DE102019112107A1

DE102019112107A1 - Verfahren zur Herstellung einer Rippenstruktur, Vorkörper, Rippenstruktur und Bauteil

Info

Publication number: DE102019112107A1
Application number: DE102019112107.8A
Authority: DE
Inventors: Patrik Dreher
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Rippenstruktur (10), bei dem ein Rippenelement (12a, 12b) der Rippenstruktur (10) aus einem oder mehreren Tapeelementen (16, 30) hergestellt wird, bei dem- ein erstes Tapeelement (16) an einer ersten Stützstruktur (18) angeordnet wird,- ein Trennelement (24) an einem ersten Abschnitt (22) des ersten Tapeelements (16) auf dem ersten Tapeelement (16) angeordnet wird,- ein quer zu dem ersten Tapeelement (16) orientiertes zweites Tapeelement (30) an einer zweiten Stützstruktur (19) angeordnet wird, wobei das zweite Tapeelement (30) an dem ersten Abschnitt (22) des ersten Tapeelements (16) über das erste Tapeelement (16) verläuft, sodass das Trennelement (24) zwischen dem ersten Tapeelement (16) und dem zweiten Tapeelement (30) angeordnet ist,- und bei dem ein über das Trennelement (24) verlaufender zweiter Abschnitt (34) des zweiten Tapeelements (30) entfernt wird,- wobei das erste Tapeelement (16) und das zweite Tapeelement (30) aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind oder ein thermoplastisches Material umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rippenstruktur.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Vorkörper zur Herstellung einer Rippenstruktur.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Rippenstruktur.
Die Erfindung betrifft ferner ein Bauteil, umfassend eine Rippenstruktur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zur Herstellung einer Rippenstruktur bereitzustellen, welches bei einfacher Anwendbarkeit vielseitig einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Rippenelement der Rippenstruktur aus einem oder mehreren Tapeelementen hergestellt wird, dass ein erstes Tapeelement an einer ersten Stützstruktur angeordnet wird, ein Trennelement an einem ersten Abschnitt des ersten Tapeelements auf dem ersten Tapeelement angeordnet wird, ein quer zu dem ersten Tapeelement orientiertes zweites Tapeelement an einer zweiten Stützstruktur angeordnet wird, wobei das zweite Tapeelement an dem ersten Abschnitt des ersten Tapeelements über das erste Tapeelement verläuft, so dass das Trennelement zwischen dem ersten Tapeelement und dem zweiten Tapeelement angeordnet ist, und dass ein über das Trennelement verlaufender zweiter Abschnitt des zweiten Tapeelements entfernt wird, wobei das erste Tapeelement und das zweite Tapeelement aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind oder ein thermoplastisches Material umfassen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der über das erste Tapeelement verlaufende zweite Abschnitt des zweiten Tapeelements beispielsweise durch Schneiden des zweiten Tapeelements und/oder mittels des Trennelements entfernt.
Das Trennelement ist insbesondere so ausgebildet, dass sich der zweite Abschnitt des zweiten Tapeelements von dem Trennelement lösen und/oder entfernen lässt, und/oder dass sich das Trennelement von dem ersten Abschnitt des ersten Tapeelements lösen und/oder entfernen lässt.
Insbesondere wird der über das erste Tapeelement verlaufende zweite Abschnitt des zweiten Tapeelements vollständig entfernt.
Insbesondere wird das zweite Tapeelement durch die Entfernung des über das erste Tapeelement verlaufenden zweiten Abschnitts des zweiten Tapeelements in zwei zueinander beabstandete Teilelemente unterteilt, wobei zwischen den Teilelementen eine Unterbrechung ausgebildet ist oder ausgebildet wird.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das erste Tapeelement nach Entfernung des zweiten Abschnitts des zweiten Tapeelements durch die Unterbrechung des zweiten Tapeelements verläuft.
Ein kleinster Winkel zwischen dem ersten Tapeelement und dem zweiten Tapeelement beträgt insbesondere mindestens 10° und/oder höchstens 90°.
Es lässt sich dadurch mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine niveaugleiche Kreuzung und/oder eine Kreuzung ohne Höhenversatz zwischen in unterschiedliche Richtungen verlaufenden thermoplastischen Tapeelementen realisieren. Auf diese Weise können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verzweigte Rippenstrukturen und/oder Fachwerkstrukturen aus einem thermoplastischen Material hergestellt werden, welche insbesondere eine hohe Stabilität und/oder eine hohe Festigkeit aufweisen.
Durch die niveaugleiche Kreuzung und/oder die Kreuzung ohne Höhenversatz von in unterschiedlicher Richtung verlaufenden thermoplastischen Tapeelementen wird eine Delaminationsgefahr des thermoplastischen Materials der Tapeelemente an einem Kreuzungsbereich der Tapeelemente verringert. Es lässt sich dadurch die Haltbarkeit und/oder die Stabilität der Rippenstruktur an Kreuzungsbereichen von in unterschiedlicher Richtung verlaufenden Tapeelementen und/oder Rippenelementen erhöhen.
Insbesondere beträgt ein maximaler Krümmungsradius eines Tapeelements in Dicken- und/oder Höhenrichtung des Tapeelements ca. 1,0cm. Bei einer Überschreitung dieses Werts besteht die Gefahr eines Brechens des Tapeelements aufgrund einer Umlenkung und/oder Krümmung von Fasern des Tapeelements.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Umlenkung in Höhenrichtung und/oder ein Höhenversatz von Tapeelementen, welcher typischerweise an einer Kreuzung von in unterschiedlicher Richtung verlaufenden Tapeelementen auftritt, verringert oder vermieden und damit die Bruchgefahr eines Tapeelements verringert.
Thermoplastische Tapeelemente weisen insbesondere eine hohe Zähigkeit und/oder lange Lagerbarkeit auf.
Die Tapeelemente umfassen insbesondere Fasern und ein thermoplastisches Matrixmaterial. Die Fasern sind beispielsweise Verstärkungsfasern. Beispielsweise sind die Fasern in das thermoplastische Matrixmaterial eingebettet.
Die Fasern sind beispielsweise aus einem Kohlenstoffmaterial und/oder Glasfasermaterial hergestellt oder umfassen ein Kohlenstoffmaterial und/oder ein Glasfasermaterial.
Insbesondere sind die Fasern eines Tapeelements zumindest näherungsweise parallel zu einer Haupt-Faserorientierung angeordnet, wobei die Haupt-Faserorientierung der Fasern insbesondere parallel zu einer Längsrichtung des Tapeelements orientiert ist.
Ein Tapeelement weist beispielsweise eine längliche und/oder bandartige Form auf.
Insbesondere entspricht eine Haupt-Faserorientierung von Fasern des ersten Tapeelements einer ersten Richtung und/oder es entspricht eine Haupt-Faserorientierung von Fasern des zweiten Tapeelements einer quer zur ersten Richtung orientierten zweiten Richtung.
Die herzustellende Rippenstruktur dient beispielsweise zur Verstärkung einer Grundstruktur, auf welcher die Rippenstruktur angeordnet wird oder ist. Die Grundstruktur ist beispielsweise ein Bauteil aus einem Kunststoffmaterial.
Beispielsweise wird die Rippenstruktur auf der Grundstruktur ausgebildet und/oder hergestellt.
Vorzugsweise weisen die Grundstruktur und die Rippenstruktur ein gleiches Matrixmaterial auf. Es lässt sich dadurch die Rippenstruktur besonders einfach mit der Grundstruktur verbinden und/oder die Rippenstruktur lässt sich besonders einfach auf der Grundstruktur fixieren.
Die Rippenstruktur dient insbesondere zur Versteifung und/oder Verfestigung der Grundstruktur. Durch geeignete Wahl von Richtungen von Rippenelementen der Rippenstruktur lässt sich die Grundstruktur beispielsweise gezielt in bestimmten Kraftrichtungen verstärken.
Die erste Stützstruktur und/oder die zweite Stützstruktur sind insbesondere aus einem Material hergestellt, auf welchem ein thermoplastisches Tapeelement haftet. Beispielsweise sind die erste Stützstruktur und/oder die zweite Stützstruktur ein Teilbereich der Grundstruktur.
Die erste Stützstruktur und die zweite Stützstruktur sind beispielsweise miteinander verbunden und/oder sind jeweils Teil einer gemeinsamen Struktur. Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass die erste Stützstruktur und die zweite Stützstruktur voneinander getrennt sind und/oder unterschiedliche Strukturen sind.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass ein Tapeelement als Stützstruktur für ein hierauf anzuordnendes weiteres Tapeelement dient.
Es ist grundsätzlich auch möglich, dass ein Teil einer Maschine, mit welcher die Tapeelemente angeordnet werden, als Stützstruktur dient. Ein erstes Tapeelement kann beispielsweise in einen Rahmen der Maschine eingespannt werden. In diesem Fall dient der Rahmen der Maschine als Stützstruktur für ein erstes Tapeelement. Dieses erste Tapeelement dient dann beispielsweise als Stützstruktur für ein oder mehrere auf diesem Tapeelement anzuordnende weitere Tapeelemente.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn auf dem zweiten Tapeelement ein drittes Tapeelement angeordnet wird, wobei das dritte Tapeelement über dem ersten Abschnitt verläuft, und wobei das dritte Tapeelement aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist oder ein thermoplastisches Material umfasst. Es lässt sich dadurch eine Unterbrechung des zweiten Tapeelements mit dem dritten Tapeelement überbrücken. Dadurch wird ein gleichmäßiger Kraftfluss in Richtung des ersten Tapeelements und in Richtung des zweiten Tapeelements erreicht.
Günstig ist es dann, wenn ein Trennelement an einem dritten Abschnitt des dritten Tapeelements auf dem dritten Tapeelement angeordnet wird, auf dem ersten Tapeelement ein viertes Tapeelement angeordnet wird, wobei das vierte Tapeelement an dem dritten Abschnitt des dritten Tapeelements über das dritte Tapeelement verläuft, so dass das Trennelement zwischen dem dritten Tapeelement und dem vierten Tapeelement angeordnet ist, und wenn ein über das dritte Tapeelement verlaufender vierter Abschnitt des vierten Tapeelements entfernt wird, wobei das vierte Tapeelement aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist oder ein thermoplastisches Material umfasst. In Richtung des ersten Tapeelements orientierte Tapeelemente und in Richtung des zweiten Tapeelements orientierte Tapeelemente weisen dann an einem Kreuzungsbereich der Tapeelemente jeweils abwechselnd eine Unterbrechung auf. Es lässt sich dadurch ein gleichmäßiger Kraftfluss in Richtung des ersten Tapeelements und in Richtung des zweiten Tapeelements erreichen.
Insbesondere ist dann das dritte Tapeelement in Richtung des zweiten Tapeelements orientiert und/oder es ist das vierte Tapeelement in Richtung des ersten Tapeelements orientiert.
Insbesondere wird das dritte Tapeelement bündig auf dem zweiten Tapeelement angeordnet und/oder das vierte Tapeelement wird bündig auf dem ersten Tapeelement angeordnet.
Insbesondere bildet das erste Tapeelement eine Stützstruktur für das vierte Tapeelement und/oder das zweite Tapeelement bildet eine Stützstruktur für das dritte Tapeelement.
Insbesondere wird der über das dritte Tapeelement verlaufende dritte Abschnitt des vierten Tapeelements vollständig entfernt.
Die vorstehend genannten Verfahrensschritte werden beispielsweise zum schichtweisen Aufbau eines ersten Rippenelements und eines zweiten Rippenelements der Rippenstruktur wiederholt, wobei das vierte Tapeelement eine Stützstruktur für ein weiteres erstes Tapeelement ist und das dritte Tapeelement eine Stützstruktur für ein weiteres zweites Tapeelement ist.
Es lässt sich dadurch durch Wiederholung der Verfahrensschritte ein herzustellendes erstes Rippenelement und ein herzustellendes zweites Rippenelement schichtweise aus Tapeelementen aufbauen.
Die Verfahrensschritte werden so lange wiederholt, bis das herzustellende erste Rippenelement und/oder das herzustellende zweite Rippenelement eine gewünschte Höhe aufweisen.
Insbesondere werden die jeweiligen Tapeelemente zur Herstellung eines ersten Rippenelements und/oder eines zweiten Rippenelements bündig und/oder deckungsgleich übereinander angeordnet.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass auf dem ersten Tapeelement ein drittes Tapeelement angeordnet wird, ein Trennelement an einem dritten Abschnitt des dritten Tapeelements auf dem dritten Tapeelement angeordnet wird, auf dem zweiten Tapeelement ein viertes Tapeelement angeordnet wird, wobei das vierte Tapeelement an dem dritten Abschnitt des dritten Tapeelements über das dritte Tapeelement verläuft, sodass das Trennelement zwischen dem dritten Tapeelement und dem vierten Tapeelement angeordnet ist, und ein über das dritte Tapeelement verlaufender vierter Abschnitt des vierten Tapeelements entfernt wird, wobei das dritte Tapeelement und das vierte Tapeelement aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind oder ein thermoplastisches Material umfassen. An einem Kreuzungsbereich von parallel zu dem ersten Tapeelement verlaufenden Tapeelementen und parallel zu dem zweiten Tapeelement verlaufenden Tapeelementen weisen dann jeweils die parallel zu dem zweiten Tapeelement verlaufenden Tapeelemente eine Unterbrechung auf. Es lässt sich dadurch ein besonders großer Kraftfluss in einer parallel zu dem ersten Tapeelement orientierten Richtung realisieren.
Insbesondere bildet dann das erste Tapeelement eine Stützstruktur für das dritte Tapeelement und/oder das zweite Tapeelement bildet eine Stützstruktur für das vierte Tapeelement.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der zweite Abschnitt des zweiten Tapeelements mittels des Trennelements entfernt wird und/oder dass das Trennelement während oder nach einer Entfernung des zweiten Abschnitts des zweiten Tapeelements entfernt wird.
Insbesondere wird das Trennelement jeweils nach Entfernen eines über das Trennelement verlaufenden Abschnitts eines Tapeelements entfernt.
Günstig kann es sein, wenn der zweite Abschnitt des zweiten Tapeelements von dem zweiten Tapeelement abgetrennt wird und insbesondere durch schneiden abgetrennt wird. Es lässt sich dadurch der zweite Abschnitt des zweiten Tapeelements auf technisch einfache Weise entfernen.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass mehrere Tapeelemente und/oder alle Tapeelemente, welche parallel zu dem ersten Tapeelement und/oder parallel zu dem zweiten Tapeelement verlaufen, eine gleiche Breite aufweisen. Die Tapeelemente werden dadurch bündig übereinander angeordnet.
Beispielsweise entspricht eine Breite mehrerer und/oder aller Tapeelemente, welche über dem ersten Tapeelement angeordnet werden oder angeordnet sind, und/oder welche parallel zu dem ersten Tapeelement verlaufen, einer Breite des ersten Tapeelements. Beispielsweise entspricht eine Breite mehrerer und/oder aller Tapeelemente, welche über dem zweiten Tapeelement angeordnet werden oder angeordnet sind, und/oder welche parallel zu dem zweiten Tapeelement verlaufen, einer Breite des zweiten Tapeelements.
Günstig kann es sein, wenn die Tapeelemente jeweils eine Breite von mindestens 5 mm und/oder höchstens 25 mm aufweisen, wobei insbesondere eine jeweilige Breite der Tapeelemente zumindest näherungsweise konstant ist. Es lassen sich dadurch Rippenelemente mit konstanter Breite ausbilden.
Beispielsweise weisen die Tapeelemente jeweils eine Dicke von mindestens 0,1 mm und/oder höchstens 0,3 mm auf, wobei insbesondere eine Dicke eines Tapeelements zumindest näherungsweise konstant ist. Die Tapeelemente lassen sich dadurch auf technisch einfache Weise verlegen und/oder anordnen.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das erste Tapeelement längs einer ersten Richtung orientiert ist und dass das zweite Tapeelement längs einer zweiten Richtung orientiert ist. Die erste Richtung und die zweite Richtung sind quer und insbesondere senkrecht zueinander orientiert.
Günstig kann es sein, wenn eine Breite eines Trennelements zumindest näherungsweise einer Breite eines Tapeelements entspricht, auf welchem das Trennelement angeordnet wird oder angeordnet ist. Insbesondere wird ein Abschnitt eines über dem Trennelement angeordneten Tapeelements entfernt, wobei eine Breite des Abschnitts des über dem Trennelement angeordneten Tapeelements einer Breite eines unterhalb des Trennelements angeordneten Tapeelements entspricht. Der Abschnitt des über dem Trennelement angeordneten Tapeelements wird insbesondere mittels des Trennelements vollständig entfernt.
Insbesondere entspricht eine Orientierung eines Trennelements in Längenrichtung des Trennelements einer Orientierung einer Längsrichtung eines Tapeelements, auf welchem das Trennelement angeordnet wird oder angeordnet ist. Beispielsweise ist das Trennelement parallel zu dem ersten Tapeelement oder parallel zu dem zweiten Tapeelement orientiert.
Das Trennelement ist beispielsweise aus einer Polyimidfolie hergestellt oder umfasst eine Polyimidfolie. Insbesondere ist oder umfasst das Trennelement eine Kaptonfolie.
Das Trennelement lässt sich insbesondere auf ein Tapeelement aufkleben. Als Trennelement wird beispielsweise Polyimidklebeband und/oder Kaptonklebeband verwendet.
Günstig kann es sein, wenn das Trennelement an einer der ersten Stützstruktur und/oder der zweiten Stützstruktur abgewandten Seite eines Tapeelements angeordnet wird oder angeordnet ist. Es lässt sich dadurch ein Abschnitt eines oberhalb des Trennelements angeordneten Tapeelements entfernen.
Unter einem Tapeelement ist insbesondere das erste Tapeelement und/oder das zweite Tapeelement und/oder das dritte Tapeelement und/oder das vierte Tapeelement zu verstehen.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Trennelement an einem obersten Tapeelement angeordnet wird oder angeordnet ist, wobei das oberste Tapeelement über dem ersten Tapeelement oder über dem zweiten Tapeelement angeordnet ist. Das oberste Tapeelement verläuft insbesondere parallel zu dem ersten Tapeelement oder zu dem zweiten Tapeelement. Es lassen sich dadurch dem ersten Rippenelement und/oder dem zweiten Rippenelement mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einfache Weise weitere Tapeelemente hinzufügen.
Beispielsweise weist das Trennelement eine Länge von mindestens 1 cm und/oder höchstens 5 cm auf.
Günstig kann es sein, wenn an einem Kreuzungsbereich von parallel zu dem ersten Tapeelement verlaufenden Tapeelementen und parallel zu dem zweiten Tapeelement verlaufenden Tapeelementen mindestens ein Brückenelement auf den Tapeelementen angeordnet wird oder angeordnet ist, wobei mindestens ein Brückenelement einem parallel zu dem ersten Tapeelement verlaufenden obersten Tapeelement zugeordnet wird oder zugeordnet ist und/oder mindestens ein Brückenelement einem parallel zu dem zweiten Tapeelement verlaufenden obersten Tapeelement zugeordnet wird oder zugeordnet ist, und wobei die Brückenelemente insbesondere aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind oder ein thermoplastisches Material umfassen. Mittels der Brückenelemente lässt sich ein erhöhter Kraftfluss in Richtung des ersten Tapeelements bzw. des zweiten Tapeelements erreichen.
Bei einer Ausführungsform ist oder wird auf einem Brückenelement mindestens ein weiteres Brückenelement angeordnet. Das mindestens eine weitere Brückenelement weist insbesondere eine geringere Länge auf als eine Länge des Brückenelements, auf welchem das mindestens eine weitere Brückenelement angeordnet ist.
Insbesondere wird oder ist mindestens ein Brückenelement auf einem obersten Tapeelement angeordnet, welches in Richtung des ersten Tapeelements verläuft und/oder es wird oder ist mindestens ein Brückenelement auf einem obersten Tapeelement angeordnet, welches in Richtung des zweiten Tapeelements verläuft.
Das mindestens eine Brückenelement wird oder ist beispielsweise an einem oberen Endbereich des Kreuzungsbereichs von in erster Richtung und in zweiter Richtung verlaufenden Tapeelementen angeordnet.
Mindestens ein Brückenelement wird oder ist insbesondere auf einem Tapeelement angeordnet, welches an dem oberen Endbereich des Kreuzungsbereichs eine Unterbrechung aufweist.
Beispielsweise werden die Brückenelemente mittels eines Tapelegeverfahrens verlegt und/oder angeordnet.
Günstig kann es sein, wenn das mindestens eine Brückenelement durchgängig von einem ersten Bereich eines dem mindestens einen Brückenelement zugeordneten Tapeelements zu einem zweiten Bereich des Tapeelements verläuft, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich auf gegenüberliegenden Seiten des Kreuzungsbereichs angeordnet sind. Das mindestens eine Brückenelement überdeckt dadurch insbesondere den Kreuzungsbereich. Es lässt sich dadurch insbesondere ein Kraftfluss in einer Längsrichtung des Brückenelements und/oder des dem Brückenelement zugeordneten Tapeelements erhöhen.
Das mindestens eine Brückenelement und das Tapeelement, auf welchem das mindestens eine Brückenelement angeordnet wird, weisen insbesondere ein gleiches Matrixmaterial auf.
An dem Kreuzungsbereich ist beispielsweise mindestens ein parallel zu dem zweiten Tapeelement verlaufendes Brückenelement über mindestens einem parallel zu dem ersten Tapeelement verlaufenden Brückenelement angeordnet (oder umgekehrt).
Günstig kann es sein, wenn ein Matrixmaterial der ersten Stützstruktur und/oder der zweiten Stützstruktur einem Matrixmaterial des auf der ersten Stützstruktur und/oder der zweiten Stützstruktur angeordneten oder anzuordnenden Tapeelements entspricht.
Beispielsweise weist die erste Stützstruktur und/oder die zweite Stützstruktur eine flache und/oder ebene Form auf. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass die erste Stützstruktur und/oder die zweite Stützstruktur eine gekrümmte Form aufweist.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine Anordnung der Tapeelemente mittels eines Tapelegeverfahrens erfolgt, bei dem das jeweilige Tapeelement und die jeweilige Stützstruktur auf eine oberhalb einer Schmelztemperatur des Tapeelements und der Stützstruktur liegende Temperatur erwärmt werden und das Tapeelement auf die jeweilige Stützstruktur gedrückt und/oder gepresst wird. Dadurch lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auf technisch einfache Weise durchführen.
Beispielsweise erfolgt das Anpressen und/oder Andrücken mittels einer Anpressvorrichtung, welche insbesondere eine Anpressrolle aufweist. Ein zu verlegendes und/oder anzuordnendes Tapeelement wird dann beispielsweise auf die Schmelztemperatur erwärmt und anschließend mittels der Anpressrolle auf die jeweilige Stützstruktur unter Bereitstellung eines Anpressdrucks abgerollt. Eine von der Anpressvorrichtung auf das Tapeelement ausgeübte Kraft ist insbesondere senkrecht zu der jeweiligen Stützstruktur orientiert.
Eine Erwärmung des Tapeelements auf die Schmelztemperatur erfolgt beispielsweise mittels Laserstrahlung.
Günstig kann es sein, wenn in zwischen Rippenelementen der Rippenstruktur befindlichen Zwischenräumen eine Zwischenstruktur angeordnet wird oder angeordnet ist, wobei die Zwischenstruktur insbesondere ein Schaummaterial ist oder umfasst. Es lässt sich dadurch beispielsweise ein Bauteil mit einer „Sandwich“-Struktur herstellen.
Die Zwischenstruktur ist oder umfasst insbesondere ein Schaumstoffmaterial.
Beispielsweise füllt die Zwischenstruktur die Zwischenräume der Rippenstruktur aus.
Die Zwischenstruktur wird beispielsweise verklebt und insbesondere mit der ersten Stützstruktur und/oder der zweiten Stützstruktur und/oder mit einem Grundelement und/oder mit einem oder mehreren Rippenelementen der Rippenstruktur verklebt.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass an einer Seite der Rippenstruktur und/oder an einer Seite einer zwischen Rippenelementen der Rippenstruktur angeordneten Zwischenstruktur mindestens ein Deckelelement angeordnet wird oder angeordnet ist. Es lässt sich dadurch beispielsweise ein Bauteil mit einer „Sandwich“-Struktur herstellen, wobei die Rippenstruktur zwischen einer Grundstruktur und dem Deckelelement angeordnet ist. Dieses Bauteil wird insbesondere mittels der Rippenstruktur verstärkt, sodass es eine erhöhte Stabilität aufweist.
Eine Befestigung des Deckelelements an den Rippenelementen erfolgt insbesondere mittels Ultraschallschweißen und/oder Widerstandsschweißen und/oder thermoplastischem Schweißen.
Beispielsweise ist das Deckelelement mittels Tapelegetechnologie hergestellt. Das Deckelelement ist insbesondere aus einem thermoplastischen Material hergestellt oder umfasst ein thermoplastisches Material.
Günstig kann es sein, wenn das Deckelelement ein gleiches Matrixmaterial wie die Rippenstruktur aufweist.
Bei einer Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass das mindestens eine Deckelelement mittels Tapelegetechnologie an der Seite der Rippenstruktur und/oder an der Seite der Zwischenstruktur hergestellt und/oder angeordnet wird.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Deckelelement durch Halteelemente an der Rippenstruktur und/oder der Grundstruktur gehalten ist. Beispielsweise sind oder werden Halteelemente zwischen dem Deckelelement und der Rippenstruktur und/oder der Grundstruktur angeordnet. Es kann weiter vorgesehen sein, dass Abstandshalter zwischen dem Deckelelement und dem Grundelement angeordnet werden oder angeordnet sind.
Erfindungsgemäß wird ein Vorkörper zur Herstellung einer Rippenstruktur gemäß des vorstehend beschriebenen Verfahrens bereitgestellt, umfassend ein erstes Tapeelement, welches an einer ersten Stützstruktur angeordnet ist, an einem ersten Abschnitt des ersten Tapeelements angeordnetes Trennelement, ein quer zu dem ersten Tapeelement orientiertes zweites Tapeelement, welches an einer zweiten Stützstruktur angeordnet ist, wobei das zweite Tapeelement an dem ersten Abschnitt des ersten Tapeelements über das erste Tapeelement verläuft, wobei das Trennelement zwischen dem ersten Tapeelement und dem zweiten Tapeelement angeordnet ist, und wobei das erste Tapeelement und das zweite Tapeelement aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind oder ein thermoplastisches Material umfassen.
Das Trennelement ist beispielsweise an einem Kreuzungsbereich des ersten Tapeelements und des zweiten Tapeelements angeordnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich insbesondere mittels des Vorkörpers durchführen.
Insbesondere wird der Vorkörper bei einer Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt.
Insbesondere weist der Vorkörper ein oder mehrere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens auf. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile.
Erfindungsgemäß wird eine Rippenstruktur bereitgestellt, umfassend ein in einer ersten Richtung orientiertes erstes Rippenelement und ein in einer zweiten Richtung orientiertes zweites Rippenelement, wobei die erste Richtung quer zu der zweiten Richtung orientiert ist, wobei das erste Rippenelement eine Mehrzahl von in der ersten Richtung orientierten ersten Fasern aufweist und das zweite Rippenelement eine Mehrzahl von in der zweiten Richtung orientierten zweiten Fasern aufweist, wobei an einem Kreuzungsbereich des ersten Rippenelements und des zweiten Rippenelements die ersten Fasern in einem ersten Bereich des Kreuzungsbereichs an dem Kreuzungsbereich an einer ersten Unterbrechung unterbrochen sind, und wobei die ersten Fasern in einem auf den ersten Bereich in Höhenrichtung der Rippenstruktur folgenden zweiten Bereich des Kreuzungsbereichs durchgängig durch den Kreuzungsbereich verlaufen. Insbesondere weisen die ersten Fasern und/oder die zweiten Fasern an dem Kreuzungsbereich keine Richtungskomponente und/oder keine Umlenkung in Höhenrichtung auf.
Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile.
Die erfindungsgemäße Rippenstruktur weist insbesondere ein oder mehrere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens auf. Insbesondere lässt sich die erfindungsgemäße Rippenstruktur mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellen.
Das erste Rippenelement und das zweite Rippenelement sind insbesondere aus einem thermoplastischen Material hergestellt oder umfassen ein thermoplastisches Material.
Insbesondere liegen die ersten Fasern einer ersten Faserlage und/oder die zweiten Fasern einer zweiten Faserlage jeweils zumindest näherungsweise in einer Ebene und/oder Fläche, welche quer und insbesondere senkrecht zu der Höhenrichtung der Rippenstruktur orientiert ist. Beispielsweise sind die ersten Fasern des ersten Rippenelements und die zweiten Fasern des zweiten Rippenelements jeweils als Faserlagen übereinander angeordnet.
Die Fläche kann sowohl flach als auch gekrümmt sein.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass an dem Kreuzungsbereich des ersten Rippenelements und des zweiten Rippenelements die ersten Fasern und die zweiten Fasern bezüglich der Höhenrichtung der Rippenstruktur jeweils abwechselnd übereinander angeordnet sind und/oder jeweils abwechselnd an einer an dem Kreuzungsbereich ausgebildeten Unterbrechung unterbrochen sind.
Günstig kann es sein, wenn an dem Kreuzungsbereich die ersten Fasern durch eine zweite Unterbrechung der zweiten Fasern verlaufen und/oder wenn an dem Kreuzungsbereich die zweiten Fasern durch die erste Unterbrechung der ersten Fasern verlaufen. Dadurch kreuzen sich die ersten Fasern und die zweiten Fasern an dem Kreuzungsbereich insbesondere niveaugleich und/oder ohne Höhenversatz in Höhenrichtung.
Insbesondere sind die jeweiligen Fasern vor und/oder nach einer jeweiligen Unterbrechung fortgesetzt und/oder weitergeführt.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die durch die zweite Unterbrechung verlaufenden ersten Fasern und die zweiten Fasern, welche an der zweiten Unterbrechung unterbrochen sind, zumindest näherungsweise in einer Ebene und/oder Fläche liegen, welche quer und insbesondere senkrecht zu der Höhenrichtung der Rippenstruktur orientiert ist und/oder dass die durch die erste Unterbrechung verlaufenden zweiten Fasern und die ersten Fasern, welche an der ersten Unterbrechung unterbrochen sind, zumindest näherungsweise in einer Ebene und/oder Fläche liegen, welche quer und insbesondere senkrecht zu der Höhenrichtung orientiert ist. Die ersten Fasern und die zweiten Fasern kreuzen sich dadurch an dem Kreuzungsbereich niveaugleich und/oder ohne Höhenversatz.
Insbesondere entspricht eine Breite der ersten Unterbrechung zumindest näherungsweise einer Breite des zweiten Rippenelements. Insbesondere entspricht eine Breite der zweiten Unterbrechung zumindest näherungsweise einer Breite des ersten Rippenelements.
Günstig kann es sein, wenn die ersten Fasern und die zweiten Fasern an dem Kreuzungsbereich zumindest näherungsweise in einer Ebene und/oder Fläche liegen, welche quer und insbesondere senkrecht zu der Höhenrichtung der Rippenstruktur orientiert ist.
Erfindungsgemäß wird ein Bauteil bereitgestellt, umfassend eine Grundstruktur und eine an der Grundstruktur angeordnete erfindungsgemäße Rippenstruktur.
Insbesondere weist das Bauteil ein oder mehrere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens, des erfindungsgemäßen Vorkörpers und/oder der erfindungsgemäßen Rippenstruktur auf.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Bauteil eine Zwischenstruktur aufweist, wobei die Zwischenstruktur in zwischen Rippenelementen der Rippenstruktur befindlichen Zwischenräumen angeordnet ist.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Bauteil mindestens ein Deckelelement aufweist, wobei das mindestens eine Deckelelement an einer der Grundstruktur abgewandten Seite der Rippenstruktur und/oder an einer der Grundstruktur abgewandten Seite einer Zwischenstruktur des Bauteils angeordnet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich insbesondere im Flugzeugbau und/oder im Automobilbau und/oder zur Herstellung von Sportgeräten einsetzen. Das erfindungsgemäße Verfahren kommt beispielsweise in allen Feldern zur Anwendung, in denen Fachwerkstrukturen oder versteifte Schalenstrukturen eingesetzt werden.
Falls nicht anders angegeben ist unter der Angabe „zumindest näherungsweise“ zu verstehen, dass ein Wert und/oder ein Abstand und/oder ein Winkel um höchstens 10 % von dem angegebenen Wert und/oder Abstand und/oder Winkel abweicht.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:

1(a) - (d) eine schematische Darstellung einer Abfolge von Verfahrensschritten zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Rippenstruktur;
2(a) - (d) eine schematische Darstellung einer Abfolge von weiteren Verfahrensschritten zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Rippenstruktur;
3 eine perspektivische Ansicht eines Kreuzungsbereichs von zwei herzustellenden Rippenelementen;
4 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Rippenstruktur, welche an einer Grundstruktur angeordnet ist;
5 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Bauteils, welches eine Grundstruktur, eine Rippenstruktur und ein Deckelelement umfasst; und
6 eine schematische Darstellung eines Kreuzungsbereichs von zwei Rippenelementen einer erfindungsgemäßen Rippenstruktur.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rippenstruktur ist in 4 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet. Die Rippenstruktur 10 umfasst eine Mehrzahl von Rippenelementen 12, welche jeweils quer und insbesondere senkrecht zueinander orientiert sind. Beispielsweise bilden die Rippenelemente 12 eine Fachwerkstruktur.
Bei einer Ausführungsform ist die Rippenstruktur 10 auf einer Grundstruktur 14 und/oder Schalenstruktur angeordnet (angedeutet durch den schraffierten Bereich in 4). Beispielsweise ist die Grundstruktur 14 eine Lage aus einem Kunststoffmaterial. Die Grundstruktur 14 ist beispielsweise aus einem thermoplastischen Material hergestellt oder umfasst ein thermoplastisches Material.
Die Grundstruktur 14 ist nicht notwendigerweise durchgehend ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass die Grundstruktur 14 beispielsweise eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist.
Die auf der Grundstruktur angeordnete Rippenstruktur 10 dient insbesondere zur Versteifung und/oder Verfestigung der Grundstruktur 14.
Die Rippenelemente 12 der Rippenstruktur 10 sind aus einem thermoplastischen Material hergestellt oder umfassen ein thermoplastisches Material.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Rippenstruktur bereitgestellt, wobei die Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in den 1 und 2 schematisch gezeigt sind.
Zur Herstellung eines ersten Rippenelements 12a einer Rippenstruktur 10 wird ein erstes Tapeelement 16 an einer ersten Stützstruktur 18 (schematisch angedeutet durch die Schraffierung in 1(a)) angeordnet. Das erste Tapeelement 16 verläuft parallel zu einer ersten Richtung 20.
An einem ersten Abschnitt 22 des ersten Tapeelements 16 wird ein Trennelement 24 angeordnet (1(b)). Das Trennelement 24 wird an einer der ersten Stützstruktur 18 abgewandten Seite 26 des ersten Tapeelements 16 angeordnet.
Anschließend wird zur Herstellung eines zweiten Rippenelements 12b ein in einer zweiten Richtung 28 orientiertes zweites Tapeelement 30 angeordnet, wobei das zweite Tapeelement 30 an dem ersten Abschnitt 22 des ersten Tapeelements 16 über das erste Tapeelement 16 und über das Trennelement 24 verläuft (1(c)).
Das zweite Tapeelement 30 wird an einer zweiten Stützstruktur 19 angeordnet, welche nicht notwendigerweise die gleiche Stützstruktur wie die erste Stützstruktur 18 ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die erste Stützstruktur 18 der zweiten Stützstruktur 19.
Die erste Richtung 20 ist quer und insbesondere senkrecht zur zweiten Richtung 28 orientiert.
In einer senkrecht zur ersten Stützstruktur 18 orientierten Höhenrichtung 32 ist das Trennelement 24 zwischen dem ersten Tapeelement 16 und dem zweiten Tapeelement 30 angeordnet. Ein zweiter Abschnitt 34 des zweiten Tapeelements 30 verläuft, bezüglich der Höhenrichtung 32, über das Trennelement 24 und/oder über die Seite 26 des ersten Tapeelements 16.
Das erste Tapeelement 16 und das zweite Tapeelement 30 verlaufen in einem Kreuzungsbereich 36 übereinander (1(c)). An diesem Kreuzungsbereich 36 zwischen dem ersten Tapeelement 16 und den zweiten Tapeelement 30 ist das Trennelement 24 zwischen dem ersten Tapeelement 16 und dem zweiten Tapeelement 30 angeordnet.
In einem nächsten Schritt wird der zweite Abschnitt 34 des zweiten Tapeelements 30, welcher sich in Höhenrichtung 32 über dem ersten Tapeelement 16 und dem Trennelement 24 befindet, entfernt und es wird das Trennelements 24 entfernt.
Der zweite Abschnitt 34 wird beispielsweise durch Schneiden des zweiten Tapeelements 30 und/oder mittels des Trennelements 24 entfernt.
Durch Entfernung des Trennelements 24 und des zweiten Abschnitts 34 des zweiten Tapeelements 30 wird an dem zweiten Tapeelement 30 eine Unterbrechung 38 ausgebildet (1(d)).
Die Anordnung des ersten Tapeelements 16 und des zweiten Tapeelements 30 auf der ersten Stützstruktur 18 und/oder der zweiten Stützstruktur 19 nach Entfernen des Trennelements 24 und des zweiten Abschnitts 34 ist in 1(d) dargestellt.
Das erste Tapeelement 16 ist an dem Kreuzungsbereich 36 durchgehend ausgebildet. An dem Kreuzungsbereich 36 verläuft das erste Tapeelement 16 durch die Unterbrechung 38.
Das zweite Tapeelement 30 ist an dem Kreuzungsbereich 36 unterbrochen und weist dort die Unterbrechung 38 auf.
Das zweite Tapeelement 30 umfasst zwei Teilelemente 40a und 40b. Die Teilelemente 40a und 40b sind an dem Kreuzungsbereich 36 durch die Unterbrechung 38 voneinander getrennt.
Das Teilelement 40a weist ein Ende 42a auf und das Teilelement 40b weist ein dem Ende 42a gegenüberliegendes Ende 42b auf. Die Unterbrechung 38 ist zwischen dem Ende 42a und dem Ende 42b ausgebildet. Das erste Tapeelement 16 und das zweite Tapeelement 30 verlaufen an dem Kreuzungsbereich 36, bezüglich der Höhenrichtung 32, insbesondere niveaugleich und/oder auf gleicher Höhe.
Das erste Tapeelement 16 ist beispielsweise ein Teil eines ersten herzustellenden Rippenelements 12a der Rippenstruktur 10 und das zweite Tapeelement 30 ist beispielsweise ein Teil eines herzustellenden zweiten Rippenelements 12b der Rippenstruktur 10.
Ein Rippenelement 12 der Rippenstruktur 10 wird beispielsweise aus mehreren Tapeelementen, welche in Höhenrichtung 32 schichtweise übereinander angeordnet sind, hergestellt. Beispielsweise lässt sich eine Höhe eines Rippenelements 12 in Höhenrichtung 32 durch eine Anzahl an Schichten aus Tapeelementen definieren, aus welchen das entsprechende Rippenelement besteht.
Zum schichtweisen Aufbau der herzustellenden Rippenelemente 12a, 12b lässt sich das Verfahren insbesondere wie in den 2(a) - (d) gezeigt fortsetzen.
Auf dem zweiten Tapeelement 30 wird ein drittes Tapeelement 44 angeordnet, welches parallel zur zweiten Richtung 28 orientiert ist (2(a)). Das zweite Tapeelement 30 dient dabei als Stützstruktur für das dritte Tapeelement 44. Insbesondere wird das dritte Tapeelement 44 an einer der ersten Stützstruktur 18 und/oder der zweiten Stützstruktur 19 abgewandten Seite 45 des zweiten Tapeelements 30 angeordnet.
An dem Kreuzungsbereich 36 verläuft das dritte Tapeelement 44 über den Abschnitt 22 des ersten Tapeelements 16.
An einem dritten Abschnitt 46 des dritten Tapeelements 44 wird ein Trennelement 48 angeordnet (2(b)). Das Trennelement 48 verläuft insbesondere durch den Kreuzungsbereich 36.
Der Kreuzungsbereich 36 des ersten Tapeelements 16 und des zweiten Tapeelements 30 ist zugleich ein Kreuzungsbereich des dritten Tapeelements 44 und eines vierten Tapeelements 50.
Unter dem Kreuzungsbereich 36 ist allgemein ein Kreuzungsbereich zwischen in erster Richtung 20 und in zweiter Richtung 28 verlaufenden Tapeelementen und/oder Rippenelementen 12a, 12b zu verstehen.
Das vierte Tapeelement 50 wird parallel zur ersten Richtung 20 angeordnet und verläuft an dem Kreuzungsbereich 36 über das dritte Tapeelement 44 und das Trennelement 48, wobei das Trennelement 48 in Höhenrichtung 32 zwischen dem dritten Tapeelement 44 und dem vierten Tapeelement 50 angeordnet ist (2(c)).
Ein vierter Abschnitt 52 des vierten Tapeelements 50 verläuft an dem Kreuzungsbereich 36 in Höhenrichtung 32 über das Trennelement 48.
Der vierte Abschnitt 52 des vierten Tapeelements 50 und das Trennelement 48 werden anschließend entfernt. Es wird dadurch das vierte Tapeelement 50 in zwei Teilelemente 54a und 54b unterteilt, wobei zwischen den Teilelementen 54a und 54b an dem Kreuzungsbereich 36 eine Unterbrechung 56 ausgebildet wird (2(d)). Durch die Unterbrechung 56 verläuft das dritte Teilelement 44.
Bei der in 2(d) gezeigten Anordnung umfasst das herzustellende erste Rippenelement 12a das erste Tapeelement 16 und das vierte Tapeelement 50. Das herzustellende zweite Rippenelement 12b umfasst das zweite Tapeelement 30 und das dritte Tapeelement 44.
Bei dem in 2(d) gezeigten Zustand verläuft das erste Tapeelement 16 durch die Unterbrechung 38 des zweiten Tapeelements 30. Das dritte Tapeelement 44 verläuft an dem Kreuzungsbereich 36 durch die Unterbrechung 56 des vierten Tapeelements 50.
An dem Kreuzungsbereich 36 ist das dritte Tapeelement 44, welches parallel zur zweiten Richtung 28 orientiert ist, bezüglich der Höhenrichtung 32 oberhalb des ersten Tapeelements 16, welches parallel zur ersten Richtung 20 verläuft, angeordnet.
Um den herzustellenden Rippenelementen 12a, 12b weitere Tapeelemente hinzuzufügen, werden beispielsweise die vorstehend beschriebenen und beispielsweise in den 1(a) - (d) und 2(a) - (d) dargestellten Verfahrensschritte wiederholt. Das vierte Tapeelement 50 dient dabei als Stützstruktur für ein weiteres hierauf anzuordnendes erstes Tapeelement und das dritte Tapeelement 44 dient als Stützstruktur für ein weiteres hierauf anzuordnendes zweites Tapeelement, usw.
Auf diese Weise können den herzustellenden Rippenelementen 12a, 12b weitere Tapeelemente hinzugefügt werden, bis eine gewünschte Höhe H des herzustellenden ersten Rippenelements 12a und/oder eine gewünschte Höhe H des herzustellenden zweiten Rippenelements 12b erreicht ist, wobei die Höhe H in Höhenrichtung 32 orientiert ist.
Mittels des beschriebenen Verfahrens lässt sich dadurch eine definierte Anzahl von Tapeelementen 58 schichtweise übereinander anordnen (3).
Die Höhe H eines herzustellenden Rippenelements 12 wird über eine Anzahl von Tapeelementen 58 definiert, aus denen das jeweilige herzustellende Rippenelement 12 aufgebaut ist.
Nach mehrfacher Ausführung der vorstehend beschriebenen und beispielsweise in den 1(a) - (d) und 2(a) - (d) dargestellten Verfahrensschritte weisen die herzustellenden Rippenelemente 12a, 12b jeweils eine Mehrzahl von Tapeelementen 58 auf, wie beispielsweise in 3 dargestellt.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das erste herzustellende Rippenelement 12a eine Mehrzahl von Tapeelementen 58a auf, welche parallel zur ersten Richtung 20 orientiert sind, und das zweite herzustellende Rippenelement 12b weist eine Mehrzahl von Tapeelementen 58b auf, welche jeweils parallel zur zweiten Richtung 28 orientiert sind.
Ein herzustellendes Rippenelement 12 weist die in Höhenrichtung 32 orientierte Höhe H auf, wobei die Höhe H als kürzester Abstand zwischen einem untersten Tapeelement 60 und einem obersten Tapeelement 62 eines herzustellenden Rippenelements 12 definiert ist.
An dem Kreuzungsbereich 36 von in erster Richtung 20 und in zweiter Richtung 28 verlaufenden Tapeelementen 58a, 58b sind bezüglich der Höhenrichtung 32 in erste Richtung 20 verlaufende Tapeelemente 58a und in zweite Richtung 28 verlaufende Tapeelemente 58b jeweils abwechselnd übereinander angeordnet.
Beispielsweise ist an dem Kreuzungsbereich 36 oberhalb eines in erster Richtung 20 verlaufenden Tapeelements 58a ein in zweiter Richtung 28 verlaufendes Tapeelement 58b angeordnet. Oberhalb dieses Tapeelements 58b ist dann ein weiteres in erster Richtung 20 verlaufendes Tapeelement 58a angeordnet, usw.
Bei einer Ausführungsform sind Brückenelemente 64 vorgesehen, welche an einem oberen Endbereich 66 des Kreuzungsbereichs 36 auf den Tapeelementen 58 angeordnet sind.
Ein Brückenelement 64 ist beispielsweise auf einem oder oberhalb eines obersten Tapeelements 62 eines herzustellenden Rippenelements 12 angeordnet. Ein Brückenelement 64 verläuft beispielsweise von einem ersten Bereich 68 des obersten Tapeelements 62 bis zu einem zweiten Bereich 70 des obersten Tapeelements 62, wobei der erste Bereich 68 und der zweite Bereich 70 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Kreuzungsbereichs 36 angeordnet sind. Ein Brückenelement 64 verläuft insbesondere an dem oberen Endbereich 66 über den Kreuzungsbereich 36.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Brückenelement 64a auf dem obersten Tapeelement 62 des herzustellenden zweiten Rippenelements 12b angeordnet. Das Brückenelement 64a verläuft von dem ersten Bereich 68 bis zu dem zweiten Bereich 70.
Bei einer Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass auf dem Brückenelement 64a ein oder mehrere weitere Brückenelemente angeordnet sind. Beispielsweise ist auf dem Brückenelement 64a ein weiteres Brückenelement 64b angeordnet. Das weitere Brückenelement 64b weist beispielsweise, bezüglich der zweiten Richtung 28, eine geringere Länge auf als das erste Brückenelement 64a.
Das erste Rippenelement 12a weist beispielsweise, ein oder mehrere Brückenelemente 64c, 64d auf, welche auf und/oder oberhalb eines obersten Tapeelements 62 des herzustellenden ersten Rippenelements 12a angeordnet sind.
Die Brückenelemente 64a, 64b, welche dem herzustellenden zweiten Rippenelement 12b zugeordnet sind, sind parallel zur zweiten Richtung 28 orientiert. Die Brückenelemente 64c, 64d, welche dem herzustellenden ersten Rippenelement 12a zugeordnet sind, sind parallel zur ersten Richtung 20 orientiert.
Ein Tapeelement 58 umfasst jeweils ein thermoplastisches Matrixmaterial und insbesondere Fasern 71 (angedeutet in 3), welche insbesondere Verstärkungsfasern sind. Die Fasern 71 sind insbesondere parallel zu einer Haupt-Faserorientierung 72 eines Tapeelements 58 orientiert, wobei die Haupt-Faserorientierung 72 insbesondere parallel zu einer Längsrichtung 74 des Tapeelements 58 orientiert ist.
Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel ist die erste Richtung 20 eine Längsrichtung 74 der Tapeelemente 58a des herzustellenden ersten Rippenelements 12a. Die zweite Richtung 28 ist eine Längsrichtung der Tapeelemente 58b des herzustellenden zweiten Rippenelements 12b.
Die Fasern 71 sind beispielsweise aus einem Kohlenstoffmaterial und/oder aus einem Glasfasermaterial hergestellt.
Das Matrixmaterial eines Tapeelements 58 ist ein thermoplastisches Material, wie beispielsweise Polyetheretherketon (PEEK).
Die Anordnung eines Tapeelements 58 erfolgt bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren beispielsweise mittels eines thermoplastischen Tapelegeverfahrens. Bei einem solchen Verfahren wird ein anzuordnendes Tapeelement 58 unmittelbar vor einer Ablegestelle auf einer Stützstruktur 18, 19 erwärmt. Es werden sowohl das Tapeelement 58 als auch die Stützstruktur 18, 19 auf eine Temperatur oberhalb einer Schmelztemperatur des Tapeelements 58 bzw. der Stützstruktur 18, 19 erwärmt. Die Erwärmung erfolgt beispielsweise mittels eines Laserstrahls. Anschließend wird das Tapeelement 58 insbesondere mittels einer Andruckrolle auf die Stützstruktur 18, 19 aufgedrückt und/oder aufgepresst. Es wird anschließend die Temperatur des Tapeelements wieder abgesenkt, sodass eine Verfestigung des Materials erfolgt.
Ein Verlegen und/oder Anordnen von Tapeelementen 58 erfolgt auf einer Stützstruktur 18, 19. Als Stützstruktur 18, 19 ist grundsätzlich jedes Material und/oder jede Struktur geeignet, auf welcher ein zu verlegendes Tapeelement 58 haftet. Vorzugsweise weist die Stützstruktur 18, 19 ein thermoplastisches Matrixmaterial auf. Insbesondere entspricht ein Matrixmaterial der Stützstruktur 18, 19 einem Matrixmaterial eines auf der Stützstruktur 18, 19 anzuordnenden und/oder zu verlegenden Tapeelements 58.
Die Stützstruktur 18, 19 ist beispielsweise ein thermoplastisches Tapeelement oder umfasst ein thermoplastisches Tapeelement. Beispielsweise ist die Stützstruktur 18, 19 eine aus thermoplastischen Tapeelementen hergestellte Grundstruktur 14.
Die Grundstruktur 14 ist insbesondere ein mehrlagiger Schichtverbund und/oder ein Laminat und/oder ein Bauteil, welches insbesondere ein thermoplastisches Matrixmaterial aufweist. Durch Aufbau einer Rippenstruktur 10 auf dieser Grundstruktur 14 lässt sich die Grundstruktur 14 insbesondere verstärken und/oder versteifen.
Es ist grundsätzlich auch möglich, einen Teil einer Maschine, mittels welcher die Tapeelemente 58 angeordnet und/oder verlegt werden, als Stützstruktur 18, 19 zu verwenden. Beispielsweise wird ein erstes Tapeelement 58 in einen Rahmen der Maschine eingespannt. Dieses erste Tapeelement 58 kann dann als Stützstruktur 18, 19 für hierauf anzuordnende weitere Tapeelemente 58 dienen.
Insbesondere weisen die Tapeelemente 58 eine konstante Breite B auf, wobei eine Breitenrichtung der Breite B quer und insbesondere senkrecht zu der Längsrichtung 74 eines Tapeelements 58 orientiert ist. Die Breite B beträgt beispielsweise 1,0 cm bis 1,5 cm.
Insbesondere weisen mehrere Tapeelemente 58 eines Rippenelements 12 eine gleiche Breite B auf. Die Tapeelemente 58 eines Rippenelements 12 sind beispielsweise bündig übereinander angeordnet.
Eine Dicke eines Tapeelements 58 beträgt beispielsweise 0,1 mm bis 0,2 mm.
Das Trennelement 48 ist insbesondere aus einem Polyimidmaterial hergestellt oder umfasst ein Polyimidmaterial. Beispielsweise ist das Trennelement 48 ein Polyimid-Klebeband und/oder ein Kaptonklebeband. Das Trennelement 48 lässt sich dadurch insbesondere auf ein Tapeelement 58 aufkleben und zu einem späteren Zeitpunkt wieder entfernen.
Eine Länge L des Trennelements 48 beträgt beispielsweise 1 cm bis 5 cm. Das Trennelement 48 wird insbesondere so auf einem Tapeelement 58 angeordnet, dass eine Längenrichtung der Länge L zumindest näherungsweise parallel zu einer Längsrichtung 74 des Tapeelements 58 orientiert ist.
Das Trennelement 48 weist insbesondere zumindest näherungsweise eine konstante Breite B2 auf, wobei eine Breitenrichtung der Breite B2 quer und insbesondere senkrecht zu einer Längenrichtung der Länge L orientiert ist.
Die Breite B2 des Trennelements 48 entspricht insbesondere einer Breite B eines Tapeelements 58, auf welchem das Trennelement 48 angeordnet wird. Beispielsweise betragen die Breite B und/oder die Breite B2 1,0 cm bis 1,5 cm.
Ein Matrixmaterial eines Brückenelements 64 entspricht insbesondere einem Matrixmaterial eines obersten Tapeelements 62, auf welchem das Brückenelement 64 angeordnet wird. Die Brückenelemente 64 weisen beispielsweise ein thermoplastisches Matrixmaterial auf. Beispielsweise sind die Brückenelemente 64 aus einem thermoplastischen Matrixmaterial hergestellt.
Eine Länge L2 eines Brückenelements 64 beträgt beispielsweise 5 cm bis 10 cm. Ein Brückenelement 64 wird insbesondere so angeordnet, dass eine Längenrichtung der Länge L2 zumindest näherungsweise parallel zu einer Längsrichtung 74 eines obersten Tapeelements 62 orientiert ist, welchem das jeweilige Brückenelement 64 zugeordnet ist.
Eine Breite B3 eines oder mehrerer Brückenelemente 64 entspricht insbesondere zumindest näherungsweise einer Breite B des obersten Tapeelements 62, welchem die Brückenelemente 64 zugeordnet sind. Beispielsweise beträgt die Breite B3 1,0 cm bis 1,5 cm.
Durch Konsolidierung der schichtweise übereinander angeordneten Tapeelemente 58 lässt sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Rippenstruktur 10 herstellen, welche eine Mehrzahl von Rippenelementen 12 aufweist (4). Die Rippenstruktur 10 umfasst die ersten Rippenelemente 12a, welche quer und insbesondere senkrecht zu den zweiten Rippenelementen 12b orientiert sind. Die ersten Rippenelemente 12a und die zweiten Rippenelemente 12b kreuzen sich an dem Kreuzungsbereich 36.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich beispielsweise eine Rippenstruktur 10 für ein Bauteil 75 (5) herstellen. Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Bauteil 75 eine Grundstruktur 14 mit einer auf der Grundstruktur angeordneten Rippenstruktur 10 auf. Die Grundstruktur 14 und die Rippenstruktur 10 weisen beispielsweise eine gekrümmte Oberfläche auf.
Die Rippenstruktur 10 ist oder wird insbesondere mit der Grundstruktur 14 verbunden und/oder auf der Grundstruktur 14 fixiert.
Zwischen Rippenelementen 12 der Rippenstruktur 10 sind jeweils Zwischenräume 76 ausgebildet.
Bei einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass in einem oder mehreren Zwischenräumen 76 eine Zwischenstruktur 78 angeordnet ist oder angeordnet wird. Ein oder mehrere Zwischenräume 76 werden beispielsweise mittels der Zwischenstruktur 78 ausgefüllt. Die Zwischenstruktur 78 ist oder umfasst beispielsweise ein Schaummaterial.
Die Zwischenstruktur 78 ist oder wird beispielsweise in die Zwischenräume 76 eingeklebt und/oder auf die Grundstruktur 14 aufgeklebt.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Bauteil 75 ein Deckelelement 80 auf, welches an einer der Grundstruktur 14 abgewandten Seite 82 der Rippenstruktur 10 und/oder an einer der Grundstruktur 14 abgewandten Seite 84 der Zwischenstruktur 78 angeordnet ist oder angeordnet wird. Das Deckelelement 80 ist beispielsweise aus einem thermoplastischen Matrixmaterial hergestellt und/oder mittels Tapelegetechnologie hergestellt. Beispielsweise umfasst das Deckelelement 80 einen mehrlagigen Schichtverbund aus thermoplastischen Tapeelementen.
Das Deckelelement 80 ist oder wird insbesondere mittels Ultraschall und/oder Widerstandsschweißen mit der Rippenstruktur 10 verbunden.
Bei einer Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem Deckelelement 80 und der Rippenstruktur 10 und/oder der Grundstruktur 14 Abstandshalter angeordnet sind oder werden.
Es lässt sich auf diese Weise ein Bauteil 75 mit einer Sandwich-Struktur herstellen.
Eine schematische Ansicht des Kreuzungsbereichs 36 des ersten Rippenelements 12a und des zweiten Rippenelements 12b ist in 6 dargestellt.
Das erste Rippenelement 12a ist parallel zu der ersten Richtung 20 orientiert und das zweite Rippenelement 12b ist parallel zu der zweiten Richtung 28 orientiert.
Das erste Rippenelement 12a weist jeweils schichtweise übereinander angeordnete erste Faserlagen 86 auf, wobei die ersten Faserlagen 86 jeweils in der Höhenrichtung 32 der Rippenstruktur 10 übereinander angeordnet sind. Die erste Faserlage 86 umfasst erste Fasern 88, welche zumindest näherungsweise parallel zu der ersten Richtung 20 orientiert sind.
Das zweite Rippenelement 12b weist zweite Faserlagen 90 auf, welche jeweils in Höhenrichtung 32 der Rippenstruktur 10 schichtweise übereinander angeordnet sind. Die zweite Faserlage 90 umfasst zweite Fasern 92, welche zumindest näherungsweise parallel zu der zweiten Richtung 28 orientiert sind.
Die erste Faserlage 86 und/oder die ersten Fasern 88 sind an dem Kreuzungsbereich 36 in Höhenrichtung 32 jeweils abwechselnd unterbrochen und durchgängig ausgebildet.
Beispielsweise weisen eine erste Faserlage 86a und/oder erste Fasern 88a an einem ersten Bereich 89a des Kreuzungsbereichs 36 eine erste Unterbrechung 94 auf. Eine erste Faserlage 86b und/oder erste Fasern 88b, welche unmittelbar über der ersten Faserlage 86a bzw. den ersten Fasern 88a liegen, sind beispielsweise an einem zweiten Bereich 89b des Kreuzungsbereichs 36 durchgängig ausgebildet.
Durch die erste Unterbrechung 94 verlaufen an dem Kreuzungsbereich 36 eine zweite Faserlage 90a und/oder zweite Fasern 92a.
Die zweite Faserlage 90a und/oder die zweiten Fasern 92a und die erste Faserlage 86a und/oder die ersten Fasern 88a liegen an der ersten Unterbrechung 94 zumindest näherungsweise in einer Ebene, welche beispielsweise quer und insbesondere senkrecht zu der Höhenrichtung 32 orientiert ist.
Eine zweite Faserlage 90b und/oder zweite Fasern 92b weisen an dem Kreuzungsbereich 36 eine zweite Unterbrechung 96 auf. Durch die zweite Unterbrechung 96 verlaufen an dem Kreuzungsbereich 36 die erste Faserlage 86b und/oder die ersten Fasern 88b.
Die erste Faserlage 86b und/oder die ersten Fasern 88b und die zweite Faserlage 90b und/oder die zweiten Fasern 92b liegen an der zweiten Unterbrechung 96 zumindest näherungsweise in einer Ebene, welche beispielsweise quer und insbesondere senkrecht zu der Höhenrichtung 32 orientiert ist.
Die erste Faserlage 86 und/oder die ersten Fasern 88 und/oder die zweite Faserlage 90 und/oder die zweiten Fasern 92 liegen an dem Kreuzungsbereich 36 zumindest näherungsweise in einer Ebene, welche quer und insbesondere senkrecht zu der Höhenrichtung 32 orientiert ist. Die erste Faserlage 86 und/oder die ersten Fasern 88 und/oder die zweite Faserlage 90 und/oder die zweiten Fasern 92 weisen an dem Kreuzungsbereich insbesondere keine Richtungskomponente und/oder keinen Versatz in der Höhenrichtung 32 auf.
Die erste Unterbrechung 94 weist eine Länge L3 auf, wobei eine Längenrichtung der Länge L3 parallel zu der ersten Richtung 20 orientiert ist. Die Länge L3 der ersten Unterbrechung 94 entspricht zumindest näherungsweise einer Breite B des zweiten Rippenelements 12b an dem Kreuzungsbereich 36.
Entsprechend weist die zweite Unterbrechung 96 eine Länge (nicht dargestellt auf), wobei die Längenrichtung parallel zu der zweiten Richtung 28 orientiert ist. Die Länge der zweiten Unterbrechung 96 entspricht zumindest näherungsweise einer Breite B des ersten Rippenelements 12a an dem Kreuzungsbereich 36.
Bezugszeichenliste

B: Breite
B2: Breite
B3: Breite
L: Länge
L2: Länge
L3: Länge
10: Rippenstruktur
12: Rippenelement
12a: erstes Rippenelement
12b: zweites Rippenelement
14: Grundstruktur
16: erstes Tapeelement
18: erste Stützstruktur
19: zweite Stützstruktur
20: erste Richtung
22: erster Abschnitt
24: Trennelement
26: Seite
28: zweite Richtung
30: zweites Tapeelement
32: Höhenrichtung
34: zweiter Abschnitt
36: Kreuzungsbereich
38: Unterbrechung
40a: Teilelement
40b: Teilelement
42a: Ende
42b: Ende
44: drittes Tapeelement
45: Seite
46: dritter Abschnitt
48: Trennelement
50: viertes Tapeelement
52: vierter Abschnitt
54a: Teilelement
54b: Teilelement
56: Unterbrechung
58: Tapeelement
58a: Tapeelement
58b: Tapeelement
60: unterstes Tapeelement
62: oberstes Tapeelement
64: Brückenelement
64a: Brückenelement
64b: Brückenelement
64c: Brückenelement
64d: Brückenelement
66: oberer Endbereich
68: erster Bereich
70: zweiter Bereich
71: Fasern
72: Hauptfaserorientierung
74: Längsrichtung
75: Bauteil
76: Zwischenraum
78: Zwischenstruktur
80: Deckelelement
82: Seite
84: Seite
86: erste Faserlage
86a: erste Faserlage
86b: erste Faserlage
88: erste Faser
88a: erste Faser
88b: erste Faser
89a: erster Bereich
89b: zweiter Bereich
90: zweite Faserlage
90a: zweite Faserlage
90b: zweite Faserlage
92: zweite Faser
92a: zweite Faser
92b: zweite Faser
94: erste Unterbrechung
96: zweite Unterbrechung

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Rippenstruktur (10), bei dem ein Rippenelement (12a, 12b) der Rippenstruktur (10) aus einem oder mehreren Tapeelementen (16, 30) hergestellt wird, bei dem - ein erstes Tapeelement (16) an einer ersten Stützstruktur (18) angeordnet wird, - ein Trennelement (24) an einem ersten Abschnitt (22) des ersten Tapeelements (16) auf dem ersten Tapeelement (16) angeordnet wird, - ein quer zu dem ersten Tapeelement (16) orientiertes zweites Tapeelement (30) an einer zweiten Stützstruktur (19) angeordnet wird, wobei das zweite Tapeelement (30) an dem ersten Abschnitt (22) des ersten Tapeelements (16) über das erste Tapeelement (16) verläuft, sodass das Trennelement (24) zwischen dem ersten Tapeelement (16) und dem zweiten Tapeelement (30) angeordnet ist, - und bei dem ein über das Trennelement (24) verlaufender zweiter Abschnitt (34) des zweiten Tapeelements (30) entfernt wird, - wobei das erste Tapeelement (16) und das zweite Tapeelement (30) aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind oder ein thermoplastisches Material umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem auf dem zweiten Tapeelement (30) ein drittes Tapeelement (44) angeordnet wird, wobei das dritte Tapeelement über den ersten Abschnitt (22) verläuft und wobei das dritte Tapeelement (44) aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist oder ein thermoplastisches Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem ein Trennelement (48) an einem dritten Abschnitt (46) des dritten Tapeelements (44) auf dem dritten Tapeelement (44) angeordnet wird, auf dem ersten Tapeelement (16) ein viertes Tapeelement (50) angeordnet wird, wobei das vierte Tapeelement (50) an dem dritten Abschnitt (46) des dritten Tapeelements (44) über das dritte Tapeelement (44) verläuft, sodass das Trennelement (48) zwischen dem dritten Tapeelement (44) und dem vierten Tapeelement (50) angeordnet ist, und bei dem ein über das dritte Tapeelement (44) verlaufender vierter Abschnitt (52) des vierten Tapeelements (50) entfernt wird, wobei das vierte Tapeelement (50) aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist oder ein thermoplastisches Material umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (34) des zweiten Tapeelements (30) mittels des Trennelements (24) entfernt wird und/oder dass das Trennelement (24) während oder nach einer Entfernung des zweiten Abschnitts (34) des zweiten Tapeelements (30) entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (34) des zweiten Tapeelements (30) von dem zweiten Tapeelement (30) abgetrennt wird und insbesondere durch Schneiden abgetrennt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines der Folgenden: - die Tapeelemente (16, 30, 44, 50; 58) weisen jeweils eine Breite (B) von mindestens 5 mm und/oder höchstens 25 mm auf; - eine jeweilige Breite (B) der Tapeelemente (16, 30, 44, 50; 58) ist zumindest näherungsweise konstant; - die Tapeelemente (16, 30, 44, 50; 58) weisen eine Dicke von mindestens 0,1 mm und/oder höchstens 0,3 mm auf; - eine jeweilige Dicke der Tapeelemente (16, 30, 44, 50; 58) ist zumindest näherungsweise konstant.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (24; 48) an einer der ersten Stützstruktur (18) und/oder der zweiten Stützstruktur (19) abgewandten Seite (26; 45) eines Tapeelements (16, 30, 44, 50; 58) angeordnet wird oder angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (24; 48) an einem obersten Tapeelement (62) angeordnet wird oder angeordnet ist, wobei das oberste Tapeelement (62) über dem ersten Tapeelement (16) oder über dem zweiten Tapeelement (30) angeordnet ist und/oder parallel zu dem ersten Tapeelement (16) oder zu dem zweiten Tapeelement (30) verläuft.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (24, 48) eine Länge (L) von mindestens 1 cm und/oder höchstens 5 cm aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Kreuzungsbereich (36) von parallel zu dem ersten Tapeelement (16) verlaufenden Tapeelementen (16, 30, 44, 50; 58) und parallel zu dem zweiten Tapeelement (30) verlaufenden Tapeelementen (16, 30, 44, 50; 58) mindestens ein Brückenelement (64) auf den Tapeelementen (16, 30, 44, 50; 58) angeordnet wird oder angeordnet ist, wobei mindestens ein Brückenelement (64) einem parallel zu dem ersten Tapeelement (16) verlaufenden obersten Tapeelement (62) zugeordnet wird oder zugeordnet ist und/oder mindestens ein Brückenelement (64) einem parallel zu dem zweiten Tapeelement (30) verlaufenden obersten Tapeelement (62) zugeordnet wird oder zugeordnet ist, und wobei die Brückenelemente (64) insbesondere aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind oder ein thermoplastisches Material umfassen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Brückenelement (64) durchgängig von einem ersten Bereich (68) eines dem mindestens einen Brückenelement (64) zugeordneten Tapeelements (16, 30, 44, 50; 58) zu einem zweiten Bereich (70) des Tapeelements (16, 30, 44, 50; 58) verläuft, wobei der erste Bereich (68) und der zweite Bereich (70) auf gegenüberliegenden Seiten des Kreuzungsbereichs (36) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Matrixmaterial der ersten Stützstruktur (18) und/oder der zweiten Stützstruktur (19) einem Matrixmaterial des auf der ersten Stützstruktur (18) und/oder der zweiten Stützstruktur (19) angeordneten oder anzuordnenden Tapeelements (16, 30, 44, 50; 58) entspricht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung der Tapeelemente (16, 30, 44, 50; 58) mittels eines Tapelegeverfahrens erfolgt, bei dem das jeweilige Tapeelement (16, 30, 44, 50; 58) und die jeweilige Stützstruktur (18, 19) auf eine oberhalb einer Schmelztemperatur des Tapeelements (16, 30, 44, 50; 58) und der Stützstruktur (18, 19) liegende Temperatur erwärmt werden und das Tapeelement (16, 30, 44, 50; 58) auf die jeweilige Stützstruktur (18, 19) gedrückt und/oder gepresst wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zwischen Rippenelementen (12a, 12b; 12) der Rippenstruktur (10) befindlichen Zwischenräumen (76) eine Zwischenstruktur (78) angeordnet wird oder angeordnet ist, wobei die Zwischenstruktur (78) insbesondere ein Schaummaterial ist oder umfasst.
Vorkörper zur Herstellung einer Rippenstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend ein erstes Tapeelement (16), welches an einer ersten Stützstruktur (18) angeordnet ist, an einem ersten Abschnitt (22) des ersten Tapeelements (16) angeordnetes Trennelement (24), ein quer zu dem ersten Tapeelement (16) orientiertes zweites Tapeelement (30), welches an einer zweiten Stützstruktur (19) angeordnet ist, wobei das zweite Tapeelement (30) an dem ersten Abschnitt (22) des ersten Tapeelements (16) über das erste Tapeelement (16) verläuft, wobei das Trennelement (24) zwischen dem ersten Tapeelement (16) und dem zweiten Tapeelement (30) angeordnet ist, und wobei das erste Tapeelement (18) und das zweite Tapeelement (30) aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind oder ein thermoplastisches Material umfassen.
Rippenstruktur, umfassend ein in einer ersten Richtung (20) orientiertes erstes Rippenelement (12a) und ein in einer zweiten Richtung (28) orientiertes zweites Rippenelement (12b), wobei die erste Richtung (20) quer zu der zweiten Richtung (28) orientiert ist, wobei das erste Rippenelement (12a) eine Mehrzahl von in der ersten Richtung (20) orientierten ersten Fasern (88) aufweist und das zweite Rippenelement (12b) eine Mehrzahl von in der zweiten Richtung (28) orientierten zweiten Fasern (92) aufweist, wobei an einem Kreuzungsbereich (36) des ersten Rippenelements (12a) und des zweiten Rippenelements (12b) die ersten Fasern (88) in einem ersten Bereich (89a) des Kreuzungsbereichs (36) an dem Kreuzungsbereich (36) an einer ersten Unterbrechung (94) unterbrochen sind, und wobei die ersten Fasern (88) in einem auf den ersten Bereich (89a) in Höhenrichtung (32) der Rippenstruktur folgenden zweiten Bereich (89b) des Kreuzungsbereichs (36) durchgängig durch den Kreuzungsbereich (36) verlaufen.
Rippenstruktur nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kreuzungsbereich (36) des ersten Rippenelements (12a) und des zweiten Rippenelements (12b) die ersten Fasern (88) und die zweiten Fasern (90) bezüglich der Höhenrichtung (32) der Rippenstruktur jeweils abwechselnd übereinander angeordnet sind und/oder jeweils abwechselnd an einer an dem Kreuzungsbereich (36) ausgebildeten Unterbrechung (94; 96) unterbrochen sind.
Rippenstruktur nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kreuzungsbereich (36) die ersten Fasern (88b) durch eine zweite Unterbrechung (96) der zweiten Fasern (92b) verlaufen und/oder dass an dem Kreuzungsbereich (36) die zweiten Fasern (92a) durch die erste Unterbrechung (94) der ersten Fasern (88a) verlaufen.
Rippenstruktur nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die zweite Unterbrechung (96) verlaufenden ersten Fasern (88b) und die zweiten Fasern (92b), welche an der zweiten Unterbrechung (96) unterbrochen sind, zumindest näherungsweise in einer Ebene und/oder Fläche liegen, welche quer und insbesondere senkrecht zu der Höhenrichtung (32) der Rippenstruktur orientiert ist, und/oder dass die durch die erste Unterbrechung (94) verlaufenden zweiten Fasern (92a) und die ersten Fasern (88a), welche an der ersten Unterbrechung (94) unterbrochen sind, zumindest näherungsweise in einer Ebene und/oder Fläche liegen, welche quer und insbesondere senkrecht zu der Höhenrichtung (32) orientiert ist.
Bauteil, umfassend eine Grundstruktur (14) und eine an der Grundstruktur angeordnete Rippenstruktur (10) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19.