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Dokumentenidentifikation DE69734931T2 21.09.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000927102
Titel HERSTELLUNG EINER HONIGWABENSTRUKTUR
Anmelder Plascore, Inc., Zeeland, Mich., US
Erfinder HUEBNER, Fritz, Holland, US;
SCHOEB, J., Gerard, Holland, US
Vertreter Moser & Götze Patentanwälte, 45130 Essen
DE-Aktenzeichen 69734931
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.06.1997
EP-Aktenzeichen 979277365
WO-Anmeldetag 05.06.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/US97/08845
WO-Veröffentlichungsnummer 1998006577
WO-Veröffentlichungsdatum 19.02.1998
EP-Offenlegungsdatum 07.07.1999
EP date of grant 21.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.09.2006
IPC-Hauptklasse B32B 37/16(2006.01)A, F, I, 20060502, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B32B 3/12(2006.01)A, L, I, 20060502, B, H, EP   B29C 65/02(2006.01)A, L, I, 20060502, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Honigwabenstruktur.

Die Wabenstruktur kann für eine ganze Reihe von Funktionen und Zwecken zum Einsatz kommen. Sie kann aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, einschließlich Metall, z.B. Aluminium, sowie Papier, Stoff und anderen Materialien. Zu den primären Techniken der Herstellung von Wabenstrukturen aus Schichten, Bahnen oder Blätter zählen Expansion und Wellenbildung. Bei der Expansionstechnik werden die Blätter in Intervallen zusammengeklebt und expandiert. Bei der Wellenbildungstechnik werden Schichten oder Blätter zuerst in die gewellte Konfiguration geformt und dann durch Verklebung, Verschweißung oder anderweitig miteinander verbunden.

Bei dem bekannten Expansionsverfahren werden die flachen Folien-, Gewebe- oder Filmschichten normalerweise mit hitzehärtbarem Klebstoff miteinander verbunden, welcher zur Bildung von Bindeknoten in voneinander getrennten Intervallen auf das Substratblatt gedruckt wird. Benachbarte Blätter werden mit seitlich versetzten Intervallen bedruckt, siehe z.B. US-Patentschrift 4,957,577. Der Klebstoff ist in einem Lösemittel suspendiert, welches normalerweise bis zu rund 80 % der Zusammensetzung ausmacht. Mehrfache Blätter und der aufgetragene hitzehärtbare Klebstoff werden unter Einwirkung von Hitze und Druck gehärtet. Bestehen das Substrat oder die Schichten aus einem porösen Material wie einige faserige Materialien, dann neigt der flüssige Klebstoff dazu, komplett die Schicht zu durchdringen, so dass er zwischen den darunter liegenden und den darüber liegenden Schichten erscheint, es sei denn, die Blätter sind speziell imprägniert. Falls diese Durchdringung stattfindet, werden möglicherweise einige oder alle dieser Schichten im Hitze- und Druckbehandlungsschritt miteinander zu einem nicht expandierbaren Block verbunden. Dementsprechend wurde üblicherweise eine Vorimprägnierungs-Vorbehandlung der porösen Materialblätter wie zum Beispiel in US-Patentschrift 3,519,510 dargelegt durchgeführt, um die Durchdringung durch den Lösemittelklebstoff geradewegs durch die Schichten hindurch zu verhindern. Das Lösemittel wird aus dem Klebstoff verdampft, und die Schichten und der Klebstoff werden vorsichtig mit Hitze und Druck aufgebracht auf die mehreren Blätter, auf die der Klebstoff aufgedruckt wurde, behandelt. Nach dem Abkühlen wird die verklebte Struktur expandiert, z.B. durch das Anbringen von Elementen an den äußeren Schichten und das Ziehen der Struktur in eine expandierte Wabenstruktur.

Die zuvor genannte Vorimprägnierung fügt dem Wabenstruktur-Bildungsverfahren und -produkt Produktionsschritte hinzu und erhöht die Kosten. Darüber hinaus muss die Vorimprägnierung genau richtig erfolgen, um zu verhindern, dass das Produkt zu Ausschuss wird. Zum Beispiel wird Glasgewebe normalerweise mit einem hitzehärtbaren Harz vorimprägniert und teilweise gehärtet. Dies erfolgt so, dass das Gewebe später bedruckt werden kann, ohne dass der Klebstoff durch das Gewebe sickert. Bei diesem Vorgang sind der Harzgehalt und der Härtungsgrad kritische Faktoren. Ist der Harzgehalt zu hoch, lässt sich der Kern nur sehr schwierig expandieren. Ist der Harzgehalt nicht hoch genug, entstehen Löcher, durch die der später aufgetragene Klebstoff sickert.

Dies kann zu einer Bindung in dem Bereich führen, welcher unverbunden bleiben muss, damit die Wabenstruktur expandiert werden kann, was wiederum in einem nicht expandierbaren Block resultiert. Die Härtung des Harzes ist ebenfalls kritisch. Wird das imprägnierende Harz nicht genug gehärtet, erweicht es und bindet sich während des nachfolgenden Druckzyklus an die benachbarte Materialschicht. Auch dies resultiert in einem nicht expandierbaren Block. Wird das Harz zu sehr gehärtet, wird das Material sehr hart und steif, so dass während des Expansionsverfahrens die Knotenhaftung nur unzureichend stark ist und bricht, was in einer teilweisen oder kompletten Unbrauchbarkeit des Blocks resultiert. Nachdem das Gewebe vorimprägniert wurde, werden Klebstofflinien auf die Oberfläche gedruckt. Der Klebstoff muss teilweise gehärtet werden indem er den einen Ofen durchläuft. Jedoch erhöht dies auch die Härtung des vorimprägnierten Harzes. Daher ist es schwierig, das vorimprägnierte Polymer auf den benötigten Grad zu härten.

Normalerweise wird der Block nach der Expansion in hitzehärtbares Harz getaucht und dann gehärtet. Das Eintauchen kann so oft erfolgen wie nötig, um die gewünschte Dichte und Festigkeit für die Wabenstruktur zu erreichen.

Beim Wellenbildungverfahren läuft die Folie oder der Film zuerst durch konfigurierte Walzen, um einzelne gewellte Blätter zu formen. Gewebe werden zuerst imprägniert und/oder dünn beschichtet und dann gewellt. Diese Blätter werden auf Länge geschnitten. Nach der Wellenbildung wird Klebstoff auf die vorstehenden flachen Oberflächenbereiche auf den gewellten Blättern aufgetragen, die Blätter werden gestapelt und zusammengepresst, um die geformten flachen Bereiche zusammenzubringen, und der hitzehärtbare Klebstoff wird, üblicherweise durch Hitze, gehärtet, um den abschließenden Wabenkern zu formen. Alternativ dazu können die flachen Bereiche des gewellten Blattes durch Verschweißung miteinander verschmolzen werden. Dabei werden eine Reihe von Folien, Filmen oder Gewebeschichten an den Kontaktflächen miteinander verklebt, um den Wabenkern zu bilden. Bei dem in früheren Patenten wie Patent 4,957,577, 5,139,596 und 5,039,567 beschriebenen Schweißverfahren werden unverstärkte Substrate unter Verwendung von „Ambossen" zusammengeschweißt, welche dazu neigen können, das Substrat eher zu zerschneiden als zu verschweißen, wenn die physische Ausrichtung falsch ist und/oder die Temperaturen zu hoch sind. Die Knotenbereiche müssen gut zusammengedrückt werden, um das Harz zum Fließen zu bringen und so die Verschweißung zu erreichen, was allerdings manchmal ein Zerschneiden verursacht, wenn nicht die richtigen Parameter vorhanden sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Entwicklung ermöglicht das Formen von Wabengebilden, selbst bei Verwendung poröser faseriger Blätter oder Schichten, jedoch ohne dass eine Vorimprägnierung der Schichten notwendig wäre, und ohne die vorherige Schwierigkeit, dass Bindematerial die porösen Faserschichten durchdringt und unerwünschterweise die darunter liegenden und/oder darüber liegenden Schichten verklebt und so einen nicht expandierbaren Block verursacht. Die Härtungsprobleme des zuvor vorimprägnierte Harzes treten hier also nicht auf.

Außerdem besteht hier auch nicht das Lösemittelverdampfungsproblem der vorherigen Technologie. Das Bindematerial erfordert kein Lösemittel. Außerdem wird das Zerschneiden von Substraten durch Ambosse verhindert. Vielmehr beinhaltet die Entwicklung das Ablegen von Blättern oder Bahnen aus Substratmaterial, bevorzugt ein faseriges Grundmaterial, mit in einem gleichmäßigen Abstand voneinander befindlichen dazwischenliegenden Streifen aus festem, verstärktem oder unverstärktem thermoplastischem Kunststoff, wobei die Knotenstreifen eine gewünschte Erweichungstemperatur aufweisen, welche sich klar von ihrer Schmelztemperatur unterscheidet und darunter liegt. Die Struktur wird verbunden, indem Druck und ausreichend Hitze aufgebracht werden, um die Temperatur der Streifen auf eine Temperatur über der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Materials zu erhöhen, jedoch bevorzugt unter der Schmelztemperatur davon, und zwar für eine ausreichende Zeit, um zu bewirken, dass ein Teil des erweichten, gepressten Knotenbindematerials um die Oberflächenfasern der benachbarten Faserschichten eindringt, oder durch Verschmelzung mit der benachbarten Schicht, wodurch eine Bindung zu den Schichten entsteht. Anschließend wird der Druck gelöst und die Struktur abgekühlt. Wenn das Expansionsverfahren angewandt wird, werden die verbundenen Schichten in eine Wabenstruktur expandiert.

Bei der Erzeugung der Schichtanordnung können verschiedene neuartige Formen von Vorrichtungen eingesetzt werden, um die thermoplastischen Knotenstreifen auf das Substratmaterial aufzulegen und damit zu verschmelzen. Das entstehende Material kann zur weiteren Verarbeitung zu einem späteren Zeitpunkt aufgewickelt werden und/oder entweder sofort oder später zur Wabenbildung auf Länge geschnitten und gestapelt werden. Alternativ dazu können die festen thermoplastischen Knotenstreifen gleichzeitig mit der Blattbildung aufgebracht werden. Das heißt, das faserbasierte Substrat kann auf Länge geschnitten und mit abwechselnden Schichten aus Knotenmaterial abgelegt werden. Jede Schicht kann einzeln auf die darunter liegende Schicht gepresst und damit hitzeverschmolzen werden, oder mehrere Blätter können in mehrfache Schichten gestapelt werden, und alle zusammen können dann zur gleichen Zeit gepresst und erhitzt werden. Wie vermerkt, wird das feste Knotenmaterial ausreichend gepresst und erhitzt, um zu bewirken, dass die thermoplastischen Streifen erweichen, jedoch nicht so sehr, dass die Streifen unter Druck schmelzen und in einer unkontrollierten Art und Weise fließen würden. Dieses Merkmal der festen thermoplastischen Streifen, die Fähigkeit zu Erweichen ohne zu Schmelzen aufgrund eines klaren Unterschiedes zwischen der Erweichungs- und der Schmelztemperatur, ist hochbevorzugt, da es dem Knotenmaterial so möglich ist, die Schichten des Substrates miteinander zu verkleben, ohne durch Schichten und Fasersubstrate zu sickern, und einen nicht expandierbaren Block zu erzeugen. Der gepresste Wabenblock ist anschließend durch eine herkömmliche Expansionstechnik expandierbar. Die expandierte Wabenstruktur kann anschließend hitzegehärtet oder in Harz, üblicherweise ein hitzehärtbares Harz, getaucht und gehärtet werden, um ihre abschließende Form zu erhalten. Sie kann auch wiederholt in Harz getaucht werden, um die Dichte und Festigkeit bis zum gewünschten Punkt zu erhöhen.

Es können verschiedene Substratmaterialien eingesetzt werden, einschließlich verwebte oder nichtverwebte, natürliche oder künstliche Materialien. Dazu zählen, jedoch nicht darauf beschränkt, Glasgewebe, Glasmatten, Aramidpapier, Holzzellstoffpapier, Baumwollgewebe, Polyestergewebe und/oder Polyester-, Polypropylen- oder Polyethylen-Spinnvlies-Papier. Diese Materialien können, falls gewünscht, vorimprägniert werden, jedoch ist dies für dieses Verfahren nicht notwendig. Außerdem kann jede einzelne Schicht ein Laminat aus thermoplastischem Film zwischen oder auf beiden Seiten von Blättern des oben angegebenen porösen Materials sein. Es ist von Vorteil und bevorzugt, dass die Oberflächen der Materialien für diese Schichten von faseriger Beschaffenheit sind, und es ist notwendig, dass die Schichtmaterialien fest genug sind, um den Kräften zu wiederstehen, welche während des anschließenden Expansionsverfahrens aufgebracht werden, und dass die Materialoberflächen die Eigenschaft besitzen, bei der Erweichungstemperatur des Knotenbindematerials nicht erweicht, zersetzt oder verschlechtert zu werden.

Das Knotenbindematerial ist üblicherweise eine feste thermoplastische Substanz, welche erweicht werden kann, ohne zu schmelzen, d.h. es weist eine klar unterschiedliche Erweichungstemperatur und Schmelztemperatur auf, und kann aus einem thermoplastischen Material bestehen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf ein oder mehrere aus Polypropylen-, Polyethylen-, Polycarbonat-, Polyetherimid-, Polyethersulfon-, Polyetheretherketon- und Polyurethan-Polymeren. Thermoplastische Hochtemperaturkunststoffe können bei Anwendungen zum Einsatz kommen, bei denen höhere Betriebstemperaturen involviert sind. Der hierin verwendete Begriff thermoplastischer Kunststoff beinhaltet in seinem weitesten Sinne Materialien, welche ansonsten als hitzehärtbar gelten, jedoch noch nicht vollständig gehärtet sind.

Die Knotenstreifen können unverstärkt oder verstärkt sein. Die festen Knotenstreifen können mit Fiberglas oder anderen dafür ausgelegten Materialien verstärkt sein, was in einer erhöhten Festigkeit des Wabenkerns resultiert. Durch das Verstärken der thermoplastischen Knotenstreifen kann ein Zerreißen besser verhindert werden und hilft außerdem bei der Kontrolle des Fließens des thermoplastischen Harzes. Die Ausrichtung der verstärkten Fasern kann in der Anordnung variiert werden, um verschiedene Struktureigenschaften zu erhalten. Verstärkende Materialien können sein: Fiberglas, Kevlar®, Kohlenstofffasern, Quarzfasern, Polyesterfasern oder jegliches anderes Material, welches mit thermoplastischem Kunststoff oder teilweise gehärtetem, hitzehärtbarem Harz laminiert, vermischt, beschichtet oder imprägniert werden kann. Die Form der festen Knotenpolymerstreifen kann variieren, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf nichtperforiert, perforiert, expandiertes Gewebe, nicht expandiertes Gewebe, unidirektional, verwebte oder zufällig angeordnete Filamente oder Fasern und polymerbeschichtete Glasfilamente oder -fasern.

Diese Entwicklung stellt eine wesentlich Vereinfachung der Herstellung von Wabenstrukturen dar, eliminiert kostenintensive Produktionsschritte, kann auf eine Vielzahl von Substratmaterialien angewandt werden, ermöglicht, dass eine Vielzahl von Postexpansionsschritten ausgeführt werden kann, um ein Endprodukt mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen, und sie kann auf Hochgeschwindigkeits-Produktionstechniken angepasst werden. Das Fließen des erweichten thermoplastischen Klebstoffes kann durch Auswahl rheometrischer Eigenschaften kontrolliert werden, was die Erfordernis zur Vorimprägnierung des Substrates eliminiert und dennoch ein Durchsickern verhindert. Lösemittel, welche durchsickern und Umweltbelastungen darstellen, sind nicht erforderlich.

Es kann auch eine Variation des Wellenbildungsverfahrens angewandt werden. Spezifisch werden dabei die einzelnen Substratschichten gewellt, um Schichten oder Blätter mit parallelen, in einem Abstand voneinander befindlichen, erhöhten Flächen oder Kämmen für die Verbindung mit ähnlichen parallelen, in einem Abstand voneinander befindlichen, eingesenkten Flächen der benachbarten Schicht zu formen. Streifen aus festem Knotenmaterial werden auf diese erhöhten Flächen aufgelegt, und sie werden durch Hitze und Druck mit Hilfe von Verfahren und Vorrichtungen angehaftet, die in Patent 4,957,577 oder 5,139,596, beide durch Referenz hierin eingeschlossen, beschrieben werden, wobei das feste Material auf eine Temperatur über seiner Erweichungstemperatur erhitzt wird, um zu bewirken, dass sich das erweichte Knotenmaterial unter Druck um die Oberflächenfasern der gewellten Schichten herum ausdehnt. Die Schichten werden dann abgekühlt und der Druck gelöst, was in einer Wabenstruktur resultiert.

Eine weitere Variation des obengenannten Verfahrens kann auch eingesetzt werden, wenn das Substratmaterial aus einem festen thermoplastischen Material besteht und die Knotenstreifen nicht aus einem thermoplastischen Material geformt sind, sondern aus einem faserigen Material, welches über die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Substrates erhitzt werden kann. Bei diesen Materialien werden die Faserknotenstreifen auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt der thermoplastischen Substratschichten erhitzt, und zwar kurz bevor sie darauf aufgelegt werden, damit ein Knotenabschnitt des Substratmaterials in unmittelbarer Nähe der aufgelegten Knotenstreifen auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt des thermoplastischen Materials erhitzt wird. Auf diese Art und Weise werden die benachbarten Schichten des thermoplastischen Materials in eben diesen Bereichen erweicht und dadurch entlang der Knotenbereiche in unmittelbarer Nähe der aufgelegten Knotenstreifen miteinander verklebt. Somit erfordert diese alternative Anordnung nicht die Verwendung thermoplastischer Knotenstreifen, sondern verwendet stattdessen ein thermoplastisches Substrat, welches in spezifischen Bereichen durch das Auflegen eines erhitzten Knotenstreifens erhitzt und erweicht wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Schrittes einer allgemeinen Darstellung eines Verfahrens gemäß der Erfindung, nämlich die Schichtenbildung fester Streifen aus Knotenbindematerial mit Zwischensubstratschichten bei Anwendung der Expansionstechnik;

2 ist eine perspektivische, teilweise diagrammatische Ansicht eines weiteren Schrittes des Verfahrens in 1, nämlich das Aufbringen von Hitze und Druck;

3 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Schrittes des Verfahrens in 1 und 2, nämlich die Expansion des Wabengebildes;

4A-4F sind perspektivische Ansichten alternativer Ausprägungen von Polymerknotenstreifen, exemplarisch für diejenigen, welche für die Erfindung verwendet werden können, im einzelnen:

4A ist eine perspektivische Ansicht von Gewebe mit Polymerfäden verwoben in einem Winkel von 45°;

4B ist eine perspektivische Ansicht eines festen Polymerstreifens, geformt z.B. durch Extrusion oder ähnliches;

4C ist eine perspektivische Ansicht einer/s offenen Polymerbahn oder -netzes;

4D ist eine perspektivische Ansicht von polymerbeschichteten Glasfasern;

4E ist eine perspektivische Ansicht von Seite an Seite parallel angeordneten Polymerfasern, geformt z.B. durch Verspinnen oder Extrusion;

4F ist eine perspektivische Ansicht von Gewebepolymerfäden verwoben in einem Winkel von 90°;

5 ist eine perspektivische Ansicht einer in der Linie befindlichen Bahn und kontinuierlicher in der Linie befindlichen Streifen, welche auf die Bahn aufgebracht werden;

6 ist eine perspektivische Darstellung von Blättern aus Substrat und Streifen, geschnitten aus der kontinuierlichen Bahn und Streifenbändern aus dem Knotenmaterial in 5, wobei die Blätter und Streifen bei der Stapelung gezeigt werden;

7 ist eine perspektivische Ansicht einer in der Linie befindlichen Bahn und extrudierten in der Linie befindlichen Streifenbändern, wobei jedes Streifenband optional aus mehrfachen Strängen geformt ist, wie in 8 gezeigt;

8 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht von einem der Extrusionsköpfe in 7, gezeigt bei der Formung mehrerer (vier) Stränge eines Streifens;

9 ist eine perspektivische Ansicht einer Pressvorrichtung und mehrerer Streifen, die quer zu Substratblättern, welche von einer Bahn geschnitten wurden, aufgebracht werden;

9A ist eine seitliche diagrammatische Seitenansicht der Verfahrensschritte 1 und 2 mit Bezug auf 9;

9B ist eine seitliche diagrammatische Seitenansicht des Verfahrensschrittes 3 mit Bezug auf 9;

9C ist eine seitliche diagrammatische Seitenansicht des Verfahrensschrittes 4 mit Bezug auf 9;

9D ist eine seitliche diagrammatische Seitenansicht des Verfahrensschrittes 5 mit Bezug auf 9;

9E ist eine seitliche diagrammatische Seitenansicht des Verfahrensschrittes 6 mit Bezug auf 9;

9F ist eine seitliche diagrammatische Seitenansicht des Verfahrensschrittes 7 mit Bezug auf 9;

9G ist eine seitliche diagrammatische Seitenansicht des Verfahrensschrittes 8 mit Bezug auf 9;

9H ist eine seitliche diagrammatische Seitenansicht des Verfahrensschrittes 9 mit Bezug auf 9;

9I ist eine seitliche diagrammatische Seitenansicht des Verfahrensschrittes 10 mit Bezug auf 9;

9J ist eine seitliche diagrammatische Seitenansicht des Verfahrensschrittes 11 mit Bezug auf 9;

10 ist eine isometrische Ansicht eines zylindrischen Querstrang-Applikators auf den Bahnsubstratgrund;

11 ist eine vergrößerte, teilweise, isometrische Ansicht eines Teils von 10;

12 ist eine Endansicht der Laminiervorrichtung zum Anhaften der Stränge in 10 und 11 an die Bahn;

13 ist eine vergrößerte, ebene Projektionsansicht eines Teils des Applikators in 10, gezeigt als ein ebener Querstrang- und Blattapplikator;

14 ist eine Draufsicht eines Doppelquerlinien-Blattbilders und Strangapplikators, welcher sich in einer Richtung bewegt;

15 ist eine Draufsicht der gegenüberliegenden Seite des Blattlegers und Applikators in 14, wobei sich die Stränge in die entgegengesetzte Richtung bewegen;

16 ist eine Endansicht der Vorrichtung in 14 und 15;

17 ist eine seitliche Ansicht einer in der Linie befindlichen Aufwicklungs-, doppelseitigen Bahn- und Knotenstreifenvorrichtung für die gleichzeitige Formung von zwei Wabenblöcken;

18 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung in 17;

19 ist eine isometrische Ansicht einer quer gewickelten Bahn und einer überkreuzenden Streifenlaminiervorrichtung zur Formung von zwei Wabenblöcken;

20 ist eine Draufsicht von oben der Vorrichtung in 19;

21 ist eine seitliche Schnittansicht der Vorrichtung in 19 und 20;

22 ist eine Endansicht einer Bahnwellenbildungsvorrichtung;

23 ist eine isometrische Ansicht der Wellenbildungsvorrichtung in 22, wobei die Bahn in Blätter geschnitten wird und feste Knotenstreifen aufgebracht werden, um ein Wabengebilde zu bilden;

24A-D sind Endansichten der sequentiellen Wabenformungsschritte unter Benutzung der Vorrichtung in 22 und 23;

25 ist eine Draufsicht von Schritten der Formung eines Wabenblockes mit Schablonenknotenmaterial;

26 ist eine perspektivische Ansicht einer in der Linie befindlichen Aufwicklungs-Mehrfachseitenbahn- und Knotenstreifenvorrichtung für die gleichzeitige Formung mehrerer Wabenblöcke;

27 ist eine Endansicht der Vorrichtung in 26;

28 ist eine schematische Endansicht der Vorrichtung in 26 und 27 und getrennter Wabenblöcke; und

29 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer in der Linie befindlichen Aufwicklungs-, Mehrfachseitenbahn- und Knotenstreifenvorrichtung für die gleichzeitige Formung mehrerer Wabenblöcke.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter spezifischer Bezugnahme auf die Zeichnungen, zeigen 1-3 die grundlegenden Verfahrensschritte bei der Formung eines Wabengebildes durch die Expansionstechnik und gemäß des Konzeptes hierin. 1 illustriert einen Verbund 10, welcher aus mehreren einzelnen Schichten 12, 14, 16, etc. gebildet wird. Diese Schichten sind als Blätter gezeigt, welche von einer Rolle oder Bahn aus Material auf Länge geschnitten werden. Die Schichten bestehen aus Folien, Film und porösen, faserartigen, verwebten oder nichtverwebten Materialien, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Glasgewebe, Glasmatten, Aramidpapier, Holzzellstoffpapier, Baumwollgewebe, Polyestergewebe, Polyester-, Polypropylen- und/oder Polyethylen-Spinnvliesmaterial, welche Fasern an ihrer Oberfläche aufweisen, oder Filme aus Polyetherimid, Polycarbonat, Polyetheretherketon oder Polyethersulfon. Mittels der neuartigen Technologie müssen die Faserschichten nicht mehr vorimprägniert werden, um eine Bindung der Schichten zu einem nicht expandierbaren Block oder einer Masse zu vermeiden. Diese Materialien sollten fest genug sein, um den Kräften zu widerstehen, welche während des anschließenden Expansionsverfahrens aufgebracht werden, und die Eigenschaft besitzen, bei der Erweichungstemperatur des im Folgenden noch zu beschreibenden Knotenbindematerials nicht erweicht, zersetzt oder verschlechtert zu werden. Optional kann jede Schicht, oder einige Schichten, aus einem Laminat aus mehr als einem Blatt geformt sein, wie zum Beispiel ein thermoplastischer Film zwischen einem Paar aus faserigen Blättern, wobei die freiliegenden Oberflächen faserig sind, oder auf beiden Seiten eines faserigen Blattes. Zu gewebten Stoffen, welche verwendet werden können, zählen Fiberglasgewebe mit verschiedenartiger Webart, Gewicht und Qualität, wobei ein Beispiel 108E Glas des Lieferanten Clark & Schwebel ist; verwebte Kunststoffe wie Polypropylen, Nylon, Poletherketon, Polyetheretherketon, Polyetherimid, Polyester, aromatische Polyamide und Aramide; verwebte Baumwolle oder andere Zellulosefasern; Kohlenstofffasergewebe und andere. Zu nichtverwebten Stoffen, welche verwendet werden können, zählen Glasmatten, Polyesterfasern, Polypropylenfasern, Polyethylen-Spinnvliesmaterial und andere. Kombinationen der obigen Materialien können in laminierter Form sein, oder vorimprägniert mit zum Beispiel Polycarbonat, oder Papier laminiert mit zum Beispiel Polypropylen.

Dieses Knotenbindematerial ist entweder ein fester thermoplastischer Kunststoff oder eine verstärkte thermoplastische Substanz, welche erweicht werden können, ohne dass sie schmelzen, d.h. sie haben eine klar unterschiedliche und niedrigere Erweichungstemperatur relativ zu einer Schmelztemperatur davon, mit einem Abstand von mindestens mehreren Grad. Beispiele solcher Materialien mit einem besonders hohen Temperaturunterschied sind Polyetherimid mit einem Erweichungspunkt nach Vicat von etwa 426°F und einer Schmelztemperatur von etwa 620°F, und Polyethersulfon mit einer Erweichungstemperatur nach Vicat von etwa 438°F und einer Schmelztemperatur von etwa 620°F. Bevorzugte Betriebstemperaturen der Knotenstreifen in diesem Temperaturbereich sind etwa 500-550°F. Das feste Knotenbindematerial wird hierin als thermoplastischer Kunststoff bezeichnet, wobei zu verstehen ist, dass sich ein teilweise gehärtetes, hitzehärtbares Material wie ein thermoplastischer Kunststoff verhalten kann. Daher soll der hierin verwendete Begriff feste thermoplastische Streifen feste, teilweise gehärtete, hitzehärtbare Streifenmaterialien umfassen, welche unter Hitze und Druck erweichen. Der Begriff Streifen wird so verwendet, dass sowohl alles beinhaltet, was ein einheilticher Feststoff ist, als auch Festgewebe, Vliesstoffe, Stränge Bahnen, Spinnvliesmaterialien und andere. Dieses Knotenbindematerial wird in die Streifen 20 geformt, welche auf die Schichten aufgelegt werden, und zwar in einem Abstand voneinander und parallel zueinander auf jeder Schicht, und mit einem Abstand voneinander, parallel zueinander und abwechselnd seitlich versetzt von allen Streifen, welche sich darüber oder darunter befinden. Somit sind die Streifen 20 auf dem Blatt 14 nicht nur parallel zueinander, sondern auch seitlich versetzt und liegen so in der Mitte zwischen den darunter liegenden Streifen auf Schicht 16, zum Beispiel, und sind gleich ausgerichtet wie die Streifen auf der Schicht unter Schicht 16, etc. Der Abstand der Streifen auf jeder Schicht bestimmt die Durchmesserweite der zu formenden Wabenzelle. Die Breite jedes Streifens bestimmt die Breite der Wandverbindung zu der benachbarten Zelle. Zu diesen festen thermoplastischen Knotenbindematerialien zählen, jedoch nicht darauf beschränkt, ein oder mehrere aus Polyethylen-, Polypropylen-, Polycarbonat-, Polyetherimid-, Polyethersulfon-, Polyethylen-, Polyetheretherketon- und Polyurethan-Materialien, bei welchen es sich um nicht-klebrige, feste Materialien handelt, wenn sie eine Temperatur unter ihrer Erweichungstemperatur aufweisen. Jeder dieser Streifen kann eine Vielzahl von Formen aufweisen, z.B. ein fester, homogener, thermoplastischer einheitlicher Streifen, eine Gruppe fester thermoplastischer Fasern, Streifen aus festem thermoplastischem imprägniertem Gewebe, feste Thermoplaskunststoffbeschichtete Glasfasern, expandierter thermoplastischer Film oder nicht expandierter thermoplastischer Film. Einige dieser Formen sind durch Extrusion, entweder zuvor oder an Ort und Stelle, leicht zu erzeugen.

Die Knotenstreifen können unverstärkt oder verstärkt sein. Die Richtung der Verstärkungsfasern kann in der Anordnung variiert werden, um eine Vielzahl von Struktureigenschaften zu erhalten. Verstärkungsmaterialien können sein: Fiberglas, Kevlar®, Kohlenstofffasern, Quarzfasern, Polyesterfasern oder jedes andere Material, welches mit einem thermoplastischen Harz laminiert, gemischt, beschichtet oder imprägniert werden kann. Die Form des festen Knotenpolymerstreifens kann variieren, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, nichtperforiert, perforiert, expandiertes Gewebe, nicht expandiertes Gewebe, lineare, verwebte oder zufällig angeordnete Filamente oder Fasern und polymerbeschichtete Glasfilamente oder -fasern. In 4A-4F sind einige Beispiele dieser potentiellen Streifenformen illustriert. 4A und 4F zeigen verwebte Gewebeformen von Streifen, wobei 20A diagonal verwebte Polymerstränge sind, und 20F querverwebte Polymerstränge sind. Die Form 20B in 4B ist als festes Polymer gezeigt, z.B. extrudiert, in einheitlicher Form. Die Form 20C in 4C zeigt ein Netz oder eine Bahn geformt aus einzelnen Strängen in einem Muster. Die Form 20D in 4D ist aus einer Reihe von polymerbeschichteten Glassträngen in einem Muster geformt. Die Form 20E in 4E zeigt eine Gruppe von Polymerfasern oder -strängen, welche parallel Seite an Seite liegen. Ähnlich können die Streifen auch aus Polymerfasern gemischt mit anderen Fasermaterialien geformt sein.

Die einzelnen Streifen können in kontinuierlicher Form auf eine Bahn aufgebracht werden, indem mehrere kontinuierliche, voneinander beabstandete Streifen mit einer Bahnschicht aus Grundmaterial auf einer Bahnbearbeitungslinie erhitzt und geschmolzen werden, so dass die entstehende Streifen- und Bahnen-Kombination für die weitere Verarbeitung zu einem späteren Zeitpunkt aufgewickelt werden kann, z.B. späteres Schneiden in Blätter und kurze Streifen und Übereinanderstapeln. Alternativ dazu kann das feste thermoplastische Knotenmaterial zum Zeitpunkt des Blattschneidens von einer Bahn aufgebracht werden. In beiden Fällen wird das faserige Grundmaterial auf Länge geschnitten und mit abwechselnden Schichten aus Knotenmaterial abgelegt, wobei die Knotenstreifen auf aufeinaderfolgenden Blättern seitlich versetzt sind, sodass sie sich in der Mitte zwischen den Knotenstreifen auf dem Blatt unmittelbar darüber und dem Blatt unmittelbar darunter befinden.

Jede Schicht kann einzeln mit den Knotenstreifen auf einer anderen Schicht verpresst und hitzeverschmolzen werden, oder alternativ kann gleichzeitig ein ganzer Stapel aus mehreren Schichten und dazwischenliegenden Knotenstreifen gepresst und erhitzt werden, wie in 2 gezeigt, wobei die Pfeile graphisch den aufgebrachten Druck zeigen. So kann das Aufschichten in einem Druckzyklus erfolgen, oder in einer Reihe aufeinanderfolgender Druckzyklen.

Eine Einfachdruckzyklussequenz ist detaillierter wie Folgt dargelegt:

  • 1. Ablegen abwechselnder Schichten aus Substrat und festem thermoplastischem Knotenmaterial. Wiederholung, falls notwendig, zur Erzeugung eines Blocks der gewünschten Größe.
  • 2. Platzieren des Blocks in einer Presse unter ausreichender Hitzezufuhr zum Erweichen der Knotenstreifen, jedoch nicht ausreichend, um die Knotenstreifen zu schmelzen, und Aufbringen von Druck zum Verschmelzen des Knotenmaterials mit den Substratschichten.
  • 3. Entfernen des Blocks aus der Presse, Abkühlung auf Raumtemperatur und Expansion in die gewünschte Wabenkonfiguration. (Dies kann sinusförmig, hexagonal oder rechtwinklig sein.)
  • 4. Wo möglich, Hitzehärtung des Blocks zum Erhalt der expandierten Form.
  • 5. Falls gewünscht, kann der expandierte Block in ungehärtetes hitzehärtendes Harz getaucht und dann gehärtet werden, um die gewünschten Gewichts- und Festigkeitseigenschaften zu erzielen.

Aufeinanderfolgende Presszyklen sind wie folgt:

  • 1. Platzieren der Knotenstreifen parallel voneinander beabstandet auf der obersten Substratschicht, Versetzen der Knoten von jeder vorherigen Schicht.
  • 2. Auflegen einer weiteren Substratschicht auf die oben angegebene Schicht aus Knotenstreifen.
  • 3. Verschmelzen der Knoten mit den Substratschichten durch Pressung unter Hitze und Druck, die ausreichen, um die Knotenstreifen zu erweichen. Wiederholung der Schritte 1, 2 und 3 wie nötig zum Erreichen der gewünschten Blockgröße. (Dies eliminiert die Notwendigkeit eines späteren langwierigen Presszyklus.)
  • 4. Expandieren des Blockes auf die gewünschte Zellkonfiguration.
  • 5. Wo möglich, Hitzehärtung des Blocks zum Erhalt der expandierten Form.
  • 6. Falls gewünscht, kann der expandierte Block in hitzehärtendes Harz getaucht und dann gehärtet werden, um die gewünschten Gewichts- und Festigkeitseigenschaften zu erzielen.

Wenn das Material gepresst und erhitzt wird, sollte die Temperatur des festen Knotenbindematerialstreifens ausreichend erhöht werden, um der Erweichungstemperatur der Streifen zu entsprechen oder diese zu übersteigen. Das jeweils verwendete Streifenpolymer sollte normalerweise durch eine klare Differenz zwischen seiner Erweichungs- und seiner Schmelztemperatur gekennzeichnet sein. Die/der aufgebrachte Hitze und Druck bewirken, dass die erweichten Abschnitte des Polymerknotenstreifens um die Oberflächenfasern des faserigen Blattmaterials herum gedrückt werden, um die Haftverbindung herzustellen. Im Falle unverstärkter Knotenstreifen und unverstärkter Substrate muss die Hitze der Knotenstreifen in der Lage sein, das Substrat ausreichend zu erweichen, um unter Druckeinwirkung die Verschmelzung mit dem Knotenstreifen zu bewirken. Der jeweilige Druck und die Temperatur werden so ausgewählt, dass sie den jeweiligen für Knotenstreifen und Substrate verwendeten Materialien entsprechen.

Dementsprechend werden, wenn das Produkt im Anschluss abgekühlt und der Druck gelöst wird, der Knotenklebstoff und das Substrat, besonders die Fasern eines Fasersubstrates, fest miteinander verbunden, was in einer stark verbundenen, laminierten Struktur resultiert, wobei aufeinanderfolgende Schichten in abwechselnden linearen Knotenintervallen verbunden sind.

Diese verbundene Struktur wird dann durch eine beliebige herkömmliche Expansionstechnik expandiert, was in einer Wabenstruktur resultiert. Diese Expansion ist in 3 graphisch dargestellt, wobei die Pfeile eine entgegengesetzte, nach außen ziehende Aktion zur Herstellung des Wabenkerns 30 anzeigen.

Anschließend kann die Wabenstruktur in ein hitzehärtendes Polymer, z.B. ein Phenolharz, welches ungehärtet ist, getaucht oder anderweitig damit beschichtet werden, gefolgt von entsprechender Härtung davon zur Versteifung der Struktur und zur Verhinderung eines nachfolgenden Zusammenfallens. Die jeweilige auf das Wabengebilde angewandte Art und Menge des hitzehärtenden Polymers ist abhängig von den gewünschten abschließenden Eigenschaften und Verwendungen. Das hitzehärtende Polymer wird durch Hitze in einer bekannten herkömmlichen Art und Weise gehärtet.

Die Art und Weise, in der das Knotenmaterial auf die Substratschichten aufgebracht wird, kann sehr unterschiedlich sein und mit mehreren repräsentativen Vorrichtungen und Verfahren erfolgen, welche hierin als die bevorzugten dargelegt sind.

Unter Bezugnahme auf die Darstellung in 5 und 6, werden mehrere, hier acht, kontinuierliche feste, nicht erweichte und nicht-klebrige, thermoplastische Streifen 21G gezeigt, welche von der gleichen Anzahl an Rollen 22G abgewickelt werden. Diese Streifen können z.B. aus Bändern bestehen, welche sich in einem Abstand voneinander und parallel zueinander befinden, wenn sie um eine Arbeitswalze 24G herum laufen, um mit einer im Allgemeinen kontinuierlichen faserigen Bahn 18G von der Bahnspule 26G in Eingriff zu gelangen, wenn die Bahn um die Arbeitswalze 28G herum läuft. Die kontinuierlichen Stränge 21G werden erhitzt und gegen die Bahn 18G gedrückt, wenn die Streifen und die Bahn zwischen den zusammenwirkenden, zusammendrückenden Arbeitswalzen 24G und 28G hindurch laufen, um die Kombination 32G aus faseriger Bahn und thermoplastischen Streifen angehaftet an eine Seite der Bahn zu erzeugen. Aufeinanderfolgende Abschnitte dieser Kombination aus Bahn und Streifen können durch einen geeigneten Schneider 34G wie eine Schlagschere, einen Wasserstrahl oder andere Schnittgeräte in Blätter 14G geschnitten werden. Die Schnittabschnitte oder Segmente besitzen in einem Abstand voneinander befindliche Knotenstreifen 20G, wobei die aufeinanderfolgenden Blätter übereinandergelegt werden, jedoch jeweils seitlich versetzt relativ zu dem Blatt darunter, und zwar um eine Distanz gleich der Hälfte des Abstandes zwischen den einzelnen parallelen Streifen 20G des Knotenmaterials.

Da die thermoplastischen Streifen von Rollen 22G abgegeben werden und auf die Bahn treffen, welche von der Rolle 26G abgegeben werden, und beide zwischen den Walzen 24G und 28G hindurchlaufen, wird die Walze 28G, welche sich auf der Rückseite der Bahn befindet, bevorzugt auf einer Temperatur gehalten, welche ausreichend über der Schmelztemperatur des thermoplastischen Knotenmaterials liegt, um die Knotenstreifen über diese Temperatur zu erhitzen und so ihr Anhaften an die Bahn zu bewirken, während die Walze 24G beabsichtigt auf einer niedrigeren Temperatur gehalten wird, um zu verhindern, dass das Knotenmaterial an diesen Walzen kleben bleibt. Das Knotenmaterial wird normalerweise nicht über die Erweichungstemperatur des Materials erhitzt, um den Harzfluss in die Bahn einzuschränken. Wenn die mehreren Blätter mit den aufgelegten Streifen wie oben vermerkt gestapelt werden, wobei dieser Stapel auf einer Unterlage wie einem unteren Presstisch 36G ruht, werden zum Beispiel mit einem oberen Presstisch 38G Hitze und Druck auf den Stapel aufgebracht, die ausreichend sind, um die Knotenstreifen zu erweichen, was bewirkt, dass das erweichte Knotenmaterial in die Oberflächenfasern der benachbarten Schicht eindringt. Nach dem Abkühlen bildet dies einen Block 10G, welcher anschließend in eine Wabenstruktur expandiert wird. Alternativ dazu könnte die Bahn mit dem anhaftenden thermoplastischen Knotenmaterial anstelle des umgehenden Schneidens in Blätter und des Stapelns in nicht expandierte Blöcke zur Lagerung, zum Versand oder zur Verarbeitung zu einem späteren Zeitpunkt aufgewickelt werden.

In 7 und 8 ist eine in Linie befindliche Bahnanordnung offenbart, wobei die einzelnen Streifen aus Knotenbindematerial an Ort und Stelle von Extruderköpfen gleichzeitig mit dem Vorschub der Bahn geformt werden. Spezifisch wird die Bahn 18H von der Bahnrolle 26H abgegeben und zwischen einer unteren, erhitzen Presswalze oder Arbeitswalze 28H und einer zusammenwirkenden, oberen, kühlen Presswalze oder Arbeitswalze 24H vorbewegt. Gleichzeitig extrudieren mehrere herkömmliche Extruderköpfe 25H, positioniert Seite an Seite, mit einem Abstand voneinander entlang der Breite des Bahnmaterials 18H und entlang der Länge der Walze 24H, in Abstand voneinander befindliche Streifen 21H aus Knotenbindematerial, welche sich nach der Extrusion auf die kühle oder kalte Walze 24H verfestigen, um in einem Abstand voneinander und parallel zueinander darum herum zu verlaufen, damit sie an der Bahn anhaften, wenn beide zwischen den Presswalzen 24H und 28H hindurchlaufen und erhitzt werden. In 8 wird gezeigt, dass die Extruderköpfe 25H mehrere, hier vier, Stränge extrudieren, welche zusammen einen Streifen 21H bilden. Die daraus resultierende Bahn mit angehafteten Streifen kann zum späteren Blattschneiden auf eine Rolle gewickelt werden, oder kann gleich in einzelne Blätter 14H geschnitten werden, welche daran angehaftete parallele feste Knotenstreifen 20H daran aufweisen. Beim Stapeln wird jedes einzelne Blatt seitlich relativ zum Blatt darunter und zum Blatt darüber versetzt, wobei die Distanz die Hälfte des Abstandes zwischen den Streifen 20H ist, so dass sich das Knotenbindematerial in abwechselnder Anordnung befindet, wie in 3 gezeigt.

In 9 ist eine weitere alternative Technik und Vorrichtung zum Formen der Substrat- und Knotenstreifenkombination gezeigt, wodurch ein Wabenblock zum Expandieren geformt wird. In diesem Fall wird ein Blattbilder quer zur Linie eingesetzt. Spezifischer wird eine Bahn 18I von der Bahnrolle 26I durch ein Paar Zugwalzen 27I vorbewegt und durch eine Schneide oder ähnliches in einzelne Blätter 14I geschnitten, wobei die Blätter wiederum in einen Blattstapel vorbewegt werden. Auf jedes Blatt werden in einem Abstand voneinander und parallel zueinander mehrere quer gerichtete, nicht erweichte feste Knotenstreifen 20I aufgebracht. Diese Knotenstreifen auf jedem Blatt sind relativ zu den Knotenstreifen unmittelbar darunter versetzt, und zwar in einer Distanz, welche der halben des Abstandes zwischen den Streifen beträgt. Der Stapel aus Blättern und Streifen wird auf einem unteren Presstisch 40I platziert, welcher in Zusammenwirkung mit einem oberen, vertikal beweglichen Presstisch 42 steht. Diese Presstische können durch jedes geeignete Mittel wie elektrische Widerstandselemente, intern erhitzte Fluide oder eine Vielzahl anderer herkömmlicher Techniken erhitzt werden, um die Temperatur der festen Knotenstreifen 20I zu erhöhen. Diese einzelnen Streifen werden aus einer Vielzahl von Rollen 22I kontinuierlichen Streifenmaterials 21I produziert.

9A-9J illustrieren die Schritte des Auflegens der einzelnen Streifen aus nichtklebrigem Knotenmaterial auf die Oberfläche der Faserblätter. Unter Bezugnahme auf 9A, befestigt ein erstes Paar Streifengreifer 46I die Enden der Streifen 21I auf einer Seite des Blattstapels 14I und, wie in 9B gezeigt, werden sie über den Blattstapel hinweg zur gegenüberliegenden Seite davon bewegt, um die Streifen darüber hinweg zu ziehen. Dann klemmt ein zweites Paar Streifengreifer 48I die Streifen auf der ersten Seite des Stapels ein, wie in 9C gezeigt, und das daneben befindliche Schneidmesser 50I wird vertikal relativ zu seinem zusammenwirkenden Amboss betätigt, um eine Länge der kontinuierlichen Streifen abzuschneiden und die Knotenstreifen 20I zu formen, welche dann auf den Blattstapel 14I (9E) gesenkt werden, wonach ein weiteres Blatt 14I auf die Streifen gelegt wird (9F). Nach diesem Vorgang zur Bildung der gewünschten Schichtdicke wird der obere Presstisch 42I gesenkt, so dass Hitze und Druck auf die Streifen und Blätter zwischen den Presstischen 40I und 42I einwirkt, um die Knotenstreifen zu erweichen und so zu bewirken, dass sie um die Fasern auf der Oberfläche der Blätter herum fließen. Der obere Presstisch wird dann zurückgezogen (9H), danach wird das Klemmmessser 50I von seinem Amboss getrennt wird (9I), und auch die Greifer 46I werden getrennt und für den nächsten Zyklus in ihre Ausgangsposition zurück gebracht (9J). Die Überstände der Streifen können durch jede gewünschte Technik entfernt werden.

In 10-15 werden weitere Strukturen und Verfahren zum Formen des Verbundstoffes für den Wabenblock gezeigt. Ein Verfahren ist das Quer-Fadenziehen, gezeigt in zwei Versionen in 10-13 und 14-15. Spezifisch wird, bezugnehmend auf 10-13, die Bahn 18I von der Rolle 26J abgegeben und passiert ein Paar zusammenwirkender unterer und oberer Walzen 28J und 24J um die Stränge und die Bahn zusammenzupressen, wobei die untere Walze 28J über die Erweichungstemperatur der Knotenstreifen erhitzt wird, und die obere Walze 24J kühl bleibt, so dass das feste Knotenmaterial in einem nicht erweichten, nicht klebrigen Zustand verbleibt, bis es gegen das Substratmaterial gedrückt und durch die untere Walze 28J erweicht wird. Die Stränge aus parallelem, festem, kontinuierlichem Polymerknotenmaterial werden durch Ziehstifte 24'J entlang der Länge der oberen Walze 24J vorbewegt, welche sich entlang von Längsschlitzen in der Walze 24J bewegen und durch einen internen Vorschubmechsmus angetrieben werden. Dies zieht den Strang quer über die Bahn. Das Fasermaterial 27J, welches die Stränge bildet, läuft von einer Rolle 29J und wird zu mehreren stationären Führungsstiften 31J vorgeschoben (11), welche sich jeweils in einem bestimmten Abstand voneinander um den Umfang des Zylinders 24J herum befinden, und von dem Ende des Zylinders 24J neben der Rolle 29J radial nach außen abstehen. Der Strang 27J wird somit während der Drehung des Zylinders 24J peripher vobewegt, sowie durch die Fadenziehstifte axial verlängert, so dass sich, wenn die peripheren Abschnitte des Zylinders die Bahn 18J erreichen, der verdoppelte Strang grundsätzlich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Zylinders 24J erstreckt, um sich so im Wesentlichen über die Breite der Bahn 18J zu erstrecken. Der Eingriff der Bahn und des Doppelstranges zwischen den beiden Zylindern oder Walzen 24J und 28J drückt den Doppelstrang gegen die Bahn 18J, wobei die Temperatur der heißen unteren Walze 28J die Temperatur des festen Stranges ausreichend erhöht, um diesen zu erweichen, und somit zu bewirken, dass der Strang an der Bahn 18J haftet und einen Streifen bildet.

Eine Alternative zu den Walzen 24J und 28J sind die Walzen 30J, 34J und 32J. Die Bahn wird über die erhitzten Walzen 30J hinaus vorbewegt, welche sie gegen eine erhitzte Mittelarbeitswalze 32J (anstelle der Walze 28J) drücken, und dann entlang einem Paar kalter Walzen 34J, welches sie gegen die Arbeitswalze 32J drückt, wie in 12 gezeigt.

Die folgende Reihe von Stiften 24'J schieben ebenfalls sequentiell die nachfolgenden Doppelstrangabschnitte zum entfernten Ende des Zylinders 24J, wobei jeder Stift dann axial von der zylindrischen Walze zu seiner Ausgangsposition zurückkehrt, um wiederholt in aufeinanderfolgende Abschnitte des Stranges 27J einzugreifen, der von der Rolle 29J kommt. Die Bahn, an der das Knotenmaterial in Abstandsintervallen angehaftet ist, kann dann in Blattmaterial geschnitten werden. Die sequentielle Operation ist in der Projektionszeichnung 13 schematischer illustriert dargestellt, welche zeigt, wie die sich axial vorwärts bewegten Stifte 24'J den Strang 27J um die stationären Stifte 31J herum und über die Länge des Zylinders 24J ziehen.

Als Alternative zu der in 10-12 dargestellten zylindrischen Anordnung kann eine ebene Anordnung eingesetzt werden, wobei die Quer-Fadenspanner Fasern in beide Richtungen vorschieben, d.h. von beiden Seiten über die Breite des Blattmaterials hinweg, wie in 14-16 illustriert. In diesem Fall wird ein Blatt aus faserigem Grundmaterial 14K auf einem Presstisch platziert, und kontinuierliche Fasern 27K aus festem, nicht erweichtem, thermoplastischem Knotenmaterial werden um Stifte 31K, die sich neben gegenüberliegenden Kanten des Blattes befinden, herum vor und zurück geschnürt. Optional können mehrere Fasern quer über die Bahn verlaufen, um die Festigkeit und Breite des Knotens zu erhöhen. Die Fasern definieren im Grunde die Kanten jeder der mit Abstand voneinander angeordneten Knotenlinien. Nachdem alle Knotenlinien über die Bahn hinweg geschnürt wurden, wird ein weiteres Substratblatt auf das erste Blatt und seine Knotenstreifen aufgelegt. Wieder werden Fasern quer über dieses Blatt vor und zurück geschnürt, wobei der zweite Stiftsatz um die Hälfte der Distanz, d.h. des Abstandes zwischen den Knoten der vorhergehenden Schicht versetzt ist (wie in versteckten Linien gezeigt), so dass sich die Faserknotenlinien auf diesem zweiten Blatt in der Mitte der Knotenlinien auf dem darunter liegenden Blatt befinden. Dieses Verfahren des Ablegens einzelner Substratblätter und der um die Stifte herum verlaufenden Fasern, des Ablegens eines weiteren Blattes darauf und der Wiederholung des Faserverlaufs in einem versetzten Muster wird fortgesetzt, bis die gewünschte Anzahl an Blättern aufgelegt wurde, um den Block zu formen. Der Block wird dann unter Hitze und Druck gepresst, die ausreichend sind, um das thermoplastische Knotenmaterial zu erweichen und die Schichten an den gewünschten Knotenpunkten miteinander zu verbinden. Der feste Block wird dann abgekühlt und wie zum Formen des Wabengebildes erforderlich expandiert.

Bezugnehmend auf 17 und 18, illustrieren diese die Vorrichtung und ein Verfahren zur in der Linie befindlichen, doppelseitigen Aufwicklungsformung von Wabenblöcken. (In 26-28 ist eine mehrseitige Formungsvorrichtung dargestellt, welche im Folgenden beschrieben wird.) Spezifisch zu 17 und 18, wird ein Bahnsubstratmaterial 14L von abwechselnden Rollen 26L abgegeben, hier mit einer Anzahl von zwei gezeigt, wobei ein Paar Knotenrollen 29L aus thermoplastischen Streifen 21L oder Fasern gleichzeitig abgewickelt wird, um Streifen von nicht erweichtem, nicht klebrigem, festem thermoplastischem Knotenmaterial abzugeben, jeweils einen Satz Streifen zwischen zwei Substratschichten und der andere unter dem unteren Substrat. Diese beiden Substratschichten und zwei Reihen von Knotenstreifen laufen dann zwischen einem Paar Pressrollen 24L und 28L hindurch, wobei die obere 24L erhitzt ist, so dass das Knotenmaterial erweicht wird, um an den Substratschichten zu haften. Die verbundenen Schichten und Streifen werden dann zu einer Aufwicklungsform vorbewegt, welche in Form einer Platte 31L dargestellt ist, welche sich um eine Querachse 33L zwischen ihren Enden dreht, wodurch wiederum die Substratschichten und Knotenstreifen auf eine gewünschte Dicke und Schichtanzahl übereinander aufgewickelt werden. Dies erzeugt zwei nicht expandierte Wabenblöcke, einer auf jeder Fläche der Platte. Die einzelnen Blöcke können dann voneinander und von der Platte getrennt, entfernt und einzeln in einer Presse platziert werden, in der sie über die Knotenmaterial-Ennreichungstemperatur erhitzt und gepresst werden, um das Material nur entlang der Knotenstellen miteinander zu verschmelzen. Alternativ können die Schichten alle gepresst und erhitzt werden, während sie sich noch auf der Aufwicklungsplatte befinden, dann werden sie geschnitten und als Blöcke entfernt. Die Blöcke werden schließlich in Wabenstrukturen expandiert.

In 26-28 ist eine alternative Vorrichtung 10Q und ein Verfahren zu den gerade mit Bezug auf 17 und 18 beschriebenen offenbart. Bei dieser Vorrichtung werden die Knotenstreifen an Substratschichten angehaftet, und zwei Substratschichten werden miteinander sowie mit den Knotenstreifen verbunden, wenn die Schichten und Knotenstreifen auf die rotierende, mehrflächige Aufwicklungsform oder Spindel 31Q aufgewickelt werden. Somit sind keine weiteren oder anschließenden Press- oder Verbindungsschritte oder -zyklen notwendig. Vielmehr werden die einzelnen, verbundenen, nicht expandierten Wabenblöcke von der Spindel getrennt und anschließend expandiert und/oder wie gewünscht geschnitten.

Spezifisch bezugnehmend auf 26-28, weist die Vorrichtung eine mehrflächige Form oder Spindel 31Q auf, welche mit acht Flächen um ihren Umfang herum gezeigt wird, jedoch auch nur zwei oder so viele Flächen wie gewünscht aufweisen kann, denkbar bis zu einer unendlichen Anzahl, d.h. einer zylindrischen Oberfläche. Die Spindel ist so angebracht, dass sie sich um ihre mittlere Querachse dreht. Die angetriebene Drehung dieser Spindel bewirkt, dass ein Substratbahnpaar 14Q von den Spulen 26Q darauf aufgewickelt wird, sowie ein Paar einer Reihe in seitlichem Abstand befindlicher, endloser Zwischenknotenstreifen 21Q von den Rollen 29Q zwischen den Substratschichten. Obwohl hier zwei Substratschichten und zwei Sätze Knotenstreifen gezeigt werden, welche gleichzeitig auf die Spindel aufgewickelt werden, können auch nur eine oder mehrere solche Schichten und Streifensätze verwendet werden. Neben dem Umfang der Spindel 31Q befindet sich eine längliche rotierende erhitzte Presswalze 40Q, welche die beiden Schichten neu aufgewickelten Substrates und die Zwischenknotenstreifen auf die darunter liegenden Schichten auf der Spindel drückt, um die Knotenstreifen und Substratschichten miteinander zu verbinden, wenn sie auf die Spindel gewickelt werden. Ein Satz der Knotenstreifen ist relativ zu dem anderen Satz seitlich versetzt, und zwar um eine Distanz gleich der Hälfte des Abstandes zwischen den Streifen des anderen Satzes, wie dies in der anderen Ausführungsform offenbart ist. Heißluftstrahlverteiler 42Q mit Düsen helfen dabei, dass die Knotenstreifentemperatur auf einen Punkt über der Erweichungstemperatur und der Schmelztemperatur davon erhöht wird. Die Walze 40Q ist auf flexiblen federvorgespannten Auflagen (nicht gezeigt) angebracht, damit sie dem Spindelumfang folgen kann, während sie in Richtung der Spindel vorgespannt ist. Nachdem die gewünschte Anzahl an Substratschichten und Knotenstreifen auf die Spindel aufgewickelt und miteinander verbunden wurde, wird die Drehung der Spindel gestoppt, und es werden einzelne Wabenblöcke 10Q voneinander abgetrennt (28). Dies kann zu einer kleinen Menge Verschnitt, gezeigt in Form der dreieckigen Stücke 44Q, an den Eckkanten der Spindelflächen führen. Die Wabenblöcke werden später wie gewünscht expandiert.

19, 20 und 21 illustrieren eine komplexere Kreuzwicklungsanordnung, bei welcher ein Doppelaktionsspuler auf senkrecht zueinander stehenden Achsen zum Einsatz kommt, so dass die Aufwicklung in einer Richtung ein Bahnpaar auf die plattenförmige Aufwicklungsform aufwickelt, und die Aufwicklung in der Querrichtung ein Paar Streifensätze auf die Form aufwickelt. Das Bahnpaar 14M und 114M aus Substratmaterial wird von einem Bahnspulenpaar 26M und 126M von entgegengesetzten Enden des Spulers der Aufwicklungsplatte 31M zugeführt. Die Bahnspulen 26M und 126M befinden sich in entsprechenden Paaren, in seitlichem Abstand befindlicher, länglicher Halterungen 27M und 127M, befestigt an entsprechenden Querstreben 29M und 129M. Diese Halterungen und Querstreben können zu der Spulerplatte 31M hin und davon weg bewegt werden, damit ihre Endbuchsen 133M entsprechend in einen ersten Satz von vier vorstehenden Verbinderstiften 131M eingreifen oder aus dem Eingriff heraus bewegt werden. Zwei in seitlichem Abstand befindliche Stifte stehen von jedem Ende der Platte 31M ab, und zwar in entgegengesetzter Richtung zu den beiden in Abstand zueinander befindlichen Stiften am entgegengesetzten Ende der Platte 31M. Wenn diese Stifte und Buchsen nicht in Eingriff stehen, kann sich die Spulerplatte frei um 180° in Richtung der Bahnen 14M und 114M drehen, um eine Bahnschicht auf jede der entgegengesetzten Flächen der Platte 31M aufzutragen. Diese Aktion wird durch die Drehung der Platte 31M um eine mittlere Querachse der Stifte 41M bewirkt. Diese Drehbewegung geschieht abwechselnd mit der Drehung der Platte 31M in der Querrichtung zum Auftragen einer Reihe von Knotenstreifen quer über die Bahnschichten auf den entgegengesetzten Flächen der Platte 31M hinweg, wie im Folgenden dargelegt.

Zwei Sätze Knotenstreifen erstrecken sich von den Rollen 29M und 129M, welche auf entgegengesetzten Seiten der Platte 31M befestigt sind, jeweils auf einem Paar länglicher, in Abstand voneinander befindlicher Halterungen 37M und 137M, welche an entsprechenden Querstreben 39M bzw. 139M befestigt sind. Jede der Halterungen 37M und 137M besitzt die Endbuchsen 133'M, welche in die vier Stifte 131'M eingreifen oder aus dem Eingriff entfernt werden. Diese letztgenannten Stifte 131'M stehen senkrecht zu den Stiften 131M. Zwei dieser letztgenannten Stifte 131'M stehen von einer Seite der Platte 31M ab und zwei stehen in entgegengesetzter Richtung von der entgegengesetzten Seite der Platte 31M ab. Die Halterungen 37 und 137 können zueinander und voneinander weg bewegt werden, um die Stifte 131'M und Buchsen 133'M in Eingriff zu bringen oder zu trennen. Wenn sich diese nicht in Eingriff befinden, und sich die Stifte 131M mit ihren Buchsen 133M in Eingriff befinden, kann die Platte 31M um 180° gedreht werden, um einen Satz Knotenstreifen über eine Bahnfläche hinweg, z.B. auf der Oberseite der Platte 31M, und den zweiten Satz Knotenstreifen über die zweite Bahnfläche hinweg zu wickeln, z.B. auf der Unterseite der Platte 31M.

Diese beiden entgegengesetzten Streifensätze sind relativ zueinander seitlich versetzt, und zwar in der Mitte der Knotenstreifenabstände. Wenn also die Rollen 29M einen Satz Knotenstreifen auf eine Fläche der Platte 31M auftragen, dann wird der nächste Satz Knotenstreifen von den Rollen 129M seitlich versetzt von dem ersten Satz auf diese Fläche aufgetragen. Diese Knotenstreifen werden aufgelegt, wenn die Platte 31M um die Längsachse eines Paares entgegengesetzter koaxialer Schwenkstifte 43M herum geschwenkt wird, welche an den Querstreben 29M und 129M befestigt sind. Dadurch dass die Knotenstreifen, welche aus einer Richtung auf die Platte und auf das Bahnsubstrat gewickelt sind, relativ zu den Knotenstreifen, welche aus der entgegengesetzten Richtung gewickelt werden, versetzt sind, und zwar um eine Distanz, welche die Hälfte des Abstandes zwischen den Knotenstreifen ausmacht, sind die abwechselnden Knotenstreifen zwischen aufeinanderfolgenden Substratschichten seitlich versetzt, damit später das Wabengebilde geformt werden kann. Wie vermerkt, drehen sich diese abwechselnden Aufwicklungsmechsmen um 180° und stoppen dann; der Antriebsmechsmus für diesen Mechanismus wird dann aus dem Eingriff getrennt, während der andere Antriebsmechanismus für den Querspuler eingreift, und dieser Spuler dreht sich dann um 180°. Die Aufwicklungsaktion formt automatisch zwei Wabenblöcke, einen auf und einen unter der Aufwicklungsplatte. Wenn die Schichten die erforderliche Dicke erreicht haben, wird das Aufwickeln gestoppt, die beiden Schichtstapel werden erhitzt und gepresst, und die beiden so entstehenden Blöcke werden zur Expansion in Wabengebilde geschnitten und von der Platte und voneinander entfernt.

In 22, 23 und 24A-24D wird eine Vorrichtung für ein Wellenbildungsverfahren zur Formung von Wabengebilden gezeigt, welche festes, thermoplastisches Knotenstreifenbindematerial verwendet. Spezifischer wird das Bahnmaterial 14N von der Spule 26N abgewickelt und läuft zum Erweichen der Bahn durch ein Paar Heizelemente 27N und dann durch ein Paar zusammenwirkender, ineinander eingreifender Wellenbildungswalzen 18N. Das so entstehende gewellte Substrat 14'N wird durch einen geeigneten Schneider 15G auf Länge geschnitten und auf mehrere parallele, längliche, querliegende Metallformer oder -finger 16N aufgelegt, welche eine Höhe aufweisen, die der Wellenzellhöhe entspricht. Somit besitzen die Metallformer die gleiche Höhe wie die Höhe der zu formenden Wabenzelle. Nachdem eine gewellte Bahn auf diese Metallformer aufgelegt wurde, wird ein zweiter Satz Former 17N auf diesem gewellten Blatt platziert, so dass die Former mit abwechselnden Erhöhungen eine halbe Zellhöhe und -breite versetzt sind. Dann werden mehrere feste Knotenstreifen aus thermoplastischem Knotenmaterial entlang der in Abstand voneinander befindlichen, parallelen, koplanaren erhöhten oberen Flächen oder Kämme des gewellten Blattes aufgelegt. Dann wird ein weiteres gewelltes Blatt auf den zweiten Formersatz abgesenkt, so dass seine Vertiefungen mit den Streifen auf den erhöhten Kämmen der darunter liegenden Schicht in Eingriff gelangen.

Ein erhitzter Presstisch 42N wird dann nach unten mit dem obersten gewellten Blatt in Eingriff gebracht, wobei er dieses Blatt und das nächste benachbarte Blatt in Eingriff mit dem ersten Formersatz 16N nach unten presst, wodurch die Knotenstreifen aus festem Material 20N zwischen den eingreifenden, überlappenden gewellten Blättern erhitzt und erweicht werden. Dies bindet die gewellten Blätter aneinander, wonach der untere Formersatz entfernt wird, eine weitere Vielzahl von Knotenstreifen auf das versetzte obere gewellte Blatt aufgelegt wird, und darauf ein weiteres gewelltes Blatt aufgelegt, erhitzt und gepresst wird, bis eine Wabenstruktur der gewünschten Höhe erzeugt ist.

Falls gewünscht können Knotenschabloneneinheiten, wie bei 12P in 25 illustriert ist, für die Knotenstreifen verwendet werden, z.B. beim Wellenbildungsverfahren. Alternativ dazu kann die in 25 gezeigte Schablonenanordnung auch beim Expansionssystem eingesetzt werden. Diese Schablonenanordnung beinhaltet mehrere parallele Streifen 20P aus Knotenmaterial, welche an ihren Enden durch Querträgerstreifen verbunden sind, welche später, falls gewünscht, entfernt werden können. Durch ihre Länge reichen die Knotenstreifen über die gesamte Breite der Blattsubstratgrundlage 14P. Die aufeinanderfolgenden Schablonen besitzen relativ zueinander versetzte Knotenstreifen. Somit besitzt bezugnehmend auf 25, Schritt 1, das erste blockformende Blatt die erste Knotenschablone mit ihren Knotenstreifen darauf aufgelegt, das zweite Blatt wird dann über diese Schablone vorbewegt, dann eine zweite Schablone aus Knotenstreifen (Schritt 2), versetzt auf die Mitte zwischen den zuvor auf das darunter liegende Blatt aufgelegten Knotenstreifen, dann wird ein weiteres Blatt vorbewegt (Schritt 3), sowie eine weitere Schablone aus Knotenmaterial (Schritt 4), vergleichbar mit der in Schritt 1, auf das letzte Blatt usw. Schließlich wird die gewünschte Anzahl an Substratschichten und Knotenstreifen erreicht, und diese werden über den Erweichungspunkt erhitzt und zusammengepresst, um zu bewirken, dass sich die thermoplastischen Knotenstreifen mit den Oberflächenfasern der Substratblätter verbinden. Der Block wird dann abgekühlt und später zur Bildung von Wabengebilden expandiert.

29 zeigt eine Variation der in 26 und 27 gezeigten Vorrichtung. Bei dieser Variation werden die benachbarten Substratschichten und Knotenmaterialien aus unterschiedlichen Richtungen auf die Aufwicklungsform 31R aufgelegt. Obwohl die Schichten aus unterschiedlichen Richtungen aufgelegt werden, können sich die Materialrollen 26R und 29R in der gleichen Umgebung befinden, da die Knoten- und Substratmaterialien 14R und 21R über verschiedene Kombinationen und Anordnungen von Walzen 140R und 141R transportiert werden. Da die Knotenstreifen und das Substratmaterial von den Rollen 26R und 29R in einer festen, nicht klebrigen Form über die Walzen vorbewegt werden, werden die Zwischenrollen 140R und 141R nicht klebrig und ermöglichen so den reibungslosen Transport des Materials zur Aufwicklungsform 31R.

Obwohl die obengenannten Ausführungsformen, bei denen ein thermoplastisches Knotenmaterial verwendet wurde, beschrieben wurden, kann auch eine alternative Ausführungsform zum Einsatz kommen, bei der die Substratmaterialien aus einem thermoplastischen Material gebildet werden, welches einen Erweichungspunkt aufweist, der niedriger als der Schmelzpunkt ist, sowie unter Verwendung eines Knotenmaterials gebildet aus einer Faser, welche über die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Substratmaterials erhitzt werden kann. Zu solchen Knotenmaterialien zählen zum Beispiel Glasfilamente oder -fasern, welche kurz vor dem Auflegen zwischen benachbarte Schichten des thermostatischen Materials auf die Aufwicklungsform 31R durch Heizer 42R erhitzt werden. Dieses Knotenmaterial erhält eine Temperatur aufrecht, welche ausreichend ist, um die thermoplastischen Substratschichten an den Knotenabschnitten davon in unmittelbarer Nähe der darauf aufgelegten erhitzen Knotenstreifen zu erweichen. Das Knotenmaterial kann eine Vielzahl von Formen aufweisen, einschließlich Faden, Garn, Roving, Band, verwebt oder nicht verwebt. Bevorzugt bleibt das Knotenmaterial bei Temperaturen (1100-1400°F) weit über der Erweichungstemperatur des zu bindenden thermostatischen Substratmaterials flexibel, welche üblicherweise bei 300-500°F liegt. Ferner ist der Erweichungspunkt des Knotenmaterials bevorzugt höher als der des thermoplastischen Substrats.

Das Substratmaterial kann komplett aus thermoplastischem Material bestehen, oder es kann aus einem nicht-thermoplastischen Material mit einer Schicht aus thermoplastischem Material darauf bestehen, wie z.B. eine Beschichtung aus thermoplastischem Harz. Außerdem kann das Substratmaterial eine Film- oder Faserzusammensetzung aufweisen. Zu geeigneten thermoplastischen Substratmaterialien zählen ein oder mehrere aus der Gruppe von Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Polypropylen, Polyethylen, Polycarbonat, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polyetheretherketon und Polyurethan. Das geeignetste thermoplastische Material für jede gegebene Anwendung variiert mit den gewünschten Kerneigenschaften für die Anwendung.

Durch das Erhitzen der Knotenbereiche benachbarter thermoplastischer Substratschichten auf eine Temperatur über ihre Erweichungstemperatur durch das Auflegen eines erhitzten Knotenstreifens dazwischen, binden sich die benachbarten Substratschichten aneinander und bilden bei Abkühlung eine laminierte Struktur. Ferner kann das Substratmaterial durch Beibehaltung der Temperatur des thermoplastischen Substratmaterials auf einer Temperatur unter seiner Erweichungstemperatur bis es mit dem Knotenmaterial in Kontakt kommt, in einer festen, nicht klebrigen und nicht erweichten Form über verschiedene Walzen vorbewegt werden. Die latente Wärme in dem erhitzten Knotenmaterial muss ausreichend sein, um die Temperatur des thermoplastischen Substratmaterials über seinen Erweichungspunkt zu bringen. Aufgrund der geringen Hitze, die im Knotenstreifen gehalten werden kann, kann es wünschenswert sein, das thermoplastische Substratmaterial auf eine Temperatur gerade unter seinem Erweichungspunkt vorzuheizen. Das läßt eine niedrigere benötigte Temperatur des Knotenmaterials zu, um das thermoplastische Substratmaterial auf seine Erweichungstemperatur zu bringen. Anschließend kann das um die Aufwicklung 31R gewickelte laminierte Substrat in einzelne Blöcke geschnitten werden, welche dann in eine Wabenstruktur expandiert werden können. Die expandierten Wabenstrukturen können dann mit einem ungehärteten Harz behandelt werden, welches anschließend gehärtet wird, um die gewünschte Festigkeit und Dichte zu erreichen.

Das neuartige Verfahren bietet mehrere Vorteile: 1) Ein eingeschränkter, kontrollierter Fluss der erweichten Knotenstreifen wird durch das Aufbringen von Hitze und Druck auf die Knotenstreifen und die Verwendung von Verstärkungsmaterial kontrolliert, wodurch es möglich wird, Schichten des Substrates ohne Vorimprägnierung zu verbinden, da das Knotenmaterial nicht durch die porösen Materialien sickert oder dringt; 2) Bei diesem Verfahren muss kein Lösemittel verwendet werden. Solche Lösemittel verursachen nicht nur das Einsickern des Materials durch jede Schicht, sondern führen während ihrer Verdunstung auch zu Umweltproblemen; 3) Das Knotenmaterial kann eine Vielzahl von Formen aufweisen; 4) Thermoplastische Hochtemperaturmaterialien können für Anwendungen verwendet werden, bei denen höhere Betriebstemperaturen vorherrschen; 5) Bessere Herstellungsabfolge. Jegliches Eintauchen erfolgt nach der Herstellung des Blockes. Falls gewünscht, kann der Block als roher Gewebekern belassen werden; 6) Einfacherer Expansionsprozess. Der Block lässt sich aufgrund der Abwesenheit von Harz auf dem Gewebe zur Versteifung leichter expandieren. Der Block neigt nicht mehr dazu, zu einem „Ziegel" zu werden, weil das Harz nicht ordnungsgemäß gehärtet wurde. Das Produkt neigt nicht mehr dazu, aufgrund der Materialsprödigkeit, entstehend durch die nicht ordnungsgemäße Härtung oder die Menge des Harzes, zu versagen; 7) Knoten können mit Glas, Quarz, Kohlenstofffaser oder anderen dafür ausgelegten Materialien, einschließlich hitzehärtbarer und thermoplastischer Materialien, verstärkt werden. Die Richtung der Verstärkungsfasern kann so angeordnet sein, dass die Kerneigenschaften verbessert werden können; 8) Löcher können vermieden werden. Die Porosität des Gewebes kann durch Laminierung mit thermoplastischem Film eliminiert werden; 9) Viele Kombinationen von Materialien können verwendet werden. Das Substrat kann mit hitzehärtendem Material, thermoplastischem Material oder einer Kombination aus beiden verstärkt werden. Die Verstärkung der Knoten kann sich von der Verstärkung des Substrates sowohl im Material als auch in der Richtung unterscheiden; 10) Vor dem Anhaften ist kein Vorhärten des Klebstoffes erforderlich; 11) Das Knotenmaterial ist trocken und nicht klebrig, wenn es für das Auflegen vorgeschoben wird, wodurch verhindert wird, dass das Knotenmaterial an den Walzen kleben bleibt; 12) Falls gewünscht, kann das Knotenmaterial vor der Anwendung vorgehärtet werden.

Ferner kann die Knotenfestigkeit durch Harzfluss optimiert werden, welcher durch Folgendes kontrolliert wird: a) die Auswahl des Knotenmaterials mit gewünschten Schmelz- und Erweichungstemperaturen, und b) die Veränderung der Schmelz- und Erweichungstemperaturen durch Verwendung ausgewählter Verstärkungsmaterialien wie Glas, Kohlenstoff usw. (z.B. erhöht die Zugabe von Glasfasern diese Temperaturen). Außerdem wird aufgrund der Knotenstreifendicke der Anhaftungsdruck direkter auf den Knotenbereich aufgebracht.

Diese und mehrere weitere Vorteile, Merkmale und verschiedene Modifikationen werden Fachleuten bei genauer Betrachtung dieser Offenbarung offensichtlich sein. Somit ist es nicht die Absicht, die Erfindung auf die bevorzugten Ausführungsformen, die hierin zur Veranschaulichung der Erfindung dargelegt sind, zu beschränken, sondern nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Bildung einer Schichtstruktur zur Verwendung als Honigwabenstruktur (30), welches folgende Schritte umfasst:

    Bereitstellen und Vorschieben von mindestens einer Bahn (18G, 18H, 18I, 18J, 14I, 14K) aus Substratmaterial zu einer Vorrichtung, welche so angeordnet ist, dass sie aufeinanderfolgende Schichten des Substratmaterials in eine gestapelte Form bringt;

    Bereitstellen und Vorschieben mehrerer beabstandet voneinander angeordneter paralleler fester Knotenstreifen (20) in Richtung auf Knotenabschnitte der Substratmaterialbahn, wobei eines der (a) festen Knotenstreifen und (b) mindestens ein Knotenabschnitt des Substratmaterials aus einem festen thermoplastischen Material hergestellt ist, das eine Erweichungs- und eine höhere Schmelztemperatur aufweist; und

    Erhitzen der festen Knotenstreifen (20) auf eine Temperatur über der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Materials, jedoch unter die Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials, während oder nachdem die festen Knotenstreifen zwischen benachbarte Schichten (12, 14, 16) des Substratmaterials gebracht werden, um das thermoplastische Material an Knotenabschnitten der benachbarten Schichten des Substratmaterials zu erweichen, um dadurch benachbarte Schichten miteinander zu verbinden, wodurch eine laminierte Schichtblockstruktur gebildet wird, wenn das thermoplastische Material abkühlen gelassen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner den Schritt des Bereitstellens einer Aufwicklungsform (31Q) umfasst, welche Flächen aufweist und um ihre Mitte drehbar ist, wobei der Schritt des Bereitstellens und Vorschiebens mindestens einer Substratmaterialbahn, das Aufwickeln der mindestens einen Substratmaterialbahn (14Q) auf die Aufwicklungsform einschließt, um Substratschichten davon auf den Flächen zu bilden, und wobei der Schritt des Bereitstellens und des Vorschiebens der festen Knotenstreifen (21Q) den Vorschub der mehreren beabstandet angeordneten parallelen festen Knotenstreifen in Richtung zur Aufwicklungsform einschließt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt des Erhitzens der festen Knotenstreifen (21Q) ausgeführt wird, wenn die festen Knotenstreifen auf die Aufwicklungsform aufgewickelt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, welches folgende Schritte umfasst:

    Wickeln der Streifen (21Q) zwischen den Substratmaterialschichten, wobei die Streifen aus dem thermoplastischen Material sind; und Veranlassen, dass die mit Abstand angeordneten parallelen festen Knotenstreifen, welche auf aufeinanderfolgende Substratschichten aufgebracht werden, sich auf halbem Weg zwischen den festen Knotenstreifen befinden, welche auf die vorhergehende Substratschicht aufgelegt wurden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die festen Knotenstreifen und die Substratschichten auf eine Temperatur über der Erweichungstemperatur, jedoch unterhalb der Schmelztemperatur der festen Knotenstreifen erhitzt werden, um die festen Knotenstreifen ausreichend zu erweichen und zu bewirken, dass sie sich zwischen benachbarten Schichten des Substratmaterials verbinden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Erhitzens auf der Aufwicklungsform (31Q, 31M) ausgeführt wird, und bei dem die verbundenen Substratschichten und Knotenstreifen dann zur Verwendung als Honigwabenstruktur in Blöcke (10Q) getrennt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Streifen und Substratschichten gepresst werden, während sie sich auf der Aufwicklungsform befinden.
  8. Verfahren nach Anspruch 4, das den Schritt des Trennens der Substratschichten und Knotenstreifen einschließt, wobei sie zuerst von der Aufwicklungsform (31L) getrennt, und dann erhitzt und ausreichend gepresst werden, um die Temperatur der Knotenstreifen über deren Erweichungstemperatur zu erhöhen, um die Substratschichten und Knotenstreifen zur Verwendung als Honigwabenstruktur in Blöcke zu verbinden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem die Streifen in einer Richtung quer zur Richtung gewickelt werden, in der das Substrat (14M, 114M) gewickelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, welches folgende Schritte umfaßt:

    Vorschieben aufeinanderfolgender Sätze mehrerer der parallelen festen Polymerknotenstreifen (21G, 21H, 21L) mit gleichen Abständen auf die Substratschichten vor oder während die Substratschichten gestapelt werden, einen Satz für jede Schicht und jeder Satz seitlich versetzt relativ zu dem Streifenabstand des Satzes darunter.
  11. Verfahren nach Anspruch 2, das den Schritt des Pressens der abwechselnden Schichten aus Substratmaterial und Knotenstreifen umfaßt, wenn die Schichten auf die Aufwicklungsform gewickelt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 2, das den Schritt des Trennens der laminierten Schichtblockstruktur zur Bildung separater Blöcke (10Q) zur Verwendung als Honigwabenstruktur umfaßt.
  13. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Knotenstreifen (21Q) in gleicher Richtung wie das Substrat auf die Aufwicklungsform gewickelt werden.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Knotenstreifen Glasfilamente sind.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Glasfilamente thermoplast-beschichtete Glasfilamente sind.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die Streifen ein oder mehrere Materialien aufweisen, die aus der Gruppe, bestehend aus homogenen Thermoplaststreifen, Thermoplastfilamenten, thermoplast-vorimprägniertem Stoff, thermoplastbeschichteten Glasfilamenten, expandierter Thermoplastfolie und nichtexpandierter Thermoplastfolie ausgewählt sind.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das thermoplastische Material eines oder mehrere aus der Gruppe thermoplastischer Materialien aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, Polycarbonat, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polyetheretherketon und Polyurethan ausgewählt sind.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem kontinuierliche Streifen festen Knotenmaterials und eine kontinuierliche Bahn aus Substratmaterial bereitgestellt werden.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die abgekühlte laminierte Struktur in eine Honigwabenkernstruktur expandiert wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, welches folgende Schritte aufweist:

    Beschichten der Honigwabenstruktur in einem Harz; und

    Härten der harzbeschichteten Honigwabenstruktur zur Bildung einer steifen Honigwabenstruktur.
  21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem erst nachdem mehrere der Substratschichten gestapelt wurden auf die Knotenstreifen Druck ausgeübt und deren Temperatur erhöht wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem nachdem jede Substratschicht so gestapelt wurde, auf die Knotenstreifen Druck ausgeübt und deren Temperatur erhöht wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 1, das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer kontinuierlichen Substratmaterialbahn und Trennen der Bahn in mehrere Substratschichten.
  24. Verfahren nach Anspruch 1 oder 19 oder 20 oder 23, das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen kontinuierlicher Streifen des Polymerknotenmaterials und Trennen der kontinuierlichen Streifen in die Segmentknotenstreifen.
  25. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Streifen die Form von Schablonen haben, wobei jede folgende Streifenschablone in der gestapelten Anordnung seitlich von jeder Schablone darunter sowie von jeder Schablone darüber versetzt ist.
  26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die festen Knotenstreifen von mindestens einer Rolle vorgeschoben werden.
  27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Substratschichten, welche vorgeschoben werden, aus porösem Material bestehen.
  28. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Schritte des Bereitstellens mehrerer Substratschichten, des Aufbringens mehrerer Segmentknotenstreifen, des Anordnens der Substratschichten in gestapelter Anordnung und des Zuführens von Wärme zu den Substratschichten Folgendes umfassen:

    Vorschieben einer kontinuierlichen Substratmaterialbahn;

    Vorschieben mehrerer kontinuierlicher Knotenstreifen aus festem thermoplastischem Knotenmaterial in der gleichen Richtung wie das Substratmaterial;

    Aufbringen der Knotenstreifen auf eine Oberfläche des Substratmaterials, während der gleiche Abstand zwischen den Knotenstreifen und deren Parallelität beibehalten wird; Erhitzen der Knotenstreifen über deren Erweichungstemperatur, und Ausüben von Druck auf die erweichten Streifen gegen das Substratmaterial zum Anheften der parallelen Knotenstreifen an das Substratmaterial;

    Querschneiden des kontinuierlichen Substratmaterials in Substratplatten und der angehefteten Knotenstreifen in Knotensegmente;

    Stapeln der Substratplatten und der angehefteten Knotensegmente in Schichten, wobei die Segmentknotenstreifen auf aufeinanderfolgenden Schichten seitlich versetzt und parallel zu den Knotenstreifen auf Schichten darüber und darunter sind; und Erhitzen der Segmentknotenstreifen über deren Erweichungstemperatur, und Zusammenpressen der Schichten um die Schichten miteinander und mit den Knotenstreifen, entlang den Knotenstreifen, zur Bildung eines Blockes zu verbinden.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Knotenstreifen in situ extrudiert werden während sie vorgeschoben werden.
  30. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem mindestens einige der Knotenstreifen jeweils aus mehreren Filamenten gebildet werden.
  31. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Filamente Mehrfachfasern sind.
  32. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Streifen aus mindestens einem kontinuierlichen Filament gebildet werden, welches in voneinander beabstandeten Intervallen über die Bahn vorgeschoben wird.
  33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die Filamente als verdoppelte Fasern vorgeschoben werden.
  34. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Schritte des Bereitstellens mehrerer Substratschichten, des Aufbringens mehrerer Segmentknotenstreifen, und des Anordnens der Substratschichten in gestapelter Anordnung und des Zuführens von Wärme zu den Substratschichten Folgendes umfassen:

    Vorschieben des Substratmaterials in einer ersten Richtung;

    Vorschieben der Knotenstreifen aus festem thermoplastischem Polymerknotenmaterial in einer zweiten Richtung quer zu der ersten Richtung über das Substratmaterial hinweg in beabstandeten Intervallen zum Bereitstellen paralleler beabstandeter Knotenstreifen um eine Kombination aus Substrat und Knotenstreifen zu erzielen;

    Erzeugen eines Stapels aus Schichten der aus Substrat und Knotenstreifen gebildeter Kombination, in dem die Knotenstreifen auf jeder Schicht seitlich versetzt werden, um auf halbem Weg relativ zu jedem Knotenstreifen auf einer Schicht darunter und relativ zu jedem der Knotenstreifen auf einer Schicht darüber versetzt zu sein; und

    Pressen des Stapels aus Schichten, einschließlich der Knotenstreifen, während des ausreichenden Erhitzens der Knotenstreifen zum Erweichen der Knotenstreifen um die Schicht darunter und die Schicht darüber zu binden, und einen Block zu bilden.
  35. Verfahren nach Anspruch 34, das die Schritte des Bereitstellens der Knotenstreifen in kontinuierlicher Form und des Trennens der vorgeschobenen kontinuierlichen Knotenstreifen auf eine Länge, welche im Wesentliche gleich der Breite des Substratmaterials ist.
  36. Verfahren nach Anspruch 35, das die Schritte des Bereitstellens des Substratmaterials in kontinuierlicher Bahnform und des Trennens der Bahnform in Platten aufweist.
  37. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Schritte des Bereitstellens mehrerer Substratschichten, des Aufbringens mehrerer Segmentknotenstreifen, und des Anordnens der Substratschichten in gestapelter Anordnung und des Zuführens von Wärme zu den Substratschichten Folgendes umfassen:

    Bereitstellen einer Aufwicklungsform, welche Flächen aufweist und um ihre Mitte drehbar ist;

    Aufwickeln einer ersten Bahn aus porösem Substratmaterial auf die Flächen der Aufwicklungsform zur Bildung mehrerer Schichten der ersten Substratbahn;

    das Vorschieben eines ersten Satzes paralleler, beabstandeter Knotenstreifen aus festem thermoplastischem Knotenmaterial, in Richtung der Aufwicklungsform zum Aufbringen auf die erste Substratbahn, wobei das Knotenmaterial eine Erweichungs- und eine höhere Schmelztemperatur aufweist;

    Aufwickeln einer zweiten Bahn aus porösem Substratmaterial auf die Aufwicklungsform auf den ersten Satz paralleler, beabstandeter Knotenstreifen um mehrere Schichten der zweiten Substratbahn zu bilden;

    Vorschieben eines zweiten Satzes paralleler, beabstandeter Knotenstreifen aus dem festen thermoplastischen Knotenmaterial gegen die Aufwicklungsform zum Aufbringen auf die zweite Substratbahn, wobei der zweite Satz Knotenstreifen auf die zweite Substratbahn in Abständen aufgebracht wird, die auf halbem Weg zwischen den Knotenstreifen des ersten Satzes versetzt sind;

    Erhitzen der festen Knotenstreifen des ersten und zweiten Satzes auf eine Temperatur über der Erweichungstemperatur, jedoch unter der Schmelztemperatur, wenn die festen Knotenstreifen auf die Aufwicklungsform zwischen benachbarten Schichten der ersten und zweiten Substratschichten gewickelt werden, um die benachbarten Substrat-Schichten miteinander zu verbinden, wenn die festen Knotenstreifen abkühlen gelassen werden, wobei die Knotenstreifen als ein erweichtes festes Material aufgebracht werden, um ein Einsinken der Knotenstreifen durch die Schichten der ersten und zweiten Bahn aus porösem Substratmaterial zu verhindern;

    Drehen der Aufwicklungsform, bis eine mehrschichtige Struktur gebildet wird, welche mehrere abwechselnde Schichten der ersten und zweiten Substratbahn enthält, die entlang von Knoten verbunden sind, welche durch die Knotenstreifen zwischen ihnen gebildet sind; und

    Schneiden der mehrschichtigen Struktur in flache Vorgängerblöcke.
  38. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Schritt des Bereitstellens mehrerer Substratschichten das Riefen der Schichten beinhaltet, was zu parallelen, beabstandeten, versetzten Erhöhungen und Vertiefungen in jeder Substratschicht führt, wobei die Knotenstreifen aus festem thermoplastischem Knotenmaterial bestehen, welches eine Erweichungs- und eine höhere Schmelztemperatur aufweist, wobei die Knotenstreifen auf den Erhöhungen jeder Substratschicht angeordnet werden, wobei die Knotenstreifen in Abstand von und parallel zueinander angeordnet sind, und die Substratschichten gestapelt sind, damit die Vertiefungen in jeder Schicht, die Knotenstreifen an den Erhöhungen der Schicht darunter erfassen, wodurch bewirkt wird, dass die Knotenstreifen auf den Erhöhungen jeder Schicht die Vertiefungen der darüber befindlichen Schicht erfassen, und wobei Druck auf die Erhöhungen und Vertiefungen aufeinanderfolgender Substratschichten ausgeübt wird, während die Knotenstreifen auf eine Temperatur über der Erweichungstemperatur erhitzt werden, um die Knotenstreifen mit den Substratschichten an den Erhöhungen und Vertiefungen zu verbinden und so die gerieften Substratschichten miteinander zu verbinden.
  39. Schichtstruktur zur Verwendung als Honigwabenstruktur, wobei die Schichtstruktur durch ein Verfahren hergestellt wird, welches die Schritte eines der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
  40. Vorrichtung zum Bilden eines Vorläuferblockes, welcher in eine Honigwabenstruktur expandiert werden kann, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

    eine Substratzufuhr (24G, 26G, 28G, 24H, 26H, 28H, 26I, 27I, 26L, 24L, 28L, 26Q) zum Vorschieben von Substratschichten;

    Knotenstreifenzufuhrmittel (22g, 24G, 28G, 25H, 24H, 28H, 22I, 29L, 24L, 28L, 29Q) für den Vorschub aufeinanderfolgender Sätze mehrerer Polymerknotenstreifen in paralleler Anordnung, mit gleichen Abständen, auf die Substratschicht, ein Satz für jede Schicht, und für den Vorschub aufeinanderfolgender Sätze beabstandeter paralleler Knotenstreifen, seitlich versetzt auf halbem Weg relativ zu dem Streifenabstand des Satzes darunter; und

    Heizmittel zum Erhitzen der Knotenstreifen auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt der Knotenstreifen, wenn die Knotenstreifen von dem Knotenstreifenzufuhrmittel vorgeschoben werden, und bevor die Knotenstreifen auf die Substratschichten aufgebracht werden.
  41. Vorrichtung nach Anspruch 40, bei der das Heizmittel zu Bildung eines Blocks einen heizbaren Druckapplikator zum Erweichen und Pressen der Knotenstreifen in ein Bindungsverhältnis mit den Substratschichten aufweist, wobei ein Expandieren des Blocks zu einer Honigwabenstruktur führt.
  42. Vorrichtung nach Anspruch 41, bei der das Knotenstreifenzufuhrmittel Rollen fester, kontinuierlicher, thermoplastischer Knotenstreifen aufweist.
  43. Vorrichtung nach Anspruch 42, bei der das Knotenstreifenzufuhrmittel außerdem verschiebbare Knotenstreifengreifer und Schneider zum Greifen, Schneiden und Verschieben der Knotenstreifen über die Substratschicht aufweist.
  44. Vorrichtung nach Anspruch 41, bei der der heizbare Druckapplikator zusammenwirkende drehbare Druckrollen zum Zusammendrücken und Vorschieben der Substratschicht und dazwischen befindlicher Streifen aufweist.
  45. Vorrichtung nach Anspruch 41, bei der der heizbare Druckapplikator Druckplatten aufweist.
  46. Vorrichtung nach Anspruch 41, bei der die Substratzufuhreinrichtung eine Bahnzufuhreinrichtung aufweist, und wobei die Vorrichtung eine Schneideinrichtung für die Bahn aufweist, welche so angeordnet ist, dass eine Bahn in mehrere Platten schneidbar ist.
  47. Vorrichtung nach Anspruch 41, bei der das Knotenstreifenzufuhrmittel Vorschubeinrichtungen für die Knotenfilamente zum Vorschieben von Polymerfilamenten über das Substratmaterial aufweist.
  48. Vorrichtung nach Anspruch 41, bei der das Substratszufuhrmittel ein Paar zusammenwirkender drehbarer Druckrollen umfasst, und wobei das Knotenstreifenzufuhrmittel Vorschubeinrichtungen für die Streifenfilamente auf einer der Druckrollen aufweist, wobei die Vorschubeinrichtung in axialer Richtung der einen Druckrolle bewegbar ist, um Knotenfilamentstreifen über das Substrat zu erstrecken.
  49. Vorrichtung nach Anspruch 41, die eine drehbare Form aufweist, um die Substrat und Streifen gewickelt werden.
  50. Vorrichtung nach Anspruch 49, bei der die drehbare Form mehrere Flächen aufweist, und mit einer beheizten Druckrolle zum Verbinden der Knotenstreifen mit den Substratschichten ausgestattet ist.
  51. Vorrichtung nach Anspruch 50, bei der die Substratzufuhreinrichtung Mittel zur gleichzeitigen Zufuhr von mindestens zwei Substratschichten aufweist, und wobei das Knotenstreifenzufuhrmittel Einrichtungen zur gleichzeitigen Zufuhr von mindestens zwei Sätzen Knotenstreifen zwischen Substratschichten aufweist.
  52. Vorrichtung nach Anspruch 50, bei der die drehbare Form gegenüberliegende Seiten aufweist und um eine erste Achse durch die gegenüberliegenden Seiten drehbar ist, um Substrat aufzuwickeln, und die Form gegenüberliegende Enden aufweist und um eine senkrecht zu der ersten Achse zweite Achse durch die gegenüberliegenden Enden drehbar ist, um Knotenstreifen aufzuwickeln.
  53. Vorrichtung nach Anspruch 52, bei der das Knotenstreifenzufuhrmittel außerdem erste und zweite Vielzahlen von im gleichen Abstand angeordneten Knotenstreifenrollen aufweist, welche Knotenstreifen in Richtungen senkrecht zu jener Richtung zuführen, in der das Substrat zugeführt wird und zwar von gegenüberliegenden Seiten des Formers, wobei die erste Vielzahl von Knotenstreifenrollen die Knotenstreifenzufuhr seitlich versetzt relativ zu der Knotenstreifenzufuhr von der zweiten Vielzahl von Knotenstreifenrollen bewirkt, und zwar um einen Abstand, welcher eine Hälfte des zwischen den Knotenstreifenrollen gleichen Abstandes ist.
  54. Vorrichtung nach Anspruch 53, wobei die Substratzufuhreinrichtung eine erste und zweite Substratbahnzufuhr an den gegenüberliegenden Enden des Formelements aufweist.
  55. Vorrichtung nach Anspruch 41, wobei:

    die Substratzufuhr folgende Merkmale aufweist:

    eine drehbare Form;

    einen ersten Substratzufuhrmechanismus für den Vorschub einer ersten Substratschicht auf die drehbare Form; und

    einen zweiten Substratzufuhrmechanismus für den Vorschub einer zweiten Substratschicht auf einen ersten Satz Knotenstreifen, wenn der erste Satz Knotenstreifen auf die erste Substratschicht vorgeschoben wird;

    das Knotenstreifenzufuhrmittel folgende Merkmale aufweist:

    erste Knotenstreifenzufuhrmittel für den Vorschub eines ersten Satzes von mindestens drei festen Polymerknotenstreifen in paralleler Anordnung, unter gleichen Abständen, auf die erste Substratschicht, wenn die erste Substratschicht auf die drehbare Form zugeführt wird; und

    zweite Knotenstreifenzufuhrmittel für den Vorschub eines zweiten Satzes von mindestens drei beabstandeten parallelen, festen Polymerknotenstreifen auf die zweite Substratschicht, wobei das zweite Knotenstreifenzufuhrmittel den zweiten Satz Knotenstreifen seitlich auf halbem Wege relativ zum Abstand des ersten Satzes Knotenstreifen versetzt vorschiebt;

    das Heizmittel den ersten und zweiten Satz Knotenstreifen auf eine Temperatur erhitzt, welche über dem Erweichungspunkt der Knotenstreifen, jedoch unter dem Schmelzpunkt der Knotenstreifen liegt, wenn die Knotenstreifen von dem ersten und zweiten Knotenstreifenzufuhrmittel vorgeschoben werden, und bevor die Knotenstreifen auf die Substratschichten aufgebracht werden, so dass erste und zweite Substratschichten durch die Knotenstreifen miteinander verbunden werden, um einen Vorläuferblock zu bilden, welcher in eine Honigwabenstruktur expandiert werden kann; und

    die erste Substratschicht auf den zweiten Satz Knotenstreifen vorgeschoben wird, nachdem die drehbare Form um eine komplette Drehung gedreht worden ist.
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