DE102017102609A1 - Connection of components by means of surface structures - Google Patents

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Simon Kaysser
Christian-Andrè Keun
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/07—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of multiple interengaging protrusions on the surfaces, e.g. hooks, coils

Abstract

Ein erfindungsgemäßer Bausatz (17) umfasst mindestens ein erstes und ein steifes zweites Bauteil. Das erste Bauteil (15) weist einen ersten Bereich mit einer ersten Oberfläche (4) auf und das zweite Bauteil (16) einen zweiten Bereich mit einer zweiten Oberfläche. Die erste und die zweite Oberfläche haben in ihrer Form übereinstimmende oder korrespondierende Oberflächenstrukturen (18) mit jeweils einer Vielzahl an sich aus der jeweiligen Oberfläche erhebenden Strukturelementen (1, 2, 5, 6, 9). Erste und zweite Oberfläche sind dazu eingerichtet, unter Krafteinwirkung reversibel so aneinander anliegend und/oder ineinandergreifend angeordnet zu werden oder zu sein, dass die jeweiligen Strukturelemente form- und/oder kraftschlüssig aneinander angreifen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient dem Verbinden zweier Bauteile eines erfindungsgemäßen Bausatzes und umfasst ein Positionieren der Bauteile und ein Fixieren der Bauteile aneinander. Ein erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren dient der Herstellung eines Bauteils (15, 16) für einen erfindungsgemäßen Bausatz.An inventive kit (17) comprises at least a first and a rigid second component. The first component (15) has a first region with a first surface (4) and the second component (16) has a second region with a second surface. The first and the second surface have in their form matching or corresponding surface structures (18) each having a plurality of uplifting from the respective surface structural elements (1, 2, 5, 6, 9). First and second surface are adapted to be reversibly arranged so as to be adjacent to each other and / or interlocking by force, or to be that the respective structural elements positively and / or non-positively engage each other. An inventive method is used to connect two components of a kit according to the invention and includes a positioning of the components and a fixing of the components to each other. An inventive manufacturing method is used to produce a component (15, 16) for a kit according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bausatz mit einem ersten und einem zweiten Bauteil, die in einem jeweiligen Bereich in ihrer Form übereinstimmende oder korrespondierende Oberflächenstrukturen aufweisen, und ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile.The present invention relates to a kit comprising a first and a second component, which have matching or corresponding surface structures in a respective region in their form, and a method for connecting two components.

Die reversible Verbindung von Körpern unterschiedlicher Werkstoffklassen ohne den Einsatz von Zusatzstoffen oder Zusatzteilen, wie beispielsweise Klebstoffen, Schrauben oder Nieten, stellt stets eine große Herausforderung dar. Im Zuge der zunehmenden Bedeutung von Leichtbaukonstruktionen, anwendungsorientierten Werkstoffkombinationen und werkstoffgerechten Verbindungstechniken mit minimalem Aufwand im Montageprozess wächst der Bedarf an solchen innovativen Fügetechniken. Einen Ansatz für solche Fügetechniken können strukturierte Bauteiloberflächen darstellen.The reversible combination of bodies of different material classes without the use of additives or additional parts, such as adhesives, screws or rivets, always presents a great challenge. In the course of the increasing importance of lightweight constructions, application-oriented material combinations and material-compatible joining techniques with minimal effort in the assembly process of growing Need for such innovative joining techniques. One approach to such joining techniques can be structured component surfaces.

Oberflächenstrukturen werden sowohl in der Natur als auch in der Technik neben anderen Anwendungsbereichen auch in einer Vielzahl von Anwendungen zur Erfüllung von Verbindungsfunktionalitäten verwendet. Dabei wird sich unterschiedlicher Wirkprinzipien bedient, beispielsweise der trockenen und nassen Adhäsion sowie der Übertragung mechanischer Kräfte über Kraft- und Formschluss. Die Verbindungsfunktionalität mittels Adhäsion bringt in der technischen Anwendung zahlreiche Probleme mit sich. So sind die übertragbaren Lasten stark abhängig von zahlreichen Faktoren wie beispielsweise der Oberflächenrauigkeit, der chemischen und physikalischen Kompatibilität der Verbindungspartner oder von Umweltstörfaktoren wie Feuchtigkeit oder Verschmutzung. In der Regel sind die übertragbaren Lasten zudem kleiner als bei mechanischen Verbindungstechniken.Surface structures are used in both nature and technology, among other applications, in a variety of applications to perform interconnect functionalities. Different operating principles are used, for example dry and wet adhesion as well as the transmission of mechanical forces via force and form fit. The bonding functionality by means of adhesion brings numerous problems in the technical application. Thus, the transferable loads are strongly dependent on numerous factors such as the surface roughness, the chemical and physical compatibility of the connection partners or environmental interference factors such as moisture or pollution. In general, the transferable loads are also smaller than in mechanical connection techniques.

Eine bekannte mechanische Fügetechnik zum Verbinden von Körperoberflächen verwendet flexible hakenförmige Strukturen, die beim Fügepartner entweder in ein Vlies oder in Schlaufen eingreifen und somit eine Haftung generieren. Die Werkstoffwahl ist bei solchen Strukturen jedoch stark eingegrenzt. Aus diesem Grunde werden derartige Strukturen meist als zusätzliche Schicht oder zusätzliches Bauteil auf die zu verbindenden Körper beispielsweise geklebt, was einen zusätzlichen Fertigungs- und Montageaufwand sowie höhere Materialkosten – da meistens als Zukaufteile eingesetzt – sowie zusätzliches Gewicht bedeuten. Zudem kann durch die Schlaufen-Haken-Verbindung eine gewisse Flexibilität der Verbindung auftreten, welche insbesondere im technischen Bereich teilweise unerwünscht ist. Die Reinigung und Haltbarkeit solcher Oberflächen kann ebenfalls als kritisch betrachtet werden.A known mechanical joining technique for joining body surfaces uses flexible hook-shaped structures, which engage the joining partner either in a fleece or in loops and thus generate adhesion. However, the choice of materials is very limited in such structures. For this reason, such structures are usually glued as an additional layer or additional component on the body to be joined, for example, which means an additional manufacturing and assembly costs and higher material costs - as mostly used as purchased parts - and additional weight. In addition, a certain flexibility of the connection can occur through the loop-hook connection, which is partially undesirable, in particular in the technical field. The cleaning and durability of such surfaces can also be considered critical.

In der Druckschrift DE 102 23 234 A1 : „Mikrostrukturierung adhäsiver Oberflächen” (sowie EP 1 513 904 B1 : „Verfahren zur Oberflächenmodifizierung eines Festkörpers und daraus hergestellte mikrostrukturierte Oberflächen mit gesteigerter Adhäsion”) wird eine Separation einer Oberfläche zur Verbesserung der Adhäsionswirkung vorgesehen.In the publication DE 102 23 234 A1 : "Microstructuring of Adhesive Surfaces" (as well as EP 1 513 904 B1 : "Method for surface modification of a solid and microstructured surfaces made therefrom with increased adhesion"), a separation of a surface to improve the adhesion effect is provided.

Druckschrift DE 10 2007 008 889 A : „Verfahren zur Erzeugung von nano- und/oder mikrostrukturierten Oberflächen in einer klebenden, insbesondere selbstklebenden Schicht” betrifft die Herstellung mikrostrukturierter Oberflächen in filmartigen Trägern mittels einer konturierten Walze. Druckschrift DE 101 58 347 A1 / EP 1 316 402 B1 beschreibt ein ähnliches Verfahren mittels Strukturierung über ein Walzensystem, ohne eine adhäsive Wirkung des Polymers vorauszusetzen. Druckschrift DE 10 2008 051 474 A1 : „Körper mit das Reibungsverhalten verbessernder Oberflächenstruktur” bezieht sich auf mikrostrukturierte Oberflächenelemente in elastomeren Trägern oder Tragschichten zur Minderung der Reibung.pamphlet DE 10 2007 008 889 A "Method for producing nano- and / or microstructured surfaces in an adhesive, in particular self-adhesive layer" relates to the production of microstructured surfaces in film-like carriers by means of a contoured roller. pamphlet DE 101 58 347 A1 / EP 1 316 402 B1 describes a similar process by structuring via a roller system, without assuming an adhesive effect of the polymer. pamphlet DE 10 2008 051 474 A1 : "Body having the friction behavior improving surface texture" refers to microstructured surface elements in elastomeric carriers or base layers to reduce friction.

Druckschrift WO 99/32005 : „Self mating adhesive fastener element: Articles including a self mating adhesive fastener element and methods for producing and using” beschreibt eine Befestigungstechnik, bei der die Oberflächen von Körpern mit einem schichtförmigen Träger und stabförmigen Vorsprüngen modifiziert werden. Der Träger wird auf den Körper aufgeklebt, so dass die Vorsprünge in den Raum ragen und eine Verankerung mit einer analog modifizierten Oberfläche eines zweiten Körpers herbeiführen können. Durch das Hinzufügen von Klebstoff entsteht eine verstärkte Verbindung. Die Oberflächenstrukturen wirken dabei lediglich als Verstärkung einer Klebstoffschicht.pamphlet WO 99/32005 : "Self-adhesive adhesive fastener element:" describes a fastener technique in which the surfaces of bodies are modified with a layered backing and rod-shaped protrusions. The carrier is adhered to the body so that the projections protrude into the space and can cause anchoring to an analogously modified surface of a second body. The addition of glue creates a reinforced bond. The surface structures act only as reinforcement of an adhesive layer.

Druckschrift DE 10 2012 111 378 A1 : „Gegenstand mit einer Oberflächenstruktur mit einer Beschichtung oder zur Aufnahme einer solchen” beschreibt Oberflächen von Gegenständen mit Oberflächenstrukturen mit einer Beschichtung oder zur Aufnahme einer solchen. Die Strukturen bestehen dabei aus in Reihe abwechselnden Stegen und Nuten, teilweise mit angestellten Deckflächen versehen. Zweck der Oberflächenstruktur ist die verbesserte Haftung einer aufgebrachten Beschichtung.pamphlet DE 10 2012 111 378 A1 "An article having a surface structure with a coating or containing such a surface" describes surfaces of articles having surface structures with a coating or for containing such. The structures consist of serially alternating ridges and grooves, partially provided with employed cover surfaces. The purpose of the surface structure is the improved adhesion of an applied coating.

Druckschrift DE 10 2004 033 440 A : „Mikrostrukturierte Vorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung” beschreibt ein mikrostrukturiertes Substrat mit mindestens einem erhabenen Bereich, welches auf den erhabenen Bereichen mit einer Klebstoffschicht versehen wird. Die Klebstoffschicht auf den erhabenen Bereichen wird mit einem zweiten Substrat in Kontakt gebracht und ausgehärtet.pamphlet DE 10 2004 033 440 A "Microstructured Device and Method of Making It" describes a microstructured substrate having at least one raised portion which is provided with an adhesive layer on the raised portions. The adhesive layer on the raised areas is contacted with a second substrate and cured.

Druckschrift DE 694 22 057 T2 : „Haftklebstoffe die eine mikrostrukturierte Oberfläche aufweisen” beschreibt Artikel und Bänder sowie Schichten, welche mit Haftkleber beschichtet sind, welche eine Mikrostruktur aufweisen zur Modifikation der Klebeigenschaften sowie ein Herstellungsverfahren derselben. pamphlet DE 694 22 057 T2 "Pressure Sensitive Adhesives Having a Microstructured Surface" describes articles and tapes as well as layers coated with pressure-sensitive adhesive which have a microstructure for modifying the adhesive properties and a method of making same.

Druckschrift EP 1185408 B1 : „Magazin für mikrostrukturierte Formteile und Verfahren zu dessen Herstellung” beschreibt ein Verfahren zu abformtechnischen Herstellung und dem Magazinieren von min. einem mikrostrukturierten Formteil zwecks Beibehalten der Orientierung als Alternative zum üblichen Prozess des als Schüttgut entformten Bauteils zur Vereinfachung der Montage.pamphlet EP 1185408 B1 : "Magazine for microstructured molded parts and method for its production" describes a method for molding production and the storage of min. a microstructured molded part to maintain the orientation as an alternative to the usual process of the as a bulk material molded component for ease of assembly.

Druckschrift EP 0 957 509 A3 : „Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, das eine mikrostrukturierte Schicht enthält” beschreibt ein Herstellungsverfahren zur Erzeugung eines Bauteils mit einer Funktionsschicht für dessen Herstellung aggressive Bedingungen erforderlich sind, um es mit einem empfindlichen Substrat zu verbinden mit Hilfe einer Opferschicht.pamphlet EP 0 957 509 A3 : "Method of Making a Device Containing a Microstructured Layer" describes a method of manufacturing a device having a functional layer for the production of which aggressive conditions are required to bond it to a susceptible substrate by means of a sacrificial layer.

Druckschrift WO 00/61656 : „Mikrostrukturierte Bauteile” beschreibt Bauteile, die min. ein Cyclo-Olefin-Co-Polymer enthalten sowie eine Mikrostruktur, deren Herstellungsverfahren und Verwendung. Die Bearbeitung erfolgt mittels Laserabtragen, die Vervielfältigung der Strukturen mittels LIGA-Verfahren.pamphlet WO 00/61656 : "Microstructured components" describes components that are min. a cyclo-olefin co-polymer and a microstructure, their method of preparation and use. The processing is carried out by laser ablation, the duplication of the structures by means of LIGA method.

Druckschrift EP 0 373 475 A1 : „Verfahren zur Erzeugung von Mikrorillen in einer Orientierungsschicht für Flüssigkristalle und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens” beschreibt die Erzeugung von Mikrorillen für einen spezifischen Einsatzzweck. Die Einbringung der Rillen erfolgt hier über eine mittels Faserstückchen modifizierte Reibvorrichtung.pamphlet EP 0 373 475 A1 "Method for Creating Microgrooves in a Liquid Crystal Orientation Layer and Apparatus for Performing the Method" describes the generation of microgrooves for a specific purpose. The introduction of the grooves takes place here via a modified by means of pieces of fiber friction device.

Druckschrift WO 2005/065619 A1 : „Gecko-like Fasteners for disposable Articles” beschreibt die adhäsive Fertigungsmethode eines Einweg-Absorptionsmittels mit einer nanomodifizierten Härchenstruktur. Die Härchen stellen dabei eine adhäsive Verbindung zur gegenüberliegenden Oberfläche aus einem Polymerfilm oder einem Fasergewebe her.pamphlet WO 2005/065619 A1 : "Gecko-like Fasteners for disposable Articles" describes the adhesive manufacturing method of a disposable absorbent with a nanomodified hair structure. The hairs make an adhesive connection to the opposite surface of a polymer film or a fiber fabric.

Druckschrift WO 2012/059834 A3 : „Synthetic Gecko Adhesive Attachments” beschreibt die Verwendung und Herstellung von einer auf einer Vielzahl von Setae, die adhäsive Eigenschaften erzeugen, beruhenden Hafttechnik.pamphlet WO 2012/059834 A3 : "Synthetic Gecko Adhesive Attachments" describes the use and preparation of a bonding technique based on a variety of sets that produce adhesive properties.

Druckschrift WO 2013/110051 A1 : „Use of shear to incorporate tilt into the microstructure of reversible Gecko-inspired adhesives” beschreibt ebenso ein auf Trockenadhäsion beruhendes Wirkprinzip. Dabei wird die Herstellung mittels strukturierter Formen sowie der Strukturen selbst beschrieben. Durch das Einbringen einer Scherkomponente in das nicht vollständig ausgehärtete Polymer entstehen stäbchenförmige Strukturen mit einer Vorzugsrichtung, die das Erzeugen richtungsabhängiger Adhäsion gestattet.pamphlet WO 2013/110051 A1 : "Use of shear to mate tilt into the microstructure of reversible gecko-inspired adhesives" also describes a dry-adhesion-based mode of action. The production is described by means of structured forms as well as the structures themselves. The introduction of a shear component into the incompletely cured polymer produces rod-shaped structures with a preferred direction which permits the generation of direction-dependent adhesion.

Druckschrift EP 2 335 380 A2 : „Verfahren und Werkzeug zur Oberflächenbehandlung” stellt ein Verfahren zur Erzeugung hinterschnittiger Mikrostrukturen mittels Umformen dar.pamphlet EP 2 335 380 A2 : "Method and tool for surface treatment" represents a method for producing undercut microstructures by means of forming.

Druckschrift DE 10 2010 044 660 A1 : „Haftverschlussteil” beschreibt eine weitere Ausführung eines Bauteils als Trägermaterial mit einer Oberfläche mit verbesserten Hafteigenschaften über Adhäsion, in dem Erhebungen mit überstehendem Kopfteil verwendet werden, um die Kontaktfläche zu erhöhen. Druckschrift EP 1 729 607 B1 : „Verfahren zum Herstellen von Haftelementen auf einem Trägermaterial” beschreibt dazugehörig die Herstellung solcher Haftelemente in anorganischen oder organischen Elastomeren oder weiteren 2K-Polymeren im zweistelligen μm-Bereich mit mindestens einem Formgebungselement, welche ein trommel- oder bandförmiges Sieb mit entsprechenden Formhohlräumen ist.pamphlet DE 10 2010 044 660 A1 "Adhesive Closure Part" describes another embodiment of a structural member having a surface having improved adhesive adhesion properties in which protrusions with a protruding head portion are used to increase the contact area. pamphlet EP 1 729 607 B1 The term "method for producing adhesive elements on a carrier material" describes the production of such adhesive elements in inorganic or organic elastomers or further 2K polymers in the two-digit micron range with at least one shaping element, which is a drum or belt-shaped sieve with corresponding mold cavities.

Druckschrift EP 1 095 760 A1 : „Strukturierte Oberflächen mit zelladhäsions- und zellproliferationshemmenden Eigenschaften” beschreibt eine Mikrostruktur sowie deren Herstellung, welche punktuelle Erhebungen auf Oberflächen mit einer mittleren Höhe von 50 nm bis 10 μm aufweist sowie einen mittleren Abstand von 50 nm bis 10 μm und deren Verwendung zum Beispiel in Zellkulturgefäßen.pamphlet EP 1 095 760 A1 "Structured surfaces with cell adhesion and cell proliferation-inhibiting properties" describes a microstructure and its production, which has punctiform elevations on surfaces with a mean height of 50 nm to 10 microns and a mean distance of 50 nm to 10 microns and their use, for example in cell culture vessels.

Druckschrift DE 602 20 539 T2 : „Verfahren zur Formung von Mikrostrukturen, genauer Keramikbarriererippen, auf einem Substrat unter Verwendung einer Form” beschreibt eine weitere alternative Form der Abformverfahren Mikrooberflächenstrukturen für die Verwendung in Plasmabildschirmen und plasmaangesteuerten Flüssigkristallanzeigen.pamphlet DE 602 20 539 T2 "Method of Forming Microstructures, More specifically Ceramic Barrier Ribs, on a Substrate Using a Mold" describes another alternative form of the molding methods of micro-surface structures for use in plasma and plasma enhanced liquid-crystal displays.

Zu Kleben, Nieten und Schrauben alternative Verbindungstechniken insbesondere zur Verwendung im Flugzeugbau sind aus den Druckschriften WO 88/08914 („Device at a snap-in lock”), DE 40 29 154 A1 („Verbindungselement mit sich paarweise gegenüberstehenden elastischen Schnapphaken”), DE 102 20 808 B4 („Vorrichtung zur lösbaren Befestigung eines ersten Teils an einem in einem Flugzeug eingebauten zweiten Teil”), DE 200 00 795 U1 („Schnapphaken zum Verbinden von Gehäuseteilen”) DE 10 2008 043 691 B4 („Halter zur bohrungslosen Befestigung von Systemen an einem Profil in einem Flugzeug”), DE 20 2008 005 734 U1 („Modulares System zur Befestigung von vorzugsweise Leitungen oder Rohren in einem Flugzeug”), EP 2 037 552 A2 („Support Bracket for mounting wires to floor beams of an aircraft”), EP 2 137 063 B1 („Befestigungsanordnung zur Befestigung einer Komponente an einem Flugzeugrumpf, Flugzeug und Verfahren zur Konstruktion einer Befestigungsanordnung”), US 5 263 665 („Mounting Bracket for holding a heat insulating mat, especially in an aircraft”), US 8 955 809 B2 („Three-way mount bracket for aircraft cabin air supply system”) WO 2015/073621 A1 („Aircraft Interior Bracket”) bekannt.For gluing, riveting and screwing alternative joining techniques, especially for use in aircraft construction are from the publications WO 88/08914 ("Device at a snap-in lock"), DE 40 29 154 A1 ("Connecting element with pairwise opposite elastic snap hooks"), DE 102 20 808 B4 ("Device for releasably securing a first part to a second part installed in an aircraft"), DE 200 00 795 U1 ("Snap hook for connecting housing parts") DE 10 2008 043 691 B4 ("Bracket for mounting systems to a profile in an aircraft without drilling"), DE 20 2008 005 734 U1 ("Modular system for fixing preferably pipes or pipes in an airplane"), EP 2 037 552 A2 ( "Support Bracket for mounting wires to floor of an aircraft "), EP 2 137 063 B1 ("Fastening arrangement for securing a component to an aircraft fuselage, aircraft and method of constructing a fastening arrangement"), US 5,263,665 ("Mounting Bracket for holding a heat mat, especially in an aircraft"), US 8,955,809 B2 ("Three-way mount bracket for aircraft cabin air supply system") WO 2015/073621 A1 ("Aircraft Interior Bracket") known.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine alternative Technik zum Verbinden von Bauteilen bereitzustellen.The present invention has the object to provide an alternative technique for joining components.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Bausatz gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum Verbinden zweiter Bauteile gemäß Anspruch 12 und ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils für einen Bausatz nach Anspruch 14. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.The object is achieved by a kit according to claim 1, a method for connecting second components according to claim 12 and a method for producing a component for a kit according to claim 14. Advantageous embodiments are disclosed in the subclaims, the description and the figures.

Ein erfindungsgemäßer Bausatz umfasst mindestens ein erstes und ein steifes zweites Bauteil. Das erste Bauteil weist einen ersten Bereich mit einer ersten Oberfläche und das zweite Bauteil einen zweiten Bereich mit einer zweiten Oberfläche auf; das erste Bauteil ist vorzugsweise mindestens im ersten Bereich im Wesentlichen steif. Die erste und die zweite Oberfläche haben jeweils eine Oberflächenstruktur mit einer Vielzahl an sich aus der jeweiligen Oberfläche erhebenden Strukturelementen. Dabei sind die Oberflächenstrukturen (bzw. die zugehörigen Strukturelemente) der ersten und der zweiten Oberfläche gleich geformt oder korrespondierend ausgebildet (so dass sie ineinander greifen können). Die erste und die zweite Oberfläche sind dazu eingerichtet, unter Krafteinwirkung reversibel so aneinander anliegend und/oder ineinandergreifend angeordnet zu werden oder worden zu sein, dass die jeweiligen Strukturelemente form- und/oder kraftschlüssig aneinander angreifen.An inventive kit comprises at least a first and a rigid second component. The first component has a first area with a first surface and the second component has a second area with a second surface; the first component is preferably substantially rigid at least in the first region. Each of the first and second surfaces has a surface structure having a plurality of structural elements that rise from the respective surface. In this case, the surface structures (or the associated structural elements) of the first and the second surface are the same shape or correspondingly formed (so that they can interlock). The first and the second surface are adapted to be reversibly arranged and / or intermeshed by force acting against each other and / or in such a way that the respective structural elements engage positively and / or non-positively against each other.

Insbesondere kann mindestens ein Teil der Strukturelemente einer der Oberfläche einen Hinterschnitt aufweisen. Im ineinander eingreifenden Zustand der Oberflächen bzw. im aneinander angreifenden Zustand der Strukturelemente kann dann ein Teil der Strukturelemente der anderen Oberfläche in die Strukturelemente mit Hinterschnitt eingreifen.In particular, at least a part of the structural elements of one of the surfaces can have an undercut. In interlocking state of the surfaces or in the mutually engaging state of the structural elements can then engage a part of the structural elements of the other surface in the structural elements with undercut.

Die Krafteinwirkung für das Anordnen der Oberflächen derart, dass die jeweiligen Strukturelemente aneinander angreifen, kann eine Richtung haben, die im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Oberfläche und/oder in eine im Wesentlichen zur jeweiligen Oberfläche parallele Richtung verläuft. Die erste und zweite Oberfläche können also insbesondere dazu eingerichtet sein, durch Krafteinwirkung im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Oberfläche und/oder durch Krafteinwirkung in eine im Wesentlichen zur jeweiligen Oberfläche parallele Richtung in der genannten Weise aneinander anliegend bzw. ineinandergreifend angeordnet zu werden.The action of force for arranging the surfaces such that the respective structural elements engage one another may have a direction which is substantially perpendicular to the respective surface and / or in a direction substantially parallel to the respective surface. The first and second surfaces can therefore be set up in particular to be arranged adjacent to one another or intermeshing in a manner substantially parallel to the respective surface by the action of force substantially perpendicular to the respective surface and / or by the action of force in a direction substantially parallel to the respective surface.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient einem Verbinden zweier Bauteile eines erfindungsgemäßen Bausatzes (gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen). Es umfasst ein Positionieren der Bauteile relativ zueinander und ein Fixieren der Bauteile durch Ausüben von Kraft zum Bewirken eines form- und/oder kraftschlüssigen Angreifens der Strukturelemente der Bauteile aneinander. Die Kraft kann beispielsweise eine Richtung aufweisen, die im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Oberfläche und/oder durch im Wesentlichen zur jeweiligen Oberfläche parallel verläuft.A method according to the invention serves to connect two components of a kit according to the invention (according to one of the embodiments disclosed in this document). It comprises positioning the components relative to each other and fixing the components by applying force to effect a positive and / or non-positive engagement of the structural elements of the components to each other. The force may, for example, have a direction which runs essentially perpendicular to the respective surface and / or through essentially the respective surface in parallel.

Das Fixieren kann einen ersten und einen zweiten Fixierschritt umfassen, wobei im ersten Fixierschritt die jeweiligen Strukturelemente von erstem und zweitem Bauteil in eine kraftschlüssige Verbindung und im zweiten Fixierschritt in eine kraft- und formschlüssige Verbindung gedrückt werden. Der erste Fixierschritt ermöglicht dann also eine einfache vorläufige Vorpositionierung und der zweite eine solidere Positionierung. Zwischen dem ersten und dem zweiten Fixieren kann ein Umpositionieren des ersten und zweiten Bauteils relativ zueinander erfolgen.The fixing may comprise a first and a second fixing step, wherein in the first fixing step, the respective structural elements of the first and second component are pressed into a non-positive connection and in the second fixing step in a non-positive and positive connection. The first fixing step then makes possible a simple provisional pre-positioning and the second a more solid positioning. Between the first and the second fixing, a repositioning of the first and second component relative to each other can take place.

Insbesondere bei Strukturelementen mit Hinterschnitten kann eine finale Festigkeit erzeugt werden, indem die vorpositionierten Bauteile im zweiten Fixierschritt mit (gegenüber dem ersten Fixierschritt) erhöhter Presskraft zusammengefügt werden. Durch Überwinden von Überwölbungen im elastischen Verformungsbereich kann ein vollständiges Zusammengreifen der Strukturelemente bewirkt werden. So kann eine formschlüssige und mechanisch höher belastbare Verbindung entstehen. Das Überwinden der Überwölbungen kann vorzugsweise durch einen akustischen Effekt bestätigt werden, so dass auch ohne detaillierte Prüfung eine sichere Verbindung hergestellt werden kann.In the case of structural elements with undercuts, in particular, a final strength can be produced by assembling the prepositioned components in the second fixing step with increased pressing force (compared to the first fixing step). By overcoming bulges in the elastic deformation range, a complete engagement of the structural elements can be effected. Thus, a positive and mechanically higher loadable connection arise. The overcoming of the overbends can preferably be confirmed by an acoustic effect, so that a secure connection can be made even without detailed examination.

Die Bauteile können aus unterschiedlichen Werkstoffen sowie Werkstoffklassen bestehen. Entscheidend ist eine Abstimmung der Strukturgeometrie auf die spezifischen mechanischen Eigenschaften der Fügepartner, zunächst ungeachtet ihrer chemischen oder physikalischen Kompatibilität.The components can consist of different materials as well as material classes. Decisive is a coordination of the structural geometry to the specific mechanical properties of the joining partners, irrespective of their chemical or physical compatibility.

Ein erfindungsgemäßer Bausatz bzw. ein erfindungsgemäßes Verfahren ermöglichen das Herstellen einer belastbaren Verbindung zweier Bauteile ohne Verwendung von Zusatzstoffen wie Schrauben, Nieten oder Klebstoff sowie unter Vermeidung eines Einbringens von Bohrungen. Dadurch kann eine Gewichtsersparnis realisiert werden, und Montagevorgänge können flexibel, zeitsparend und unter geringerem Einsatz von Hilfsmitteln bewerkstelligt werden.A kit according to the invention or a method according to the invention make it possible to produce a load-bearing connection of two components without the use of additives such as screws, rivets or adhesive, while avoiding the introduction of bores. This can be a Weight savings can be realized, and assembly operations can be accomplished flexibly, time-saving and with less use of tools.

Der Verzicht auf das Setzen von Bohrungen ermöglicht zudem eine Vermeidung von Schädigungen im Material, beispielsweise in einer lokalen mechanischen Verstärkung, wie sie insbesondere bei Verwendung von Bauteilen aus Primärstrukturen auf Basis faserverstärkter Kunststoffe auftreten können.The omission of the setting of holes also makes it possible to avoid damage to the material, for example in a local mechanical reinforcement, as they can occur in particular when using components of primary structures based on fiber-reinforced plastics.

Beispielsweise im Flugzeugbau und dabei insbesondere bei der Innenausstattung von Flugzeugen kommt es häufig zu kurzfristigen und unmittelbar umzusetzenden individuellen Anpassungen der Positionierung von Befestigungselementen an einer Primärstruktur, beispielsweise durch kundenspezifische Innenraumgestaltungen. Unter Verwendung traditioneller Montagetechniken bedeutet diese Anpassung einen hohen Aufwand; die vorliegende Erfindung ermöglicht hingegen eine flexible Vorpositionierung und damit eine erhebliche Reduzierung an Aufwand.For example, in aircraft, and in particular in the interior of aircraft, there are often short-term and immediately to be implemented individual adjustments of the positioning of fasteners on a primary structure, for example, by custom interior designs. Using traditional assembly techniques, this customization requires a lot of effort; the present invention, however, allows flexible pre-positioning and thus a significant reduction in effort.

Der erste Bereich (des ersten Bauteils) und der zweite Bereich (des zweiten Bauteils) können unterschiedlich große Flächen mit der jeweiligen Oberflächenstruktur aufweisen; beispielsweise kann die zweite Oberfläche (des zweiten Bereichs) mindestens genau so groß, mindestens doppelt so groß, mindestens fünfmal so groß oder sogar mindestens zehnmal so sein wie die erste Oberfläche (des ersten Bereichs) oder umgekehrt. Dadurch ergeben sich signifikante Vorteile hinsichtlich der Freiheitsgrade der Positionierung.The first region (of the first component) and the second region (of the second component) may have different sized surfaces with the respective surface structure; For example, the second surface (of the second region) may be at least as large, at least twice as large, at least five times as large, or even at least ten times as great as the first surface (of the first region) or vice versa. This results in significant advantages in terms of the degrees of freedom of the positioning.

Die Bauteile können beide aus demselben bzw. denselben Werkstoffen bestehen oder aus unterschiedlichen Werkstoffen. Das erste oder das zweite Bauteil kann beispielsweise ein Element des Rumpfes oder der Innenausstattung eines Zuges, Autos oder Flugzeugs sein oder umfassen, insbesondere ein Element einer Innenverschalung, und/oder es kann ein Haftelement sein, das an einem Element zur Innenausstattung oder des Rumpfes befestigt ist.The components can both consist of the same or the same materials or of different materials. The first or the second component may be or include, for example, an element of the fuselage or interior of a train, car or aircraft, in particular an element of an inner casing, and / or it may be an adhesive element attached to an element for interior or fuselage is.

Eines der Bauteile kann beispielsweise ein Befestigungselement für ein Elektrobauteil oder eine Interior- oder Strukturkomponente sein oder umfassen.For example, one of the components may be or include a fastener for an electrical component or an interior or structural component.

Mindestens ein Teil der Strukturelemente einer oder beider Oberflächen sind vorzugsweise gleichmäßig angeordnet, beispielsweise mit einem regelmäßigen Abstand jeweils in mindestens einer Richtung benachbarter Strukturelemente. Dies ermöglicht insbesondere eine große Flexibilität in der Positionierung des ersten und zweiten Bauteils relativ zueinander.At least a part of the structural elements of one or both surfaces are preferably arranged uniformly, for example with a regular spacing in each case in at least one direction of adjacent structural elements. This allows in particular a great flexibility in the positioning of the first and second component relative to each other.

Die Strukturelemente erheben sich aus der jeweiligen Oberfläche vorzugsweise um mindestens 0,2 mm und/oder höchstens 4 mm, noch bevorzugter um mindestens 0,4 mm und/oder höchstens 2 mm. So können eine hohe Redundanz der Verbindungen erzeugt und eine kompakte Bauweise verwirklicht werden. Je zwei benachbarte Strukturelemente haben vorzugsweise einen Abstand voneinander, der mindestens 0,01 mm oder mindestens 1 mm beträgt und/oder der höchstens 10 mm beträgt. Die Vielzahl an Strukturelementen der ersten und/oder der zweiten Oberfläche umfasst (jeweils) vorzugsweise mindestens 2, mindestens 10, mindestens 100, mindestens 1000 oder sogar mindestens 10000 Strukturelemente.The structural elements preferably rise from the respective surface by at least 0.2 mm and / or at most 4 mm, more preferably by at least 0.4 mm and / or at most 2 mm. Thus, a high redundancy of the compounds can be generated and a compact design can be realized. Each two adjacent structural elements preferably have a distance from one another which is at least 0.01 mm or at least 1 mm and / or which is at most 10 mm. The multiplicity of structural elements of the first and / or the second surface preferably comprise (in each case) at least 2, at least 10, at least 100, at least 1000 or even at least 10000 structural elements.

Vorzugsweise sind die Strukturelemente der ersten und/oder der zweiten Oberfläche jeweils elastisch in mindestens eine Richtung parallel zur jeweiligen Oberfläche (also orthogonal zur jeweiligen Normalenrichtung der Oberfläche) nachgebend ausgebildet. Auf diese Weise können jeweilige Strukturelemente leicht zum Eingreifen gebracht werden und kann die aus der Elastizität resultierende Kraft die Bauteile zusammenhalten. Beispielsweise kann mindestens ein Teil der Strukturelemente in einem aneinander angreifenden bzw. ineinandergreifenden Zustand in mindestens eine Richtung parallel zur jeweiligen Oberfläche komprimiert und/oder gedehnt sein.The structural elements of the first and / or the second surface are preferably elastically formed in at least one direction parallel to the respective surface (ie orthogonal to the respective normal direction of the surface). In this way, respective structural elements can easily be brought into engagement and the force resulting from the elasticity can hold the components together. For example, at least a part of the structural elements may be compressed and / or stretched in a mutually engaging or interlocking state in at least one direction parallel to the respective surface.

Mindestens ein Teil der Strukturelemente kann vollständig oder teilweise aus einem Thermoplast, aus einem mit Füllstoffen und/oder Funktionsstoffen modifizierten Thermoplast, aus einem faserverstärkten Elastomer und/oder aus einem faserfreien Elastomer bestehen; diese Materialien ermöglichen insbesondere die Ausbildung einer vorteilhaften hohen Elastizität. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Teil der Strukturelemente einen metallischen Werkstoff umfassen; dadurch kann eine besonders hohe Stabilität und Hitzeunempfindlichkeit bewirkt werden. Auch kann (alternativ oder zusätzlich) mindestens ein Teil der Strukturelemente ein faserverstärktes und/oder ein faserfreies Duromer umfassen; so kann auf einfache Weise eine hohe Stabilität bei geringem Gewicht bewirkt werden.At least a part of the structural elements may consist wholly or partly of a thermoplastic, of a thermoplastic modified with fillers and / or functional substances, of a fiber-reinforced elastomer and / or of a fiber-free elastomer; These materials in particular allow the formation of an advantageous high elasticity. Alternatively or additionally, at least a part of the structural elements may comprise a metallic material; This can be a particularly high stability and heat insensitivity can be effected. Also, (alternatively or additionally) at least a portion of the structural elements may comprise a fiber-reinforced and / or a fiber-free duromer; so it can be effected in a simple manner high stability with low weight.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform bildet mindestens ein Teil der Strukturelemente eine zentrale Ausnehmung aus, in die hinein die Strukturelemente jeweils elastisch zusammengedrückt werden können bzw. worden sind. Alternativ oder zusätzlich weist mindestens ein Teil der Strukturelemente jeweils auf einer oder auf zwei entgegengesetzten Seiten jeweils einen hinterschnittigen Querschnitt auf; ein derartiger Querschnitt verläuft dabei vorzugsweise entlang einer Normalenrichtung der Oberfläche. Insbesondere können die Strukturelemente beispielsweise Haken ausbilden, in welche die jeweiligen Strukturelemente der anderen Oberfläche (des anderen Bauteils) eingreifen können.According to an advantageous embodiment, at least a part of the structural elements forms a central recess, into which the structural elements can each be elastically compressed or have been. Alternatively or additionally, at least a part of the structural elements in each case on one or on two opposite sides each have an undercut cross-section; Such a cross section preferably runs along a normal direction of the surface. In particular, the structural elements can form hooks, for example, into which the respective structural elements of the other surface (of the other component) can intervene.

Mindestens ein Teil der Strukturelemente einer oder beider Oberflächen kann als schienenartige Erhebungen ausgebildet sein (beispielsweise mit einem trapezförmigen Querschnitt), und/oder mindestens ein Teil der Strukturelemente als wulstartige Erhebungen aus der jeweiligen Oberfläche. Derartige Erhebungen verlaufen vorzugsweise entlang der jeweiligen Oberfläche. Sie können insbesondere jeweils dazu eingerichtet sein, in eine Rille einzugreifen, die zwischen analog geformten Erhebungen der jeweils anderen Oberfläche ausgebildet ist. Mit einer derartigen Ausführungsform kann eine besonders hohe Stabilität einer Verbindung aus erstem und zweitem Bauteil erreicht werden.At least a part of the structural elements of one or both surfaces may be formed as rail-like elevations (for example with a trapezoidal cross-section), and / or at least a part of the structural elements as bead-like elevations from the respective surface. Such elevations preferably run along the respective surface. In particular, they can each be adapted to engage in a groove which is formed between analogously shaped elevations of the respective other surface. With such an embodiment, a particularly high stability of a connection of the first and second component can be achieved.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante umfasst die Vielzahl an Strukturelementen eine Mehrzahl an Stiften, die sich aus der jeweiligen Oberfläche erheben. Derartige Stifte können insbesondere sich von dem jeweiligen Bauteil weg verjüngend ausgebildet sein. Sie können beispielsweise kegelstumpfartig oder keilartig (mit polyedrischer Grundfläche) geformt sein und/oder eine abgerundete Kuppe aufweisen; derartige Kuppen erleichtern die Positionierung der Stifte zueinander jeweils in Zwischenräumen zwischen den Stiften der anderen Oberfläche und damit das Bewirken der Verbindung. Vorzugsweise weist eine Längsrichtung (also die Richtung der größten Ausdehnung) der Stifte von der Oberfläche des jeweiligen Bauteils weg, beispielsweise in Normalenrichtung oder angestellt zur jeweiligen Oberfläche.According to a preferred embodiment, the plurality of structural elements comprises a plurality of pins which rise from the respective surface. Such pins may in particular be tapered away from the respective component. They may for example be truncated cone-shaped or wedge-shaped (with polyhedral base) and / or have a rounded tip; such crests facilitate the positioning of the pins relative to each other in spaces between the pins of the other surface and thus effecting the connection. Preferably, a longitudinal direction (ie the direction of maximum extension) of the pins away from the surface of the respective component, for example, in the normal direction or employed to the respective surface.

Über die Oberflächenstrukturen der Bauteile eines erfindungsgemäßen Bausatzes wird eine mechanische Haftverbindung über Form- und/oder Kraftschluss zu anderen analog oder zusammenpassend strukturierten Bauteilen ermöglicht. Die beiden Bauteile können dabei aus demselben oder unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Die Oberflächenstrukturen können einen hinterschnittigen haken- oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen, der durchgängig oder unterbrochen über die Oberfläche eine linear extrudierte Geometrie oder eine Vielzahl an einzelnen gleichförmigen Erhebungen aufweist, welche entweder keilförmig ausgebildet sein oder eine Kegelstumpfgeometrie mit abgerundeter Spitze aufweisen können.About the surface structures of the components of a kit according to the invention a mechanical adhesive connection via positive and / or non-positive connection to other analog or mating structured components is made possible. The two components can consist of the same or different materials. The surface structures may have an undercut hook-shaped or trapezoidal cross-section which has a linearly extruded geometry or a plurality of individual uniform elevations throughout or discontinuous over the surface, which may either be wedge-shaped or have a truncated cone geometry with a rounded tip.

Durch das Zusammenfügen zweier derart strukturierter Bauteile unter Aufwendung einer Presskraft bzw. einer Presskraft mit zusätzlicher Scherkomponente wird eine Kraft- und Formschluss-Verbindung ermöglicht, die es erlaubt, Kräfte zwischen den Bauteilen zu übertragen. Bei Überschreiten einer definierten Fügedruckkraft in flächennormaler Richtung zur Verbindungsfläche entsteht eine je nach Struktur wieder lösbare oder unlösbare belastbare form- und/oder kraftschlüssige Verbindung. Unter Zugkraft einer vorbestimmten Stärke in flächennormaler Richtung zur Verbindungsfläche kann die Verbindung wieder gelöst werden, so dass die Bauteile neu zueinander orientiert werden können.By joining two such structured components by applying a pressing force or a pressing force with additional shear component a force and form-fitting connection is made possible, which allows to transmit forces between the components. When a defined joining pressure force in the surface-normal direction to the connecting surface is exceeded, depending on the structure, a releasable positive or non-releasable resilient positive and / or non-positive connection is produced. Under tensile force of a predetermined thickness in the surface-normal direction to the connection surface, the connection can be released again, so that the components can be reoriented to each other.

Die erfindungsgemäße Verbindungstechnik kann zu reversiblen und irreversiblen Montagezwecken eingesetzt werden, als Vormontagesystem sowie im Rahmen eines komplexen beispielsweise Augmented Reality gestützten Montagesystems.The connection technique according to the invention can be used for reversible and irreversible assembly purposes, as a pre-assembly system and as part of a complex, for example augmented reality supported mounting system.

Die Verbindung der erfindungsgemäß strukturierten Bauteile gestaltet sich steif und ohne oder mit minimalem Spiel. Die Verbindungsfestigkeit unter spezifischen Umweltbedingungen wie beispielsweise in hohen oder niedrigen Temperaturbereichen ist stark abhängig von der Wahl der zu verbindenden Werkstoffe, der Strukturen, deren Skalierung und kann sich davon abhängig signifikant reduzieren oder erhöhen. Die Verbindung der Bauteile mittels mancher der erfindungsgemäßen Strukturen ist dabei reversibel und kann über viele Montagegänge hin wiederholt und gelöst werden.The connection of the components structured according to the invention is stiff and without or with minimal play. The bond strength under specific environmental conditions such as in high or low temperature ranges is highly dependent on the choice of the materials to be joined, the structures, their scaling and can significantly reduce or increase depending on it. The connection of the components by means of some of the structures according to the invention is reversible and can be repeated and released over many assembly operations.

Die Oberflächenstruktur eines oder beider Bauteile kann mindestens in einem Teilbereich urformend (beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens) und/oder umformend (z. B. mittels eines Prägeverfahrens) hergestellt sein, und/oder es kann durch mindestens ein abtragendes Verfahren (z. B. Laserabtragen, Feinfräsen, Senk- und Drahterodieren oder Ätzen) und/oder ein additives Fertigungsverfahren (beispielsweise ein Laserauftragsschmelzen) hergestellt sein.The surface structure of one or both components can be produced at least in one subregion by forming (for example by means of an injection molding process) and / or reshaping (for example by means of an embossing process), and / or by at least one ablation process (eg laser ablation) , Fine milling, sinking and wire eroding or etching) and / or an additive manufacturing process (for example, laser deposition melting).

Ein erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren dient einem Herstellen eines Bauteils oder beider Bauteile als Teil(e) eines erfindungsgemäßen Bausatzes. Das Verfahren umfasst ein Herstellen der Oberflächenstruktur mit der Vielzahl an sich aus der Oberfläche erhebenden Strukturelementen auf mindestens einem Bereich einer Oberfläche des (jeweiligen) Bauteils. Das Herstellen erfolgt dabei urformend, umformend, durch ein abtragendes Verfahren und/oder durch ein additives Verfahren. Insbesondere kann es ein Spritzgussverfahren, ein Prägeverfahren, ein Laserabtragen, Feinfräsen, Senk- und Drahterodieren oder Ätzen und/oder ein Laserauftragsschmelzen umfassen.An inventive manufacturing method is used to produce a component or both components as part (e) of a kit according to the invention. The method comprises producing the surface structure having the plurality of surface-elevating structural elements on at least a portion of a surface of the component. The manufacturing takes place in an original forming, reshaping, by a removing process and / or by an additive process. In particular, it may include an injection molding process, an embossing process, laser ablation, fine milling, sinking and wire eroding or etching and / or laser deposition melting.

Die Fertigung erfindungsgemäßer Oberflächenstrukturen kann abhängig vom Werkstoff direkt in urformende Fertigungsverfahren integriert werden. So können beispielsweise entsprechende Oberflächenstrukturen in spritzgegossene Thermoplast-Bauteile oder lasergenerierte Kunststoff- oder Metallbauteil eingebracht werden. Alternativ können entsprechende Oberflächenstrukturen in einem nachgelagerten Fertigungsschritt in die Bauteile eingebracht werden. Dazu können umformende Verfahren oder spanende Bearbeitungsverfahren, wie z. B. Ätzen, Lithographie, Laserabtrag-, Laserauftrag- und Erodierverfahren zum Einsatz kommen.The production of surface structures according to the invention can be integrated directly into original manufacturing processes, depending on the material. Thus, for example, corresponding surface structures can be introduced into injection-molded thermoplastic components or laser-generated plastic or metal component. Alternatively, corresponding surface structures in one downstream manufacturing step are introduced into the components. For this purpose, forming processes or machining processes such. As etching, lithography, Laserabtrag-, Laserauftrag- and Erodierverfahren are used.

Zur Fertigung strukturierter Bauteile mittels Spritzguss – sowie weiterer Umform- und Urform-Verfahren – werden entsprechend strukturierte Werkzeuge verwendet. Die Struktureinbringung in die Werkzeuge kann mittels spanender Verfahren, Draht- oder Senkerodieren oder Laserabtrag und – generierverfahren erfolgen. Durch das Replizieren der eingebrachten Strukturen in die Endbauteile relativiert sich die Fertigungszeit, insbesondere bei höheren Stückzahlen und großflächigen Bauteilen.For the production of structured components by means of injection molding - as well as further forming and arching processes - appropriately structured tools are used. The structure introduction into the tools can be carried out by means of cutting methods, wire or sink EDM or laser ablation and - generatingsverfahren. By replicating the introduced structures in the end components, the production time, especially for higher quantities and large-scale components relativized.

Gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel ist das erste Bauteil mindestens ein Element zur Innenausstattung oder Elektronik eines Flugzeugrumpfes und das zweite Bauteil ein Halter oder Bracket. Das mindestens eine Element zur Innenausstattung oder Elektronik kann beispielsweise mittels Montagespritzguss, Kleben oder alternativer Fügeverfahren, an die Innenwand des Flugzeugrumpfes bzw. eine entsprechende Oberfläche eines Stringers montiert werden bzw. an ihr montiert worden sein. Der zu montierende Halter bzw. Bracket als zweites Bauteil kann, da er mit der zum genannten Element zusammenpassenden Oberflächenstruktur versehen ist, indirekt an der Innenwand des Flugzeugrumpfes angebracht werden. Dabei kann eine ausreichende Toleranz eingestellt werden, die sowohl eine Nachpositionierung im Montageprozess als auch den Einsatz innovativer Fügesysteme, beispielsweise mittels Augmented-Reality-gestützter Systeme, ermöglicht. Es ergeben sich somit weitführende neuartige Methoden effizienter Montage und Qualitätssicherung.According to a specific embodiment, the first component is at least one element for interior or electronics of an aircraft fuselage and the second component is a holder or bracket. The at least one element for the interior or electronics can be mounted, for example by means of assembly injection molding, gluing or alternative joining methods, to the inner wall of the fuselage or a corresponding surface of a stringer or be mounted on it. The holder or bracket to be mounted as the second component, since it is provided with the surface structure matching the said element, can be indirectly mounted on the inner wall of the aircraft fuselage. In this case, a sufficient tolerance can be set, which allows both a Nachpositionierung in the assembly process as well as the use of innovative joining systems, for example by means of augmented reality-based systems. This results in far-reaching new methods of efficient assembly and quality assurance.

Insbesondere kann die vorliegende Erfindung durch folgende Ausführungsbeispiele realisiert sein:

  • a) Bausatz mit mindestens einem ersten und einem zweiten steifen Bauteil, wobei das erste Bauteil einen ersten Bereich mit einer ersten Oberfläche aufweist und das zweite Bauteil einen zweiten Bereich mit einer zweiten Oberfläche, wobei die erste und die zweite Oberfläche in ihrer Form übereinstimmende oder korrespondierende (z. B. ineinandergreifende) Oberflächenstrukturen mit jeweils einer Vielzahl an sich aus der jeweiligen Oberfläche erhebenden und gleichmäßig angeordneten Strukturelementen aufweisen, und wobei die erste und die zweite Oberfläche dazu eingerichtet sind, unter Krafteinwirkung reversibel so aneinander anliegend oder bei Vorhandensein eines Strukturhinterschnitts ineinander greifend angeordnet zu werden oder zu sein, dass die jeweiligen Strukturelemente form- und/oder kraftschlüssig aneinander angreifen.
  • b) Bausatz gemäß Ausführungsbeispiel a), wobei die Strukturelemente der ersten und/oder der zweiten Oberfläche jeweils elastisch in mindestens eine Richtung parallel zur jeweiligen Bauteil-Oberfläche nachgebend ausgebildet sind.
  • c) Bausatz gemäß Ausführungsbeispiel b), wobei die Strukturelemente in einem aneinander angreifenden Zustand in mindestens eine Richtung parallel zur jeweiligen Bauteil-Oberfläche komprimiert und/oder gedehnt sind.
  • d) Bausatz gemäß Ausführungsbeispiel einem der Ausführungsbeispiele b) oder c), wobei die Strukturelemente jeweils eine zentrale Ausnehmung ausbilden, in die hinein die Strukturelemente jeweils elastisch zusammengedrückt werden können bzw. worden sind.
  • e) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei die Strukturelemente jeweils einen oder auf beiden Seiten der Strukturelemente jeweils einen hinterschnittigen Querschnitt aufweisen.
  • f) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei die Strukturelemente eine Mehrzahl an schienenartigen Erhebungen aus der jeweiligen Oberfläche umfassen, welche einen trapezförmigen und sich weg vom Bauteil verjüngenden Querschnitt aufweisen.
  • g) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei die Strukturelemente eine Mehrzahl an wulstartigen Erhebungen aus der jeweiligen Oberfläche umfassen.
  • h) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei die Strukturelemente eine Mehrzahl an kegelstumpfförmigen Stiften umfassen, die sich gleichmäßig angeordnet aus der jeweiligen Oberfläche erheben.
  • i) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei die Strukturelemente eine Mehrzahl an keilförmigen Erhebungen umfassen, welche sich reihenweise mit definiertem Abstand und paralleler Ausrichtung angeordnet aus der jeweiligen Oberfläche erheben, wobei die spitz zulaufende Keilfläche sich normal oder in einem Winkel angestellt aus der Oberfläche erhebt.
  • j) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei die aufzubringende Krafteinwirkung zur Montage im Wesentlichen in senkrecht zur jeweiligen Oberfläche und/oder in eine im Wesentlichen zur jeweiligen Oberfläche parallele Richtung verläuft.
  • k) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei mindestens eines der beiden Bauteile oder dessen Oberfläche aus einem Thermoplast oder einem mit Füllstoffen und/oder Funktionsstoffen modifiziertem Thermoplast besteht.
  • l) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei mindestens eines der beiden Bauteile oder dessen Oberfläche aus einem metallischen Werkstoff besteht.
  • m) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei mindestens eines der beiden Bauteile oder dessen Oberfläche aus einem faserverstärkten oder nicht faserverstärkten Duromer besteht.
  • n) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei mindestens eines der beiden Bauteile oder dessen Oberfläche aus einem verstärkten oder nicht verstärkten Elastomer besteht.
  • o) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, bei dem zumindest ein Teilbereich eines der Bauteile urformend, insbesondere mittels Spritzguss- und/oder umformend, insbesondere Prägeverfahren, mit einer Oberflächenstruktur gemäß einem der vorigen Ausführungsbeispiele versehen wird.
  • p) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, bei dem zumindest ein Teilbereich eines der Bauteile nachträglich durch abtragende, insbesondere Laserabtragen, Feinfräsen, Senk- und Drahterodieren oder Ätzen, oder additive Fertigungsverfahren, insbesondere Laserauftragsschmelzen, mit einer Oberflächenstruktur gemäß einem der vorigen Ausführungsbeispiele versehen wird.
  • q) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei das erste Bauteil ein Element zur Innenausstattung oder des Rumpfes eines Zuges, Autos oder Flugzeugs ist oder umfasst, insbesondere ein Element einer Innenverschalung, und/oder wobei das zweite Bauteil ein Befestigungselement für ein Elektrobauteil oder eine Interior- oder Strukturkomponente ist oder umfasst.
  • r) Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei das erste Bauteil ein zusätzlich an ein Element zur Innenausstattung oder des Rumpfes eines Zuges, Autos oder Flugzeugs, insbesondere ein Element einer Innenverschalung, mittels anderer Fügetechniken (beispielsweise Montagespritzguss, Kleben, Schweißen, Nieten) angebrachtes Haftelement ist, welches eine strukturierte Haftfläche bereitstellt, und/oder wobei das zweite Bauteil ein Befestigungselement für ein Elektrobauteil oder eine Interior- oder Strukturkomponente ist oder umfasst.
  • s) Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile, das umfasst: ein Positionieren zweier Bauteile eines Bausatzes gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele relativ zueinander und ein Fixieren der Bauteile aneinander durch Ausüben von Kraft zum Bewirken eines form- und/oder kraftschlüssigen Angreifens der Strukturelemente der Bauteile aneinander.
  • t) Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, bei dem das Fixieren einen ersten und einen zweiten Fixierschritt umfasst, wobei im ersten Fixierschritt die jeweiligen Strukturelemente von erstem und zweitem Bauteil in eine kraftschlüssige Verbindung gedrückt werden und im zweiten Fixierschritt die jeweiligen Strukturelemente in eine kraft- und formschlüssige Verbindung gedrückt werden.
  • u) Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, bei dem ein Positionieren der Bauteile vor dem Fixieren in unterschiedlichen Orientierungen der Bauteile zueinander möglich ist.
  • v) Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, bei dem ein flexibles Positionieren der Bauteile zueinander dadurch ermöglicht wird, dass die nach einem der vorigen Ausführungsbeispiele strukturierte Oberfläche des ersten Bauteils größer als die entsprechend strukturierte Oberfläche des zweiten Bauteils ausgeführt ist um Toleranzen und Positionsänderungen auszugleichen und somit die Verwendung von Augmented- bzw. Virtual-Reality-gestützten Montageprozessen ermöglicht.
  • w) Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, welches zum Vorfixieren von anschließend mit gängigen Fügeverfahren zu verbindenden Bauteilen in Montageprozessen genutzt wird.
In particular, the present invention can be realized by the following embodiments:
  • a) kit comprising at least a first and a second rigid component, wherein the first component has a first region with a first surface and the second component has a second region with a second surface, wherein the first and the second surface in their form matching or corresponding (For example, interlocking) surface structures, each having a plurality of upstanding from the respective surface and uniformly arranged structural elements, and wherein the first and the second surface are adapted to under load reversibly so abutting or interlocking in the presence of a structural intersection to be arranged or to be that the respective structural elements engage positively and / or non-positively to each other.
  • b) kit according to embodiment a), wherein the structural elements of the first and / or the second surface are each elastically formed in at least one direction parallel to the respective component surface yielding.
  • c) kit according to embodiment b), wherein the structural elements are compressed in a mutually engaging state in at least one direction parallel to the respective component surface and / or stretched.
  • d) kit according to embodiment of the embodiments b) or c), wherein the structural elements each form a central recess into which the structural elements can be respectively elastically compressed or have been.
  • e) kit according to one of the preceding embodiments, wherein the structural elements each have one or both sides of the structural elements each have an undercut cross-section.
  • f) kit according to one of the preceding embodiments, wherein the structural elements comprise a plurality of rail-like elevations from the respective surface, which have a trapezoidal and tapered away from the component cross-section.
  • g) Kit according to one of the preceding embodiments, wherein the structural elements comprise a plurality of bead-like elevations from the respective surface.
  • h) Kit according to one of the preceding embodiments, wherein the structural elements comprise a plurality of frusto-conical pins, which rise evenly from the respective surface.
  • i) Kit according to one of the preceding embodiments, wherein the structural elements comprise a plurality of wedge-shaped elevations, which rise in rows with a defined distance and parallel orientation arranged from the respective surface, wherein the tapered wedge surface is normal or at an angle from the surface rises.
  • j) Kit according to one of the preceding embodiments, wherein the applied force for mounting substantially in perpendicular to the respective surface and / or in a direction substantially parallel to the respective surface extends.
  • k) Kit according to one of the preceding embodiments, wherein at least one of the two components or its surface consists of a thermoplastic or modified with fillers and / or functional materials thermoplastic.
  • l) Kit according to one of the preceding embodiments, wherein at least one of the two components or its surface consists of a metallic material.
  • m) Kit according to one of the preceding embodiments, wherein at least one of the two components or its surface consists of a fiber-reinforced or non-fiber-reinforced duromer.
  • n) Kit according to one of the preceding embodiments, wherein at least one of the two components or its surface consists of a reinforced or unreinforced elastomer.
  • o) kit according to one of the preceding embodiments, wherein at least a portion of one of the components forming, in particular by injection molding and / or reshaping, in particular embossing process is provided with a surface structure according to one of the previous embodiments.
  • p) Kit according to one of the preceding embodiments, wherein at least a portion of one of the components is subsequently provided by abrasive, in particular laser ablation, fine milling, sinking and wire EDM or etching, or additive manufacturing processes, in particular laser deposition melting, with a surface structure according to one of the previous embodiments ,
  • q) kit according to one of the preceding embodiments, wherein the first component is an element for the interior or the trunk of a train, cars or aircraft, or, in particular an element of an inner casing, and / or wherein the second component is a fastening element for an electrical component or a Interior or structural component is or includes.
  • r) Kit according to one of the preceding embodiments, wherein the first component in addition to an element to the interior or the trunk of a train, cars or aircraft, in particular an element of an inner casing, by means of other joining techniques (for example, assembly injection molding, gluing, welding, rivets) attached Adhesive element, which provides a structured adhesive surface, and / or wherein the second component is or comprises a fastening element for an electrical component or an interior or structural component.
  • s) A method for connecting two components, comprising: positioning two components of a kit according to one of the preceding embodiments relative to each other and fixing the components together by applying force to effect a positive and / or non-positive engagement of the structural elements of the components to each other.
  • t) Method according to one of the preceding exemplary embodiments, in which the fixing comprises a first and a second fixing step, wherein in the first fixing step the respective structural elements of the first and second components are pressed into a frictional connection and in the second fixing step the respective structural elements are forced into a force-locking connection. and positive connection are pressed.
  • u) Method according to one of the preceding embodiments, in which a positioning of the components prior to fixing in different orientations of the components to each other is possible.
  • v) Method according to one of the preceding embodiments, in which a flexible positioning of the components is made possible by the fact that the patterned according to one of the previous embodiments, surface of the first component is larger than the correspondingly structured surface of the second component to compensate for tolerances and position changes, and thus enabling the use of augmented or virtual reality-assisted assembly processes.
  • w) Method according to one of the preceding embodiments, which is used for pre-fixing of subsequently to be connected with common joining methods components in assembly processes.

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass einzelne Elemente und Komponenten auch anders kombiniert werden können als dargestellt. Es zeigenIn the following, advantageous embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. It is understood that individual elements and components can be combined differently than shown. Show it

1: exemplarische Strukturelemente im Querschnitt; 1 : exemplary structural elements in cross section;

2: exemplarische Strukturelemente im Querschnitt; 2 : exemplary structural elements in cross section;

3: eine exemplarische Oberflächenstruktur; 3 an exemplary surface texture;

4: exemplarische Strukturelemente im Querschnitt; 4 : exemplary structural elements in cross section;

5: exemplarische Strukturelemente von verschiedenen Seiten; 5 : exemplary structural elements from different sides;

6: aneinander angreifende Strukturelemente gemäß 5; 6 : interlocking structural elements according to 5 ;

7: kegelstumpfartige exemplarische Strukturelemente; 7 : Truncated cone-like structural elements;

8: Oberflächenstruktur mit Strukturelementen nach 7; 8th : Surface structure with structural elements after 7 ;

9: exemplarischer Bausatz; und 9 : exemplary kit; and

10: zusammengesetzter Bausatz gemäß 9. 10 : composite kit according to 9 ,

In den 1 und 2 sind jeweils exemplarische Strukturelemente in einem Querschnitt (normal zu einer Oberfläche, auf der die Strukturelemente angeordnet sind) dargestellt. Die in der 1 gezeigten Strukturelemente 1 haben jeweils einen asymmetrischen Querschnitt. Sie weisen jeweils einen Hinterschnitt aus, der dazu eingerichtet ist, hakenartig in entsprechende oder korrespondierende Strukturelemente einer zweiten Oberfläche einzugreifen. Die in der 2 gezeigten Strukturelemente haben einen symmetrisch ausgebildeten Querschnitt in Trapezform. Sie sind vorzugsweise elastisch ausgebildet und dazu eingerichtet, von entsprechend geformten Strukturelementen an einer zweiten Oberfläche (eines zweiten Bauteils) zusammengedrückt zu werden bzw. die entsprechend geformten Strukturelemente zusammenzudrücken, so dass die aus der Elastizität resultierende Kraft die Oberflächen (und damit die jeweiligen Bauteile) aneinander hält.In the 1 and 2 Each exemplary structural elements are shown in a cross section (normal to a surface on which the structural elements are arranged). The in the 1 shown structural elements 1 each have an asymmetrical cross-section. They each have an undercut, which is adapted to hook-like engage in corresponding or corresponding structural elements of a second surface. The in the 2 shown structural elements have a symmetrical cross-section in trapezoidal shape. They are preferably elastic and adapted to be compressed by correspondingly shaped structural elements on a second surface (of a second component) or to compress the correspondingly shaped structural elements, so that the force resulting from the elasticity of the surfaces (and thus the respective components) holding each other.

Die in den 1 und 2 gezeigten Strukturelemente 1, 2 erstrecken sich jeweils schienenartig (durchgängig oder unterbrochen) entlang einer entsprechenden Oberfläche; exemplarisch ist in der 3 eine entsprechende Oberfläche 4 mit den Elementen 2 in perspektivischer Absicht dargestellt. Die Strukturelemente 1, 2 können insbesondere in die jeweilige Oberfläche extrudiert sein. Die Oberfläche kann eben oder gekrümmt sein.The in the 1 and 2 shown structural elements 1 . 2 each extend in a rail-like manner (continuous or interrupted) along a corresponding surface; is exemplary in the 3 a corresponding surface 4 with the elements 2 shown in perspective. The structural elements 1 . 2 may in particular be extruded into the respective surface. The surface can be flat or curved.

In 4 ist eine weitere Variante von Strukturelementen 9 im Querschnitt gezeigt, die sich als wulstartige Erhebungen unterbrochen oder durchgehend ebenfalls entlang der entsprechenden Oberfläche eines Bereichs auf einem zugehörigen Bauteil erstrecken (analog zum in der 3 gezeigten Beispiel, in der Darstellung der 4 nicht sichtbar). Die Oberfläche kann eben oder gekrümmt sein. Die Strukturelemente (Erhebungen) 9 verlaufen vorzugsweise parallel zueinander. Sie sind dabei in ihrem Profil symmetrisch aufgebaut; ihre Seitenflanken weisen jeweils eine Überwölbung 10 im oberen Bereich der Erhebungen auf, wodurch jeweils ein Hinterschnitt 11 erzeugt wird. An der einer Grundfläche 13 abgewandten Seite weisen die Strukturelemente 9 eine abgerundete Oberfläche 12 auf. Zwischen den Erhebungen ausgebildete Zwischenräume verlaufen ihrerseits parallel zueinander (nicht dargestellt) und sind entsprechend ausgebildet, insbesondere weisen sie einen abgerundeten Grund auf.In 4 is another variant of structural elements 9 shown in cross-section, which are interrupted as bead-like projections or extend continuously along the corresponding surface of a region on an associated component (analogous to that in the 3 shown example, in the representation of 4 not visible). The surface can be flat or curved. The structural elements (elevations) 9 preferably run parallel to each other. They are constructed symmetrically in their profile; their side edges each have an overhang 10 in the upper part of the elevations, which in each case an undercut 11 is produced. At the one footprint 13 facing away from the structural elements 9 a rounded surface 12 on. Intermediate spaces formed between the elevations in turn run parallel to each other (not shown) and are designed accordingly, in particular they have a rounded bottom.

In der Mitte weisen die Erhebungen jeweils eine zentrale Ausnehmung 14 in Form eines Spaltes auf, dessen Tiefe normal zur Grundfläche 13 verläuft und der Entformungsschrägen aufweisen kann. Der Spalt erleichtert ein Zusammendrücken der Erhebungen und damit ein Eintreten korrespondierender bzw. ebenso geformter Erhebungen in die Hinterschnitte 11 der Erhebungen 9 und damit in Zwischenräume zwischen den Erhebungen 9.In the middle, the elevations each have a central recess 14 in the form of a gap whose depth is normal to the base 13 runs and may have Entformungsschrägen. The gap facilitates compression of the elevations and thus the occurrence of corresponding or equally shaped elevations in the undercuts 11 the surveys 9 and thus in spaces between the surveys 9 ,

In der 5 ist ein weiteres Beispiel einer Oberflächenstruktur eines Bauteils eines erfindungsgemäßen Bausatzes in verschiedenen Ansichten gezeigt, nämlich in zwei orthogonal zueinander liegenden Querschnitten und in einer Draufsicht. Diese Oberflächenstruktur weist eine Vielzahl an einzelnen gleich geformten Strukturelementen 5 auf, die jeweils keilförmig ausgebildet sind. Durch das Zusammenfügen zweier derart strukturierter Bauteile mittels einer Presskraft bzw. einer Presskraft mit zusätzlicher Scherkomponente entstehen Kraft- und Formschluss-Verbindungen.In the 5 is another example of a surface structure of a component of a kit according to the invention shown in different views, namely in two orthogonal cross-sections and in a plan view. This surface structure has a plurality of individual identically shaped structural elements 5 on, which are each wedge-shaped. By joining two such structured components by means of a pressing force or a pressing force with additional shear component force and form-fitting connections.

In 6 ist demgemäß eine Verbindung dargestellt, in der Strukturelemente 5 mit entsprechend geformten Strukturelementen einer anderen Oberfläche (eines anderen Bauteils) zusammenwirken. Wie durch die Pfeile 8 gekennzeichnet ist, werden die Strukturelemente 5 einer der Oberflächen in einem ersten Schritt in entsprechend geformte erste Zwischenräume zwischen den Strukturelementen der anderen Oberfläche eingesetzt und dann zum Herstellen der Verbindung und unter Krafteinwirkung in engere, zweite Zwischenräume geschoben. Dadurch werden die Strukturelemente 5 jeweils komprimiert, so dass sie kraft- und formschlüssig aneinander angreifen.In 6 Accordingly, a compound is shown in the structural elements 5 interact with correspondingly shaped structural elements of another surface (of another component). As by the arrows 8th is marked, the structural elements 5 one of the surfaces in a first step inserted into correspondingly shaped first spaces between the structural elements of the other surface and then pushed to make the connection and under force into closer, second intermediate spaces. This will make the structural elements 5 each compressed, so that they attack positively and positively against each other.

7 zeigt eine Oberfläche mit einer Vielzahl an Strukturelementen 6, die jeweils als kegelstumpfförmige Stifte ausgebildet sind, die normal zur Oberfläche von dieser abstehen. Die Strukturelemente 6 weisen dabei jeweils eine abgerundete Kuppe 7 auf. In 8 ist eine zugehörige Oberfläche in perspektivischer Ansicht gezeigt. 7 shows a surface with a variety of structural elements 6 , which are each formed as a truncated cone-shaped pins which protrude normal to the surface thereof. The structural elements 6 each have a rounded tip 7 on. In 8th an associated surface is shown in perspective view.

In 9 ist ein Bausatz 17 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Bausatz umfasst ein erstes Bauteil 15 und ein zweites Bauteil 16. Die Strukturdimensionen dieser zusammenzufügenden Bauteile 15, 16 sind aneinander angepasst. Das Bauteil 15 weist dabei einen ersten, vorliegend gerundet ausgebildeten Bereich mit einer ersten Oberfläche auf. Das zweite Bauteil 16 hat einen entsprechend gerundeten (vorliegend komplementär ausgebildeten) zweiten Bereich mit einer zweiten Oberfläche. Erste und zweite Oberfläche weisen dabei dieselbe Oberflächenstruktur 18 auf, die im gezeigten Beispiel eine Vielzahl von Strukturelementen 2 umfasst, die entsprechend dem in den 2 und 3 dargestellten Beispiel ausgebildet ist.In 9 is a kit 17 according to an exemplary embodiment of the present invention. The kit includes a first component 15 and a second component 16 , The structural dimensions of these components to be assembled 15 . 16 are adapted to each other. The component 15 has a first, in this case rounded trained area with a first surface. The second component 16 has a correspondingly rounded (in the present case complementary) second area with a second surface. First and second surface have the same surface structure 18 on, in the example shown a variety of structural elements 2 includes, according to the in the 2 and 3 illustrated example is formed.

In 10 sind die Bauteile 15, 16 erfindungsgemäß miteinander verbunden. Diese Verbindung ist durch flächennormalen Zug wieder lösbar und mechanisch abhängig von Struktur, Werkstoff und Presskraft belastbar. Sie kann zudem dazu eingesetzt werden, beispielsweise Bauteile mit ihrem Eigengewicht vorzupositionieren. Bei eventuellen Änderungen der Anforderungen oder Vorgaben kann somit nachträglich ohne großen Montageaufwand die Position oder Ausrichtung etc. der Bauteilverbindung modifiziert werden. Speziell dieser Schritt kann einen erheblichen Vorteil bei der vorgestellten Fügetechnologie gegenüber traditionellen Montageverfahren bedeuten.In 10 are the components 15 . 16 connected according to the invention. This connection can be released again by surface-normal tension and mechanically dependent on structure, material and pressing force loadable. It can also be used, for example, to pre-position components with their own weight. In the event of any changes in the requirements or specifications, the position or orientation etc. of the component connection can thus be subsequently modified without great installation effort. Especially this step can mean a significant advantage in the presented joining technology over traditional assembly methods.

Ein erfindungsgemäßer Bausatz 17 umfasst mindestens ein erstes und ein steifes zweites Bauteil. Das erste Bauteil 15 weist einen ersten Bereich mit einer ersten Oberfläche 4 auf und das zweite Bauteil 16 einen zweiten Bereich mit einer zweiten Oberfläche. Die erste und die zweite Oberfläche haben in ihrer Form übereinstimmende oder korrespondierende Oberflächenstrukturen 18 mit jeweils einer Vielzahl an sich aus der jeweiligen Oberfläche erhebenden Strukturelementen 1, 2, 5, 6, 9. Erste und zweite Oberfläche sind dazu eingerichtet, unter Krafteinwirkung reversibel so aneinander anliegend und/oder ineinandergreifend angeordnet zu werden oder zu sein, dass die jeweiligen Strukturelemente form- und/oder kraftschlüssig aneinander angreifen.An inventive kit 17 includes at least a first and a rigid second component. The first component 15 has a first area with a first surface 4 on and the second component 16 a second area with a second surface. The first and second surfaces have matching or corresponding surface structures in shape 18 each with a plurality of uplifting from the respective surface structural elements 1 . 2 . 5 . 6 . 9 , First and second surface are adapted to be reversibly arranged so as to be adjacent to each other and / or interlocking by force, or to be that the respective structural elements positively and / or non-positively engage each other.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient dem Verbinden zweier Bauteile eines erfindungsgemäßen Bausatzes und umfasst ein Positionieren der Bauteile und ein Fixieren der Bauteile aneinander.An inventive method is used to connect two components of a kit according to the invention and includes a positioning of the components and a fixing of the components to each other.

Ein erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren dient der Herstellung eines Bauteils 15, 16 für einen erfindungsgemäßen Bausatz.An inventive manufacturing method is used to produce a component 15 . 16 for a kit according to the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (14)

Bausatz (17) mit mindestens einem ersten und einem steifen zweiten Bauteil, wobei das erste Bauteil (15) einen ersten Bereich mit einer ersten Oberfläche (4) aufweist und das zweite Bauteil (16) einen zweiten Bereich mit einer zweiten Oberfläche, wobei die erste und die zweite Oberfläche in ihrer Form übereinstimmende oder korrespondierende Oberflächenstrukturen (18) mit jeweils einer Vielzahl an sich aus der jeweiligen Oberfläche erhebenden Strukturelementen (1, 2, 5, 6, 9) aufweisen, und wobei die erste und die zweite Oberfläche dazu eingerichtet sind, unter Krafteinwirkung reversibel so aneinander anliegend und/oder ineinandergreifend angeordnet zu werden oder zu sein, dass die jeweiligen Strukturelemente form- und/oder kraftschlüssig aneinander angreifen.Kit ( 17 ) with at least one first and one rigid second component, wherein the first component ( 15 ) has a first area with a first surface ( 4 ) and the second component ( 16 ) a second area having a second surface, the first and second surfaces having matching or corresponding surface structures (FIG. 18 ) each having a multiplicity of structural elements which rise from the respective surface ( 1 . 2 . 5 . 6 . 9 ), and wherein the first and the second surface are adapted to be reversibly arranged so as to be contiguous and / or interlocking under the action of force that the respective structural elements positively and / or non-positively engage each other. Bausatz gemäß Anspruch 1, wobei die Strukturelemente (1, 2, 5, 6, 9) der ersten und/oder der zweiten Oberfläche jeweils elastisch in mindestens eine Richtung parallel zur jeweiligen Oberfläche nachgebend ausgebildet sind.Kit according to claim 1, wherein the structural elements ( 1 . 2 . 5 . 6 . 9 ) of the first and / or the second surface are each elastically formed in at least one direction parallel to the respective surface yielding. Bausatz gemäß Anspruch 2, wobei die Strukturelemente (1, 2, 5, 6, 9) in einem aneinander angreifenden Zustand in mindestens eine Richtung parallel zur jeweiligen Oberfläche komprimiert und/oder gedehnt sind.Kit according to claim 2, wherein the structural elements ( 1 . 2 . 5 . 6 . 9 ) are compressed and / or stretched in a mutually engaging state in at least one direction parallel to the respective surface. Bausatz gemäß Anspruch einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Strukturelemente jeweils eine zentrale Ausnehmung (14) ausbilden, in die hinein die Strukturelemente jeweils elastisch zusammengedrückt werden können bzw. worden sind.Kit according to claim 2 or 3, wherein the structural elements each have a central recess ( 14 ), into which the structural elements can each be elastically compressed or have been. Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strukturelemente (1, 9) mindestens einer der Oberflächen jeweils auf einer Seite oder auf zwei entgegengesetzten Seiten einen hinterschnittigen Querschnitt aufweisen.Kit according to one of the preceding claims, wherein the structural elements ( 1 . 9 ) at least one of the surfaces on each side or on two opposite sides have an undercut cross-section. Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strukturelemente eine Mehrzahl an schienen- oder wulstartigen Erhebungen (1, 2, 9) aus der jeweiligen Oberfläche umfassen.Kit according to one of the preceding claims, wherein the structural elements a plurality of rail or bead-like elevations ( 1 . 2 . 9 ) from the respective surface. Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strukturelemente eine Mehrzahl an Stiften (6) umfassen, die sich aus der jeweiligen Oberfläche erheben.Kit according to one of the preceding claims, wherein the structural elements comprise a plurality of pins ( 6 ), which rise from the respective surface. Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aufzubringende Krafteinwirkung im Wesentlichen in senkrecht zur jeweiligen Oberfläche und/oder in eine im Wesentlichen zur jeweiligen Oberfläche parallele Richtung verläuft.Kit according to one of the preceding claims, wherein the applied force substantially in perpendicular to the respective surface and / or in a direction substantially parallel to the respective surface extends. Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines der Bauteile oder dessen Oberfläche ganz oder teilweise aus einem Thermoplast, einem mit Füllstoffen und/oder Funktionsstoffen modifizierten Thermoplast, einem metallischen Werkstoff, einem faserverstärkten Duromer, einem faserfreien Duromer, einem verstärkten Elastomer und/oder einem unverstärkten Elastomer besteht.Kit according to one of the preceding claims, wherein at least one of the components or its surface wholly or partly of a thermoplastic, modified with fillers and / or functional materials thermoplastic, a metallic material, a fiber-reinforced duromer, a fiber-free duromer, a reinforced elastomer and / or an unreinforced elastomer. Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bauteil (15) ein Element zur Innenausstattung eines Zuges, Autos oder Flugzeugs ist oder umfasst oder ein Element eines Rumpfes eines Zuges, Autos oder Flugzeugs, insbesondere ein Element einer Innenverschalung, und/oder wobei das zweite Bauteil ein Befestigungselement für ein Elektrobauteil oder eine Interior- oder Strukturkomponente ist oder umfasst.Kit according to one of the preceding claims, wherein the first component ( 15 ) is or comprises an element for the interior of a train, car or aircraft or an element of a fuselage of a train, car or aircraft, in particular an element of an inner casing, and / or wherein the second component is a fastening element for an electrical component or an interior or structural component is or includes. Bausatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bauteil (15) ein zusätzlich an ein Element zur Innenausstattung oder des Rumpfes eines Zuges, Autos oder Flugzeugs, insbesondere ein Element einer Innenverschalung, angebrachtes Haftelement ist, welches eine strukturierte Haftfläche bereitstellt, und/oder wobei das zweite Bauteil ein Befestigungselement für ein Elektrobauteil oder eine Interior- oder Strukturkomponente ist oder umfasst.Kit according to one of the preceding claims, wherein the first component ( 15 ) is an adhesive element additionally attached to an element for the interior or the fuselage of a train, car or airplane, in particular an element of an inner casing, which provides a structured adhesive surface, and / or wherein the second component is a fastening element for an electrical component or an interior component. or structural component is or comprises. Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile, das umfasst: ein Positionieren zweier Bauteile eines Bausatzes (17) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche relativ zueinander und ein Fixieren der Bauteile aneinander durch Ausüben von Kraft zum Bewirken eines form- und/oder kraftschlüssigen Angreifens der Strukturelemente (1, 2, 5, 6, 9) der Bauteile aneinander.Method for connecting two components, comprising: positioning two components of a kit ( 17 ) according to one of the preceding claims relative to each other and fixing the components to each other by applying force to effect a positive and / or non-positive engagement of the structural elements ( 1 . 2 . 5 . 6 . 9 ) of the components together. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem das Fixieren einen ersten und einen zweiten Fixierschritt umfasst, wobei im ersten Fixierschritt die jeweiligen Strukturelemente (1, 2, 5, 6, 9) von erstem und zweitem Bauteil in eine kraftschlüssige Verbindung gedrückt werden und im zweiten Fixierschritt die jeweiligen Strukturelemente (1, 2, 5, 6, 9) in eine kraft- und formschlüssige Verbindung gedrückt werden.Method according to claim 10, wherein the fixing comprises a first and a second fixing step, wherein in the first fixing step the respective structural elements ( 1 . 2 . 5 . 6 . 9 ) are pressed from the first and second component in a frictional connection and in the second fixing step, the respective structural elements ( 1 . 2 . 5 . 6 . 9 ) Are pressed in a positive and positive connection. Fertigungsverfahren zur Herstellung eines Bauteils für einen Bausatz (17) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, das ein Herstellen der Oberflächenstruktur mit der Vielzahl an sich aus der Oberfläche erhebenden Strukturelementen (1, 2, 5, 6, 9) auf mindestens einem Bereich einer Oberfläche des Bauteils umfasst.Manufacturing method for producing a component for a kit ( 17 ) according to one of claims 1 to 11, which comprises producing the surface structure with the plurality of structural elements ( 1 . 2 . 5 . 6 . 9 ) on comprises at least a portion of a surface of the component.
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