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Patent Searching and Data


Title:
SUPPORT ELEMENT, METHOD FOR THE PRODUCTION OF SUCH A SUPPORT ELEMENT, MEMBER USED FOR FORMING A SUPPORT ELEMENT, AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF SAID MEMBER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/052281
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a thermoplastic method for producing support elements (1) comprising profiled elements (4) that are embodied as a single piece. Also disclosed are support elements (1) produced according to said method. The inventive method additionally includes steps for producing the corresponding honeycomb core and particularly for welding the appropriate tube elements used for producing the honeycomb core. The inventive support element is characterized in that the supporting element (1) and the profiled element (4) form a monolithic part such that no additional components are needed to produce scaffold plates or similar, for example. The inventive support plates are fully operable on their own.

Inventors:
BAUER GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/002290
Publication Date:
June 09, 2005
Filing Date:
October 15, 2004
Export Citation:
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Assignee:
ENKOS GMBH (DE)
BAUER GERHARD (DE)
International Classes:
B29C65/20; B29D24/00; B29D99/00; B32B3/12; E04G1/15; E04G5/08; (IPC1-7): E04G1/15; B29C65/20; B29D24/00; B32B3/12
Domestic Patent References:
WO2003083352A22003-10-09
Foreign References:
US4952450A1990-08-28
US5217556A1993-06-08
US6199342B12001-03-13
Attorney, Agent or Firm:
Heisel, Wolfgang (Konstanz, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Thermoplastisches Trägerelement, bestehend aus einem Kernelement sowie einer Deckschicht, die das Kernelement teilweise umgibt, wobei Kernelement und Deckschicht ein Tragelement bilden und mindestens ein Profilelement, angeordnet an dem Tragelement zur Herbeiführung einer formschlüssigen Verbindung mit weiteren Elementen dadurch gekennzeichnet, dass das Profilelement (4) ein einstückiges Teil mit dem Tragelement (1) bildet.
2. Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilelement (4) durch Verformen des Tragelements (1) herstellbar ist.
3. Trägerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (1) Verstärkungselemente (9) aufweist.
4. Trägerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilelement (4) Verstärkungselemente (9) aufweist.
5. Trägerelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (9) Rovings sind.
6. Trägerelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (9) Metallplatten sind, die im aufgeschmolzenen Zustand der Deckschicht (3) auf das entsprechende Trägerelement (T) angeordnet werden.
7. Trägerelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (T) mindestens einen Kanal zur Aufnahme von weiteren Funktionselementen aufweist.
8. Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Trägerelements, bestehend aus einem Kernelement sowie einer Deckschicht, die das Kernelement teilweise umgibt, wobei das Kernelement und Deckschicht ein Tragelement bildet und mindestens ein Profilelement, angeordnet an dem Tragelement zur Herbeiführung einer formschlüssigen Verbindung mit weiteren Elementen gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte : Herstellen des thermoplastischen Tragelements (1) und Umformen von Bereichen des Tragelements (1) zur Erzeugung von Profilelementen (4).
9. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (T) derart herstellbar ist, dass in einer Endlosfertigung unmittelbar nach Aufbringen der Deckschichten die Umformung und Gestaltung des Profilelements (4) erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (T) derart herstellbar ist, dass in einer Taktfertigung unmittelbar nach Aufbringen der Deckschichten die Umformung und Gestaltung des Profilelements (4) erfolgt.
11. Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Körpers, insbesondere ein Kernelement für ein Tragelement, bestehend aus im Querschnitt runden thermoplastischen Röhrenelementen, die dichtmögiichst parallel zueinander ausgerichtet sind und miteinander verbunden sind, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte : a) Bereitstellen mehreren parallel nebeneinander ausgerichteten Röhrenelemente (102) ; b) Durchlaufen der so ausgerichteten Röhrenelemente (102) durch ein kammartig ausgebildetes Heizelement (110) ; c) Aufsetzen dieser Röhrenelemente auf weitere Röhrenelemente (102') und dadurch ist Verschweißen mit diesem aufgrund der Heizwirkung des Heizelements (110).
12. Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Körpers, insbesondere eines Kernelements für ein Tragelement, bestehend aus im Querschnitt runden thermoplastischen Röhrenelementen, die dichtmöglichst parallel zueinander ausgerichtet sind und miteinander verbunden sind, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte : a) Bereitstellen mehreren parallel nebeneinander ausgerichteten Röhrenelemente (102) ; b) Aufsetzen dieser Röhrenetemente (102) auf weitere Röhrenelemente (102') ; c) Durchlaufen der so ausgerichteten Röhrenelemente (102) durch ein kammartiges ausgebildetes Heizelement (110) und dortiges Verschweißen mit diesen aufgrund der Heizwirkung des Heizelements (110).
13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Ausgestaltung des Heizelements (10) zwei übereinander liegende Reihen von Röhrenelementen (102, 102') gleichzeitig verschweißt werden.
14. Körper, bestehend aus im Querschnitt runden, thermoplastischen Röhrenelementen, die dichtmöglichst parallel zueinander ausgerichtet sind und miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Körpers gemäß den Schritten 9 und 10 erfolgt.
15. Heizelement zum thermoplastischen Verschweißen von mehreren, parallel zueinander ausgerichteten Röhrenelementen und deren Außenwandungen, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (110) mindestens eine externe Heizfläche (113, 114) aufweist, die durch eine erste Reihe von Elementen, insbesondere Röhrenelementen (102) hindurchführbar ist und die darunter liegende Reihe von Elementen von Röhrenelementen (102') verschweißt.
16. Heizelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende einer Heizfläche (1 13) des Heizelements (110) Tförmig ausgebildet ist.
17. Heizelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Heizflächen (114) ungefähr senkrecht zu dem ersten Heizelement (113) ausgerichtet ist.
18. Heizelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfläche (114) noch räumlich versetzt zur Heizfläche (113) ist.
19. Heizelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (110) kammartig an einem Kammkopf (116) angeordnet ist.
20. Heizelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammkopf (116) gleichzeitig Stromleiter ist.
Description:
Trägerelement sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Trägerelements, Körper in der Ausbildung eines Tragelements sowie Verfahren zur Herstellung des Körpers.

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein thermoplastisches Trägerelement, bestehend aus einem Kernelement sowie - einer Deckschicht, die das Kernelement teilweise umgibt, wobei Kernelement und Deckschicht ein Tragelement bilden - mindestens ein Profilelement, angeordnet an dem Tragelement zur Herbeiführung einer formschlüssigen Verbindung mit weiteren Elementen sowie ein Verfahren zur Herstellung des thermoplastischen Tragelements mit Profilelementen in der Ausbildung eines Trägerelements.

Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Körpers, insbesondere eines Kernelements, verwendet für Tragelemente, bestehend aus den im Querschnitt runden thermoplastischen Röhrenelementen, die dichtmöglichst parallel zueinander ausgerichtet sind und miteinander verbunden sind sowie ein Heizelement zum thermoplastischen Verschweißen von mehreren, parallel zueinander ausgerichteten Röhrenelementen. Zudem bezieht sich die Erfindung auch auf den aus diesen Verfahren hervor gehenden Körper.

Stand der Technik Das Tragelement ist ein Element, das im Wesentlichen aus einem Kernelement und einer Deckschicht besteht. Das Kernelement dient dazu, die entsprechende Steifigkeit und Festigkeit des Tragelements zu gewährleisten, wobei die Deckschicht auf beiden Seiten des Kernelements zumindest zum Teil angeordnet und mit diesem verbunden ist. Die Deckschicht selbst kann beliebig in Form und Ausbildung gestaltet sein und sie dient als begehbare Fläche oder kann auch als Dekorationsfläche vorgesehen sein.

Ein Trägerelement umfasst in der Regel das Tragelement der vorstehenden Art sowie Profilelemente. Die Profilelemente dienen dazu, das Tragelement an definierten Funktionselementen anzubringen. Sie bestehen gemäß dem Stand der Technik aus Metall und ihnen ist die Aufgabe zugeordnet, das Tragelement an definierten Gegenständen anzubringen bzw. zu fixieren. Tragelemente und Profilelemente bestehen in der Regel aus einer Baueinheit, sind jedoch aus unterschiedlichen Materialen hergestellt und benötigen unterschiedliche Herstellungsverfahren. Trägerelemente der vorstehenden Art sind sehr massiv ausgebildet, da sie starken Belastungen standhalten müssen.

Thermoplastische Tragelemente der vorstehenden Art sind bekannt. Sie bestehen in der Regel aus einem Stützkörper, in der Ausbildung eines Kernelements, das als thermoplastischer Schaum oder als thermoplastische Wabe ausgebildet ist. Zusätzlich ist eine entsprechende Deckschicht vorgesehen, die die Stirnseiten des entsprechenden I<ernelements bedeckt. Die Verbindung der Deckschichten mit dem Kernelement ist in der Regel aus demselben Rohstoff, so dass durch thermoplastische Verschweißungen ein Verbund hergestellt werden kann. Um eine definierte Stabilität der so hergestellten Leichtbauplatten bzw. Sandwichplatten zu erzielen, ist die Deckschicht vorzugsweise glasfaserarmiert.

So ist zum Beispiel aus der DE 42 08 812 A1 eine Vorrichtung zu den Verfahren zur Herstellung einer Leichtbauplatte sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Leichtbauplatte bekannt. Zum Herstellen des mehrschichtigen 1-Kern-Elements sowie damit verbundene Deckschicht umfassende Leichtbauplatte wird vorgeschlagen, dass die Deckschichten sowie das Kernelement aus thermoplastischen, miteinander verbindbaren Materialien bestehen und dass diese Teile an den Stirnseiten thermoplastisch miteinander verschmolzen werden. Dies kann mit Hilfe von beheizbaren Kaschierwalzen erfolgen, über die die folienartigen Deckschichten geführt und dabei so weit erhitzt werden, so dass diese in einem geschmolzenen Zustand auf das Kernelement aufkaschiert werden können.

Aus der EP 1 167 657 A2 ist ein Tragelement bekannt, das zusammen mit Befestigungsmitteln verwendet wird. Das in der Anmeldung dargestellte Tragelement weist zusätzlich ein Rahmenelement auf, das die gesamte Sandwichstruktur als Kern in sich aufnimmt. An den Stirnseiten des jeweiligen Tragelements sind ebenfalls mit dem Rahmen verbundene Profilelemente vorgesehen, die beispielsweise hakenförmig ausgebildet sein können und vorzugsweise an einem Gerüst (beispielsweise zur Renovierung eines Hauses) anbringbar sind. Diese Profilelemente bestehen in der Regel aus Metall, beispielsweise Stahl oder Aluminium.

Das hier dargestellte Trägerelement ist damit geeignet als Lauffläche für Gerüsteinrichtungen. Diese Lauffläche ist stapelbar und kann entsprechend universell an Gerüsten eingesetzt werden. In der dargestellten Ausführungsform wird vorgeschlagen, das Kernelement als eine bienenwabenartige Konstruktion auszubilden, um höhere Steifigkeiten zu ermöglichen.

Ferner ist aus dem Stand der Technik ein Körper in der Ausbildung als Kernelement bekannt, der ebenfalls aus mehreren, parallel zueinander

angeordneten, auf dichteste Weise gepackten Kunststoffröhrchen besteht.

Jedes Kunststoffröhrchen (Röhrenelement) ist mit einer zusätzlichen Klebeschicht ausgestattet, wobei diese Klebeschicht unmittelbar nach der Extrusion und auch während der Extrusion des Röhrenelements aufgebracht wird. Unmittelbar nach dem Aneinanderordnen der Röhrenelemente zu einer dicht gepacktesten Einheit wird diese Einheit in einen Ofen auf Schmerztemperatur eingebracht, so dass der Klebstoff entsprechend aktiviert wird. Die einzelnen aneinander bzw. nebeneinander liegenden Röhrenelemente verschmelzen durch das Einschmelzen der Klebeschicht.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass die Klebeschicht einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen muss als der eigentliche Kern des Röhrenelements. Zusätzlich ist es mit zusätzlichen Kosten verbunden, den entsprechenden Klebstoff aufzutragen. Zudem wird nur wenig die entsprechende Festigkeit erhöht, aber erhöht wird letztendlich das Gesamtgewicht des entsprechenden Kerns.

Nachteile des Standes der Technik Ein wesentlicher Nachteil des vorstehenden Stands der Technik ist, dass zwar anstelle von Holz Kunststoff-bzw. Leichtbauelemente verwendet werden, jedoch die Außenrahmenkonstruktion entweder aus Stahl oder aus Aluminium zu fertigen ist, wodurch keine unbedingte erhebliche Gewichtseinsparanis zu erzielen ist. Zusätzlich gestalten sich die Verbindungen zwischen der Leichtbauelementen und dem Rahmen schwierig und sorgen dafür, dass keine konstante, feste Verbindung vorliegt.

Eine variable Auslegung der entsprechenden Trägerelemente ist damit nicht möglich.

Auch die Recyclingfähigkeit solcher Trägerelemente gestaltet sich schwierig, da diese selbst von der Rahmenkonstruktion entfernt werden müssen und dann, sofern sie aus ein und demselben Material bestehen, erst in einem nächsten Schritt dem Recycling zugeführt werden können.

Aufgabe der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden und eine Vorrichtung in Form eines Trägerelements vorzuschlagen, das flexibel für unterschiedliche Anwendungen einsetzbar ist und auf einfache Art und Weise herstellbar ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Körper zum Beispiel zur Verwendung eines Kernelements für ein solches Trägerelement herzustellen, das ein optimiertes Gewicht aufweist und die vollen Rohstoffeigenschaften nutzt.

Lösung der Aufgabe Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, eine Lösung vorzuschlagen, die es erlaubt, mit einem einzigen Fertigungsprozess Trägerelemente herzustellen, die vorzugsweise aus einem einzigen Material und einem einzigen Stück bestehen und so als universelle Trägerelemente einsetzbar sind. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Profilelemente zusammen mit dem Tragelement ein einstückiges Teil bilden und so ein sehr flexibles und leichtes Trägerelement darstellen.

Verfahrensmäßig wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass unmittelbar nach der Herstellung des Tragelements, bestehend aus dem Kernelement und dementsprechend das Kernelement umgebenden Deckschichten die gewünschten Bereiche thermoplastisch umgeformt werden und sich dadurch die entsprechenden Profilelemente ausbilden.

Ein weiterer Kerngedanke der Lösung der Aufgabe der Erfindung ist es, die thermoplastischen Eigenschaften der Röhrchenelemente, insbesondere im Hinblick auf den Körper bzw. den auf das Kernelement zu nutzen und so einen optimierten Verbund zur Verwendung eines Kernelements, insbesondere für ein Tragelement herzustellen.

Die Erfindung wird dadurch gelöst, dass zunächst mehrere parallel zueinander ausgerichtete Röhrenelemente unmittelbar nach ihrer Anordnung mittels eines kammartig ausgebildeten Heizelements derart bearbeitet werden, dass die Röhrenelemente durch das kammartige Element gezogen werden und so auf dem Umfang des jeweiligen Röhrenelements zumindest teilweise mit dem Heizelement in Verbindung kommen und daher eine entsprechende thermoplastische Bearbeitung stattfindet. Durch das Heizelement tritt unmittelbar nach dem Verlassen des Heizelements eine Erkaltung ein, so dass die nebeneinander liegenden Röhrenelemente miteinander verschweißt sind.

Erfindungsgemäß hierfür ist vorgesehen, ein Heizelement vorzusehen, das aus mehreren, parallel zueinander gerichteten Heizelementen besteht, wobei jedes Heizelement selbst wiederum drei Heizflächen aufweist, mittels der die Außenwandungen der Röhrenelemente, die in der einen Ebene liegen, aber auch die in der darunter liegenden Ebene angeordnet sind, verschweißt werden können.

Vorteile der Erfindung Einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung besteht darin, dass eine erhebliche Gewichtsersparnis mit entsprechenden Trägerelementen eintritt, da die Profilelemente aus ein und demselben Leichtbaumaterial bestehen, wie das entsprechende Tragelement selbst. Zudem lassen diese Profilelemente sich in einem einzigen Fertigungsprozess unmittelbar im Anschluss an die Herstellung des Tragelements, bestehend aus dem Kernelement und den entsprechenden

Deckschichten, herstellen, so dass zum einen eine individuelle Produktion möglich ist oder auch eine entsprechende Taktproduktion. Die individuelle Produktion würde darin bestehen, individuelle und auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmte Trägerelemente herzustellen, die zumindest an der einen Seite ein Profilelement aufweisen. Bezogen auf die Taktherstellung können solche Elemente hergestellt werden, die zuvor eine definierte Länge aufweisen, die dann in einem entsprechenden Rhythmus herstellbar sind.

Ein anderer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine beliebige Struktur des Kernelements (beispielsweise Schaum) und auch eine beliebige Struktur des Materials für die Deckschicht verwendet werden kann. Zudem ist vorgesehen, das Tragelement vollständig aus einem Material, beispielsweise einem Schaum, herzustellen. Einzige Bedingung ist, dass dieses Material aus einem thermoplastischen Material besteht, das entsprechend durch Hitzeeinwirkung verformbar ist. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die entsprechenden Steifigkeiten je nach Anwendungsbedarf zu konstruieren und entsprechend auszulegen.

Das Verfahren zur Herstellung solcher erfindungsgemäßen Trägerelemente gestaltet sich sehr einfach. Es ist ausschließlich ein ergänzender Schritt notwendig, der sich unmittelbar an die Herstellung des entsprechenden Tragelements anschließt. Durch thermoplastisches Umformen können beliebig gestaltete Profile hergestellt werden. Diese Profile sind je nach Anwendungsfall unterschiedlich, so dass kraft-und formschlüssige, formschlüssige oder nur kraftschlüssige Verbindungen denkbar sind.

Werden mehrere Trägerelemente, die über die Profilelemente miteinander verbunden sind, gekoppelt, so ist denkbar, in einem weiteren Verfahren statt durch Hitzeeinwirkung die beiden Tragelemente, die in einander greifen, an den in einander greifenden Verbindungen zu verschweißen.

Sofern eine höhere Belastbarkeit des Tragelements gewünscht wird, ist es möglich, durch Hinzufügen von Glasfasermaterialien eine höhere Steifigkeit zu erzielen. Vorzugsweise werden diese Glasfasermaterialen einzeln eingebracht.

Diese werden während des Herstellungsprozesses des Tragelements in die Deckschicht des Tragelements, insbesondere an den später belasteten Stellen eingebracht bzw. mit der Deckschicht verschmolzen. Zusätzlich oder alternativ hierzu können auch Verstärkungselemente aus Metall eingebracht werden.

Diese werden ebenfalls in einem erwärmten Zustand oder durch Aufschmelzen in die Deckschicht eingebracht, wobei vorteilhafterweise die Verstärkungselemente Verzahnungselemente aufweisen, die im erkalteten Zustand dann mit der Deckschicht eine kraftschlüssige Verbindung eingehen.

Zu Recyclingzwecken kann die Metallplatte einfach unter Krafteinwirkung heraus gerissen werden, so dass auch hier eine entsprechende Trennung der Materialien möglich ist. Ein weiterer wesentlicher Erfindungsgedanke des Verfahrens zur Herstellung der thermoplastischen Tragelemente mit einstückig ausgebildeten Profilelementen besteht darin, dass das Umformen nicht wie bisher erfolgt, indem die Sandwich-Platte mit metallischen oder duroplastischen Deckschichten durch Eindrücken der inneren Schicht bis nahezu an die äußere Deckschicht erzeugt worden ist. Hierdurch entstehen nämlich Verkürzungen der Innenseite und diese hieraus hervorgehende Ecke des so erzeugten Profilelements kann eine beschränkte Tragfähigkeit aufweisen, da sich der Querschnitt des entsprechenden Tragelements wesentlich verjüngt hat. Gerade durch das thermoplastische Verformen des Tragelements entsteht auf der Innenseite ein Materialüberschuss, der sich als Wulst unmittelbar in der Ecke ausbildet. Um eine optimale Wulstausbildung zu erreichen, wird vor der entsprechenden Umformung der lokale Bereich der entsprechenden Ecke erwärmt, so dass ein einfaches Lösen der Deckschicht von den übrigen Kernelementen möglich ist. Sobald die Umformung entsprechend ausgebildet ist, wird der entsprechende Materialüberschuss der Deckschicht wieder durch Wärmeeinwirkung an die Ecke gedrückt und dort wieder entsprechend

verbunden, so dass eine kraftschlüssige Verbindung an der Ecke entsteht.

Dadurch wird jegliche Reduzierung der Festigkeit des Trägerelements, insbesondere des Verbindungsgliedes zwischen dem Tragelement und dem Profilelement auf sehr einfache Art und Weise vermieden.

Durch beispielsweise Anbringung von Formen, Kanten oder Dichtlippen sind weitere Funktionen für das erfindungsgemäß dargestellte Trägerelement denkbar.

Verwenden lässt sich das erfindungsgemäße Trägerelement auf sehr vielfältige Art und Weise. Hierzu sollen und können die erfindungsgemäßen Trägerelemente als provisorische Fußbodenkonstruktionen, wie Podeste oder Plattformen eingesetzt werden. Zudem sind Zelt-und Stadionböden denkbar.

Ferner lassen sich die Tragelemente auch als Spundwände zur Abtrennung von Baustellen, Räumen oder ähnlichem verwenden. Zudem ist auch vorgesehen, durch geeignete Profilelemente Behälter zu generieren, die auch entsprechende Flüssigkeiten oder pastöse Materialien oder aber auch rieselförmige Materialien beinhalten können. Ferner lassen sich die Trägerelemente als Plattenelemente zur Herstellung von Brücken oder Stegen verwenden und können auf Fahrwerken, wie Anhängern, Wohnwagen oder Fahrzeugen im Schienenverkehr als Boden-und/oder Trittelemente verwendet werden. Zudem sind Sitzelemente wie Sitzflächen oder Bänke vorgesehen (beispielsweise in Fußballstadien).

Tisch-und Arbeitsplatten lassen sich ebenfalls herstellen und auf einfache Art und Weise in einen vorgefertigten Rahmen einfügen. Als Schalungselemente für Beton oder für jeden anderen Formenbau sind diese ebenfalls denkbar.

Außer einer Vielzahl von Anwendungen auf dem Kunststoffsektor ist die Verschweißung von Teilen aus denselben oder ähnlichen Basismaterialien bzw.

Rohstoffmaterialien bekannt. Es ist bekannt, dass die Verschweißung abhängig vom jeweiligen Schweissmaterial nahezu die Festigkeit des Basismaterials

erreicht. Auch die Verschweißung von einzelnen Elementen zur Herstellung eines Tragelements mit einem entsprechenden Wabenkern bzw. Kernelement in der Ausbildung eines thermoplastischen Körpers ist bekannt, so dass thermoplastische Folien miteinander verschweißt und zu Waben expandiert werden oder in die Schmelze von Folienstreifen direkt nach dem Düsenaustritt miteinander durch einfaches Anlegen verschweißt werden. Erfindungsgemäß wird sich die Eigenschaft zu Nutze gemacht, dass die aus einem thermoplastischen Material bestehenden Röhrenelemente oder zumindest solche Röhrenelemente, die einen Umfang aufweisen, der aus thermoplastischem Material besteht, miteinander zu verbinden, und zwar in den linienartigen Verbindungsstellen, an den die Röhrenelemente mit benachbarten Röhrenelementen in Kontakt treten und zwar durch ein entsprechend gestaltetes erdfindungsgemäßes Heizelement. Diese Röhrenelemente werden in den thermoplastischen Zustand versetzt, so dass sich die hier thermoplastischen Materialen untereinander verbinden können und so einen entsprechenden Verbund eingehen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Verbund der entsprechenden Röhrenelemente in beliebiger Anzahl und Größe hergestellt werden kann, da die Länge der entsprechenden Röhrenelemente und auch die Packungsdichte der Röhrenelemente von dem eigentlichen Verfahren unabhängig ist.

Daher ist es möglich, zunächst eine Fläche von parallelen, nebeneinander angeordneten Röhrenelementen herzustellen und aufzureihen und dann in entsprechender Packungsdichte weitere Lagen von Röhrenelementen auf die bereits verbundenen Röhrenelemente aufzusetzen. Dadurch kann ein Kernelement geschaffen werden, das beliebige Ausmaße einnimmt, wobei dieses Kernelement dann durch entsprechende Trennungseinrichtungen, wie

beispielsweise Sägen oder dergleichen, zu dem gewünschten Format hergestellt werden kann.

Das Heizelement selbst ist kammartig ausgebildet und weist in den entsprechenden Kammzähnen Heizflächen auf, die zum Aufschmelzen der entsprechenden Außenwandungen der Röhrenelemente dienen. Die besondere Ausgestaltung des Heizelements erlaubt es, die Aufschmelzung in zwei Ebenen zu bewirken, nämlich zum einen in der parallel ausgerichteten ersten Ebene von Röhrenelementen und in der Ebene, die bereits unter der ersten Ebene darunter liegt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, die Heizflächen versetzt zueinander anzuordnen, so dass beim Durchziehen der parallel ausgerichteten Röhrenelemente durch das kammartige Heizelement eine Verbindung hergestellt wird von den Röhrenelementen der zweiten Ebene und nachfolgend dann ein entsprechender Verbund mit der ersten Ebene von Röhrenelementen.

Bei dem Verschweißen wird das Röhrenelement derart stark erhitzt, dass es in der Lage ist, an seiner Oberfläche aufzuschmelzen und nach dem Entfernen des Heizelements durch einfaches Andrücken oder durch die bloße Berührung ein Verschmelzen miteinander eintritt.

Durch die dichtmöglichste Packungsgröße der entsprechenden parallel ausgerichteten Röhrenelemente besitzt jedes Röhrenelement zu den insgesamt sechs benachbarten Röhrenelementen entsprechende Klebenähte in Ausbildung von Linien. Bei einem entsprechenden fehlerfreien Röhrenverbund besitzt jedes Röhrenelement jeweils einen Parallelpartner (zwei Stück) und zu den jeweiligen Seiten um 60 Grad versetzt, vier weitere Partner.

Das Heizelement ist somit derart gestaltet, dass dies im Winkel von 120 Grad drei Heizflächen an einem Röhrenelement entstehen lässt und dadurch drei Verbindungslinien ausgebildet werden. Die entsprechenden Elemente sind an einem einzigen Heizelement angeordnet, so dass mehrere Röhrenelemente auch auf unterschiedlichen Ebenen gleichzeitig verschweißt werden können.

Das Aufreihen der Röhrchenelemente soll erfindungsgemäß auf halbrund geformten Nuten in einer Fixiereinrichtung erfolgen, die an den jeweiligen tiefsten Stellen Vakuumsbohrungen oder eine durchgehende Vakuumsnut enthält. Am Ende der jeweiligen Vakuumseinrichtung ist ein Teil dieses Heizelements angeordnet. Eine Walze bildet jeweils an einer Stelle mit der Fixiereinrichtung einen Hohlraum für das aus dem Extruder heraustretende Röhrchenelement und transportiert die Fixiereinrichtung um eine Aufnahmeeinheit weiter. Das anschließende Röhrchenelement stoppt direkt vor dem entsprechenden Heizelement. Aufgrund des Vakuums bleiben die entsprechenden Röhrchenelemente auch nach Verlassen der entsprechenden Nut, gebildet durch Walze und Fixiereinrichtung, auf der Fixiereinrichtung angeordnet. Sobald eine Fixiereinrichtung gefüllt ist, wird eine Relativbewegung des Heizelements ausgeführt, wobei zuvor die Fixiereinrichtung auf einer bereits bestehenden Ebene von parallel ausgerichteten Röhrenelementen, die bereits miteinander verbunden sind, aufgesetzt wird.

Das Verschweißen selbst kann entweder über Induktion oder elektrischen Widerstand erfolgen.

Aufgrund des Heizelements wird ungefähr 11100-stel Millimeter-tief das Röhrchenelement angeschmolzen, so dass der restliche Körper des Röhrchenelements weitgehend stabil bleibt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ansprüchen und der Zeichnung hervor.

Zeichnungen Es zeigen : Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht eines Trägerelements (Tragelement mit entsprechenden Profilelementen) ; Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Kombination von zwei erfindungsgemäßen Tragelementen gemäß Fig. 1 ; Fig. 3 eine Ausführungsform einer Verstärkung des erfindungsgemäßen Trägerelements gemäß Fig. 1 ; Fig. 4 eine schematische Darstellung des Verfahrensschritts der Umformung des Tragelements gemäß Fig. 1 zur Erzeugung eines Profilelements, dargestellt in den Fig. 4a und 4b.

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht auf ein Kernelement, bestehend aus dichtest gepackten Röhrenelementen, die parallel zueinander ausgerichtet sind ; Fig. 6 eine perspektivische Ansicht auf ein Röhrenelement, umgeben von 6 benachbarten Röhrenelementen, die mit dem zentralen Röhrenelement verschweißt sind ; Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Heizelements zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ;

Fig. 8 eine schematische Ansicht auf den ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens (Aneinanderreihung von parallel ausgerichteten Röhrenelementen) ; Fig. 9 eine schematische Ansicht des zweiten Verfahrensschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens (Aneinanderschweißen der parallel ausgerichteten Röhrenelemente).

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Trägerelement T dargestellt. Es besteht aus dem Tragelement 1 und dieses umfasst wiederum ein Kernelement 2 und eine das Kernelement 2 umschließende Deckschicht, wobei auf beiden Seiten des Kernelements 2 jeweils eine Deckschicht 3 angeordnet ist. Beide Elemente, nämlich das Kernelement 2 und die Deckschicht 3 bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff, so dass durch thermoplastische Verfahren ein Aneinanderfügen der beiden Elemente möglich ist, ohne dass zusätzlich ein weiterer Werkstoff benötigt wird.

Ferner weist das Trägerelement T Profilelemente 4 zu seinen beiden Seiten auf (wahlweise auch nur zu einer Seite), die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet sind, dass jeweils ein Hohlraum 5 entsteht.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trägerelements T dargestellt. Hier ist das Profilelement 4 derart ausgebildet, dass es in seinem Querschnitt U-förmig ausgebildet ist, so dass eine abgekantete Schenkelseite 6 eines weiteren Trägerelements T'in den gebildeten Hohlraum 5 eingreifen kann, derart, dass um das Trägerelement T und das Trägerelement T'eine flächige Oberfläche 7 gebildet wird.

Sofern eine nicht lösbare Verbindung der beiden Trägerelemente T und T' gewünscht ist, ist es möglich, an den Stoßkanten 8 eine thermoplastische Verschweißung vorzunehmen.

In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 dargestellten Trägerelements T dargestellt. Zusätzlich weist dieses gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Trägerelement T ein zusätzliches Verstärkungselement 9 auf. Das Verstärkungselement ist derart ausgebildet, dass dieses ein Lochblech mit zur Deckschicht 3 hin weisenden Ausnehmungen aufweist. Durch Einfügen des Verstärkungselements 9 unter Hitzeeinwirkung auf die Deckschicht findet eine Verbindung statt zwischen der Deckschicht 3 und dem Verstärkungselement 9 bzw. die entsprechenden Ausnehmungen werden dann von der plastifizierten Masse der Deckschicht hintergriffen. Dieses Verstärkungselement 9 ist in beliebiger Art und Weise, insbesondere an den Stellen anwendbar, an denen eine hohe mechanische Belastung oder eine hohe statische oder dynamische, mechanische Belastung vorliegt.

Alternativ hierzu können auch Glasfasermatten oder-stränge thermoplastisch in die Deckschicht 3 an den bedürftigen Stellen eingefügt werden.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Profilelement 4 und Tragelement 1 ein einstückiges Trägerelement T bilden. Insbesondere bei Takt- oder Online-Prozessen findet die thermoplastische Umformung und damit die Anpassung des Profilelements 4 unmittelbar im Anschluss an den Fertigungsprozess des Tragelements 1 statt. Die Umformung erfolgt derart, dass der Bereich, der bearbeitet werden soll, erhitzt wird und mechanisch die entsprechenden Umformungen durchgeführt werden.

In Fig. 4a ist das Ergebnis einer Umformung gezeigt. Das Tragelement 1, das hier dargestellt ist, besteht aus dem Kernelement 2 und einer nach außen

weisenden Deckschicht 3 sowie einer nach innen weisenden Deckschicht 3'.

Insbesondere im dem Eckbereich 10 wird die Deckschicht auf seiner Außenseite gestreckt, wohingegen auf seiner Innenseite sich ein Wulst 11 durch die Aufstauchung der Deckschicht 3'bildet. Durch diesen Vorgang wird der Bereich 10, bezogen auf seine Steifigkeit, an sich geschwächt. Um diese Schwächung zu verhindern, da dieser Eckbereich 10 das entsprechende Profilelement ausbilden soll, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, vor dem entsprechenden Umformprozess die entsprechende Deckschicht 3'an dem zu bildenden Eckbereich aufzuhitzen, so dass sich die Deckschicht 3'von dem Kernelement löst und den eigentlichen Umformprozess nicht durchführt. Dadurch entsteht der entsprechende Wulst 11, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. Durch weitere Erhitzungen wird dann nach Abschluss des Umformprozesses der Wulst wieder in den Eckbereich 10, so wie in Fig. 4b dargestellt, gedrückt, so dass keinerlei Steifigkeitsverluste zu verzeichnen sind.

Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in einer unmittelbar nach Erstellung des thermoplastischen Tragelements nachfolgenden Verfahrensschritt ein Profilelement auszubilden, ist ein multifunktionales Trägerelement geschaffen worden, das auf sehr vielfältige Art und Weise einsetzbar ist.

Gerade durch die unmittelbar einstückig mit dem Tragelement verbundenen Profilelement ist es möglich geworden, sehr kostengünstig und einfach Trägerelemente zu erzeugen, die als Bauelemente einsetzbar sind. Durch das geringe Gewicht und die sehr hohe Steifigkeit erweisen die Trägerelemente einen wesentlichen Vorteil gegenüber den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Trägerelementen.

In Fig. 5 ist ein Körper in der Ausbildung eines Kernelements 101 der erfindungsgemäßen Art dargestellt. Er besteht aus mehreren Röhrenelementen

102, wobei die Röhrenelemente 102 parallel zueinander ausgerichtet sind und als Volumen am dichtesten verpackt sind.

In Fig. 6 ist ein Teil des Kernelements 100 dargestellt, wobei ein zentrales Röhrenelement 102'von mehreren, insgesamt sechs weiteren Röhrenelementen 102"umgeben ist. Die weiteren Röhrenelemente 102"berühren das zentral angeordnete Röhrenelement 102'an jeweils sechs Linien 103, die gleichzeitig beim Herstellungsprozess Schweißlinien sind.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kernelements 101 (gem. Fig. 5) werden die einzelnen Röhrenelemente 102 in einer Fixiereinrichtung 104 eingebracht bzw. in Richtung des in Figur 8 dargestellten Pfeils 105 extrudiert und insbesondere in der Ausnehmung 106 angeordnet. Eine Walze 107 bewegt die Fixiereinrichtung 104 in Pfeilrichtung 108 jeweils um ein Rastermaß 109 weiter und bildet so eine weitere Ausnehmung 106'zur Aufnahme eines weiteren Röhrenelements 102. Sobald die Fixiereinrichtung 104 entsprechend gefüllt ist, wobei eine hier in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Vakuum- und Saugeinrichtung vorhanden ist, wird die entsprechende Fixiereinrichtung 104 auf einen weiteren Nummernstrang 102 (Fig. 9) geführt. Das hierbei erfindungsgemäße Heizelement 110, das kammartig ausgebildet ist und an seinen Enden jeweils Heizflächen 113 und 114 aufweist und werden zwischen den Röhrchenelementen hindurchgezogen. Es ist alternativ vorgesehen, das Heizelement 110 unmittelbar an der Fixiereinrichtung 104 gemäß Fig. 8 anzuordnen.

Das Heizelement 110 bewegt sich in Richtung eines Pfeils 111 und durchkämmt den Röhrenstrang 102, so dass ein Aufschmelzen entsprechend den Linien 103 (auch Fig. 6) erfolgt.

Gleichzeitig, da das Heizelement 110 entsprechend ausgebildet ist, erfolgt die Aufschmelzung im Bereich des 1. Röhrenstrangs 102, so dass ein Verbund zwischen den entsprechenden Röhrenelementen 102,102', 102"hergestellt ist.

Das Heizelement 110 (Fig. 9) weist insgesamt drei Heizflächen auf, wobei die erste Heizfläche 113 zum Aufheizen und Verschweißen der weiteren Reihe von Röhrenelementen 102 vorgesehen ist. Während des Durchkämmens in Pfeilrichtung 111 wird unmittelbar nach Verschweißen der weiteren Röhrenelemente 102'mittels der Heizfläche 114 die parallel zueinander ausgerichteten ersten Röhrenelemente 102 verschweißt. Vorzugsweise sind die beiden Heizflächen 113,114 mit einem Stromleiter verbunden, der gleichzeitig den Kammkopf 116 bildet. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist auch ein einfaches Handling des Heizelements 10 im automatisierten Bereich möglich.

Auf diese Art und Weise können beliebig viele Röhrenelemente aneinander gekoppelt werden und so beliebige Röhrenelemente und Pakete als Kernelement 101 hergestellt werden.

Zur Herstellung eines Trägerelements werden dann entsprechende Deckschichten, die in den Zeichnungen nicht näher dargestellt sind, auf die entsprechenden Stirnseiten der Röhrenetemente 102,102'und 102"aufgelegt und ebenfalls kurzzeitig erhitzt, so dass eine thermoplastische Verbindung zwischen den Deckschichten und den Röhrenelementen entsteht.

Auf diese Art und Weise können in beliebiger Größe und Länge entsprechende Trägerelemente T mit sehr hoher Steifigkeit und sehr geringem Gewicht aus einem einzigen Material hergestellt werden.