DE2828899A1

DE2828899A1 - Gitterstruktur

Info

Publication number: DE2828899A1
Application number: DE19782828899
Authority: DE
Inventors: John Francis Gilbert; Nicholas Lindesay Lyons
Original assignee: GILBERT JOHN FRANCIS; GILBERT MARGARET
Current assignee: Bramley & Wellesley Ltd Hucclecote Gloucester
Priority date: 1977-07-02
Filing date: 1978-06-30
Publication date: 1979-01-18
Also published as: US4201814A; NL7807044A; GB1595331A

Description

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Die Erfindung betrifft Gitterstrukturen, umfassend vorgefertigte Elemente, die mindestens teilweise aus einem Kunststoffmaterial bestehen und miteinander auf andere Weise ¹SIs durch Knoten verbunden sind.

In Gitterstrukturen dieser Art bestehen die vorgefertigten Elemente im allgemeinen ganz oder teilweise aus extrudiertem Kunststoffmaterial. Wenn dieses Kunststoffmaterial aus mehreren zu einem Zwirn oder Faden zusammengedrehten Filamenten besteht, sind die resultierenden vorgeformten Elemente relativ flexibel. Die molekulare Struktur dieser Filamente kann in Längsrichtung der Filamente ausgerichtet werden, um die Zugfestigkeit eines vorgeformten Elementes zu erhöhen.

Gemäß der Erfindung wird eine Gitterstruktur der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei welcher mindestens einige der vorgeformten Elemente mindestens teilweise aus einzelnen langgestreckten Komponenten aus einem Kunststoffmaterial bestehen, dessen Molekularstruktur in Richtung der Längsachse der vorgeformten Elemente ausgerichtet ist.

An den Stellen, an denen die ein derartiges Kunststoffmaterial aufweisenden Elemente mit anderen Elementen verbunden sind, wobei die Verbindungen beispielsweise aus einem gießbaren Material bestehen, sind die das Kunststoffmaterial mit ausgerichteter Molekularstruktur aufweisenden Elemente in oder nahe der Gußverbindung vorzugsweise verformt.

Die Verwendung derartiger erfindungsgemäßer Elemente in Gitterstrukturen hat eine Reihe von Vorteilen. Die Elemente besitzen eine höhere Zugfestigkeit, die von

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dem Ausmaß an Ausrichtung abhängt, die bei den Elementen erfolgt ist. Die Ausrichtung kann mit geringen Kosten durch relativ einfache Verfahren und Vorrichtungen erreicht werden, wobei man ein Element mit einer sehr genauen Querschnittsabmessung und -form erhalten kann. Diese Genauigkeit ist besonders dann von Vorteil, wenn ein derartiges aus Kunststoff mit orientierter Molekularstruktur bestehendes Element mit einem anderen Element verbunden wird, indem es in eine Gießform eingelegt und dann von dem gegossenen Material umgeben wird, beispielsweise gemäß den in den GB-PS'en 1 110 793 und 1 366 632 beschriebenen Verfahren. Die in den in diesen Patentschriften beschriebenen Verfahren verwendeten Gußformen besitzen Nuten oder ähnliche Einrichtungen nahe der Gußhöhlung, um ein eingelegtes Element zu umfassen und festzuhalten. Wenn der Querschnitt des eingelegten Elementes exakt mit dem Querschnitt der Nut in den Formen übereinstimmt, wird ein Herausspritzen und Ausfließen von Gußmaterial aus der Gußform vermieden.

Dies erlaubt ein rascheres Gießen, wobei auch beim Her-Herstellen der Verbindungen durch Spritzguß ein höherer Spritzdruck verwendet werden kann, der zu einer festeren Verbindung führt. Da die Ausrichtung des Kunststoffmaterials in einem vorgeformten Element zu einem höheren Wert des Spannungs- und Biegemoduls führen kann verglichen mit den entsprechenden Werten von nicht ausgerichtetem Material, kann mit einem relativ dünnen Elementengeringen Gewichtes und geringer Herstellungskosten erforderlichenfalls eine Gitterstruktur mit relativ hoher Steifigkeit hergestellt werden. Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Materialien mit ausgerichteter Molekularstruktur ein gegenüber herkömmlichen

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Produkten besseres Verhalten zeigen, wenn die Oberfläche dieser Produkte während einer Zug- oder Biegebelastung verschleißfördernder Beanspruchung ausgesetzt wird. Hohe Kerb- und Verschleißfestigkeit ist im Zusammenhang mit agressiven mechanischen, chemischen oder anderen verschleißfördernden Einflüssen wie etwa Sonnenlicht von Bedeutung. Diese Materialien besitzen für den Fall, daß ihre Querschnxttsabmessungen wesentlich größer sind als die Querschnxttsabmessungen der üblicherweise in Zwirnen und Fäden verwendten Kunststoff-Filamente gegenüber diesen Zwirnen oder Fäden den Vorteil, daß sie eine größere Materialtiefe für die eindringenden verschleißfördernden Auswirkungen des Sonnenlichtes aufweisen mit der Folge einer höheren Lebensdauer der aus diesem Material hergestellten Produkte im Sonnenlicht.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zweier rechtwinklig zueinander verlaufender Elemente vor ihrer

Verbindung,

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 die in Fig. 1 dargestellten Elemente in verbundenem Zustand,

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht zweier weiterer vorgefertigter Elemente,

Fig. 5 die in Fig. 4 dargestellten Elemente in verbundenem Zustand, und

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Fig. 6 eine Ansicht gemäß Fig. 1 mit vorgefertigten Elementen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Die Gitterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Mehrzahl von Längselementen und Querelementen. Die Längs- und Querelemente sind an den Stellen, an denen sie sich kreuzen/ miteinander durch Verbindungen verbunden. Die Querelemente können rechtwinklig oder auch in einem beliebigen anderen Winkel geneigt zu den Längselementen gerichtet sein.

An der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Verbindungsstelle gemäß einer ersten Ausführungsform der Gitterstruktur bestehen die Querelemente 1 aus aus einem Kunststoff material extrudierten vorgefertigen Elementen, wobei die Molekularstruktur des Kunststoffmaterials in Richtung der Längsachse des Elementes ausgerichtet worden ist. Jedes Längselement 2 besteht aus einem flexiblen Zwirn oder Faden 3, der aus einem thermoplastischen Kunstharz hergestellt sein kann und außerdem einen oder mehrere aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellte Filamente oder Drähte 4 enthalten kann. Die aus Kunststoff mit ausgerichteter Molekularstruktur bestehenden Querelemente 1 weisen an bestimmten in einem Abstand zueinander liegenden Punkten lokale bleibende Verformungen in Form von Vertiefungen 5 auf, die an einander entgegengesetzten Seiten eines mittleren abgeflachten Abschnittes 6 ausgebildet sind. Der Zwirn 3 greift in eine dieser Vertiefungen ein. Um die Kreuzungsstelle der beiden Elemente wird eine Masse 7 aus einem Kunststoffmaterial gegossen, um eine Verbindung zu schaffen, Das Kunststoffmaterial fließt dabei in die nicht ausgefüllte Vertiefung, um die Ver-

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bindung zu festigen.

Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Gitterstruktur sind die Längs- und Querelemente 8 bzw. 9 identisch ausgebildet. Jedes Element besteht aus einem extrudierten, im Aufbau mit dem Element 1 der in Fig. 1 dargestellten Gitterstruktur identischen Teil, mit Ausnahme einer bleibenden Verformung in Form einer Vertiefung 10 an der Innenseite eines abgeflachten Abschnittes 11, der mit der entgegengesetzten Oberfläche des Teiles fluchtet.

Die Verformungen in quer zueinander verlaufenden Elementenpaaren sind komplementär zueinander ausgebildet, so daß sie in Eingriff miteinander gebracht werden können, um eine Relativbewegung zwischen den beiden Elementen in Richtung ihrer jeweiligen Achsen zu verhindern.

Um die Kreuzungsstelle der beiden Elemente wird zum Abschluß eine Kunststoffmasse 12 gegossen, um eine Verbindung zwischen den beiden Elementen herzustellen.

In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform besteht jedes Element 13 und 14 aus einem extrudierten Teil, das in seinem Aufbau identisch mit dem Element 1 der anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Gitterstruktur ist, mit der Ausnahme, daß in den Elementen ausgebildete identische Verformungen vorgesehen sind, die parallel zueinander verlaufende vergrößerte Bereiche mit Durchbrechungen 16 aufweisen. Wenn zwei Elemente 13 und 14 mit ihren verformten Bereichen 15 im wesentlichen rechtwinklig zueinander übereinandergelegt werden, können die Elemente dadurch miteinander verbunden werden, daß ein Verbindungs- oder Befestigungsmaterial in die öffnungen 16 eingeführt wird. Die Verbindung kann noch gleichzeitig dadurch vervollständigt werden.

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daß ein Kunststoffmaterial in der oben beschriebenen Weise herumgegossen wird.

Die vorgefertigten Elemente 1, 8, 9, 13 und 14 können alle mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung hergestellt werden, wie sie in der britischen Patentanmeldung 27798/77 beschrieben sind. Gewünschtenfalls können einige oder alle der vorgeformten extrudierten Elemente und üblicherweise die die Längselemente bildenden Elemente von einem oder mehreren aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden Filamenten uin-jeben sein oder solche Filamente auf andere Weise enthalten, wobei mindestens Abschnitte dieser Filamente unbedeckt sind und an der Oberfläche der Qitterelemente liegen.

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Claims

PATENTANWÄLTE I)RKADOH & DRKLUNKER K 12 385

1.) John Francis GILBERT
Gipsy Lane, Aston Down
Stroud, Gloucestershire / Großbritannien

2.) Margaret GILBERT

Gipsy Lane, Aston Down,

Stroud, Gloucestershire / Großbritannien

Gitterstruktur

Patentansprüche

Gitterstruktur, umfassend vorgefertigte Elemente, die mindestens teilweise aus einem Kunststoffmaterial bestehen und miteinander auf andere Weise als durch Knoten verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der vorgeformten Elemente (1, 8, 9) einzelne langgestreckte Komponenten aus einem Kunststoffmaterial aufweisen, dessen Molokularstruktur in Richtung der Längsachse

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ORIGINAL INSPECTED

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der vorgeformten Elemente (1, 8, 9) ausgerichtet ist.

2. Gitterstruktur nach Anspruch 1 mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung verlaufenden Längselementen, einer Mehrzahl von in Querrichtung verlaufenden Querelementen und VerbindungseLementen zur Verbindung der Längs- und Querelementen an ihren Kreuzungsstellen, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens einige der Querelemente (1, 9) einzelne langgestreckte Komponenten aus einem Kunststoffmaterial aufweisen, dessen Molekularstruktur in Richtung der Längsachse der vorgeformten Elemente (1, 9) ausgerichtet ist.

3. Gitterstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß alle vorgeformten Elemente (8, 9) einzelne langgestreckte Komponenten aus einem Kunststoffmaterial aufweisen, dessen Molekularstruktur in Richtung der Längsachse der vorgeformten Elemente (8, 9) ausgerichtet ist.

4. Gitterstruktur nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die Längselemente

(3) von flexiblen Zwirnen oder Fäden gebildet sind.

5. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längselemente (3) mindestens einen aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehenden Faden

(4) aufweisen.

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6. Gitterstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet ,daß mindestens einige der Längselemente (3) von mindestens einem aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehenden Faden (4) umgeben sind.

7. Gitterstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das jeweilige Querschnittsprofil der vorgeformten Elemente (1, 8, 9) an den Verbindungsstellen mindestens eine lokale bleibende Verformung (5) aufweist, um die Verbindung zu verstärken.

8. Gitterstruktur nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet , daß die lokale Verformung von Vertiefungen (5) in den Querelementen zur Aufnahme der.Längselemente gebildet ist.

9. Gitterstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite lokale permanente komplementär ausgebildete Verformung (5> an der jeweils entgegengesetzten Oberfläche der Querelemente (1) an einer Stelle direkt gegenüber der ersten Verformung ausgebildet ist, wobei die Verformungen

(5) zur Halterung von Kunststoffmaterial (7) dienen, das um die Verbindungsstellen der Längs- und Querelemente zur Herstellung einer Verbindung derselben gegossen wird.

10. Gitterstruktur nach Anspruch 7, dadurch g e k e η nz e i c h η e t , daß sowohl die Längselemente (8) als auch die Querelemente (9) mit lokalen bleibenden Verformungen (10) versehen sind, die zum Eingriff miteinander ausgebildet sind, um die Längs- und Quer-

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elemente (8, 9) in einer gewünschten Relativlage zu halten, und die in einer die Verbindung zwischen den Längs- und Querelementen herstellenden Kunststoffmasse (12) eingeschlossen sind.

11. Gitterstruktur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Verformungen von Vertiefungen (10) gebildet sind, die zueinander derart komplementär ausgebildet sind, daß die Längsund Querelemente (8, 9) rechtwinklig zueinander miteinander verbindbar sind.

12. Gitterstruktur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Verformungen (15) von lokalen abgeflachten, jeweils mit einer Durchbrechung (16) versehenen Bereichen gebildet und von einem Kunststoffmaterial eingeschlossen sind, das in die Durchbrechungen (16) eingreift.

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