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DE69227591T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von verschweissten thermoplastischen wabenstrukturen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von verschweissten thermoplastischen wabenstrukturen

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DE69227591T2
DE69227591T2 DE69227591T DE69227591T DE69227591T2 DE 69227591 T2 DE69227591 T2 DE 69227591T2 DE 69227591 T DE69227591 T DE 69227591T DE 69227591 T DE69227591 T DE 69227591T DE 69227591 T2 DE69227591 T2 DE 69227591T2
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DE
Germany
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layers
honeycomb structure
welding
thermoplastic
thermoplastic layers
Prior art date
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DE69227591T
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Doyle G. Vallejo Ca 94590 Dixon
Peter G. Boulder Colorado 80303 Turner
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Hexcel Corp
Original Assignee
Hexcel Corp
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Wabenstrukturen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung thermisch verschmolzener Wabenstrukturen.
    • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Wabenkernwerkstoffe werden in der Industrie aufgrund ihres geringen Gewichts und der einzigartigen Struktureigenschaften in weitem Umfang eingesetzt. Aus thermoplastischen Lagen relativ geringer Stärke hergestellte Wabenkerne sind besonders brauchbar, da sie geringes Gewicht aufweisen und flexible Strukturen, die hohe Druckbelastungen aushalten können, bilden. Derartige Wabenstrukturen findet man üblicherweise in so unterschiedlichen Anwendungsbereichen wie Flugzeugteilen und Laufschuhen.
  • Wabenkerne können auf eine Vielzahl von Arten hergestellt werden. Typisch für ein übliches Herstellungsverfahren ist die US-A-3 660 217 von Kehr et al. Bei diesem Verfahren werden Linien mit Klebemittel auf stapelförmig angeordneten Materiallagen gebildet. Das auf der einzelnen Lage gebildete Linienmuster ist bezüglich der vorhergehenden Lage versetzt. Sobald alle Klebemittellinien an der entsprechenden Stelle aufgebracht sind, wird der Stapel zusammengepreßt und erforderlichenfalls erhitzt, bis das Klebemittel voll ausgehärtet ist. Die hierbei erhaltene Struktur wird üblicherweise als Wabe vor dem Expandieren oder Stapel bezeichnet.
  • Zur Bildung der endgültigen Wabenstruktur wird der Stapel durch Anwenden einer gleichförmigen äußeren Kraft auf die äußeren Lagen des Stapels expandiert. Üblicherweise wird während des Expansionsprozesses zur Permanentfixierung des Thermoplasten in der endgültigen expandierten Wabenform Wärme angewandt.
  • Der Einsatz von Klebemitteln zum Verbinden der Wabenschichten miteinander ist relativ einfach und kann bei vielen Applikationen angewandt werden. Eine Vielzahl von Faktoren kann jedoch zu einer ungleichmäßigen Bindung beitragen, was dann häufig zu schlechteren als den erwünschten Ergebnissen führt. Beispielsweise können bei Verwendung von wärmehärtbaren Klebemitteln, die typischerweise einen niedrigeren Schmelzpunkt als den Schmelzpunkt des Lagenmaterials aufweisen, die äußeren Lagen des Stapels eine übergroße Menge an Wärme erhalten, während die innersten Lagen zu wenig Wärme erhalten. Infolgedessen kann es zu einer ungleichmäßigen Bindung innerhalb der Struktur kommen. Offensichtlich ist dann das ungleiche Klebematerial gewöhnlich das schwache Verbindungsglied in der Struktur und es können sich bei der Expansion des Stapels die Flächen mit schwächerer Bindung unter dem Druck der Expansion lösen und Lücken oder Risse in der Wabenstruktur verursachen. Die vorliegende Erfindung beseitigt die schwache Verbindung, die mit einem Klebebondieren der Lagen verbunden ist, indem sie eine direkt in den benachbarten Wabenschichten ausgebildete Schmelzbindungszone liefert, die zu den Eigenschaften des Wabenmaterials praktisch identische Eigenschaften aufweist.
  • Bei einer anderen Technik zur Herstellung von Wabenstrukturen werden Schweißverbindungen anstelle von Klebemitteln verwendet. Im allgemeinen umfaßt dieses Verfahren das Ausbilden des Stapels, indem jeweils gleichzeitig eine Schicht thermoplastisches Material mit dem Stapel seriell verschweißt wird. Hierbei ist wesentlich, daß die oberste Lage, die mit dem darunterliegenden Stapel von Schichten verschweißt wird, nur mit der obersten Schicht des Stapels verschweißt wird. Bei einem unabsichtlichen Verschweißen der darunterliegenden Schichten wird die zur Bildung der Wabenstruktur notwendige Expansion verhindert.
  • Um das unabsichtliche Verschweißen der darunterliegenden Schichten zu verhindern, werden direkt unter die Schweißstelle verschiedene Schutzeinlagen plaziert. Diese Schutzeinlagen werden typischerweise als "Stifte" bezeichnet und sollen verhindern, daß die beiden obersten Schichten, die miteinander verschweißt werden sollen, am übrigen Stapel kleben. Die US-A-4 957 577 von Huebner beschreibt ein exemplarisches Verfahren, bei dem Schutzstifte benutzt werden.
  • Die Schutzstifte wirken gut bei Schweißverfahren, wobei sie ein Verkleben der obersten Schichten mit dem Stapelkörper verhindern. Der Einsatz der Schutzstifte ist jedoch insofern unerwünscht, als diese unter jede Schweißlinie eingebracht werden müssen. Dies ist ein zeitaufwendiger Prozeß und bei einem unabsichtlichen Auslassen eines Stifts werden die beiden obersten Schichten mit dem darunterliegenden Stapel verschweißt. Dies führt zu einer partiell geblockten Wabenstruktur. Darüber hinaus müssen die Stifte beim Expandieren des Stapels entfernt werden. Dies kann, insbesondere bei großen Seitenabmessungen der Wabe zu Problemen führen.
  • Aus dem gesagten wird deutlich, daß es wünschenswert wäre, Schutzstifte beim Verschweißen der thermoplastischen Schichten miteinander unnötig zu machen und dennoch entsprechende Schweißverbindungen zu liefern.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, daß Wabenstrukturen aus thermoplastischen Werkstoffen unter Nut zung von Schweißverbindungen ohne die Verwendung von Schutzstiften während des Schweißprozesses hergestellt werden können. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das Verschweißen der thermoplastischen Schichten miteinander gesteuert werden kann, so daß nur die beiden obersten Schichten während des Schweißvorgangs miteinander verbunden werden. Ferner wurde festgestellt, daß eine starke Schweiß- oder Schmelzverbindung der Struktur erreicht werden konnte, selbst wenn beide Schichten während des Schweißprozesses nicht vollständig aufgeschmolzen wurden.
  • Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Bildung einer Wabenstruktur, bei welchem eine Mehrzahl thermoplastischer Schichten an ausgewählten Stellen miteinander verschweißt werden, so daß die verschweißten Schichten bei einer Expansion eine Wabenstruktur bilden. Die thermoplastischen Schichten werden an den einzelnen verschweißten Stellen unter Bildung eines Schweißbereichs, der erste und zweite Außenflächen umfaßt, miteinander verschweißt. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Steuerung des Aufschmelzens der thermoplastischen Schichten während der Schweißstufe dergestalt, daß nicht mehr als eine der Außenflächen aufgeschmolzen wird. Somit ergibt sich kein Kleben oder sonstiges Binden der beiden verschweißten Schichten an den darunterliegenden vorher verschweißten Schichten.
  • Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung liefert starke Thermoplastwabenverbindungen an verschweißten Stellen, ohne daß es nötig ist, Schutzstifte während des Schweißprozesses zu verwenden. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Erkenntnis, daß der Aufschmelzgrad durch rasches Abkühlen der verschweißten Schichten nach dem Erreichen des gewünschten Schweißeinbrands genau gesteuert werden kann. Es zeigte sich, daß ein Schweißeinbrand, bei dem etwa 75% der gemeinsamen Dicke der beiden Schichten aufgeschmolzen sind, eine starke Strukturverbindung liefert, während die Möglich keit einer unabsichtlichen Verbindung mit den darunterliegenden Schichten praktisch vermieden wird.
  • Als weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung beschrieben, die das zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendige gesteuerte Aufschmelzen ermöglicht. Die Vorrichtung beruht auf üblichen Heizgittern, die zum Verschweißen thermoplastischer Stapel verwendet werden, die dann zur Ausbildung von Thermoplastwaben verwendet werden. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Kühlplatte, die zum raschen Abkühlen des Stapels unmittelbar nach dem Verschweißen verwendet wird. Dies minimiert die Wanderung der Schmelzzone in die darunterliegenden Schichten und verhindert ein unerwünschtes Verschweißen der Schichten.
  • Die im vorhergehenden beschriebenen und viele andere Merkmale und damit zusammenhängende Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutlich und besser verständlich.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist die perspektivische Darstellung eines bevorzugten Stapels gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 2 ist eine partielle Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Stapels nach der Expansion zur Bildung einer Wabe.
  • Fig. 3 ist die Darstellung eines Wabenbereichs gemäß Fig. 2 im Detail.
  • Fig. 4 ist eine partielle schematische Seitenansicht einer bevorzugten exemplarischen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung besitzt einen großen Anwendungsbereich bei der Bildung von Wabenstrukturen aus einer Vielzahl thermoplastischer Werkstoffe. Die Erfindung ist auf beliebige Thermoplaste, die zur Bildung von Wabenstrukturen verwendet werden können, anwendbar. Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung (bereits) existierender Verfahren zur Bildung von Thermoplastwabenstrukturen dar, bei denen die verschiedenen Schichten der Wabe durch Schmelzen oder Verschweißen miteinander verbunden werden. Die Bildung von Thermoplastwabenstrukturen umfaßt zunächst das Ausbilden einer Laminatstruktur oder eines Stapels, die (der) auch als Wabe vor einer Expansion bezeichnet wird. Die verschiedenen thermoplastischen Schichten des Stapels werden miteinander an ausgewählten Stellen verbunden, so daß bei einem Expandieren der Stapelschichten eine Wabenstruktur entsteht.
  • Ein bevorzugter beispielhafter Stapel gemäß der vorliegenden Erfindung ist allgemein bei 10 in Fig. 1 angegeben. Eine endgültige bevorzugte beispielhafte Wabenstruktur nach einer Expansion des Stapels 10 ist allgemein bei 22 in Fig. 2 angegeben. Der Stapel 10 und die Wabenstruktur 22 gemäß der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung eines beliebigen bekannten thermoplastischen Werkstoffs, der sich zur Verwendung in Wabenstrukturen eignet, hergestellt werden. Thermoplastische Werkstoffe, wie Polyurethan, die unter Bildung starker Verbindungen aufgeschmolzen und verschmolzen oder miteinander verschweißt werden können, sind bevorzugt. Andere geeignete Thermoplaste umfassen Vinylverbindungen, ABS, Polypropylen und Polyethylen. Eingeschlossen sind ferner die technischen Thermoplaste, z. B. Polyetherimid, Polyarylensulfid, Polyarylenether, Polyetheretherketon und sonstige.
  • Der in Fig. 1 angegebene Stapel 10 umfaßt S thermoplastische Schichten 12, 14, 16, 18 und 20. Die Schichten sind an ausgewählten Stellen, die als punktschraffierte Flächen im Stapel 10 angezeigt sind, miteinander verschweißt. Bezüglich der beiden obersten thermoplastischen Schichten 18 und 20 sind die verschweißten Bereiche durch Punktschraffierung bei 24 angegeben. Die Punktschraffierung 24 stellt den Bereich der thermoplastischen Schichten 18 und 20 dar, der während des Schweißprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung aufgeschmolzen wird. Der Schmelzbereich erstreckt sich durch die gesamte obere Schicht 20 und über einen wesentlichen Bereich der unteren Schicht 18. Ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der aufgeschmolzene Bereich 24 sich nicht über die Schicht 18 hinaus in die darunterliegenden Schichten 16, 14 und 12 erstreckt.
  • In Fig. 2 sind die Schichten 12, 14, 16, 18 und 20 nach einer Expansion zur Wabenstruktur angegeben. Eine detaillierte Darstellung einer der Schweiß- oder Schmelzverbindungen zwischen den Schichten 18 und 20 ist in Fig. 3 angegeben. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Schichten 18 und 20 an einer ausgewählten Stelle unter Bildung eines Schweißbereichs miteinander verschmolzen sind, wobei dieser eine obere oder erste Außenfläche 26 und eine untere oder zweite Außenfläche 28 umfaßt. Die Gesamtdicke der beiden Schichten 18 und 20 beim Schmelzbereich ist in Fig. 3 mit "d" angegeben. Die Dicke "d" ist der Abstand zwischen der Oberseite 26 und der Unterseite 28 des Schmelzbereichs.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß das Aufschmelzen der beiden thermoplastischen Schichten 18 und 20 während des Schweißverfahrens derart gesteuert ist, daß nicht mehr als 95% der Dicke "d" aufgeschmolzen werden. Besonders bevorzugt ist ein Aufschmelzen von etwa 75% der Dicke "d". In allen Fällen wird das Aufschmelzen nur in einer Richtung durchgeführt, so daß nur eine der beiden Oberflächen 26 oder 28 aufgeschmolzen wird. Beim Normalverfahren zur Herstellung von Stapeln, in denen Schichten aufeinanderfolgend aufeinandergestapelt werden, schreitet das Aufschmelzen von der Oberseite 26 in Richtung auf die Unterseite 28 fort.
  • Obwohl eine beliebige Anzahl von Schweißtechniken verwendet werden kann, wird die Wärme vorzugsweise auf die obere Fläche 26 mittels eines Heizgitters aufgebracht. Die Verwendung derartiger Heizgitter ist beim thermoplastischen Schmelzen oder Schweißen in großem Umfang bekannt. Bei Thermoplasten, wie Polyurethan, liegt die Temperatur des Heizgitters im Bereich von etwa 176,7-204,4ºC (350-400ºF). Das Heizgitter wird mit der oberen Fläche 26 in Kontakt gebracht und dort für einen zum Schmelzen der Schichten 18 und 28 ausreichenden Zeitraum gehalten, so daß die Aufschmelzzone bis zur gewünschten Eindringtiefe, d. h. weniger als 95% der Dicke "d", fortschreitet. Die Breite der Heizgitterlinien wird entsprechend der gewünschten Breite des Schweißbereichs variiert. Typischerweise sind die Heizgitterlinien größenordnungsmäßig einige Tausendstel Zoll bis etwa 1,27 cm (0,50 Zoll) breit.
  • Nach dem Erreichen der gewünschten Schmelzeindringtiefe werden das Heizgitter entfernt und die Schichten abkühlen gelassen. Um ein weiteres Aufschmelzen der beiden Schichten rasch zu stoppen und ein mögliches Wandern der Schmelze in die darunterliegenden Schichten zu verhindern, wird vorzugsweise eine Kühlplatte oder eine andere Vorrichtung zum raschen Abkühlen der verschweißten Schichten eingesetzt. Die Kühlplatte sollte ausreichend kühl sein, um ein Abkühlen der verschweißten Schichten genügend weit unter den thermoplastischen Bereich innerhalb von nicht mehr als ein paar Sekunden nach Applikation der Kühlplatte zu bewirken. Andere mögliche Maßnahmen zum Abkühlen des Stapels zwischen den Schweißvorgängen umfassen ein Abkühlen durch Kontakt mit Kühlflüssigkeiten, -gasen oder gekühlten Feststoffen außer einer Kühlplatte.
  • Der in Fig. 1 als Beispiel angegebene Stapel 10 umfaßt nur 5 Schichten, vorzugsweise werden jedoch Stapel mit größenordnungsmäßig bis zu 200 Schichten und noch mehr gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt. Die Verwendung der Kühlplatte ist bei der Herstellung großer Stapel besonders bevorzugt, da die während des Verschweißens zahlreicher Schichten produzierte Restschweißwärme zu einer Gesamterwärmung des Stapels beitragen kann, was eine genaue Steuerung des Verschweißens gemäß der vorliegenden Erfindung schwieriger macht.
  • Die vorliegende Erfindung kann zur Herstellung von Wabenstrukturen verwendet werden, wobei die Schichten Stärken im Bereich von einigen Tausendstel Zoll bis etwa 0,64 cm (0,25 Zoll) aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist zur Herstellung von Stapeln unter Verwendung von thermoplastischen Werkstoffen mit Stärken von weniger als 0,007 cm (0,003 Zoll) nicht gut geeignet, da derart dünne Schichten schwierig zu verschweißen sind, ohne während des Schweißprozesses beide Schichten vollständig aufzuschmelzen. Thermoplastische Schichten mit Stärken von über 0,64 cm (0,25 Zoll) sind durch Verschweißen schwer zu verbinden und daher ebenfalls nicht bevorzugt.
  • Eine exemplarische bevorzugte Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist schematisch mit 30 in Fig. 4 angegeben. Die Vorrichtung umfaßt einen Rahmen 32, in dem die Stapelplattform 34, das Heizgitter 36 und die Kühlplatte 38 montiert sind. Die Stapelplattform 34 ist auf allgemein bei 40 angegebenen Schienen montiert, durch die sich die Plattform 34 abwechselnd zwischen Stellungen unterhalb des Heizgitters 36 und der Kühlplatte 38 bewegen läßt.
  • Die Stapelplattform 34 umfaßt einen Teleskoptisch 42. Der Tisch 42 weist eine obere Fläche auf, auf die die thermoplastischen Schichten zum Verschweißen plaziert werden. Ein teilweise gebildeter Stapel 44 ist in der Stellung auf Tisch 42 angegeben. Eine Positionsvorrichtung oder Abgrenzung 46 ist vorhanden, um eine genaue Ausrichtung der Schichten beim aufeinanderfolgenden Hinzufügen auf den Stapel 44 zum Verschweißen sicherzustellen. Der Tisch 42 ist in Fig. 4 in zurückgezogener Stellung angegeben. Der Tisch 42 kann hydraulisch oder auf elektrischem Wege mit dem Heizgitter 36 durch Teleskophub in Kontakt gebracht werden. Zur Sicherstellung eines gleichförmigen Zusammenpressens der verschiedenen Stapelschichten während des Kontakts mit dem Heizgitter 36 ist ein Kompressionsgitter 48 angebracht. Das Kompressionsgitter 48 gewährleistet ein gleichmäßiges Berühren des Heizgitters 36 mit den zu verschweißenden Stapelschichten zur Gewährleistung eines gleichförmigen Schmelzeindringgrades und Verschweißens gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Ein Hitzeschild 50 ist zwischen dem Heizgitter 36 und der Kühlplatte 38 angebracht. Eine Kontrollkonsole 52 macht es der Bedienungspersion möglich, die Temperatur des Heizgitters 36 und andere Schweißparameter, z. B. den durch das Kompressionsgitter 48 und das Heizgitter 36 auf den Stapel 44 angewandten Druck, genau zu steuern. Darüber hinaus wird die Kontaktzeit zwischen dem Heizgitter 36 und Stapel 44 ebenfalls über die Konsole 52 gesteuert.
  • Nach der Beendigung der Verschweißstufe wird die Stapelplattform 34 auf den Schienen 40 in eine Stellung direkt unter der Kühlplatte 38 transportiert. Der Teleskoptisch 42 wird dann angehoben, so daß der Stapel 44 die Kühlplatte 38 berührt, um eine rasche Abkühlung zu erreichen. Die verschiedenen Kontaktzeiten und der Druck zwischen dem Stapel 44 und der Kühlplatte 38 werden ebenfalls durch die Konsole 52 gesteuert. Die Bedienungsperson der Vorrichtung kann den Grad des Aufschmelzens durch Variieren der verschiedensten Parameter Temperatur, Zeit und Druck zum Erreichen eines Aufschmelzens gemäß der vorliegenden Erfindung, d. h. der Schmelzverbindung zweier Schichten, bei der nur eine Schicht vollständig aufgeschmolzen wird, genau steuern.
  • Die Parameter Heizgittertemperatur, Heizgitter-Stapel-Kontaktzeit, Heizgitter-Stapel-Kontaktdruck, Kühlplattentemperatur, Kühlplatte-Stapel-Kontaktdruck und Kühlplatte-Stapel- Kontaktzeit lassen sich durch die Bedienungsperson der Vorrichtung in Abhängigkeit vom verwendeten thermoplastischen Werkstoff, der Dicke der Schichten, der Größe des Stapels und des gewünschten Schmelzeeindringungsgrades variieren. Diese Parameter lassen sich alle ohne Schwierigkeiten während der Aufnahme eines Produktionsablaufs durch Messen des Schmelzedurchdringurigsgrades und Einstellen der Parameter zum Erreichen der gewünschten Schmelzeindringtiefe gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmen.
  • Für einen Stapel aus Schichten aus flexiblem Polyurethan mit Stärken von etwa 0,010 cm (0,005 Zoll) bis etwa 0,12 cm (0,050 Zoll) sind die folgenden exemplarischen Parameterbereiche bevorzugt:
  • Heizgittertemperatur: 176,7-232,2ºC (350-450ºF)
  • Heizgitterliniengröße: 0,64 cm (0,25 Zoll)
  • Heizgitter-Stapel-Kontakt- Zeit: 3-16 s
  • Heizgitter-Stapel-Kontakt- druck: 3,5-7,4 kg/cm² (50-105 psi)
  • Kompressionsgitter-Stapel- Kontaktdruck: 3,9-4,6 kg/cm² (55-65 psi)
  • Kühlplattentemperatur: 10-18,3ºC (50-65ºF)
  • Kühlplatte-Stapel-Kontakt- druck: 3,5-7,0 kg/cm² (50-100 psi)
  • Kühlplatte-Stapel-Kontakt- Zeit: 7-16 s
  • Die gemäß der vorliegenden Erfindung gebildeten Stapel werden anschließend nach einer beliebigen bekannten Technik zur Bildung der endgültigen Gesamtwabenstruktur expandiert. Die Gesamtwabenstruktur kann anschließend weiteren Herstellungsstufen, beispielsweise einem Aufspalten in Wabenlagen, die anschließend zwischen seitliche Stützschichten eingearbeitet werden, unterzogen werden. Die Expansion der Stapel und die weitere Herstellung von Gesamtwabenstrukturen zu Endprodukten sind wohlbekannte Verfahren, die hier nicht weiter detailliert beschrieben werden.
  • Aus der Beschreibung der exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollte Fachleuten auf dem einschlägigen Fachgebiet deutlich sein, daß diese Beschreibungen nur exemplarisch sind und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verschiedene andere Alternativen, Anpassungen und Modifikationen gemacht werden können. Die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf die speziellen hier angegebenen Ausführungsformen, sondern nur durch die im folgenden angegebenen Ansprüche beschränkt.

Claims (14)

1. Verfahren zur Bildung einer Honigwabenstruktur in folgenden Stufen:
Verschweißen einer Mehrzahl thermoplastischer Schichten (12, 14, 16, 18, 20) an ausgewählten Stellen zur Bildung einer Mehrzahl von (miteinander) verschweißten Schichten, die eine Honigwabenstruktur bilden, wenn die (miteinander) verschweißten Schichten ausgeschäumt werden, wobei die thermoplastischen Schichten an jeder der ausgewählten Stellen miteinander zur Bildung eines Schweißbereichs (24) mit ersten und zweiten Außenflächen (26, 28) verschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschmelzen der thermoplastischen Schichten zur Bildung der Schweißbereiche derart gesteuert wird, daß nicht mehr als eine der Außenflächen (26, 28) aufgeschmolzen wird, und
Ausschäumen bzw. Expandieren der Mehrzahl der verschweißten Schichten zur Bildung der Honigwabenstruktur.
2. Verfahren zur Bildung einer Honigwabenstruktur nach Anspruch 1, wobei das Verschmelzen der thermoplastischen Schichten derart gesteuert wird, daß nicht mehr als 95% der Dicke des Schweißbereichs während des Verschweißens aufgeschmolzen werden.
3. Verfahren zur Bildung einer Honigwabenstruktur nach Anspruch 2, wobei das Verschmelzen der thermoplastischen Schichten derart gesteuert wird, daß etwa 75% der Dicke des Schweißbereichs während des Verschweißens aufgeschmolzen werden.
4. Verfahren zur Bildung einer Honigwabenstruktur nach Anspruch 1, wobei beim Verschweißen der Mehrzahl der Schichten eine Schicht auf die Oberseite einer anderen (Schicht) zur Bildung oberer und unterer benachbarter Schichten gestapelt, die oberen und unteren Schichten miteinander verschweißt und das Aufeinanderstapeln und Verschweißen zur Bildung einer Mehrzahl von verschweißten Schichten, die beim Ausschäumen bzw. Expandieren der verschweißten Schichten die Honigwabenstruktur bilden, wiederholt werden.
5. Verfahren zur Bildung einer Honigwabenstruktur nach Anspruch 1, wobei beim Aufschmelzen der thermoplastischen Schichten während des Verschweißens die thermoplastischen Schichten an den ausgewählten Stellen ausreichend lange auf eine ausreichend hohe Temperatur erwärmt werden, um die beiden thermoplastischen Schichten aufzuschmelzen, und die thermoplastischen Schichten an den ausgewählten Stellen rasch abgekühlt werden, so daß nicht mehr als eine der Außenflächen aufgeschmolzen wird.
6. Honigwabenstruktur, umfassend eine Mehrzahl von thermoplastischen Schichten (12, 14, 16, 18, 20), die an ausgewählten Stellen miteinander verschweißt sind, so daß eine Honigwabenstruktur gebildet wird, wobei die thermoplastischen Schichten an jeder der ausgewählten Stellen zur Bildung eines Schweißbereichs (24) mit ersten und zweiten äußeren Flächen (26, 28) zu einer Einheit verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß nicht mehr als eine der äußeren Flächen (26, 28) der Schweißbereiche durch Aufschmelzen gebildet ist.
7. Honigwabenstruktur nach Anspruch 6, wobei nicht mehr als 95% der Dicke des Schweißbereichs beim Verbinden der thermoplastischen Schichten zu einer Einheit aufgeschmolzen werden.
8. Honigwabenstruktur nach Anspruch 7, wobei etwa 75% der Dicke des Schweißbereichs beim Verbinden der thermoplastischen Schichten zu einer Einheit aufgeschmolzen werden.
9. Honigwabenstruktur nach Anspruch 6, wobei die Schweißbereiche durch Stapeln einer Schicht auf die Oberseite einer anderen (Schicht) zur Bildung oberer und unterer benachbarter Schichten; Verschweißen der oberen und unteren Schichten und Wiederholen der Stapel- und Schweißvorgänge zur Bildung einer Mehrzahl von Schweißschichten, die beim Ausschäumen der verschweißten Schichten die Honigwabenstruktur bilden, gebildet werden.
10. Honigwabenstruktur nach Anspruch 9, wobei die Schweißbereiche durch ausreichend langes Erwärmen der thermoplastischen Schichten an den ausgewählten Stellen auf eine ausreichende Temperatur zum Aufschmelzen beider thermoplastischer Schichten und rasches Abkühlen der thermoplastischen Schichten an den ausgewählten Stellen dergestalt, daß nicht mehr als eine der äußeren Oberflächen aufgeschmolzen wird, gebildet werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Aufschmelzen durch Erwärmen der Schichten auf eine ausreichend hohe Temperatur während einer ausreichend langen Zeit zum vollständigen Aufschmelzen einer Schicht und teilweisen Aufschmelzen der anderen Schicht und anschließendes rasches Abkühlen der Schichten zur Verhinderung eines weiteren Aufschmelzens der Schichten gesteuert wird.
12. Vorrichtung zur Herstellung einer Honigwabenstruktur vor (ihrer) Expansion bzw. (ihrem) Ausschäumen, umfassend eine Schweißeinrichtung (36) zum Verschweißen einer Mehrzahl thermoplastischer Schichten an ausgewählten Stellen zur Bildung einer Mehrzahl von verschweißten Schichten, die beim Ausschäumen der Schichten eine Honigwabenstruktur bilden, wobei die Schweißeinrichtung Mittel zum Verschmelzen von zwei der Schichten (18, 20) an den ausgewählten Stellen zur Bildung eines Schweißbereichs (24) mit ersten und zweiten äußeren Flächen (26, 28) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmelzsteuereinrichtung (52) zur Steuerung des Aufschmelzens der thermoplastischen Schichten dergestalt, daß nicht mehr als eine der äußeren Flächen aufgeschmolzen wird, vorgesehen ist.
13. Vorrichtung zur Bildung einer Honigwabenstruktur vor (ihrer) Expansion bzw. (ihrem) Ausschäumen nach Anspruch 12, wobei die Schmelzsteuereinrichtung ein Heizgitter (36) und Mittel (42) zum Kontaktieren des Heizgitters mit den thermoplastischen Schichten an den ausgewählten Stellen zum Erwärmen und Aufschmelzen der thermoplastischen Schichten umfaßt.
14. Vorrichtung zur Bildung einer Honigwabenstruktur vor (ihrer) Expansion bzw. (ihrem) Ausschäumen nach Anspruch 12, wobei die Schmelzsteuereinrichtung eine Kühlplatte (38) und Mittel (42) zum Kontaktieren der Kühlplatte mit den thermoplastischen Schichten umfaßt.
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