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WO2001019603A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von randabschlüssen bei sandwichpanelen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von randabschlüssen bei sandwichpanelen Download PDF

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WO2001019603A1
WO2001019603A1 PCT/CH1999/000439 CH9900439W WO0119603A1 WO 2001019603 A1 WO2001019603 A1 WO 2001019603A1 CH 9900439 W CH9900439 W CH 9900439W WO 0119603 A1 WO0119603 A1 WO 0119603A1
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tool
cooling
hot pressing
pressing tool
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Robert Nolte
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Rono Systemtechnik Ag
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    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
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    • B32B2305/02—Cellular or porous
    • B32B2305/024—Honeycomb

Definitions

  • the present invention relates to a method for closing the edges of sandwich panels with a honeycomb core and cover layers on both sides made of thermoplastic material, a sandwich panel processed by the method and a device for carrying out the method.
  • edge seals are predominantly made using edge banding (e.g. blockboard), edging profiles or filling the edges with subsequent sanding of the edges.
  • edge banding e.g. blockboard
  • the edges of the sandwich panel have the open honeycomb structure. This provides inadequate structural surface for attaching edge profiles or for connecting to other panels.
  • the object of the present invention is to provide a method for sealing the edges in a simple manner even more reliably in sandwich panels of the type described above. This object is achieved according to the invention in a method of the type defined in the introduction by the features of the characterizing part of claim 1. Particular embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
  • thermoplastic core material and the cover layers (which can be reinforced with glass fibers, if necessary) are melted together in a controlled manner.
  • the contact pressure is maintained until the individual honeycomb webs lie on top of one another and consequently full material has formed.
  • These webs are thermoplastic connected to each other by the advancing hot tool.
  • the shape of the edge is determined by the shape of the hot tool. All known shapes (round, square, multi-level, oval, etc.) are possible.
  • the edge contour created during the hot pressing process can also be machined after cooling. For example, a hole can be drilled into which a threaded insert is inserted. The compacted material has now created a local situation that has a high mechanical strength.
  • the edge produced is very impact-resistant and, as an outstanding advantage, cannot be removed practically, since it is made from the composite of the plate and not from additional material. If the edge trim produced is damaged, it can be repaired simply and inexpensively by applying heated thermoplastic material (eg polypropylene) locally. After cooling, the excess material can simply be sanded mechanically.
  • heated thermoplastic material eg polypropylene
  • the invention also relates to a sandwich panel produced by the method and a device for carrying out the method.
  • the latter is characterized by the features of the characterizing part of claim 7.
  • the edge seal can also be e.g. be made as a tongue and groove connection. This makes it possible to string the sandwich panels together as required.
  • the sandwich panel is fixed on the assembly table to produce the edge seal.
  • the hot tool made of steel is located according to the desired side contour and can be rotated and moved.
  • the contour is created by controlled movement to the side of the plate by melting and running the thermoplastic material to the end. After the cooling process, the side stop is retracted and the end is made.
  • the process also works on curved or arched sandwich panels.
  • the method according to the invention places low demands on the cutting of the sandwich panel and its angularity. It is simply melted a little more at the points that do not immediately touch the hot tool. Before With large sandwich panels, precise cutting is associated with high costs. This is not necessary in the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows purely schematically the various process steps for closing an edge of a honeycomb core panel
  • FIG. 2 shows a representation similar to FIG. 1 of a variant of the method.
  • Fig. La shows a sandwich panel with honeycomb core 1 and cover layers 2, 3 made of thermoplastic material, the right-hand edge 4 is to be completed. This is done by means of a tool 5 which can be used both as a hot pressing tool and as a cooling tool.
  • a heating medium H is passed through the channel 6 to heat the tool 5. If the tool is used for cooling, the heating medium H is replaced by a cooling medium K.
  • the panel is fixed on a table (not shown) and moved with the heated tool 5 against the edge 4 to be sealed.
  • the contact surface 7 of the tool 5 is designed such that the heated cover layer edge sections 2a, 3a are brought together and the honeycomb core edge section la (likewise heated and in melt) melts in a controlled manner under compression with the cover layer sections. This is illustrated by Fig. 1b. If the edge section created by the hot pressing process is now cooled (e.g. by the cooling tool according to Fig. Lc), the clean edge finish according to Fig. Id results.
  • the compressed core material la is fused to the cover layer material 2a, 3a (the material of the cover layer edge sections 2a, 3a can also be slightly compressed).
  • FIG. 2 of the drawing shows a variant of the method, the same reference symbols being used for the different parts as in FIG. 1.
  • the tool can be provided with an auxiliary device 8 (shown in dashed lines) if necessary.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Beim Verfahren zur Herstellung von Randabschlüssen bei Sandwichplatten mit Wabenkern und beidseitigen Deckschichten wird auf den zu bearbeitenden Plattenrand (4) ein Heisspresswerkzeug (5) aufgesetzt und solange gegen den zu verschliessenden Randabschnitt angedrückt, bis das anliegende Kern- und Deckschichtmaterial unter Formhaltung zusammengeschmolzen ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Randabschlüssen bei Sandwichpanelen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ab- schliessen der Ränder bei Sandwichpanelen mit Wabenkern und beidseitigen Deckschichten aus thermoplastischem Material, ein nach dem Verfahren bearbeitetes Sandwichpanel und eine Vorrich- tung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei den bisher bekannten Randabschlüssen von Sandwichpanelen kennt man vorwiegend Randabschlüsse hergestellt mittels Kanten- umleimern (z.B. Tischlerplatten), Einfassprofilen oder Spachte- lung der Kanten mit anschliessendem Schleifen der Kanten.
Diese bisher verwendeten Randabschlüsse brauchen immer einen Vermittler zur Haftung an der Kante, z.B. Klebstoff, um zuverlässig und dauerhaft die Kante zu verschliessen.
Die Kanten des Sandwichpanels besitzen bei einem Wabenpanel als Abschluss die offene Wabenstruktur. Diese stellt zum Befestigen von Randprofilen oder zur Anbindung an andere Platten nur unzureichende Strukturfläche zur Verfügung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, um bei Sandwichpanelen der vorstehend beschriebenen Art die Ränder auf einfache Weise noch zuverlässiger abzu- schliessen. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs definierten Art erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Das Verfahren kommt ohne zusätzliche Haftmittel aus. Durch gezieltes Erwärmen und Andrücken mittels eines speziellen Heiss- werkzeuges kommt es zum kontrollierten Zusammenschmelzen des thermoplastischen Kernmaterials und der Deckschichten (welche gegebenenfalls mit Glasfasern verstärkt sein können) .
Der Anpressdruck wird solange aufrechterhalten, bis die einzelnen Wabenstege aufeinander liegen und folglich volles Material entstanden ist. Diese Stege sind durch das nachrückende Heiss- werkzeug thermoplastisch miteinander verbunden.
Durch diesen Vorgang erhält man als Rand eine geschlossene Vollmaterialstruktur!
Die Form des Randes wird durch die Form des Heisswerkzeuges bestimmt. Es sind alle bekannten Formen (rund, eckig, mehrstufig, oval, etc.) möglich.
Die beim Heisspressvorgang entstandene Randkontur kann nach dem Abkühlen auch mechanisch bearbeitet werden. So kann zum Beispiel ein Loch gebohrt werden, in das ein Gewindeinsert eingesetzt wird. Durch das verdichtete Material hat man nun örtlich eine Situation geschaffen, die hohe mechanische Belastbarkeit besitzt.
Der hergestellte Rand ist sehr schlagzäh und kann als herausragender Vorteil praktisch nicht abgelöst werden, da er aus dem Verbund der Platte heraus und nicht durch zusätzlich herangeführtes Material hergestellt ist. Sollte es zu einer Beschädigung des hergestellten Randabschlusses kommen, ist dieser einfach und kostengünstig durch örtliches Aufbringen von erhitztem thermoplastischem Material (z.B. Polypropylen) zu reparieren. Nach dem Abkühlen kann das über- schüssige Material einfach mechanisch geschliffen werden.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein nach dem Verfahren hergestelltes Sandwichpanel und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Letztere zeichnet sich durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 7 aus.
Durch verschieden konstruierte Heisspresswerkzeuge kann der Randabschluss auch z.B. als Nut- und Federverbindung hergestellt werden. So wird es möglich, die hergestellten Sandwichplatten beliebig aneinanderzureihen.
Zur Herstellung des Randabschlusses wird die Sandwichplatte auf dem Montagetisch fixiert. An einem z.B. dreh- und verschiebbaren Seitenanschlag befindet sich das entsprechend der gewünschten Seitenkontur befindliche Heisswerkzeug aus Stahl. Durch gesteuertes Anfahren an die Seite der Platte wird durch das Abschmelzen und Verlaufen des thermoplastischen Materials bis zum vollen Abschluss die Kontur hergestellt. Nach dem Abkühlvorgang wird der Seitenanschlag zurückgefahren und der Abschluss ist hergestellt .
Das Verfahren funktioniert auch an gebogenen bzw. überwölbten Sandwichplatten.
Darüber hinaus stellt das erfindungsgemässe Verfahren einen geringen Anspruch an den Zuschnitt der Sandwichplatte und deren Winkligkeit. Es wird einfach etwas mehr an den Stellen angeschmolzen, die nicht sofort am Heisswerkzeug anliegen. Vor al- lern bei grossen Sandwichplatten ist ein genauer Zuschnitt mit hohen Kosten verbunden. Dieser ist beim erfindungsgemässen Verfahren nicht notwendig.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dar- gestellten Ausführungsbeispielen noch etwas näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 rein schematisch die verschiedenen Verfahrensschritte zum Abschliessen eines Randes eines Wabenkernpanels, und
Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1 einer Variante des Verfahrens .
Fig. la zeigt ein Sandwichpanel mit Wabenkern 1 und Deckschichten 2, 3 aus thermoplastischem Material, dessen rechtsseitiger Rand 4 abgeschlossen werden soll. Dies erfolgt mittels eines Werkzeuges 5, das sowohl als Heisspresswerkzeug als auch als Kühlwerkzeug einsetzbar ist.
Zum Aufheizen des Werkzeuges 5 wird ein Heizmedium H durch den Kanal 6 geführt. Wenn das Werkzeug zum Kühlen gebraucht wird, wird das Heizmedium H durch ein Kühlmedium K ersetzt.
Das Panel wird auf einem Tisch (nicht dargestellt) fixiert und mit dem erwärmten Werkzeug 5 gegen den abzuschliessenden Rand 4 gefahren. Die Kontaktfläche 7 des Werkzeuges 5 ist so ausgebildet, dass die erwärmten Deckschichtrandabschnitte 2a, 3a zusammengeführt werden und der Wabenkernrandabschnitt la (ebenfalls erhitzt und in Schmelze) unter Verdichtung mit den Deckschichtabschnitten kontrolliert zusammenschmilzt . Dies wird durch Fig. lb veranschaulicht. Wenn nun der durch den Heisspressvorgang entstandene Randabschnitt abgekühlt wird (z.B. durch das KühlWerkzeug nach Fig. lc) , resultiert der saubere Randabschluss nach Fig. Id.
Dabei ist das verdichtete Kernmaterial la mit dem Deckschicht- material 2a, 3a verschmolzen (auch das Material der Deckschichtrandabschnitte 2a, 3a kann noch leicht verdichtet werden) .
Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine Verfahrensvariante, wobei für die verschiedenen Teile dieselben Ueberweisungszeichen verwen- det wurden wie in Fig. 1.
Um zu verhindern, dass die Randabschnitte 2a, 3a der Deckschichten nach aussen ausweichen, kann das Werkzeug bei Bedarf mit einer Hilfseinrichtung 8 (gestrichelt dargestellt) versehen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Abschliessen der Ränder bei Sandwichpanelen mit Wabenkern und beidseitigen Deckschichten aus thermoplastischem Material, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zu ver- schliessenden Randabschnitte von der Seite her ein Heisspresswerkzeug aufgesetzt und dieses im erwärmten Zustand solange gegen den Randabschnitt angedrückt wird, bis das anliegende Kern- und Deckschichtenmaterial unter teilweiser Verdichtung zusammengeschmolzen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an- schliessend an das Zusammenschmelzen des thermoplastischen Kern- und Deckschichtenmaterials das zusammengeschmolzene Material kontrolliert abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung unter Verwendung eines Kühlwerkzeuges erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heisspresswerkzeug für die Abkühlung als Kühlwerkzeug verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Form der Kontaktfläche des Heisspresswerk- zeuges ein beliebig wählbares Profil aufweist .
6. Sandwichpanel mit Wabenkern und beidseitigen Deckschichten aus thermoplastischem Material, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 5, gekennzeichnet durch einen Tisch zum Auflegen und vorübergehenden Festhalten eines zu bearbeitenden Sandwich- panels und durch ein Heisspresswerkzeug, welches zur Herstellung eines Plattenrandabschlusses an den Rand des Panels gesteuert heranfahrbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Heisspresswerkzeug sowohl als Heizwerkzeug als auch als KühlWerkzeug ausgebildet ist .
PCT/CH1999/000439 1999-09-16 1999-09-16 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von randabschlüssen bei sandwichpanelen WO2001019603A1 (de)

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