DE102007049021B4

DE102007049021B4 - Systeme mit einem ersten Bauteil und mit wenigstens einem weiteren Bauteil

Info

Publication number: DE102007049021B4
Application number: DE102007049021A
Authority: DE
Inventors: Udo Tünte
Original assignee: Huelsta Werke Huels GmbH and Co KG
Current assignee: Huelsta Werke Huels GmbH and Co KG
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: DE202007018772U1; DE102007049021A1

Abstract

System (1, 13) mit einem ersten Bauteil (2, 14) und mit wenigstens einem weiteren Bauteil (3, 15), w(4, 5, 16, 17) benachbarter Längs- und/oder Querseiten der Bauteile (2, 3, 14, 15) miteinander verbindbar sind, dass das Bauteil (2, 14) und/oder das weitere Bauteil (3, 15) wenigstens ein an einer Seitenfläche (4, 5, 16, 17) immobilisiertes Expansionsmittel (10, 18) aufweist, wobei das Expansionsmittel (10a–d) bei und/oder nach dem Verbinden der Bauteile (2, 3, 14, 15) durch Aktivierung von einem nicht-expandierten Grundzustand in einen expandierten Verriegelungszustand überführbar ist und wobei die Konturen der Seitenflächen (4, 5, 16, 17) derart ausgebildet sind, dass durch das Expansionsmittel (10a–d) im Verriegelungszustand eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen den Seitenflächen (4, 5, 16, 17) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmittel (10b) im Grundzustand aus wenigstens zwei getrennt voneinander an dem ersten Bauteil (2) und/oder dem weiteren...

Description

Die Erfindung betrifft Systeme mit einem ersten Bauteil, insbesondere einem flächigen und/oder plattenförmigen Bauteil, vorzugsweise einer Platte, einem Paneel oder dergleichen, und mit wenigstens einem weiteren Bauteil, insbesondere einem flächigen und/oder plattenförmigen Bauteil, vorzugsweise einer Platte, einem Paneel oder dergleichen, wobei die Bauteile an Seitenflächen benachbarter Längs- und/oder Querseiten der Bauteile miteinander verbindbar sind.
Bei Bauteilsystemen mit einer Mehrzahl von Bauteilen besteht oft die Notwendigkeit, eine Mehrzahl insbesondere gleichartiger Bauteile miteinander zu verbinden. So kann es beispielsweise bei Platten- oder Paneelelementen, insbesondere für Böden, Wände, Decken oder Möbel, erforderlich sein, die Bauteile miteinander an den Längs- oder Querseiten zu verbinden, wobei die Bauteile mit den Seitenflächen zusammengeschoben, ineinandergeschoben und/oder ineinandergesteckt werden, so daß sich eine reib- oder formschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen ergibt. Der Reib- oder Formschluß wird dabei durch komplementäre Seitenkonturen bzw. -geometrien der Bauteile an den Längs- und/oder Querseiten ermöglicht. In diesem Zusammenhang können auch Rastverbindungen vorgesehen sein, um die Bauteile zu verbinden. Auch ist ein Verbinden der Bauteile durch andere Maßnahmen, so zum Beispiel durch Verkleben, möglich.
Sind die Bauteile reib- oder formschlüssig durch Zusammenschieben, Ineinanderschieben, Ineinanderstecken oder Einrasten miteinander verbunden, kann es durch ein unbeabsichtigtes Verschieben der Bauteile relativ zueinander zu einem Lösen der Verbindung und zu einer Lageänderung der Bauteile kommen, was von Nachteil ist. Werden die Bauteile miteinander verklebt, besteht ein Nachteil insbesondere darin, daß ein Lösen der Verbindung oftmals nicht oder nur unter unverhältnismäßigem Aufwand, bisweilen sogar unter Zerstörung oder Beschädigung der betreffenden Bauteile, möglich ist.
Aus der DE 21 2004 000 002 U1 ist ein System aus Bausteinen bekannt, die über ein expandierbares Kunststoffmaterial miteinander verbunden sind. Dabei wird unter expandierbarem Kunststoffmaterial ein vor oder während der Verarbeitung expandierendes bzw. aufschäumendes Material verstanden, das anschließend aushärtet.
Aus der AT 359 715 B geht ein Fertigbauteil hervor, das dadurch hergestellt werden kann, daß Einheitselemente in einer Reihe aufgestellt und durch Expansion eines Polyurethanschaums oder eines Phenolschaums in situ fest miteinander verbunden werden.
Aus der GB 2 135 007 A ist ein Kettenverbinder bekannt, bei dem zwei identisch geformte Teile ineinander eingreifen, wobei eine Kavität gebildet wird, in die zur Verriegelung ein Körper eingesetzt wird.
Die DE 196 50 849 C1 betrifft eine Bauteilverbindung für Flächenstrukturen, insbesondere Fahrzeugsegmente, wobei zwei vorgerüstete Baugruppen in Längsrichtung an den jeweiligen Rädern miteinander verbunden werden. Dabei weisen die Räder zweier miteinander zu fügender Teile jeweils profilierte Steckverbindungen auf, so dass sie im zusammengesetzten Zustand korrespondieren. Nach dem Ineinanderstecken der Teile wird ein Hohlraum gebildet, in dem Verriegelungselemente angeordnet werden können.
Die DE 2 120 449 A betrifft eine Verbindung zum Zusammenfügen von Bauteilen sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Bauteile. An einem Ende der Teile sind Schließschienen in Vertiefungen angeordnet, die aus der Endfläche bzw. Seitenfläche jedes Bauteils hervorstehen. Beim Verbinden greifen Abschnitte der Schließschienen ineinander und bilden einen Hohlraum, der mit expandiertem Schaumstoff füllbar ist.
Die DE 10 2004 007 307 A1 betrifft eine Klebe-Steckverbindung zur Montage von Bauteilen, bei der zwischen der Wandung eines Fügeteils und einem Verbindungszapfen ein Kanal gebildet wird, der mit einem Füllstoff gefüllt werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, Bauteilsysteme der eingangs genannten Art bereit zu stellen, bei dem die eingangs geschilderten Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten oder zumindest abgeschwächt sind.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Bauteilsysteme bereit zu stellen, welche eine lösbare Verbindung zwischen den Bauteilen ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch Systeme gemäß Anspruch 1 oder 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Anmelderin hat nun überraschenderweise herausgefunden, daß sich die zuvor geschilderte Aufgabenstellung dadurch lösen läßt, daß das Bauteil und/oder das weitere Bauteil wenigstens ein an einer Seitenfläche immobilisiertes Expansionsmittel aufweist, wobei das Expansionsmittel bei und/oder nach dem Verbinden der Bauteile durch Aktivierung von einem nicht-expandierten Grundzustand in einen expandierten Verriegelungszustand überführbar ist, wobei die Konturen der Seitenflächen derart ausgebildet sind, daß durch das Expansionsmittel im Verriegelungszustand eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen den Seitenflächen ausgebildet wird.
Im Verriegelungszustand ist die bestehende Verbindung der Seitenflächen der miteinander verbundenen Bauteile durch die Wirkung des Expansionsmittels gegen ein Lösen verriegelt, wobei das Expansionsmittel eine zusammenhängende Masse mit ausreichender Festigkeit ausbilden muß, um einen Form- und/oder Reibschluß zwischen den Seitenflächen bewirken zu können. Während sich die beiden Bauteile mit den Längs- und/oder Querseiten im Grundzustand des Expansionsmittels ohne weiteres zusammenschieben, ineinanderschieben oder ineinanderstecken lassen, ist dies nach dem Verriegeln bzw. nach der Volumenvergrößerung des Expansionsmittels nicht mehr ohne weiteres möglich.
Der durch das Expansionsmittel bewirkte Form- und/oder Reibschluß setzt weiter voraus, daß die Konturen der Seitenflächen bzw. die Längs- und/oder Querseitengeometrien der Bauteile in bestimmter Weise komplementär zueinander ausgebildet sind, damit es durch die Wirkung des Expansionsmittels zu einer form- und/oder reibschlüssigen Verbindung kommen kann. Beispielsweise kann die Seitenfläche eines Bauteils einen hinterschnittenen Bereich aufweisen, so daß ein an der Seitenfläche des anderen Bauteiles immobilisiertes Expansionsmittel beim Expandieren in den hinterschnittenen Bereich eingreifen und dadurch eine formschlüssige Verbindung bewirken kann. Hier können Ausnehmungen, Vertiefungen oder dergleichen in einer Seitenfläche von wenigstens einem Bauteil vorgesehen sein. Das Expansionsmittel kann in einer Vertiefung eines horizontal, vertikal oder schräg zum Boden verlaufenden oder beliebig gekrümmten Flächenabschnitts der Seitenfläche eines Bauteils immobilisiert sein. Auch kann eine flächige Beschichtung mit einem Expansionsmittel vorgesehen sein. Weiter ist es möglich, daß das Expansionsmittel im Verriegelungszustand eine ausreichend große Reibkraft auf eine Reibfläche an dem anderen Bauteil ausübt, so daß eine reibschlüssige Verriegelung bewirkt wird.
Das Verbinden der Bauteile kann im einfachsten Fall durch Zusammenschieben von Längs- oder Querseitenflächen der Bauteile erfolgen. Bevorzugt ist, daß die Bauteile durch Ineinanderstecken oder Ineinanderschieben mit ihren Seitenflächen verbindbar und gegebenenfalls einrastbar sind. Beispielsweise können die beiden Bauteile mit Längs- und/oder Querseitenflächen unter Ausbildung einer Nut-Feder-Verbindung miteinander verbindbar sein. In diesem Fall kommt es zur Ausbildung einer ersten form- und/oder reibschlüssigen Verbindung zwischen den Bauteilen aufgrund der für eine Nut-Feder-Verbindung erforderlichen Seitenkonturen bzw. Längs- und/oder Querseitengeometrien. Nach dem Verbinden der Bauteile liegen die Seitenflächen der verbundenen Bauteile zumindest bereichsweise gegeneinander an. Durch die Wirkung des Expansionsmittels im Verriegelungszustand wird dann die bestehende Nut-Feder-Verbindung reib- und/oder formschlüssig verriegelt, das heißt, gegen ein Lösen gesperrt. Im Ergebnis wird also eine zweifache Verbindung der Bauteile vorgesehen, wobei einer erste form- und/oder reibschlüssige Verbindung durch die komplementären Seitenflächen der Bauteile und eine weitere form- und/oder reibschlüssige Verbindung durch die Volumenvergrößerung des Expansionsmittels nach dessen Aktivierung bedingt sind.
Um die miteinander verbundenen und durch das Expansionsmittel verriegelten Bauteile gegebenenfalls wieder voneinander lösen zu können, ohne dabei die Bauteile zu beschädigen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß das Expansionsmittel reversibel von dem Grundzustand in den Verriegelungszustand expandierbar ist. Zum Lösen des Expansionsmittels ist es dann notwendig, das Expansionsmittel zu deaktivieren, wobei sich das Volumen des Expansionsmittels wieder verringert und die durch das Expansionsmittel im Verriegelungszustand bewirkte form- und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen den Seitenflächen der Bauteile gelöst wird.
Das Expansionsmittel kann chemisch und/oder physikalisch und/oder mechanisch aktivierbar sein. Bei einem chemisch und/oder physikalisch aktivierbaren Expansionsmittel weist das Expansionsmittel im Grundzustand wenigstens eine Komponente auf, die durch chemische und/oder physikalische Reaktion in ein Reaktionsprodukt überführbar bzw. expandierbar ist, wobei das Expansionsmittel im Verriegelungszustand durch das Reaktionsprodukt bzw. die expandierte Komponente gebildet wird und wobei das Reaktionsprodukt bzw. die expandierte Komponente ein im Vergleich zu der an der Reaktion beteiligten Ausgangskomponente größeres Volumen aufweist. Es versteht sich, daß das Expansionsmittel im Grundzustand auch durch eine Mehrzahl von Komponenten gebildet werden kann, die an der Reaktion beteiligt sind bzw. die expandiert werden.
Chemisch aktivierbar im Sinne der Erfindung bedeutet, daß es nach der Aktivierung zu einer chemischen Reaktion zwischen wenigstens zwei Komponenten des Expansionsmittels kommt. Bei diesen beiden Komponenten kann es sich um Reaktionspartner, das heißt Edukte einer chemischen Reaktion, handeln, oder auch um Reaktionspartner und wenigstens einen Katalysator, der eine chemische Reaktion der Reaktionspartner katalysiert. Wesentlich ist, daß es in Folge der chemischen Reaktion zu einer Volumenvergrößerung kommt, wobei das Reaktionsprodukt ein größeres Volumen aufweist als die an der chemischen Reaktion beteiligten Reaktionspartner und gegebenenfalls der Katalysator. Das Expansionsmittel wird durch das Reaktionsprodukt gebildet, das wiederum eine ausreichende Stabilität und Festigkeit aufweisen muß, um eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung der Seitenflächen der Bauteile bewirken zu können.
Bei einer physikalischen Reaktion kommt es zu einer Volumenvergrößerung von wenigstens einer Komponente des Expansionsmittels, wobei die Reaktion bzw. die Zustandsänderung der wenigstens einen Komponente durch eine Änderung von physikalischen Zustandsgrößen, wie beispielsweise der Umgebungstemperatur, bewirkt werden kann. Beispielsweise kann unter Hitzeeinwirkung expandierendes Graphit als Expansionsmittel eingesetzt werden. Auch kann ein polyurethanhaltiges volumenvergrößerndes Material eingesetzt werden. Unter dem Begriff der physikalischen Reaktion fallen im Sinne der Erfindung auch Stofftransportvorgänge, wie Lösungs- und Diffusionsvorgänge, die zu einer Volumenvergrößerung eines Expansionsmittels führen können. Hier können Materialien, die quellfähig sind, wie beispielsweise superabsorbierende Polymere eingesetzt werden. Es versteht sich, daß entsprechende Materialien in einer Ummantelung, beispielsweise einer semipermeablen Membran oder dgl., eingeschlossen sein können, wobei es durch Stofftransport durch die Ummantelung hindurch in des Innere des ummantelten Bereichs zu einer Volumenvergrößerung der Ummantelung kommen kann, was einen Form- und/oder Reibschluß bewirkt.
Das chemisch und/oder physikalisch aktivierbare Expansionsmittel kann im Grundzustand aus wenigstens zwei getrennt voneinander an dem einen und/oder dem anderen Bauteil immobilisierten Komponenten gebildet werden, wobei bei oder nach dem Verbinden der Bauteile aus den beiden Komponenten ein Reaktionsgemisch erhältlich ist, so daß es zur Aktivierung des Expansionsmittels kommt, wobei das Expansionsmittel im Verriegelungszustand aus einem Reaktionsprodukt des Reaktionsgemisches gebildet wird. Vorzugsweise weisen die Seitenflächen der miteinander zu verbindenden Bauteile eine derart komplementär ausgebildete Kontur bzw. Geometrie auf, daß beim Verbinden der Bauteile die im Grundzustand zunächst getrennt voneinander immobilisierten Komponenten automatisch in Kontakt gebracht werden, so daß sich das Reaktionsgemisch bildet bzw. der Reaktionsablauf initiiert (aktiviert) wird. Beispielsweise können in zwei an gegenüberliegenden Bauteilen vorgesehenen Vertiefungen in den Seitenflächen der Bauteile unterschiedliche Reaktionskomponenten des Reaktionsgemisches zunächst getrennt voneinander immobilisiert sein, wobei durch Verbinden der Bauteile die Reaktionskomponenten in Kontakt treten, was zu einer Aktivierung des Expansionsmittels, zum Ablauf einer chemischen und/oder physikalischen Reaktion und zur Bildung eines Reaktionsproduktes führt. Bei der Reaktion kann ein festes Reaktionsprodukt gebildet werden, daß die beiden gegenüberliegenden Vertiefungen im Verriegelungszustand des Expansionsmittels im wesentlichen vollständig ausfüllt und dadurch eine formschlüssige Verbindung zwischen den Seitenflächen der Bauteile gewährleistet.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß wenigstens zwei Komponenten, die das Expansionsmittel im Grundzustand bilden, an einem gleichen Bauteil aber getrennt voneinander immobilisiert sind. Durch Verbinden der beiden Bauteile treten dann die Komponenten unter Wirkung des weiteren Bauteils in Kontakt miteinander und bilden das Reaktionsgemisch. Dies setzt wiederum entsprechende komplementäre Konturen der Seitenflächen bzw. komplementäre Längs- und/oder Querseitengeometrien der Bauteile voraus. Im übrigen ist es möglich, daß das Expansionsmittel im Grundzustand aus wenigstens einer an einem Bauteil immobilisierten ersten Komponente und wenigstens einer nach dem Verbinden der Bauteile von außen zuführbaren weiteren Komponente gebildet wird, wobei die weitere Komponente zur Aktivierung des Expansionsmittels der ersten Komponente zuführbar ist, und zwar über wenigstens eine in wenigstens einem Bauteil vorgesehene fluidkommunizierende Verbindung zwischen der äußeren Umgebung der verbundenen Bauteile und der an einem Bauteil immobilisierten ersten Komponente.
Im übrigen kann vorgesehen sein, daß als Expansionsmittel ein expandierbarer Schlauch oder dergleichen eingesetzt wird, wobei der Schlauch pneumatisch oder hydraulisch expandierbar ist. Die mechanische Aktivierung des Schlauches erfolgt dann durch Zufuhr eines Fluides in den Schlauch, was vorzugsweise nach dem Verbinden der Seitenflächen der Bauteile durch Zufuhr des Fluides von außen über wenigstens eine fluidkommunzierende Verbindung zwischen der Umgebung und dem Schlauch erfolgen kann. Es versteht sich, daß das Expansionsmittel nicht schlauchförmig sein muß, sondern auch andere Formen aufweisen kann. Im übrigen ist es auch möglich, daß der Schlauch im Grundzustand bereits fluidbefüllt ist, wobei es beim Verbinden der Bauteile durch die Wirkung der komplementären Seitenflächen zu einer Fluidverdrängung im Schlauch und damit zu einer weiteren (Teil-)Expansion des Schlauches kommt. Durch diese weitere Expansion des Schlauches kann eine formschlüssige oder reibschlüssige Verbindung zwischen den Seitenflächen hergestellt werden, was wiederum eine entsprechende Formgebung der Seitenflächen der beiden zu verbindenden Bauteile erfordert.
Damit es unter Wirkung des Expansionsmittels zur Ausbildung einer form- und/oder reibschlüssigen Verbindung zwischen den Bauteilen kommen kann, können die Konturen der Seitenflächen derart ausgebildet sein, daß sich bei dem Verbinden der beiden Bauteile, das heißt beim Zusammenschieben, Ineinanderschieben und/oder Ineinanderstecken der Bauteile, zwischen zwei benachbarten Seitenflächen der verbundenen Bauteile wenigstens ein Hohlraum ausbildet, wobei das Expansionsmittel im Grundzustand an dem ersten Bauteil und/oder an dem weiteren Bauteil im Bereich des gebildeten Hohlraums immobilisiert und im Verriegelungszustand in dem gebildeten Hohlraum expandiert ist.
Der gemeinsame Hohlraum kann gebildet werden durch einen Spalt zwischen zwei zusammengeschobenen, ineinander geschobenen oder ineinandergesteckten Bauteilen, oder durch wenigstens eine Vertiefung in einem im übrigen gerade oder gebogen verlaufenden Abschnitt der Seitenfläche von wenigstens einem Bauteil. Im Verriegelungszustand wird der Hohlraum dann vorzugsweise vollständig von dem Expansionsmittel ausgefüllt. Die Vertiefung kann beispielsweise im Grundzustand des Expansionsmittels mit einer Komponente des Expansionsmittels befüllt sein, die sich nach Aktivierung ausdehnt und dann einen zwischen den beiden benachbarten Bauteilen vorhandenen Spalt oder eine Vertiefung in der Seitenfläche des benachbarten Bauteils ausfüllt, so daß ein Form- und/oder Reibschluß zwischen den Seitenflächen der verbundenen Bauteile bewirkt wird.
Die Bauteile können auch wenigstens zwei gegenüberliegend angeordnete komplementär ausgebildete Vertiefungen aufweisen, die beim Zusammenschieben, Ineinanderschieben oder Ineinanderstecken der beiden Bauteile miteinander verbunden werden, so daß die im Grundzustand des Expansionsmittels in den gegenüberliegenden Vertiefungen noch getrennt voneinander vorliegenden Komponenten des Expansionsmittels nach dem Verbinden der Bauteile in Kontakt treten und ein Reaktionsgemisch bilden können. Die Aktivierung des aus beiden Komponenten bestehenden Expansionsmittels wird dann durch Zusammenschieben, Ineinanderschieben oder Einstecken der Bauteile mit den Seitenflächen bewirkt.
Durch komplementär angeordnete gegenüberliegende Vertiefungen kann ein gemeinsamer Hohlraum gebildet werden, wobei der Hohlraum im Verriegelungszustand im wesentlichen vollständig von dem Expansionsmittel ausgefüllt wird, was zum Form- und/oder Reibschluß zwischen den Seitenflächen führt. Wenigstens eine der beiden gegenüberliegenden Vertiefungen kann dabei im Grundzustand des Expansionsmittels nicht vollständig ausgefüllt bzw. befüllt sein.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Seitenfläche des ersten Bauteils wenigstens eine Vertiefung aufweist und daß die Vertiefung im verbundenen Zustand der beiden Bauteile an einem geraden Abschnitt der Seitenfläche des weiteren Bauteils anliegt, wobei die Vertiefung im Grundzustand des Expansionsmittels nur teilweise ausgefüllt ist. Zwischen der Vertiefung und dem geraden Abschnitt wird ein Hohlraum gebildet, der für die Expansion des Expansionsmittels zur Verfügung steht. Anders als bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird hier im Grundzustand des Expansionsmittels ein Hohlraum zwischen den Seitenflächen der miteinander verbundenen Bauteile durch die Vertiefung in einem Bauteil und den die Vertiefung abschließenden geraden Abschnitt des anderen Bauteils gebildet. Durch die Volumenvergrößerung des innerhalb der Vertiefung immobilisierten Expansionsmittels kommt es auch bei dieser Ausführungsform zu einem Anstieg des Innendrucks in der Vertiefung, wobei eine Reibkraft erzeugt wird, die gegen den geraden Abschnitt des weiteren Bauteils wirkt. Durch den steigenden Innendruck steigt der Reibwiderstand zwischen den Bauteilen, was einen Reibschluß bewirkt.
Grundsätzlich sind auch Ausführungsformen denkbar und von der Erfindung erfaßt, bei denen die Seitenkonturen der Bauteile derart ausgebildet sind, daß sich bei dem Verbinden der Bauteile zwischen zwei benachbarten Seitenflächen im wesentlichen kein Hohlraum ausbildet. Hier kann das in einer Vertiefung an einer Seitenfläche des ersten Bauteils und/oder des weiteren Bauteils immobilisierte Expansionsmittel die Vertiefung bereits im Grundzustand, das heißt, vor der Volumenvergrößerung, vollständig ausfüllen. Nach Aktivierung kommt es zu einem Anstieg des Innendrucks in der Vertiefung, was zur Entstehung einer für eine reibschlüssige Verbindung notwendigen Reibkraft führen kann. Auch ist es möglich, daß komplementäre mit unterschiedlichen Komponenten des Expansionsmittels im wesentlichen vollständig ausgefüllte Vertiefungen einen gemeinsamen Reaktionsraum oder Expansionsraum bilden.
Im übrigen kann das Expansionsmittel im Grundzustand als flächige Funktionsschicht an einer Seitenfläche des ersten Bauteils und/oder des weiteren Bauteils vorgesehen sein. Bei der Volumenvergrößerung der Funktionsschicht nach Aktivierung dringt die Funktionsschicht beispielsweise in einen zwischen den Seitenflächen der miteinander verbundenen Bauteile vorhandenen Spalt ein und füllt dabei eine Hinterschneidung im anderen Bauteil aus, was zur form- oder reibschlüssigen Verbindung der Bauteile führt.
Im einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße System auszugestalten und weiterzubilden, wobei einerseits auf die abhängigen Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung verwiesen wird.
In der Zeichnung zeigen
1 einen Ausschnitt aus einer Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Systems mit zwei Paneelen, wobei die Paneele im nicht-verbundenen Zustand und im verbunden Zustand dargestellt sind,
2 ein Ausschnitt aus einer Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems mit zwei Paneelen, wobei die Paneele im nicht-verbundenen Zustand und im verbunden Zustand dargestellt sind,
3 ein Ausschnitt aus einer Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems mit zwei Paneelen, wobei die Paneele im nicht-verbundenen Zustand und im verbunden Zustand dargestellt sind, und
4 ein Ausschnitt aus einer Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems mit zwei Paneelen, wobei die Paneele im nicht-verbundenen Zustand und im verbunden Zustand dargestellt sind.
In den 1 bis 4 sind unterschiedliche Ausführungsformen von Bauteilsystemen 1 mit Bauteilen 2, 3 dargestellt, wobei es sich bei den Bauteilen um Paneele handelt, die an benachbarten Seitenflächen 4, 5 miteinander verbindbar sind. Dabei ist in den 1 bis 4 jeweils das Bauteilsystem 1 im nicht-verbundenen Zustand der Bauteile 2, 3 einerseits und im verbundenen Zustand der Bauteile 2, 3 andererseits dargestellt.
Die Kontur der Seitenflächen 4, 5 weist im wesentlichen vertikal und horizontal verlaufende Abschnitte auf, die derart komplementär zueinander ausgebildet sind, daß es durch Ineinanderschieben der Bauteile 2, 3 zu einer durch die Kontur der Seitenflächen 4, 5 bedingten formschlüssigen Verbindung zwischen den Bauteilen 2, 3 in der Art einer Nut-Feder-Verbindung kommt. Im verbundenen Zustand liegen die Seitenflächen 4, 5 teilweise unmittelbar gegeneinander an, so daß sich eine ausgefluchtete Oberfläche des Bauteilsystems 1 im verbundenen Zustand ergibt.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform sind halbkreisförmige Vertiefungen 6, 7 in horizontalen Abschnitten 8, 9 der Seitenflächen 4, 5 vorgesehen, wobei die Vertiefungen 6, 7 derart komplementär zueinander angeordnet sind, daß sie im verbundenen Zustand der Bauteile 2, 3 einen gemeinsamen Hohlraum bilden.
Die Vertiefungen 6, 7 erstrecken sich in Längsrichtung der beiden Bauteile 2, 3 im wesentlichen über die gesamte Länge der Bauteile 2, 3, so daß eine durchgehende Nut gebildet wird. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, daß eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Vertiefungen in der einen Seitenfläche 4 und/oder der anderen Seitenfläche 5 vorgesehen ist. Im übrigen können weitere Vertiefungen im Bereich der Seitenflächen 4, 5 vorgesehen sein. Auch ist es nicht notwendig, daß die Vertiefungen 4, 5 halbkreisförmig ausgebildet sind.
Um im verbundenen Zustand der Bauteile 2, 3 eine formschlüssige Verbindung zwischen den Seitenflächen 4, 5 im Bereich der horizontalen Abschnitte 8, 9 auszubilden und die gebildete Nut-Feder-Verbindung zu verriegeln, ist die Vertiefung 7 im zweiten Bauteil 3 mit einem Expansionsmittel 10a ausgefüllt, das sich nach dem Zusammenschieben der Bauteile 2, 3 im verbundenen Zustand der Bauteile 2, 3 durch Änderung von physikalischen Zustandsgrößen, beispielsweise durch Temperaturänderung, expandieren läßt. Im verbundenen Zustand der Bauteile 2, 3 ist dann der durch die Vertiefungen 6, 7 gebildete gemeinsame Hohlraum vollständig von dem Expansionsmittel 10a ausgefüllt, was als Verriegelungszustand bezeichnet wird. In dem Verriegelungszustand wird durch die Wirkung des expandierten Expansionsmittels 10a die bestehende Nut-Feder-Verbindung zwischen den Seitenflächen 4, 5 der Bauteile 2, 3 gegen ein Lösen verriegelt.
Während bei der in 1 dargestellten Ausführungsform das Expansionsmittel 10a im Grundzustand durch eine Komponente gebildet wird, ist bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ein Mehrkomponentensystem aus wenigstens zwei Komponenten 11, 12 vorgesehen, die das Expansionsmittel 10b im Grundzustand bilden. Im übrigen entspricht die in 2 dargestellte Ausführungsform der in 1 dargestellten Ausführungsform. Wesentlich ist, daß es beim Ineinanderschieben der Seitenflächen 4, 5 automatisch zu einem Inkontakttreten der Komponenten 11, 12 und zu einer chemischen und/oder physikalischen Reaktion der Komponenten 11, 12 kommt. Das Expansionsmittel 10b wird im Verriegelungszustand dann durch das Reaktionsprodukt der Reaktion gebildet.
Beispielsweise kann es sich bei den Komponenten 11, 12 um zwei Reaktionspartner einer chemischen Reaktion handeln, wobei das Reaktionsprodukt eine zusammenhängende Masse bildet, die die beiden gegenüberliegenden Vertiefungen 6, 7 im Verriegelungszustand des Expansionsmittels 10b ausfüllt und eine ausreichende Festigkeit aufweist, um einen Formschluß zwischen den Bauteilen 2, 3 zu gewährleisten. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß in einer Vertiefung 6 bereits ein Reaktionsgemisch vorliegt und in der anderen Vertiefung 7 ein Katalysator enthalten ist, so daß es nach der Verbindung der Bauteile 2,3 zu der katalytischen Umsetzung des in der Vertiefung 6, 7 befindlichen Reaktionsgemisches kommt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß die Komponenten 11, 12 physikalisch miteinander reagieren, worunter insbesondere Stofftransportvorgänge, beispielsweise durch Diffusion oder Adsorption, zu verstehen sind. Beispielsweise kann es sich bei der Komponente 11 um eine in einer Membran befindliche quellfähige Substanz handeln, die in der Vertiefung 6 immobilisiert ist. Nach dem Verbinden der Bauteile kommt es zu einem Aufquellen der ersten Komponente 11 unter Aufnahme der zweiten Komponente 12, die in der Vertiefung 7 des weiteren Bauteils 3 angeordnet sein kann. Das Expansionsmittel 10b im Verriegelungszustand wird dann durch die in der Membran immobilisierte aufgequollene Substanz gebildet. Wesentlich dabei ist auch hier, daß das Expansionsmittel 10b im Verriegelungszustand eine ausreichende Stabilität bzw. Festigkeit aufweist, um die Bauteile formschlüssig gegen ein Lösen zu verriegeln.
Es versteht sich, daß die Komponenten 11, 12 im nicht-verbundenen Zustand des Bauteilsystems 1 an den Bauteilen 2, 3 immobilisiert sind, wobei die Vertiefungen 6, 7 mit einer Folie oder dergleichen verschlossen sein können. Beim Ineinanderschieben der Bauteile 2, 3 kommt es dann automatisch zur Zerstörung der Folienabdeckung und damit zu einem Inkontakttreten der Komponenten 11, 12.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ist in der Vertiefung 6 ein expandierbarer Schlauch angeordnet, der im expandierten Zustand den von den Vertiefungen 6, 7 gebildeten gemeinsamen Hohlraum im wesentlichen vollständig ausfüllt und damit einen Formschluß bewirkt. Der expandierbare Schlauch wirkt als Expansionsmittel 10c. Nicht dargestellt ist, daß der Schlauch über die Umgebung im verbundenen Zustand der Bauteile 2, 3 befüllbar bzw. entleerbar sein kann. Hierzu ist in dem Bauteil 2 eine nicht dargestellte fluidkommunizierende Verbindung zwischen der Umgebung und dem Inneren des Schlauches vorgesehen, dies es ermöglicht, ein Fluid in den Schlauch einzuleiten bzw. aus dem Schlauch abzuleiten.
In 4 ist ein Bauteilsystem 3 dargestellt, das aus zwei Bauteilen 14, 15 gebildet wird. Bei den Bauteilen 14, 15 handelt es sich um Paneele, die jedoch durch Ineinanderstecken im Bereich der Seitenflächen 16, 17 in der Art einer Rastverbindung verbindbar sind. Das Bauteil 14 weist eine Funktionsschicht als Expansionsmittel 10d an vertikal verlaufenden Abschnitten 19, 20 der Seitenfläche 16 auf. Die vertikalen Abschnitte 21, 22 der Seitenfläche 17 des Bauteils 15 sind derart abgeschrägt, daß sich hinterschnittene Bereiche 23, 24 bilden. Bei der Überführung des Expansionsmittels 10d von dem Grundzustand in den Verriegelungszustand kommt es zu einer Volumenvergrößerung des Expansionsmittels 10d, wobei sich das Expansionsmittel 10d in Richtung der hinterschnittenen Bereiche 23, 24 hin ausdehnt und die hinterschnittenen Bereiche 23, 24 im wesentlichen vollständig ausfüllt. Dadurch ist ein Auseinanderstecken der beiden Bauteile 14, 15 nicht mehr möglich und die Rastverbindung der Bauteile 14, 15 gegen ein Lösen verriegelt. Das Expansionsmittel 10d läßt sich dabei vorzugsweise physikalisch von dem Grundzustand in den Expansionszustand überführen.
Es versteht sich, daß auch bei den in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen des Bauteilsystems 1 ein hinterschnittener Bereich in zumindest einem Bauteil 2, 3 ausgebildet sein kann, der nach dem Expandieren des Expansionsmittels 10a–c von dem Expansionsmittel 10a–c im wesentlichen vollständig ausgefüllt wird.

Claims

System (1, 13) mit einem ersten Bauteil (2, 14) und mit wenigstens einem weiteren Bauteil (3, 15), wobei die Bauteile (2, 3, 14, 15) an Seitenflächen (4, 5, 16, 17) benachbarter Längs- und/oder Querseiten der Bauteile (2, 3, 14, 15) miteinander verbindbar sind, dass das Bauteil (2, 14) und/oder das weitere Bauteil (3, 15) wenigstens ein an einer Seitenfläche (4, 5, 16, 17) immobilisiertes Expansionsmittel (10, 18) aufweist, wobei das Expansionsmittel (10a–d) bei und/oder nach dem Verbinden der Bauteile (2, 3, 14, 15) durch Aktivierung von einem nicht-expandierten Grundzustand in einen expandierten Verriegelungszustand überführbar ist und wobei die Konturen der Seitenflächen (4, 5, 16, 17) derart ausgebildet sind, dass durch das Expansionsmittel (10a–d) im Verriegelungszustand eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen den Seitenflächen (4, 5, 16, 17) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmittel (10b) im Grundzustand aus wenigstens zwei getrennt voneinander an dem ersten Bauteil (2) und/oder dem weiteren Bauteil (3) immobilisierten Komponenten (11, 12) gebildet wird, wobei beim oder nach dem Verbinden der Bauteile (2, 3) aus den beiden Komponenten (11, 12) ein Reaktionsgemisch erhältlich ist und wobei das Expansionsmittel (10b) im Verriegelungszustand aus einem Reaktionsprodukt des Reaktionsgemisches gebildet wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (11, 12) an dem ersten Bauteil (2) derart getrennt voneinander immobilisiert sind, dass durch Verbinden der Bauteile (2, 3) die Komponenten (11, 12) unter Wirkung des weiteren Bauteils (3) miteinander in Kontakt treten und das Reaktionsgemisch bilden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in benachbarten Seitenflächen (4, 5) von miteinander verbundenen Bauteilen (2, 3) wenigstens zwei gegenüberliegend angeordnete komplementär ausgebildete und miteinander verbundene Vertiefungen (6, 7) vorgesehen sind.
System (1, 13) mit einem ersten Bauteil (2, 14) und mit wenigstens einem weiteren Bauteil (3, 15), wobei die Bauteile (2, 3, 14, 15) an Seitenflächen (4, 5, 16, 17) benachbarter Längs- und/oder Querseiten der Bauteile (2, 3, 14, 15) miteinander verbindbar sind, dass das Bauteil (2, 14) und/oder das weitere Bauteil (3, 15) wenigstens ein an einer Seitenfläche (4, 5, 16, 17) immobilisiertes Expansionsmittel (10, 18) aufweist, wobei das Expansionsmittel (10a–d) bei und/oder nach dem Verbinden der Bauteile (2, 3, 14, 15) durch Aktivierung von einem nicht-expandierten Grundzustand in einen expandierten Verriegelungszustand überführbar ist und wobei die Konturen der Seitenflächen (4, 5, 16, 17) derart ausgebildet sind, dass durch das Expansionsmittel (10a–d) im Verriegelungszustand eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen den Seitenflächen (4, 5, 16, 17) ausgebildet wird und wobei in benachbarten Seitenflächen (4, 5) von miteinander verbundenen Bauteilen (2, 3) wenigstens zwei gegenüberliegend angeordnete komplementär ausgebildete und miteinander verbundene Vertiefungen (6, 7) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Bauteil (2, 3) als flächiges und/oder plattenförmiges Bauteil (2, 3) ausgebildet ist, dass die Verbindung der Seitenflächen (4, 5, 16, 17) der Bauteile als Nut-Feder-Verbindung ausgebildet ist, dass die Seitenflächen (4, 5, 16, 17) zu den Oberflächen des oder der flächigen und/oder plattenförmigen Bauteile lediglich horizontale und vertikale Abschnitte aufweisen, und dass die Vertiefungen (6, 7) in horizontalen Abschnitten der Seitenflächen (4, 5, 16, 17) vorgesehen sind.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmittel (10b) im Grundzustand aus wenigstens zwei getrennt voneinander an dem ersten Bauteil (2) und/oder dem weiteren Bauteil (3) immobilisierten Komponenten (11, 12) gebildet wird, wobei beim oder nach dem Verbinden der Bauteile (2, 3) aus den beiden Komponenten (11, 12) ein Reaktionsgemisch erhältlich ist und wobei das Expansionsmittel (10b) im Verriegelungszustand aus einem Reaktionsprodukt des Reaktionsgemisches gebildet wird.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (11, 12) an dem ersten Bauteil (2) derart getrennt voneinander immobilisiert sind, dass durch Verbinden der Bauteile (2, 3) die Komponenten (11, 12) unter Wirkung des weiteren Bauteils (3) miteinander in Kontakt treten und ein Reaktionsgemisch bilden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmittel (10a–d) reversibel von dem Grundzustand in den Verriegelungszustand expandierbar ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmittel (10a–d) chemisch und/oder physikalisch und/oder mechanisch aktivierbar ist.
System nach einem der Ansprüche 4, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmittel (10b) im Grundzustand aus wenigstens einer an dem ersten Bauteil (2) immobilisierten ersten Komponente und wenigstens einer nach dem Verbinden der Bauteile (2, 3) von außen zuführbaren weiteren Komponente gebildet wird, wobei zur Aktivierung des Expansionsmittels (10b) die weitere Komponente zu der ersten Komponente über wenigstens eine in wenigstens einem Bauteil (2, 3) vorgesehene fluidkommunizierende Verbindung zwischen der äußeren Umgebung der verbundenen Bauteile (2, 3) und der ersten Komponente zuführbar ist.
System nach einem der Ansprüche 4, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Expansionsmittel (10c) ein expandierbarer Schlauch oder dergleichen vorgesehen ist, wobei der Schlauch pneumatisch oder hydraulisch expandierbar ist.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch im Grundzustand fluidbefüllt und an dem ersten Bauteil (2) immobilisiert ist, wobei es beim Verbinden der Bauteile (2, 3) unter Wirkung des weiteren Bauteils (3) zu einer Fluidverdrängung im Schlauch und zu einer Expansion des Schlauchs kommt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen der Seitenflächen (4, 5, 16, 17) von benachbarten Bauteilen (2, 3, 14, 15) derart komplementär ausgebildet sind, dass sich bei dem Verbinden der beiden Bauteile (2, 3, 14, 15) zwischen zwei benachbarten Seitenflächen (4, 5, 16, 17) der Bauteile (2, 3, 14, 15) wenigstens ein Hohlraum ausbildet, wobei das Expansionsmittel (10a–d) im Grundzustand an dem ersten Bauteil (2, 14) und/oder an dem weiteren Bauteil (3, 15) im Bereich des gebildeten Hohlraums immobilisiert und im Verriegelungszustand in dem gebildeten Hohlraum expandiert ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenfläche (4) des ersten Bauteils (2) und/oder die Seitenfläche (5) des weiteren Bauteils (3) wenigstens eine Vertiefung (6, 7) zur Immobilisierung des Expansionsmittels (10a–c) im Grundzustand aufweist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vertiefung (6, 7) im Grundzustand des Expansionsmittels (10a–c) teilweise von dem Expansionsmittel (10, 18) oder von wenigstens einer Komponente (11, 12) des Expansionsmittels (10) ausgefüllt ist.
System nach der vorhergehenden Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenfläche des ersten Bauteils (2) wenigstens eine Vertiefung (6) aufweist und dass die Vertiefung (6) im verbundenen Zustand der beiden Bauteile (2, 3) an einem geraden Abschnitt der Seitenfläche (5) des weiteren Bauteils (3) anliegt, wobei die Vertiefung (6) im Grundzustand des Expansionsmittels (10a–c) nur teilweise ausgefüllt ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmittel (10d) im Grundzustand als flächige Funktionsschicht an einer Seitenfläche (16) des ersten Bauteils (14) und/oder an einer Seitenfläche (17) des weiteren Bauteils (15) ausgebildet ist.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum durch einen Spalt zwischen benachbarten Seitenflächen (16, 17) der miteinander verbundenen Bauteile (14, 15) gebildet wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Bauteil als flächiges und/oder plattenförmiges Bauteil, vorzugsweise eine Platte, ein Paneel oder dergleichen, ausgebildet ist.