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WO2011100992A1 - Device and method for producing a composite material and such a composite material - Google Patents

Device and method for producing a composite material and such a composite material Download PDF

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Publication number
WO2011100992A1
WO2011100992A1 PCT/EP2010/001028 EP2010001028W WO2011100992A1 WO 2011100992 A1 WO2011100992 A1 WO 2011100992A1 EP 2010001028 W EP2010001028 W EP 2010001028W WO 2011100992 A1 WO2011100992 A1 WO 2011100992A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rollers
flat material
wave
contour
adhesive
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/001028
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Herbert Fährrolfes
Michael Schiekel
Klemens Wesolowski
Original Assignee
Metawell 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 Metawell Gmbh filed Critical Metawell Gmbh
Priority to PCT/EP2010/001028 priority Critical patent/WO2011100992A1/en
Priority to DE212010000205U priority patent/DE212010000205U1/en
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D13/00—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form
    • B21D13/04—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form by rolling
    • B21D13/045—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form by rolling the corrugations being parallel to the feeding movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D47/00—Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D47/00—Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures
    • B21D47/04—Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures composite sheet metal profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/14—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by passing between rollers

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a composite material according to the preamble of claim 1.
  • a device for producing a composite material according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is formed with at least one forming unit for molding a wave contour with a plurality of wave crests and troughs in a flat material, wherein the forming unit has at least two corresponding rotating rollers , and wherein the flat material can be guided through the rollers in a production direction, and means for applying at least one cover layer to regions of the flat material in which the wave contour is formed.
  • the invention further relates to a method for producing a composite material according to the preamble of claim 13, wherein at least one forming unit is provided, which has at least two corresponding rotating rollers for forming a wave contour with a plurality of wave crests and troughs in a flat material, the flat material is passed through the rollers in a production direction, and at least one cover layer is applied to areas of the sheet in which the wave contour is formed.
  • the object of the invention is to provide an apparatus and a method for producing a composite material with an extended range of use.
  • the object is achieved by a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 13. Preferred embodiments are given in the dependent claims.
  • the device according to the invention is characterized in that the rollers each have a plurality of axially offset, annular profiles, so that the wave crests and troughs of the wave contour formed by the rollers run in the direction of production.
  • the invention thus relates to a device for the continuous production of a composite material, in particular sandwich material, in which the corrugated stiffening layer, in particular the core material, is reshaped by roller sets inline.
  • the invention is based inter alia on the idea not to shape the wave contour in the stiffening layer of the composite material as in the prior art by a toothing of the rollers, so not by elongated profile webs, but rather for forming the wave contour corresponding ring profiles provided on the respective rollers are arranged coaxially and with axial offset.
  • a wave profile which is produced with toothed rollers
  • the direction of the wave profile is rotated by 90 °.
  • the wave crests and wave troughs can theoretically be produced as long as desired, while with the use of toothed rolls, the length of the wave crests and wave troughs is limited by the roll width.
  • the flat material obtained according to the invention can be bent with relatively little resistance around an axis running parallel to the direction of production, while a very high rigidity is given perpendicular to the direction of production. Since the length of the flat material in the production direction and thus the length of the material in the direction of the possible bending axis is determined only by the dimensions of the starting material, new fields of application can be developed according to the invention.
  • the at least one cover layer is connected according to the invention by the means for application with the formed flat material, so that a composite material is obtained.
  • a cover layer only on a flat side of the unshaped flat material. It then creates a special element with a cover layer and a counter-pull with wave contour. This element can be bent elastically with only a very small resistance around an axis running parallel to the direction of production. The element can thus easily follow a predetermined contour, by which it can then be fixed in a curved step in a further step. Accordingly, it may be advantageous for the means for the one-sided application of at least one cover layer to be formed on the regions of the flat material in which the wave contour is formed.
  • the means for applying at least one covering layer to both sides to be formed on the regions of the flat material in which the wave contour is formed.
  • the direction of production is a direction perpendicular to the axes of the rollers.
  • the axial offset of the profile elements according to the invention may be in particular an offset relative to the axis of the respective roller.
  • a course of the wave crests and troughs of the wave contour in the production direction can be understood in particular to mean that the crests and valleys extend parallel to the production direction.
  • the annular profiles of the first roller correspond to the annular profiles of the second roller, that is, an annular projection on the first roller is opposed to an annular recess on the second roller and vice versa. In this way, an interdigital structure can be created between the rollers in the longitudinal section of the rollers, which forms the wave contour.
  • the two corresponding rotating rollers are arranged coaxially according to the invention, wherein between the two rollers, a mold gap for carrying out the sheet material is formed.
  • the invention thus relates to the production of a continuously manufactured sandwich using a roll-formed core material which can be made flat or curved.
  • the wave contour may be arcuate and, for example, have a sinusoidal cut.
  • the wave contour can also have, for example, a polygonal-shaped cut.
  • a trapezoidal geometry can be provided.
  • At least one of the rollers for forming the annular profiles has a plurality of rollers, which, preferably spaced, are arranged on an axle shaft of the roller.
  • Such rolls can be produced in a particularly simple manner, which lowers the initial cost of a device according to the invention.
  • the profiles are formed by rollers which are attached to the axle shaft.
  • two or more annular profiles of a roller can also be formed in one piece.
  • At least one of the annular profiles has a trapezoidal contact area for the flat material in the longitudinal section of the roller. This can be particularly advantageous if a trapezoidal wave contour is desired. With a larger mold gap, however, an arcuate wave contour can also be produced with the trapezoidal contact areas.
  • At least one of the annular profiles has a contact area, which is curved in the longitudinal section of the roller, for the flat material. This can be advantageous if a rounded, arc-shaped wave contour, for example a sinusoidal contour, is desired.
  • a plurality of forming units may be arranged one behind the other, in particular in the production direction one behind the other.
  • Each of these forming units may comprise two or more rolls, wherein the sheet is successively formed further in each forming unit.
  • at least one forming unit has more than two rolls.
  • the means for applying at least one cover layer have a gluing station for applying adhesive to the wave crests and / or the wave troughs.
  • the adhesive station is expediently arranged downstream of the at least one forming unit, that is to say it is arranged downstream of the forming unit in the production direction.
  • the adhesive station has, for example, at least one adhesive application roller. If only one cover layer is to be provided, the adhesive station is expediently provided for the application of adhesive either to the wave crests or to the troughs, in which case a single adhesive applicator roll may be sufficient.
  • the adhesive station is expediently provided for the application of adhesive both to the wave crests and to the wave troughs.
  • the adhesive station has at least two opposing adhesive application rollers, between which the flat material can be passed.
  • the gluing station expediently has at least two adhesive application rollers, one for the wave crests and one for the wave troughs.
  • the two adhesive application rollers can be arranged in the same position as seen in the production direction, wherein they are then offset only transversely to the direction of production. As a result, a particularly compact arrangement can be obtained. However, since only small forces often occur on the adhesive applicator rollers, they can also be offset in the direction of production.
  • the adhesive station can also have, for example, at least one slot die or at least one other nozzle system for adhesive application.
  • the means for applying at least one cover layer have a pressure unit for the cover layer.
  • the pressing unit is arranged downstream of the forming unit, so that already converted sheet material areas arrive at the pressure unit. If available, the pressure unit according to the invention is also downstream of the gluing station. Appropriately, the pressing unit has at least one pressure roller. In particular, at least two pressure rollers can be provided, between which the flat material can be passed. The pressure rollers can be arranged offset in the same direction or in the direction of production in the direction of production. Due to the forces occurring when pressing two pressure rollers may also be advantageous if only a single cover layer is provided.
  • the pressure unit can also have a revolving press, for example a belt press.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the forming unit is arranged downstream of a bending unit, with the regions of the sheet material in which the wave contour is formed, are bendable about at least one parallel to the direction of production axis. Since according to the invention the wave contour and thus the bending axis runs parallel to the production direction, according to the invention such a bending is possible without changing the production direction and thus in a particularly simple manner.
  • curved elements in particular curved composite materials can be obtained without separate forming processes are required, with a particularly high manufacturing precision can be achieved.
  • the bending unit has two corresponding bending rolls, of which, for example, the one has at least one convex contour in the longitudinal section of the bending roll and the other has at least one concave contour in the longitudinal section of the bending roll.
  • the bending is realized by passing the sheet through a mold gap formed between the two coaxially arranged bending rolls, wherein one of the bending roll cambered, ie convex contour, and the other bending roll corresponding thereto, that is formed with a concave contour.
  • the bending rolls can also have more complex shapes in longitudinal section, so that the flat material and preferably also the cover layers are bent around several axes running parallel to the direction of production.
  • a material with an S-shaped cut can be obtained.
  • a structurally particularly simple device according to the invention is given by the fact that the bending unit and the pressure unit are integrally formed.
  • the bending rolls can simultaneously serve as pressure rollers.
  • the bending / pressing rollers preferably have a triple function in which they i) bend the sheet about at least one axis parallel to the production direction, ii) bend at least one cover layer, in particular both cover layers, about the axis parallel to the production direction, and iii) the at least one cover layer, in particular both cover layers, press against the flat material.
  • a composite material can be obtained in a particularly simple manner, which is curved about an axis extending parallel to the production direction axis.
  • the flat material may preferably be a metallic flat material, in particular a metal sheet.
  • the flat material can be supplied, for example, from a coil.
  • the flat material is a thermoplastic sheet material, and that at least one of the two corresponding, rotating rolls is heated. Preferably, both rolls are heated. Heated rolls can be used to transform a thermoplastic material particularly reliably.
  • the at least one cover layer comprises a metal material, in particular a metallic sheet.
  • a metal material in particular a metallic sheet.
  • both cover layers have a metallic flat material, in particular a metallic sheet.
  • the inventive method is characterized in that the rollers each have a plurality of axially offset, annular profiles, so that the wave crests and wave troughs of the formed by the rollers wave contour run in the direction of production.
  • the advantages mentioned in connection with the device according to the invention can also be realized in the method according to the invention.
  • the method according to the invention is carried out by means of a device according to the invention.
  • a preferred embodiment of the method is that the regions of the flat material in which the wave contour is formed by a gluing station in which adhesive is applied to at least one side, in particular flat side, of the flat material, and that regions of the flat material in which the adhesive is applied are carried out by a pressing unit, in which the covering layer is applied to the at least one side provided with adhesive of the sheet is applied.
  • a pressing unit in which the covering layer is applied to the at least one side provided with adhesive of the sheet is applied.
  • both sides of the flat material in the gluing station can be provided with adhesive, whereupon at least one covering layer can be applied to both sides of the flat material.
  • a further preferred embodiment of the invention consists in that regions of the flat material in which the wave contour is formed are bent around at least one axis running parallel to the direction of production.
  • the bending can take place together with the at least one cover layer, in particular with the two cover layers, so that a curved composite material, in particular a curved sandwich material, is obtained.
  • the bending can be performed by appropriately designed bending rolls in the bending unit according to the invention.
  • the invention also relates to a composite material produced with a device according to the invention and / or a method according to the invention.
  • Fig. 1 is a perspective view of a device according to the invention for
  • Fig. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the rolls of the forming unit of the apparatus of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a schematic longitudinal sectional view of the bending rolls of the bending unit of the apparatus of Fig. 1;
  • FIG. 6 shows various sectional views A - A (FIG. 1) of composite materials that can be produced with the device from FIG. 1.
  • An embodiment of a device according to the invention for producing a composite material using a metallic sheet 1 and for carrying out the method according to the invention is shown in FIG.
  • the apparatus has a forming unit 10 with two rollers 11 and 11 'arranged axially one above the other, between which a mold gap for forming the flat material 1 is formed.
  • the roller 11 has an axle shaft 17 on which a multiplicity of rollers 16 are arranged axially spaced apart.
  • the second roller 11 ' is analogous to an axle shaft 17' formed with a plurality of rollers 16 '.
  • the rollers 16 of the first roller 11 form annular profiles 14.
  • the rollers 16 'of the second roller 11' form annular profiles 14 '.
  • the rollers 16 of the first roller 11 have an axial offset to the rollers 16 'of the second roller 11', so that the annular profiles 14 of the first roller 11 to the annular profiles 14 'of the second roller 11' are offset accordingly.
  • This offset specifies a wave structure in the section of the mold gap, which is formed as a wave contour in the flat material 1 when the sheet material 1 is passed through the rollers 11, 11 'in the production direction 80 extending perpendicular to the axle shafts 17, 17'.
  • the resulting wave contour with wave crests 3 and troughs 4 in the sheet 1 in the production direction 80 behind the forming unit 10 is indicated.
  • the supply of the flat material 1 is carried out continuously by a coil 61, which is upstream of the forming unit 10 in relation to the production direction 80.
  • the formed in the forming unit 10 flat material 1 is further processed into a composite material and can serve in particular as a core element for a sandwich element.
  • means are provided for applying at least one cover layer to regions of the flat material 1 in which the wave contour is formed.
  • These means have an adhesive station 30, which is downstream of the forming unit 10 (wherein the information "upstream” and "downstream” respectively refer to the production direction 80).
  • the adhesive station 30 has two superposed adhesive application rollers 31, 31 '. Between these adhesive application rollers 31, 31 ', which are arranged axially parallel, the contoured flat material 1 can be passed, wherein adhesive is applied to the wave crests 3 and the wave troughs 4 by the adhesive application rollers 31, 31'.
  • the means for applying at least one cover layer furthermore have a pressure unit 40, which adjoins the gluing station 30 in the production direction 80.
  • the pressing unit 40 presses on the adhesive-provided, contoured flat material 1 an upper covering layer 7 and a lower covering layer 8 in such a way that the covering layers 7, 8 can form an adhesive bond with the flat material 1.
  • the pressing unit 40 on two pressure rollers 41, 41 ', which are arranged axially parallel one above the other.
  • the cover layers 7 and 8 are fed by coils 67 and 68 via deflection rollers 63 and 64 to the pressing unit 40.
  • the composite material can be cut to length in the desired length, for example, with a flying saw or with a driving collision scissors and stacked. The result is a composite with directional flexural rigidity and strength and the cut shown in FIG.
  • the device according to the invention has a bending unit 50, which bends the contoured flat material 1 and preferably also at least one of the cover layers 7 or 8 by at least one axis parallel to the production direction 80.
  • the bending unit 50 has two corresponding bending rolls 51, 51 ', wherein an embodiment of a possible bending roll geometry is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the first upper bending roll 51 is convex and the second lower bending roll 51 'is concave.
  • the materials 1, 7 and 8 are bent over so that a composite material having a cut such as shown in Fig. 5 is obtained.
  • the bending unit 50 and the pressing unit 40 are formed integrally, that is, the pressure rollers 41, 41 'also serve as bending rollers 51, 51'.
  • a single cover layer for example, the cover layer 7 are provided. It then creates a special element with a cover layer and a counter-pull with wave contour.
  • This element can be bent elastically with only a very small resistance around an axis running parallel to the direction of production. The element can thus easily follow a predetermined contour, by which it can then be fixed in a curved step in a further step.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

The invention relates to a device for producing a composite material, comprising at least one shaping unit (10) for forming a wave contour having a plurality of crests (3) and troughs (4) in a flat material (1), wherein the shaping unit (10) has at least two corresponding, rotating rollers (11, 11'), and wherein the flat material (1) can be fed through the rollers (11, 11') in a production direction (80), and means for applying at least one cover layer (7, 8) to areas of the flat material (1) in which the wave contour is formed. According to the invention, the rollers (11, 11') each have a plurality of axially offset, annular profiles (14, 14') so that the crests (3) and troughs (4) of the wave contour formed by the rollers (11, 11') extend in the production direction (80). The invention further relates to a method for processing an in particular metal or thermoplastic flat material (1), and to a composite material produced according to such a method and by means of such a device.

Description

Weber & Heim I rm ga rd stra sse 3  Weber & Heim I rm ga rd stra se 3
D-81 479 M ünc hen D-81 479
D e uts c h e P a te n ta n w ä l te Tel. +49-(0)89 799047 E uropean Patent Attorneys Fax +49-(0)89 7915256 European Trademark Attorneys mail@weber-heim.de E nt u s p a te n o te s w o rk te. Tel. + 49- (0) 89 799047 E uropean Patent Attorneys Fax + 49- (0) 89 7915256 European Trademark Attorneys mail@weber-heim.de
M 1874 M 1874
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES VERBUNDMATERIALS UND SOLCHES VERBUNDMATERIAL DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A COMPOSITE MATERIAL AND COMPOSITE MATERIAL
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Verbundmaterials gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist ausgebildet mit zumindest einer Umformeinheit zum Einformen einer Wellenkontur mit einer Vielzahl von Wellenkämmen und Wellentälern in ein Flachmaterial, wobei die Umformeinheit mindestens zwei korrespondierende, rotierende Walzen aufweist, und wobei das Flachmaterial in einer Produktionsrichtung durch die Walzen hindurchführbar ist, und Mitteln zum Aufbringen zumindest einer Deckschicht auf Bereiche des Flachmaterials, in denen die Wellenkontur eingeformt ist. The invention relates to a device for producing a composite material according to the preamble of claim 1. Such a device is formed with at least one forming unit for molding a wave contour with a plurality of wave crests and troughs in a flat material, wherein the forming unit has at least two corresponding rotating rollers , and wherein the flat material can be guided through the rollers in a production direction, and means for applying at least one cover layer to regions of the flat material in which the wave contour is formed.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundmaterials gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13, bei dem zumindest eine Umformeinheit vorgesehen wird, welche zum Einformen einer Wellenkontur mit einer Vielzahl von Wellenkämmen und Wellentälern in ein Flachmaterial mindestens zwei korrespondierende, rotierende Walzen aufweist, das Flachmaterial in einer Produktionsrichtung durch die Walzen hindurchgeführt wird, und zumindest eine Deckschicht auf Bereiche des Flachmaterials aufgebracht wird, in denen die Wellenkontur eingeformt ist. The invention further relates to a method for producing a composite material according to the preamble of claim 13, wherein at least one forming unit is provided, which has at least two corresponding rotating rollers for forming a wave contour with a plurality of wave crests and troughs in a flat material, the flat material is passed through the rollers in a production direction, and at least one cover layer is applied to areas of the sheet in which the wave contour is formed.
Es sind metallische Verbundmaterialien bekannt, die zur Versteifung ein gewelltes metallisches Flachmaterial aufweisen. Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einformen der Wellenkontur in das Flachmaterial ist beispielsweise aus der EP 1 375 023 B1 bekannt. Diese Druckschrift lehrt, das Flachmaterial zum Formen der Wellenkontur zwischen zwei miteinander kämmenden Verzahnungen zweier rotierender, verzahnter Walzen hindurchzuführen. There are known metallic composite materials which have a corrugated metallic sheet for stiffening. An apparatus and a method for shaping the wave contour into the flat material is known, for example, from EP 1 375 023 B1. This document teaches to pass the flat material for forming the wave contour between two intermeshing toothings of two rotating, toothed rollers.
A u f g a b e der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundmaterials mit einem erweiterten Einsatzspektrum anzugeben. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. The object of the invention is to provide an apparatus and a method for producing a composite material with an extended range of use. The object is achieved by a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 13. Preferred embodiments are given in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen jeweils eine Vielzahl von axial versetzten, ringförmigen Profilen aufweisen, so dass die Wellenkämme und Wellentäler der von den Walzen eingeformten Wellenkontur in Produktionsrichtung verlaufen. The device according to the invention is characterized in that the rollers each have a plurality of axially offset, annular profiles, so that the wave crests and troughs of the wave contour formed by the rollers run in the direction of production.
Die Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Verbundmaterials, insbesondere Sandwichmaterials, bei dem die gewellte Versteifungsschicht, insbesondere das Kernmaterial, durch Rollensätze inline umgeformt wird. The invention thus relates to a device for the continuous production of a composite material, in particular sandwich material, in which the corrugated stiffening layer, in particular the core material, is reshaped by roller sets inline.
Die Erfindung beruht unter anderem auf dem Gedanken, die Wellenkontur in der Versteifungsschicht des Verbundmaterials nicht wie im Stand der Technik durch eine Verzahnung der Walzen, also nicht durch längliche Profilstege einzuformen, sondern zum Einformen der Wellenkontur vielmehr korrespondierende Ringprofile vorzusehen, welche auf den jeweiligen Walzen koaxial und mit axialem Versatz angeordnet sind. Verglichen mit einem Wellenprofil, welches mit verzahnten Walzen herstellt wird, ist erfindungsgemäß die Richtung des Wellenprofils um 90° gedreht. Im kontinuierlichen Verfahren können somit die Wellenkämme und Wellentäler theoretisch beliebig lang produziert werden, während bei der Verwendung von verzahnten Walzen die Länge der Wellenkämme und Wellentäler durch die Walzenbreite begrenzt ist. Das erfindungsgemäß erhaltene Flachmaterial kann mit relativ geringem Widerstand um eine parallel zur Produktionsrichtung verlaufende Achse gebogen werden, während senkrecht zur Produktionsrichtung eine sehr hohe Steifigkeit gegeben ist. Da die Länge des Flachmaterials in Produktionsrichtung und somit die Länge des Materials in Richtung der möglichen Biegeachse lediglich durch die Abmessungen des Ausgangsmaterials bestimmt ist, können erfindungsgemäß neue Anwendungsgebiete erschlossen werden. The invention is based inter alia on the idea not to shape the wave contour in the stiffening layer of the composite material as in the prior art by a toothing of the rollers, so not by elongated profile webs, but rather for forming the wave contour corresponding ring profiles provided on the respective rollers are arranged coaxially and with axial offset. Compared with a wave profile, which is produced with toothed rollers, according to the invention, the direction of the wave profile is rotated by 90 °. Thus, in the continuous process, the wave crests and wave troughs can theoretically be produced as long as desired, while with the use of toothed rolls, the length of the wave crests and wave troughs is limited by the roll width. The flat material obtained according to the invention can be bent with relatively little resistance around an axis running parallel to the direction of production, while a very high rigidity is given perpendicular to the direction of production. Since the length of the flat material in the production direction and thus the length of the material in the direction of the possible bending axis is determined only by the dimensions of the starting material, new fields of application can be developed according to the invention.
Die zumindest eine Deckschicht wird erfindungsgemäß von den Mitteln zum Aufbringen mit dem umgeformten Flachmaterial verbunden, so dass ein Verbundmaterial erhalten wird. Für bestimmte Anwendungsgebiete kann es vorteilhaft sein, lediglich auf einer Flachseite des ungeformten Flachmaterials eine Deckschicht aufzubringen. Es entsteht dann ein spezielles Element mit einer Deckschicht und einem Gegenzug mit Wellenkontur. Dieses Element kann mit nur sehr geringem Widerstand um eine parallel zur Produktionsrichtung verlaufende Achse elastisch gebogen werden. Das Element kann somit sehr leicht einer vorgegebenen Kontur folgen, durch die es dann in einem weiteren Schritt in einer gekrümmten Form fixiert werden kann. Demgemäß kann es vorteilhaft sein, dass die Mittel zum einseitigen Aufbringen zumindest einer Deckschicht auf die Bereiche des Flachmaterials, in denen die Wellenkontur eingeformt ist, ausgebildet sind. The at least one cover layer is connected according to the invention by the means for application with the formed flat material, so that a composite material is obtained. For certain fields of application, it may be advantageous to apply a cover layer only on a flat side of the unshaped flat material. It then creates a special element with a cover layer and a counter-pull with wave contour. This element can be bent elastically with only a very small resistance around an axis running parallel to the direction of production. The element can thus easily follow a predetermined contour, by which it can then be fixed in a curved step in a further step. Accordingly, it may be advantageous for the means for the one-sided application of at least one cover layer to be formed on the regions of the flat material in which the wave contour is formed.
Für andere Einsatzgebiete wiederum kann es vorteilhaft sein, beiderseits des Flachmaterials jeweils zumindest eine Deckschicht aufzubringen, so dass die beiden Deckschichten das umgeformte Flachmaterial sandwichartig einschließen. Das resultierende Material ist ein sandwichartiges Verbundmaterial, wobei das umgeformte Flachmaterial das Kernmaterial bildet. Hierdurch wird ein besonders steifes Verbundmaterial erhalten. Demgemäß kann es vorteilhaft sein, dass die Mittel zum beidseitigen Aufbringen zumindest einer Deckschicht auf die Bereiche des Flachmaterials, in denen die Wellenkontur eingeformt ist, ausgebildet sind. For other applications, in turn, it may be advantageous to apply at least one cover layer on each side of the sheet, so that the two cover layers sandwich the formed sheet. The resulting material is a sandwich-type composite material, wherein the formed flat material forms the core material. As a result, a particularly stiff composite material is obtained. Accordingly, it can be advantageous for the means for applying at least one covering layer to both sides to be formed on the regions of the flat material in which the wave contour is formed.
Bei der Produktionsrichtung handelt es sich insbesondere um eine senkrecht zu den Achsen der Walzen verlaufende Richtung. Der axiale Versatz der Profilelemente kann erfindungsgemäß insbesondere ein Versatz bezogen auf die Achse der jeweiligen Walze sein. Unter einem Verlauf der Wellenkämme und Wellentäler der Wellenkontur in Produktionsrichtung kann insbesondere verstanden werden, dass sich die Kämme und Täler parallel zur Produktionsrichtung erstrecken. Entsprechend der Erfindung korrespondieren die ringförmigen Profile der ersten Walze mit den ringförmigen Profilen der zweiten Walze, das heißt ein ringförmiger Vorsprung auf der ersten Walze liegt einer ringförmigen Ausnehmung auf der zweiten Walze gegenüber und umgekehrt. Hierdurch kann zwischen den Walzen im Längsschnitt der Walzen eine Interdigitalstruktur geschaffen werden, welche die Wellenkontur ausformt. Die beiden korrespondierenden, rotierenden Walzen sind erfindungsgemäß koaxial angeordnet, wobei zwischen den beiden Walzen ein Formspalt zum Durchführen des Flachmaterials ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft also die Herstellung eines kontinuierlich gefertigten Sandwichs unter Verwendung eines rollgeformten Kernmaterials, das flach oder gekrümmt hergestellt werden kann. In particular, the direction of production is a direction perpendicular to the axes of the rollers. The axial offset of the profile elements according to the invention may be in particular an offset relative to the axis of the respective roller. A course of the wave crests and troughs of the wave contour in the production direction can be understood in particular to mean that the crests and valleys extend parallel to the production direction. According to the invention, the annular profiles of the first roller correspond to the annular profiles of the second roller, that is, an annular projection on the first roller is opposed to an annular recess on the second roller and vice versa. In this way, an interdigital structure can be created between the rollers in the longitudinal section of the rollers, which forms the wave contour. The two corresponding rotating rollers are arranged coaxially according to the invention, wherein between the two rollers, a mold gap for carrying out the sheet material is formed. The invention thus relates to the production of a continuously manufactured sandwich using a roll-formed core material which can be made flat or curved.
Die Wellenkontur kann bogenförmig ausgebildet sein und beispielsweise einen sinusförmigen Schnitt aufweisen. Die Wellenkontur kann aber beispielsweise auch einen polygonzugförmigen Schnitt aufweisen. Insbesondere kann eine Trapezgeometrie vorgesehen sein. The wave contour may be arcuate and, for example, have a sinusoidal cut. However, the wave contour can also have, for example, a polygonal-shaped cut. In particular, a trapezoidal geometry can be provided.
Besonders vorteilhaft ist es, dass zumindest eine der Walzen zum Bilden der ringförmigen Profile eine Vielzahl von Rollen aufweist, die, vorzugsweise beabstandet, auf einer Achswelle der Walze angeordnet sind. Derartige Walzen können in besonders einfacher Weise hergestellt werden, was die Anschaffungskosten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung senkt. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Profile durch Rollen gebildet, die auf die Achswelle aufgesteckt sind. Grundsätzlich können zwei oder mehr Ringprofile einer Walze aber auch einstückig ausgebildet sein. It is particularly advantageous that at least one of the rollers for forming the annular profiles has a plurality of rollers, which, preferably spaced, are arranged on an axle shaft of the roller. Such rolls can be produced in a particularly simple manner, which lowers the initial cost of a device according to the invention. According to this embodiment, the profiles are formed by rollers which are attached to the axle shaft. In principle, however, two or more annular profiles of a roller can also be formed in one piece.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der ringförmigen Profile einen im Längsschnitt der Walze trapezförmigen Kontaktbereich für das Flachmaterial aufweist. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn eine trapezförmige Wellenkontur gewünscht ist. Bei größerem Formspalt kann mit den trapezförmigen Kontaktbereichen aber auch eine bogenförmige Wellenkontur hergestellt werden. According to the invention it can be provided that at least one of the annular profiles has a trapezoidal contact area for the flat material in the longitudinal section of the roller. This can be particularly advantageous if a trapezoidal wave contour is desired. With a larger mold gap, however, an arcuate wave contour can also be produced with the trapezoidal contact areas.
Auch kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der ringförmigen Profile einen im Längsschnitt der Walze bogenförmigen Kontaktbereich für das Flachmaterial aufweist. Dies kann dann vorteilhaft sein, wenn eine abgerundete, bogenförmige Wellenkontur, beispielsweise eine Sinuskontur, erwünscht ist. It can also be provided that at least one of the annular profiles has a contact area, which is curved in the longitudinal section of the roller, for the flat material. This can be advantageous if a rounded, arc-shaped wave contour, for example a sinusoidal contour, is desired.
Beispielsweise um die Materialbeanspruchung beim Umformen zu verringern, kann es vorteilhaft sein, dass mehrere Umformeinheiten hintereinander, insbesondere in Produktionsrichtung hintereinander, angeordnet sind. Jede dieser Umformeinheiten kann zwei oder mehr Walzen aufweisen, wobei das Flachmaterial in jeder Umformeinheit sukzessive weiter ausgeformt wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Umformeinheit mehr als zwei Walzen aufweist. Für eine besonders einfache Weiterverarbeitung des umgeformten Flachmaterials zum Verbundmaterial kann es vorteilhaft sein, dass die Mittel zum Aufbringen zumindest einer Deckschicht eine Klebestation zum Aufbringen von Klebstoff auf die Wellenkämme und/oder die Wellentäler aufweisen. Die Klebestation ist zweckmäßiger- weise der zumindest einen Umformeinheit nachgeordnet, das heißt sie ist in Produktionsrichtung unterstromig der Umformeinheit angeordnet. Die Klebestation weist beispielsweise zumindest eine Klebstoffauftragswalze auf. Soll nur eine Deckschicht vorgesehen werden, ist die Klebestation zweckmäßigerweise zum Aufbringen von Klebstoff entweder auf die Wellenkämme oder auf die Wellentäler vorgesehen, wobei in diesem Fall eine einzige Klebstoffauftragswalze ausreichend sein kann. For example, in order to reduce the material stress during forming, it may be advantageous for a plurality of forming units to be arranged one behind the other, in particular in the production direction one behind the other. Each of these forming units may comprise two or more rolls, wherein the sheet is successively formed further in each forming unit. Alternatively or additionally, it may be provided that at least one forming unit has more than two rolls. For a particularly simple further processing of the formed flat material to the composite material, it may be advantageous that the means for applying at least one cover layer have a gluing station for applying adhesive to the wave crests and / or the wave troughs. The adhesive station is expediently arranged downstream of the at least one forming unit, that is to say it is arranged downstream of the forming unit in the production direction. The adhesive station has, for example, at least one adhesive application roller. If only one cover layer is to be provided, the adhesive station is expediently provided for the application of adhesive either to the wave crests or to the troughs, in which case a single adhesive applicator roll may be sufficient.
Sollen hingegen zwei Deckschichten vorgesehen sein, welche das umgeformte Flachmaterial sandwichartig einschließen, so ist die Klebestation zweckmäßigerweise zum Aufbringen von Klebstoff sowohl auf die Wellenkämme als auch auf die Wellentäler vorgesehen. Demgemäß kann es besonders vorteilhaft sein, dass die Klebestation zumindest zwei gegenüberliegende Klebstoffauftragswalzen aufweist, zwischen denen das Flachmaterial hindurchführbar ist. Somit weist die Klebestation zweckmäßigerweise zumindest zwei Klebstoffauftragswalzen auf, eine für die Wellenkämme und eine für die Wellentäler. Die beiden Klebstoffauftragswalzen können in Produktionsrichtung gesehen an derselben Position angeordnet sein, wobei sie dann lediglich quer zur Produktionsrichtung versetzt sind. Hierdurch kann eine besonders kompakte Anordnung erhalten werden. Da an den Klebstoffauftragswalzen jedoch häufig nur geringe Kräfte auftreten, können sie auch in Produktionsrichtung versetzt vorgesehen sein. If, on the other hand, two cover layers are to be provided which sandwich the formed flat material, then the adhesive station is expediently provided for the application of adhesive both to the wave crests and to the wave troughs. Accordingly, it may be particularly advantageous that the adhesive station has at least two opposing adhesive application rollers, between which the flat material can be passed. Thus, the gluing station expediently has at least two adhesive application rollers, one for the wave crests and one for the wave troughs. The two adhesive application rollers can be arranged in the same position as seen in the production direction, wherein they are then offset only transversely to the direction of production. As a result, a particularly compact arrangement can be obtained. However, since only small forces often occur on the adhesive applicator rollers, they can also be offset in the direction of production.
Alternativ oder zusätzlich zur Klebstoffauftragswalze kann die Klebestation auch beispielsweise zumindest eine Breitschlitzdüse oder zumindest ein anderes Düsensystem zum Klebstoffauftragen aufweisen. As an alternative or in addition to the adhesive application roller, the adhesive station can also have, for example, at least one slot die or at least one other nozzle system for adhesive application.
Weiterhin ist es zweckmäßig, dass die Mittel zum Aufbringen zumindest einer Deckschicht eine Andrückeinheit für die Deckschicht aufweisen. Die Andrückeinheit ist der Umformeinheit nachgeordnet, so dass an der Andrückeinheit bereits umgeformte Flachmaterialbereiche ankommen. Soweit vorhanden ist die Andrückeinheit erfindungsgemäß auch der Klebestation nachgeordnet. Zweckmäßigerweise weist die Andrückeinheit zumindest eine Andrückwalze auf. Insbesondere können zumindest zwei Andrückwalzen vorgesehen, zwischen denen das Flachmaterial hindurchführbar ist. Die Andrückwalzen können in Produktionsrichtung gesehen an derselben Position oder auch in Produktionsrichtung versetzt angeordnet sein. Aufgrund der beim Andrücken auftretenden Kräfte können zwei Andrückwalzen auch dann vorteilhaft sein, wenn lediglich eine einzige Deckschicht vorgesehen wird. Furthermore, it is expedient that the means for applying at least one cover layer have a pressure unit for the cover layer. The pressing unit is arranged downstream of the forming unit, so that already converted sheet material areas arrive at the pressure unit. If available, the pressure unit according to the invention is also downstream of the gluing station. Appropriately, the pressing unit has at least one pressure roller. In particular, at least two pressure rollers can be provided, between which the flat material can be passed. The pressure rollers can be arranged offset in the same direction or in the direction of production in the direction of production. Due to the forces occurring when pressing two pressure rollers may also be advantageous if only a single cover layer is provided.
Alternativ oder zusätzlich zur Andrückwalze kann die Andrückeinheit auch eine mitlaufende Presse, zum Beispiel eine Bandpresse, aufweisen. As an alternative or in addition to the pressure roller, the pressure unit can also have a revolving press, for example a belt press.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass der Umformeinheit eine Biegeeinheit nachgeordnet ist, mit der Bereiche des Flachmaterials, in denen die Wellenkontur eingeformt ist, um zumindest eine parallel zur Produktionsrichtung verlaufende Achse biegbar sind. Da erfindungsgemäß die Wellenkontur und somit die Biegeachse parallel zur Produktionsrichtung verläuft, ist erfindungsgemäß ein solches Umbiegen ohne Änderung der Produktionsrichtung und somit in besonders einfacher Art und Weise möglich. Durch das Umbiegen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung können gekrümmte Elemente, insbesondere gekrümmte Verbundmaterialien erhalten werden, ohne dass separate Umformprozesse erforderlich sind, wobei eine besonders hohe Fertigungspräzision erreicht werden kann. A further advantageous embodiment of the invention is that the forming unit is arranged downstream of a bending unit, with the regions of the sheet material in which the wave contour is formed, are bendable about at least one parallel to the direction of production axis. Since according to the invention the wave contour and thus the bending axis runs parallel to the production direction, according to the invention such a bending is possible without changing the production direction and thus in a particularly simple manner. By bending in the device according to the invention curved elements, in particular curved composite materials can be obtained without separate forming processes are required, with a particularly high manufacturing precision can be achieved.
Vorteilhafterweise weist die Biegeeinheit zwei korrespondierende Biegewalzen auf, von denen beispielsweise die Eine zumindest eine im Längsschnitt der Biegewalze konvexe Kontur und die Andere zumindest eine im Längsschnitt der Biegewalze konkave Kontur aufweist. Demgemäß wird das Biegen durch Durchführen des Flachmaterials durch einen Formspalt realisiert, der zwischen den beiden koaxial angeordneten Biegewalzen ausgebildet ist, wobei eine der Biegewalze bombiert, also mit konvexer Kontur, und die andere Biegewalze hierzu korrespondierend, also mit konkaver Kontur ausgebildet ist. Für komplexere Produktformen können die Biegewalzen im Längsschnitt auch komplexere Formen aufweisen, so dass das Flachmaterial und vorzugsweise auch die Deckschichten um mehrere parallel zur Produktionsrichtung verlaufende Achsen gebogen werden. Durch komplexere Geometrien der Biegewalzen kann beispielsweise ein Material mit einem S-förmigen Schnitt erhalten werden. Eine konstruktiv besonders einfache Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gegeben, dass die Biegeeinheit und die Andrückeinheit integral ausgebildet sind. Vorzugsweise können die Biegewalzen zugleich als Andrückwalzen dienen. Demgemäß haben die Biege-/Andrückwalzen vorzugsweise eine Dreifachfunktion, bei der sie i) das Flachmaterial um zumindest eine parallel zur Produktionsrichtung verlaufende Achse biegen, ii) zumindest eine Deckschicht, insbesondere beide Deckschichten, um die parallel zur Produktionsrichtung verlaufende Achse biegen, und iii) die zumindest eine Deckschicht, insbesondere beide Deckschichten, an das Flachmaterial andrücken. Mit einer solchen Anordnung kann in besonders einfacher Weise ein Verbundmaterial erhalten werden, welches um eine parallel zur Produktionsrichtung verlaufende Achse gekrümmt ist. Advantageously, the bending unit has two corresponding bending rolls, of which, for example, the one has at least one convex contour in the longitudinal section of the bending roll and the other has at least one concave contour in the longitudinal section of the bending roll. Accordingly, the bending is realized by passing the sheet through a mold gap formed between the two coaxially arranged bending rolls, wherein one of the bending roll cambered, ie convex contour, and the other bending roll corresponding thereto, that is formed with a concave contour. For more complex product shapes, the bending rolls can also have more complex shapes in longitudinal section, so that the flat material and preferably also the cover layers are bent around several axes running parallel to the direction of production. By more complex geometries of the bending rolls, for example, a material with an S-shaped cut can be obtained. A structurally particularly simple device according to the invention is given by the fact that the bending unit and the pressure unit are integrally formed. Preferably, the bending rolls can simultaneously serve as pressure rollers. Accordingly, the bending / pressing rollers preferably have a triple function in which they i) bend the sheet about at least one axis parallel to the production direction, ii) bend at least one cover layer, in particular both cover layers, about the axis parallel to the production direction, and iii) the at least one cover layer, in particular both cover layers, press against the flat material. With such an arrangement, a composite material can be obtained in a particularly simple manner, which is curved about an axis extending parallel to the production direction axis.
Bei dem Flachmaterial kann es sich vorzugsweise um ein metallisches Flachmaterial, insbesondere um ein Metallblech handeln. Das Flachmaterial kann beispielsweise von einem Coil zugeführt werden. The flat material may preferably be a metallic flat material, in particular a metal sheet. The flat material can be supplied, for example, from a coil.
Auch kann vorgesehen sein, dass das Flachmaterial ein thermoplastisches Flachmaterial ist, und dass zumindest eine der beiden korrespondierenden, rotierenden Walzen beheizt ist. Vorzugsweise sind beide Walzen beheizt. Durch beheizte Walzen kann ein thermoplastisches Material besonders zuverlässig umgeformt werden. It can also be provided that the flat material is a thermoplastic sheet material, and that at least one of the two corresponding, rotating rolls is heated. Preferably, both rolls are heated. Heated rolls can be used to transform a thermoplastic material particularly reliably.
Vorzugsweise weist die zumindest eine Deckschicht ein Metallmaterial auf, insbesondere ein metallisches Blech. Soweit bei einer Sandwichanordnung zwei Deckschichten vorgesehen sind, weisen vorzugsweise beide Deckschichten ein metallisches Flachmaterial, insbesondere ein metallisches Blech, auf. Preferably, the at least one cover layer comprises a metal material, in particular a metallic sheet. As far as two cover layers are provided in a sandwich arrangement, preferably both cover layers have a metallic flat material, in particular a metallic sheet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen jeweils eine Vielzahl von axial versetzten, ringförmigen Profilen aufweisen, so dass die Wellenkämme und Wellentäler der von den Walzen eingeformten Wellenkontur in Produktionsrichtung verlaufen. Somit können die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung genannten Vorteile auch im erfindungsgemäßen Verfahren realisiert werden. Zweckmäßigerweise wird das erfindungsgemäße Verfahren mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt. The inventive method is characterized in that the rollers each have a plurality of axially offset, annular profiles, so that the wave crests and wave troughs of the formed by the rollers wave contour run in the direction of production. Thus, the advantages mentioned in connection with the device according to the invention can also be realized in the method according to the invention. Advantageously, the method according to the invention is carried out by means of a device according to the invention.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens liegt darin, dass die Bereiche des Flachmaterials, in denen die Wellenkontur eingeformt ist, durch eine Klebestation durchgeführt werden, in der Klebstoff auf zumindest eine Seite, insbesondere Flachseite, des Flachmaterials aufgebracht wird, und dass Bereiche des Flachmaterials, in denen der Klebstoff aufgebracht ist, durch eine Andrückeinheit durchgeführt werden, in der die Deckschicht auf die zumindest eine mit Klebstoff versehene Seite des Flachmaterials aufgebracht wird. Für eine sandwichartige Struktur können beide Seiten des Flachmaterials in der Klebestation mit Klebstoff versehen werden, woraufhin dann auf beide Seiten des Flachmaterials jeweils zumindest eine Deckschicht aufgebracht werden kann. A preferred embodiment of the method is that the regions of the flat material in which the wave contour is formed by a gluing station in which adhesive is applied to at least one side, in particular flat side, of the flat material, and that regions of the flat material in which the adhesive is applied are carried out by a pressing unit, in which the covering layer is applied to the at least one side provided with adhesive of the sheet is applied. For a sandwich-like structure, both sides of the flat material in the gluing station can be provided with adhesive, whereupon at least one covering layer can be applied to both sides of the flat material.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass Bereiche des Flachmaterials, in denen die Wellenkontur eingeformt ist, um zumindest eine parallel zur Produktionsrichtung verlaufende Achse gebogen werden. Vorzugsweise kann das Biegen zusammen mit der zumindest einen Deckschicht, insbesondere mit den beiden Deckschichten, erfolgen, so dass ein gekrümmtes Verbundmaterial, insbesondere ein gekrümmtes Sandwichmaterial, erhalten wird. Das Biegen kann durch entsprechend ausgebildete Biegewalzen in der erfindungsgemäßen Biegeeinheit durchgeführt werden. A further preferred embodiment of the invention consists in that regions of the flat material in which the wave contour is formed are bent around at least one axis running parallel to the direction of production. Preferably, the bending can take place together with the at least one cover layer, in particular with the two cover layers, so that a curved composite material, in particular a curved sandwich material, is obtained. The bending can be performed by appropriately designed bending rolls in the bending unit according to the invention.
Die Erfindung betrifft auch ein Verbundmaterial, hergestellt mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung oder/und einem erfindungsgemäßen Verfahren. The invention also relates to a composite material produced with a device according to the invention and / or a method according to the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beiliegenden Figuren dargestellt sind. In den Figuren zeigt: The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments, which are shown schematically in the accompanying figures. In the figures shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fig. 1 is a perspective view of a device according to the invention for
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;  Implementation of the method according to the invention;
Fig 2 eine schematische Längsschnittansicht der Walzen der Umformeinheit der Vorrichtung aus Fig. 1 ; Fig. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the rolls of the forming unit of the apparatus of Fig. 1;
Fig 3 eine schematische Längsschnittansicht der Biegewalzen der Biegeeinheit der Vorrichtung aus Fig. 1 ; Fig. 3 is a schematic longitudinal sectional view of the bending rolls of the bending unit of the apparatus of Fig. 1;
Fig 4 bis 4 to
Fig 6 verschiedene Schnittansichten A - A (Fig. 1) von Verbundmaterialien die mit der Vorrichtung aus Fig. 1 herstellbar sind. Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellung eines Verbundmaterials unter Verwendung eines metallischen Flachmaterials 1 und zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung weist eine Umformeinheit 10 mit zwei achsparallel übereinander angeordneten Walzen 11 und 11' auf, zwischen denen ein Formspalt zum Umformen des Flachmaterials 1 ausgebildet ist. Wie in Fig. 1 , aber insbesondere auch in Fig. 2 erkennbar ist, weist die Walze 11 eine Achswelle 17 auf, auf der axial beabstandet eine Vielzahl von Rollen 16 angeordnet sind. Die zweite Walze 11' ist analog mit einer Achswelle 17' mit einer Vielzahl von Rollen 16 ' ausgebildet. 6 shows various sectional views A - A (FIG. 1) of composite materials that can be produced with the device from FIG. 1. An embodiment of a device according to the invention for producing a composite material using a metallic sheet 1 and for carrying out the method according to the invention is shown in FIG. The apparatus has a forming unit 10 with two rollers 11 and 11 'arranged axially one above the other, between which a mold gap for forming the flat material 1 is formed. As can be seen in FIG. 1, but in particular also in FIG. 2, the roller 11 has an axle shaft 17 on which a multiplicity of rollers 16 are arranged axially spaced apart. The second roller 11 'is analogous to an axle shaft 17' formed with a plurality of rollers 16 '.
Die Rollen 16 der ersten Walze 11 bilden ringförmige Profile 14. In analoger Weise bilden die Rollen 16' der zweiten Walze 11' ringförmige Profile 14'. Die Rollen 16 der ersten Walze 11 weisen einen Axialversatz zu den Rollen 16' der zweiten Walze 11' auf, so dass die ringförmigen Profile 14 der ersten Walze 11 zu den ringförmigen Profilen 14' der zweiten Walze 11' entsprechend versetzt sind. Dieser Versatz gibt eine Wellenstruktur im Schnitt des Formspalts vor, die beim Durchführen des Flachmaterials 1 durch die Walzen 11 , 11 ' in der senkrecht zu den Achswellen 17, 17' verlaufenden Produktionsrichtung 80 als Wellenkontur in das Flachmaterial 1 eingeformt wird. In Fig. 1 ist die resultierende Wellenkontur mit Wellenkämmen 3 und Wellentälern 4 im Flachmaterial 1 in Produktionsrichtung 80 hinter der Umformeinheit 10 angedeutet. The rollers 16 of the first roller 11 form annular profiles 14. Analogously, the rollers 16 'of the second roller 11' form annular profiles 14 '. The rollers 16 of the first roller 11 have an axial offset to the rollers 16 'of the second roller 11', so that the annular profiles 14 of the first roller 11 to the annular profiles 14 'of the second roller 11' are offset accordingly. This offset specifies a wave structure in the section of the mold gap, which is formed as a wave contour in the flat material 1 when the sheet material 1 is passed through the rollers 11, 11 'in the production direction 80 extending perpendicular to the axle shafts 17, 17'. In Fig. 1, the resulting wave contour with wave crests 3 and troughs 4 in the sheet 1 in the production direction 80 behind the forming unit 10 is indicated.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Zufuhr des Flachmaterials 1 kontinuierlich von einem Coil 61 , das bezogen auf die Produktionsrichtung 80 der Umformeinheit 10 vorgelagert ist. In the illustrated embodiment, the supply of the flat material 1 is carried out continuously by a coil 61, which is upstream of the forming unit 10 in relation to the production direction 80.
Das in der Umformeinheit 10 umgeformte Flachmaterial 1 wird zu einem Verbundmaterial weiterverarbeitet und kann dabei insbesondere als Kernelement für ein Sandwichelement dienen. Zum Herstellen des Verbundmaterials sind Mittel zum Aufbringen zumindest einer Deckschicht auf Bereiche des Flachmaterials 1 vorgesehen, in denen die Wellenkontur eingeformt ist. Diese Mittel weisen eine Klebestation 30 auf, die der Umformeinheit 10 nachgeordnet ist (wobei sich die Angaben„vorgelagert" und„nachgeordnet" jeweils auf die Produktionsrichtung 80 beziehen). Die Klebestation 30 weist zwei übereinander angeordnete Klebstoffauftragswalzen 31 , 31 ' auf. Zwischen diesen Klebstoffauftragswalzen 31 , 31', die achsparallel angeordnet sind, kann das konturierte Flachmaterial 1 hindurchgeführt werden, wobei durch die Klebstoffauftragswalzen 31 , 31 ' Klebstoff auf die Wellenkämme 3 beziehungsweise die Wellentäler 4 aufgebracht wird. The formed in the forming unit 10 flat material 1 is further processed into a composite material and can serve in particular as a core element for a sandwich element. For producing the composite material, means are provided for applying at least one cover layer to regions of the flat material 1 in which the wave contour is formed. These means have an adhesive station 30, which is downstream of the forming unit 10 (wherein the information "upstream" and "downstream" respectively refer to the production direction 80). The adhesive station 30 has two superposed adhesive application rollers 31, 31 '. Between these adhesive application rollers 31, 31 ', which are arranged axially parallel, the contoured flat material 1 can be passed, wherein adhesive is applied to the wave crests 3 and the wave troughs 4 by the adhesive application rollers 31, 31'.
Die Mittel zum Aufbringen zumindest einer Deckschicht weisen ferner eine Andrückeinheit 40 auf, welche sich in Produktionsrichtung 80 an die Klebestation 30 anschließt. Die Andrückeinheit 40 drückt im dargestellten Ausführungsbeispiel auf das mit Klebstoff versehene, konturierte Flachmaterial 1 eine obere Deckschicht 7 und eine untere Deckschicht 8 so an, dass die Deckschichten 7, 8 mit dem Flachmaterial 1 einen Klebeverbund bilden können. Zu diesem Zweck weist die Andrückeinheit 40 zwei Andrückwalzen 41 , 41' auf, die achsparallel übereinander angeordnet sind. Die Deckschichten 7 und 8 werden von Coils 67 beziehungsweise 68 über Umlenkrollen 63 beziehungsweise 64 zur Andrückeinheit 40 zugeführt. Nach der Bearbeitung in der Andrückeinheit 40 kann das Verbundmaterial in der gewünschten Länge beispielsweise mit einer fliegenden Säge oder mit einer mitfahrenden Schlagschere abgelängt werden und abgestapelt werden. Das Resultat ist ein Verbundmaterial mit richtungsabhängiger Biegesteifigkeit und Festigkeit und dem in Fig. 4 dargestellten Schnitt. The means for applying at least one cover layer furthermore have a pressure unit 40, which adjoins the gluing station 30 in the production direction 80. In the exemplary embodiment illustrated, the pressing unit 40 presses on the adhesive-provided, contoured flat material 1 an upper covering layer 7 and a lower covering layer 8 in such a way that the covering layers 7, 8 can form an adhesive bond with the flat material 1. For this purpose, the pressing unit 40 on two pressure rollers 41, 41 ', which are arranged axially parallel one above the other. The cover layers 7 and 8 are fed by coils 67 and 68 via deflection rollers 63 and 64 to the pressing unit 40. After processing in the pressing unit 40, the composite material can be cut to length in the desired length, for example, with a flying saw or with a driving collision scissors and stacked. The result is a composite with directional flexural rigidity and strength and the cut shown in FIG.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Biegeeinheit 50 auf, die das konturierte Flachmaterial 1 und bevorzugt auch zumindest eine der Deckschichten 7 oder 8 um zumindest eine parallel zur Produktionsrichtung 80 verlaufende Achse umbiegt. Die Biegeeinheit 50 weist zwei korrespondierende Biegewalzen 51 , 51' auf, wobei ein Ausführungsbeispiel einer möglichen Biegewalzengeometrie in Fig. 3 dargestellt ist. Wie Fig. 3 zeigt, ist die erste, obere Biegewalze 51 konvex und die zweite, untere Biegewalze 51' konkav ausgebildet. Beim Durchführen des Flachmaterials 1 und der Deckschichten 7, 8 durch besagte Biegeeinheit 50 werden die Materialien 1 , 7 und 8 umgebogen, so dass ein Verbundmaterial mit einem Schnitt erhalten wird, wie er beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist. According to a preferred embodiment, the device according to the invention has a bending unit 50, which bends the contoured flat material 1 and preferably also at least one of the cover layers 7 or 8 by at least one axis parallel to the production direction 80. The bending unit 50 has two corresponding bending rolls 51, 51 ', wherein an embodiment of a possible bending roll geometry is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the first upper bending roll 51 is convex and the second lower bending roll 51 'is concave. When passing the sheet 1 and the cover layers 7, 8 through said bending unit 50, the materials 1, 7 and 8 are bent over so that a composite material having a cut such as shown in Fig. 5 is obtained.
Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Biegeeinheit 50 und die Andrückeinheit 40 integral ausgebildet, das heißt die Andrückwalzen 41 , 41 ' dienen gleichzeitig auch als Biegewalzen 51 , 51'. Grundsätzlich können die Andrückeinheit - In the embodiment shown in Fig. 1, the bending unit 50 and the pressing unit 40 are formed integrally, that is, the pressure rollers 41, 41 'also serve as bending rollers 51, 51'. In principle, the pressing unit -
40 und die Biegeeinheit 50 aber auch getrennt ausgebildet sein, wobei dann zusätzlich zu den Andrückwalzen 41 , 41 ' weitere Biegewalzen 51 , 51 ' vorgesehen sein können. 40 and the bending unit 50 but also be formed separately, in which case in addition to the pressure rollers 41, 41 'further bending rollers 51, 51' may be provided.
Wie in Fig. 6 dargestellt ist, kann grundsätzlich auch lediglich eine einzige Deckschicht, beispielsweise die Deckschicht 7, vorgesehen werden. Es entsteht dann ein spezielles Element mit einer Deckschicht und einem Gegenzug mit Wellenkontur. Dieses Element kann mit nur sehr geringem Widerstand um eine parallel zur Produktionsrichtung verlaufende Achse elastisch gebogen werden. Das Element kann somit sehr leicht einer vorgegebenen Kontur folgen, durch die es dann in einem weiteren Schritt in einer gekrümmten Form fixiert werden kann. As shown in Fig. 6, in principle, only a single cover layer, for example, the cover layer 7, are provided. It then creates a special element with a cover layer and a counter-pull with wave contour. This element can be bent elastically with only a very small resistance around an axis running parallel to the direction of production. The element can thus easily follow a predetermined contour, by which it can then be fixed in a curved step in a further step.

Claims

Weber & Heim - 12- Irmgardstrasse 3 D-81479 MünchenDeutsche Patentanwälte Tel. +49-(0)89799047 European Patent Attorneys Fax+49-(0)897915256 European Trademark Attorneys mail@weber-heim.de M 1874 Patentansprüche Weber & Heim - 12- Irmgardstrasse 3 D-81479 MünchenGerman Patent Attorneys Tel. + 49- (0) 89799047 European Patent Attorneys Fax + 49- (0) 897915256 European Trademark Attorneys mail@weber-heim.de M 1874 Claims
1. Vorrichtung zum Herstellen eines Verbundmaterials, mit 1. Apparatus for producing a composite material, with
- zumindest einer Umformeinheit (10) zum Einformen einer Wellenkontur mit einer Vielzahl von Wellenkämmen (3) und Wellentälern (4) in ein Flachmaterial (1),  - At least one forming unit (10) for molding a wave contour with a plurality of wave crests (3) and wave troughs (4) in a flat material (1),
- wobei die Umformeinheit (10) mindestens zwei korrespondierende, rotierende Walzen (11, 11') aufweist, und  - wherein the forming unit (10) has at least two corresponding, rotating rollers (11, 11 '), and
- wobei das Flachmaterial (1) in einer Produktionsrichtung (80) durch die Walzen (11, 11') hindurchführbar ist, und  - Wherein the flat material (1) in a production direction (80) through the rollers (11, 11 ') can be passed, and
- Mitteln zum Aufbringen zumindest einer Deckschicht (7, 8) auf Bereiche des Flachmaterials (1), in denen die Wellenkontur eingeformt ist,  - means for applying at least one cover layer (7, 8) to areas of the sheet material (1) in which the wave contour is formed,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
- dass die Walzen (11, 11') jeweils eine Vielzahl von axial versetzen, ringförmigen Profilen (14, 14') aufweisen, so dass die Wellenkämme (3) und Wellentäler (4) der von den Walzen (11, 11') eingeformten Wellenkontur in Produktionsrichtung (80) verlaufen.  - That the rollers (11, 11 ') each have a plurality of axially offset, annular profiles (14, 14'), so that the wave crests (3) and troughs (4) of the rollers (11, 11 ') molded Wave contour in production direction (80) run.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2. Apparatus according to claim 1,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass die Mittel zum einseitigen oder beidseitigen Aufbringen zumindest einer Deckschicht (7, 8) auf die Bereiche des Flachmaterials (1), in denen die Wellenkontur eingeformt ist, ausgebildet sind.  in that the means for the one-sided or two-sided application of at least one cover layer (7, 8) are formed on the regions of the flat material (1) in which the wave contour is formed.
3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, 3. Device according to one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass zumindest eine der Walzen (11 oder 11') zum Bilden der ringförmigen Profile (14 beziehungsweise 14') eine Vielzahl von Rollen (16 beziehungswei- se 16') aufweist, die auf einer Achswelle (17 beziehungsweise 17') der Walze (11 beziehungsweise 11') angeordnet sind. in that at least one of the rollers (11 or 11 ') for forming the annular profiles (14 or 14') has a plurality of rollers (16, resp. se 16 ') which are arranged on an axle shaft (17 or 17') of the roller (11 or 11 ').
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, 4. Device according to one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n et ,  characterized ,
dass zumindest eines der ringförmigen Profile (14, 14') einen im Längsschnitt der Walze (11, 11') trapezförmigen Kontaktbereich für das Flachmaterial (1) aufweist oder/und  that at least one of the annular profiles (14, 14 ') has a trapezoidal contact area for the flat material (1) in the longitudinal section of the roller (11, 11') and / or
dass zumindest eines der ringförmigen Profile (14, 14') einen im Längsschnitt der Walze (11, 11') bogenförmigen Kontaktbereich für das Flachmaterial (1) aufweist.  that at least one of the annular profiles (14, 14 ') has a longitudinal section of the roller (11, 11') arcuate contact region for the flat material (1).
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, 5. Device according to one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass mehrere Umformeinheiten (10) in Produktionsrichtung (80) hintereinander angeordnet sind.  in that a plurality of forming units (10) are arranged one behind the other in the production direction (80).
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, 6. Device according to one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n et ,  characterized ,
dass die Mittel zum Aufbringen zumindest einer Deckschicht (7, 8) eine Klebestation (30) zum Aufbringen von Klebstoff auf die Wellenkämme (3) und/oder die Wellentäler (4) aufweisen,  in that the means for applying at least one covering layer (7, 8) have a gluing station (30) for applying adhesive to the wave crests (3) and / or the wave troughs (4),
wobei die Klebestation (30) zumindest eine Klebstoffauftragswalze (31, 31') aufweist.  wherein the adhesive station (30) has at least one adhesive application roller (31, 31 ').
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7. Apparatus according to claim 6,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass die Klebestation (30) zumindest zwei gegenüberliegende Klebstoffauftragswalzen (31, 31') aufweist, zwischen denen das Flachmaterial (1) hindurchführbar ist. in that the adhesive station (30) has at least two opposing adhesive application rollers (31, 31 ') between which the flat material (1) can be passed.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, 8. Device according to one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass die Mittel zum Aufbringen zumindest einer Deckschicht (7, 8) eine Andrückeinheit (40) für die Deckschicht aufweisen,  the means for applying at least one cover layer (7, 8) have a pressure unit (40) for the cover layer,
wobei die Andrückeinheit (40) zumindest eine Andrückwalze (41, 41') aufweist.  wherein the pressing unit (40) has at least one pressure roller (41, 41 ').
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, 9. Device according to one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass zumindest eine Biegeeinheit (50) vorgesehen ist, mit der Bereiche des Flachmaterials (1), in denen die Wellenkontur eingeformt ist, um zumindest eine parallel zur Produktionsrichtung (80) verlaufende Achse biegbar sind, wobei die Biegeeinheit (50) zwei korrespondierende Biegewalzen (51, 51') aufweist, von denen beispielsweise die Eine (51) zumindest eine im Längsschnitt der Biegewalze (51) konvexe Kontur und die Andere (51') zumindest eine im Längsschnitt der Biegewalze (51') konkave Kontur aufweist.  in that at least one bending unit (50) is provided with which regions of the flat material (1) in which the wave contour is formed are bendable about at least one axis parallel to the production direction (80), wherein the bending unit (50) has two corresponding bending rolls (50). 51, 51 '), of which, for example, one (51) has at least one convex contour in the longitudinal section of the bending roller (51) and the other (51') has at least one concave contour in the longitudinal section of the bending roller (51 ').
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, 10. Apparatus according to claim 8 and 9,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass die Biegeeinheit (50) und die Andrückeinheit (40) integral ausgebildet sind, und die Biegewalzen (51, 51') zugleich als Andrückwalzen (41, 41') dienen.  the bending unit (50) and the pressure unit (40) are integrally formed, and the bending rollers (51, 51 ') at the same time serve as pressure rollers (41, 41').
11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, 11. Device according to one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass das Flachmaterial ein metallisches Flachmaterial ist und/oder  the flat material is a metallic flat material and / or
dass die zumindest eine Deckschicht ein Metallmaterial aufweist.  the at least one cover layer comprises a metal material.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 12. Device according to one of claims 1 to 10,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
- dass das Flachmaterial ein thermoplastisches Flachmaterial ist und  - That the flat material is a thermoplastic sheet and
- dass zumindest eine der beiden korrespondierenden, rotierenden Walzen (11, 11') beheizt ist. - That at least one of the two corresponding rotating rollers (11, 11 ') is heated.
13. Verfahren zum Herstellen eines Verbundmaterials, bei dem 13. A method for producing a composite material, in which
- zumindest eine Umformeinheit (10) vorgesehen wird, welche zum Einformen einer Wellenkontur mit einer Vielzahl von Wellenkämmen (3) und Wellentälern (4) in ein Flachmaterial (1) mindestens zwei korrespondierende, rotierende Walzen (11, 11') aufweist,  at least one forming unit (10) is provided, which has at least two corresponding rotating rollers (11, 11 ') for forming a wave contour with a multiplicity of wave crests (3) and wave troughs (4) into a flat material (1),
- das Flachmaterial (1) in einer Produktionsrichtung (80) durch die Walzen (11, 11') hindurchgeführt wird, und  - The sheet (1) in a production direction (80) through the rollers (11, 11 ') is passed, and
- zumindest eine Deckschicht (7, 8) auf Bereiche des Flachmaterials (1) aufgebracht wird, in denen die Wellenkontur eingeformt ist,  - At least one cover layer (7, 8) is applied to areas of the sheet (1), in which the wave contour is formed,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
- dass die Walzen (11, 11') jeweils eine Vielzahl von axial versetzen, ringförmige Profilen (14, 14') aufweisen, so dass die Wellenkämme (3) und Wellentäler (4) der von den Walzen (11, 11') eingeformten Wellenkontur in Produktionsrichtung (80) verlaufen.  - That the rollers (11, 11 ') each have a plurality of axially offset, annular profiles (14, 14'), so that the wave crests (3) and troughs (4) of the rollers (11, 11 ') molded Wave contour in production direction (80) run.
14. Verfahren nach Anspruch 13, 14. The method according to claim 13,
dadurch g e k e n n ze i c h n e t ,  characterized ,
dass es mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchgeführt wird.  in that it is carried out by means of a device according to one of claims 1 to 12.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, 15. The method according to claim 13 or 14,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass die Bereiche des Flachmaterials (1), in denen die Wellenkontur eingeformt ist, durch eine Klebestation (30) durchgeführt werden, in der Klebstoff auf zumindest eine Seite des Flachmaterials (1) aufgebracht wird, und dass Bereiche des Flachmaterials (1), in denen der Klebstoff aufgebracht ist, durch eine Andrückeinheit (40) durchgeführt werden, in der die Deckschicht (7, 8) auf die zumindest eine mit Klebstoff versehene Seite des Flachmaterials (1) aufgebracht wird. in that the regions of the flat material (1) in which the wave contour is formed are carried out by an adhesive station (30) in which adhesive is applied to at least one side of the flat material (1), and in that regions of the flat material (1), to which the adhesive is applied, are carried out by a pressing unit (40), in which the cover layer (7, 8) is applied to the at least one side of the flat material (1) provided with adhesive.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, 16. The method according to any one of claims 13 to 15,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass Bereiche des Flachmaterials (1), in denen die Wellenkontur eingeformt ist, um zumindest eine parallel zur Produktionsrichtung (80) verlaufende Achse gebogen werden.  in that regions of the flat material (1) in which the wave contour is formed are bent around at least one axis parallel to the production direction (80).
17. Verbundmaterial, hergestellt mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder/und einem Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16. 17. Composite material, produced with a device according to one of claims 1 to 12 or / and a method according to one of claims 13 to 16.
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