GITTER, INSBESONDERE FLÄCHIGES GITTER (GITTERMATTE)

Die Erfindung betrifft ein Gitter, insbesondere ein flächiges Gitter (Gittermatte), aus Metall (wie Streckmetall) Papier, Pappe oder Kunststoff, mit Gitterknoten, von denen strahlförmig Gitterstege zu benachbarten Gitterknoten laufen (siehe z.B. US-A-2 125 583).

Bekannt ist Streckmetall mit Maschen, die im Lieferzustand z.B. rautenförmig oder quadratisch geformt sind. Auf Grund dieser Geometrie sind Längsdehnung und Querkontraktion zwangsläufig gekoppelt. Aus dieser bekannten Eigenschaft resultiert eine relativ geringe Anformbarkeit von Streckmetall an räumlich stark gekrümmte Flächen. Diese Einschränkung wird durch Stückelung bzw. Einfalten oder Einschneiden und Material-Doppelung eher mühsam überwunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gitter zu schaffen, das unterschiedlichsten geometrischen, insbesondere auch gekrümmten Strukturen anpaßbar ist. Vorteilhaft soll das zu schaffende Gitter auf Grund seiner Geometrie eine wesentlich verbesserte Anformbarkeit an beliebige Raum-Formen aufweisen und sich für ein sehr breites Bedarfsspektrum eignen, wie z.B. Formgebung von Fahrzeug- Karosserieteilen, Stukkatur- und Gewölbe-Bewehrungen, Sitzschalen, Bildhauerei- und Architektur-Objekte, Verpackungen, Einlagen in hochgradig anformbare Dicht-Bahnen etc..

Die gestellte Aufgabe wird mit einem Gitter gelöst, wie es durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ausgehend von Geometrie und Verformungsverhalten von Streck-"Metall", was in bekannter Weise auch aus nicht metallischen Werkstoffen bestehen kann, wurde im ersten Schritt eine Lösung gefunden, bei der die Stege bzw. Stäbe des Gitters zwischen den Kreuzungs- bzw. Knotenpunkten in x, y-Richtung, also in der Gitterebene wellen-, mäander- oder zickzackförmig ausgebogen bzw. ausgeknickt sind, so daß mit relativ geringen von außen aufgebrachten Anformkräften der Abstand zwischen den Knoten vergrößert oder auch noch weiter veringert werden kann. Durch diese Formgebung erzielt man bereits eine erheblich gesteigerte Anformbarkeit.

Ausgehend von einem Streckmetall kann man ein erfindungsgemäßes Gitter in besonders einfacher Weise dadurch erhalten, daß man - versetzt von Maschenreihe zu Maschenreihe - jeweils zwei Gitterknoten durch einen Trennschnitt quer und vorzugsweise senkrecht zum konventionellen "Streckschnitt" durchtrennt.

Besonders vorteilhafte weitere Lösungen der oben gestellten Erfindungsaufgabe ergeben sich, sobald man die wellen-, mäander- oder zickzackförmigen Auslenkungen der Gitterstege senkrecht zur Gitterebene vornimmt, das Gitter also geometrisch gesehen in die z-Richtung ausweitet. Beispielsweise sind die Gitterstege hierzu dreieckförmig und/oder trapezförmig aus der Gitterebene ausgeknickt.

Die Gitter nach der Erfindung können mit aushärtenden oder elastisch auspolymerisierenden oder trocknenden Stoffen oder Massen ausgefüllt oder beschichtet werden und kommen damit z.B. als Putzträger in Frage sowie als im Bedachungsbereich unter dem Begriff "Blei-Ersatz" bekannte marktgängige Produkte. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind:

• Distanzhalter für hinterlüftete Verkleidungen,
• maßangeformte Verpackungen für kugelige Gegenstände u.ä.,
• Trockengitter in Industrie und Haushalt,
• GFK- ersetzende Reparatur- "Matte" im Kfz-Bereich u.ä..

Die vorgestellten Ausbildungen der erfindungsgemäßen Gitter werden vorzugsweise aus homogenem Tafel- oder Streifen-Halbzeug gestanzt oder zusammengefügt bzw. geklebt und geformt und sie weisen analog dem bekannten Streckmetall nicht ganz präzise definierte Fließ-, Biege- Gelenke bzw. -knoten auf. Hierbei kann sogar die Fixierung der Knoten oder Kreuzungspunkte entfallen, wenn die nur lose hingelegten Gitterstreifen oder -drähte durch unmittelbar anschließendes Einbetten oder Eindrücken in eine starr oder elastisch aushärtende Masse festgehalten werden. Als wesentliches gemeinsames Merkmal weisen diese Gitter eine hohe plastische Anformbarkeit und geringe elastische Rückfederung auf.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1

in perspektivischer Ansicht ein Gitter gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, mit in der Gitterebene ausgeknickten Gitterstegen,

Fig. 2

in Draufsicht ein konventionelles Streckmetallgitter mit einzelnen durchgetrennten Gitterknoten,

Fig. 3

in Draufsichten ein Gitter aus wellenförmig ausgebogenen

• (a) parallel aneinander gereihten Drähten
• (b) unter einem Winkel übereinandergelegten Drähten,

Fig. 4

in perspektivischer Ansicht ein Gitter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, mit dreieckförmig aus der Gitterebene ausgeknickten Gitterstegen,

Fig. 5

in perspektivischer Ansicht ein Gitter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, mit trapezförmig aus der Gitterebene ausgeknickten Gitterstegen,

Fig. 6

in perspektivischer Ansicht ein Gitter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, mit aus der Gitterebene ausgeknickten Gitterstegen mit "positiver Kopplung",

Fig. 7

in perspektivischer Ansicht ein Gitter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, mit Gitterstegen, die durch eingefaltete Dreiecksflächen versteift sind.

Das in Fig. 1 gezeigte Gitter entspricht einem Streckmetallgitter. Die sich in der Gitterebene, x, y-Ebene, strahlenförmig zwischen Gitterknoten 1 erstreckenden Gitterstege 2 sind dabei zickzackförmig ausgeknickt, so daß mit relativ geringen von außen aufgebrachten Anformkräften der Abstand zwischen den Knoten vergrößert oder auch veringert werden kann. Durch diese Formgebung erzielt man bereits eine erheblich verbesserte Anformbarkeit des Gitters an Raumformen aller Art.

Das in Fig. 2 gezeigte Gitter ist ein gewöhnliches Streckmetallgitter, bei dem lediglich versetzt von Maschenreihe zu Maschenreihe zwei Gitterknoten 1a durch einen Trennschnitt 1c senkrecht zum eigentlichen "Streckschnitt" 1d durchtrennt sind. Ein solches Gitter zeichnet sich einerseits durch leichte Herstellbarkeit und andererseits durch hervorragende Raumformbarkeit aus.

Ein entsprechendes Gitter zeigen Fig. 3(a) und (b), wobei hier die Gitterstege nicht wie bei Fig. 2 aus einem Metallblech, sondern aus Metalldrähten geformt sind. Nach Fig. 3(a) sind zickzack- oder wellenförmig ausgebogene Drähte 5, 6 in paralleler Ausrichtung aneinandergereiht, so daß sich zwischen ihnen Bäuche 7 und Berührungspunkte 8 ergeben. Die Drähte 5, 6 sind wiederum versetzt von Maschenreihe zu Maschenreihe, an jedem dritten Berührungspunkt miteinander verklammert, verschweißt, verlötet etc. während die dazwischen liegenden Berührungspunkte lose sind. Das Gitter nach Fig. 3(b) ist von grundsätzlich gleichem Aufbau, wobei hier lediglich die Drähte 5' die Drähte 6' unter einem Winkel α schneiden, wodurch sich anstelle von Berührungspunkten 8 nunmehr Kreuzungspunkte 8' ergeben. Die Verklammerung ist die gleiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3(a). Der Winkel α ist vorzugsweise ≤ 90°, optimal 30° < α < 60°, woraus ein besonders gutes Streck- und auch Stauchverhalten resultiert.

Weitere Verbesserungen der eingangs gestellten Erfindungsaufgabe ergeben sich, sobald man die wellen- oder zickzackförmigen Auslenkungen der Gitterstege 2 senkrecht zur Gitterebene vornimmt, das Gitter also geometrisch gesehen in die z-Richtung ausweitet. Der erste Schritt in dieser Richtung führt zu dem Gitter nach Fig. 4, bei dem die Gitterstege 2 zwischen den Gitterknoten 1 dreieckförmig in die z-Richtung ausgeknickt sind. Bei diesem Gitter sind Streckungen und Stauchungen in x- und y-Richtung weitgehend entkoppelt und es ergibt sich eine ausgezeichnete Anformbarkeit an Raumformen unterschiedlichster Geometrie.

Sehr ähnlich dem Gitter nach Fig. 4 ist das Gitter gemäß Fig. 5, das sich dadurch unterscheidet, daß die Gitterstege 2 zwischen den Gitterknoten 1 nicht mehr dreiecks- sondern trapezförmig ausgeknickt sind. Durch die hochgelegte Plattform 3 auf Stegmitte bietet dieses Gitter eine besonders gute beidseitige Beklebbarkeit oder Beschichtbarkeit mit Folien oder dergleichen. Diese beidseitige, flächige Beklebung kann entweder in Planlage des Gitters oder nach Anformung an eine fast beliebige Raumkontur erfolgen, was eine besonders leichte und steife Sandwich- oder Schalenbauweise ermöglicht.

Das Gitter gemäß Fig. 6 ist die konsequente Fortentwicklung des Gitters nach Fig. 5, es weist jedoch im Vergleich mit den Gittern nach Figuren 4 und 5 eine gewisse Kopplungstendenz in den x- und y-Verformungen auf, allerdings im Gegensatz zu Streckmetall mit "positiver Kopplung", das heißt eine Längsdehnung bewirkt gleichzeitig eine Querdehnung. Bei dem Gitter nach Fig. 6 sind die Gitterstege 2 an den Ausknickstellen in Form einer Plattform 3 ihrerseits durch entsprechend ausgeknickte Gitterstege 2' miteinander verbunden. Die Ausknickung der Gitterstege 2' liegt gewöhnlich entgegengesetzt zur Ausknickungsrichtung der Stege 2, so daß die Plattformen 3' der Gitterstege 2' in derselben Ebene liegen wie die Gitterknoten 1. Es ist aber auch möglich, die Ausknickung der Gitterstege 2' nach derselben Richtung vorzunehmen wie die Ausknickung der Gitterstäbe 2, wodurch das Gitter in z-Richtung auftragender wird. Auch bei den zuvor beschriebenen Gittern nach Figuren 4 und 5 ist ein Ausknicken der Gitterstege 2 nach der einen oder zur anderen Gitterseite hin möglich.

Das Gitter nach Fig. 7 folgt unmittelbar aus dem Gitter nach Fig. 6. Betrachtet man das Gitter nach Fig. 6 als "aus quadratischem Lochblech tiefgezogen", so ergibt sich daraus unmittelbar das Gitter nach Fig. 7, wenn die Lochfelder nicht ausgestanzt werden, sondern in der jeweils passenden Diagonalen nur geschlitzt und danach in die Tiefzieh-Formgebung derart miteinbezogen werden, daß die abwechselnde Hoch- und Tieflage der Knoten, verbunden mit einer 45° Schrägstellung der Stege ganz von selbst eine Vertikal- Stellung der eingefalteten Dreiecksflächen 4 ergibt. Diese Formgebung bewirkt eine außerordentliche Aussteifung der Stege 2, 2' gegen Knickversagen bei äußerer Belastung. Läßt man gewisse Abweichungen von dieser Ideal-Geometrie zu, so weist dieses Gitter gegenüber Streckmetall eine noch immer ganz erheblich höhere räumliche Anformbarkeit auf. Darüber hinaus ist es auf Grund seiner Abmessungen in z-Richtung in ganz besonderem Maße zur Herstellung extrem leichter und beulsteifer ebener Platten und räumlich gekrümmter Schalen in sogenannter Sandwich-Bauweise geeignet, indem auch dieses Gitter sehr gut beklebbar ist mit einer Außen- und/oder Innenhaut, die auch Lochungen aufweisen kann oder nur aus Streifen besteht.

Da es wie das Gitter nach Fig. 6 eine ausgeprägte Ober- und Unterseite bzw. Innen- und Außenseite aufweist, ergeben sich gute Gestaltungsmöglichkeiten. Dabei läßt sich ein praktisch gleiches Festigkeitsverhalten der beiden Seiten erzielen, indem man sie unterschiedlich beklebt. Daraus ergibt sich der besonders interessante Einsatzbereich der an sich bekannten Wellpappen. Diese Kartonagen haben bekanntlich ein ausgeprägtes "orthotropes" Knickverhalten, indem sie bauartbedingt in der Richtung der Zwischenlagen- Wellen, also in z.B. x-Richtung eine deutliche, für Kartonformgebung auch druchaus vorteilhafte Bereitschaft zu geradlinigem Knicken zeigen, in der y-Richtung jedoch eine in vielen Fällen unerwünschte, gelegentlich sogar nachteilige Knicksteifigkeit mit irregulärer Falzbildung. Eine Wellpappe mit einer Zwischenlage gemäß einem Gitter gemäß Figuren 6 oder 7 hat dagegen eine absolut gleiche, definierte Knickbereitschaft in beiden Richtungen. Diese in beiden Richtungen gleiche Knickbereitschaft führt nicht nur im Bereich der Karton-Herstellung zu Vorteilen, sondern mehr noch im Bereich Wiederverwendung von Wellpappe, indem die "vor Ort-Einzelherstellung" von Maß-Verpackungen aus gut erhaltenem Gebrauchtmaterial erheblich vereinfacht wird.

Wie bereits erwähnt, können die Gitter nach Figuren 4 bis 7 entweder vor oder nach Anformung ein- oder beidseitig durchgehend oder teilweise flächig beklebt werden. Die derart aufgebauten Platten und Schalen weisen im Gegensatz zu den weitverbreiteten Sechskantwaben- Sandwich-Bauteilen (Honey Comb Sandwiches), die bauartbedingt "geschlossenporig", also undurchlüftbar sind, eine exzellente "Durchlüftbarkeit" auf. Die Gitter nach Figuren 4 bis 7 ermöglichen damit auch eine besonders leichte und steife, sowie besonders flache, auch angeformte, also räumlich gekrümmte Bauweise von Einbau-Tanks und -Vorratsbehältern. Werden derartige Behälter mit Gittertyp nach Fig. 7 ausgesteift, so müssen die hervorragend als Schallwände fungierenden Faltdreiecke 4 allerdings Durchlassöffnungen erhalten, da sich sonst "geschlossene Poren" ergeben.

Besonders vorteilhaft für durchlässige, offenporige Ausführungen ist eine quadrat-gerasterte Lochung des Ausgangsmaterials mit relativ kleinen Lochdurchmessern, die dann längs der Lochreihen und auch diagonal als perforierte Biegelinien-Vorgabe und Biege-Hilfe wirkt.