Faltenabdeckung

Die Erfindung betrifft eine Faltenabdeckung, insbesondere eine Faltenabdeckung für eine Werkzeugmaschine, mit einem flexiblen Faltenelement und einem oder mehrerer damit verbundener starren Elemente, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Faltenabdeckung.

An Faltenabdeckungen werden starre Elemente beispielsweise zur Stabilisierung der Faltenabdeckung, zur Fixierung der Faltenabdeckung an deren Enden und zum Schutz der Faltenabdeckung eingesetzt. Faltenabdeckungen und insbesondere Faltenabdeckungen für Werkzeugmaschinen werden für längenvariable Bereiche von Werkzeugmaschinen verwendet und sind an den jeweiligen Enden des längenvariablen Bereichs mit einer Struktur verbunden. Die Faltenabdeckungen können in jeder Raumrichtung verlaufen, wobei gängige Ausrichtungen horizontal oder vertikal sind. Die starren Elemente, die der Stabilisierung der Faltenabdeckung bei einer entsprechenden Ausrichtung dienen können, werden in der Regel als Stützrahmen bezeichnet und können als einzelne in den Faltentälern angeordnete Profile in Form von Laschen oder als miteinander durch Federelemente verbundene Profile ausgebildet sein. Die Elemente, die die Faltenabdeckung mit einerweiteren Struktur verbinden, werden als Endrahmen bezeichnet. Insbesondere bei Werkzeugmaschinen besteht die Gefahr, dass das Faltenmaterial durch eine Einwirkung von Spänen, die beim Betrieb der Werkzeugmaschine entstehen und dabei eine starke Beschleunigung erfahren können, beschädigt wird. Daher werden Lamellen auf der Innenseite der Faltenabdeckung befestigt, die die längenvariable Faltenabdeckung in jeder Auszugsstellung weitestgehend überlappen. Die vorstehend beschriebenen starren Elemente (Stützrahmen, Endrahmen und Lamellen) werden entweder mit dem Faltenelement verklebt, versteppt, verschweißt und/oder vernietet.

Bei der Vernietung wird das Faltenelement strukturell beschädigt, sodass an diesen Stellen eine Schwächung des Faltenelements auftritt, was zu Brüchen oder Rissen bei der kontinuierlichen Beanspruchung (Längenveränderung) des Faltenelements führen kann. Insofern wird die Lebensdauer ohne weitere verstärkende Maßnahmen durchzuführen, herabgesetzt. Die Anbindung von starren Elementen an Faltenmaterial mittels Verkleben ist ein Standard- Prozess, der allerdings sehr zeitaufwendig ist. Hierbei werden die einzelnen Falten aktuell mit einem flüssigen Klebstoff, welcher ein Lösemittel enthält, beaufschlagt. Anschließend muss eine längere Ablüftzeit eingehalten werden, bis zur Weiterverarbeitung das Lösungsmittel weitgehend ausgedampft ist. Zudem wird das Faltenelement während des Ablüftens ausgebreitet, damit die mit dem flüssigen Klebstoff beaufschlagten Falten während dieser Zeit nicht miteinander verkleben. Hierfür besteht ein erheblicher Platzbedarf. Während des Ablüftens muss der Arbeitsbereich besonders belüftet werden, d.h. eine Absaugung der Lösungsmitteldämpfe muss sichergestellt sein. Die tatsächliche stoffschlüssige Verbindung zwischen Faltenmaterial und dem starren Element wird nach dem Positionieren des starren Elements beispielsweise in einer Falte durch eine thermische Aktivierung und Aushärtung des Klebstoffs auf einer Heizplatte erreicht. Dabei muss die gesamte Baugruppe exakt fluchtend positioniert und unter Druck gehalten werden. Insbesondere bei größeren Dimensionen und bei starren Elementen aus Kunststoff besteht zudem die Gefahr, dass sich durch die hohe Temperatureinbringung die eingebrachten starren Elemente verformen und anschließend mit zusätzlichem Aufwand nachgerichtet werden müssen.

Daraus stellt sich die Aufgabe der Erfindung eine Verbindung von Faltenmaterial und starren Elementen dahingehend zu verbessern, dass deren Herstellungsprozess vereinfacht und die Arbeitsbedingungen verbessert werden, ohne, dass die Haltbarkeit der hergestellten Faltenabdeckung beeinträchtigt oder deren Konstruktion verkompliziert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch das Verfahren zur Herstellung einer Faltenabdeckung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Faltenabdeckung gemäß Patentanspruch 10. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Für ein Verfahren zur Herstellung einer Faltenabdeckung mit einem Faltenelement und zumindest einem starren Element, wobei für eine Verbindung des starren Elements mit dem Faltenelement ein thermisch aktivierbarer Klebstoff vorgesehen ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der thermisch aktivierbare Klebstoff als Formelement zwischen dem Faltenelement und dem starren Element eingebracht wird; Einleiten von Energie in das Formelement bis zum Erreichen eines Aktivierungstemperaturbereichs des thermisch aktivierbaren Klebstoffs; Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Faltenelement und dem starren Element.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Formelement bei Raumtemperatur formstabil ist und außerdem kann vorgesehen sein, dass auch der thermisch aktivierbare Klebstoff bei Raumtemperatur formstabil ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Formelement einen T räger bzw. ein Substrat für den thermisch aktivierbaren Klebstoff aufweist. Dieser T räger bzw. dieses Substrat kann nach dem Einbringen des Formelements zwischen dem Faltenelement und dem starren Element verbleiben oder von dem thermisch aktivierbaren Klebstoff abgelöst werden. Durch das Vorsehen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich der Vorteil, dass der thermische aktivierbare Klebstoff sehr exakt positioniert werden kann und ebenfalls sehr exakt dosiert werden kann. Auf diese Weise werden vorteilhaft Fehlpositionierungen und Fehldosierungen vermieden. Weiterhin trägt das Vorsehen eines Verfahrens mit dem Formelement dazu bei, dass der Herstellungsprozess und insbesondere der Klebstoffeinsatz in dem Herstellungsprozess quantifizierbar sind. Durch das Vorsehen eines thermisch aktivierbaren Klebstoffs wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass eine Klebewirkung erst dann eintritt, wenn der Klebstoff aktiviert wird. Dadurch bleiben die zu verbindenden Teile solange eine Aktivierung nicht durchgeführt wird, zueinander ausrichtbar.

Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der

Aktivierungstemperaturbereich zwischen 90 °C und 120 °C liegt. In diesem Temperaturbereich wird in vorteilhafter weise erreicht, dass eine thermische Vorschädigung der Elemente der Faltenabdeckung vermieden wird. Dies trägt dazu bei, dass die Lebensdauer der Faltenabdeckung erhöht wird.

Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Energie durch Ultraschall oder hochfrequente Schwingungen eingeleitet wird. Durch das Einleiten von Energie durch mechanische Schwingungen um Hochfrequenz- oder Ultraschallbereich wird in dem angeregten Bereich eine Molekular- und/oder Grenzflächenreibung erzeugt, wodurch die benötigte Wärme in den thermisch aktivierbaren Klebstoff eingeleitet wird. Dies gestaltet sich insbesondere vorteilhaft, da die Aktivierungstemperatur so besonders energieeffizient und besonders im relevanten Verbindungsbereich erreicht werden kann.

Ausgestaltend kann für das Verfahren vorgesehen sein, dass der Ultraschall oder die hochfrequente Schwingungen durch eine schwingungsangeregte Klemmbacke oder durch eine Ultraschallsonotrode eingeleitet wird. Klemmbacken eignen sich für das Einbringen einer mechanischen Schwingung zur Erreichung einer Aktivierungstemperatur eines thermisch aktivierten Fügemittels besonders gut, da die Energie beidseitig einleitbar ist. Durch das Verwenden einer Sonotrode wird weiterhin der Vorteil erreicht, dass die Energie räumlich gezielt einleitbar ist, wodurch die Überdeckungsfläche von thermisch aktivierbarem Klebstoff, dem Faltenelement und dem starren Element besonders gut abdeckbar ist.

Weiterbildend kann für das Verfahren vorgesehen sein, dass die Energie durch direkte Wärmeeinleitung mittels einer Heizplatte oder durch energetische Strahlung eingeleitet wird. Dementsprechend ist in einer Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass die energetische Strahlung durch eine geeignete Strahlungsquelle bereitgestellt wird. Durch das Einbringen der Aktivierungsenergie durch energetische Strahlung wie beispielsweise Infrarotstrahlung oder durch andere Wellenlängen wird der Vorteil erreicht, dass bestehende Vorrichtungen wie etwa Heizplatten für das Verfahren genutzt werden können. Dementsprechend ist gemäß einer Ausgestaltung ist für das Verfahren vorgesehen, dass das Formelement sowie das Faltenmaterial und/oder das jeweilige starre Element durch die Energie durchwärmt werden.

Gemäß einer Weiterbildung ist für das Verfahren vorgesehen, dass das jeweilige starre Element an dem Faltenelement vorpositioniert und durch Aufbringen von Klebepunkten vorfixiert wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine exakte Ausrichtung von dem Faltenelement zu dem starren Element erreicht. In einer Weiterbildung kann ebenfalls vorgesehen sein, dass das Formelement vor der Aktivierung des thermisch aktivierbaren Klebstoffs ebenfalls mittels Klebepunkten vorfixiert wird. Auf diese Weise wird die korrekte Ausrichtung aller Elemente, die zusammengefügt werden sollen, sichergestellt.

Schließlich kann für das Verfahren vorgesehen sein, dass zusätzlich zu der Energie ein Druck auf das Formelement sowie das Faltenmaterial und/oder das jeweilige starre Element ausgeübt wird. Auf diese Weise kann weiter sichergestellt werden, dass die Fügung zwischen dem Faltenmaterial und dem starren Element durch das Formelement vollflächig stattfindet. Durch das Vorsehen von bestimmten Drücken kann erreicht werden, dass die benötigte thermische Aktivierungsenergie bei bestimmten Klebstoffen gesenkt werden kann.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Faltenabdeckung mit einem in einer Auszugsrichtung längenveränderlichen, flexiblen Faltenelement, an das ein oder mehrere starre Elemente befestigt sind, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass zwischen dem Faltenelement und dem jeweiligen starren Element eine Verbindung durch ein Formelement mit einem thermisch aktivierbaren Klebstoff hergestellt ist. Durch das Vorsehen eines thermisch aktivierbaren Klebstoffs wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass eine Klebewirkung erst dann eintritt, wenn der Klebstoff aktiviert wird. Dadurch bleiben die zu verbindenden Teile solange eine Aktivierung nicht durchgeführt wird, zueinander ausrichtbar. Weiterhin ergibt sich durch das Vorsehen eines Formelements der Vorteil, dass der Klebstoff bzw. das Fügemittel zwischen dem starren Element und dem Faltenelement sehr exakt positioniert werden kann und ebenfalls sehr exakt dosiert werden kann. So werden vorteilhaft Fehlpositionierungen und Fehldosierungen vermieden.

Nach einerweiteren Ausgestaltung der Faltenabdeckung ist vorgesehen, dass der thermisch aktivierbare Klebstoff auf einem Substrat des Formelements angeordnet ist. Ein Substrat kann in vorteilhafter Weise dem Formelement etwa zu dessen Aufbringen eine strukturelle Integrität verleihen. Sobald das Formelement an der jeweiligen Fügestelle zwischen dem starren Element und dem Faltenelement angebracht ist, kann das Substrat entfernt werden oder es verbleibt auch nach der Aktivierung des thermisch aktivierbaren Klebstoffs zwischen dem starren Element und dem Faltenelement.

Nach einer Weiterbildung der Faltenabdeckung ist vorgesehen, dass der Klebstoff des Formelements in einem unaktivierten Zustand trocken ist und keine wesentlichen Klebeeigenschaften aufweist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Formelement in Bezug auf das starre Element und/oder das Faltenelement ausrichtbar bleibt.

Für die Faltenabdeckung kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Formelement im Bereich von Faltenspitzen der Faltenabdeckung angeordnet ist. Insbesondere in einer Innenfalte ergibt sich der Vorteil, dass dort die mechanische Stabilität des Faltenelements am höchsten ist und eine Fügestelle zwischen dem längenveränderlichen Faltenelement und dem starren Element dort einen idealen Angriffspunkt hat.

Nach einer Ausgestaltung der Faltenabdeckung ist vorgesehen, dass zumindest ein erstes starres Element ein Stützrahmen zur Abstützung von Falten des Faltenelements ist. Auf diese Weise wird die mechanische Integrität der Faltenabdeckung insbesondere in horizontalen Einbausituationen verbessert. Nach einer Ausgestaltung und zum besseren Schutz der Faltenabdeckung von Spänen, beispielsweise beim Einsatz der Faltenabdeckung in einer Werkzeugmaschine kann vorgesehen sein, dass das jeweilige starre Element oder zumindest ein weiteres starres Element eine Lamelle ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass das jeweilige starre Element oder zumindest ein weiteres starres Element ein End- Stützrahmen ist. Dadurch wird für die längenveränderliche Abdeckung eine Anbindungsmöglichkeit an solche bewegliche Elemente gegeben, zwischen denen die Faltenabdeckung längenveränderlich sein soll. In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Faltenelement auf der den Stützrahmen abgewandten Seite die Lamellen aufweist.

Für die Lamellen kann optional vorgesehen sein, dass die Lamellen mittels des Feststoffklebstoffs mit dem Faltenmaterial verbunden sind. Für den End-Stützrahmen kann vorgesehen sein, dass der jeweilige End-Stützrahmen durch den Feststoffklebstoff mit einem ersten oder einem letzten Faltenschenkel des Faltenelements verbunden ist.

Nach einer Weiterbildung der Faltenabdeckung ist vorgesehen, dass das Formelement einen Scheitelbereich des Stützrahmens umragt und das Formelement in einer jeweiligen Faltenspitze des Faltenelements jeweils an einem Faltenschenkel angeordnet ist. Dadurch, dass eine beiderseitige und sogar um einen Scheitelbereich umlaufende Fügung zwischen dem Faltenelement und dem Stützrahmen erzeugt wird, ist eine besonders widerstandsfähige Fügung zwischen dem starren Element und dem Faltenelement herstellbar.

Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Formelement ein bandförmiges Endlosmaterial ist. So lässt sich das Formelement besonders einfach für den Einsatz zur Fügung von dem starren Element mit dem Faltenelement konfektionieren.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Faltenelement an dem jeweiligen starren Element durch Klebepunkte vorfixiert ist. Dadurch wird in vorteilhafter weise eine exakte Ausrichtung von dem Faltenelement zu dem starren Element erreicht. In einer Weiterbildung kann ebenfalls vorgesehen sein, dass das Formelement vor der Aktivierung des thermisch aktivierbaren Klebstoffs ebenfalls mittels Klebepunkten vorfixiert wird. Auf diese Weise wird die korrekte Ausrichtung aller Elemente, die zusammengefügt werden sollen, sichergestellt.

Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Faltenmaterial mehrlagig ist. Durch das Vorsehen von mehreren Lagen sind unterschiedliche Materialien für das Faltenmaterial kombinierbar. Einzelne Lagen können hierbei bestimmte Funktionen übernehmen. So kann eine der mehreren Lagen beispielsweise eine Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien hersteilen, während eine andere Lage beispielsweise die Zugfestigkeit des Faltenmaterials verbessert.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stützrahmen ein Stützrahmenmaterial aus PVC aufweist. Durch das Vorsehen von PVC wird einerseits die Fügung zwischen dem starren Element und dem Faltenmaterial mittels des Formelements mit dem thermisch aktivierbaren Klebstoff verbessert, da eine Materialpaarung zwischen Kunststoffen leichter herstellbar ist, als zwischen einem Kunststoff und einem Metall. Andererseits wird die Faltenabdeckung durch das Vorsehen von PVC als Material für das starre Element dahingehend verbessert, dass die Faltenabdeckung im Vergleich zu metallenen starren Elementen leichter wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: eine schematische, perspektivische Darstellung der Faltenabdeckung.

Figur 1 zeigt eine schematische, perspektivische Darstellung der Faltenabdeckung 1 mit einem in einer Auszugsrichtung A längenveränderlichen, flexiblen Faltenelement 10, an das in dieser Darstellung exemplarisch ein starres Element 20 befestigt ist. Das starre Element 20 ist hier exemplarisch als Stützramen zur Abstützung von Falten des Faltenelements 10 dargestellt. Zwischen dem Faltenelement 10 dem starren Element 20 ist eine stoffschlüssige Verbindung durch ein Formelement 30 mit einem thermisch aktivierbaren Klebstoff hergestellt. Das Formelement 10 im Bereich einer Faltenspitze 12 der Faltenabdeckung 1 angeordnet.

Man erkennt, dass das Formelement 30 einen Scheitelbereich 22 des starren Elements 20 bzw. des Stützrahmens umragt und das Formelement 30 in einer jeweiligen Faltenspitze 12 des Faltenelements 10 jeweils an einem Faltenschenkel 14a, b angeordnet ist.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Bezugszeichenliste

1 Faltenabdeckung

10 Faltenelement

12 Faltenspitze

14a, b Faltenschenkel

20 starres Element

22 Scheitelbereich

30 Formelement

A Auszugsrichtung