Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SURFACE STRUCTURING FOR OBJECTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/049859
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to surface structuring, substantially comprising extremely fine grooves extending in an essentially parallel manner to each other, which are formed in groups on a surface. The structuring is carried out according to finger printing principle resulting in increased grip ability, non-slip properties, retention force, tensile strength, cleaning ability and/or touchability in said objects. The inventive surface structuring is also suitable for the aesthetic design of surfaces.

Inventors:
MAYR ALFRED FRIEDRICH (AT)
Application Number:
PCT/EP2001/014741
Publication Date:
June 27, 2002
Filing Date:
December 14, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MAYR ALFRED FRIEDRICH (AT)
International Classes:
B08B17/06; B23P9/00; B25G1/10; B60C11/12; B60C11/13; B60C13/00; B60C13/02; (IPC1-7): B44C/
Foreign References:
DE4316012A11994-11-17
EP0807538A21997-11-19
DE19803787A11999-08-05
EP1035335A12000-09-13
US5011567A1991-04-30
DE3811613A11989-10-19
Attorney, Agent or Firm:
Schwarzensteiner, Marie-luise (Sebastiansplatz 7, München, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Oberflächenstrukturierung für Gegenstände, welche aus im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden feinsten Rillen, die auf oder in einer Oberfläche gruppenweise ausgebildet sind, aufgebaut ist.
2. Oberflächenstrukturierung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die feinsten Rillen kreisförmig, el liptisch, bogenförmig und/oder halbkreisförmig verlaufen.
3. Oberflächenstrukturierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen von feinsten Rillen dicht gepackt angeordnet sind.
4. Oberflächenstrukturierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die feinsten Rillen eine verschiedene Tiefe aufweisen.
5. Oberflächenstrukturierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die feinsten Rillen ver schiedene Breiten bzw. Abstände zueinander aufweisen.
6. Oberflächenstrukturierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie dem Aufbau eines Fin gerabdrucks entspricht.
7. Verwendung einer Oberflächenstrukturierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf Gebrauchsgegenständen aller Art zur Erhöhung der Griffigkeit, der Rutschfestigkeit, der Hal tekraft, Zugfestigkeit, Reinigungskraft und/oder Gefühl sechtheit oder zur Verbesserung der ästhetischen Wirkung des jeweiligen Gegenstandes.
8. Verwendung einer Oberflächenstrukturierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf der Außenund/oder Innenseite ei nes Dübels, einer Außenseite eines Nagels oder derglei chen Befestigungsmaterial.
9. Verfahren zur Herstellung der Oberflächenstrukturierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die gewünschte Strukturierung als Positiv oder Negativ auf die damit auszurüstende Oberfläche aufgebracht wird und die Rillen an Hand des Positivs oder Negativs in oder auf der Ober fläche des Gegenstandes ausgebildet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen mittels Feinziselierung ausgebildet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen mittels Lasertechnik ausgebildet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen mittels eines (Photo) Ätzverfahrens oder eines (Farb) Druckverfahrens ausgebildet werden.
Description:
Oberflächenstrukturierung für Gegenstände Die Erfindung betrifft eine Oberflächenstrukturierung für Ge- genstände, die Verwendung dieser Oberflächenstrukturierung sowie ihre Herstellung bzw. Erzeugung.

Viele Gegenstände des täglichen Gebrauchs weisen gänzlich glatte Oberflächen auf, so dass ihre Handhabung bzw. Benut- zung oft schwierig, unter Umständen sogar gefährlich ist.

Grund dafür ist eine mangelnde Griffigkeit, Haltekraft, Rutschfestigkeit oder Zugfestigkeit, welche durch eine glatte Oberfläche hervorgerufen wird. Als Beispiele können hier die Griffe von Handwerkszeugen, wie Hämmer, Schraubenzieher, Zan- gen und dergleichen, Lenkräder oder Schaltknüppel von Kraft- fahrzeugen, Griffe an Sportgeräten, Haushaltsgerätschaften, Geschirrwaren, wie Gläser etc., genannt werden. Probleme mit der Griffigkeit, Rutschfestigkeit, Haltekraft, Zugfestigkeit treten in fast allen Lebensbereichen auf.

Es war naheliegend, diesen Problemen entgegenzuwirken, indem der Oberfläche ihre Glattheit genommen wird. Alle bisher ge- troffenen Maßnahmen sind ziemlich grob und liefern nur eine beschränkte Verbesserung in der Griffigkeit etc. Darüber hin- aus verursachen sie beim Gebrauch häufig Schmerzen und führen unter Umständen sogar zu Verletzungen. Man denke dabei bei- spielsweise an die grob gerippten Handgriffe von Schrauben- ziehern oder Haushaltsgerätschaften. Mangelhaft ausgebildete Oberflächen von beispielsweise Lenkrädern oder sonstigen Griffen führen oft zum Abgleiten bzw. Abrutschen der Hände, insbesondere dann, wenn diese feucht sind.

Ausgehend von dieser Problematik war es Aufgabe der vorlie- genden Erfindung, geeignete Maßnahmen zu entwickeln bzw. vor- zusehen, mit welchen Griffigkeit, Rutschfestigkeit, Halte- kraft von Oberflächen aller Art verbessert und optimiert wer- den können, bei gleichzeitiger bequemer Handhabung der so ausgestalteten Gegenstände und ohne deren übliches Erschei- nungsbild und/oder deren Gebrauchsfähigkeit wesentlich oder negativ zu beeinflussen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Oberflächenstrukturierung für Gegenstände, welche aus im Wesentlichen parallel zueinan- der verlaufenden feinsten Rillen, die auf oder in einer Ober- fläche gruppenweise ausgebildet sind, aufgebaut ist.

Durch die derartige Anordnung von parallel zueinander verlau- fenden feinsten Rillen kann eine Griffigkeit, Rutschfestig- keit und Haltekraft von Gegenständen überraschenderweise um ein Vielfaches im Vergleich zu herkömmlich ausgerüsteten Ge- genständen erhöht werden.

Feinste Rillen bedeuten im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche, mit einer Breite von nur wenigen pm.

Unter herkömmlich ausgerüsteten Gegenständen müssen solche verstanden werden, welche über grobe Rippen oder dergleichen oder sogenannte ergonomische Ausgestaltungen verfügen.

Anordnung, Beabstandung bzw. Breite, Führung und Tiefe der Rillen wird dabei im Wesentlichen durch die originäre Formge- bung der Oberfläche und deren Verwendungszweck bestimmt sein.

Nähere Ausführungen folgen unten anhand eines spezifischen Beispiels.

In diesem Zusammenhang verlaufen die feinsten Rillen der Oberflächenstrukturierung in vorteilhafter Weise kreisförmig, elliptisch, bogenförmig oder halbkreisförmig, immer in Grup- pen und parallel zueinander. Hierin darf jedoch keine Be- schränkung in den möglichen Ausgestaltungen der Erfindung verstanden werden, da auch andere Ausführungen der Anordnung der feinsten Rillen, welche den Erfindungsgedanken erfüllen, denkbar sind.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die oben genannten Gruppen von feinsten Rillen dicht ge- packt auf bzw. in der Oberfläche angeordnet. Bereiche mit vollständig glatten Oberflächen sind dadurch ausgeschlossen, wodurch die Griffigkeit, Rutschfestigkeit und Haltekraft der jeweiligen Oberfläche wesentlich verbessert werden kann.

Dabei ist zu beachten, dass die gruppenweise kreisförmig, el- liptisch, bogenförmig oder halbkreisförmig geführten Rillen entweder nur aus einer dieser geometrischen Formen gebildet ist oder zwei oder mehrere dieser geometrischen Formen im Verbund miteinander vorgesehen werden können, je nach der originären Gestalt der jeweils zu strukturierenden Oberflä- che. Insbesondere mit der zuletzt genannten Ausführungsform lassen sich besonders dicht gepackte Strukturen auch auf stark gekrümmten Oberflächen erzielen.

Für verschiedene Anwendungszwecke ist es von Vorteil, und auch das ist Gegenstand einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn die feinsten Rillen eine ver- schiedene Tiefe aufweisen. Dabei ist zu beachten, dass erfin- dungsgemäß die Tiefe der Rillen eine Höhe nicht überschreiten darf, dass kantige Bereiche entstehen, welche wiederum, wie vorgenannt, gegebenenfalls zu Schmerzen oder Verletzungen bei der Handhabung führen könnten und desgleichen, oder dadurch die ursprünglich vorgesehene Griffigkeit, Rutschfestigkeit, Haltekraft wieder herabgesetzt würde.

Für manche Anwendungsbereiche ist es auch von Vorteil, wenn die feinsten Rillen verschiedene Breiten bzw. Beabstandung aufweisen. Auch hier darf die Breite der Rillen nicht in ei- nem Maße überschritten werden, dass kantige Bereiche auftre- ten.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegen- den Erfindung weist die Oberflächenstrukturierung im Wesent- lichen den Aufbau eines Fingerabdruckes auf, welcher, der Na- tur nachgebildet, eine besonders weiche, und dadurch insge- samt ergonomische Oberfläche liefert.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Oberflächenstrukturierung ist vorteilhaft für Gebrauchsgegenstände aller Art, zur Erhö- hung von deren Griffigkeit, deren Rutschfestigkeit, deren Haltekraft, Zugfestigkeit, Reinigungskraft und/oder Gefühl- sechtheit. Sie eignet sich auch sehr gut zur ästhetischen Ausgestaltung von Oberflächen aller Art, wie Geschirrwaren, Stoffe, Werbeträger und dergleichen. Hier ist es zweckmäßig die Oberflächenstrukturierung mittels geeigneter (Farb) Druckverfahren auf die Oberflächen aufzubringen. Hier lassen sich gegebenenfalls ästhetische mit technischen Effek- ten sinnvoll kombinieren.

Damit ist die Anwendung äußerst vielfältig und beschränkt sich nicht nur auf Gegenstände des alltäglichen Lebens, wel- che von Hand betätigt bzw. geführt oder gehalten werden, son- dern erstreckt sich beispielsweise auch auf alle Gegenstände, deren Rutschfestigkeit wesentlich erhöht werden muss, wie Au- toreifen, Fahrradreifen Arbeitshandschuhe, Schuhbesohlungen und dergleichen oder Unterlagen für Teppiche und sonstige Bo- denbeläge. Da die Wirkung der erfindungsgemäßen Oberflächen- strukturierung auch auf der Vergrößerung der Oberfläche be- ruht, ergeben sich mögliche Anwendungen in der Solartechnik, Gefriertechnik und der Beleuchtungstechnik.

Unter einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Oberflächenstrukturierung auch auf Außen-und/oder Innen- seiten von Halteelementen, wie Dübeln, Nägeln, Schrauben und dergleichen angewendet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des weiteren ein Verfahren zur Herstellung der Oberflächenstrukturierung, bei dem die gewünschte Strukturierung als Positiv oder Negativ auf die damit auszurüstende Oberfläche aufgebracht wird und die Rillen anhand des Positivs oder Negativs in oder auf der Oberfläche des Gegenstandes ausgebildet werden.

Dazu eignen sich alle im Stand der Technik bekannten Verfah- ren, insbesondere werden eine Feinziselierung durch besonders feine und speziell auszubildende Gerätschaften, eine Ausbil- dung durch die bekannte Lasertechnik oder durch die verschie- densten Arten der chemischen (Photo) Ätzung in Betracht gezo- gen.

Das Verfahren zur Ausbildung der Oberflächenstrukturierung gemäß der vorliegenden Erfindung wird wieder im Wesentlichen durch Anordnung, Beabstandung, Führung und Tiefe der Rillen in Bezug auf die originäre Formgebung der Oberfläche und de- ren Verwendungszweck bestimmt sein. Die letztendliche Ausfüh- rungsform wird sich für den Fachmann beim Lesen der vorlie- genden Beschreibung ohne eigenes erfinderisches Zutun ermit- teln lassen. Besonders geeignet erscheinen aufgrund ihrer vielseitigen Anwendbarkeit, Methoden der Lasertechnik.

Die anliegenden Figuren zeigen in vergrößertem Maßstab mögli- che Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, worin : Fig. 1 einen Fingerabdruck und Fig. 2 die Strukturierung im Querschnitt eines Baumes ( Jahresringe) ist, wobei darin keinerlei Beschränkung gesehen werden darf.

Besonders die Figur 1, welche einen Abdruck eines Daumens zeigt, lässt die verschiedenen Gruppen von Rillen in einer sehr dichten Packung erkennen. Die Vielfältigkeit der Rillen- führung lässt ihre Anwendung selbst auf kompliziert gestalte- ten Oberflächen zu, wodurch deren Gesamtoberfläche in vor- teilhafterweise erhöht wird.

Alle diese möglichen Ausgestaltungen des erfinderischen Ge- genstandes bzw. die Ausgestaltung der Oberflächenstrukturie- rung, insbesondere deren Anwendbarkeit, werden im Folgenden an Hand verschiedener Anwendungsbeispiele näher erläutert.

Ein Mauerdübel muss in einem Bohrloch zu dessen Haltekraft bzw. Auszugskraft eine maximale, optimale Formschlüssigkeit mit dem angrenzenden Mauerwerk haben. Nur dadurch kann er die höchst mögliche Auszugskraft erreichen. Durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird, beispielsweise an einem Dü- bel, die größtmögliche (Greif-) Oberfläche erreicht.

Bei Kunststoffdübeln haben die meisten Hersteller bisher an den Dübeln möglichst tiefe, zahnartige oder ringförmige Hohl- räume angebracht, ohne zu beachten, dass selbst durch die größtmögliche Schraubenabmessung das Kunststoffmaterial nicht vollkommen an die Bohrloch-Innenwandung angepresst wird, und somit im Bohrloch Hohlräume entstehen bzw. verbleiben, welche damit die Ausziehfestigkeit des Dübels dementsprechend stark herabsetzen.

Bei Stahldübeln ist ähnliches zu beobachten.

Ob Kunststoffdübel oder Stahldübel, in beiden Fällen wird durch eine erfindungsgemäße Oberflächen-bzw. Aussenflächen- strukturierung durch die Erhöhung der Gesamtoberfläche des Dübels eine maximale und optimale Formschlüssigkeit zwischen Dübel und Bohrloch-Innenwandung erreicht, welche solchen Dü- beln eine weitaus größere Auszugsfestigkeit verleiht, als dies in der bisherigen Konstruktionsform möglich gewesen wä- re.

Das gilt gleichermaßen für stationäre wie dynamische Bela- stungen.

Obwohl Dübel an sich eine Form aufweisen, deren Oberflächen schwer gänzlich durch eine Bearbeitung abzudecken sind, wird das durch die erfindungsgemäße Feinststrukturierung nach dem Prinzip eines Fingerabdrucks möglich. Die anzuwendenden For- men der Rillenführung ergeben sich aus den unterschiedlichen zu erwartenden Belastungen in Teilbereichen des Dübels.

Ein weiteres interessantes Anwendungsgebiet ist die Gestal- tung der Laufflächen für Reifen von Rennwagen, zum Beispiel Formel 1-Fahrzeuge. Bis zum Verbot verwendete man bei Rennau- tos sogenannte Slicks, das sind absolut glatte spurlose Rei- fen, welche eine maximale Auflagefläche in Postkartengröße lieferten. Diese Reifen waren in Kurven sehr schwer lenkbar.

Inzwischen verwendet man wenige, in der Reifenlauffläche an- geordnete, rundlaufende Rillen. Durch die Rillen wird aber die Bodenhaftung herabgesetzt, was einen schwerwiegenden Nachteil darstellt.

Ähnliche Probleme treten bei Flugzeugreifen oder Rennradrei- fen auf.

Die erfindungsgemäße Oberflächenstrukturierung mit feinsten Rillen, wie sie in der vorliegenden Beschreibung und den an- liegenden Patentansprüchen definiert ist, liefert hier nicht nur einen Kompromiss sondern auch die Lösung des existieren- den Problems. Sie liefert hier eine verbesserte Technik mit erhöhter Sicherheit.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Solartechnik, wo man Solarzellen bzw. Solarpaneelen mit der erfindungsgemäßen Oberflächenstrukturierung versehen kann. Bekanntlich befinden sich die Elemente, in den an Wasser oder eine andere adäquate Flüssigkeit erwärmt wird, an Dächern und Wänden angeordnet.

Glasscheiben und/oder Rohre dieser Elemente sind glatt und strukturlos ausgebildet. Wenn diese mit der erfindungsgemäßen Oberflächenstrukturierung ausgerüstet werden, ergibt sich durch die wesentliche Vergrößerung der Gesamtoberfläche eine erheblich bessere, schnellere und intensivere Erwärmung der Flüssigkeit bzw. des Wassers. Gleiches gilt für eine Übertra- gung auf die Kältetechnik. Schließlich lassen sich mit der erfindungsgemäßen Oberflä- chenstrukturierung auch außergewöhnliche Lichteffekte erzie- len, wenn man sie in der einen oder anderen Form auf die Oberfläche von Glühlampen aufbringt oder in Lichtfilter und dergleichen einarbeitet.

Nicht zuletzt kann die erfindungsgemäße Oberflächenstruktu- rierung zur Ausgestaltung von Hygieneartikeln aller Art, wie Kosmetiktücher, Kondome, Vibratoren und dergleichen verwendet werden. Bei Kosmetiktüchern lässt sich die Reinigungskraft um ein Vielfaches steigern ohne die Haut zu beanspruchen. Kondo- men und Vibratoren kann eine erhöhte Gefühlsechtheit verlie- hen werden.

Wie bereits erwähnt, können die fingerabdruckförmigen Abbil- dungen auf jedweden Gegenständen vorgesehen werden, und in jeder dafür geeigneten Technik, ohne den Rahmen der vorlie- genden Erfindung zu verlassen.