DE19721586A1 - Dreidimensionale Gitterstruktur sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dreidimensionale Gitterstruktur, die mindestens über­ wiegend aus Dreiecken besteht, welche vorzugsweise an ihren jeweiligen Ecken fest mitein­ ander verbunden sind und so eine räumliche Struktur aufspannen.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung einer entsprechenden dreidimensionalen Gitterstruktur.

Dreidimensionale Gitterstrukturen, die überwiegend oder ausschließlich aus Dreiecken beste­ hen, welche an ihren Ecken miteinander verbunden sind, sind schon seit langem bekannt, z. B. in Form von sogenannten Gitterstabtragwerken oder -trägern, die als Deckenträger oder Deckenkonstruktionen in Gebäuden Verwendung finden. Solche Gitterträger oder Gittertrag­ werke verknüpfen die Vorteile eines relativ geringen Gewichts mit einer relativ hohen Tragfä­ higkeit.

Es ist jedoch bisher nicht gelungen, entsprechende Gitterstrukturmaterialien auch in kleinem Maßstab einzusetzen, d. h. für relativ kleine oder auch sehr dünne Bauteile, wie z. B. Bleche, Holme, Querträger und andere derartige Teile, wie sie z. B. im Kraftfahrzeugbau und auch im Flugzeugbau Verwendung finden. Im Fahrzeug- und Flugzeugbau werden im allgemeinen hinreichend dicke Bleche, Hohlbauteile, massive Träger oder Verbundwerkstoffe verwendet, um Teile herzustellen, die den auftretenden Belastungen gewachsen sind. Diese Teile benöti­ gen oftmals sehr viele Masse, um die gewünschte Festigkeit bereitstellen zu können und haben ein dementsprechend hohes Gewicht.

Die herkömmliche Herstellung von Gittertragwerken, wie sie z. B. im Hochbau Verwendung finden, und bei welcher jeder einzelne Stab eines Gittertragwerkes mit den anderen Stäben verschraubt oder verschweißt wird, wäre für die im Fahrzeug- und Flugzeugbau übliche Massenproduktion und angesichts der geringen Größe der dabei oftmals verwendeten Teile viel zu aufwendig, denn bei der Größe der im Fahrzeugbau verwendeten Teile müßten die einzelnen Gitterelemente, konkret die Dreiecke und Dreiecksseiten relativ klein sein, was bei wiederum großflächigen Teilen eine Vielzahl punktueller Verbindungen bedeutet, die mit herkömmlichen Verfahren wirtschaftlich bisher nicht herzustellen sind.

Es versteht sich, daß die Bereiche des Fahrzeug- und Flugzeugbaus hier nur beispielhaft genannt sind und daß es selbstverständlich auch andere Bereiche gibt, in welchen zum Beispiel Bleche oder Holme oder allgemein Teile, die in mindestens einer Dimension relativ kleine Abmessungen haben, von Vorteil wären, wenn sie eine hohe Tragfähigkeit und Biegefestigkeit mit einem geringen Gewicht und geringen Abmessungen verbinden könnten. Aber auch für größer dimensionierte Teile, wie sie im Prinzip bekannt sind, besteht durchaus noch das Bedürfnis, entsprechende Herstellungsverfahren zu einfachen, bzw. diese Verfahren preis­ werter und effektiver zu gestalten.

Die Anmelder der vorliegenden Erfindung haben bereits in der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. WO 97/04897 eine Gitterstruktur sowie Verfahren zu ihrer Her­ stellung offenbart, die den Bedürfnissen nach entsprechenden Gitterstrukturmaterialien mit - mindestens in einer Dimension geringen - Abmessungen, geringem Gewicht und hoher Tragfä­ higkeit bzw. Biegefestigkeit verknüpfen, Rechnung tragen.

Gegenüber diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den kon­ kreten Aufbau solcher Gitterstrukturen sowie Verfahren und Vorrichtungen zu deren Her­ stellung noch weiter zu ergänzen und zu vervollkommnen. Dabei geht es unter anderem auch darum, Gitterstrukturen einer Größe herzustellen, die einen mittleren Bereich zwischen Gitterstrukturen, die aus sehr kleinen, feinen und kurzen bzw. kurz abgewinkelten Drähten hergestellt werden, einerseits und den bekannten Gittertragwerken andererseits abdecken.

Hinsichtlich der dreidimensionalen Gitterstruktur selbst wird die der Erfindung zugrundeliegen­ de Aufgabe dadurch gelöst, daß die Struktur durch Gießen, Spritzgießen bzw. Druckguß, durch festes verbinden, wie zum Beispiel Verschweißen oder Verkleben, ebener und/oder gewellter oder gefalteter zweidimensionaler Gitter oder aber durch schichtweises Aufbauen, wie zum Beispiel durch Stereolithografie, durch Beschichten bestehender dreidimensionaler Gitter­ strukturen oder irgendeine Kombination der vorgenannten Verfahren hergestellt ist.

Dabei sind im wesentlichen zwei verschiedene Typen von dreidimensionalen Gitterstrukturen besonders bevorzugt, nämlich ein erster Typ, der mindestens teilweise aus Metall besteht, und ein zweiter Typ, der nicht aus Metall, sondern zum Beispiel aus Keramik oder auch aus Wachs oder Kunststoff besteht. Der letztgenannte Typ von dreidimensionalen Gitterstrukturen wird vorzugsweise als Form- und Beschichtungsgegenstand verwendet und hat insoweit die Funktion eines Zwischenproduktes, aus welchem schließlich eine im allgemeinen metallische oder mindestens teilweise metallische Gitterstruktur hergestellt wird. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, auch diese Gitterstrukturen, insbesondere wenn sie aus Kunststoff bestehen, als entsprechende Trägermaterialien zu verwenden, wobei eine solche Gitterstruktur aus Kunststoff den Vorteil einer im Vergleich zu Metall geringeren Wärmeleitfähigkeit und der elek­ trischen Isolationsfähigkeit hat. Auch Hybtid- oder Kompositwerkstoffe, wie zum Beispiel ein Metall-Keramikverbund, glasfaser- oder kohlefaserverstärkte Kunststoffe, kommen für die Herstellung entsprechender Gitterstrukturen in Frage.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der dreidimensionalen Gitterstruktur, bei welcher alle die Dreiecksseiten definierenden, linearen Elemente mindestens fünf verschiedene Gruppen bilden, wobei die Elemente einer Gruppe dadurch definiert sind, daß sie jeweils parallel zueinander verlaufen. Dagegen verlaufen die Elemente verschiedener Gruppen jeweils unter einem Winkel geneigt zueinander. Die im wesentlichen linearen Elemente können zum Teil auch Rechteck- oder Trapezformen oder auch allgemeine Viereckformen aufspannen.

Bevorzugt ist dabei eine Variante, wobei auch eine sechste Gruppe paralleler Elemente vorgesehen ist, die mit den übrigen Elementen einen Winkel von mehr als Null Grad einschlie­ ßen.

So kann beispielsweise ein gefaltetes Gitter im wesentlichen aus gleichseitigen oder gleich­ schenkligen Dreiecken oder aber Rauten bestehen und durch ein ebenes Quadrat- oder Rechteckgitter oben und unten abgedeckt sein, wobei die Kreuzungs- bzw. Eckpunkte der Quadrate bzw. Rechtecke mit den Eckpunkten der Rauten oder Dreiecke in der oberen und unteren Knotenebene des gefalteten Gitters zusammenfallen und dort mit dem gefalteten Gitter verbunden sind, und wobei zusätzlich noch die Rechteck- oder Quadratgitter der ebenen Gitter mit mindestens einer diagonalen Verstrebung versehen sind.

Die Begriffe "gefaltet" bzw. "Falte", umfassen im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht nur scharfkantig gefaltete, sondern auch abgerundete, mehr oder weniger wellenförmige Strukturen.

Auch die Dreiecke, aus welchen die Struktur sich insgesamt zusammensetzt, liegen in ins­ gesamt fünf verschiedenen, relativ zueinander geneigten Ebenen bzw. in fünf verschiedenen Gruppen von Ebenen mit innerhalb einer Gruppe jeweils parallelen Ebenen.

Wie das Beispiel eines gefalteten Rautengitters oder Dreieckgitters zeigt, wobei im Falle der Rauten die Faltlinien entlang von Diagonalen der Rauten verlaufen und im Falle von Dreiecken die Faltlinien entlang paralleler Dreiecksseiten verlaufen, und wobei die gefalteten Gitter durch ein Rechteckgitter oder Quadratigitter auf der Oberseite und Unterseite abgedeckt sind, daß die Struktur nicht notwendigerweise ausschließlich aus Dreiecken zusammengesetzt sein muß, da die obere und untere Ebene, wie bereits erwähnt, aus einem Rechteckgitter bestehen kann. Dieses kann allerdings durch Vorsehen einer diagonalen Verbindung in jedem der Rechtecke zu einem Gitter aus gleichseitigen Dreiecken ergänzt werden, so daß dann wiederum die gesamte Gitterstruktur ausschließlich aus Dreiecken zusammengesetzt ist. Dabei darf als bekannt vorausgesetzt werden, daß Dreiecke vor allem deshalb eine stabile räumliche Struktur haben, weil man die Winkel zwischen den einzelnen Dreiecksseiten nur dann ändern kann, wenn man gleichzeitig auch die Länge der Dreiecksseiten ändert. Dem stehen die dabei auftretenden Zug- und Druckspannungskräfte in den einzelnen Seitenelementen entgegen, so daß aus Dreiecken zusammengesetzte Strukturen sehr formstabil sind. Dabei wird die dreidimensionale Form­ stabilität vor allem auch dadurch erreicht, daß die Dreiecke bzw. Dreiecksseiten so miteinander verbunden sind, daß in der Gitterstruktur Tetraeder- oder Pyramidenformen aufgespannt werden, so daß der Verformungswiderstand der Dreiecke in jeder Raumrichtung wirksam wird.

Besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weichen nicht prinzipiell von den vorher beschriebenen Ausführungsformen ab, modifizieren diese jedoch geringfügig, indem z. B. ein Teil der Dreieckselemente gekrümmt verläuft oder aber die bei den zuvor beschriebenen Strukturen linear entlang einer Geraden hintereinander verlaufenden einzelnen Dreiecksseiten oder Gitterelemente jeweils mit dem vorangehenden und dem nachfolgenden Element einen kleinen Winkel einschließen, so daß sie insgesamt einen Krümmungsbogen definieren. Wenn dies parallel mit mehreren Serien linearer Dreiecksseiten geschieht, so wird die zuvor beschrie­ bene, im wesentlichen auch aus ebenen Schichten aufgebaute Gitterstruktur nur dahingehend modifiziert, daß sie nunmehr durch Flächen begrenzt ist, die mindestens teilweise im Raum gekrümmt verlaufen. Auf einer kleinen Skala betrachtet, unterscheiden sich solche gekrümm­ ten Gitterstrukturen praktisch nicht von den ebenen Gitterstrukturen, da die Winkel zwischen eng benachbarten, bei exakt ebenen Gitterstrukturen parallel oder entlang einer geraden Linie ausgerichteten Dreiecksseiten sehr klein sind und erst über größere Abstände hinweg deutli­ cher werden. Die mechanischen Eigenschaften einer solchen Gitterstruktur unterscheiden sich daher ebenfalls nicht nennenswert von den ebenen Gitterstrukturen. Anschaulich kann man sich die durch gekrümmte Flächen begrenzten räumlichen Gitterstrukturen am besten aus Gitterstrukturen hergestellt denken, die den oben beschriebenen, ebenen Schichtaufbau aus ebenen und gefalteten Lagen haben und die großräumig und gleichmäßig verformt werden, wobei die Verformung gleichmäßig auf jede einzelne Dreieckszelle der an der Verformung beteiligten Gitterstrukturelemente verteilt werden. Jedes einzelne Dreieck ist dann nur sehr geringfügig gegenüber dem entsprechenden Dreieck in einer ebenen Gitterstruktur verformt, die kleine Verformungen benachbarter Dreiecke summieren sich jedoch über eine große Zahl von Dreiecken auf, so daß insgesamt die Verformung deutlich sichtbar wird und viele beliebige Formen hierdurch herstellbar sind. Die Krümmungsradien der Verformung sind also groß gegen die Länge der Seiten der elementaren Dreiecke, aus welchen die Gitterstruktur aufgebaut ist.

Im übrigen können die erfindungsgemäßen Gitterstrukturen jedoch auch scharfe Abwinklungen aufweisen, insbesondere um Winkel, die sich zwischen den Dreiecken bzw. Ebenen aus linearen Elementen der Struktur ohnehin ergeben oder zusammensetzen lassen.

Für manche Anwendungszwecke ist eine Ausführungsform der Erfindung besonders bevorzugt, bei welchen die einzelnen Dreiecksseiten aus hohlen, rohrförmigen Elementen gebildet werden. Es versteht sich, daß diese hohlen, rohrförmigen Elemente vorzugsweise alle miteinander zusammenhängen, so daß das Innere eines solchen Gitterstrukturmaterials auch zur Hindurch­ leitung von Flüssigkeiten oder Gasen verwendet werden kann. Gleichzeitig und zusätzlich zu der Gewichtsersparnis, die ohnehin schon dadurch erreicht wird, daß die gesamte Struktur nur aus einzelnen, im wesentlichen stabförmigen Elementen zusammengesetzt sind, die ein räumliches Gitter aufspannen, und somit eine sehr geringe Dichte und ein entsprechend geringes Gewicht hat, wird das Gewicht der Struktur noch weiter dadurch verringert, daß auch die einzelnen Stabelemente hohl sind.

Diese hohlen, rohrförmigen Elemente können dann, wie bereits erwähnt, als Transportwege für Flüssigkeiten oder Gase dienen, und sie können auch mit einem anderen Material gefüllt sein, das vorzugsweise leichter ist als das Material, aus welchem die rohrförmigen Elemente bestehen, um insgesamt noch eine effektive Gewichtsersparnis zu erhalten. Zweckmäßig kann es auch sein, wenn das Rohrmaterial sich mit dem Füllmaterial chemisch oder physikalisch verbindet. Zum Beispiel kann das Füllmaterial porös sein, und das nachträglich auf das Füll­ material aufgebrachte Rohrmaterial kann in diese Poren eindringen und so eine enge Ver­ bindung mit dem Füllmaterial herstellen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht die dreidimensionale Gitterstruktur aus einem Gußmaterial, wobei es sich versteht, daß eine solche, aus Gußmaterial bestehende Struktur durch Eingießen des Materials in eine entsprechende Hohlform hergestellt worden ist.

Bezüglich der gefalteten Gitter ist es z. B. möglich, die Größe oder Höhe, gegebenenfalls auch die Winkel, der Dreiecke oder Rauten, aus welchen das gefaltete Gitter gebildet wird, zu­ mindest in einer Richtung, nämlich in Richtung quer zu den Faltlinien, kontinuierlich zu ver­ größern, so daß entweder die Faltenhöhe oder der Faltenabstand oder beide entsprechend kontinuierlich zunehmen müssen. Wenn man den Faltenabstand konstant hält, so verlaufen die obere und die untere Ebene des gefalteten Gitters nicht mehr parallel, sondern unter einem kleinen Winkel geneigt zueinander. Auch solche keilförmigen Gitterstrukturelemente sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Rauten- oder Dreiecksform und -Größe kann sich kontinuierlich auch wieder in umgekehrter Richtung verändern, so daß zum Beispiel eine sich zu zwei Seiten keilförmig verjüngende Struktur entsteht. In Verbindung mit der Verformung bzw. dem Herstellen im verformten Zustand kann man eine Vielzahl verschieden geformter Bauteile und Elemente aus den erfindungsgemäßen Gitterstrukturen herstellen. So kann man z. B. die Begrenzungsebenen eines im Prinzip flachen, ebenen Gitterstrukturmaterials in sich verdrehen, so daß die Begrenzungsebenen entlang von Schraubenflächen verlaufen. Ebenso können die Gitterstrukturen durch teilkreisförmige oder zylindrische Wände begrenzt werden.

Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung einer dreidimensionalen Gitterstruktur, die minde­ stens überwiegend aus Dreiecken besteht, welche vorzugsweise an ihren jeweiligen Ecken fest miteinander verbunden sind und so eine räumliche Struktur aufspannen, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gemäß einer Ausführungsform dadurch gelöst, daß die Struktur durch Gießen in eine Hohlform, vorzugsweise aus Formsand, hergestellt wird.

Gemäß einem weiteren alternativen Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden dreidimen­ sionalen Gitterstruktur wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein Modell der Gitterstruktur hergestellt und das Modell mit dem Material, aus welchem die Gitterstruktur später mindestens teilweise bestehen soll, beschichtet wird. Dieses Verfahren führt zu der bereits beschriebenen Variante einer Gitterstruktur, bei welcher die einzelnen Elemente, welche die Dreiecksseiten bilden, aus hohlen, rohrförmigen Teilen bestehen, die mit dem Material des Modells gefüllt sind. Diese Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hat den Vorteil, daß für das Modell ein Material gewählt werden kann, welches die Herstellung des Modells besonders einfach macht, ohne daß es auf eine mechanische Festigkeit und Tragfähigkeit des Modells ankäme, denn diese wird anschließend erst durch das Beschichtungsmaterial erzielt, wobei alternativ dieses Beschichtungsmaterial auch Formsand sein kann, was bedeutet, daß das Modell ein erstes Positiv ist, welches zur Herstellung der aus Formsand bestehenden Negativ­ form verwendet wird.

Es ist deshalb zweckmäßig, wenn in einem ersten Schritt ein Modell des Gitters aus einem im Vergleich zu dem endgültigen Material der Gitterstruktur leicht schmelzbaren und im flüssigen Zustand gut fließfähigen Material hergestellt wird. Gegebenenfalls kann eine entsprechende Form auch evakuiert werden, um ein Hineinfließen bzw. Hineinsaugen des Materials zu erleich­ tern. Man kann dann ein solches Modell z. B. in einer wiederverwendbaren Metallform her­ stellen und anschließend in der gewünschten Weise beschichten, während das endgültige Material der Gitterstruktur in einer vergleichbaren Form nicht ohne weiteres herstellbar wäre, weil es z. B. eine viel zu hohe Schmelztemperatur hätte oder mit dem Material der Form eine Verbindung eingehen würde.

Ein Modell und eine daraus entstehende komplette Gitterstruktur kann im übrigen auch aus zwei identischen Grundstrukturelementen aufgebaut sein, wobei jedes dieser Grundstruktur­ elemente aus parallel in einer Ebene liegenden und im wesentlichen eindimensionalen Elemen­ ten besteht, die durch eine weitere Gruppe paralleler, im wesentlichen eindimensionaler Elemente miteinander verbunden sind, welche jedoch in einem Zickzackmuster gefaltet sind und aus der Ebene der erstgenannten Elemente hervorstehen und nur mit jeder zweiten Ecke mit je einem der ersten parallelen Elemente verbunden sind. Zweckmäßigerweise schließen die zickzackförmigen Elemente und die linearen Elemente in der Draufsicht einen Winkel von 45° miteinander ein. Man kann dann ein zweites, identisches Grundstrukturelement gegenüber dem erstgenannten um 180° wenden und mit den einander zugewandten hervorstehenden Ecken des Zackenmusters ineinanderlegen, so daß die hervorstehenden Ecken des Zackenmusters des einen Gitters in die Täler zwischen den hervorstehenden Ecken des anderen Musters eingreifen, die bereits auf der anderen Seite mit den geradlinigen Elementen verbunden sind. Eine solche Gitterstruktur ist dann zwar bezüglich Biegungen um eine zu den linearen Elemen­ ten parallele Achse noch sehr nachgiebig, jedoch kann diese Eigenschaft in vorteilhafter Weise für die Herstellung zylindrischer bzw. rohrförmiger oder auch teilzylindrischer Gitterstrukturen ausgenutzt werden, indem eine Verformung um eine solche Achse erfolgt und in Umfangs­ richtung verlaufende Aussteiffungen, z. in Form paralleler Streifen oder in Form eines Dreiecks­ gitters oder Rechteckgitters, und gegebenenfalls auch in Form von Platten oder Folien oder einer Kombination dieser Elemente, erst nach dem Verformen an der Außen- und/oder der Innenseite eines solchen zylindrischen oder teilzylindrischen Elementes angebracht werden.

Auch bei ebenen Gitterstrukturen können selbstverständlich nach der Herstellung einer solchen Gitterstruktur die parallelen geradlinigen Elemente noch durch Querstreben zu Rechtecken oder Dreiecken ergänzt werden.

Alternativ können Modelle auch aus zwei verschiedenen Grundstrukturen aufgebaut werden, wobei in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine solche Grundstruktur entweder aus einem Rautengitter besteht, welches entlang von Faltlinien wechselseitig gefaltet ist, die durch die parallelen (kürzeren) Diagonalen der Rauten definiert werden. Es können aber entlang dieser Rautendiagonalen auch zusätzliche Verbindungselemente vorgesehen sein, so daß sich insgesamt ein Dreiecksgitter ergibt, welches dann entlang genau derselben Faltlinien wie das Rautengitter gefaltet wird, mit dem Unterschied, daß nunmehr entlang dieser Faltlinien auch Dreiecksseiten verlaufen. Die Rauten bzw. Dreiecke sind vorzugsweise gleichseitige Rauten bzw. gleichschenklige Dreiecke mit prinzipiell beliebigen Winkeln zwischen den Seiten.

Neben diesem gefalteten Dreiecks- oder Rautengitter wird noch ein Rechteckgitter, z. B. ein Quadratgitter, hergestellt, welches jedoch in den Rechtecken oder Quadraten noch zusätzliche Diagonalverbindungen aufweisen kann, so daß sich insgesamt ein Gitter aus rechtwinkligen Dreiecken ergibt, die sich jeweils zu einem Rechteck oder Quadrat ergänzen. Der Gitterabstand in dem Rechteckgitter ist so bemessen, daß er genau mit dem Faltenabstand des gefalteten Gitters zusammenpaßt, und außerdem hat auch die kurze Diagonale des Rautengitters bzw. die entsprechende Seite des Dreiecksgitters genau das Maß einer der Seiten des Rechtecks bzw. des Quadrates. Dementsprechend kann das gefaltete Gitter so auf ein derartiges Rechteckgit­ ter aufgelegt werden, daß die in einer Ebene liegenden Eckpunkte der Rauten bzw. Eckpunkte von Dreiecken genau mit den Gitterpunkten des Rechteckgitters zusammenfallen, und die Teile können in dieser Position miteinander verbunden werden. Auch auf die andere Seite kann ein entsprechendes Rechteckgitter aufgelegt und mit den Spitzen des Rautengitters oder Dreiecks­ gitters verbunden werden. Anschließend können bei Bedarf noch weitere abwechselnde Lagen von gefalteten Rauten- oder Dreiecksgittern und ebenen Rechteckgittern aufgelegt und mit den vorherigen Lagen verbunden werden.

Es ist aber auch möglich, die Knotenpunkte eines Teilgitters mit den Seiten von Dreiecken, Rauten oder Rechtecken eines anderen Teilgitters oder aber nur die Seiten dieser Grunstruktur­ elemente miteinander zu verbinden, wodurch wiederum neue Knotenpunkte entstehen können.

Die Formen eines gefalteten Gitters und eines Rechteckgitters (mit Diagonalverstrebung) können in entsprechenden Metallblöcken ausgearbeitet werden, die als Gußformen für Modell­ masse dienen. Alternativ kann ein Modell aber auch durch schichtweises Aufbauen, wie zum Beispiel durch Stereolithografie hergestellt werden. Ein solches Modell wird schichtweise aufgebaut, indem ein Träger in eine lichtempfindliche Substanz eingetaucht wird und an­ schließend durch gezielte lokale Bestrahlung mit einem Laserstrahl lokal ausgehärtet wird. Der Eintauch- und Aushärtvorgang wird viele Male wiederholt, so daß sich Schicht für Schicht von dem lichtempfindlichen, ausgehärteten Material auf den darunterliegenden, belichteten Schichten ablagert, bis schließlich das gesamte Modell hieraus schichtweise aufgebaut ist. Es versteht sich, daß ein solcher Laserstrahl vorzugsweise computergesteuert die gewünschte Struktur nachbildet. Wenn auch dieses Verfahren relativ aufwendig ist und Modelle bzw. fertige Gitterstrukturen auf diese Weise nur sehr langsam hergestellt werden können, so eröffnet es doch die Möglichkeit, auch sehr komplizierte Geometrien aus Gitterstrukturen zu verwirklichen, insbesondere alle Arten von mehr oder weniger gebogenen und verformten Gitterstrukturen. Nach der Fertigstellung entsprechender Modelle können die endgültigen Gitterstrukturen auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden. Gemäß einer ersten Variante wird das Modell in herkömmlicher Weise mit Formsand umhüllt, hierzu gegebenenfalls noch oberflächenbehandelt und auch in Flüssigkeiten getaucht, und anschließend wird die Formsandhülle gesintert, und dabei oder auch zuvor wird die Modellmasse verflüssigt, ver­ brannt oder sonstwie vergast und dadurch aus der Form entfernt. Die daraus entstehende Hohlform aus Formsand kann dann mit dem Gitterstrukturmaterial ausgegossen werden.

Alternativ kann jedoch das Modell auch mit dem für die Gitterstruktur endgültig vorgesehenen Material beschichtet werden. Dies kann z. B. durch Eintauchen des Modells in ein flüssiges Bad erfolgen, welches das Material der Gitterstruktur oder Komponenten desselben enthält.

Darüber hinaus gibt es selbstverständlich auch andere Beschichtungsverfahren, wie z. B. die chemische oder physikalische Dampfabscheidung (CVD oder PVD). Die Modellmasse kann eventuell auch elektrostatisch beschichtet werden, falls sie elektrisch leitfähig ist. Hierzu kann das Modell aber auch zunächst einen dünnen, elektrisch leitfähigen Überzug erhalten, der anschließend die elektrostatische Beschichtung ermöglicht. Das Modell kann auch besprüht oder lackiert werden. In diesem Zusammenhang kann es auch zweckmäßig sein, wenn das Modellmaterial zumindest an seiner Oberfläche porös ist, so daß es eine feste Verbindung mit aufgebrachten Beschichtungsmaterialien eingeht. Es können jedoch auch die Materialeigen­ schaften von Modellmaterial und Beschichtungsmaterial so gewählt werden, daß das Modell­ material mit dem Beschichtungsmaterial eine physikalische oder chemische Verbindung eingeht.

Die beiden vorgenannten Verfahren sind eng miteinander verwandt, denn in beiden Fällen wird mindestens vorzugsweise zunächst ein Modell der Gitterstruktur hergestellt, welches an­ schließend beschichtet wird. Dabei ist dann in dem einen Fall das Beschichtungsmaterial das gewünschte Material aus welchem die fertige Gitterstruktur mindestens teilweise bestehen soll, in dem anderen Fall ist das Beschichtungsmaterial ein Formmaterial wie Formsand, gegebenenfalls vermischt mit Zusatzstoffen und Bindemitteln, und nach dem Trocknen, Aushärten wird dann das Modellmaterial aus der Hohlform entfernt. Das Formmaterial kann vor oder nach dem Entfernen des Modellmaterials noch gebrannt oder gesintert werden, um eine hinreichend feste Form zu erhalten. Im Falle der Beschichtung mit einem für die Gitterstruktur vorgesehenen Material kann das Modellmaterial wahlweise in der hohlen Struktur der einzelnen Gitterstabelemente belassen werden oder es kann, ebenso wie im Falle der Formherstellung, aus der Gitterstruktur entfernt werden, im allgemeinen durch Erhitzen und damit Verflüssigen.

Nach der Fertigstellung der Struktur kann das Material der Gitterstruktur auch noch physika­ lisch oder chemisch nachbehandelt werden. Z.B. kann man das Gitterstrukturmaterial lackie­ ren oder mit einer chemischen Korrosionsschutzschicht versehen. Beides kann z. B. in einem Tauchbad erfolgen.

Bei einem speziellen Verfahren zur Herstellung einer dreidimensionalen Gitterstruktur der in Rede stehenden Art wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Struktur durch Verschwei­ ßen ebener und gefalteter Gitter hergestellt wird, wobei ein gefaltetes Gitter ausgerichtet auf ein ebenes Gitter aufgelegt wird, eine Schweißelektrode an der Außenseite des ebenen Gitters anliegt und eine gegenüberliegende Elektrode in eine der Falten des gefalteten Gitters eingreift. Es versteht sich, daß die in die Falten des Gitters eingreifende Elektrode die Falten nicht zerstören oder beschädigen darf und dementsprechend eine geeignete Form mit einem entsprechend schmalen Profil haben muß.

Vorzugsweise ist die Elektrode als keilförmige Elektrode ausgebildet, welche sich zumindest über einen Abschnitt der Länge der Falte, im Falle von schmalen Gitterstrukturen jedoch auch über die gesamte Länge der Falte erstrecken kann. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die noch mehr bevorzugt ist, ist die in die Falten eingreifende Elektrode als Rollelek­ trode ausgebildet, wobei die Rolle einen keilförmigen Querschnitt bzw. ein keilförmiges Profil hat, welches mit der äußeren Kante in die, im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Falten des gefalteten Gitters eingreifen kann.

Die gegenüberliegende Elektrode kann, insbesondere wenn sie ein ebenes Gitter abstützt, das mit dem gefalteten Gitter verschweißt wird, als großflächige, ebene Elektrode ausgebildet sein, die eine Stützfläche für die Keilelektrode oder die Rollelektrode möglichst über die gesamte Länge der Falte hinweg bietet, mindestens aber die keilförmige Elektrode oder Rollelektrode über den gesamten Kontaktbereich hinweg abstützt. Dabei werden das gefaltete Gitter und das ebene Gitter zwischen den beiden Elektroden eingeklemmt, und bei Überschreiten eines bestimmten Kontaktdruckes wird ein Stromfluß ausgelöst, der zur Verschweißung des ebenen und des gefalteten Gitters führt. Die beiden Gitter werden so ausgerichtet, daß die Knoten­ punkte des ebenen Gitters mit den Rautenspitzen oder Dreiecks-Ecken des gefalteten Gitters zusammenfallen.

Vorzugsweise bestehen die ebenen Gitter ebenso wie die gefalteten Gitter aus gelochten Blechmaterialien, und die Löcher sind entsprechend der Form der Grundelemente der Gitter­ struktur entweder dreieckig oder rautenförmig, können aber durchaus auch andere Formen haben.

Die gelochten Bleche können entweder durch Ausstanzen der Löcher oder auch durch Ätztech­ niken hergestellt werden, wahlweise auch durch Laserschneiden oder durch Schneiden mit einem gepulsten Hochdruckwasserstrahl oder andere effektive Techniken. Wesentlich für die gelochten Blechmaterialien und im übrigen auch für alle anderen Grundelemente, aus welchen die erfindungsgemäße Gitterstruktur herzustellen ist, ist vor allem eine gute Maßhaltigkeit und Genauigkeit, damit nach dem Falten und dem Zusammenlegen gefalteter und ebener Gitter möglichst die Knotenpunkte bzw. Eckpunkte der Dreiecke der gefalteten Gitter und der ebenen Gitter tatsächlich zusammenfallen oder mindestens Knotenpunkte mit Seiten von Grund­ strukturelementen, wie Dreiecken und/oder Rauten, zusammenfallen und miteinander ver­ bunden werden können.

Die Vorrichtungen zur Herstellung entsprechender Gitterstrukturmaterialien umfassen vor allem Faltvorrichtungen für die Herstellung gefalteter Gitter aus ebenen Lochblechen oder zum Beispiel auch verschweißten Drahtstrukturen bzw. -geweben, zugehörige Ausricht- und Vorschubeinrichtungen und schließlich auch Schweißvorrichtungen, mit Hilfe derer ebene Gitter und gefaltete Gitter präzise und weitgehend automatisch miteinander verschweißt werden können.

Eine solche Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche für das Verschweißen von ebenen und gefalteten Gittern vorgesehen ist, weist erfindungsgemäß eine im Profil schmale, z. B. keilförmige, Elektrode oder aber eine rollenförmige Elektrode mit entsprechendem, z. B. keilförmigem, Rollenprofil auf, welche vor allem und im wesentlichen so ausgestaltet ist, daß sie in den Grund der Falten des gefalteten Gitters eingreift und das gefaltete Gitter entlang der jeweiligen Faltlinie gegen das weitere Gitter drücken und mit diesem verschweißen kann, wobei eine Gegenelektrode vorgesehen ist, welche dieses weitere Gitter abstützt. Die Gegen­ elektrode ist entweder eben oder konvex gewölbt, zum Beispiel wie eine Zylinderfläche, kann aber auch ebenfalls schmal bzw. keilförmig sein, insbesondere, wenn auch auf der anderen Seite des ersten gefalteten Gitters ein weiteres gefaltetes Gitter vorgesehen ist und mit diesem verbunden werden soll, wobei zusätzlich noch eine Zwischenlage in Form eines ebenen Gitters vorhanden sein kann.

Für die Verarbeitung entsprechender Lochbleche oder Drahtstrukturen ist weiterhin eine Positioniereinrichtung wichtig, welche die beiden miteinander zu verschweißenden Gitter relativ zueinander und auch bezüglich etwaiger Schweißelektroden ausrichtet, so daß die Verschweißung an den jeweiligen Gitterknotenpunkten erfolgt. Eine solche Positioniereinrich­ tung kann z. B. Stifte aufweisen, welche in die Lochungen der Lochbleche eingreifen und/oder keilförmige Elemente, welche paßgenau in das Faltenprofil eines gefalteten Gitters eingreifen. Dabei kann die Schweißvorrichtung durch eine entsprechende Vorschubeinrichtung ergänzt werden, welche nach jedem Schweißvorgang das gefaltete Gitter und das ebene Gitter um genau einen Faltenabstand weiter vorbewegt.

Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher zwei oder mehrere Schweißelektroden nebeneinander angeordnet sind und z. B. in einem Abstand von 3 oder auch 10 oder mehr Falten in das jeweilige gefaltete Gitter eingreifen und die dort vorhandenen Gitterknotenpunkte möglichst, wenn auch nicht zwingend, mit den Knotenpunk­ ten des darunterliegenden Rechtecknetzes bzw. -gitters verschweißen. Bei einer solchen Variante mit zum Beispiel zwei Rollelektroden ist es dann zweckmäßig, wenn die beiden Elektroden einen ungeradzahligen Faltenabstand voneinander haben, während die Vorschubein­ richtung nach jedem Schweißvorgang das gefaltete Gitter und das ebene Gitter um zwei Faltenabstände vorwärts bewegt. Die erste Schweißelektrode schweißt dann jede zweite Falte, und die verbleibende Elektrode schweißt später die dazwischenliegende Falte, die durch die erste Elektrode noch nicht verschweißt worden war. Es versteht sich, daß dieses Prinzip auch auf eine größere Anzahl von Elektroden ausgedehnt werden kann, so daß z. B. drei Elektroden vorgesehen werden können, die jeweils einen vierfachen Faltenabstand oder das Mehrfache eines vierfachen Faltenabstandes voneinander haben, während nach jedem Schweißvorgang das gefaltete Gitter und das ebene Gitter um jeweils drei Faltenabstände weiterbewegt werden.

Eine Gitterstruktur kann auch aus in mindestens zwei Schichten angeordnetem, perforiertem Bahnmaterial oder Gittern hergestellt werden, wobei die Schichten nach einem vorbestimmten Muster von Verbindungspunkten miteinander verbunden und zwischen den Verbindungs­ punkten auf einen größeren Schichtabstand auseinanderbewegt sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der da­ zugehörigen Figuren.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Rautengitter mit einigen gestrichelt angedeuteten Faltlinien,

Fig. 2 das Rautengitter nach Fig. 1 in einem teilweise ebenen und teilweise gefalte­ ten Zustand,

Fig. 2a das Rautengitter nach Fig. 2 in einem fertig gefalteten Zustand

Fig. 3 ein aus Quadraten bzw. gleichseitigen Dreiecken zusammengesetztes Gitter für die Verbindung mit dem Faltengitter,

Fig. 4 ein anders orientiertes Rautengitter in einem teilweise ebenen und einem teilweise gefalteten Zustand,

Fig. 5 ein Rechteckgitter ähnlich Fig. 3, jedoch in einer anderen Orientierung und für die Verbindung mit dem gefalteten Gitter nach Fig. 4,

Fig. 6 eine aus Elementen gemäß den Fig. 1 bis 3 aus zwei gefalteten und drei ebenen Lagen hergestellte, räumliche Gitterstruktur in drei verschiedenen Ansichten,

Fig. 7 schematisch die Ausgestaltung eines einzelnen Teilgitters, welches mit einem identischen Teilgitter zu einer fertigen Gitterstruktur zusammenfügbar ist,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Gitters mit der Struktur des Gitteraufbaues gemäß Fig. 6,

Fig. 9 eine um eine Achse gekrümmte Gitterstruktur von demselben Grundaufbau wie die Struktur nach Fig. 8,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer keilförmigen Gitterstruktur, bei welcher sich die Winkel und Höhe der Dreiecke, aus welchen die Struktur aufgebaut ist, in einer Richtung kontinuierlich verändern,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer in sich verdrehten Gitterstruktur auf der Basis der Struktur gemäß Fig. 8,

Fig. 12 eine Struktur ähnlich Fig. 9, jedoch mit an den Stirnseiten der Gitterstruktur angebrachten Endflanschen,

Fig. 13 eine Struktur ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 10, ebenfalls versehen mit Endflanschen,

Fig. 14 eine im wesentlichen zweidimensionale, die Form einer Teilkugel nachbildende Gitterstruktur,

Fig. 15 ein Herstellungsprinzip für ein vereinfachtes Gitter,

Fig. 16 schematisch eine weiteres Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Gitterstrukturen durch Faltung ebener, vorzugsweise gelochter Bleche,

Fig. 17 schematisch eine Faltvorrichtung für Blechmaterial und

Fig. 18 eine Zuführ- und Schweißvorrichtung für die Verbindung von gefaltetem mit ebenem Gittermaterial.

In Fig. 1 erkennt man ein rautenförmiges Gitter 10, welches z. B. durch Ausstanzen oder Herausätzen von rautenförmigen Öffnungen aus einem Blech hergestellt werden kann. Die konkret gewählte Darstellung ist nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, insbesondere sollen mit der vorliegenden Erfindung auch Gitterstrukturen hergestellt werden, bei denen die Abmessungen der einzelnen Gitterstäbe, die hier durch je eine der Rautenseiten definiert werden, noch wesentlich kleiner, und wobei die aus stabförmigen Elementen mit rechteckigem oder auch rundem Querschnitt bestehenden Rautenseiten gegebenenfalls auch wesentlich dünner oder dicker sind. Außerdem versteht es sich, daß die dargestellte Struktur in der Ebene beliebig weit fortgesetzt werden kann, wobei man im Regelfall eine feste Breite für das Material wählen wird und ansonsten aufgerolltes Bandmaterial verwendet, die betreffenden Gegenstände also mit einer festen Breite und beliebiger Länge herstellt.

In Fig. 1 sind einige der Faltlinien mit gestrichelten Linien d₁ bis d₄ angedeutet, wobei man in Fig. 2 nochmals dasselbe Blech mit rautenförmigen Öffnungen sieht, bei dem jedoch die Faltung entlang etwa der Hälfte der Faltlinien bereits stattgefunden hat. Durch die Faltung erscheinen im oberen Teil der Fig. 2 die einzelnen Seiten der Rauten in der Draufsicht als Quadrate. Dabei ist aber zu beachten, daß entlang der gestrichelt eingezeichneten Diagonalen d₁ alle Eckpunkte dieser Quadrate in einem Tal der Falten liegen, also hinter der Papierebene, während die Punkte entlang der Diagonalen d₂ auf den erhabenen Graten der Falten liegen, also vor der Papierebene, wenn die Papierebene eine mittlere Ebene zwischen den höchsten und tiefsten Faltenpunkten definiert.

Fig. 2a zeigt den fertig gefalteten Blechstreifen 10 in einer perspektivischen Ansicht.

Beim Vergleich mit Fig. 3 erkennt man, daß die Eckpunkte der kleinsten Quadrate des ebenen Gitters in Fig. 3 genau mit den oben liegenden Eckpunkten der Rautenspitzen des gefalteten Gitters zusammenfallen und nach einer Verschiebung um eine halbe Diagonale der Quadrate mit den Eckpunkten der Rauten in der unteren Ebene des gefalteten Gitters zusammenfallen. Nach dem Verschweißen bilden dann die Rautenseiten zusammen mit den Grundseiten der Quadrate der ebenen Gitter jeweils Dreiecke, und auch die Quadrate selbst sind durch die in Längsrichtung verlaufenden Diagonalen zu rechtwinkligen Dreiecken ergänzt, so daß die gesamte fertige Struktur ausschließlich aus Dreiecken als Grundelementen zusammengesetzt ist. Die Lage eines der Quadrate des ebenen Gitters ist zur Erleichterung des Verständnisses auch in dem gefalteten Gitter nochmals mit dünneren Linien angedeutet.

Da die Faltlinien nicht senkrecht zur Längsrichtung des in Fig. 1 dargestellten Streifens verlaufen, knickt die gefaltete Bahn des Blechmaterials gegenüber der eben ausgebreiteten Bahn seitlich um einen kleinen Winkel ab, der im vorliegenden Fall 15° beträgt.

Die gewählte räumliche Orientierung der Rauten im Beispiel der Fig. 1 bis 3 hat jedoch den Vorteil, daß sowohl das gefaltete Gitter als auch das ebene Quadratgitter (ergänzt zu recht­ winkligen Dreiecken) jeweils gerade durchlaufende, seitliche äußere Kanten haben. Eine andere Variante des Rautengitters ist in Fig. 4 dargestellt, die sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 nur dadurch unterscheidet, daß die Rauten bezüglich der Längsrichtung des jeweiligen Blechmaterialstreifens eine andere Orientierung haben, so daß die Faltlinien exakt senkrecht zur Längserstreckung des Streifens verlaufen. In Fig. 4 ist der betreffende Streifen sowohl in einem teilweise eben ausgebreiteten als auch im gefalteten Zustand erkennbar. Wie man jedoch sieht, führt dies dazu, daß die seitlichen Ränder dieses Streifens in einem Zick­ zack-Muster verlaufen. Dies kann man gegebenenfalls noch dadurch vermeiden, daß die beiden rechten und linken Kanten jeweils mit einem zusätzlichen, gerade durchlaufenden Element versehen werden, wie dies auf der linken Seite in Fig. 4 eingezeichnet ist. Das entsprechende Quadratgitter, welches passend auf das gefaltete Gitter nach Fig. 4 aufgelegt werden kann, ist in Fig. 5 dargestellt. Man beachte, daß bei dem gefalteten Gitter in Fig. 4 wiederum die dort erkennbaren Eckpunkte der kleinen Quadrate in verschiedenen Ebenen liegen, so daß tatsächlich die wiederum an einer Stelle gestrichelt eingezeichneten Diagonalen dieser kleinen Quadrate den Seitenkanten der Quadrate in Fig. 5 entsprechen, deren Eckpunkte mit den entsprechenden Rautenspitzen verbunden werden.

Für die automatisierte, maschinelle Herstellung kann es von Vorteil sein, wenn ein aus langem, aufgewickelten Bahnmaterial bestehender Streifen nach dem Falten seine vorherige Orientie­ rung entsprechend der Darstellung in Fig. 4 beibehält, so daß er in einer Verarbeitungsstraße gerade durchlaufend weiterverarbeitet werden kann.

In Fig. 6 erkennt man in drei verschiedenen ebenen Ansichten ein Gitterstrukturmaterial, welches aus Grundelementen gemäß den Fig. 1 bis 3 aufgebaut ist. Dabei sind zwei gefaltete Lagen gemäß den Fig. 1 bzw. 2 mit einer dazwischenliegenden und zwei außen aufliegenden ebenen Gitterlagen gemäß Fig. 3 miteinander verschweißt oder aber diese Struktur ist aus einem einzigen Stück gegossen. Beispielweise kann zunächst ein Wachsmodell der Gitterstrukturen nach den Fig. 1 bzw. 2 und 3 hergestellt werden und das Wachs­ modell wird dann in entsprechender Weise zu der endgültigen Gitterstruktur verschweißt. Anschließend wird das Wachsmaterial in der üblichen Weise mit Formsand beschichtet, der dann getrocknet, gesintert und/oder gehärtet wird, so daß das Wachs aus der hohlen Form ausgeheizt werden kann. Anschließend wird die hohle Form zum Beispiel mit einem Metall ausgegossen und das Formmaterial wird danach abgeschlagen bzw. abgestrahlt. Die ent­ stehende Struktur entspricht der des vorher hergestellten Modells, im vorliegenden Beispiel also der in den verschiedenen Ansichten dargestellten Struktur gemäß Fig. 6.

In Fig. 7 ist eine Variante dargestellt, die nur aus einem einzigen Grundtyp einer Grund­ struktur 10' aufgebaut ist. Die Grundstruktur 10' besteht aus einem Quadratgitter aus parallelen Drähten oder Streifen 1, wobei sich im Zickzack verlaufende, untereinander ebenfalls parallele Drähte 2 in einer Ebene rechtwinklig zu der von dem Quadratgitter 1 aufgespannten Ebene erstrecken. Zur Verdeutlichung der Lage der Ebenen der Zickzacklinien sind im oberen und mittleren Teil der Fig. 1 je eine dieser Ebenen durch Schraffur hervorgehoben. Die Neigungswinkel und Abstände der einzelnen Elemente 1, 2 werden dabei so aufeinander abgestimmt, daß eine identische Grundstruktur 10' nach dem Wenden um 180°, wie dies durch den Pfeil II angedeutet wird, genau mit einer weiteren, nicht gedrehten Gitterstruktur 10' zusammenpaßt, wobei die aus der Ebene der Elemente 1 hervorstehenden Spitzen 3 der Zickzacklinien jeweils in das Tal 5 der Zickzacklinien des jeweils gegenüberliegenden Musters eingreifen.

Hierdurch ergibt sich die unten in Fig. 7 dargestellte räumliche Gitterstruktur, die im wesentli­ chen der Struktur gemäß Fig. 2 entspricht, wobei zusätzlich noch die Streifen 1 des Quadrat­ gitters die Spitzen der Dreiecke bzw. Pyramiden, die aus den Elementen 2 gebildet werden, in der oberen und er unteren Ebene miteinander verbinden. Man kann dann auch diagonal zusätz­ lich weitere Verstrebungen vorsehen, so daß sich insgesamt dieselbe Draufsicht ergeben würde, wie sie zum Beispiel in Fig. 6 dargestellt ist. Der Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 6 würde dann im wesentlichen darin bestehen, daß die gemäß Fig. 7 hergestell­ te Variante einer Gitterstruktur nur aus drei Lagen, nämlich zwei ebenen Lagen und einer dazwischen angeordneten gefalteten Lage besteht, auch wenn die Struktur nicht aus drei verschiedenen Lagen hergestellt ist, sondern nur aus einem einzigen Grundstrukturelement 10'. Allerdings sind in Fig. 7 die Randbereiche der Grundstrukturelemente 10' und auch der fertig zusammengesetzten Gitterstruktur nicht in ihrer endgültigen Form dargestellt, da es hier lediglich um die Darstellung des Prinzips geht, die Herstellung einer fertigen Gitterstruktur aus zwei identischen Grundstrukturelementen zu verdeutlichen, wobei die Ränder nachträglich bearbeitet, eingefaßt oder in der entstehenden, unsymmetrischen Form belassen werden können.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann es außerdem zweckmäßig sein, wenn - zumindest zunächst - weder Quer- noch Diagonalverstrebungen in den ebenen Lagen der Elemente 1 vorgesehen werden, sondern lediglich parallele Streifen 1, die nur durch die Zickzackelemente 2 zusammengehalten werden, weil dann nämlich die entsprechende Struktur um eine Achse, die parallel zu den Elementen 1 verläuft, leicht biegbar ist, wobei die Querverstrebungen zur Erhöhung der Steifigkeit der gesamten Struktur zum Beispiel erst nach dem Biegen um eine entsprechende Achse angebracht werden. Auf diese Weise könnte man zum Beispiel die noch zu beschreibende Strukturen gemäß den Fig. 9, 11 und 12 herstellen. Es versteht sich, daß auch mehrere der in Fig. 7 unten rechts dargestellten Elemente aufeinandergelegt und miteinander verbunden werden können, wobei die Elemente 1 der einen Gitterstruktur entwe­ der parallel zu denen der anderen oder senkrecht zu diesen angeordnet werden.

Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Gitterstruktur, die, abgesehen von den äußeren Ab­ messungen, mit der in Fig. 6 dargestellten Gitterstruktur übereinstimmt. Die Gitterstruktur in Fig. 8 ist jedoch perspektivisch dargestellt.

In Fig. 9 erkennt man eine weitere Struktur, die, abgesehen von einer Krümmung um eine (nicht dargestellte) Achse, mit der Struktur der Fig. 8 übereinstimmt. Während jedoch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 die einzelnen Dreiecke durch nur wenige Gruppen unterein­ ander jeweils paralleler Seiten gebildet werden, sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 nur noch die jeweils unter dem gleichen Winkel bezüglich der Biegeachse angeordneten Dreiecksseiten einer Gruppe untereinander parallel. Die Parallelität der in Fig. 8 zu einer Gruppe paralleler Elemente gehörenden Dreiecksseiten ist jedoch auch in Fig. 9 zumindest für nahe beieinanderliegende Dreiecke noch weitgehend erhalten, da der Krümmungsradius der Gesamtstruktur relativ groß gegen die Länge der einzelnen Dreiecksseiten ist. Der mechanische Verformungswiderstand ist daher auch für die gekrümmte Struktur im wesentlichen dieselbe wie für die in Fig. 8 dargestellte ebene Struktur.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 nimmt in den beiden inneren Lagen, die man sich als gefaltete Strukturen entsprechend der Darstellung in Fig. 2b vorstellen kann, der Faltwinkel, ausgehend von dem linken Ende der Fig. 10 nach rechts hin kontinuierlich zu, so daß auch die Höhe der in der Seitenansicht erkennbaren Dreiecke kontinuierlich zunimmt. Außerdem nimmt auch die Breite der Struktur von links nach rechts kontinuierlich zu, was man durch eine entsprechende Verlängerung der in Querrichtung verlaufenden Dreiecksseiten erreicht. Auf diese Weise erhält im Ergebnis eine keilförmige Gitterstruktur.

In Fig. 11 erkennt man eine weitere, mit der in Fig. 8 dargestellten Struktur eng verwandte Struktur, die lediglich eine Torsion bezüglich einer in Längsrichtung der Gitterstruktur ver­ laufenden Schraubenachse zeigt. Es versteht sich, daß eine solche Struktur mit einer Torsions­ verzerrung im allgemeinen nicht aus der fertigen, ebenen Struktur gemäß Fig. 8 unmittelbar hergestellt wird, sondern daß vielmehr die in sich verdrehte Struktur mit Hilfe entsprechender Gußformen, durch festes Verbinden von Teilgittern in der verdrehten Orientierung, durch Beschichten eines entsprechenden Modells oder aber durch schichtweisen Aufbau unmittelbar in dieser Form hergestellt wird, so daß diese Form eine maximale Stabilität hat. Für viele Ausführungsformen der Gitterstruktur und die entsprechenden Herstellungsverfahren ist es wesentlich, daß eine aus stabilen Grundelementen oder aus Teilgittern zusammengesetzte Gitterstruktur nicht nach dem festen Verbinden bzw. Zusammensetzen verformt wird, sondern daß etwaige Verformungsvorgänge zur Erzeugung komplexer Endformen vor dem Verbinden der Teilgittern, dem Gießen oder dem Beschichten entsprechender Modelle stattfinden.

Fig. 12 zeigt eine mit Fig. 9 sehr verwandte Ausführungsform, bei der lediglich die beiden Enden der Gitterstruktur gemäß Fig. 8 mit Endkappen oder Flanschen versehen sind, die Befestigungsbohrungen aufweisen.

Fig. 13 zeigt eine der Fig. 10 entsprechende Variante, bei welcher die Enden ebenfalls mit Endflanschen versehen sind, die Befestigungsbohrungen aufweisen. Es versteht sich, daß auch die Ausführungsformen gemäß Fig. 8 und 11, sowie auch alle übrigen Ausführungsformen entsprechende Befestigungsflansche aufweisen können.

Fig. 14 zeigt ein weiteres, räumlich gekrümmtes Element, mit einer mehr oder weniger kugelförmigen Verzerrung einer ebenen Struktur, wobei auch diese Struktur im Prinzip in der gleichen Weise hergestellt wird, wie die bereits beschriebenen gekrümmten oder einer Torsion ausgesetzten Strukturen. Zusätzlich sind eine Aussparung, ein Flansch und eine Bohrung am Rand der Teilkugelschale vorgesehen.

Fig. 15 verdeutlicht eine weitere Art und Weise der Herstellung einer Gitterstruktur aus gelochten Blechen oder Drahtgitterstrukturen. Hierzu werden zunächst ebene, gelochte Bleche oder Drahtgitter aufeinandergelegt und nach einem vorgegebenen Schema miteinander verbunden. Anschließend werden die beiden äußeren Gitter möglichst großflächig und an vielen Punkten zwischen den Verbindungsstellen erfaßt und auseinandergezogen, so daß sich im Querschnitt die oben rechts in Fig. 15 dargestellte, rautenförmige Verzerrung ergibt. Diese Gitterstruktur kann zum Beispiel als Verstärkungsstruktur zwischen ebenen Elementen einge­ fügt werden.

Im oberen Teil der Fig. 15 ist links und in der Mitte durch Kreise bzw. schwarze Punkte angedeutet, wo die Verbindung mehrerer Lagen stattfindet. Konkret werden in dem dargestell­ ten Beispiel vier Lagen des links in einer ebenen Draufsicht erkennbaren Dreiecksgitters aufeinandergelegt. Die vier mit a, b, d, und d bezeichneten Lagen werden vorzugsweise jeweils an übereinanderliegenden Gitterknotenpunkten miteinander verbunden, zum Beispiel durch Punktschweißen, wobei jedoch jeweils zwei benachbarte Lagen nur an jedem zweiten Gitter­ punkt miteinander verbunden werden. In Fig. 15 sind oben links in der Draufsicht durch Kreise vier Verbindungspunkte angedeutet, deren Lage in den verschiedenen Ebenen im mittleren Teil oben in Fig. 15 zu erkennen ist. So werden also die beiden Lagen b und c aneinander nur an jeder zweiten horizontalen Reihe von Gitterpunkten an den jeweiligen Gitterpunkten miteinander befestigt und die Lagen a, b und c, d werden nur in den dazwischen­ liegenden horizontalen Reihen von Gitterpunkten aneinander befestigt. Die so miteinander verbundenen Lagen a bis d werden dann an den beiden äußeren Lagen a, d erfaßt und in entgegengesetzter Richtung auseinandergezogen, so daß sich dann aus derselben Blickrichtung wie im mittleren Teil der Fig. 15 oben die auseinandergezogene Rautenstruktur ergibt. Auch im rechten Teil oben in Fig. 15 ist die Lage der Verbindungspunkte nochmals durch gepunkte­ te Verbindungslinien angedeutet.

Im unteren Teil der Fig. 15 sind drei verschiedene Ansichten der so hergestellten Gitter­ struktur dargestellt, wobei die ebene Draufsicht links im unteren Teil der Fig. 15 erkennen läßt, daß sich durch das Auseinanderziehen der Gitterebenen die im oberen Teil links in Fig. 15 ebene Struktur in vertikaler Richtung entsprechend verkürzt hat. Unten rechts ist die Gitterstruktur in der Ansicht von unten zu erkennen, während darüber die auch oben rechts in Fig. 15 erkennbare Seitenansicht dargestellt ist.

Fig. 16 veranschaulicht ein weiteres Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gitterstrukturen, die man zwar aus wechselnden Lagen von ebenen und gefalteten Gittern herstellen und sich grundsätzlich auch immer so aufgebaut denken kann, die jedoch konkret durchaus auch auf andere Art und Weise hergestellt werden können. Zum Beispiel wird in dem ersten, oben in Fig. 16 dargestellten Beispiel eine ebene Gitterstruktur, zum Beispiel das in Fig. 15 oben links dargestellte ebene Gitter in etwa trapezförmig gefaltet, wobei anschließend die kurze, offene Trapezseite durch Zusammenschieben des Gitters verschlossen und die einzelnen Falten an diesem Punkt miteinander verbunden werden, so daß sich dann die oben rechts in Fig. 16 dargestellte Struktur ergibt. Dieses Verfahren läßt sich auch auf zwei oder mehrere Lagen ausdehnen, wie dies in der zweiten und dritten Reihe in Fig. 16 dargestellt ist. Hierzu wird ein entsprechendes Gitter zunächst im Zickzack abwärts und dann wieder zurück in die erste Ebene gefaltet, woraufhin sich dieser Vorgang mehrfach wiederholt, so daß sich die links in der zweiten und dritten Reihe der Fig. 16 dargestellten Strukturen ergeben. Durch Zusammenschieben bzw. Verbinden der einander nächstliegenden Ecken der Trapez- bzw. Dreiecksstrukturen erhält man dann die schematisch in der zweiten und dritten Reihe rechts dargestellten Gitterstrukturen gemäß Fig. 16. Es versteht sich, daß das Ausgangsgitter an das jeweilige Herstellungsverfahren angepaßt werden muß, wenn man durch unterschiedliche Arten von Falten oder durch Verbinden von ebenen und gefalteten Gittern eine Gitterstruktur herstellen möchte, bei welchen mindestens ein Teil der gebildeten Dreiecke jeweils an ihren Ecken miteinander verbunden sind, auch wenn es grundsätzlich möglich ist, daß die Ver­ bindung zwischen verschiedenen Dreiecken an den Seiten oder mit einer Ecke an der Seite eines benachbarten Dreieckes oder Rechteckes erfolgt.

Die Fig. 17 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Faltungen in einem ebenen Gitter, zum Beispiel einem gelochten Blech. Man erkennt in Fig. 17 eine Bahn 10 aus gelochtem Blech, wobei die in dieser Blechbahn angebrachten Löcher die Form von regelmäßig angeordneten, gleichseitigen Dreiecken haben, so daß das verbleibende Material, welches die Seiten der dreieckigen Löcher definiert, sich im wesentlichen in Form durchgehender, linearer Elemente zum einen in Längsrichtung des Blechstreifens und zum anderen unter 60° in entgegengesetz­ ten Richtungen hierzu geneigt erstreckt. Ein Teil der sich schräg über die Bahn hinweg er­ streckenden Linien, die in Fig. 17 mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet sind, definiert die Faltlinien, entlang welcher die Bahn 16 gefaltet wird. Diese Bahn hat relativ viel Ähnlichkeit mit der Bahn gemäß Fig. 1, wobei jedoch entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Faltlinien d₁-d₄ ebenfalls noch Blechmaterialstreifen stehen geblieben sind, so daß statt der Rautenform der einzelnen Löcher die bereits angesprochene Form der gleichseitigen Dreiecke entsteht. Die Faltlinien folgen jedoch exakt demselben Verlauf wie in Fig. 1 und damit auch entlang der an dieser Stelle stehengebliebenen Blechstreifen 16.

Der Blechstreifen 10 wird zunächst in einen Vorschubmechanismus 11 eingeführt, welcher dafür ausgelegt ist, den Blechstreifen 10 schrittweise vorzubewegen, so daß mit jedem Hub eines Faltwerkzeuges 14, 15 eine neue Falte gebildet werden kann, um so den gefalteten Blechstreifen 20 zu erzeugen. Für die exakte Positionierung der einzelnen Falten ist ein Paar von Haltestempeln 12, 13 vorgesehen, die mehrere ineinandergreifende Stege und Rillen aufweisen, welche genau der Form der herzustellenden Falten angepaßt sind.

Sowohl die Faltwerkzeuge 14, 15 als auch die Haltewerkzeuge 12, 13 sind, wie durch Doppelpfeile angedeutet wird, in vertikaler Richtung aufeinander zu und voneinander fort bewegbar. Zum Herstellen einer neuen Falte werden die Werkzeuge 12, 13 bzw. 14, 15 auseinanderbewegt, woraufhin der Vorschubmechanismus 11 den gelochten Blechstreifen 10 um etwa eine Faltenlänge vorbewegt. Anschließend schließen die Werkzeuge 12, 13 und greifen dabei in die zuletzt hergestellte Falte und gegebenenfalls auch in weitere, zuvor hergestellte Falten ein. Anschließend werden auch die Faltwerkzeuge 14, 15 geschlossen bzw. aufeinanderzu bewegt, wobei eine neue Falte hergestellt wird. Dabei muß jedoch der Vor­ schubmechanismus 11 den Blechstreifen 10 ein Stück weit freigeben, da durch die Bildung einer neuen Falte der Blechstreifen 10 ein Stück weit nachgezogen wird.

Dieser Vorgang wird kontinuierlich fortgesetzt, wobei das entstehende Muster in etwa dem in Fig. 2 dargestellten Bild entspricht, wobei lediglich zusätzlich entlang der Faltungslinien d1, d2 bzw. d3, d4 auch noch Blechmaterial vorhanden ist.

Auch im Falle der Vorrichtung gemäß Fig. 17 ist der entstehende, gefaltete Blechstreifen 20 gegenüber dem ungefalteten Blechstreifen 10 in seitlicher Richtung abgewinkelt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

In Fig. 18 ist eine Schweißvorrichtung dargestellt, welche die Verbindung aus einer ebenen Blechbahn 30, wie sie im Ausschnitt in Fig. 3 dargestellt ist, mit einer gefalteten Blechbahn 20 - zum Beispiel entsprechend Fig. 2 - herstellen soll. Auch in diesem Fall ist wieder ein hier nur schematisch dargestellter und mit 21 bezeichneter Vorschubmechanismus vorgesehen, durch welchen gleichzeitig und übereinander eine gefaltete Bahn 20 und eine ebene Bahn 30 zugeführt werden. In einem kurzen Abstand hinter dem Vorschubmechanismus sind Haltewerk­ zeuge 22, 23 bzw. 26, 27 vorgesehen, welche während eines Schweißvorganges die gefaltete Blechbahn 20 und die gerade durchlaufende Blechbahn 30 beiderseits der herzustellenden Schweißnaht fest zusammenhalten. Die Haltewerkzeuge 22, 23 und 26, 27 haben eine ganz ähnliche Form wie auch die Haltewerkzeuge 12, 13 der Faltmaschine. Die unteren Haltewerk­ zeuge 23, 27 sind allerdings flach bzw. eben, da sie für den Eingriff mit der ebenen Blechbahn 30 vorgesehen sind.

Für das Verschweißen ist eine untere Elektrode 25 mit einer ebenen Oberfläche vorgesehen, die mit der Unterseite der unteren Blechbahn 30 in festen Kontakt tritt. Durch den Vorschub­ mechanismus 21 werden die ebene Blechbahn 30 und die gefaltete Blechbahn 20 schrittweise jeweils um einen Faltenabstand weiterbewegt. Zur genauen Ausrichtung der ebenen Blechbahn 30 und der gefalteten Blechbahn 20 weisen die oberen Haltewerkzeuge 22, 26 an ihrer unteren, mit der gefalteten Blechbahn 20 in Eingriff tretenden Fläche eine den Falten genau entsprechende Struktur in Form von abwechselnden, rillenförmigen Vertiefungen und läng­ lichen Vorsprüngen auf. Die Oberfläche der unteren Haltewerkzeuge 23, 27 ist im wesentli­ chen eben, kann jedoch auch zusätzlich Positionierstifte oder dergleichen enthalten, die in die in der unteren Blechbahn 30 vorgesehenen Löcher eingreifen und dadurch für eine positions­ genaue Ausrichtung der mit der unteren Blechbahn 30 in Kontakt tretenden unteren Faltlinien der oberen Blechbahn 20 mit den entsprechenden Strukturen der unteren Blechbahn 30 sorgen.

Zum Vorschub der beiden Blechbahnen 20, 30 werden die oberen Haltewerkzeuge 22, 26 angehoben. Die Elektrode 24 ist in Richtung des Doppelpfeiles zurückgezogen. Gegebenenfalls können auch die unteren Haltewerkzeuge 23, 27 und bei Bedarf auch die Elektrode 25 abwärts bewegt werden. Dann werden die beiden Blechstreifen 20, 30 um genau einen Faltenabstand, gemessen in Längsrichtung der beiden Streifen, weiter bewegt und die Haltewerkzeuge 22, 23 bzw. 26, 27 werden geschlossen, so daß beide Blechstreifen 20, 30 exakt positioniert festgehalten werden. Die untere Elektrode 25, sofern sie sich noch nicht in Kontakt mit der unteren Fläche des Blechstreifens 30 befindet, wird angehoben und mit jeder in Kontakt gebracht, vorzugsweise liegt die untere Elektrode 25 unter einer Vorspannung an dem unteren Blechstreifen 30 an. Die obere Elektrode 24 ist in Form einer Kupferrolle mit keilförmigem Querschnitt vorgesehen, wobei der Keilquerschnitt der Rolle so ausgewählt ist, daß diese rolle in jeder der Falten des gefalteten Blechstreifens 20 abrollen kann und dabei mit ihrer Kante den Grund der betreffenden Falte erfaßt. Eine Vorschubstange 28 bewegt die Rolle 24 in Längs­ richtung durch die Falte hindurch, die dabei auch abwärts in den Grund der Falte hineinge­ drückt wird, um einen ausreichenden Kontaktdruck zu erzielen, der den Stromfluß zwischen oberer Elektrode 24 und unterer Elektrode 25 bewirkt, durch welchen die dazwischen zu­ sammengedrückten Bleichstreifen 20, 30 miteinander verschweißt werden.

Alternativ könnte man anstelle der Rollenelektrode 24 auch eine längliche, keilförmige Elek­ trode 24' verwenden, deren Länge die gesamte Länge einer Falte erfaßt so daß die Falte durch Herabdrücken der keilförmigen Elektrode 24' und dadurch Auslösen eines entsprechen­ den Stromflusses in einem einzigen Schritt auf ihrer ganze Länge mit dem darunterliegenden Blechstreifen 30 verschweißt wird.

Es versteht sich, daß die Elektroden 24, 24' nicht notwendigerweise einen keilförmigen Querschnitt haben müssen, sondern beispielsweise auch in Form eines flachen Streifens mit ebenen gegenüberliegenden Flächen vorgesehen werden könnten oder auch einzelne Zapfen haben könnten, die jeweils mit einem der Gitterpunkte in Eingriff treten, um die Verschwei­ ßung herzustellen.

Claims (50)

1. Dreidimensionale Gitterstruktur, die mindestens überwiegend aus Dreiecken besteht, welche, vorzugsweise an ihren jeweiligen Ecken, fest miteinander verbunden sind und so eine räumliche Struktur aufspannen, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur durch Gießen, Spritzgießen bzw. Druckguß, durch festes Verbinden, wie zum Beispiel Verschweißen oder Verkleben ebener und/oder gewellter oder gefalteter zweidimensio­ naler Gitter, durch schichtweises Aufbauen, wie zum Beispiel Stereolithografie, durch Beschichten bestehender dreidimensionaler Gitterstrukturen oder irgendeine Kom­ bination der vorgenannten Verfahren hergestellt ist.

2. Gitterstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens teilweise aus Metall besteht.

3. Gitterstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens teilweise aus Wachs, Kunststoff oder Keramik besteht.

4. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dreiecksseiten definierenden linearen Elemente mindestens fünf, vorzugsweise sechs verschiedene Gruppen untereinander jeweils parallele Elemente bilden.

5. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils gebildeten Dreiecke in fünf verschiedenen Gruppen räumlich unterschiedlich angeordneter Ebenen liegen, wobei die Ebenen einer Gruppe jeweils parallel zueinander verlaufen.

6. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreieckselemente teilweise gekrümmt verlaufende Dreiecksseiten aufweisen.

7. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens ein Teil der jeweils linear hintereinander angeordneten Dreieckselemente zu dem vorangehenden und/oder nachfolgenden Dreieckselement um einen kleinen Winkel geneigt verläuft, so daß eine Reihe linear hintereinander angeordneter Dreieckselemen­ te insgesamt eine gekrümmte Bahn beschreibt.

8. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstruktur durch Flächen begrenzt wird, die mindestens teilweise im Raum ge­ krümmt verlaufen.

9. Gitterstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch großräumiges Verformen aus einem Gitter mit ebenen Begrenzungsflächen erzeugt ist, wobei die Krümmungsradien der Verformung groß sind gegen die Länge der Seiten der einzelnen Dreiecke der Struktur.

10. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufgebaut ist aus einem entlang parallel er Diagonalen gleichmäßig gefalteten Rautengit­ ter, dessen in den Begrenzungsebenen des gefalteten Gitters liegende Rautenspitzen mit den Eckpunkten ebener Rechteckgitter verbunden sind.

11. Gitterstruktur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das ebene Recht­ eckgitter durch Diagonalelemente in ein aus rechtwinkligen Dreiecken bestehendes Untergitter gegliedert ist.

12. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Dreiecksseiten aus hohlen, rohrförmigen Elementen gebildet sind.

13. Gitterstruktur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenräume der hohlen, rohrförmigen Elemente miteinander in Verbindung stehen und vorzugsweise nach außen hin abgeschlossen bzw. abgedichtet sind.

14. Gitterstruktur nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen, rohrförmigen Elemente mit einem Material gefüllt sind, das vorzugsweise leichter ist als das Material, aus welchem die rohrförmigen Elemente bestehen.

15. Gitterstruktur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der rohrförmigen Elemente mit dem Füllmaterial chemisch und/oder physikalisch verbunden ist.

16. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Elemente durch Beschichten einer Gitterstruktur hergestellt sind, welche das Füllmaterial der rohrförmigen Elemente bildet.

17. Gitterstruktur nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die das Füllmaterial bildende Gitterstruktur eine poröse Oberfläche aufweist.

18. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Gußmaterial besteht.

19. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens teilweise von unter einem Winkel gegeneinander geneigten Ebenen be­ grenzt wird.

20. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Begrenzungsebenen in sich verdreht sind bzw. eine Torsion aufweisen.

21. Verfahren zur Herstellung einer dreidimensionalen Gitterstruktur, die mindestens überwiegend aus Dreiecken besteht, welche vorzugsweise an ihren jeweiligen Ecken fest miteinander verbunden sind und so eine räumliche Struktur aufspannen, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur durch Gießen in eine Hohlform aus einem Formmate­ rial, wie zum Beispiel Formsand, hergestellt wird.

22. Verfahren zur Herstellung einer dreidimensionalen Gitterstruktur, die mindestens überwiegend aus Dreiecken besteht, die vorzugsweise an ihren jeweiligen Ecken fest miteinander verbunden sind und so eine räumliche Struktur aufspannen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modell der Gitterstruktur hergestellt und das Modell anschlie­ ßend mit Gitterstrukturmaterial oder einem Formmaterial beschichtet wird.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt ein Modell des Gitters aus einem im Vergleich zu dem endgültigen Material der Gitterstruktur leicht schmelzbaren und im flüssigen Zustand gut fließfähigen Material hergestellt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell aus zwei identischen Grundstrukturelementen aufgebaut ist, die aus in einer Ebene liegenden, parallelen und im wesentlichen eindimensionalen Elementen, sowie aus weiteren, aus der vorgenannten Ebene im Zickzackmuster herausstehenden und die parallelen Elemente an jeder zweiten Ecke des Zickzackmusters verbindenden im wesentlichen eindimensionalen Elementen bestehen, die mit den verbleibenden freien Zickzackecken einander zugewandt und derart gegeneinander verdreht zusammen­ gesetzt werden, so daß die freien, konvexen Ecken jeweils in den konkaven Ecken des gegenüberliegenden Grundstrukturelementes fallen, wo die beiden Grundstruktur­ elemente anschließend miteinander verbunden werden.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Form aus einem entlang paralleler Dreiecksseiten wechselseitig gefalteten Dreiecks­ gitter oder einem entlang paralleler diagonalen wechselseitig gefalteten Rautengitter eine Modellmasse, wie z. B. Wachs, in flüssiger Form eingespritzt wird, daß in eine Form eines ebenen Rechteckgitters oder eines aus rechtwinkligen Dreiecken zusam­ mengesetzten Rechteckgitters mit Diagonalen ebenfalls eine Modellmasse, wie z. B. Wachs, in flüssiger Form eingespritzt wird, daß das gefaltete Gitter aus Modellmasse derart ausgerichtet wird zwischen zwei ebene Rechteckgitter gelegt wird, daß die Ecken der Dreiecke in den aneinander angrenzenden Ebenen der gefalteten und der ebenen Gitter zusammenfallen und dann fest miteinander verbunden werden, um so ein verlierbares Modell der Gitterstruktur zu bilden.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell durch weitere gefaltete und ebene Lagen zu einem fünf- oder mehrschichtigen Modell erweitert wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell durch schichtweises Aufbauen, zum Beispiel durch Stereolithografie mittels eines Lasers, hergestellt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das schichtweise Auf­ bauen unter Computersteuerung erfolgt.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell in herkömmlicher Weise mit Formsand umhüllt, getrocknet bzw. ausgehärtet und gegebenenfalls gesintert wird, und daß die Modellmasse nach dem Trocknen oder Härten durch Verflüssigen oder Vergasen und/oder Verbrennen aus der Form entfernt und die so entstehende Hohlform mit dem Gitterstrukturmaterial ausgegossen wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstruktur durch Eintauchen des Modells in ein flüssiges Bad hergestellt wird, welches das Material, aus welchem die Gitterstruktur besteht, oder Komponenten desselben enthält.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell durch physikalische oder chemische Dampfabscheidung beschichtet wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell elektrostatisch oder galvanisch beschichtet wird und gegebenenfalls zuvor eine elektrisch leitfähige Beschichtung erhält.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell durch Besprühen oder Lackieren beschichtet wird.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Modellmaterial mindestens an seiner Oberfläche porös ist.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Gitterstruktur, mit welchem das Modell beschichtet wird, eine chemische und/oder physikalische Bindung mit dem Modellmaterial eingeht.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterstrukturmaterial physikalisch und/oder chemisch nachbehandelt wird.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Gitterstruktur abschließend lackiert oder auf andere Weise mit einer chemischen oder physikalischen Korrosionsschutzschicht versehen wird.

38. Verfahren zur Herstellung einer dreidimensionalen Gitterstruktur, die mindestens überwiegend aus Dreiecken besteht, die vorzugsweise an ihren jeweiligen Ecken fest miteinander verbunden sind und so eine räumliche Struktur aufspannen, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur durch Verschweißen ebener und gefalteter Gitter hergestellt wird, wobei ein gefaltetes Gitter ausgerichtet und auf ein ebenes Gitter aufgelegt wird und wobei eine Schweißelektrode an der Außenseite des ebenen Gitters anliegt und eine gegenüberliegende Elektrode in eine der Falten des gefalteten Gitters eingreift.

39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich mindestens über einen Teil der Länge einer Falte erstreckende, keilförmige Elektrode als in die Falte eingreifende Elektrode verwendet wird.

40. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß eine rollenförmige Elek­ trode mit einem keilförmigen Rollenquerschnitt über den Grund der Falte hinweggerollt wird.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß als ebene und gefaltete Gitter gelochte Bleche verwendet werden.

42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Blechmaterial vorgesehenen Löcher dreieckig oder rautenförmig sind.

43. Verfahren nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher durch Stanzen oder Ätzen hergestellt sind.

44. Vorrichtung zur Herstellung einer dreidimensionalen Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 37 bis 42, wobei mindestens ein gefaltetes Gitter mit einem ebenen Gitter oder einem anderen gefalteten Gitter elektrisch verschweißt wird, und zwar an den auf den Faltlinien liegenden Eckpunkten oder Seitenabschnitten der das gefaltete Gitter bildenden Dreiecke bzw. Rauten, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine im Profil hinreichend schmale Elektrode, zum Beispiel eine keilförmige Elektrode oder eine rollenförmige Elektrode mit keilförmigem Rollenprofil, für den Eingriff in den Grund einer Gitterfalte vorgesehen ist und Einrichtungen aufweist, welche den Keil oder die Rolle gegen den Grund einer solchen Falte drückt, wobei eine das gefaltete Gitter und ein weiteres Gitter abstützende und der keilförmigen Elektrode oder rollenförmigen Elek­ trode gegenüberliegende Gegegenelektrode vorgesehen ist.

45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gegenelektrode keil- oder rollenförmig mit keilförmigem Profil vorgesehen ist.

46. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode eine ebene oder konvex gewölbte, z. B. zylindrische, Abstützfläche aufweist.

47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 44 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Positioniereinrichtung aufweist, welche die beiden Gitter relativ zueinander und bezüglich der Elektroden derart ausgerichtet hält, daß die Verschweißung mindestens teilweise an den Gitterknotenpunkten erfolgt.

48. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 44 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Elektroden nebeneinander für die gleichzeitige oder kurz aufeinanderfolgende Verschweißung in mehreren parallelen Falten aufweist, wobei eine Vorschubeinrichtung für den intermittierenden Vorschub um einen mehrfachen Faltenabstand vorgesehen ist.

49. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus in Schichten angeordnetem, perforiertem Bahnmaterial oder Gittern besteht, wobei die Schichten nach einem vorbestimmten Muster von Verbindungspunkten miteinander verbunden und zwischen den Verbindungspunkten auf einen größeren Schichtabstand auseinanderbewegt sind.

50. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder 49, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsstellen verschiedener Teilgitter, aus welchen die Gitterstruktur aufge­ baut ist, mit formschlüssig ineinandergreifenden Flächenabschnitten ausgestattet sind.