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WO2015149954A1 - Verfahren zur umformung eines flachbahnmaterials und vorrichtung - Google Patents

Verfahren zur umformung eines flachbahnmaterials und vorrichtung Download PDF

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Publication number
WO2015149954A1
WO2015149954A1 PCT/EP2015/050574 EP2015050574W WO2015149954A1 WO 2015149954 A1 WO2015149954 A1 WO 2015149954A1 EP 2015050574 W EP2015050574 W EP 2015050574W WO 2015149954 A1 WO2015149954 A1 WO 2015149954A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
holding
matrices
flat
dies
forming
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/050574
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Fach
Rainer Kehrle
Original Assignee
Foldcore Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foldcore Gmbh filed Critical Foldcore Gmbh
Priority to KR1020167030456A priority Critical patent/KR20160138286A/ko
Priority to JP2016560427A priority patent/JP2017514723A/ja
Priority to US15/301,065 priority patent/US20170028667A1/en
Priority to EP15700664.4A priority patent/EP3126131B1/de
Priority to CN201580018156.5A priority patent/CN106536180B/zh
Publication of WO2015149954A1 publication Critical patent/WO2015149954A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/20—Corrugating; Corrugating combined with laminating to other layers
    • B31F1/24—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed
    • B31F1/30—Tools secured to endless chains, e.g. toothed belts; combined with uniting the corrugated web to flat webs
    • B31F1/305—Tools secured to endless chains, e.g. toothed belts; combined with uniting the corrugated web to flat webs with sets of interengaging tools each secured to endless chains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31D—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER, NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B31B OR B31C
    • B31D3/00—Making articles of cellular structure, e.g. insulating board
    • B31D3/002—Methods for making cellular structures; Cellular structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/0003—Shaping by bending, folding, twisting, straightening, flattening or rim-rolling; Shaping by bending, folding or rim-rolling combined with joining; Apparatus therefor
    • B31F1/0006—Bending or folding; Folding edges combined with joining; Reinforcing edges during the folding thereof
    • B31F1/0009—Bending or folding; Folding edges combined with joining; Reinforcing edges during the folding thereof of plates, sheets or webs
    • B31F1/0019—Bending or folding; Folding edges combined with joining; Reinforcing edges during the folding thereof of plates, sheets or webs the plates, sheets or webs moving continuously
    • B31F1/0022—Bending or folding; Folding edges combined with joining; Reinforcing edges during the folding thereof of plates, sheets or webs the plates, sheets or webs moving continuously combined with making folding lines
    • B31F1/0025—Making the folding lines using rotary tools

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a flat sheet material and a device suitable for its implementation.
  • the deformed flat web material should give a three-dimensional structure, as it can be advantageously used in the composite construction, in particular as a core material between two stable layers.
  • US 2007/004576 A1 discloses a method with which such structures can be produced.
  • flat web material is deformed with a plurality of forming rollers, which are getting wider in the direction of passage for further deformation.
  • a continuously increasing deformation is achieved.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned method and a corresponding device with which problems of the prior art can be solved and it is particularly possible to reshape a flat web material well and practical.
  • a flat web material in the initial state is largely flat or smooth and even. It can also be finely wavy, similar to a fine corrugated cardboard or the like it may also be pre-stamped along the later folded edges or pretreated in a similar manner, for example, with appropriate material weakenings by perforations or the like., It may also be grooved.
  • the material is folded as a quasi-end product of the process in a regular, three-dimensional structure.
  • a plurality of folds are provided along differently oriented fold lines, preferably with the fold lines running along a small number of directions, for example along two to a maximum of five directions.
  • it may be a wave-shaped folding geometry, that is wavy in plan view instead of straight fold lines.
  • the flat web material For forming the flat web material, it is inserted between a lower holding die and an upper holding die or they are created.
  • These two holding matrices consist of flat material, ie originally flat material, and have crease lines, wherein these crease lines are identical in the two holding matrices and lie largely exactly above one another when they rest against the flat web material or enclose it between them.
  • the holding matrices are advantageously made of identical material, which is advantageous but significantly stiffer than the flat web material to be formed.
  • the flat material of the holding matrices can very often be bent or deformed and thereby, as will be explained, the flat sheet material with. Under certain circumstances, the fold lines can also be formed by hinges.
  • the lower and / or upper holding die can be successively brought to the flat web material or brought together with this, but advantageously at the same time.
  • a lower forming die from below and an upper forming die are brought from above onto the holding dies.
  • the forming dies also consist of a flat material with predetermined bending lines.
  • they may consist of a similar or the same material as the aforementioned holding matrices and along the bending lines in the manner of hinges or the like. be deformed frequently.
  • the material is significantly more rigid, preferably by an increased material thickness, for example, twice to five times as thick.
  • the holding matrices are largely or completely flat when they are brought to the flat web material or enclose it between them. They are also still advantageous if in a further step the forming dies are brought to the holding dies.
  • the mold matrices can be introduced in succession, advantageously they are introduced simultaneously.
  • the lower and the upper mold die have bending lines that correspond exactly to each other or exactly opposite each other.
  • the molding dies are not flat when approaching the holding dies, but are erected by bending along the bend lines or have a shape that corresponds to or at least is similar to the three-dimensional structure to be created with the flat sheet material. At least part of the bending lines of the forming dies coincide with a part of the bending lines of the holding dies. These are advantageously those bending lines of the forming dies, which are oriented towards the holding dies or point towards them and can rest against them.
  • the approach of the forming dies to the holding matrices or to the close-fitting composite of the two holding matrices with the flat web material to be deformed therebetween has the advantage that the folds on the flat web material with the fold lines are precisely defined by the holding matrices bearing the flat web material with the predetermined fold lines can be performed. Further, in deforming the holding dies, the forming dies may rub along it, and the material of the holding dies and the forming dies may be selected such that the surfaces are very smooth and the materials are dimensionally stable with some rigidity, particularly the forming die. Thus, a kind of defined and protected deformation of the flat web material can take place between the holding matrices, which is triggered and forced by the forming matrices.
  • the forming dies retain their shape, namely as erected three-dimensional structure similar to the product to be produced with the flat web material.
  • the holding matrices with the flat web material can be gradually brought into the shape of the molding dies between them gradually in the passage and thus also the flat web material to be formed.
  • a plane located in the middle between the forming matrices that is to say a continuous plane, is not yet touched by the forming matrices, not even by their furthest protruding points or areas.
  • the forming dies are moved ever closer to each other, with elevations of the forming dies along bend lines of one forming die engaging recesses along bend lines of the other forming die. In this case, elevations and depressions are always adjacent to one another or are formed in each case by two bending lines extending next to each other.
  • the holding dies are deformed with the flat web material therebetween or placed in a corresponding shape, with elevations and depressions along the bending lines and thus also along the bending lines of the holding dies. ben or be formed.
  • the fold lines of the flat web material along the bending lines and bend lines or the flat web material is folded here. Since the holding matrices along the fold lines are, so to speak, sharply kinked or folded, the holding matrices are precisely defined by the corresponding sharp edges or burrs and sharp folded fold lines are produced in the flat web material.
  • the compression of the mold matrices toward each other with the composite of holding matrices and flat web material therebetween takes place gradually, as explained above, gradually becoming stronger.
  • the matrices are advantageous in each case elongated.
  • the compression of the molding dies can be carried out in a continuous process along a web or continuous web.
  • a plurality of pressure means or deformation means arranged one behind the other along the track can be provided, which are preferably formed circumferentially.
  • the pressure means may be rotating rollers, round brushes or band-like circulating pressure medium or deformation bands.
  • a passage height between pressure means, which are arranged consecutively in the passage direction, can decrease, in particular by up to 15% of the passage height per pressure medium or band.
  • the mold matrices intermesh or be pressed into each other, while they just cause the deformation of the holding matrices and their placement and the deformation and erection of the flat web material therebetween.
  • the mold matrices may interlock 25% to 50% or even 75% of their height so that the total height of the array of forming dies, holding dies and flat sheet material is between 175% and 125% or even only 1 10% of the height of a single forming die ,
  • the molding matrices can be relatively stiff or stable, also along the bending lines provided there, especially if they rest against the holding matrices.
  • a vibrating device is provided or it is shaken to the arrangement, and that after bringing the forming dies to the holding dies to the touch. Furthermore, this should be done before the substantial deformation of the shark tematrices done, so for example, before they have reached 10% or 20% of their desired height of the finished structure of the flat web material.
  • the holding matrices and / or the forming dies are not simply formed on a surface somehow, for example in the manner of press plates or the like, but as long tapes. It is advantageous peripheral strips, so almost endless belts.
  • the length of these bands should be more than twice the length of the passageway for the flat web material to be formed, so that they can orbit at the beginning and at the end of this passageway of sufficiently large radius without being damaged.
  • it can also lead to a substantial shortening, especially the holding matrices, for example by up to a factor of 2 to 10.
  • a corresponding length to calculate is corresponding length to calculate.
  • the advantage of such matrices in the form of bands or even circumferential bands is that longer pieces of the flat sheet material can be reshaped, even endless flat sheet material in circumferential bands. Furthermore, a continuous in-line process can be performed for high throughput and the best possible result of the regular, three-dimensional structure created from the flat web material.
  • the bands of the holding matrices may extend directly adjacent to the through-path at the top and bottom, and in each case on the outside, however, the bands of the forming matrices run around the inside. In the case of circulating, closed endless belts of one of the dies or both dies, the bands of the holding dies can circulate around the bands of the forming dies or surround them.
  • synchronization between the upper forming die and the lower forming die is possible. be taken.
  • This can be considered as a continuation of the aforementioned synchronization of the holding matrices to each other and possibly to the flat web material.
  • the aforementioned synchronization means may also be provided, advantageously via control motors or via rotating synchronization means or synchronization belts with an external shaping corresponding to the structure or shape of the molding die.
  • a synchronization both Matrizen pairs and also the flat web material synchronized at once can also be synchronized individually. This can also mean that not even the matrices of a pair are synchronized at once. Thus, the process can be carried out very easily without large investment costs.
  • lateral pressing means are provided on the side, in a continuous process preferably on the longitudinal sides of a continuous web of the flat web material, the holding matrices with the flat web material between them and / or the forming dies with the holding matrices and the flat web material between squeeze each other sideways.
  • Such lateral pressing means can be constructed relatively simply compared to pressing means on the top or the bottom, namely, they need not have the form erected corresponding form. It may simply be inclined bands or closer arranged rear wheels or wheels and guides, preferably baffles or rails.
  • the forming dies are first removed. Then an even stronger deformation can take place, especially between the holding dies. Thereafter or later, the holding matrices are then removed or removed. This can already be a few centimeters in a previously mentioned continuous process for example, 5 cm to 50 cm thereafter. By a separate detachment, however, the fact can be better taken into account that the forming dies are stiffer and thus behave somewhat differently than the holding dies.
  • the generated three-dimensional structure in the flat web material is characterized in that it has elevations and depressions along fold lines, which are, so to speak, sharply folded or form acute angles, advantageously with an angle between 10 ° and 150 ° on both sides of the fold, especially advantageously between 20 ° and 120 °.
  • the bend lines extend at ridges of the forming dies along crease lines of the holding dies and fold lines of the flat web material.
  • the bend lines protrude along ridges as the only areas of the forming dies and abut against the retaining dies. This only applies to the projection in the plane of symmetry, the crease lines of molding dies on one side and holding dies or the flat sheet material on the other side do not all touch each other.
  • engaging conveying means can be provided which promote the combination of holding matrices and flat web material not only along a passage path in the direction of passage, advantageously by means of a form fit, but also in the passage direction.
  • This funding can be circumferential and have an outer structure or shape that can engage in the final shape of the flat web material in the final state as a three-dimensional structure.
  • an aforementioned upsetting in width can also take place. Because the mold matrices are already removed at this time, which are difficult to deform in width and / or length, this deformation of the composite of holding matrices and flat web material between them can be done easily and with less force.
  • in the flat web material only along two or three directions fold lines are generated. These two or three directions should then have an angle between 60 ° and 120 ° to each other, especially at acute angles, especially less than 45 °, should be avoided if possible. In this way, it is easy to produce a stable and advantageous three-dimensional structure from a flat web material at the same time. In the side view, it may be 20 ° to 90 °, in the plan view 10 ° to 150 °.
  • the flat web material is at least in the final state as a three-dimensional structure in one layer.
  • a flat web material may have a multilayer structure, for example for a higher material rigidity or to combine certain functional layers with one another.
  • a multilayer structure for example for a higher material rigidity or to combine certain functional layers with one another.
  • the material for the flat sheet material paper or the like material of fibers may be used.
  • homogeneous films made of plastic can be used as well as metal foils.
  • the thickness should be selected so that the flat web material can easily fold, so usual paper thickness or thickness and metal foils thicknesses below 0.2 mm.
  • 1 is a schematic side view of an apparatus for forming a flat sheet material
  • 2 shows a first embodiment of deformation bands as double conveyor belts with a constant distance from one another
  • FIG. 3 shows a modification of the deformation bands as double conveyor belts from FIG. 2 with a distance decreasing in the direction of passage
  • an inventive device 1 1 for forming a flat web material 12, which from a supply of material 13 in the form of a large roll or the like. comes.
  • the flat web material 12 runs in the figure 1 from right to left through in the left and right dotted running plane D.
  • the flat web material 12 may be one of the aforementioned, such as paper, but also thinner plastic than film material or thin sheet material, as metallic materials thin aluminum foil and composite materials. It may even, as mentioned above, be slightly wavy with a corrugation between 0.5mm and 3mm. After unwinding from the material supply 13, the flat web material 12 passes through an optionally provided embossing device 15.
  • an optionally provided cutting device 16 which performs a cross section.
  • the quasi endless running flat web material 12 can be separated into specific or desired lengths.
  • the flat web material 12 may also be supplied in the form of individual sheets.
  • one or two longitudinal cutting devices can also be provided in order to cut the flat web material 12 also in width.
  • the flat web material 12 passes through a feed area 18.
  • an upper holding die 20a and a lower holding die 20b are supplied simultaneously from above and below or symmetrically to the continuous plane D, alternatively also successively.
  • These holding matrices 20 run around in large, largely dashed loops and are formed as previously mentioned endless belts.
  • the holding matrices 20a and 20b can be brought to the flat web material 12 in a flat or smoothed form.
  • corresponding smoothing means advantageously pressed together rollers, between the very left end of the device 1 1 and the supply area 18 may be provided.
  • the holding matrices 20a and 20b in the supply area 18 should be largely flat or flat against the flat web material 12. This may possibly be something out of the flat shape transformed out.
  • the upper forming die 30a and the lower forming die 30b are introduced. These are loop-like continuous endless belts with a largely punctiform represented course. In this case, corresponding guide devices or guide rollers, not shown here, are provided. Unlike the holding matrices 20a and 20b, the forming matrices 30a and 30b are not introduced in a substantially flat form, but, as shown, in an erected form, namely they advantageously change their shape only slightly, for example the aforementioned 2% to 15%. As will be shown in magnification below, the forming dies 30a and 30b bear against the outer sides of the holding dies 20a and 20b with their points facing each other or protruding areas.
  • the composite of flat web material 12, adjacent thereto holding matrices 20a and 20b and in turn adjacent molding matrices 30a and 30b moves in a continuous process to the left and is guided into an optionally provided synchronization device.
  • the matrices and the flat web material can also be synchronized one after the other. This can mean that the synchronization coincides with the feed area 18 and the matrices with the flat material are synchronized in pairs or else one after the other before another matrix or another pair of matrices is introduced.
  • An additional synchronization is important or advantageous for the holding matrices with the material, so that the optional stamping lines coincide with the folding lines of the matrices.
  • the synchronization can also by rollers, vibrators or the like.
  • the design of the synchronization device shown here has an upper synchronization belt 41 a and a lower synchronization belt 41 b, which serve to the matrices synchronize with each other and bring into the corresponding desired relative position to each other and possibly to the flat web material, in particular the upper and the lower forming die 30a and 30b.
  • the synchronization belts 41 a and 41 b may have protruding elevations or tips which engage in the outer sides of the forming dies 30a and 30b in such a positionally accurate or positionally correct manner that they can be positioned as desired relative to one another.
  • the synchronization device 40 is followed by a vibrator device 43, which is also provided only as an option.
  • This can be made of, for example, elastic pressure jaws or the like. exist, which not only further compress the composite, but also longitudinally and / or transversely to the direction of passage, the matrices 20a and 20b and 30a and 30b position each other.
  • a slight deformation of the holding matrices 20a and 20b with the flat web material 12 may possibly already take place between them in accordance with bending lines in the holding matrices.
  • an upper first deformation band 46a and a lower first deformation band 46b are reversed, as also shown in enlargement in FIGS. 2 and 3.
  • Deformation belts 46a and 46b are substantially flat and press molding dies 30a and 30b towards each other as shown in enlargement there. They correspond to the pressure means mentioned above.
  • the first deformation region 45 is adjoined by a so-called first contraction region 48, which, although optional, should be advantageously provided.
  • first contraction region 48 which, although optional, should be advantageously provided.
  • the bond between the first deformation region 45 and a subsequent second deformation region 50 is quasi braked and thereby compressed or shortened. This causes at the same time, as shown in the following illustrations, a stronger deformation of the flat web material and the holding matrices 20a and 20b by stronger setting or removal from the continuous plane D.
  • the composite passes through a second deformation region 50, in which, similar to the first deformation region 45, an upper second deformation band 51 a and a lower second deformation band 51 b are provided.
  • These may be formed identically to the deformation bands 46a and 46b of the first deformation region 45, but alternatively according to the other of the two basic possibilities of FIGS. 2 and 3.
  • the Distance of the second deformation bands 51 a and 51 b to each other should also be slightly less than that of the first deformation bands 46 a and 46 b.
  • a first lift-off area 53 can follow, in which the forming dies 30a and 30b are lifted off and thus removed from the holding dies 20a and 20b by respective removal, in which case aforementioned deflection rolls or the like. can be provided.
  • a subsequent third deformation zone 55 upper and lower third deformation bands 56a and 56b are again provided, which hold and transport the holding dies 20a and 20b with the flat web material 12 between them, possibly deforming them.
  • Behind the third deformation region 55 follows a fourth deformation region 60 with an upper fourth deformation band 61 a and a lower fourth deformation band 61 b.
  • the areas 55 and 60 are deformation areas, but their main task is to ensure the speed difference by conveying the dies and the flat material at different speeds so that the contraction area 58 functions.
  • a second contraction region 58 may be provided, in which the continuous composite is further decelerated and thus shortened and set up or deformed more.
  • the area between 50 and 55 may additionally also be a contraction area.
  • the deformation bands 56a and 56b and 61a and 61b can be largely flat on their upper side with a rubberized or good non-slip surface to grip and transport the respective outer holding matrices 20a and 20b good frictionally. Alternatively, elevations and / or recesses may be provided for a positive transport. While in the deformation regions 45 and 50, the external pressure on the composite was important because it caused a stronger reshaping of the holding matrices 20a and 20b with the flat web material 12 between them, the pressure in the deformation regions 55 and 60 should not be too great. otherwise he squeezes the holding matrices 20a and 20b with the flat web material 12 between them again. There may be other deformation areas or contraction stages follow, even after lifting the holding matrices.
  • a second lift-off region 63 the holding dies 20 a and 20 b are lifted off or removed from the flat web material 12.
  • the flat web material 12 may then have its final structure or shape, as can be seen in Fig. 1 far left, and for which reference is also made to FIGS. 4 to 13.
  • a cutting device 65 may possibly once again be provided, in particular if at the beginning no cutting device is provided. hen is. Otherwise, the deformed flat web material 12 'can be transported further for a use mentioned above, in particular for component in sandwich construction. Under certain circumstances, however, a further deformation of the flat web material 12 can generally take place even after the holding matrices have been lifted off, for example by being compressed in the length and pressed in the width. As another possibility, a curing area, an annealing range or the like. consequences.
  • FIG. 2 shows in enlargement a first possible embodiment of the first deformation region 45 with upper first deformation band 46a and lower first deformation band 46b.
  • the first deformation bands 46a and 46b have a uniform spacing over their length and thus press against the outer ridges 34a and 34b of the upper molding die 30a and the lower molding die 30b, respectively.
  • This causes the right-made composite of flat strip material 12, holding matrices 20a and 20b is compressed even more strongly, namely right at the beginning of entering the first deformation region 45 and between the first deformation bands 46a and 46b and also in the second deformation region 50th with the bands 51 a and 51 b.
  • the distance between the upper and lower deformation bands can again be somewhat smaller than shown here.
  • the mutually facing sides of the upper first deformation band 46a and the lower first deformation band 46b do not run parallel to one another but their spacing decreases slightly in the direction of passage from right to left, advantageously by 1% to 5% or even 15%. , The clearance height is simply lower.
  • the burrs 34a and 34b of the forming dies 30a and 30b bear on the first deformation bands 46a and 46b.
  • the subsequent deformation region is formed as well as the first deformation region 45 'shown here in Fig. 3, ie for a uniform deformation starting almost at zero.
  • the combination of the deformation regions, as shown in FIGS. 2 and 3, has not been explicitly sketched but is also conceivable. It is to be illustrated in FIGS. 4 to 6 in three steps how the deformation ultimately of the flat web material 12, but also of the holding matrices 20a and 20b, by the forming matrices 30a and 30b becomes ever stronger. In Fig.
  • the x-direction is in the x-direction, which is transverse to the direction of passage through the device 1 1, yet no significant deformation of the flat web material 12 and the voltage applied to it holding matrices 20a and 20b recognizable.
  • a first deformation is already clearly visible, so that the composite of flat material 12 and holding matrices 20a and 20b is slightly waved in this direction.
  • a deformation in the y-direction always goes with a deformation in the x-direction, but they are possibly pronounced differently strong.
  • the x-direction is longitudinal to the direction of passage.
  • fold lines 14 and 14 'of the flat web material 12 are already shown here for clarity, as well as buckling lines 22a and 22b of the holding matrices 20a and 20b.
  • the forming dies 30a and 30b have ridges 34a and 34b in mutually projecting directions with corresponding recesses 36a and 36b facing each other. These are each formed by bending lines 32a and 32b.
  • the depressions 36a and 36b with their relatively sharp edges corresponding to the ridges 34a and 34b, press into the composite of flat web material 12 and holding dies 20a and 20b. It can be seen how the depressions 36a and 36b extend exactly along corresponding fold lines 22a and 22b of the holding matrices 20.
  • FIG. 5 a stronger deformation of the flat web material 12 together with holding matrices 20a and 20b is effected by stronger compression, and now also clearly recognizable in the x-direction along the fold lines 14 and 14 'of the flat web material 12 or along corresponding fold lines 22 of FIG Holding dies 20a and 20b.
  • the forming dies 30a and 30b with the depressions 36a and 36b lie linearly only along fold lines 22a and 22b of the holding dies 20a and 20b.
  • Fig. 6 an even stronger deformation is shown.
  • the composite of flat web material 12 and retaining matrices 20a and 20b has the same thickness and deformed to the same extent, the molding dies 30a and 30b itself but hardly. Under certain circumstances, in this state, lifting off of the molding dies 30a and 30b could already take place as in the first lift-off region 53 of FIG. Alternatively, however, an even stronger reshaping can take place. In the aforementioned case, the composite of flat web material 12 and retaining matrices 20a and 20b can be deformed more strongly only by further shortening and upsetting with stronger setting up of the deformed flat web material 12 '.
  • FIGS. 7 to 13 show various possible embodiments of the formed flat web material 12 '.
  • On the left is an isometric view, then is a top view from above, then a partial side view and finally the right a flat folding pattern of a quasi-single cell.
  • the embodiments of FIGS. 7 to 9 are essentially characterized by zig-zag patterns of the fold lines 14, which respectively form burrs and depressions.
  • Figs. 10 and 11 these are patterns with multiple kinks along burrs and depressions on the fold lines 14, namely with a total of three instead of two directions.
  • the angles are each about 135 ° in Fig. 10 and about 90 ° and 135 ° in Fig. 1 1.
  • the angle ⁇ is approximately 45 ° to 120 ° and the angle ⁇ is approximately 15 ° to 90 °.
  • FIG. 12 there are only two directions, but these correspond more to an embodiment according to FIG. 10, each with a right angle to the individual folds of the fold lines of the ridges and depressions.
  • the fold lines and thus also the ridges and depressions are not straight pieces or sections but are curved or have a continuous wave course, as mentioned in the beginning.
  • the generation of bending lines 22 in the holding dies 20 or bending lines 32 in the forming dies 30 may be somewhat more complicated, this is also possible and conceivable.

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Abstract

Zur Umformung eines flachen Flachbahnmaterials (12) in eine regelmäßige, dreidimensionale Struktur mit einer Vielzahl von Faltungen entlang von unterschiedlich orientierten Faltlinien und mit Erhebungen und Vertiefungen wird das Flachbahnmaterial zwischen eine untere Haltematrize (20b) und eine obere Haltematrize (20a) eingelegt, die weitgehend eben sind und aus Flachmaterial bestehen und vorgeformte Knicklinien aufweisen, die genau übereinander liegen, wenn sie an dem Flachbahnmaterial anliegen. Dann werden eine untere (30b) und eine obere Formmatrize (30a) herangeführt, die aufgestellt sind und aus Flachmaterial mit vorgegebenen und einander genau gegenüberliegenden Biegelinien bestehen. Die Formmatrizen (30a, 30b) weisen eine der zu erzeugenden dreidimensionalen Struktur entsprechende Form auf, wobei diejenigen Biegelinien der Formmatrizen mit Knicklinien der Haltematrizen übereinstimmen, die zu den Haltematrizen hin orientiert sind bzw. hin weisen und daran anliegen können,

Description

Verfahren zur Umformung eines Flachbahnmaterials und Vorrichtung
Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umformung eines Flachbahnmaterials sowie eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung. Das umgeformte Flachbahnmaterial soll eine dreidimensionale Struktur ergeben, wie sie vorteilhaft im Komposit-Bau, insbesondere als Kernmaterial zwischen zwei stabilen Schichten, verwendet werden kann.
Aus der US 2007/004576 A1 ist ein Verfahren bekannt, mit dem derartige Strukturen hergestellt werden können. Dabei wird Flachbahnmaterial mit mehreren Formwalzen verformt, die in Durchlaufrichtung immer breiter werden für eine weitergehende Verformung. So wird eine kontinuierlich zunehmende Verformung erreicht.
Mögliche Formen eines solchen verformten Flachbahnmaterials als regelmäßige, dreidimensionale Struktur sind aus der US 3698879 bekannt. Hier erfolgt die Verformung eines einlaufenden Flachbahnmaterials durch eine Vielzahl von hintereinander betätigten und zunehmend stärker ausgeprägten Formbacken.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und es insbesondere möglich ist, ein Flachbahnmaterial gut und praxistauglich umzuformen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 . Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für das Verfahren oder nur für die Vorrichtung beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für das Verfahren als auch für die Vorrichtung selbständig gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Es ist vorgesehen, dass ein Flachbahnmaterial im Ausgangszustand weitgehend flach ist bzw. glatt und eben ist. Es kann auch fein gewellt sein, ähnlich einer feinen Wellpappe odgl.. Dabei kann es entlang der späteren Faltkanten auch vorgeprägt oder auf ähnliche Art und Weise vorbehandelt sein, beispielsweise mit entsprechenden Materialschwächungen durch Perforationen odgl., ebenso kann es rilliert sein. Im Endzustand ist das Material quasi als Endprodukt des Verfahrens gefaltet in einer regelmäßigen, dreidimensionalen Struktur. Entlang von unterschiedlich orientierten Faltlinien ist eine Vielzahl von Faltungen vorgesehen, wobei vorzugsweise die Faltlinien entlang einer geringen Zahl von Richtungen laufen, beispielsweise entlang von zwei bis maximal fünf Richtungen. Alternativ kann es eine wellenförmige Faltgeometrie sein, also in der Draufsicht gewellt anstelle von geraden Faltlinien. Somit lässt sich eine überschaubar komplexe Struktur erreichen.
Zur Umformung des Flachbahnmaterials wird es zwischen eine untere Haltematrize und eine obere Haltematrize eingelegt bzw. diese werden angelegt. Diese beiden Haltematrizen bestehen aus Flachmaterial, also ursprünglich flachem Material, und weisen Knicklinien auf, wobei diese Knicklinien bei den beiden Haltematrizen identisch sind und weitgehend genau übereinander liegen, wenn sie an dem Flachbahnmaterial anliegen bzw. es zwischen sich einschließen. Die Haltematrizen bestehen vorteilhaft aus identischem Material, welches vorteilhaft aber deutlich steifer ist als das umzuformende Flachbahnmaterial. Entlang der Knicklinien kann das Flachmaterial der Haltematrizen sehr häufig geknickt bzw. verformt werden und dabei, wie noch erläutert wird, das Flachbahnmaterial mit umformen. Unter Umständen können die Knicklinien auch von Scharnieren gebildet werden. Die untere und/oder obere Haltematrize können zwar nacheinander an das Flachbahnmaterial herangeführt bzw. mit diesem zusammengebracht werden, vorteilhaft aber gleichzeitig.
In einem weiteren Schritt bzw. nachfolgend werden eine untere Formmatrize von unten und eine obere Formmatrize von oben an die Haltematrizen herangeführt. Dies kann ebenfalls nacheinander oder vorteilhaft gleichzeitig erfolgen. Auch die Formmatrizen bestehen aus einem Flachmaterial mit vorgegebenen Biegelinien. Vorteilhaft können sie aus einem ähnlichen oder dem gleichen Material bestehen wie die vorgenannten Haltematrizen und entlang der Biegelinien nach Art von Scharnieren odgl. häufig verformt werden. Besonders vorteilhaft ist das Material aber deutlich steifer, vorzugsweise durch eine erhöhte Materialstärke, beispielsweise zweimal bis fünfmal so dick.
Die Haltematrizen sind weitgehend oder vollständig eben, wenn sie an das Flachbahnmaterial herangeführt werden bzw. es zwischen sich einschließen. Vorteilhaft sind sie auch noch eben, wenn in einem weiteren Schritt die Formmatrizen an die Haltematrizen herangeführt werden. Dabei können die Formmatrizen nacheinander herangeführt werden, vorteilhaft werden sie gleichzeitig herangeführt. Die untere und die obere Formmatrize weisen Biegelinien auf, die einander genau entsprechen bzw. einander genau gegenüberliegen. Des Weiteren sind die Formmatrizen beim Heranführen an die Haltematrizen nicht flach, sondern sind durch Biegen entlang der Biegelinien aufgestellt bzw. weisen eine Form auf, die der mit der Flachbahnmaterial zu erzeugenden dreidimensionalen Struktur entspricht oder zumindest ähnlich ist. Zumindest ein Teil der Biegelinien der Formmatrizen stimmt mit einem Teil der Knicklinien der Haltematrizen überein. Vorteilhaft sind dies diejenigen Biegelinien der Formmatrizen, die zu den Haltematrizen hin orientiert sind bzw. zu diesen hin weisen und daran anliegen können.
Das Heranführen der Formmatrizen an die Haltematrizen bzw. an den eng aneinanderliegenden Verbund aus den beiden Haltematrizen mit dem zu verformenden Flachbahnmaterial dazwischen weist den Vorteil auf, dass durch die am Flachbahnmaterial anliegenden Haltematrizen mit den vorgegebenen Knicklinien die Faltungen am Flachbahnmaterial mit den Faltlinien genau und definiert durchgeführt werden können. Des Weiteren können beim Verformen der Haltematrizen die Formmatrizen daran entlang reiben, wobei das Material der Haltematrizen und der Formmatrizen so ausgewählt sein kann, dass die Oberflächen sehr glatt sind und die Materialien bei einer gewissen Steifigkeit formstabil sind, insbesondere die Formmatrize. So kann eine Art definierte und geschützte Umformung des Flachbahnmaterials zwischen den Haltematrizen erfolgen, das durch die Formmatrizen ausgelöst und forciert wird. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass im weiteren Verlauf des Verfahrens bzw. der Umformung des Flachbahnmaterials die Formmatrizen ihre Form, nämlich als aufgestellte dreidimensionale Struktur ähnlich dem mit dem Flachbahnmaterial herzustellenden Erzeugnis, behalten. Dabei können die Haltematrizen mit dem Flachbahnmaterial zwischen sich allmählich im Durchlauf immer mehr in die Form der Formmatrizen gebracht werden und somit auch das umzuformende Flachbahnmaterial.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass beim Heranführen der Formmatrizen an die Haltematrizen eine in der Mitte zwischen den Formmatrizen befindliche Ebene, also eine Durchlaufebene, noch nicht von den Formmatrizen berührt wird, auch nicht von deren am weitesten abstehenden Punkten oder Bereichen. Im weiteren Verlauf des Umformverfahrens werden die Formmatrizen immer weiter aufeinander zu bewegt, wobei Erhöhungen der Formmatrizen entlang von Biegelinien der einen Formmatrize in Vertiefungen entlang von Biegelinien der anderen Formmatrize eingreifen. Dabei sind Erhöhungen und Vertiefungen stets benachbart zueinander bzw. werden durch zwei nebeneinander verlaufende Biegelinien jeweils gebildet. Durch zunehmendes Zusammendrücken der Formmatrizen bzw. Einrücken der Formmatrizen ineinander werden die Haltematrizen mit dem Flachbahnmaterial dazwischen verformt bzw. in entsprechender Form aufgestellt, wobei sich Erhebungen und Vertiefungen entlang der Biegelinien und somit auch entlang der Knicklinien der Haltematrizen erge- ben bzw. gebildet werden. Somit ergeben sich die Faltlinien des Flachbahnmaterials entlang der Biegelinien und Knicklinien bzw. das Flachbahnmaterial wird hier gefaltet. Da die Haltematrizen entlang der Knicklinien sozusagen scharf geknickt bzw. gefaltet sind, werden durch die entsprechenden scharfen Kanten oder Grate der Haltematrizen genau definiert und scharf gefaltete Faltlinien im Flachbahnmaterial erzeugt.
Das Zusammendrücken der Formmatrizen aufeinander zu mit dem Verbund aus Haltematrizen und Flachbahnmaterial dazwischen erfolgt, wie zuvor erläutert, allmählich bzw. wird immer stärker. Die Matrizen sind dabei vorteilhaft jeweils länglich. Besonders vorteilhaft kann das Zusammendrücken der Formmatrizen im Durchlaufverfahren entlang einer Bahn bzw. Durchlauf-Bahn erfolgen. Dabei können mehrere, hintereinander entlang der Bahn angeordnete Druckmittel oder Verformungsmittel vorgesehen sein, die vorzugsweise umlaufend ausgebildet sind. Die Druckmittel können rotierende Walzen, Rundbürsten oder auch bandartig umlaufende Druckmittel bzw. Verformungsbänder sein. Eine Durchgangshöhe zwischen Druckmitteln, die in Durchlaufrichtung aufeinander folgend angeordnet sind, kann abnehmen, insbesondere um jeweils bis zu 15% der Durchgangshöhe pro Druckmittel bzw. Band. Durch die Druckmittel ist es möglich, dass die Formmatrizen ineinander eingreifen bzw. ineinander gedrückt werden, wobei sie eben das Verformen der Haltematrizen und deren Aufstellen sowie das Verformen und Aufstellen des Flachbahnmaterials dazwischen bewirken. Die Formmatrizen können dabei beispielsweise 25% bis 50% oder sogar bis 75% ihrer Höhe ineinander einrücken, so dass die Gesamthöhe der Anordnung aus Formmatrizen, Haltematrizen und Flachbahnmaterial zwischen 175% und 125% oder sogar nur 1 10% der Höhe einer einzigen Formmatrize beträgt.
Während die Haltematrizen samt ihrem Material so ausgewählt und ausgebildet sind, dass entlang der Knicklinien eine relativ leichte Verformbarkeit gegeben ist, die Bereiche dazwischen aber recht formstabil sind, gerade für eine definierte Verformbarkeit an den Knicklinien, können die Formmatrizen relativ steif bzw. stabil sein, auch entlang der dort vorgesehenen Biegelinien, vor allem, wenn sie an den Haltematrizen anliegen. Insbesondere kann für die Formmatrizen vorgesehen sein, dass diese ihre Form, insbesondere entlang der Biegelinien, beim Umformen des Flachbahnmaterials nur relativ wenig verändern, vorzugsweise in ihrer Höhe 2% bis 15%. Dazu können sie aus einem erheblich steiferen Material hergestellt sein als die Haltematrizen, insbesondere aufgrund größerer Materialstärke, selbst wenn es an sich das gleiche Material ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine Rütteleinrichtung vorgesehen bzw. es wird an der Anordnung gerüttelt, und zwar nach dem Heranführen der Formmatrizen an die Haltematrizen bis zur Berührung. Des Weiteren sollte dies vor dem substantiellen Verformen der Hai- tematrizen erfolgen, also beispielsweise bevor diese 10% oder 20% ihrer gewünschten Höhe der fertigen Struktur des Flachbahnmaterials erreicht haben.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass die Haltematrizen und/oder die Formmatrizen nicht nur einfach irgendwie an einer Fläche ausgebildet sind, beispielsweise nach Art von Pressplatten odgl., sondern als lange Bänder. Vorteilhaft sind es umlaufende Bänder, also quasi Endlosbänder. Die Länge dieser Bänder sollte mehr als das Doppelte der Länge der Durchlaufbahn für das Flachbahnmaterial zu seiner Umformung betragen, so dass sie am Anfang und am Ende dieser Durchlaufbahn mit ausreichend großem Radius umlaufen können ohne dabei beschädigt zu werden. Je nach Ausbildung der Matrizen kann es auch zu einer substantiellen Verkürzung kommen, vor allem der Haltematrizen, beispielsweise um bis zu den Faktor 2 bis 10. Hier ist eine entsprechende Länge einzukalkulieren.
Der Vorteil solcher Matrizen in Form von Bändern oder sogar umlaufenden Bändern ist der, dass längere Stücke des Flachbahnmaterials umgeformt werden können, bei umlaufenden Bändern sogar an sich endloses Flachbahnmaterial. Des Weiteren kann ein kontinuierlicher Inline- Prozess durchgeführt werden für hohen Durchsatz und ein möglichst gutes Ergebnis der regelmäßigen, dreidimensionalen Struktur, die aus dem Flachbahnmaterial erzeugt worden ist. Dabei können die Bänder der Haltematrizen direkt an der Durchlaufbahn oben und unten angrenzend verlaufen, und jeweils außen daran aber innen umlaufend die Bänder der Formmatrizen. Im Falle von umlaufenden, geschlossenen Endlosbändern einer der Matrizen oder beider Matrizen können die Bänder der Haltematrizen um die Bänder der Formmatrizen umlaufen bzw. sie können diese umgeben.
Es sollte vorteilhaft eine Synchronisation zumindest der Haltematrizen miteinander und mit dem zugeführten Flachbahnmaterial stattfinden. Dies ist vor allem dann zu bevorzugen, wenn ein vorgeprägtes Flachbahnmaterial verwendet wird bzw. eines bei dem die Faltlinien genau definiert vorgegeben sind durch Materialschwächungen wie Perforierungen odgl.. Eine Synchronisation kann einerseits über eine reine Ansteuerung von Antriebsmotoren erreicht werden. Vorteilhaft können mechanische Synchronisationsmittel verwendet werden wie beispielsweise Walzen mit Erhebungen nach Art von Stacheln oder Zacken oder auch Synchronisationsbänder. Des Weiteren könnten im Flachbahnmaterial Passlöcher wie bei Nadeldruckern zur Papierförderung vorgesehen sein, in die entsprechende Vorsprünge der Haltematrizen eingreifen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann bei Durchführen des Verfahrens im Durchlaufverfahren direkt nach Heranführen der Formmatrizen an die Haltematrizen und Ansetzen aneinander eine Synchronisation zwischen der oberen Formmatrize und der unteren Formmatrize vor- genommen werden. Dies kann quasi auch als Fortsetzung der zuvor genannten Synchronisation der Haltematrizen zueinander und ggf. zum Flachbahnmaterial angesehen werden. Dazu können ebenfalls vorgenannte Synchronisationsmittel vorgesehen werden, vorteilhaft über Ansteuermotoren oder über rotierende Synchronisationsmittel bzw. Synchronisationsbänder mit einer äußeren Formgebung entsprechend der Struktur oder Form der Formmatrize. Durch eine solche Synchronisation kann sichergestellt werden, dass die Knicklinien der Haltematrizen genau übereinanderliegen und ein sauberes Falten des Flachbahnmaterials bewirken sowie dass die Formmatrizen wie vorgesehen zwischen diese Knicklinien mit ihren Erhebungen eingreifen und den Verbund der Haltematrizen mit dem Flachbahnmaterial zwischen sich verformen bzw. aufstellen.
Generell kann vorgesehen sein, dass eine Synchronisation beide Matrizen paare und auch das Flachbahnmaterial auf einmal synchronisiert, alternativ kann auch einzeln synchronisiert werden. Dies kann auch bedeuten, dass nicht einmal die Matrizen eines Paares auf einmal synchronisiert werden. So kann das Verfahren sehr einfach ohne großen Anlageaufwand durchgeführt werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass an der Seite, bei einem Durchlaufverfahren vorzugsweise an den Längsseiten einer Durchlaufbahn des Flachbahnmaterials, seitliche Andrückmittel vorgesehen sind, die die Haltematrizen mit dem Flachbahnmaterial zwischen sich und/oder die Formmatrizen mit den Haltematrizen und dem Flachbahnmaterial zwischen sich seitlich zusammendrücken. Beim Falten des Flachbahnmaterials bzw. Auffalten wird dieses bei einem Vergleich des Flachbahnmaterials vor der Verformung und der fertigen Struktur nach der Verformung sowohl in der Länge verkürzt als auch in der Breite reduziert. Dies leuchtet ein, da das Material in die dreidimensionale Struktur hinein geht. Durch seitliches Zusammendrücken kann das Verformen des Flachbahnmaterials bzw. das Auffalten zusätzlich unterstützt werden. Vor allem können solche seitlichen Andrückmittel relativ einfach aufgebaut sein im Vergleich zu Andrückmitteln an der Oberseite oder der Unterseite, sie brauchen nämlich keine der aufgestellten Form entsprechende Form aufzuweisen. Es können einfach schräg verlaufende Bänder oder näher rückend angeordnete Rollen oder Räder sowie Führungen sein, vorzugsweise Leitbleche oder -schienen.
Nach dem Verformen des Flachbahnmaterials in die gewünschte dreidimensionale Struktur, welches zumindest 30% bis zu 60% oder mehr erfolgt ist, werden zuerst die Formmatrizen entfernt. Dann kann eine nochmals stärkere Verformung stattfinden, insbesondere noch zwischen den Haltematrizen. Danach bzw. später werden dann auch die Haltematrizen entfernt bzw. abgenommen. Dies kann in einem vorgenannten Durchlaufverfahren bereits einige Zentimeter wie beispielsweise 5 cm bis 50 cm danach erfolgen. Durch ein getrenntes Loslösen kann jedoch dem Umstand besser Rechnung getragen werden, dass die Formmatrizen steifer sind und sich somit etwas anders verhalten als die Haltematrizen.
Die erzeugte dreidimensionale Struktur in dem Flachbahnmaterial zeichnet sich dadurch aus, dass sie Erhebungen und Vertiefungen aufweist entlang von Faltlinien, die sozusagen scharf gefaltet sind bzw. spitze Winkel bilden, vorteilhaft mit einem Winkel zwischen 10° und 150° an beiden Seiten der Faltung, besonders vorteilhaft zwischen 20° und 120°. Bevor die Formmatrizen von den Haltematrizen entfernt werden verlaufen die Biegelinien an Erhöhungen der Formmatrizen entlang von Knicklinien der Haltematrizen und Faltlinien des Flachbahnmaterials. Schließlich stehen die Biegelinien entlang von Erhöhungen als einzige Bereiche von den Formmatrizen vor und liegen an den Haltematrizen an. Dies gilt nur für die Projektion in die Symmetrieebene, die Knicklinien von Formmatrizen auf der einen Seite und von Haltematrizen bzw. dem Flachbahnmaterial auf der anderen Seite berühren sich nicht alle.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es sogar möglich nach dem Entfernen der Formmatrizen von den Haltematrizen eine nochmals weitere bzw. noch stärkere Verformung des Flachbahnmaterials durchzuführen, insbesondere wenn es sich noch zwischen den Haltematrizen befindet. Dabei können eingreifende Fördermittel vorgesehen sein, die den Verbund aus Haltematrizen und Flachbahnmaterial nicht nur entlang einer Durchlaufbahn in Durchlaufrichtung fördern, vorteilhaft mittels eines Formschlusses, sondern auch noch in Durchlaufrichtung stauchen. Diese Fördermittel können dabei umlaufend sein und eine äußere Struktur bzw. Form aufweisen, die in die fertige Form des Flachbahnmaterials im Endzustand als dreidimensionale Struktur eingreifen kann. Dabei kann zusätzlich auch ein vorgenanntes Stauchen in der Breite erfolgen. Weil zu diesem Zeitpunkt die Formmatrizen bereits entfernt sind, die in der Breite und/oder der Länge schwerer verformbar sind, kann dieses Verformen des Verbundes aus Haltematrizen und Flachbahnmaterial zwischen sich leichter und mit weniger Kraft erfolgen.
In nochmals weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem Flachbahnmaterial nur entlang von zwei oder drei Richtungen Faltlinien erzeugt werden. Diese zwei oder drei Richtungen sollten dann einen Winkel zwischen 60° und 120° zueinander aufweisen, wobei vor allem zu spitze Winkel, insbesondere kleiner als 45°, nach Möglichkeit vermieden werden sollten. Auf diese Art und Weise kann leicht eine gleichzeitig stabile und vorteilhafte dreidimensionale Struktur aus einem Flachbahnmaterial erzeugt werden. In der Seitenansicht können es 20° bis 90° sein, in der Draufsicht 10° bis 150°. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Flachbahnmaterial zumindest im Endzustand als dreidimensionale Struktur einlagig ist. Es ist dabei möglich, mehrere Lagen eines Flachbahnmaterials, insbesondere wenn es dünn ist und leicht faltbar ist wie Papier, beispielsweise zwei bis vier solche Lagen aufeinander zwischen die Haltematrizen einzubringen und dann damit sowie mit den Formmatrizen wie zuvor beschrieben in eine dreidimensional Struktur zu bringen mit mehrlagigem Aufeinanderliegen. Dann können die einzelnen Lagen voneinander getrennt werden, so dass mit einem einzigen Umformschritt beispielsweise zwei bis vier strukturierte Streifen hergestellt werden können. Nach einem zumindest weitgehenden Vorformen können diese dann noch mit den vorgenannten Mitteln, insbesondere durch Stauchen in Längsrichtung und/oder in der Breite, weiter verformt werden, was dann aufgrund der vorgegebenen Faltlinien leicht möglich ist. So kann der Durchsatz insgesamt erhöht werden.
Alternativ kann ein Flachbahnmaterial mehrschichtig aufgebaut sein, beispielsweise für eine höhere Materialsteifigkeit oder um bestimmte Funktionsschichten miteinander zu kombinieren. Hier bietet sich eine Vielzahl von Möglichkeiten an.
Des Weiteren kann als Material für das Flachbahnmaterial Papier oder ähnliches Material aus Fasern verwendet werden. Ebenso können homogene Folien aus Kunststoff verwendet werden sowie Metallfolien. Die Dicke sollte so gewählt sein, dass sich das Flachbahnmaterial leicht falten lässt, also übliche Papierdicken bzw. -stärken und bei Metallfolien Stärken unterhalb von 0,2 mm.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Umformung eines Flachbahnmaterials, Fig. 2 eine erste Ausführung von Verformungsbändern als Doppelförderbänder mit gleich bleibendem Abstand zueinander,
Fig. 3 eine Abwandlung der Verformungsbänder als Doppelförderbänder aus Fig. 2 mit in Durchlaufrichtung abnehmendem Abstand zueinander,
Fig. 4 bis 6 in drei Stufen eine Darstellung des Umformens des Flachbahnmaterials zwischen oberen und unteren Haltematrizen, die von oberen und unteren Formmatrizen verformt werden zur Umformung des Flachbahnmaterials zum Aufstellen in eine dreidimensionale Struktur,
Fig. 7 bis 13 verschiedene Endmuster bzw. Endformen eines umgeformten Flachbahnmaterials in isometrischer Ansicht, Draufsicht, Seitenansicht und als Einheitszelle eines ebenen Faltmusters.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 1 dargestellt zur Umformung eines Flachbahnmaterials 12, welches von einem Materialvorrat 13 in Form einer großen Rolle odgl. kommt. Das Flachbahnmaterial 12 läuft in der Figur 1 von rechts nach links durch in der links und rechts punktiert dargestellten Durchlaufebene D. Das Flachbahnmaterial 12 kann eines der zuvor genannten sein, beispielsweise Papier, aber auch dünner Kunststoff als Folienmaterial oder dünnes Bahnmaterial, ebenso metallische Materialien wie dünne Aluminiumfolie sowie Verbundmaterialien. Es kann sogar, wie eingangs genannt, leicht gewellt sein mit einer Wellung zwischen 0,5mm und 3mm. Nach dem Abwickeln von dem Materialvorrat 13 durchläuft das Flachbahnmaterial 12 eine optional vorgesehene Prägevorrichtung 15. Diese kann für die nachfolgende Faltung bzw. Umformung die Faltlinien bereits vorprägen, so dass diese Umformung leichter durchgeführt werden kann. Hierzu sind entsprechend bekannte Prägewalzen mit schmalen, gratartigen Erhebungen verwendbar. Das Material kann aber auch schon vorgeprägt ankommen bzw. auf einer Rolle sein.
Anschließend kommt eine optional vorgesehene Schneidevorrichtung 16, die einen Querschnitt durchführt. So kann das quasi endlos ablaufende Flachbahnmaterial 12 in bestimmte bzw. gewünschte Längen getrennt werden. Alternativ kann das Flachbahnmaterial 12 auch in Form einzelner Bögen zugeführt werden. Zusätzlich zu der Schneidevorrichtung 16 für einen Querschnitt können auch ein oder zwei Längs-Schneidevorrichtungen vorgesehen werden, um das Flachbahnmaterial 12 auch in der Breite entsprechend zuzuschneiden. Als nächstes durchläuft das Flachbahnmaterial 12 einen Zufuhrbereich 18. In diesem werden zuerst von oben und unten gleichzeitig bzw. symmetrisch zur Durchlaufebene D eine obere Haltematrize 20a und eine untere Haltematrize 20b zugeführt, alternativ auch nacheinander. Diese Haltematrizen 20 laufen in großen, weitgehend gestrichelt dargestellten Schleifen um und sind als zuvor genannte Endlosbänder ausgebildet. Dazu bestehen sie aus einem entsprechend stabilen Kunststoffmaterial. Es sind auch Kombinationen aus unterschiedlichen Materialien denkbar, beispielsweise Metall und Kunststoff, oder rein aus Metall mit Scharnieren odgl.. Die Haltematrizen 20a und 20b können in flacher bzw. geglätteter Form an das Flachbahnmaterial 12 herangeführt werden. Dazu können entsprechende Glätteinrichtungen, vorteilhaft aneinander angedrückte Walzen, zwischen dem ganz linken Ende der Vorrichtung 1 1 und dem Zufuhrbereich 18 vorgesehen sein. Jedenfalls sollten sich die Haltematrizen 20a und 20b im Zufuhrbereich 18 weitgehend flach bzw. flächig an das Flachbahnmaterial 12 anlegen. Dabei kann dieses möglicherweise schon etwas aus der flachen Form heraus umgeformt werden.
Kurz nach den Haltematrizen 20a und 20b werden in der hier dargestellten Ausbildung der Vorrichtung im Zufuhrbereich 18 die obere Formmatrize 30a und die untere Formmatrize 30b herangeführt. Auch diese sind schleifenartig umlaufende Endlosbänder mit weitgehend stichpunktiert dargestelltem Verlauf. Dabei sind entsprechende, hier nicht dargestellte Führungseinrichtungen bzw. Führungsrollen vorgesehen. Anders als die Haltematrizen 20a und 20b werden die Formmatrizen 30a und 30b nicht in weitgehend flacher Form herangeführt, sondern, wie dargestellt ist, in aufgestellter Form, vorteilhaft verändern sie nämlich ihre Form nur geringfügig, beispielsweise die vorgenannten 2% bis 15%. Wie nachfolgend noch in Vergrößerung dargestellt wird, liegen die Formmatrizen 30a und 30b mit ihren aufeinander zu weisenden Spitzen bzw. abstehenden Bereichen an den Außenseiten der Haltematrizen 20a und 20b an.
Der Verbund aus Flachbahnmaterial 12, daran anliegenden Haltematrizen 20a und 20b und wiederum daran anliegenden Formmatrizen 30a und 30b bewegt sich im Durchlaufverfahren nach links und wird in eine optional vorgesehene Synchronisationseinrichtung geführt. Wie zuvor beschrieben, können bei der Synchronisation auch die Matrizen und das Flachbahnmaterial nacheinander synchronisiert werden. Dies kann bedeuten, dass die Synchronisation mit dem Zufuhrbereich 18 zusammenfällt und die Matrizen mit dem Flachmaterial paarweise oder auch nacheinander synchronisiert werden bevor eine weitere Matrize bzw. ein weiteres Matrizenpaar herangeführt wird. Eine zusätzliche Synchronisation ist vor allem für die Haltematrizen mit dem Material wichtig bzw. von Vorteil, damit die optionalen Prägelinien mit den Faltlinien der Matrizen übereinstimmen. Die Synchronisation kann auch durch Walzen, Rüttler odgl. erfolgen. Die hier dargestellte Ausbildung der Synchronisationseinrichtung weist ein oberes Synchronisationsband 41 a und ein unteres Synchronisationsband 41 b auf, welche dazu dienen, die Matrizen miteinander zu synchronisieren bzw. in die entsprechend gewünschte relative Position zueinander und ggf. zum Flachbahnmaterial zu bringen, insbesondere die obere und die untere Formmatrize 30a und 30b. Dazu können die Synchronisationsbänder 41 a und 41 b abstehende Erhebungen oder Spitzen aufweisen, die derart lagegenau bzw. positionsgetreu in die Außenseiten der Formmatrizen 30a und 30b eingreifen, dass diese wie gewünscht zueinander positioniert werden können.
An die Synchronisationseinrichtung 40 schließt sich eine ebenfalls nur optional vorgesehene Rütteleinrichtung 43 an. Diese kann aus beispielsweise elastischen Andrückbacken odgl. bestehen, die nicht nur den Verbund weiter zusammendrücken, sondern auch längs und/oder quer zur Durchlaufrichtung die Matrizen 20a und 20b sowie 30a und 30b zueinander positionieren. Insbesondere kann dadurch schon möglicherweise eine leichte Verformung der Haltematrizen 20a und 20b mit dem Flachbahnmaterial 12 zwischen sich entsprechend von Knicklinien in den Haltematrizen stattfinden bzw. anfangen.
In einem nachfolgenden ersten Verformungsbereich 45 laufen ein oberes erstes Verformungsband 46a und ein unteres erstes Verformungsband 46b um, wie auch in Vergrößerung in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die Verformungsbänder 46a und 46b sind weitgehend flach und drücken die Formmatrizen 30a und 30b aufeinander zu, wie dort in Vergrößerung dargestellt ist. Sie entsprechen den eingangs genannten Druckmitteln.
An den ersten Verformungsbereich 45 schließt sich ein sogenannter erster Kontraktionsbereich 48 an, der zwar optional ist, aber vorteilhaft vorgesehen sein sollte. In diesem wird der Verbund zwischen dem ersten Verformungsbereich 45 und einem darauf folgenden zweiten Verformungsbereich 50 quasi abgebremst und dadurch gestaucht bzw. verkürzt. Dies bewirkt gleichzeitig, wie aus den nachfolgenden Darstellungen hervorgeht, ein stärkeres Verformen des Flachbahnmaterials sowie der Haltematrizen 20a und 20b durch stärkeres Aufstellen bzw. Herausformen aus der Durchlaufebene D.
Danach durchläuft der Verbund einen zweiten Verformungsbereich 50, in dem ähnlich wie im ersten Verformungsbereich 45 ein oberes zweites Verformungsband 51 a und ein unteres zweites Verformungsband 51 b vorgesehen sind. Diese können identisch zu den Verformungsbändern 46a und 46b des ersten Verformungsbereichs 45 ausgebildet sein, alternativ aber auch gemäß der anderen der beiden grundsätzlichen Möglichkeiten der Fig. 2 und 3. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind die Matrizen 20a und 20b und 30a und 30b samt Flachbahnmaterial 12 dazwischen im zweiten Verformungsbereich 50 stärker aufgestellt und somit stärker verformt. Der Abstand der zweiten Verformungsbänder 51 a und 51 b zueinander sollte auch etwas geringer sein als derjenige der ersten Verformungsbänder 46a und 46b.
Entweder können nun noch weitere Verformungsbereiche folgen mit weiteren Verformungsbändern, die noch geringeren Abstand zueinander haben. Alternativ kann ein erster Abhebebereich 53 folgen, in dem die Formmatrizen 30a und 30b abgehoben werden und somit von den Haltematrizen 20a und 20b entfernt werden durch jeweiliges Wegführen, wobei hier vorgenannte Umlenkrollen odgl. vorgesehen sein können.
In einem anschließenden dritten Verformungsbereich 55 sind wieder obere und untere dritte Verformungsbänder 56a und 56b vorgesehen, die die Haltematrizen 20a und 20b mit dem Flachbahnmaterial 12 dazwischen zwischen sich mit Druck halten und transportieren und dabei ggf. verformen. Hinter dem dritten Verformungsbereich 55 folgt ein vierter Verformungsbereich 60 mit einem oberen vierten Verformungsband 61 a und einem unteren vierten Verformungsband 61 b. Technisch ist es denkbar, dass die Bereiche 55 und 60 Verformungsbereiche sind, ihre Hauptaufgabe ist aber das Sicherstellen der Geschwindigkeitsdifferenz durch unterschiedlich schnelles Fördern der Matrizen und des Flachmaterials, damit der Kontraktionsbereich 58 funktioniert. Dazwischen kann ein zweiter Kontraktionsbereich 58 vorgesehen sein, in dem der durchlaufende Verbund noch weiter abgebremst und somit verkürzt und stärker aufstellt bzw. verformt wird. Der Bereich zwischen 50 und 55, also der Bereich 53, kann zusätzlich auch ein Kontraktionsbereich sein. Die Verformungsbänder 56a und 56b bzw. 61 a und 61 b können an ihrer Oberseite weitgehend eben sein mit einer gummierten oder gut griffigen Oberfläche, um die jeweils außenliegenden Haltematrizen 20a und 20b gut kraftschlüssig zu greifen und zu transportieren. Alternativ können auch Erhebungen und/oder Vertiefungen vorgesehen sein für einen formschlüssigen Transport. Während bei den Verformungsbereichen 45 und 50 der Druck von außen auf den Verbund wichtig war, weil er ein stärkeres Umformen der Haltematrizen 20a und 20b mit dem Flachbahnmaterial 12 zwischen sich bewirkt hat, sollte der Druck in den Verformungsbereichen 55 und 60 nicht zu groß sein, da er hier ansonsten die Haltematrizen 20a und 20b mit dem Flachbahnmaterial 12 zwischen sich wieder zusammendrückt. Es können noch weitere Verformungsbereiche bzw. Kontraktionsstufen folgen, auch nach dem Abheben der Haltematrizen.
Anschließend werden in einem zweiten Abhebebereich 63 die Haltematrizen 20a und 20b abgehoben bzw. von dem Flachbahnmaterial 12 entfernt. Hier kann das Flachbahnmaterial 12 dann seine endgültige Struktur bzw. Form aufweisen, wie in der Fig. 1 ganz links zu ersehen ist, und wofür auch auf die Fig. 4 bis 13 verwiesen wird. Dann kann möglicherweise noch einmal eine Schneidevorrichtung 65 vorgesehen sein, insbesondere wenn am Anfang keine vorgese- hen ist. Ansonsten kann das umgeformte Flachbahnmaterial 12' weitertransportiert werden für eine eingangs genannte Verwendung, insbesondere für Bauteil in Sandwich-Bauweise. Unter Umständen kann aber allgemein auch noch nach Abheben der Haltematrizen eine weitere Verformung des Flachbahnmaterials 12 erfolgen, beispielsweise indem es in der Länge gestaucht und in der Breite gedrückt wird. Als weitere Möglichkeit kann ein Aushärtebereich, ein Temperbereich odgl. folgen.
In der Fig. 2 ist in Vergrößerung eine erste Ausgestaltungsmöglichkeit des ersten Verformungsbereichs 45 mit oberem erstem Verformungsband 46a und unterem erstem Verformungsband 46b dargestellt. Die ersten Verformungsbänder 46a und 46b weisen einen über ihre Länge gleichbleibenden Abstand zueinander auf und drücken damit auf die außenliegenden Grate 34a bzw. 34b der oberen Formmatrize 30a bzw. der unteren Formmatrize 30b. Dies bewirkt, dass der von rechts kommende Verbund aus Flachbandmaterial 12, Haltematrizen 20a und 20b noch stärker zusammengedrückt wird, und zwar gleich zu Beginn bei Einlaufen in den ersten Verformungsbereich 45 bzw. zwischen die ersten Verformungsbänder 46a und 46b und auch in den zweiten Verformungsbereich 50 mit den Bändern 51 a und 51 b. Beim nächsten Verformungsbereich mit dessen Verformungsbändern entsprechend Fig. 1 kann dann der Abstand zwischen oberem und unterem Verformungsband wiederum etwas geringer sein als hier dargestellt.
In der alternativen zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit eines ersten Verformungsbereichs 45' gem. Fig. 3 verlaufen die zueinander weisenden Seiten des oberen ersten Verformungsbands 46a und des unteren ersten Verformungsbands 46b nicht parallel zueinander, sondern schräg bzw. ihr Abstand verringert sich etwas in Durchlaufrichtung von rechts nach links, vorteilhaft um 1 % bis 5% oder sogar 15%. Die lichte Durchgangshöhe wird einfach geringer. Auch hier liegen die Grate 34a und 34b der Formmatrizen 30a und 30b an den ersten Verformungsbändern 46a und 46b an. Es ist jedoch sehr deutlich zu erkennen wie rechts der Verbund aus Flachbahnmaterial 12 und Haltematrizen 20a und 20b noch flach bzw. eben ist, aber mit zunehmendem Durchlauf durch den ersten Verformungsbereich 45' jedoch verformt wird, weil durch die geringer werdende lichte Höhe die Formmatrizen 30a und 30b stärker ineinander greifen und dabei den genannten Verbund verformen.
Auch hier ist es möglich, dass der nachfolgende Verformungsbereich ebenso ausgebildet ist wie der hier in Fig. 3 dargestellte erste Verformungsbereich 45', also für eine quasi bei Null beginnende gleichmäßige Verformung. Die Kombination aus den Verformungsbereichen, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, wurde nicht explizit skizziert ist aber ebenso denkbar. In den Fig. 4 bis 6 soll in drei Schritten veranschaulicht werden, wie die Verformung letztlich des Flachbahnmaterials 12, aber auch der Haltematrizen 20a und 20b, durch die Formmatrizen 30a und 30b immer stärker wird. In der Fig. 4 ist in der x-Richtung, welche quer zur Durchlaufrichtung durch die Vorrichtung 1 1 ist, noch keine wesentliche Verformung des Flachbahnmaterials 12 sowie der an ihm anliegenden Haltematrizen 20a und 20b erkennbar. In der y-Richtung entlang der Durchlaufrichtung ist aber bereits eine erste Verformung gut zu erkennen, so dass der Verbund aus Flachbahnmaterial 12 und Haltematrizen 20a und 20b in dieser Richtung leicht gewellt ist Generell gilt, eine Verformung in y-Richtung geht immer mit einer Verformung in x- Richtung einher, ggf. sind sie aber deutlich unterschiedlich stark ausgeprägt. Für die Ausrichtung ist auch denkbar, dass die x-Richtung längs zur Durchlaufrichtung ist. Dabei sind hier zur Verdeutlichung bereits Faltlinien 14 und 14' des Flachbahnmaterials 12 dargestellt, ebenso Knicklinien 22a und 22b der Haltematrizen 20a und 20b. Die Formmatrizen 30a und 30b weisen in voneinander abstehender Richtung Grate 34a und 34b auf mit entsprechend zueinander hin weisenden Vertiefungen 36a und 36b. Diese sind jeweils von Biegelinien 32a und 32b gebildet. Vor allem die Vertiefungen 36a und 36b drücken mit ihren den Graten 34a und 34b entsprechenden, relativ scharfen Kanten in den Verbund aus Flachbahnmaterial 12 und Haltematrizen 20a und 20b. Dabei ist zu erkennen, wie die Vertiefungen 36a und 36b genau entlang entsprechender Knicklinien 22a und 22b der Haltematrizen 20 verlaufen.
In der Fig. 5 ist durch stärkeres Zusammendrücken eine stärkere Verformung des Flachbahnmaterials 12 samt Haltematrizen 20a und 20b erfolgt, und zwar nun auch deutlich erkennbar in der x-Richtung entlang der Faltlinien 14 und 14' des Flachbahnmaterials 12 bzw. entlang entsprechender Knicklinien 22 der Haltematrizen 20a und 20b. Dabei liegen weiterhin die Formmatrizen 30a und 30b mit den Vertiefungen 36a und 36b linienförmig nur entlang von Knicklinien 22a und 22b der Haltematrizen 20a und 20b an.
In Fig. 6 ist eine nochmals stärkere Verformung dargestellt. Auch hier ist zu beachten, dass sich der Verbund aus Flachbahnmaterial 12 und Haltematrizen 20a und 20b gleich stark und in gleichem Maß verformt hat, die Formmatrizen 30a und 30b selbst jedoch kaum. In diesem Zustand könnte unter Umständen bereits ein Abheben der Formmatrizen 30a und 30b wie im ersten Abhebebereich 53 der Figur 1 erfolgen. Alternativ kann jedoch ein nochmals stärkeres Umformen erfolgen. Im vorgenannten Fall kann nur durch weiteres Verkürzen und auch Stauchen der Verbund aus Flachbahnmaterial 12 und Haltematrizen 20a und 20b stärker verformt werden mit stärkerem Aufstellen des verformten Flachbahnmaterials 12'.
In den Fig. 7 bis 13 sind verschiedene mögliche Ausgestaltungen für das umgeformte Flachbahnmaterial 12' dargestellt. Ganz links ist jeweils eine isometrische Ansicht dargestellt, dann kommt eine Draufsicht von oben, dann eine Teil-Seitenansicht und schließlich ganz rechts ein ebenes Faltmuster einer quasi Einzelzelle. Die Ausgestaltungen der Fig. 7 bis 9 sind im Wesentlichen durch Zick-Zack-Muster der Faltlinien 14, die jeweils Grate und Vertiefungen bilden, gekennzeichnet. Es gibt also Faltlinien entlang von zwei Richtungen mit Winkeln zueinander von etwa 90° bei den Fig. 7 und 8 und 45° bis 60° bei Fig. 9. Bei den Fig. 10 und 1 1 sind dies Muster mit mehreren Knicken entlang von Graten und Vertiefungen an den Faltlinien 14, nämlich mit insgesamt drei anstatt zwei Richtungen. Die Winkel betragen jeweils etwa 135° bei Fig. 10 und etwa 90° und 135° bei Fig. 1 1 . In der Fig. 7 beträgt der Winkel φ etwa 45° bis 120° und der Winkel γ etwa 15° bis 90°.
Bei der Fig. 12 sind es wiederum nur zwei Richtungen, diese entsprechen aber eher einer Ausgestaltung entsprechend Fig. 10 mit jeweils rechtem Winkel an den einzelnen Knicken der Faltlinien der Grate und Vertiefungen.
Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 13 liegt insofern eine Besonderheit vor, als dass hier die Faltlinien und somit auch die Grate und Vertiefungen keine geraden Stücke oder Abschnitte sind, sondern gekrümmt sind bzw. kontinuierlichen Wellenverlauf haben, wie eingangs genannt. Hier kann die Erzeugung von Knicklinien 22 in den Haltematrizen 20 bzw. Biegelinien 32 in den Formmatrizen 30 zwar etwas aufwendiger sein, grundsätzlich ist dies aber auch möglich und vorstellbar.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Umformung eines Flachbahnmaterials, wobei das Flachbahnmaterial im Ausgangszustand weitgehend flach bzw. glatt und eben ist und in einem Endzustand gefaltet ist in einer regelmäßigen, dreidimensionalen Struktur mit einer Vielzahl von Faltungen entlang von unterschiedlich orientierten Faltlinien und mit Erhebungen und Vertiefungen, mit folgenden Schritten:
- das Flachbahnmaterial wird zwischen eine untere Haltematrize und eine obere Haltematrize eingelegt, wobei die Haltematrizen aus Flachmaterial bestehen und vorgeformte Knicklinien aufweisen, die bei den beiden Haltematrizen identisch sind und genau übereinander liegen, wenn sie an dem Flachbahnmaterial anliegen,
- Heranführen einer unteren Formmatrize von unten und einer oberen Formmatrize von oben an die Haltematrizen, wobei die Formmatrizen aus Flachmaterial mit vorgegebenen Biegelinien bestehen,
- die Haltematrizen sind beim Einlegen des Flachbahnmaterials weitgehend eben und auch beim Heranführen der Formmatrizen,
- die Formmatrizen weisen einander genau entsprechende bzw. einander genau gegenüberliegende Biegelinien auf mit identischer Biegung entlang der Biegelinien, wobei die Formmatrizen nicht flach sind, sondern durch Biegen entlang der Biegelinien aufgestellt sind bzw. der mit dem Flachbahnmaterial zu erzeugenden dreidimensionalen Struktur entsprechende Form aufweisen, wobei zumindest ein Teil der Biegelinien der Formmatrizen mit Knicklinien der Haltematrizen übereinstimmen, insbesondere diejenigen Biegelinien der Formmatrizen, die zu den Haltematrizen hin orientiert sind bzw. hin weisen und daran anliegen können.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im weiteren Verlauf des Verfahrens die Formmatrizen ihre Form weitgehend behalten und/oder die Haltematrizen verformt werden und in entsprechender Form aufgestellt werden mit Erhebungen und Vertiefungen entlang der Knicklinien der Haltematrizen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Heranführen der Formmatrizen an die Haltematrizen eine in der Mitte zwischen den Formmatrizen befindliche Ebene noch nicht von den Formmatrizen berührt wird, wobei im weiteren Verlauf des Verfahrens die Formmatrizen immer weiter aufeinander zu bewegt werden bzw. Erhöhungen entlang von Biegelinien der einen Formmatrize in Vertiefungen entlang von Biegelinien der anderen Formmatrize eingreifen, wobei durch zunehmendes Zusammendrücken der Formmatrizen bzw. Einrücken ineinander die Haltematrizen mit dem Flachbahnmaterial dazwischen verformt werden bzw. in entsprechender Form aufgestellt werden mit Erhebungen und Vertiefungen entlang der Biegelinien und somit der Knicklinien der Haltematrizen, wodurch sich entlang der Biegelinien und Knicklinien die Faltlinien des Flachbahnmaterials ergeben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusammendrücken der Formmatrizen im Durchlaufverfahren entlang einer Durchlaufbahn erfolgt mit mehreren, hintereinander angeordneten umlaufenden Druckmitteln, insbesondere bandartig umlaufenden Druckmitteln, wobei vorzugsweise eine Durchgangshöhe zwischen in Durchlaufrichtung aufeinander folgenden Druckmitteln abnimmt bzw. geringer wird, insbesondere um bis zu 15% der Durchgangshöhe.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Durchführung des Verfahrens im Durchlaufverfahren die Haltematrizen mit dem Flachbahnmaterial synchronisiert werden, vorzugsweise vor dem Heranführen der Formmatrizen, wobei insbesondere .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Durchführung des Verfahrens im Durchlaufverfahren direkt nach Heranführen der Formmatrizen an die Haltematrizen und Ansetzen aneinander eine Synchronisation zwischen der oberen Formmatrize und der unteren Formmatrize vorgenommen wird, vorzugsweise über rotierende bzw. umlaufende Synchronisationsmittel mit einer äußeren Formgebung entsprechend der Struktur oder Form der Formmatrize, insbesondere mittels Walzen mit Erhebungen nach Art von Stacheln oder Zacken.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zustand kurz bevor die Formmatrizen von den Haltematrizen entfernt werden Biegelinien entlang von Erhöhungen der Formmatrizen entlang sämtlicher Knicklinien der Haltematrizen und sämtlicher Faltlinien des Flachbahnmaterials verlaufen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen der Formmatrizen von den Haltematrizen eine weitere bzw. noch stärkere Verformung des Flachbahnmaterials zwischen den Haltematrizen erfolgt, vorzugsweise durch formschlüssiges Fördern mittels eingreifender Fördermittel des Verbundes aus Haltematrizen und Flachbahnmaterial mit Stauchen in Durchlaufrichtung bzw. mit einer Längsverkürzung, wobei vorzugsweise die Fördermittel umlaufend sind und eine äußere Struktur bzw. Form entsprechend der fertigen Form des Flachbahnmaterials im Endzustand aufweisen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltlinien des Flachbahnmaterials nur exakt entlang von zwei oder drei Richtungen verlaufen, wobei vorzugsweise diese Richtungen einen Winkel zwischen 60° und 120° zueinander aufweisen.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachbahnmaterial im Ausgangszustand und im Endzustand einlagig ist bzw. nicht aufeinander gefaltet ist.
1 1 . Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Durchlaufbahn aufweist, entlang der das umzuformende Flachbahnmaterial läuft, wobei an der Durchlaufbahn von oben eine Haltematrize und darüber eine Formmatrize angeordnet sind und von unten eine Haltematrize und darunter eine Formmatrize angeordnet sind, wobei die Haltematrizen aus Flachmaterial bestehen und vorgeformte Knicklinien aufweisen, die bei den beiden Haltematrizen identisch sind und genau übereinander liegen, wenn sie an dem Flachbahnmaterial anliegen und wobei die Formmatrizen aus Flachmaterial bestehen und einander genau entsprechende bzw. einander genau gegenüberliegende vorgeformte Biegelinien aufweisen mit identischer Biegung entlang der Biegelinien, wobei die Formmatrizen durch Biegen entlang der Biegelinien aufgestellt sind bzw. der mit dem Flachbahnmaterial zu erzeugenden dreidimensionalen Struktur entsprechende Form aufweisen, wobei zumindest ein Teil der Biegelinien der Formmatrizen mit Knicklinien der Haltematrizen übereinstimmen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Durchlaufbahn mindestens ein Verformungsbereich mit Druckmitteln zur Verformung vorgesehen ist, vorzugsweise mindestens zwei Verformungsbereiche hintereinander.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Heranführen der Formmatrizen an die Haltematrizen auf Berührung und vor dem substantiellen Verformen der Haltematrizen eine Rütteleinrichtung vorgesehen ist bzw. die Anordnung etwas rüttelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hai tematrizen und/oder die Formmatrizen umlaufende Bänder sind mit einer Länge von meh als dem Doppelten der Durchlaufbahn für das Flachbahnmaterial, das insbesondere eine lange Bahn ist bzw. eine Endlosbahn ist, wobei vorzugsweise jeweils die Bänder der Haltematrize um die Bänder der Formmatrize umlaufen bzw. diese umgeben.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Seite, vorzugsweise bei einem Durchlaufverfahren an den Längsseiten einer Durchlaufbahn, seitliche Andrückmittel vorgesehen sind zum seitlichen Zusammendrücken der Haltematrizen mit dem Flachbahnmaterial zwischen sich und/oder der Formmatrizen mit den Haltematrizen mit dem Flachbahnmaterial zwischen sich.
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