines in the forming region cover approximately the same path.

Im Unterschied zum Stand der Technik nach DE 20 11 802 B2 verbleiben die an der Bahnkante liegenden Bahnlinien nahezu unausgelenkt. Idealerweise bilden sie eine Gerade zwischen Einlauf und Auslaufquerschnitt. Lediglich die weiter zur Bahnmitte liegenden Bahnlinien werden ausgelenkt.In contrast to the prior art according to DE 20 11 802 B2 the railway lines lying at the edge of the railway remain almost undeflected. Ideally, they form a straight line between inlet and outlet cross section. Only the railway lines lying further to the center are deflected.

Für die nachfolgenden Erläuterungen gelten die folgenden, in Fig.1 veranschaulichten Festlegungen :The following explanations apply to the following, in Fig.1 illustrated specifications:

Es wird ein globales kartesisches Koordinatensystem definiert, dessen x-Richtung bei unverformter Bahn in der Richtung der größten Ausdehnung der Bahn liegt und daher mit der Transportrichtung der Bahn zusammenfällt. Die y-Achse dieses Koordinatensystems verläuft in Breitenrichtung der Bahn, d. h. quer zur Transportrichtung, und die z Achse in der Dickenrichtung der Bahn. Der Ursprung des globalen Koordinatensystems liegt in x-Richtung am Beginn des Umformbereichs, in y-Richtung bei der halben Breite und in z-Richtung bei der halben Dicke der Bahn. Die Breite der Bahn sei b, die Dicke der Bahn sei d. Die im unverformten Zustand bei z=0 in der x-y-Ebene liegende Fläche heißt Bahnmittelfläche. Als obere bzw. untere Bahnfläche wird die Menge aller Punkte bezeichnet, die die Bahn im unverformten Zustand in einer Ebene z=d/2 bzw. z=-d/2 parallel zur globalen x-y-Ebene begrenzen.It defines a global Cartesian coordinate system whose x-direction lies in undeformed path in the direction of the greatest extent of the web and therefore with the transport direction of Railway coincides. The y-axis of this coordinate system runs in the width direction of the web, ie transversely to the transport direction, and the z axis in the thickness direction of the web. The origin of the global coordinate system lies in the x-direction at the beginning of the forming area, in the y-direction at half the width and in the z-direction at half the thickness of the web. The width of the web is b, the thickness of the web is d. The surface lying in the undeformed state at z = 0 in the xy plane is called the web center surface. Upper or lower web surface is the set of all points that bound the web in the undeformed state in a plane z = d / 2 or z = -d / 2 parallel to the global xy-plane.

Weiterhin wird für jedes infinitesimal kleine Volumenelement der Bahn ein lokales kartesisches Koordinatensystem definiert, dessen Ursprung bei z=0 liegt und dessen Koordinatenrichtungen u, v, w im unverformten Zustand der Bahn mit den Koordinatenrichtungen x, y, z des globalen Koordinatensystems zusammenfallen. Wird die Bahn verformt, so ändert sich die Ausrichtung des lokalen gegenüber dem globalen Koordinatensystem entsprechend.Furthermore, for each infinitesimal small volume element of the orbit, a local Cartesian coordinate system is defined whose origin lies at z = 0 and whose coordinate directions u, v, w coincide in the undeformed state of the path with the coordinate directions x, y, z of the global coordinate system. If the path is deformed, the orientation of the local relative to the global coordinate system changes accordingly.

Der Grundgedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass alle gedachten Linien der Bahn während des Umformprozesses in Bahnlaufrichtung den gleichen Weg zurücklegen müssen, um Stauchungen des Materials und die daraus folgenden negativen Effekte zu verhindern. Bestimmend für die an der Umformung beteiligte Bahnlänge ist bzw. sind die durch die Einschnürung der Bahn von der Breite der unverformten Bahn zur Breite der gewellten Bahn am meisten betroffene Bahnlinie bzw. Bahnlinien. Diese Bahnlinie bzw. Bahnlinien muss bzw. müssen den weitesten Weg vom Einlauf in die Umformvorrichtung zum Umformwerkzeug zurücklegen. Bei symmetrischer Umformung sind dies die beiden am weitesten außen liegenden Bahnlinien (Bahnkanten). Bei asymmetrischer Umformung betrifft dies nur eine der beiden Bahnkanten. Die Länge dieser Bahnlinie oder Bahnlinien wird als Umformlänge bezeichnet. Erfindungsgemäß wird bei weniger von der Einschnürung betroffenen Bahnlinien die Umformlänge dadurch konstant gehalten, dass diese Bahnlinien eine Auslenkung in z-Richtung erfahren. Bei symmetrischer Umformung wird die Auslenkung umso größer, je weiter sich die Bahnlinie in der Bahnmitte befindet.The basic idea of the method according to the invention is that all the imaginary lines of the web during the forming process in the web running direction have to travel the same way in order to prevent compressions of the material and the consequent negative effects. Determining the web length involved in the forming is or will be the railway line most affected by the constriction of the web from the width of the undeformed web to the width of the corrugated web. This railway line or lines must or must travel the furthest way from the inlet into the forming device to the forming tool. For symmetrical forming, these are the two outermost weblines (web edges). For asymmetric forming, this only affects one of the two web edges. The length of this railway line or railway lines is referred to as Umformlänge. According to the invention, the forming length is kept constant in less affected by the constriction lines, that these lines undergo a deflection in the z direction. In the case of symmetrical forming, the deflection increases the farther the line is in the middle of the track.

In einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Unterschiede der Bahnlinienlängen, die während der Umformung durch Auslenkung in z-Richtung auszugleichen sind, durch eine Wölbung der Bahn vor der oben beschriebenen Bahnformung verringert.Wölbung der Bahn bedeutet, dass die Bahn durch Biegung um die x-Achse so verformt wird, dass die von Dicke und Breite begrenzte Querschnittsfläche aus der ursprünglich rechteckigen Form in eine Bogenform überführt wird. Die Randbahnlinien liegen dann weiter in der Bahnmitte und die zur Wellenformung notwendige Einschnürung der Bahn im Umformbereich verringert sich.In one embodiment of the invention, the differences in the web line lengths, during the deformation by deflection in the z direction Curvature of the web means that the web is deformed by bending about the x-axis so that the cross-sectional area, limited in thickness and width, changes from the original rectangular shape to an arcuate shape is transferred. The edge track lines then lie further in the middle of the track and the constriction of the track in the forming area, which is necessary for the formation of a wave, is reduced.

Die gewölbte Bahn kann zum Beispiel eine halbkreisförmige Krümmung des Querschnitts aufweisen, d. h. die Schnittlinie aus Bahnmittelfläche und der Einlaufquerschnittsebene des Umformbereiches ist in diesem Fall ein Kreisbogen. Andere Wölbformen sind ebenso anwendbar. Solch eine Bahnwölbung lässt sich beispielsweise durch eine Formschulter erzeugen.For example, the domed path may have a semicircular curvature of cross-section, i. H. the intersection of the web center surface and the inlet cross-sectional plane of the forming area is a circular arc in this case. Other arch forms are equally applicable. Such a curl can be generated, for example, by a forming shoulder.

Die Umformung ist vorzugsweise so gestaltet, dass ein gleichmäßiger Übergang von der ungewellten zur gewellten Struktur erfolgt und die Bahn durch die Umformung möglichst gleichmäßig und nicht punktuell beansprucht wird. Dadurch wird die Ausbildung von Rissen und Falten in der Bahn vermieden.The deformation is preferably designed so that a uniform transition from the unwaved to the corrugated structure takes place and the web is as uniformly as possible and not punctually stressed by the deformation. This avoids the formation of cracks and creases in the web.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Bahn so verformt, dass die zunächst ebene Bahnmittelfläche zu einer doppelt gekrümmten Fläche mit nachfolgend beschriebenen Eigenschaften wird. Diese Fläche wird im folgenden Umformfläche genannt. Am Ende des Verfahrens liegt eine längsgewellte Bahn vor. Die wichtigste Eigenschaft der Umformfläche besteht darin, dass jede Bahnlinie in ihr gleiche Länge hat. Verallgemeinert lässt sich die Umformfläche folgendermaßen beschreiben: Die Umformfläche wird von vier Begrenzungslinien, die sich paarweise in je einem Punkt schneiden, umschlossen. Je zwei gegenüberliegende Begrenzungslinien dieser Umformfläche sind gleich lang, so dass jedem Punkt der einen Begrenzungslinie ein Punkt der gegenüberliegenden Begrenzungslinie zugeordnet werden kann.In the method according to the invention, the web is deformed such that the initially flat web center surface becomes a double-curved surface with properties described below. This area is called in the following forming surface. At the end of the process there is a longitudinally corrugated web. The most important feature of the forming surface is that each line has the same length. In general, the forming surface can be described as follows: The forming surface is enclosed by four boundary lines that intersect in pairs in one point at a time. Each two opposite boundary lines of this forming surface are the same length, so that each point of a boundary line, a point of the opposite boundary line can be assigned.

Die Begrenzungslinien des einen Paares gegenüberliegender Begrenzungslinien, der Bahnkanten, sind bei symmetrischer Umformung durch Spiegelung an einer Ebene aufeinander abbildbar.The boundary lines of one pair of opposing boundary lines, the web edges, can be imaged onto one another in a symmetrical deformation by mirroring on one plane.

Die Begrenzungslinien des anderen Paares gegenüberliegender Begrenzungslinien stellen je eine zumindest annähernd in je einer Ebene (Einlaufquerschnittsebene bzw. Auslaufquerschnittsebene) verlaufende Verbindung zweier in der jeweiligen Ebene liegender Punkte dar (Einlaufquerschnittslinie bzw. Auslaufquerschnittslinie). Vorteilhaft sind die Einlaufquerschnittsebene und die Auslaufquerschnittsebene dabei annähernd parallel zueinander im Raum angeordnet. Die Umformfläche erstreckt sich zwischen ihnen.The boundary lines of the other pair of opposing boundary lines each provide an at least approximately in each case one plane (inlet cross-sectional plane or outlet cross-sectional plane) extending connection of two lying in the respective plane Points dar (inlet cross-section line or outlet cross-section line). Advantageously, the inlet cross-sectional plane and the outlet cross-sectional plane are arranged approximately parallel to one another in space. The forming surface extends between them.

Die Einlaufquerschnittslinie kann gerade oder gekrümmt sein. Die Auslaufquerschnittslinie besteht aus einer Mehrzahl aneinandergefügter, in einer Ebene liegender, gerader oder gekrümmter Teillinien.The inlet cross-section line can be straight or curved. The outlet cross-section line consists of a plurality of joined, lying in a plane, straight or curved partial lines.

Zur Herstellung von Wellpappe ist eine Kombination von sinusförmigen Linien, aus Halbkreisen zusammengesetzten Linien, aus Kreissegmenten und Geraden zusammengesetzten Linien, nur aus Geraden zusammengesetzten oder anderen Linien zweckmäßig.For the production of corrugated cardboard, a combination of sinusoidal lines, semicircle compound lines, circle segment and straight line compound lines, straight line or other lines is useful.

Jede in der doppelt gekrümmten Umformfläche liegende Bahnlinie, die in der Umformfläche die kürzeste Verbindung eines Punktes der Einlaufquerschnittslinie mit dem entsprechenden Punkt der Auslaufquerschnittslinie darstellt, ist zumindest annähernd genauso lang, wie die beiden Bahnkanten. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung trifft jede einzelne dieser Bahnlinien zumindest annähernd senkrecht auf die Einlaufquerschnittsebene und die Auslaufquerschnittsebene.Each web line lying in the double-curved forming surface, which in the forming surface represents the shortest connection of a point of the inlet cross-section line with the corresponding point of the outlet cross-sectional line, is at least approximately as long as the two web edges. In an advantageous embodiment of the invention, each individual of these lines meets at least approximately perpendicular to the inlet cross-sectional plane and the outlet cross-sectional plane.

Der wesentliche Unterschied des erfindungsgemäßen Verfahrens zu den nach dem Stand der Technik bekannten besteht in der Auslenkung der im Bahninneren liegenden Bahnlinien in z-Richtung, wobei die Amplitude dieser Auslenkung von der y-Koordinate des jeweiligen Volumenelements der Bahn abhängig ist. Die infolge der Auslenkung in z-Richtung minimierten, aber unweigerlich notwendigen tangentialen Verschiebungen der infinitesimalen Bahnelemente zueinander werden dadurch minimiert, dass die Bahnkanten nicht oder nur unwesentlich in z-Richtung ausgelenkt werden. Es wurde nachgewiesen, dass bei einer Breite der flachen Bahn von einem Meter, der Breite der gewellten Bahn von 70 Zentimeter und einer Umformlänge von einem halben Meter die Dehnungen bzw. Stauchungen im vom Bahnmaterial ertragbaren Bereich bleiben. Das Verhältnis zwischen Bahnbreite am Einlauf und Umformlänge beträgt in diesem Fall 0,5. Eine derartige Umformeinrichtung entspricht also den Anforderungen zur Realisierung in industriellen Wellpappeanlagen.The essential difference between the method according to the invention and those known from the prior art consists in the deflection of the web-lines in the z-direction, the amplitude of this deflection being dependent on the y-coordinate of the respective volume element of the web. The minimized, but inevitably necessary, tangential displacements of the infinitesimal web elements due to the deflection in the z direction are minimized by the fact that the web edges are not or only slightly deflected in the z direction. It has been demonstrated that with a one-meter flat web width, a 70 centimeter corrugated web width and a half meter forming length, the strains or compressions remain in the area of the sheet material. The ratio between web width at the inlet and Umformlänge in this case is 0.5. Such a forming device thus meets the requirements for implementation in industrial corrugated cardboard plants.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt nach der Lehre der Erfindung eine Vorrichtung zum Einsatz, die zur Führung der umzuformenden Bahn ein oder mehrere Formelemente enthält, die die Bahn in z-Richtung bereichsweise unterschiedlich so auslenken, dass der durch die Formelemente definierte Umformweg aller Bahnlinien zumindest annähernd gleich lang ist.To carry out the method according to the invention, according to the teaching of the invention, a device is used which is used to guide the to be formed web contains one or more form elements that deflect the web in the z-direction partially different so that the defined by the form elements Umformweg all rail lines is at least approximately the same length.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, in der zur Führung der umzuformenden Bahn ein oder mehrere Formelemente angebracht sind, die die Bahn bereichsweise senkrecht zur Bahnebene auslenken, wobei der durch die Formelemente definierte Umformweg aller Bahnlinien annähernd gleich lang ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Formelemente als Festkörper ausgebildet sind, an denen die vorgesehene Umformkontur an der jeweiligen der Bahn zugewandten Seite so eingeprägt ist, dass sie im eingebauten Zustand eine Zwangsführung für die umzuformende Bahn bilden, wobei die Formelemente im Umformungspfad der erfindungsgemäßen Vorrichtung so angebracht sind, dass die beiden Seiten einander zugewandt sind, in die die Umformkontur eingeprägt ist, wobei sich zwischen den einander zugewandten Seiten der Formelemente ein Spalt befindet, der so groß ist, dass die Bahn diesen ohne Behinderungen passieren kann.The device according to the invention for carrying out the method, in which one or more form elements are mounted to guide the web to be formed, which deflect the web partially perpendicular to the web plane, wherein the defined by the form elements forming path of all web lines is approximately the same length, characterized in that the shaped elements are embodied as solid bodies on which the intended shaping contour is embossed on the respective side facing the web such that they form a forced guidance for the web to be formed in the installed state, wherein the shaped elements are arranged in the deformation path of the device according to the invention such that the both sides are facing each other, in which the Umformkontur is imprinted, wherein there is a gap between the facing sides of the mold elements, which is so large that the web can pass through this without hindrance.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Bahn auf einer Vorratsrolle gespeichert. Der Bahnabzug erfolgt über ein zwischen Vorratsrolle und Formschulter angebrachtes Vorabzugswalzenpaar.In the device according to the invention, the web is stored on a supply roll. The web take-off takes place by means of a supply roll and forming shoulder mounted Vorabzugswalzenpaar.

Zur Umformung eines geraden zu einem gewellten Bahnquerschnitt wird die Bahn dem formgebenden Teil der Vorrichtung im ebenen Zustand zugeführt. Der formgebende Teil der Vorrichtung kann aus zwei Formelementen mit ebener oder krummlinig begrenzter Eintrittsquerschnittslinie bestehen, in die die Bahn eben oder gewölbt eintritt.To transform a straight to a corrugated web cross-section, the web is fed to the forming part of the device in the planar state. The shaping part of the device can consist of two form elements with a plane or curvilinearly limited inlet cross-section line, into which the web enters flat or arched.

Optional kann eine Einrichtung zur Wölbung der Bahn, z. B. eine Formschulter dem Formelement vorgelagert werden.Optionally, a device for arching the web, z. B. a forming shoulder are preceded by the mold element.

Sollen Formelemente mit krummlinig begrenzter Eintrittsquerschnittslinie verwendet werden, so kann zur Umformung der Bahn vom ebenen in einen gewölbten Zustand eine den Formelementen vorgelagerte Formschulter verwendet werden. Die Bahn läuft zwischen der Formschulter und einem Zylindersegment hindurch. Der gewölbte Teil der Bahn wird durch das Zylindersegment abgestützt.If form elements are to be used with a curvilinearly limited inlet cross-section line, then a shaping shoulder upstream of the form elements can be used to reshape the web from a plane to a curved state. The web passes between the forming shoulder and a cylinder segment. The curved part of the web is supported by the cylinder segment.

Bei Verwendung von Formelementen mit geradem Eintrittsquerschnitt kann auf die Wölbung der Bahn verzichtet werden und die Bahn wird im ebenen Zustand in den Umformbereich gefördert.When using elements with a straight inlet cross-section can be dispensed with the curvature of the web and the web is in flat state promoted in the forming area.

Die Bahn wird anschließend durch einen von zwei Formelementen gebildeten Umformspalt hindurchgeführt. Die mit der Bahn in Kontakt stehenden Bereiche der Formelemente sind so ausgeführt, dass die durch den Spalt zwischen ihnen beförderte Bahn eine Zwangsführung erhält, bei der jede in der Bahnmittelfläche liegende, in Bahnlängsrichtung gedachte Bahnlinie im Umformbereich der Formelemente zumindest annähernd gleich lang ist. Dadurch erfolgt der Transport der Bahn durch den Spalt zwischen den Formelementen fast ohne Stauchungen oder Dehnungen des Materials. Die durch die von Null verschiedene Materialdicke hervorgerufenen Verzerrungen des Materials in den Randschichten(zu0) sind vernachlässigbar klein.The web is then passed through a forming gap formed by two mold elements. The areas of the mold elements that are in contact with the web are designed such that the web conveyed through the gap between them receives a forced guidance, in which each web line lying in the web center area and imagined in the web longitudinal direction is at least approximately the same length in the forming area of the mold elements. As a result, the transport of the web through the gap between the mold elements takes place almost without upsetting or stretching of the material. The distortions of the material in the surface layers (zu0) caused by the material thickness different from zero are negligibly small.

Die Bahn verlässt das Formelement im gewellten Zustand. Der Antrieb der Bahn erfolgt über ein Hauptabzugswalzenpaar, in dessen Mantelflächen bereits die Form der gewellten Bahn eingearbeitet ist.The web leaves the form element in the corrugated state. The drive of the web via a main pair of rollers, in whose lateral surfaces already the shape of the corrugated web is incorporated.

Die Umformung erfolgt durch beidseitig der Bahn angebrachte Formelemente. In einer Ausgestaltung der Erfindung sind diese Formelemente als Festkörper ausgebildet, an denen die vorgesehene Umformkontur an der jeweiligen der Bahn zugewandten Seite so eingeprägt ist, dass sie im eingebauten Zustand eine Zwangsführung für die umzuformende Bahn bilden. Die Formelemente sind im Umformungspfad der erfindungsgemäßen Vorrichtung so angebracht, dass die beiden Seiten einander zugewandt sind, in die die Umformkontur eingeprägt ist. Dabei befindet sich zwischen den einander zugewandten Seiten der Formelemente ein Spalt, der so groß ist, dass die Bahn diesen ohne Behinderungen passieren kann, wobei die Bahn einen wellenförmigen Querschnitt Behinderungen passieren kann, wobei die Bahn einen wellenförmigen Querschnitt erhält.The forming takes place by both sides of the web attached form elements. In one embodiment of the invention, these form elements are formed as a solid body to which the proposed forming contour on the respective side facing the web is embossed so that they form a forced guidance for the web to be formed in the installed state. The form elements are mounted in the deformation path of the device according to the invention so that the two sides face each other, into which the forming contour is impressed. In this case, located between the facing sides of the mold elements, a gap which is so large that the web can pass through this without hindrance, the web can pass a wavy cross-section disabilities, the web receives a wave-shaped cross-section.

Das Formelement der bevorzugten Ausführungsform ist ein Festkörper mit mindestens einer doppelt gekrümmten Funktionsfläche.The shaped element of the preferred embodiment is a solid having at least one double curved functional surface.

Die konkrete Form der Funktionsflächen ergibt sich zwangsläufig aus der gewünschten Form der Umformfläche, d. h. der Form, in die die Bahnmittelfläche während der Umformung gebracht werden soll. Die Funktionsflächen sind Flächen, die die Umformfläche von jeweils einer Seite so einhüllen, dass der senkrechte Abstand von der Umformfläche zur jeweiligen Funktionsfläche in jedem Punkt konstant ist. Das Mindestmass für diesen Abstand ist die halbe Dicke d der Bahn, gegebenenfalls zuzüglich einer Zugabe für einen Luftspalt zur Reibungsreduzierung.The concrete shape of the functional surfaces inevitably results from the desired shape of the forming surface, ie the shape in which the web center surface is to be brought during the forming. The functional surfaces are surfaces that envelop the forming surface of one side in each case in such a way that the vertical distance from the forming surface to the respective functional surface is constant at each point. The minimum dimension for this distance is half the thickness d of the web, plus, if necessary, an addition for an air gap to Friction reduction.

Die Reibung zwischen den Formelementen und der Bahn kann erfindungsgemäß durch reibungsmindernde Maßnahmen an der Oberfläche der Formelemente oder durch konstruktive Maßnahmen verringert werden.The friction between the mold elements and the web can be reduced according to the invention by friction-reducing measures on the surface of the mold elements or by constructive measures.

Reibungsmindernde Maßnahmen an der Oberfläche können sein: Verwendung reibungsarmer Formelementmaterialien, Verwendung reibungsarmer Oberflächenbeschichtungen, Verwendung von reibungsmindernden Schmiermitteln wie zum Beispiel Luft, und die Einarbeitung reibungsmindernder Oberflächenstrukturen.Friction-reducing measures on the surface can be: use of low-friction molded element materials, use of low-friction surface coatings, use of friction-reducing lubricants such as air, and the incorporation of friction-reducing surface structures.

Konstruktive reibungsmindernde Maßnahmen können sein: in die Umformkontur eingearbeitete Gleitelemente, wie zum Beispiel Kugeln, oder mit der Bahn mitlaufende Riemen. Die Formelemente können auch so ausgebildet sein, dass die Umformkontur durch die Kugeln oder die mitlaufenden Riemen selbst gebildet wird.Structural friction-reducing measures can be: sliding elements incorporated into the forming contour, such as balls, or belts traveling along the path. The shaped elements can also be designed so that the forming contour is formed by the balls or the revolving belt itself.

Die Wölbung der Bahn erfolgt bei Verwendung einer Formschulter stets eben - alle Bereiche der Bahn legen während der Umformung zumindest annähernd die gleiche Wegstrecke zurück. Die Formschulter der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat im obigen Beispiel in Bahnlaufrichtung eine Ausdehnung von weniger als einem halben Meter.The curvature of the web is always flat when using a form shoulder - all areas of the web put at least approximately the same distance during the deformation. The forming shoulder of the device according to the invention has in the above example in the web running direction an extension of less than half a meter.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Umformlänge relativ gering bleibt. Die erfindungsgemäße Längswellvorrichtung ist damit zum Beispiel in bestehende Wellpappenanlagen integrierbar. Weiterhin werden bei der Herstellung gewellter Bahnen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl Falten aufgrund von Materialstauchungen als auch Risse aufgrund von Überdehnungen vermieden. Erfindungsgemäß hergestellte Bahnen besitzen eine material- und strukturoptimale Festigkeit.A significant advantage of the invention is that the forming length remains relatively low. The longitudinal shaft device according to the invention can thus be integrated, for example, into existing corrugated board systems. Furthermore, in the production of corrugated webs by the method according to the invention or with a device according to the invention both wrinkles due to material compression and cracks due to overstretching are avoided. Webs produced according to the invention have a material and structure-optimal strength.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich auch vorteilhaft zur Erzeugung trapezförmig längsgewellter Bahnen als Zwischenstufe bei der Formung von Waben einsetzen.The method according to the invention and the device according to the invention can also be used to advantage to produce trapezoidal longitudinally corrugated webs as an intermediate in the molding of honeycombs.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Abbildungen erläutert. Dabei zeigen

• Fig.1 Definitionen wichtiger Kenngrößen,
• Fig. 2 Beispiele möglicher Wellenprofile, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden können,
• Fig. 3 beispielhaft mögliche Bahnlinienverläufe im Umformbereich,
• Fig. 4 den Verlauf ausgewählter Bahnlinien bei Umformung einer in der Einlaufquerschnittsebene ebenen Bahn zu einer Bahn mit gewelltem Bahnquerschnitt,
• Fig. 5 den Verlauf ausgewählter Bahnlinien bei Umformung einer in der Einlaufquerschnittsebene gewölbten Bahn zu einer Bahn mit gewelltem Bahnquerschnitt,
• Fig. 6 einen Querschnitt durch Formelemente und eine Bahn, wobei die mit der Bahn in Kontakt stehende Oberfläche der Formelemente ein Festkörper ist,
• Fig. 7 einen Querschnitt durch Formelemente und eine Bahn, wobei die mit der Bahn in Kontakt stehende Oberfläche der Formelemente durch in das Formelement eingelassene Kugeln gebildet wird,
• Fig. 8 einen Querschnitt durch Formelemente und eine Bahn, wobei die mit der Bahn in Kontakt stehende Oberfläche der Formelemente durch in das Formelement eingelassene Riemen gebildet wird,
• Fig. 9 eine erfindungsgemäße Bahnformvorrichtung mit Formelementen zur Umformung einer ebenen Bahn zu einer Bahn mit einem gewellten Bahnquerschnitt,
• Fig. 10 eine erfindungsgemäße Bahnformvorrichtung mit Formelementen und Formschulter zur Wölbung einer ebenen Bahn und zur anschließenden Umformung zu einer Bahn mit einem gewellten Bahnquerschnitt.

Advantageous embodiments of the invention are explained below with reference to figures. Show

• Fig.1 Definitions of important parameters,
• Fig. 2 Examples of possible wave profiles associated with the according to the invention can be produced
• Fig. 3 exemplary possible path lines in the forming area,
• Fig. 4 the course of selected web lines when forming a web which is flat in the inlet cross-sectional plane into a web having a corrugated web cross section,
• Fig. 5 the course of selected web lines when forming a web curved in the inlet cross-sectional plane into a web having a corrugated web cross section,
• Fig. 6 a cross-section through mold elements and a web, wherein the surface of the mold elements in contact with the web is a solid,
• Fig. 7 a cross-section through mold elements and a web, wherein the surface of the mold elements in contact with the web is formed by embedded in the mold element balls,
• Fig. 8 a cross-section through mold elements and a web, wherein the surface of the mold elements which is in contact with the web is formed by belts embedded in the mold element,
• Fig. 9 a web shaping device according to the invention with form elements for forming a flat web into a web having a corrugated web cross section,
• Fig. 10 a web forming device according to the invention with mold elements and forming shoulder for the curvature of a flat web and for subsequent forming into a web with a corrugated web cross-section.

Die in Fig.1 dargestellten Definitionen von Koordinatensystemen und Massen der Bahn wurden bereits in der Beschreibung des Wesens der Erfindung erläutert.In the Fig.1 Definitions of coordinate systems and masses of the web have already been explained in the description of the essence of the invention.

In Fig. 2 sind Wellenprofile dargestellt, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden können. Dabei handelt es sich nur um Anwendungsbeispiele, viele andere Querschnittsprofile sind darstellbar.In Fig. 2 wave profiles are shown, which can be produced by the method according to the invention. These are only examples of application, many other cross-sectional profiles can be displayed.

Darstellung (a) zeigt ein Wellenprofil, das aus einer periodisch wiederkehrenden Anordnung von Geraden und Kreisbögen besteht und das z. B. für die Herstellung von Wellpappe geeignet ist.Representation (a) shows a wave profile, which consists of a periodically recurring arrangement of straight lines and circular arcs and the z. B. is suitable for the production of corrugated board.

Darstellung (b) zeigt ein Profil, das dem Verlauf einer Rechteckfunktion ähnelt.Representation (b) shows a profile that is similar to the shape of a rectangle function.

Darstellung (c) zeigt ein Profil, das dem Verlauf einer Dreieckfunktion ähnelt.Representation (c) shows a profile that is similar to the shape of a triangle function.

Darstellung (d) zeigt ein Profil, das in beliebiger Reihenfolge aus Geraden und Kreisbögen zusammengesetzt wurde. Solche Anordnungen können regellos oder periodisch weitergeführt werden.Representation (d) shows a profile composed of straight lines and circular arcs in any order. Such arrangements may be continued randomly or periodically.

Fig. 3 zeigt beispielhaft mögliche Bahnlinienverläufe im Umformbereich. Vorteilhaft für einen behinderungsfreien Materialfluss und damit für die komplikationslose Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Bahnlinienverläufe, deren Anstieg im Bereich von Einlaufquerschnittsebene und Auslaufquerschnittsebene Null ist, so dass die Bahn diese Ebenen auf ihrer ganzen Breite senkrecht schneidet. Hierfür sind viele konkrete Ausgestaltungen möglich. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von Polynomen erwiesen, die so in den Umformbereich gelegt werden, dass ihr Anstieg an den Durchstoßpunkten durch die Einlaufquerschnittsebene und Auslaufquerschnittsebene Null ist. Fig. 3 shows an example of possible path lines in the forming area. Advantageous for a disability-free material flow and thus for the complication-free implementation of the method according to the invention are web line gradients whose increase in the area of inlet cross-section plane and outlet cross-sectional plane is zero, so that the web intersects these planes perpendicular to their entire width. For this purpose, many concrete embodiments are possible. It has proved particularly advantageous to use polynomials which are placed in the forming area such that their rise at the piercing points through the inlet cross-sectional plane and outlet cross-sectional plane is zero.

In Fig. 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. Dabei wird die umzuformende Bahn dem Umformbereich eben zugeführt. Die Bahn läuft eben und senkrecht zur Einlaufquerschnittsebene(1) in den Umformbereich ein. Die Einlaufquerschnittsebene liegt parallel zur y-z-Ebene des globalen Koordinatensystems. Die Bahnmittelfläche verläuft in diesem Bereich parallel zur x-y-Ebene des globalen Koordinatensystems. Die Schnittlinie zwischen Einlaufquerschnittsebene und Bahnmittelfläche ist eine Gerade. Sie wird Einlaufquerschnittslinie (2) genannt.In Fig. 4 a first embodiment of the inventive method is shown. In this case, the web to be formed is just fed to the forming area. The web runs flat and perpendicular to the inlet cross-sectional plane (1) in the forming area. The inlet cross-section plane is parallel to the yz plane of the global coordinate system. The orbital plane in this area runs parallel to the xy plane of the global coordinate system. The section line between the inlet cross-sectional plane and the web center surface is a straight line. It is called intake cross-section line (2).

Die Bahn durchläuft die Querschnittsebenen (7) mit den Querschnittslinien (8) und erfährt dabei eine zunehmende Formung. Am Ende des Umformbereichs tritt die fertig umgeformte Bahn senkrecht durch die parallel zur Einlaufquerschnittsebene liegende Auslaufquerschnittsebene (3) mit der Einschnürung (92) aus dem Umformbereich heraus. Die Schnittlinie zwischen Auslaufquerschnittsebene (3) und Bahnmittelfläche entspricht dem Wellenprofil, das der Bahn einzuprägen war. Sie wird Auslaufquerschnittslinie (4) genannt. Die Auslaufquerschnittslinie (4) ist eine sinusförmige Linie.The web passes through the cross-sectional planes (7) with the cross-sectional lines (8) and undergoes an increasing shaping. At the end of the forming area, the fully formed web emerges perpendicularly from the forming area through the outlet cross-sectional plane (3) lying parallel to the inlet cross-sectional plane with the constriction (92). The section line between the outlet cross-sectional plane (3) and the web center surface corresponds to the wave profile that was to be impressed on the web. It is called outlet cross-section line (4). The outlet cross-section line (4) is a sinusoidal line.

Die in der Figur dargestellten Bahnlinien (5) sind diejenigen Linien in der Bahn, die in den Nulldurchgängen (auf der Antimetrieachse) der sinusförmigen Auslaufquerschnittslinie (4) liegen, d. h. die in der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Einlaufquerschnittsebene 1 und die Auslaufquerschnittsebene (3) mit der gleichen z-Koordinate durchstoßen. Hierdurch kann ein besonders störungsfreier Materialfluss erzielt werden.The web lines (5) shown in the figure are those lines in the web which lie in the zero crossings (on the antimetry axis) of the sinusoidal outflow cross-section line (4), ie those in the advantageous embodiment of the invention, the inlet cross-sectional plane 1 and the outlet cross-sectional plane (3) with the same z-coordinate pierced. As a result, a particularly trouble-free material flow can be achieved.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Einlaufquerschnittslinie und die Antimetrieachse der Auslaufquerschnittslinie (4) unterschiedliche Koordinaten auf. Dadurch kann die horizontale Länge des Umformbereichs reduziert werden.In another advantageous embodiment of the invention, the inlet cross-section line and the Antimetrieachse the outlet cross-section line (4) on different coordinates. This can reduce the horizontal length of the forming area.

Die äußersten Bahnlinien sind die Bahnkanten (6). Sie sind am stärksten von der Verringerung der y-Ausdehnung (Einschnürung 92) der Bahn im Umformbereich betroffen.The outermost rail lines are the web edges (6). They are most affected by the reduction in the y-dimension (waist 92) of the web in the forming area.

In der vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens haben die Bahnkanten (6) im gesamten Umformbereich eine konstante z-Koordinate. Alle anderen Bahnlinien hätten bei ebenfalls konstanter z-Koordinate zwischen Einlaufquerschnittsebene(1) und Auslaufquerschnittsebene (4) eine geringere Länge als die Bahnkanten (6). Daher werden diese Bahnlinien nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Umformbereich in z-Richtung ausgelenkt, und zwar umso stärker, je weniger sie von der Einschnürung betroffen sind. Aufgrund der Symmetrie der Umformung in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Bahnlinien (5) umso stärker auszulenken, je weiter sie zur Mitte der Bahn (y = 0) hin liegen.In the advantageous embodiment of the method according to the invention, the web edges (6) have a constant z-coordinate throughout the forming area. All other web lines would also have a constant z-coordinate between inlet cross-sectional plane (1) and outlet cross-sectional plane (4) has a shorter length than the web edges (6). Therefore, these web lines are deflected in the z-direction in the forming region according to the inventive method, and the stronger, the less they are affected by the constriction. Due to the symmetry of the deformation in the preferred embodiment of the invention, the further they lead to the center of the web (y = 0), the more to deflect the web lines (5).

In der bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Auslenkung aller Bahnlinien (5) nach einem Polynom fünfter Ordnung, das so gelegt wird, dass sein Anstieg an den Durchstoßpunkten durch die Einlaufquerschnittsebene und Auslaufquerschnittsebene Null ist und dessen Amplitude von der y-Koordinate der jeweiligen Bahnlinie in der Einlaufquerschnittsebene abhängig ist, so dass die z-Auslenkung der Bahnkanten auf der ganzen Länge des Umformbereichs Null ist, während die in der Mitte der Bahn liegende Bahnlinie die jeweils größte Auslenkung erfährt.In the preferred embodiment of the method according to the invention, the deflection of all web lines (5) takes place according to a fifth order polynomial, which is set so that its rise at the piercing points through the inlet cross-sectional plane and outlet cross-sectional plane is zero and its amplitude from the y-coordinate of the respective web line is dependent in the inlet cross-sectional plane, so that the z-deflection of the web edges over the entire length of the forming region is zero, while the lying in the middle of the web line experiences the largest deflection.

Fig. 5 zeigt die perspektivische Ansicht einer Bahn im Umformbereich, die von einer geraden Einlaufquerschnittslinie (2) in eine gewölbte und dann in eine wellenförmige Auslaufquerschnittslinie (4) umgeformt wird. Die Bahn läuft im ebenen Zustand in eine Formschulter ein und durchläuft die Querschnittslinien(81). Im gewölbten Zustand verlässt sie die Formschulter in der Querschnittsebene (71) mit der Einschnürung (91) und läuft in den von den Formelementen gebildeten Umformbereich ein. Innerhalb des Umformbereichs erfolgt über die Querschnittslinien (82) die weitere Verjüngung der Bahn und die Formung des wellenförmigen Querschnitts. Danach verlässt die fertig geformte Bahn den Umformbereich mit einer gewellten Auslaufquerschnittslinie (4) und Einschnürung (92). Fig. 5 shows the perspective view of a web in the forming area, which is transformed from a straight inlet cross-section line (2) in a curved and then in a wave-shaped outlet cross-section line (4). The web runs in a flat state in a forming shoulder and passes through the cross-sectional lines (81). In the curved state, it leaves the forming shoulder in the cross-sectional plane (71) with the Constriction (91) and enters the formed by the forming elements forming area. Within the forming area, the further narrowing of the web and the formation of the undulating cross-section take place via the cross-sectional lines (82). Thereafter, the finished shaped web leaves the forming area with a corrugated outlet cross-section line (4) and constriction (92).

Die Umformung im Umformbereich wird von Formelementen bewirkt, die sich an beiden Seiten der Bahn befinden und auf deren der Bahn zugewandten Seite die oben beschriebenen Umformflächen herausgearbeitet sind.The forming in the forming area is effected by form elements which are located on both sides of the web and on whose web-facing side the forming surfaces described above are worked out.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch Formelemente und eine Bahn, wobei die mit der Bahn in Kontakt stehende Oberfläche der Formelemente ein Festkörper ist. Die Formelemente bestehen aus Unter-(12) und Oberform (13). Dazwischen befindet sich die Bahn (14). Die der Bahn zugewandten Flächen von Unter- (12) und Oberform (13) sind vorzugsweise reibungsarm gestaltet. Dies kann durch Wahl geeigneter Oberflächenmaterialien, aber auch durch Hinzufügen von Gleitmitteln, zum Beispiel Luft erreicht werden. Fig. 6 shows a cross-section through mold elements and a web, wherein the surface of the mold elements in contact with the web is a solid. The mold elements consist of bottom (12) and top mold (13). In between is the railway (14). The web-facing surfaces of lower (12) and upper mold (13) are preferably designed friction. This can be achieved by choosing suitable surface materials, but also by adding lubricants, for example air.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch Formelemente und eine Bahn, wobei die mit der Bahn in Kontakt stehende Oberfläche der Formelemente durch in das Formelement eingelassene Kugeln (17) gebildet wird. Die Kugeln sind in einer unteren (15) und oberen (16) Schale gelagert. Die Bahn (14) steht nicht mit den Lagerschalen (15,16) in Kontakt, sondern nur mit den Kugeln (17). Dadurch kann eine Verminderung der Reibungskräfte erreicht werden. Fig. 7 shows a cross-section through mold elements and a web, wherein the surface of the mold elements in contact with the web is formed by embedded in the mold element balls (17). The balls are stored in a lower (15) and upper (16) shell. The web (14) is not in contact with the bearing shells (15, 16), but only with the balls (17). As a result, a reduction of the friction forces can be achieved.

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch Formelemente und eine Bahn (14), wobei die mit der Bahn (14) in Kontakt stehende Oberfläche der Formelemente von Riemen (18) gebildet wird. Diese wiederum sind in einer entsprechend geformten unteren (15) und oberen (16) Lagerschale gelagert. Bei dieser Variante wird eine Relativbewegung zwischen Bahn(14) und verformenden Riemen (18) weitgehend vermieden. Die Reibpaarung Riemen (18) zu Lagerschalen (15,16) kann mit den in der Technik allgemein üblichen Mitteln reibungs- und verschleißarm gestaltet werden. Wird auf die Riemen (18) durch geeignete Mittel eine Abzugskraft geprägt, so kann die Bahn (14) damit ohne weitere Abzugsvorrichtungen durch die Umformeinrichtung transportiert werden. Fig. 8 shows a cross-section through mold elements and a web (14), wherein the surface of the mold elements in contact with the web (14) is formed by belt (18). These in turn are stored in a correspondingly shaped lower (15) and upper (16) bearing shell. In this variant, a relative movement between the web (14) and deforming belt (18) is largely avoided. The friction pair belt (18) to bearing shells (15,16) can be designed friction and wear with the means commonly used in the art. If a pull-off force is impressed on the belts (18) by suitable means, the web (14) can thus be transported through the forming device without further withdrawal devices.

Fig. 9 zeigt eine erfindungsgemäße Bahnformvorrichtung mit Formelementen zur Umformung eines geraden zu einem gewellten Bahnquerschnitt. Fig. 9 shows a web forming device according to the invention with form elements for forming a straight to a corrugated Track cross-section.

Die Bahn (14) wird auf einer Vorratsrolle (19) gespeichert, die sie im ebenen Zustand (9) verlässt. Die ebene Bahn (14) wird in ein aus unterer (15) und oberer (16) Lagerschale und Riemen (18) gebildetes Formelement geführt. Die mit der Bahn (14) in Kontakt stehenden Bereiche des Formelementes bzw. der Riemen (18) sind so ausgebildet, dass eine wie in Fig. 4 dargestellte Bahnfläche (20) entsteht. Die endlosen Riemen (18) wer den über die Rückseite der unteren (15) und oberen (16) Lagerschale durch eine vordere (21) und eine hintere (22) Umlenkwalze geführt. Die hintere Umlenkwalze (22) ist angetrieben, so dass sowohl die Riemen (18) als auch die Bahn (14) durch das Formelement gezogen werden. Am Auslauf von Formelement und hinterer Umlenkwalze (22) liegt die Bahn im längsgewellten Zustand (36) vor.The web (14) is stored on a supply roll (19), which leaves it in the flat state (9). The flat web (14) is guided into a formed from lower (15) and upper (16) bearing shell and belt (18) form element. The areas of the molding element or the belts (18) which are in contact with the web (14) are designed so that a like in Fig. 4 shown web surface (20) is formed. The endless belt (18) who led over the back of the lower (15) and upper (16) bearing shell by a front (21) and a rear (22) guide roller. The rear idler (22) is driven so that both the belts (18) and the web (14) are pulled through the former. At the outlet of the form element and the rear guide roller (22), the web is in the longitudinally wavy state (36).

Fig. 10 zeigt eine erfindungsgemäße Bahnformvorrichtung mit Formelementen und Formschulter zur Umformung eines geraden zu einem gewölbten Bahnquerschnitt und zur Umformung des gewölbten Bahnquerschnitts in einen gewellten. Fig. 10 shows a web forming device according to the invention with mold elements and forming shoulder for forming a straight to a curved web cross-section and for forming the curved web cross-section in a corrugated.

Die Bahn (14) wird auf einer Vorratsrolle (19) gespeichert, die sie im ebenen Zustand (9) verlässt. Der Bahnantrieb erfolgt in diesem Beispiel über ein Vorabzugswalzenpaar (23). Die Bahn wird vom geraden (9) in einen gewölbten (10) Querschnitt mittels einer in Fig. 8 von der gewölbten Bahn verdeckten Formschulter umgeformt. Der gewölbte Teil der Bahn wird mittels eines Zylindersegments (25) abgestützt. Die Bahn läuft zwischen Formschulter und Zylindersegment (25) hindurch.The web (14) is stored on a supply roll (19), which leaves it in the flat state (9). The web drive takes place in this example via a Vorabzugswalzenpaar (23). The web is from the straight (9) in a curved (10) cross-section by means of a in Fig. 8 reshaped by the arched concealed form shoulder shoulder. The curved part of the web is supported by means of a cylinder segment (25). The web passes between the forming shoulder and cylinder segment (25).

Die gewölbte Bahn (10,14) wird in diesem Beispiel durch ein aus Unter- (12) und Oberform (13) bestehendes Formelement hindurchgeführt. Die mit der Bahn (14) in Kontakt stehenden Bereiche des Formelementes sind so ausgebildet, dass eine wie in Fig. 5 dargestellte Bahnfläche (20) entsteht. Die Bahn (14) verlässt das Formelement (12,13) im gewellten Zustand(11). Der Abzug der Bahn (14) erfolgt über ein Hauptabzugswalzenpaar (26), in dessen Mantelflächen bereits die Form der gewellten Bahn(11, 14) eingearbeitet ist.The curved path (10, 14) is guided in this example through a forming element consisting of lower (12) and upper (13) form. The areas of the molding element which are in contact with the web (14) are designed so that a like in Fig. 5 shown web surface (20) is formed. The web (14) leaves the mold element (12,13) in the corrugated state (11). The deduction of the web (14) via a main withdrawal roller pair (26), in whose lateral surfaces already the shape of the corrugated web (11, 14) is incorporated.

Claims (6)

1. Method for continuous forming of a flat web (14) to form a longitudinally corrugated web (14), in which the web (14) is constantly spatially guided and formed in the forming area, in that each notional line (5) located in the middle surface of the web, running in the conveying direction, during the forming in the forming area covers approximately the same path, wherein, as the forming progresses, only the web lines (5) located between the edges (6) undergo a deflection perpendicular to the plane of the web, the maximum value of which becomes greater the further the individual web line (5) is distant from the edge (6) of the web (14), characterised in that the deflection of the web lines (5) undergoes a reversal of direction approximately in the middle of the forming area.
2. Method for continuous forming of a flat web (14) to form a longitudinally corrugated web (14), in which the web (14) is initially pre-formed from the flat into a cambered state and then formed into a web (14) with corrugated cross-section, the web (14) is constantly spatially guided and formed in the forming area, in that each notional line (5) located in the middle surface of the web, running in the conveying direction, during the forming in the forming area covers approximately the same path, wherein, as the forming progresses, only the web lines (5) located between the edges (6) undergo a deflection perpendicular to the plane of the web, the maximum value of which becomes greater the further the individual web line (5) is distant from the edge (6) of the web (14) and the deflection of the web lines (5) takes place at each point in the same direction, characterised in that a forming shoulder element (24) is used for forming the web camber.
3. Device for carrying out the method according to Claim 1 or 2, in which, to guide the web (14) which is to be formed, one or more forming elements (12, 13, 15, 16) are fitted, which deflect the web (14) section by section perpendicular to the plane of the web, wherein the forming path of all the web lines (5) defined by the forming elements (12, 13, 15, 16) is approximately of the same length, characterised in that the forming elements (12, 13, 15, 16) are designed as solid bodies, to which the intended forming contour (20) on the respective side facing the web is impressed in such a way that in the installed state they form a forced guide for the web (14) which is to be formed, wherein the forming elements (12, 13, 15, 16) are fitted in the forming path of the device according to the invention in such a way that both sides face one another, into which the forming contour (20) has been pressed, wherein a gap occurs between the sides of the forming elements (12, 13, 15, 16) facing one another, this being sufficiently large for the web (14) to be able to pass it without impediment.
4. Device according to Claim 3, characterised in that sliding elements running with the web (14) are worked into the contours (20) of the forming elements (12, 13, 15, 16) facing the web (14), such as spheres (17) or belts (18) running with the web.
5. Device according to Claim 3 or 4, characterised in that the forming contour (20) is itself formed by spheres (17) or belts (18) running with the web (14).
6. Device according to any one of Claims 3 to 5,
   characterised in that a forming shoulder element (24) is located in the direction of run of the web before the forming elements (12, 13, 15, 16).

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