DE102016206296B4

DE102016206296B4 - Verbindungssystem, Verbindungsanordnung und Verfahren

Info

Publication number: DE102016206296B4
Application number: DE102016206296.4A
Authority: DE
Inventors: Hermann Benthien; Matthias Hegenbart
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2036-04-15
Also published as: US10343344B2; US20170297270A1; DE102016206296A1

Abstract

Verbindungssystem (1), mit:
einem ersten Klebesegment (2a), an welchem ein erster Verbindungsbereich (3a) ausgebildet ist;
einem zweiten Klebesegment (2b), an welchem ein zweiter Verbindungsbereich (3b) ausgebildet ist; und
einem verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff (5) zur stoffschlüssigen Verbindung der beiden Klebesegmente (2a, 2b), wobei zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b) derart flexibel ausgebildet ist, dass bei Einbringen des flüssigen Verbindungsstoffs (5) zwischen die beiden sich in einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente (2a, 2b) gegenüberliegenden Verbindungsbereiche (3a, 3b) eine stoffschlüssige Verbindung selbsttätig vermittels des elastokapillaren Effekts über den flüssigen Verbindungsstoff (5) zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) geschlossen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem, eine Verbindungsanordnung und ein Verfahren zur stoffschlüssigen Verbindung von Bauteilen. Insbesondere befasst sich die vorliegende Erfindung mit der stoffschlüssigen Verbindung von Strukturen eines Luft- oder Raumfahrzeugs.
Obwohl in vielfältigen Anwendungen zur Verbindung unterschiedlichster Bauteile verwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf die gegenseitige Befestigung von Flugzeugbauteilen näher erläutert.
Moderne Flugzeuge weisen eine Vielzahl von Komponenten bzw. Bauteilen auf, welche mittels Kupplungen aneinander oder mittels entsprechender Befestigungs- oder Haltervorrichtungen in vordefinierten Positionen an der Flugzeugstruktur fixiert werden müssen. Um die hochkomplexe technische Infrastruktur moderner Flugzeuge zu versorgen, bedarf es üblicherweise der Anbringung vieler tausend unterschiedlicher Kupplungen und Halter.
Auch in modernen Flugzeugen wird nach wie vor vielfach auf herkömmliche Verbindungstechniken wie Schweiß-, Niet- oder Schraubverbindungen oder dergleichen zurückgegriffen. Beispielsweise werden Metallbauteile, z.B. strukturelle Bauteile wie Spante oder Stringer, häufig über Kupplungslaschen aus Metall oder Faserverbundwerkstoff oder dergleichen miteinander vernietet. Herkömmliche Befestigungselemente wie Bolzen, Nieten oder Schrauben aus Metall tragen jedoch in erheblichem Maße zu einer Erhöhung des Gewichts der jeweiligen Struktur bei. Darüber hinaus ist die Montage in diesem Fall aufwendig und komplex. Eine direkte Anbindung zweier Bauteile an den idealen geometrischen Verbindungspunkten, -linien oder -flächen ist aufgrund der geometrischen Ausgestaltung mitunter nicht möglich, sondern lediglich über Kupplungselemente zu erreichen, welche die Bauteile von außen aneinander koppeln.
Klebeverbindungen von Bauteilen bieten hiergegen eine vereinfachte Montage. Zudem lässt sich mit Hilfe von Klebeverbindungen in vielen Anwendungsfällen Gewicht gegenüber rein mechanischen Verbindungen einsparen. Herkömmliche Klebeverbindungen sind jedoch limitiert, da zwischen den hierbei typischerweise verklebten ebenen Klebeflächen nur relativ geringe Adhäsionskräfte wirken. Verunreinigungen des verwendeten Klebstoffes können die maximal erreichbare Adhäsion zusätzlich absenken.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine leichtgewichtige und besonders einfach zu montierende Klebeverbindung zu schaffen, welcher eine stabile und sichere Befestigung von Strukturen aneinander ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verbindungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10, ein Luft- oder Raumfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
Demgemäß ist ein Verbindungssystem vorgesehen. Das Verbindungssystem weist ein erstes Klebesegment auf, an welchem ein erster Verbindungsbereich ausgebildet ist. Ferner weist das Verbindungssystem ein zweites Klebesegment auf, an welchem ein zweiter Verbindungsbereich ausgebildet ist. Ferner weist das Verbindungssystem einen verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff zur stoffschlüssigen Verbindung der beiden Klebesegmente auf. Zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche ist derart flexibel ausgebildet, dass bei Einbringen des flüssigen Verbindungsstoffs zwischen die beiden sich in einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente gegenüberliegenden Verbindungsbereiche eine stoffschlüssige Verbindung selbsttätig vermittels des elastokapillaren Effekts über den flüssigen Verbindungsstoff zwischen den beiden Verbindungsbereichen geschlossen wird.
Darüber hinaus ist eine Verbindungsanordnung vorgesehen. Die Verbindungsanordnung weist ein erstes Klebesegment auf, an welchem ein erster Verbindungsbereich ausgebildet ist. Die Verbindungsanordnung weist ferner ein zweites Klebesegment auf, an welchem ein zweiter Verbindungsbereich ausgebildet ist. Zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche ist derart flexibel ausgebildet, dass bei Einbringen des flüssigen Verbindungsstoffs zwischen die beiden sich in einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente gegenüberliegenden Verbindungsbereiche eine stoffschlüssige Verbindung selbsttätig vermittels des elastokapillaren Effekts über den flüssigen Verbindungsstoff zwischen den beiden Verbindungsbereichen geschlossen wird. Die beiden Verbindungsbereiche sind über den zwischen die beiden Verbindungsbereiche eingebrachten Verbindungsstoff stoffschlüssig miteinander verbunden.
Darüber hinaus ist eine Luft- oder Raumfahrzeug vorgesehen. Das Luft- oder Raumfahrzeug weist Verbindungsanordnung gemäß der Erfindung auf.
Darüber hinaus ist ein Verfahren zur stoffschlüssigen Verbindung eines ersten Klebesegments mit einem zweiten Klebesegment vorgesehen. Das Verfahren umfasst den Schritt des Anordnens einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente. Ein erster Verbindungsbereich des ersten Klebesegments wird gegenüber einem zweiten Verbindungsbereich des zweiten Klebesegments angeordnet. Zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche ist flexibel ausgebildet. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt des Einbringens eines verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoffs zwischen die beiden Verbindungsbereiche. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt des Benetzens beider Verbindungsbereiche durch den flüssigen Verbindungsstoff, so dass der flüssige Verbindungsstoff selbsttätig eine stoffschlüssige Verbindung vermittels des elastokapillaren Effekts zwischen den beiden Verbindungsbereichen schließt. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt des Verfestigens des flüssigen Verbindungsstoffs.
Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Klebeverbindung zwischen Klebesegmenten auf Basis eines „Multiple-Load-Path“-Designs umzusetzen, welche auch Verbindungsschlüsse in nur schwer zugänglichen Verbindungsbereichen von Bauteilen ermöglicht. Hierzu sieht die erfindungsgemäße Lösung vor, dass eine stoffschlüssige Klebeverbindung zwischen Verbindungsbereichen vermittels eines Verbindungsstoffes geschaffen wird, indem zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche durch den Verbindungsstoff verformt wird. Nach dem Benetzen der Verbindungsbereiche mit dem Verbindungsstoff muss der Verbindungsstoff nur noch verfestigt werden, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Klebesegmenten zu schaffen. Die stoffschlüssige Verbindung gemäß der Erfindung wird hierbei gewissermaßen von selbst geschlossen. Beispielsweise können die Verbindungsbereiche hierbei derart deformiert werden, dass ein Formschluss zwischen den Verbindungsbereichen geschaffen wird.
Hierzu macht sich die vorliegenden Erfindung den elastokapillaren Effekt zunutze. Elastokapillarität bezeichnet die Fähigkeit, elastische Bauteile mittels der Benetzung durch Flüssigkeiten zu deformieren. Die jeweiligen Bauteile werden hierbei aufgrund der zwischen der Flüssigkeit und der benetzten Oberfläche bzw. dem benetzten Bauteil wirkenden Kapillarkräfte verbogen bzw. verformt. Diese Kräfte sind zwar grundsätzlich relativ klein, jedoch kann ein Bauteil nichtsdestotrotz derart ausgebildet werden, z.B. mit entsprechend dünnen und flexiblen Strukturen bzw. Bereichen, z.B. Wandstrukturen oder Wänden, dass das Bauteil bei Benetzung mit einer entsprechenden Flüssigkeit durch die Kapillarkräfte zwischen der Flüssigkeit und der benetzten Oberfläche des Bauteils elastisch deformiert wird.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht auf der einen Seite darin, dass keine aufwendigen oder schweren zusätzlichen Mittel, wie beispielsweise Schrauben, Muttern, Bolzen, Unterlegbleche etc., benötigt werden, um zwei Bauteile aneinander zu befestigen. Da hiermit auch die benötigten Bohrungen etc. wegfallen, werden gewissermaßen automatisch auch interne Spannungen vermieden. Auf der anderen Seite wird darüber hinaus eine Klebeverbindung geschaffen, die bei gleicher Berührungsfläche deutlich belastbarer ist als beispielsweise Klebeverbindungen, bei denen zwei ebene, geschlossene Flächen aufeinander geklebt werden. Die Verformung eines oder beider Verbindungsbereiche verbessert hierbei die Belastbarkeit der Verbindung. Da mechanische Befestigungselemente wie Schrauben oder Nieten in der erfindungsgemäßen Lösung entweder ganz entfallen können oder zumindest in geringerer Stückzahl notwendig sind, kann das erfindungsgemäße Verbindungssystem je nach Anwendung deutlich gewichtseffizienter ausgebildet werden, was wiederum Treibstoff und Kosten spart.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich im Hinblick auf die Montage, welche im Falle des vorliegenden Systems besonders flexibel, einfach und schnell ohne aufwendige zusätzliche Hilfsmittel durchführbar ist. Die beiden Klebesegmente sind lediglich derart zu positionieren, dass sich die beiden Verbindungsbereiche entsprechend gegenüberliegen. Im Anschluss wird der Verbindungsstoff derart eingebracht, dass die beiden Verbindungsbereiche zumindest in Abschnitten mit dem Verbindungsstoff benetzt werden. Der flexibel ausgebildete Verbindungsbereich wird nun aufgrund des elastokapillaren Effekts von dem Verbindungsstoff zu dem gegenüberliegenden Verbindungsbereich gezogen und/oder verbogen und/oder derformiert. Im Falle, dass beide Verbindungsbereiche flexibel ausgebildet sind, bewegen sich die beiden Verbindungsbereiche entsprechend aufeinander zu. Hierbei verteilt sich der Verbindungsstoff weiter zwischen den beiden Verbindungsbereichen, was wiederum den elastokapillaren Effekt verstärkt, so dass letztendlich eine Verbindung der beiden Verbindungsbereiche erreichbar ist, in welcher die beiden Verbindungsbereiche mit Verbindungsstoff bedeckt sind. Sobald der Verbindungsstoff ausgehärtet ist, wird im Ergebnis somit eine stoffschlüssige Verbindung der beiden Verbindungsbereiche geschaffen.
Ein flexibler Verbindungsbereich im Sinne der Erfindung ist derart biegsam ausgebildet, dass die beim elastokapillaren Effekt auftretenden Kapillarkräfte ausreichend groß sind, um den Verbindungsbereich zur Bildung der Verbindung zu verbiegen. Flexibel im Sinne der Erfindung umfasst unter anderem elastisch biegsame Verbindungsbereiche, jedoch insbesondere auch plastisch verformbare Verbindungsbereiche, welche aufgrund der auftretenden Kapillarkräfte lediglich einmalig plastisch verformt werden. Dem Fachmann werden sich je nach Anwendung unterschiedliche Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung erschließen. So kann beispielsweise ein Klebesegment aus einem Thermoplast oder einem entsprechenden Material vorgesehen sein, welches durch Temperaturbeaufschlagung reversibel verformbar ist. Beispielsweise kann ein Verbindungsbereich vor der Montage der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung durch Temperaturbeaufschlagung in eine Montageausrichtung bzw. -gestalt verformt werden, welche nach der darauffolgenden Abkühlung ausgehärtet wird. Der Verbindungsbereich wird nun in dieser Form mit dem Verbindungsstoff benetzt und aufgrund der Kapillarkräfte verbogen bzw. deformiert. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Verbindungsbereich letztendlich wieder in seine Ausgangsform zurückgeführt wird, welche er vor der Temperaturbeaufschlagung besessen hatte. In anderen Ausführungen kann beispielsweise vorgesehen sein, das Klebesegment bzw. den Verbindungsbereich mit einem additiven Verfahren, d.h. einem 3D-Druckverfahren, direkt in einer Montageausrichtung bzw. Montagegestalt herzustellen, welche beispielsweise nicht elastisch verformbar sein muss, sondern lediglich einmalig bei der Bildung der Verbindungsanordnung plastisch verformt wird.
Grundsätzlich kann ein Verbindungsbereich gemäß der Erfindung überdies derart ausgebildet sein und/oder aus einem Material gefertigt sein bzw. ein solches Material umfassen, dass dieser den Verbindungsstoff bei Benetzung aufnimmt. Zusätzlich kann der Verbindungsbereich derart ausgebildet sein, dass dieser sich bei Aufnahme des Verbindungsstoffes ausdehnt. Beispielweise kann ein Verbindungsbereich ein superabsorbierendes Polymer oder ein ähnliches Material umfassen, welches sich durch Flüssigkeitsaufnahme auf ein Vielfaches seines ursprünglichen Volumens ausdehnen kann. Weiterhin kann ein Verbindungsbereich beispielsweise mit Aufnahmeöffnungen versehen sein, welche sich kapillarartig durch den jeweiligen Verbindungsbereich in das Innere des jeweiligen Klebesegments hinein erstrecken. Die Aufnahmeöffnungen können derart ausgebildet sein, dass die Aufnahmeöffnungen den flüssigen Verbindungsstoff bei Aufbringen des flüssigen Verbindungsstoffs auf den jeweiligen Verbindungsbereich aufgrund von Kapillaraszension aufnehmen. Die Aufnahmeöffnungen können in diesem Fall demnach derart kapillarartig ausgestaltet sein, dass der flüssige Verbindungsstoff bei einer Benetzung des jeweiligen Verbindungsbereichs mit diesem aufgrund der zwischen dem Verbindungsstoff und dem Verbindungsbereich wirkenden Adhäsionskräfte in die Aufnahmeöffnungen hineinsteigt. Diese so genannte Kapillaraszension ist eine mögliche Form des physikalischen Kapillareffektes. Die Innenseitenfläche der Aufnahmeöffnungen wird folglich mit Verbindungsstoff benetzt und die effektive Klebefläche um diesen Anteil vergrößert. Wie hoch bzw. tief der Verbindungsstoff in die Aufnahmeöffnungen hineinsteigt, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise den verwendeten Materialien bzw. Stoffen (z.B. Dichte, Viskosität, Porosität etc.) und der Kapillargeometrie, d.h. insbesondere dem Durchmesser bzw. der Querschnittsfläche der Aufnahmeöffnungen. Je nach erwünschtem Effekt und Anwendung sind bestimmte Randbedingungen für die Kapillarität zu erfüllen und die Materialien dementsprechend zu wählen bzw. eventuell auch vorzubehandeln. In diesen Weiterbildungen wird somit die effektive Klebe- bzw. Haftfläche um ein Vielfaches gegenüber herkömmlichen ebenen Klebeflächen vergrößert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer Weiterbildung des Verbindungssystems kann die Verbindung zwischen den beiden Verbindungsbereichen einen Formschluss bilden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der erste Verbindungsbereich mit einer Vielzahl von ersten Verzahnungselementen und der zweite Verbindungsbereich mit einer Vielzahl von zweiten Verzahnungselementen ausgebildet sein. Die zweiten Verzahnungselemente können dazu ausgebildet sein, zur Bildung einer Verzahnung zwischen den beiden Verbindungsbereichen in die ersten Verzahnungselemente einzugreifen. Zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche kann dementsprechend derart flexibel ausgebildet sein, dass bei Einbringen des flüssigen Verbindungsstoffs zwischen die beiden sich in einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente gegenüberliegenden Verbindungsbereiche eine stoffschlüssige Verzahnung selbsttätig vermittels des elastokapillaren Effekts über den flüssigen Verbindungsstoff zwischen den beiden Verbindungsbereichen geschlossen wird. Dementsprechend können die beiden Verbindungsbereiche in einer Weiterbildung der Verbindungsanordnung über den zwischen die beiden Verbindungsbereiche eingebrachten Verbindungsstoff stoffschlüssig miteinander verzahnt sein. Das Verfahren umfasst in einer Weiterbildung das Anordnen des ersten Verbindungsbereichs des ersten Klebesegments mit einer Vielzahl von ersten Verzahnungselementen gegenüber dem zweiten Verbindungsbereich des zweiten Klebesegments mit einer Vielzahl von zweiten Verzahnungselementen. Durch Einbringen des Verbindungsstoffs zwischen die beiden Verbindungsbereiche und Benetzen beider Verbindungsbereiche durch den flüssigen Verbindungsstoff schließt dieser selbsttätig eine stoffschlüssige Verzahnung vermittels des elastokapillaren Effekts zwischen den beiden Verbindungsbereichen. In dieser Weiterbildung der Erfindung wird die stoffschlüssige Klebeverbindung um eine Verzahnung ergänzt. Einerseits greifen die Verzahnungselemente der Verbindungsbereiche ineinander ein. Andererseits wird diese Verzahnung zusätzlich vermittels des Verbindungsstoffes verklebt. Nach dem Verzahnen der Verbindungsbereiche muss der Verbindungsstoff nur noch verfestigt werden, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Klebesegmenten zu schaffen.
Gemäß einer Weiterbildung des Verbindungssystems können die zweiten Verzahnungselemente zur formschlüssigen Verzahnung mit den ersten Verzahnungselementen ausgebildet sein. Beispielsweise können die ersten Verzahnungselemente als Zähne ausgebildet sein, welche zu den ebenfalls als Zähne ausgebildeten zweiten Verzahnungselementen komplementär geformt und angeordnet sind. In einer alternative Ausführung können die ersten Verzahnungselemente beispielsweise als Stifte ausgebildet sein, während die zweiten Verzahnungselemente als Zapfen ausgebildet sind, zwischen denen Zwischenräume zur Aufnahme der Stifte vorhanden sind.
Gemäß einer Weiterbildung des Verbindungssystems können beide Verbindungsbereiche flexibel ausgebildet sein. In dieser Weiterbildung verformen sich demnach beide Verbindungsbereiche aufgrund des elastokapillaren Effekts des eingebrachten Verbindungsstoffs. Prinzipiell können die beiden Verbindungsbereiche hierbei jedoch unterschiedliche Biegeeigenschaften aufweisen, z.B. unterschiedliche Elastizitätsmodule etc.
Gemäß einer Weiterbildung des Verbindungssystems kann der flüssige Verbindungsstoff ein Klebstoff und/oder ein Kunstharz oder dergleichen sein.
Gemäß einer Weiterbildung des Verbindungssystems können die Verzahnungselemente als Zähne, Zapfen, Rippen, Stege und/oder Stifte oder dergleichen ausgebildet sein.
Gemäß einer Weiterbildung des Verbindungssystems können die Klebesegmente im Wesentlichen aus Kunststoff und/oder einem faserverstärkten Kunststoff bestehen. Beispielsweise können die Klebesegmente aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff gebildet sein. Die Verwendung von Kunststoff hat den großen Vorteil, dass Gewicht und Kosten gespart werden können. Im Falle von Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen kann eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung auch bereits im Fertigungsverfahren der Bauteile geschaffen werden. Beispielsweise können die Bauteile Prepregs oder dergleichen sein, d.h.
Halbzeuge aus Kohlenstofffasern, die in einer ungehärteten Matrix aus Kunstharz eingebettet sind. Solche Prepregs werden typischerweise für die Herstellung verschiedener Bauteile moderner Luft- oder Raumfahrzeuge verwendet. Üblicherweise werden die Prepregs erst in Form gebracht und danach in einem Autoklav „ausgebacken“, d.h. durch Beaufschlagung von Druck und Temperatur wird die Kunststoffmatrix ausgehärtet. Eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung kann beispielsweise zwei solche Prepregs miteinander verbinden oder weitere Bauteile an diesen fixieren. Insbesondere können dergestalt erfindungsgemäße Klebesegmente integral mit Strukturbauteilen eines Luft- oder Raumfahrzeugs verbunden werden. Das Kunstharz kann in diesem Fall als Verbindungsstoff dienen. Die jeweilige Verbindung wird in einem folgenden Autoklavprozess verfestigt. Die Verbindungsanordnung wird in diesem Fall vorteilhafterweise bereits während der Fertigung der Strukturbauteile geschaffen. Andererseits können zumindest die Klebesegmente bereits in der Fertigung integral mit Strukturbauteilen verbunden werden. Eine stoffschlüssige Verbindung der Klebesegmente gemäß der vorliegenden Erfindung kann darauf aufbauend auch erst in einem späteren getrennten Schritt erfolgen.
Dementsprechend kann auch eine Weiterbildung des Verfahrens Kunstharz als verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff vorsehen. In dieser Weiterbildung kann der Schritt des Verfestigens das Aushärten mittels eines Autoklav umfassen. In dieser Weiterbildung könne die Klebesegmente aneinander oder beispielsweise an Prepregs fixiert werden, bevor die Bauteile in einem Autoklav ausgehärtet werden.
Gemäß einer Weiterbildung des Verbindungssystems können die Klebesegmente einteilig ausgebildet sein. Zum Beispiel können die Klebesegmente mittels eines Additive-Layer-Manufacturing-Verfahrens (3D-Druck) oder dergleichen aus Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff hergestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass auch komplexe Ausgestaltungen einfach und dennoch präzise herstellbar sind.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

1a schematische Querschnittsansichten der Montage einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung mit einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
1b schematische Querschnittsansichten der Montage einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung mit einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
1c schematische Querschnittsansichten der Montage einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung mit einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Seitenansicht eines Luftfahrzeugs mit der Verbindungsanordnung aus 1a, 1b oder 1c;
3 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens für die Montage der Verbindungsanordnung aus 1a, 1b oder 1c; und
4a-c schematische Ansichten von Verbindungsanordnungen gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung.

Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1a bis 1c zeigen schematische Querschnittsansichten der Montage von erfindungsgemäßen Verbindungsanordnungen mit erfindungsgemäßen Verbindungssystemen gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
Das jeweilige Verbindungssystem 1 ist zur gegenseitigen Befestigung eines ersten Klebesegments 2a mit einem zweiten Klebesegment 2b ausgebildet. Ein solches Klebesegment 2a, 2b kann beispielsweise Bestandteil eines Bauteils oder einer Struktur eines Luft- oder Raumfahrzeugs 100 sein, wie es in 2 dargestellt ist. Bei einer solchen Struktur kann es sich beispielsweise um einen Spant, ein Spantsegment, einen Stringer oder dergleichen oder um ein Kupplungselement zur Verbindung von mehreren solcher oder ähnlicher Bauteile handeln. Beispielsweise kann das beschriebene Klebesegment 2a Anwendung bei der Verbindung von Spantsegmenten finden, falls andere Befestigungsmöglichkeiten wie Bohrungen oder Schraub- und Nietverbindungen nicht zulässig oder gewünscht sind. Alternativ kann ein solches Klebesegment 2a, 2b auch ein separates Bauteil sein, welches beispielsweise innerhalb des Luft- oder Raumfahrzeugs 100 zu befestigen ist, z.B. an einer Struktur des Luft- oder Raumfahrzeugs 100. Das Bauteil kann eine Leitung, ein Kabel, ein Rohr, ein Schlauch oder dergleichen sein. Die Struktur kann beispielsweise eine Primärstruktur eines Flugzeugs sein. Prinzipiell lassen sich alle im Folgenden beschrieben Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungssystems 1 mit entsprechenden Anpassungen für beliebe andere Luft- oder Raumfahrzeuge, andere Fahrzeuge, z.B. Kraftfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, etc., und weitere unterschiedliche Anwendungsgebiete nutzen.
In den Ausführungsformen des Verbindungssystems 1 in den 1a bis 1c umfasst das erste Klebesegment 2a einen ersten Verbindungsbereich 3a und das zweite Klebesegment 2b einen zweiten Verbindungsbereich 3b. Speziell in den Ausführungsformen in 1a und 1b kann das erste Verbindungsbereich 3a beispielsweise als runde oder schlitzförmige Aufnahmeöffnung ausgebildet sein (in letzterem Fall erstreckt sich die Aufnahmeöffnung in die Figurenebene hinein bzw. aus dieser hinaus), während der zweite Verbindungsbereich 3b beispielweise ein Abschnitt eines faserartigen (oder stabförmigen) oder ebenen, plattenförmigen Klebesegments 2b sein kann. In der Ausführungsform gemäß 1b umfasst das erste Klebesegment 2a ferner einen ersten Verbindungsbereich 3a, welcher mit einer Vielzahl von ersten Verzahnungselementen 4a ausgebildet ist. Das zweite Klebesegment 2b umfasst in 1b entsprechend einen zweiten Verbindungsbereich 3b mit einer Vielzahl von zweiten Verzahnungselementen 4b. Die zweiten Verzahnungselemente 4b sind hierbei ebenso wie die ersten Verzahnungselemente 4a als Stifte ausgebildet, so dass diese zur Bildung einer Verzahnung zwischen den beiden Verbindungsbereichen 3a, 3b in die ersten Verzahnungselemente 4a eingreifen können. Ebenso umfasst das erste Klebesegment 2a in der Ausführungsform gemäß 1c einen ersten Verbindungsbereich 3a, welcher mit einer Vielzahl von ersten Verzahnungselementen 4a ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten Verzahnungselemente 4a als Zähne oder Rippen ausgebildet. Beispielsweise kann das erste Klebesegment 2a in 1c zylinderförmig ausgebildet sein, z.B. mit einem kreisförmigen Querschnitt, wobei die ersten Verzahnungselemente 4a als umlaufende Rippen ausgebildet sind. Der erste Verbindungsbereich 3a stellt in diesem Fall einen Abschnitt der Zylindermantelfläche dar. In einem anderen Beispiel kann das erste Klebesegment 2a als Stab mit einem rechteckigem Profil ausgebildet sein, wobei an einer oder mehreren Seitenflächen des ersten Klebesegments 2a rechteckige Rippen als erste Verzahnungselemente 4a ausgebildet sind. Diese Seitenflächen entsprechen in diesem Fall dem ersten Verbindungsbereich 3a. Prinzipiell können die Verzahnungselemente 4a jedoch allgemein als Zähne, Zapfen, Rippen, Stege und/oder Stifte oder dergleichen ausgebildet sein und das erste Klebesegment 2a bzw. der erste Verbindungsbereich 3a vielfältige Geometrien aufweisen. Das zweite Klebesegment 2b umfasst in 1c einen zweiten Verbindungsbereich 3b mit einer Vielzahl von zweiten Verzahnungselementen 4b. Die zweiten Verzahnungselemente 4b sind hierbei dazu ausgebildet, zur Bildung einer Verzahnung zwischen den beiden Verbindungsbereichen 3a, 3b in die ersten Verzahnungselemente 4a einzugreifen. In der in 1c dargestellten Ausführungsform sind die zweiten Verzahnungselemente 4b stiftförmige Elemente, die auf dem seitlich von dem zweiten Klebesegment 2b abstehenden zweiten Verbindungsbereich 3b angebracht sind. Im Falle, dass der erste Verbindungsbereich 3a beispielsweise als Zylindermantelfläche ausgebildet ist, kann der zweite Verbindungsbereich 3b die grundlegende Form eines Kegelstumpfes aufweisen, d.h. der zweite Verbindungsbereich 3b weist eine Oberfläche entsprechend der Mantelfläche eines Kegelstumpfes bzw. eine Oberfläche entsprechend von Teilabschnitten der Mantelfläche eines Kegelstumpfes auf (vgl. beispielsweise 4a). Ist der erste Verbindungsbereich 3a in einem anderen Beispiel als eine oder mehrere Seitenflächen eines rechteckigen Stabes ausgebildet, so kann der zweite Verbindungsbereich 3b entsprechende rechteckige Flächenstücke umfassen, auf welchen die zweiten Verzahnungselemente 4b angebracht sind. Alternativ zu der dargestellten Ausführungsform sind vielfältige andere Ausführungen vorgesehen. Beispielsweise können die zweiten Verzahnungselemente 4b wie die ersten Verzahnungselemente 4a ebenfalls als Zähne oder Rippen ausgebildet sein, welche entsprechend komplementär zu den ersten Verzahnungselementen 4a angeordnet und/oder geformt sind (vgl. 4b). Der Fachmann wird entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Anwendung entsprechend Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbindungsbereiche 3a, 3b und Verzahnungselemente 4a, 4b vorsehen.
In der Ausführungsformen in 1a bis 1c ist der zweite Verbindungsbereich 3b flexibel ausgebildet, so dass durch Biegen des zweiten Verbindungsbereichs 3b hin zu dem ersten Verbindungsbereich 3a eine Verbindung, insbesondere eine formschlüssige Verbindung, zwischen dem ersten Verbindungsbereich 3a und dem zweiten Verbindungsbereich 3b gebildet werden kann. Im Falle von 1b und 1c wird hierbei insbesondere eine Verzahnung zwischen den ersten Verzahnungselementen 4a und den zweiten Verzahnungselementen 4b gebildet. Beispielsweise können die Klebesegmente 2a, 2b und insbesondere der erste Verbindungsbereich 3a und der zweite Verbindungsbereich 3b im Wesentlichen aus Kunststoff und/oder einem faserverstärkten Kunststoff bestehen, z.B. einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff. Die Klebesegmente 2a, 2b können beispielsweise vollständig aus Kunststoff bestehen und als einteiliges Bauteil mit einem Additive-Layer-Manufacturing-Verfahren (3D-Druck) hergestellt worden sein. Solche dreidimensionalen Druckverfahren sind sehr flexibel verwendbar, um auch komplexe Kunststoffobjekte und/oder Metallbauteile herzustellen. In 3D-Druckverfahren sind vielfältige geometrische Ausgestaltungen der Klebesegmente 2a, 2b ohne großen Aufwand realisierbar (z.B. solche, wie sie in 4a-c gezeigt sind).
Das Verbindungssystem 1 sieht weiterhin einen verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff 5 zur stoffschlüssigen Verbindung der Klebesegmente 2a, 2b vor, z.B. ein Kleber oder ein Kunstharz oder dergleichen. Die einzelnen Verfahrensschritte eines entsprechenden Verfahrens M zur stoffschlüssigen Verbindung der Klebesegmente 2a, 2b sind schematisch in 3 dargestellt und werden im Folgenden mit Bezug auf 3 sowie 1a bis 1c beschrieben. 1a bis 1c zeigen jeweils unten eine Verbindungsanordnung 10, welche mit einem solchen Verfahren M auf Basis des jeweiligen Verbindungssystems 1 gebildet wurde.
Das Verfahren M umfasst unter M1 den Schritt des Anordnens einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente 2a, 2b. Hierbei wird der erste Verbindungsbereich 3a des ersten Klebesegments 2a gegenüber dem zweiten Verbindungsbereich 3b des zweiten Klebesegments 2b angeordnet (siehe 1a bis 1c). Im Falle der Ausführungsformen von 1a und 1b wird das zweite Klebesegment 2b hierzu an dem zweiten Verbindungsbereich 3b in das erste Klebesegments 2a eingeführt. Das Verfahren umfasst unter M2 ferner den Schritt des Einbringens des verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoffs 5 zwischen die beiden Verbindungsbereiche 3a, 3b (siehe 1a bis 1c). Unter M3 wird das Benetzen beider Verbindungsbereiche 3a, 3b (zumindest in Abschnitten) durch den flüssigen Verbindungsstoff 5 dargestellt. Der zweite Verbindungsbereich 3b ist derart flexibel ausgebildet, dass der flüssige Verbindungsstoff 5 selbsttätig eine stoffschlüssige Verbindung vermittels des elastokapillaren Effekts zwischen den beiden Verbindungsbereichen 3a, 3b schließt (durch Pfeile angedeutet). Im Falle der Ausführungen in 1b und 1c wird hierbei insbesondere eine stoffschlüssige Verzahnung gebildet. Der flexibel ausgebildete zweite Verbindungsbereich 3b wird hierbei aufgrund der Kapillarkräfte zwischen dem Verbindungsstoff 5 und den hiermit benetzten Abschnitten der Verbindungsbereiche 3a, 3b derart zu dem ersten Verbindungsbereich 3a hingebogen, dass eine Verzahnung der beiden Verbindungsbereiche 3a, 3b gebildet wird. Sofern der Verbindungsstoff 5 die Verbindungsbereiche 3a, 3b lediglich abschnittsweise benetzt, wird der Verbindungsstoff 5 durch das Zusammendrücken der beiden Verbindungsbereiche 3a, 3b weiter zwischen den beiden Verbindungsbereichen 3, 3b verteilt, was wiederum den elastokapillaren Effekt verstärkt. Abschließend umfasst das Verfahren M unter M4 den Schritt des Verfestigens des flüssigen Verbindungsstoffs 5 zur Bildung einer Verbindungsanordnung 10, in welcher die beiden Verbindungsbereiche 3a, 3b über den zwischen die beiden Verbindungsbereiche 3a, 3b eingebrachten Verbindungsstoff 5 stoffschlüssig miteinander verbunden bzw. verzahnt sind.
Die Darstellungen in den 1a bis 1c sowie in den weiteren Figuren sind rein schematisch zu verstehen. So werden insbesondere die Verformungen und Anordnungen der elastisch verbiegbaren Verbindungsbereiche 3b aus Darstellungsgründen stark überzogen gezeigt. Verformungen aufgrund des elastokapillaren Effekts sind typischerweise sehr klein, vielfach im mikroskopischen Bereich. In diesem Sinne ist auch die gezeigte Ausbildung des bzw. der elastisch verformbaren Verbindungsbereiche 3b zu verstehen.
Die Verbindungsanordnung 10 schließt sich aufgrund des elastokapillaren Effekts gewissermaßen von selbst und ist daher besonders einfach und vorteilhaft, beispielsweise für Anwendungen, in welchen große Strukturen formschlüssig miteinander verbunden werden sollen und die Verbindungspunkte, -linien oder -flächen mit herkömmlichen Methoden nicht direkt oder nur in aufwendiger Weise zugänglich sind. Die derart gebildete Verbindungsanordnung 10 stellt demnach eine vorteilhafte Kombination aus zwei sich ergänzenden Verbindungskonzepten dar. So wird eine Klebeverbindung mit einem selbstständig gebildeten Formschluss sowie je nach Ausführung einer zusätzlichen Verzahnung in einem „Multiple-Load-Path“-Ansatz vereint. Dies hat gegenüber herkömmlichen adhäsiven Verbindungen den Vorteil, dass zusätzlich zu der grundlegenden stoffschlüssigen Verbindung verformte Verbindungsbereiche 3a, 3b bzw. Verzahnungselemente 4a, 4b der Verbindungsbereiche 3a, 3b ineinander haken und die Verbindung somit unterstützen. Dies hat zum einen den Vorteil, dass eine besonders leichtgewichtige Verbindung zweier Bauteile geschaffen wird, da Schrauben, Muttern, Bolzen, etc., nicht notwendigerweise benötigt werden. Auf der anderen Seite wird darüber hinaus eine Klebeverbindung geschaffen, die bei gleicher Berührungsfläche deutlich belastbarer ist als beispielsweise Klebeverbindungen, bei denen zwei ebene, geschlossene Flächen aufeinander geklebt werden.
4a-c zeigen beispielhafte alternative Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verbindungsanordnungen 10. Die eingezeichneten Pfeile deuten jeweils an, in welche Richtung sich der elastisch ausgebildete Verbindungsbereich 3b aufgrund der Kapillarkräfte des elastokapillaren Effekts bewegt, d.h. in welche Richtung die Verbindung selbsttätig schließt. 4a zeigt eine perspektive Ansicht eines Verbindungssystems 1 und einer Verbindungsanordnung 10 mit zylinderförmigen Klebesegmenten 2a, 2b. 4b zeigt ein Beispiel für eine Verbindungsanordnung mit Verzahnungselementen 4a, 4b, die als komplementär angeordnete und geformte Zähne ausgebildet sind, so dass eine formschlüssige Verzahnung gebildet wird. 4c zeigt schließlich ein Beispiel für eine Kombination aus zwei Verbindungsanordnungen 10 gemäß der Erfindung, in welcher ein Kupplungselement jeweils zwei zweite Klebesegmente 2b umfasst, die jeweils mit einem ersten Klebesegment 2a eines weiteren Bauteils verbunden sind, so dass im Ergebnis eine Kupplung dieser Bauteile erreicht wird.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungssystem
2a, 2b: Klebesegment
3a, 3b: Verbindungsbereich
4a, 4b: Verzahnungselement
5: Verbindungsstoff
10: Verbindungsanordnung
100: Luftfahrzeug
M: Verfahren
M1: Verfahrensschritt
M2: Verfahrensschritt
M3: Verfahrensschritt
M4: Verfahrensschritt

Claims

Verbindungssystem (1), mit: einem ersten Klebesegment (2a), an welchem ein erster Verbindungsbereich (3a) ausgebildet ist; einem zweiten Klebesegment (2b), an welchem ein zweiter Verbindungsbereich (3b) ausgebildet ist; und einem verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoff (5) zur stoffschlüssigen Verbindung der beiden Klebesegmente (2a, 2b), wobei zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b) derart flexibel ausgebildet ist, dass bei Einbringen des flüssigen Verbindungsstoffs (5) zwischen die beiden sich in einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente (2a, 2b) gegenüberliegenden Verbindungsbereiche (3a, 3b) eine stoffschlüssige Verbindung selbsttätig vermittels des elastokapillaren Effekts über den flüssigen Verbindungsstoff (5) zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) geschlossen wird.
Verbindungssystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Verbindung zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) einen Formschluss bildet
Verbindungssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Verbindungsbereich (3a) mit einer Vielzahl von ersten Verzahnungselementen (4a) und der zweite Verbindungsbereich (3b) mit einer Vielzahl von zweiten Verzahnungselementen (4b) ausgebildet ist, wobei die zweiten Verzahnungselemente (4b) dazu ausgebildet sind, zur Bildung einer Verzahnung zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) in die ersten Verzahnungselemente (4a) einzugreifen, und wobei zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b) derart flexibel ausgebildet ist, dass bei Einbringen des flüssigen Verbindungsstoffs (5) zwischen die beiden sich in einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente (2a, 2b) gegenüberliegenden Verbindungsbereiche (3a, 3b) eine stoffschlüssige Verzahnung selbsttätig vermittels des elastokapillaren Effekts über den flüssigen Verbindungsstoff (5) zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) geschlossen wird.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweiten Verzahnungselemente (4b) zur formschlüssigen Verzahnung mit den ersten Verzahnungselementen (4a) ausgebildet sind.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei beide Verbindungsbereiche (3a, 3b) flexibel ausgebildet sind.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der flüssige Verbindungsstoff (5) ein Klebstoff und/oder ein Kunstharz ist.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verzahnungselemente (4a, 4b) als Zähne, Zapfen, Rippen, Stege und/oder Stifte ausgebildet sind.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Klebesegmente (2a, 2b) im Wesentlichen aus Kunststoff und/oder einem faserverstärkten Kunststoff bestehen.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Klebesegmente (2a, 2b) einteilig ausgebildet sind.
Verbindungsanordnung (10), mit: einem ersten Klebesegment (2a), an welchem ein erster Verbindungsbereich (3a) ausgebildet ist; und einem zweiten Klebesegment (2b), an welchem ein zweiter Verbindungsbereich (3b) ausgebildet ist; wobei zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b) derart flexibel ausgebildet ist, dass bei Einbringen des flüssigen Verbindungsstoffs (5) zwischen die beiden sich in einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente (2a, 2b) gegenüberliegenden Verbindungsbereiche (3a, 3b) eine stoffschlüssige Verbindung selbsttätig vermittels des elastokapillaren Effekts über den flüssigen Verbindungsstoff (5) zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) geschlossen wird, und wobei die beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b) über den zwischen die beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b) eingebrachten Verbindungsstoff (5) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 10, wobei der erste Verbindungsbereich (3a) mit einer Vielzahl von ersten Verzahnungselementen (4a) und der zweite Verbindungsbereich (3b) mit einer Vielzahl von zweiten Verzahnungselementen (4b) ausgebildet ist, wobei die zweiten Verzahnungselemente (4b) dazu ausgebildet sind, zur Bildung einer Verzahnung zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) in die ersten Verzahnungselemente (4a) einzugreifen, wobei zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b) derart flexibel ausgebildet ist, dass bei Einbringen des flüssigen Verbindungsstoffs (5) zwischen die beiden sich in einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente (2a, 2b) gegenüberliegenden Verbindungsbereiche (3a, 3b) eine stoffschlüssige Verzahnung selbsttätig vermittels des elastokapillaren Effekts über den flüssigen Verbindungsstoff (5) zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) geschlossen wird, und wobei die beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b) über den zwischen die beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b) eingebrachten Verbindungsstoff (5) stoffschlüssig miteinander verzahnt sind.
Luft- oder Raumfahrzeug (100) mit einer Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 10 oder 11.
Verfahren (M) zur stoffschlüssigen Verbindung eines ersten Klebesegments (2a) mit einem zweiten Klebesegment (2b) mit den folgenden Verfahrensschritten: Anordnen (M1) einer Montageanordnung der beiden Klebesegmente (2a, 2b), wobei ein erster Verbindungsbereich (3a) des ersten Klebesegments (2a) gegenüber einem zweiten Verbindungsbereich (3b) des zweiten Klebesegments (2b) angeordnet wird, und wobei zumindest einer der beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b) flexibel ausgebildet ist; Einbringen (M2) eines verfestigbaren, flüssigen Verbindungsstoffs (5) zwischen die beiden Verbindungsbereiche (3a, 3b); Benetzen (M3) beider Verbindungsbereiche (3a, 3b) durch den flüssigen Verbindungsstoff (5), so dass der flüssige Verbindungsstoff (5) selbsttätig eine stoffschlüssige Verbindung vermittels des elastokapillaren Effekts zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) schließt; und Verfestigen (M4) des flüssigen Verbindungsstoffs (5).
Verfahren (M) nach Anspruch 13, wobei der erste Verbindungsbereich (3a) des ersten Klebesegments (2a) mit einer Vielzahl von ersten Verzahnungselementen (4a) gegenüber dem zweiten Verbindungsbereich (3b) des zweiten Klebesegments (2b) mit einer Vielzahl von zweiten Verzahnungselementen (4b) angeordnet wird, wobei die zweiten Verzahnungselemente (4b) dazu ausgebildet sind, zur Bildung einer Verzahnung zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) in die ersten Verzahnungselemente (4a) einzugreifen, und wobei der flüssige Verbindungsstoff (5) selbsttätig eine stoffschlüssige Verzahnung vermittels des elastokapillaren Effekts zwischen den beiden Verbindungsbereichen (3a, 3b) schließt.