WERKSTÜCK

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden eines Eingriffabschnitt s, insbesondere eines

Gewindes, in einem Werkstück, insbesondere aus Holz,

Holzfaser enthaltenden Materialien, Holzverbundwerkstoffen, Furnier, Kunststoff und Kombinationen hiervon.

STAND DER TECHNIK

Im Möbelbau ist es vielfach gängige Praxis, die

Einzelteile eines Möbelstücks vorzufertigen, welche dann zu entsprechenden Bausätzen zusammengefasst werden, die

schließlich vor Ort zusammengesetzt werden. Die dabei verwendeten Werkstücke bestehen häufig zumindest

abschnittsweise aus Holz, beziehungsweise Holzfaser

enthaltenden Materialien sowie Holzverbundwerkstoffen. Als Beispiele seien hierfür Spanplatten oder MDF-Platten

angeführt .

Zum Zusammenfügen der Werkstücke werden dem Bausatz dann gewöhnlich Verbindungseiemente wie Schrauben zum

Zusammenfügen in separaten Packungen beigelegt. Beim

Zusammenbau vor Ort werden diese Verbindungselemente dann an geeigneter Stelle eingesetzt. Dieses Prozedere ist aus mehrerlei Hinsicht nachteilhaft. Zum einen bedarf es seitens des Herstellers des Möbelbausatzes eines Mehraufwands an Logistik, um die

Verbindungselemente in entsprechenden Packungen abzupacken und dem Bausatz beizulegen.

Ferner ist beim Zusammenbau der Möbelstücke ein erhöhter Arbeitsaufwand nötig, da die Verbindungselemente in das

Werkstück getrieben werden müssen. Selbst wenn dies durch eine Vorbohrung am vorgefertigten. Werkstück unterstützt ist, ist im Interesse der Verbindungsfestigkeit dennoch ein gewisser Kraftaufwand nötig, um die Verbindungselemente geeignet zu setzen.

Insbesondere wenn die Möbel von einer Privatperson zusammengesetzt werden, mangelt es dabei häufig sowohl an geeignetem Werkzeug als auch am nötigen Fachwissen, um eine stabile Verbindung sicherzustellen. Ferner ist es gemäß dieser Praxis unvermeidlich, dass die Präzision beim

Zusammenbau leidet.

Wird beispielsweise eine Schraube als Verbindungselement direkt in ein zumindest abschnittsweise aus Holz bestehendes Werkstück, wie eine Spanplatte, eingebracht, ist ferner die Festigkeit der Verbindung nicht immer gewährleistet.

Besonders bei Spanplatten kann dabei häufig das Phänomen beobachtet werden, dass eine Schraube aus ihrem Schraubenloch ausreißt, beziehungsweise herausbricht. Zwar kann dies durch Verwendung geeigneter Dübel eingeschränkt werden, allerdings zieht dies wiederum ein weiteres Verkomplizieren des

Zusammenbauvorgangs sowie einen erhöhten Logistikbedarf bei der Kommissionierung des Möbelbausatzes nach sich.

Ferner liegt beim Zusammenbau des Möbelstücks die Gefahr vor, dass der Anwender die beigelegten Verbindungselemente verwechselt und an den falschen Stellen einsetzt. Wird der Fehler bemerkt, ist ein Rückbau häufig nicht ohne weiteres möglich, jedenfalls nicht ohne eine zumindest teilweise

Beschädigung am Werkstück oder Verbindungselement in Kauf nehmen zu müssen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Nachteile ersonnen, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem in einem Werkstück, welches bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzfaser enthaltenden Materialien,

Holzverbundwe kstoffen, Furnier, Kunststoff und Kombinationen hiervon besteht, ein Eingriffabschnitt auf möglichst einfache Weise ausgebildet werden kann, der darüber hinaus einen sicheren Eingriff mit einem entsprechenden Eingriffselement gewährleistet und den Zusammenbau verschiedener Werkstücke mittels des Eingriffselements erleichtert.

Hierzu stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bereit. Weitere bevorzugte A sführungs formen sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt. Ferner ist die Erfindung auf ein mit diesem Verfahren hergestelltes

Werkstück gerichtet,

Insbesondere weist ein Verfahren zur Ausbildung eines

Eingriffabschnitts in einem Werkstück, welches Werkstück bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzfaser enthaltenden Materialien, Holzverbundwerkstoffen, Furnier, Kunststoff und Kombinationen hiervon besteht, die folgenden Schritte auf: Bereitstellen des Werkstücks mit einer

Ausnehmung; Einbringen eines vorbestimmten Volumens einer härtbaren Füllmasse in die Ausnehmu g; Eindrücken eines eine Eingriffstruktur aufweisenden Eingriffselements in die härtbare Füllmasse derart, dass die Eingriffstruktur

zumindest teilweise in der Füllmasse angeordnet ist. Mit diesem Verfahren kann auf einfache leise ein

Eingriffabschnitt im Werkstück gebildet werden, der ein „Negativ" der Eingriffstruktur des Eingriffselements

darstellt. Das Ausbilden des Eingriffabschnitt s funktioniert dabei durch das einfache Eindrücken des Eingriffselements in eine härtbare Füllmasse und somit auf besonders einfache und produktive Weise.

Ferner gewährleisten die Verwendung einer härtbaren Füllmasse und das Eindrücken des Eingriffselements in die härtbare Füllmasse, dass sowohl zwischen Werkstück und

Füllmasse als auch zwischen Füllmasse und Eingriffselement eine besonders haltbare und stabile Verbindung ausgebildet wird .

Durch das Aushärten der Füllmasse entsteht dabei eine Art Verzahnungswirkung zwischen der dann zumindest teilweise ausgehärteten Füllmasse und der Struktur des Werkstücks, in die die härtbare {also die noch nicht ausgehärtete) Füllmasse eindringt. Das Eindringen der Füllmasse in die Struktur des Werkstücks wird dabei durch das Eindrücken des

Eingriffselements in die Füllmasse unterstützt, welche die Füllmasse entsprechend verdrängt und teilweise in die

Struktur des Werkstücks zwingt.

Ein entsprechender Effekt trifft auf Seiten des

Eingriffselements ein, bei dem. die Füllmasse in die auf dem Eingriffselement befindliche Eingriffstruktur eindringt bzw. diese umschließt und/oder umgibt. Als Folge erhält man eine sehr stabile Verbindung zwischen Werkstück, Füllmasse und Eingriffselement. Die Verbindung Wer kstück-Fül imasse- Eingr iffselement ist dabei bevorzugt eine

Formschlussverbindung . Wird eine geeignete Füllmasse

verwendet, ist insbesondere bei der Verbindung zwischen Füllmasse und Werkstück auch eine stoffschlüssige Verbindung denkbar. Dabei erfolgt nach dem Eindrücken des Eingriffselements in die Füllmasse ein Aushärten der Füllmasse üblicherweise ohne zusätzliche Bearbeitungsschritte, alleine durch Abkühlen des weichen Materials durch, die kühle Umgebungsluft . Es ist aber denkbar, dass zur Beschleunigung des Aushärtens

beispielsweise Kühlluft beaufschlagt wird oder in

Abhängigkeit des Materials eine andere Aushärtungstechnik zur Anwendung gelangt.

Neben der Perspektive, eine besonders haltbare

Verbindung zu erzeugen, eröffnet das Verfahren die

Möglichkeit, das Eingriffselement nach dem Einbringen in die Füllmasse (und dem Aushärten derselben) einfach im Werkstück, zu belassen. Dadurch wird ein Werkstück bereitgestellt, in welchem das Eingriffselement bereits eingesetzt ist. Dieses kann anschließend weiterverarbeitet und beispielsweise zu einem Möbelbausatz zusammengestellt werden.

Vor Ort m ss der Anwender das Eingriffselement dann lediglich aus dem. im Werkstück ausgebildeten

Eingriffabschnitt entfernen. Der Anwender kann das Werkstück dann beispielsweise mit einem anderen Werkstück verbinden, und die Anordnung durch Wiedereinsetzen des Eingriffselements in den Eingriffabschnitt fixieren.

Auf diese Weise kann zum einen der Logistikaufwand beim Zusammenstellen von Bausätzen reduziert werden. Zum anderen wird die Wahrscheinlichkeit einer Fehlbedienung beim Anwender reduziert , da dieser auf den fertig ausgebildeten

Eingriffabschnitt mit dem richtigen, d.h. genau passenden Eingriffselement zurückgreifen kann.

Bevorzugt ist die Eingriffstruktur auf dem

Eingriffselement ein (Außen-) Gewinde sodass in der Füllmasse bzw. im Werkstück ein { Innen-) Gewinde als Eingriffabschnitt ausgebildet wird. Dies hat den Vorteil, dass das Eingriffselement einfach und wiederholbar mit dem in der Füllmasse ausgebildeten Eingriffabschnitt in Eingriff

gebracht und wieder gelöst werden kann.

Bevorzugt wird das Eingriffs lernent nach dem Eindrücken in die härtbare Füllmasse für eine vorbestimmte Zeitspanne in einer vorbestimmten Position gehalten, und zwar bevorzugt bis zum zumindest teilweisen Aushärten der Füllmasse.

Dies stellt sicher, dass der Eingriff bschnitt im

Werkstück an der gewünschten Position und in der korrekten Ausrichtung ausgebildet wird.

Bevorzugt ist das vorbestimmte Volumen derart

eingestellt, dass es dem. Volumen der Ausnehmung abzüglich der volumetrischen Verdrängung des Eingriffselements in der

Füllmasse entspricht .

Dadurch kann das Volumen der Füllmasse optimal

eingestellt werden, sodass weder zu viel noch zu wenig

Füllmasse verwendet wird. Zu viel Füllmasse brächte dabei ggf. das Problem mit sich, dass die Füllmasse beim Eindrücken des Eingriffselements aus der Ausnehmung herausquillt und in diesem Zustand erhärtet, was sowohl die Materialanmutung als auch die Weiterverarbeitung beeinträchtigen könnte.

Zusätzlich kann hinsichtlich des vorbestimmten Volumens der Anteil berücksichtigt werden, der beim Eindrücken des Eingriffselements in das Werkstück eindringt. Dieser Anteil kann dem vorbestimmten Volumen entsprechend hinzuaddiert werden.

Durch die Berücksichtigung des in das Werkstück

eindringenden Anteils der Füllmasse im vorbestimmten Volumen, kann die optimale Füllmenge der Füllmasse noch genauer eingestellt werden. Der Anteil der Füllmasse, der in das Werkstück eindringt, hängt dabei im Wesentlichen von der Struktur, d.h. der Porosität,, des Werkstücks ab. In eine grobe Spanplatte wird eine größere Menge Füllmasse eindringen als in eine KunststoffVerbundplatte .

Bevorzugt ist die härtbare Füllmasse eine pastöse Masse.

Dies heißt, dass die Masse eine pastöse Konsistenz mit einer entsprechenden Viskosität aufweist. Dies stellt

einerseits die einfache Verarbeitung der Füllmasse

insbesondere beim Einbringen der Füllmasse in die Ausnehmung sicher und garantiert andererseits, dass die härtbare

Füllmasse sowohl die Eingriffstruktur des Eingriffselements als auch die Strukturen des Werkstücks optimal „umfließen" bzw. in diese eindringen kann.

Bevorzugt weist das Verfahren hinsichtlich des

Einbringens der Füllmasse ferner die folgenden Schritte auf: Zuführen eines Granulats zu einem Extruder und Aufschmelzen des Granulats in dem Extruder, um die härtbare Füllmasse auszubilden.

Die Verwendung eines Extruders zur Zufuhr und zur

AufSchmelzung eines Granulats (d.h. zur Erzeugung der

härtbaren Füllmasse) ermöglicht dabei sowohl eine einfache Präparation der Füllmasse mit den gewünschten Eigenschaften als auch die gezielte Abgabe derselben. Durch die

Verarbeitung eines Granulats wird ferner eine einfache

Lagerung des Ausgangsmaterials gewährleistet.

Bevorzugt ist das Granulat ein Granulat, das

Holzmaterial aufweist.

Neben der guten Verfügbarkeit ist ein Vorteil eines solchen Granulats in der sehr guten Recyclebarkeit zu suchen.

Bevorzugt ist die härtbare Füllmasse eine

thermoplastische Masse, die bei Erwärmung in einen thermoplastischen Zustand übergeht und bei Abkühlung

aushärtet. Das Verfahren weist dann ferner das Erwärmen der Füllmasse vor oder beim Einbringen in die Ausnehmung auf.

Eine Füllmasse aus thermoplastischem Material hat dabei den Vorteil einer einfachen Verarbeitung. Ferner können sowohl im noch nicht ausgeharteten (härtbaren) Zustand als auch im ausgehärteten Zustand die gewünschten

Materialeigenschaften hinsichtlich Viskosität und Festigkeit gewährleistet werden. Durch den Schritt des Erwärmens vor dem Einbringen der Füllmasse kann eine geeignete Viskosität der Füllmasse eingestellt werden, sodass diese sowohl einfach zu verarbeiten ist als auch die gewünschten Fließeigenschaften zum Eindringen in die Eingriffstruktur des Eingriffselements und die Struktur des Werkstücks aufweist. Somit kann unter Verwendung der thermoplastischen Masse ein besonders sicherer Eingriff des Eingriffselements mit dem Werkstück mit einer möglichst einfachen Verarbeitung kombiniert werden.

Bevorzugt sind die thermoplastischen Materialien ferner biologisch abbaubar. Solche können zum Beispiel

thermoplastische Polyester, wie beispielsweise

Polyhydroxialkanoate,

Polyhydroxialbutyrate und Polycaprolacton sein.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen kann die härtbare Füllmasse derart ausgestaltet sein, dass diese durch

Energiezufuhr ausgehärtet werden kann. Dann verfügt das Verfahren über den zusätzlichen Schritt des Aushärtens der härtbaren Füllmasse durch Zufuhr von Energie.

Diese Energie kann beispielsweise Wärmeenergie sein, wobei dem Material dann beispielsweise durch Laser-,

Infrarot- ode Mikrowellenstrahlung Energie zugeführt wird . Durch diese Energiezufuhr kann beispielsweise ein

Vernetzungsprozess in dem Material induziert werden, wodurch die Füllmasse aushärtet. Ferner kann die härtbare Füllmasse auch derart

beschaffen sein, dass sie durch Energiezufuhr aus einer

Rohmasse ausgebildet werden kann. Das Verfahren weist dann ferner die Schritte des Einbringens der Rohmasse in die

Ausnehmung und des Überführens der Rohmasse in die härtbare Füllmasse durch Energiezufuhr auf.

Die Rohmasse kann dabei beispielsweise aus einem

Granulat ausgebildet sein, das in die Ausnehmung eingebracht wird. Alternativ kann auch ein vorgeformter „Pfropfen" in Rohform in die Ausnehmung eingebracht werden, der dann durch Energiezufuhr in die härtbare Füllmasse überführt wird. Die Energiezufuhr kann dabei durch Laser-, Mikrowellen-,

Ultraschall- oder Infraroteinwirkung geschehen.

Bevorzugt weist die härtbare Füllmasse eine Mischung aus biologischen Polymeren und Naturfasern auf.

Dies hat den Vorteil, dass alle Materialien der

Füllmasse biologisch abbaubar sind, was das Recyceln des

Werkstücks nach Gebrauch stark vereinfacht . Gegebenenfalls uss dann nämlich nur noch das Eingriffselement entfernt werden und das Werkstück mit dem Eingriffabschnitt kann der Verwertung zugeführt werden. Die biologischen Polymere bzw. Biopolymere können beispielsweise durch fermentative und polymerchemische Prozesse aus Zucker hergestellt sein.

Insbesondere weist das Biopolymer (das biologische Polymer) Lignin auf, welches beispielsweise direkt aus der

Holzverarbeitung gewonnen werden kann. Zur Verstärkung der ausgehärteten Füllmasse können beispielsweise

Verstärkungsfasern wie Holzfasern, Flachs, Hanf, Sisal, Jute oder andere Pflanzenfasern vorhanden sein.

Zusätzlich können Naturharz, Naturwachs, Naturöle und Cellulose vorhanden sein, mit deren Hilfe beispielsweise die vi skolastischen Eigenschaften der Füllmasse und dere Erhärtungs- und Erweichungsverhalten eingestellt werden können. Zusätzlich können Polyhydroxialkanoate

Polyhydroxialbutyraten, Polycaprolacton, Polyester und/oder Stärke enthalten sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die

Ausnehmung ferner eine Senkung am Werkstück auf, wobei die Senkung derart dimensioniert ist, dass in dieser zumindest der aus der Ausnehmung vorstehende Teil des Eingriffselements derart aufgenommen werden kann, dass das Eingriffselement nicht über die Kontur des Werkstücks vorsteht.

Dies hat den Vorteil , dass trotz des Einbringens des

Eingriffselements keine vorstehenden Teile vorhanden sind, was das das Lagern, Verpacken und Transportieren erleichtert.

Weiter bevorzugt weist die Ausnehmung bezüglich der Eindrückrichtung des Eingriffselements in die Füllmasse eine Hinterschneidung auf.

Dies hat den Vorteil, dass nach dem Aushärten der

Füllmasse eine besonders starke Verbindung zwischen dem

Werkstück und der Füllmasse erzeugt wird, da die ausgehärtete Füllmasse durch die Hinte schneidung wie ein Widerhaken im Werkstück wirkt.

Zusätzlich/alternativ können in den Wänden der

Ausnehmung eine Rille oder mehrere Rillen im Werkstück ausgebildet sein, die quer (insbesondere senkrecht) zur Eindrückrichtung des Eingriffselements verlaufen und in die Wände der Ausnehmung eingeschnitten sind. Die Rillen können in paralleler Anordnung vorgesehen sein. Alternativ ist eine Rille gewindeartig bzw. helikal umlaufend ausgebildet.

Auch hierdurch kann eine starke Verbindung zwischen Werkstück und Füllmasse gefördert werden, da die ausgehärte

Füllmasse in die Rillen eingreift. Dabei können die Rillen in der Urafangsrichtung der Ausnehmung vollumfänglich oder abschnittsweise ausgebildet sein.

Bevorzugt ist das Eingriffselement eine Schraube, welche weiter bevorzugt einen Senk- oder Rundkopf aufweist. Letztere sind beispielsweise dann vorteilhaft, wenn das mit dem.

Eingriffselement versehene Werkstück gestapelt werden soll.

Ferner ist bevorzugt, wenn die Schraube ein tiefes

Gewinde beispielsweise in Form eines selbstschneidenden

Gewindes aufweist, da die ausgehärtete Füllmasse dann gut mit der Schraube in Eingriff gelangen kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Figuren 1A bis IC stellen die verschiedenen Schritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dar, wobei jeweils Querschnitte in den

verschiedenen Verfahrensstadien gezeichnet sind.

Die Figuren 2A bis 2E stellen Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe von Querschnitten dar.

Figur 3 stellt eine bevorzugte Ausführungsform, einer Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren

ausgeführt werden kann, in einer vereinfachten Form dar.

Die Figuren 4A bis 4D stellen weitere Ausgestaltungen in Form von Querschnitten dar.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Bevorzugte Ausfüh ungsfcrmen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Weitere in diesem

Zusammenhang genannte Modifikationen können jeweils

miteinander kombiniert werden, um neue Aus füh ungsformen auszubilden .

Figur 1 stellt in den Teilfiguren 1A bis IC die

wesentlichen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausbilden eines Eingriffabschnitts in einem Werkstück 10 dar. Als Beispiel für den Eingriffabschnitt wird vorliegend ein an bzw. in dem Werkstück 10 auszubildendes Innengewinde

betrachtet .

Zunächst wird, wie in Figur 1A gezeigt, ein Werkstück 10 bereitgestellt, das eine Ausnehmung 11 aufweist . In diese Ausnehmung 11 wird im nächsten Schritt eine härtbare aber noch nicht ausgehärtete Füllmasse 20 eingebrach .

„Härtbar" hei t in diesem Fall , dass die Füllmasse ihre viskoelastischen Ei genschaften durch einen Aushä teVorgang dahingehend ändern kann, dass sie im ausgehärteten Zustand unter normalen Bedingungen kein viskoelastisehes

Fließverhalten mehr zeigt, u d auch ihre Form zumindest im belastungsfreien Zustand (d.h. ohne zusätzliche externe

Kräfte) von selbst nicht ändert . Im ausgehärteten Zustand ist ferner bevorzugt , dass das die ausgehärtete Füllmasse den auftretenden Belastungen entweder standhält oder brich , d.h. insbesondere kei plastisches Fließen im Sinne einer

Dehnungszunähme ohne eine gleichzeit ige Spannungs zunähme zeigt (wobei für einige Anwendungen eine begrenzte elastische Deformation unter Belastung durchaus erwünscht sein kann} .

„Noch nich ausgehärtet" bezeichnet einen Zustand, in dem die Füllmasse viskose Eigenschaften aufweist und ohne allzu gro e dauerha te Spannungs zunähme (im Wesentlichen ohne dauerhafte Spannungs zunähme) im Material plastisch deformiert werden kann . Gleichzeitig ist aber bevorzugt , dass die

Füllmasse nicht vollständig flüssig ist, da dies die Einbringung der Füllmasse in die Ausnehmung erschweren würde. Die Füllmasse kann in diesem „noch nicht ausgehärteten"

(härtbaren) Zustand folglich z.B. als „pastös" oder

„gelartig" bezeichnet werden. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die viskoelastischen Eigenschaften der härtbaren

Füllmasse Zustand so eingestellt sind, dass die Füllmasse zumindest bis zum Einbringen des Eingriffselements (bis zum Einsetzen des Aushärtevorgancs) beispielsweise unter dem Einfluss der Schwerkraft nicht wesentlich fließt. Dies iässt eine Verarbeitung der Füllmasse „über Kopf" oder am geneigten Werkstück möglich werden.

Gleichzeitig ist es bevorzugt, dass die Viskosität zumindest anfänglich so niedrig ist, dass die Füllmasse zumindest teilweise in die raue Oberfläche der Ausnehmung 11 im Werkstück eindringen und sich beim Aushärten so mit dem Werkstück „verzahnen" kann. Bei der „rauen Oberfläche" sei hier an die oftmals rauen Schnittkanten von Spanplatten gedacht .

Beispielsweise geeignet ist ein Viskositätsbereich von 20.000 mPas bis 100.000 mPas für die noch nicht ausgehärtete Füllmasse. Allerdings können in Abhängigkeit der spezifischen Anwendung auch andere Viskositäten eingestellt werden.

Beim Einbringen in die Aus ehmung 11 weist die Füllmasse 20 dabei ei vorbestimmtes Volumen V auf. Nach dem Einbringen der Füllmasse 20 wird in die noch nicht ausgehärtete

Füllmasse 20 ein Eingriffselement 30 eingedrückt. Wie am Beispiel der in Figur IC gezeigten Schraube dargestellt, weist das Eingriffselement 30 eine Eingriffstruktur

(vorliegend das Außengewinde der Schraube auf) , die das geometrische Gegenstück bzw. Negativ z m im/am Werkstück auszubildenden Eingriffabschnitt (vorliegend ein

Innengewinde) in der ausgehärteten Füllmasse darstellt. Bevorzugt ist die Ausnehmung 11 zumindest bodensei t ig durch das Werkstück 10 begrenzt. Die in den Zeichnungen dargestellte Ausnehmung 11 ist beispielsweise in Form eines geraden Kreiszylinders in das Werkstück 10 eingefräst .

Allerdings kann nach Bedarf und Anwend ng auch jede beliebige andere Form der Ausnehmung verwendet werden {z.B. eine quaderförmige Ausnehmung oder eine Ausnehmung mit einem allgemein polyedrischen Querschnitt sowie eine konisch zulaufende Ausnehmung ) .

Die Ausnehmung 11 weist dabei einen größeren Querschnitt als der Teil des Eingriffselements 30 auf, der in die

.Ausnehmu g einzubringen ist (siehe Figur IC) . Dabei ist es bevorzugt , dass das Vol men der Ausnehmung 11 geringfügig größer als der Teil des Eingriffselements 30 ist, der in der Ausnehmung angeordnet werden soll. Dies stellt eine

bedarfsgerechte Verdrängung der Füllmasse 20 sicher, wenn das

Eingriffselement 30 in die in der Ausnehmung 11 befindliche Füllmasse 20 eingedrückt wird.

Durch das Einbringen des Eingriffselements 30 in die Füllmasse 20 nimmt das Eingriffselement 30 eine vorbestimmte Position bezüglich des Werkstücks ein. Vorliegend ist ein Fall dargestellt, bei dem das Eingriffselement senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks angeordnet ist. Allerdings sind auch beliebige geneigte Ausrichtungen denkbar.

Nach dem Aushärten der Füllmasse 20 ist das

Eingriffselement 30 dann im Wesentlichen fest in der

vorbestimmten Position bezüglich des Werkstücks angeordnet.

Im Falle der in den Zeichnungen dargestellten Schraube als Eingriffselement 30 kann das Werkstück 10 mitsamt der Schraube nun in einen Bausatz verpackt werden. Am Ort des

Zusammenbaus muss der Anwender lediglich die Schaube 30 aus der ausgehärteten Füllmasse 20 ausschrauben, in der durch das Eindrücken und Aushärten ein Innengewinde (Eingriffabschnitt ) ausgebildet ist. Danach kann das Werkstück 10 mit einem geeigneten Gegenstück (beispielsweise ein weiteres Werkstück mit einem entsprechenden Durchgangsloch) dadurch verbunden werden, dass die Schraube (Eingriffselement} wieder in d s im Werkstück ausgebildete Innengewinde {Eingriffabschnitt ) eingeschraubt {eingebracht) wird.

Dieser Vorgang zeichnet sich dabei sowohl durch eine sehr hohe Verbindungspräzision als auch durch eine besonders einfache Handhabe aus, da der Anwender auf ein bereits ausgebildetes Gewinde (Eingriffabschnitt } zurückgreifen kann, und nicht erst mit erhöhtem Kraftaufwand ein Gewinde

{Eingriffabschnitt) in dem Werkstück schneiden (ausbilden) muss . Zusätzlich können damit auch andere Schrauben und nicht nur Spanplattenschrauben eingesetzt werden, welche ggf.

höhere Widerstandskräfte gegen „Ausreißen" bzw.

„Herausziehen" und „Herausbrechen" gewährleisten.

Um ein passgenaues Zusammensetzen zu unterstützen, ist das vorbestimmte Volumen V der in die Ausnehmung 11

verfüllten Füllmasse 20 bevorzugt so zu bemessen, dass es im Wesentlichen dem Volumen der Ausnehmung 11 abzüglich der volumetrischen Verdrängung des Eingriffseiements 30

entspricht. Dies ist beispielsweise beim Übergang von Figur 1B zu Figur IC dargestellt. Wird das Eingriffselement dann in die Füllmasse eingedrückt, so schließt die Füllmasse im

Wesentlichen bündig mit dem Rand des Werkstücks ab (siehe Figur IC). Ein etwaiges Nachbearbeiten entfällt. Zusätzlich kann hinsichtlich des vorbestimmten Volumens der Anteil berücksichtigt werden, der beim Eindrücken des

Eingriffselements in das Werkstück eindringt. Dieser Anteil kann dem vorbestimmten Volumen entsprechend hinzuaddiert werden .

Für einige Ausführungsformen können allerdings auch abweichende Volumina vorteilhaft sein. Beispielsweise kann ein Oberfüllen der Füllmasse dazu führen, dass die erhärtete Füllmasse über den Rand des Werkstücks 10 hinaus steht, womit es die Funktion einer „Beilegscheibe" beziehungsweise eines Abstandselements erfüllen kann.

Im Gegenzug kann ein Volumen V, das kleiner als das Volumen der Ausnehmung 11 abzüglich der volumetri.sehen

Verdrängung des Eingriffselements 30 ist, sicher

gewährleisten, dass das Eingriffselement in der Ausnehrcung versenkt werden kann, bzw. dass kein Abschnitt der erhärteten Füllmasse 20 über die Kante des Werkstücks 10 vorsteht.

Om das positionsgerechte Anordnen des Eingriffselements 30 in der vorbestimmte Position in der ausgehärteten

Füllmasse 20 zu unterstützen, ist es ferner bevorzugt, das Eingriffselement 30 in Schritt IC solange in der

vorbestimmten Position zu halten, bis die Füllmasse 20 zumindest teilweise ausgehärtet ist.

In diesem Zusammenhang ist es ferner bevorzugt, dass die Viskosität der härtbaren, noch nicht ausgehärteten Füllmasse 20 derart ausgebildet ist, dass zwar ein Eindrücken des

Eingriffselements 30 einfach möglich ist, jedoch ein

seitliches Verschieben beziehungsweise Verkippen des

Eingriffselements 30 erschwert ist.

Hinsichtlich des Materials der Füllmasse 20 ist es bevorzugt, dass das Material eine thermoplastische Masse ist, die bei Erwärmung in einen thermoplastischen Zustand

übergeht, und bei Abkühlung aushärtet.

Bevorzugt wird hierbei auf eine Temperatur von 180 °C bis 220 °C erwärmt.

Demzufolge kann eine Füllmasse 20 mit geeigneten

Eigenschaften dadurch bereitgestellt werden, dass die

thermoplastische Füllmasse 20 vor dem Einbringen in die

Ausnehmung 11 erwärmt wird. Das Erhärten der Füllmasse durch Abkühlen, nachdem das Eingriffselement 30 eingebracht wurde, erfolgt üblicherweise ohne zusätzlichen Bearbeitungsschritt, alleine durch Abkühlen des erweichten Materials durch die kühlere Umgebungsluft . Das Abkühlen der Füllmasse kann allerdings auch durch einen dezidierten Kühlungsschritt unterstützt werden. Dieser kann beispielsweise das Aufblasen von Kühlluft umfassen.

Besonders bevorzugt ist eine Füllmasse 20, welche ein Biopolymer aufweist, das sich durch biologische Abbaubarkeit auszeichnet und im Wesentlichen bio-basiert ist, indem es beispielsweise durch fermentative und polymerchemische

Prozesse aus Zucker hergestellt ist. Insbesondere weist das Biopolymer Lignin auf. Des Weiteren können in dem Material Naturharze, Naturwachse, Naturöle, Zellulose und natürliche Verstärkungsfasern enthalten sein, wie beispielsweise

Holzfasern, Flachsfasern, Hanf, Sisal, Jute oder andere

Pflanzenfasern, Das Material der Füllmasse kann des Weiteren Polyhydroxialkanoate, Polyhydroxiaibutyraten ,

Polycaprolacton, Polyester und/oder Stärke aufweisen. Als thermoplastischer Anteil werden insbesondere biologisch abbaubare Thermoplaste b z w . thermoplastische Polyester verwendet, wie beispielsweise Polyhydroxialkanoate,

Polyhydroxialbutyrate und Polycaprolacton.

Als weitere Vorteile dieses Materials sind ferner die gute biologische Abbaubarkeit und die Möglichkeit einer ressourcenschonenden Herstellung zu nennen. So ist für das Füllmasse beispielsweise sogar denkbar, öass Holzstaub oder Holzmehl eines vorangegangenen Bearbeitungsschritts

herangenommen wird. Beim Entsorgen des Möbelstücks muss der Füllmasse hinsichtlich eines Recyclingvorgangs ferner nicht gesondert Rechnung getragen werden.

Ferner kann die Füllmasse 20 auch derart ausgelegt sein, dass diese unter Zufuhr von Energie aushärtet. So ist

beispielsweise ein sich unter Wärmeeintrag {chemisch) vernetzende Füllmasse 20 denkbar. Die Füllmasse weist dann bevorzugt zwei Komponenten, eine Basismasse und einen

Vernetzer auf, wobei die Vernetzungsreaktion durch

Wärmeeintrag aktiviert wird. Die nötige Erwärmung liegt dann beispielsweise in einem Bereich von ca. 195 °C . Nach dem

Einbringen des Eingriffselements 30 kann die Füllmasse 20 dann beispielsweise durch Bestrahlung mit Inf arotenergie oder (Laser-) Licht oder Einwirkung von Ultraschallenergie ausgehärtet werden.

Ein durch das in Figur 1A bis IC dargestellte Verfahren hergestelltes Werkstück zeichnet sich folglich durch eine Ausnehmung aus, die mit einer ausgehärteten Füllmasse 20 ausgegossen ist, in der wiederum ein Eingriffabschnitt ausgebildet ist, der sich mit einer Eingriffstruktur eines Eingriffselements in Eingriff befindet. Der Eingriffabschnitt ist dabei das geometrische Gegenstück (Negativ) zur

Eingriffstruktur und der Eingriff erfolgt in im Wesentlichen vollständigen Formschluss .

Wird die in den Zeichnungen dargestellte Schraube 30 als Eingriffselement verwendet, entsteht so eine Anordnung, bei dem das Eingriffselement 30 nur sehr schwer durch Zug am Eingriffselement vom Werkstück 10 entfernt werden kann.

Dabei zeigten Testversuche mit einer M8 Schraube und einer Spanplatte, dass die erfindungsgemäße Anordnung

Zugkräften standhält, welche die Festigkeit herkömmlicher Dübelverbindungen weit übersteigen würden. Üblicherweise endeten solche Zugtests mit der Zerstörung der Spanplatte - und nicht etwa mit einem Versagen der ausgehärteten Füllmasse oder einem Ausreißen der ausgehärteten Füllmasse aus dem Werkstück. Dies untermauert den durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichbaren Festigkeitsvorteil,

Als Verfahren zum Einbringen der Füllmasse in die

Ausnehmung 11 hat sich dabei das Zuführen eines Granulats aus holzartigem Material, insbesondere einer Mischung aus

biologisch abbaubaren Polymeren und Naturfaser, zu einem Extruder bewährt. Das Granulat wird dann in dem Extruder aufgeschmolzen, um die härtbare (noch nicht ausgehärtete} Füllmasse auszubilden, die dann unter Abkühlung wieder aushärtet .

Vorliegend wurde das erfindungsgemäße Verfahren am

Beispiel einer Schraube als Eingriffselement beschrieben.

Allerdings sind hierbei auch noch andere Eingriffselemente denkbar. Beispielsweise sei an Haken gedacht, welche ein Außengewinde an einem Ende aufweisen. Auch sind

Eingriffselemente denkbar, die als Eingriffstrukturen

(umlaufende) Rillen beziehungsweise Vorsprünge (insbesondere umlaufende ringförmige Vorsprünge) aufweisen. Sind diese geeignet dimensioniert und ist die Elastizität der

ausgehärteten Füllmasse 20 entsprechend eingestellt, kann das Eingriffseiement nach dem Aushärten der Füllmasse durch

Ziehen am Eingriffseiement vom Werkstück gelöst werden. Das Wiederverbinden erfolgt dann durch Einklicken des

Eingriffselements in die Füllmasse und Einrasten der

Eingriffstruktur in den Eingriffabschnitt der ausgehärteten Füllmasse .

In jedem Fall kann nach der Fertigbearbeitung des

Werkstücks gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren das

Eingriffselement zunächst im Eingriffabschnitt in der

Füllmasse 20 und damit im Werkstück 10 verbleiben . Für den

Möbelbausatz werden ggf. mehrere solcher Werkstücke 10 zu Packungen zusammengestellt und entsprechend versendet.

Sowohl in diesem Fall als auch bei der Lagerung eines solchen Werkstücks 10 kann allerdings ein herausstehendes Eingriffselement 30 (siehe Figur IC) nachteilhaft sein.

In solchen Fällen ist es bevorzugt, dass um die

Ausnehmung 11 im Werkstück eine in Figur 2A dargestellte Senkung 12 ausgebildet ist. Dadurch entsteht ein Sackloch , in dem der aus der eigentlichen Ausnehmung 11 vorstehende Teil des Eingriffselements 30 derart aufgenommen werden kann, dass das Eingriffselement 30 nicht über das Werkstück 10 vorsteht. Die Senkung 12 und die Ausnehnmng 11 sind dann so

dimensioniert, dass das Eingriffselement 30 in der

vorbestimmten Position nicht über die Kontur Ä des Werkstücks 10 heraussteht. Damit kann beispielsweise ein Schraubenkopf einer Schraube 30 für den Transport im Werkstück 10 versenkt werden.

In Figur 2A ist die Senkung 12 als im Querschnitt

quade förmige Vertiefung dargestellt. Allerdings kann die Vertiefung auch von konischem Querschnitt mit schräglaufenden Seitenwänden sein {siehe Figur 2C) .

Damit ist ein solches in Figur 2B dargestelltes

Werkstück dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück eine

Ausnehmung 11 aufweist, die mit einer ausgehärteten Füllmasse 20 vergossen ist, welche wiederum einen Eingriffabschnitt aufweist, mit dem ein Eingriffselement über eine auf diesem ausgebildete Eingriffstruktur in Eingriff ist. Der

Eingriffabschnitt ist dabei das Gegenstück (Negativ) zur Eingriffstruktur und der Eingriff erfolgt in im Wesentlichen vollständigem Formschluss . Ferner ist um die Ausnehmung 11 eine Senkung 12 ausgebildet, die so dimensioniert ist, dass sie zumindest den aus der Ausnehmung 11 vorstehenden Teil des Eingriffselements 30 derart aufnehmen kann, dass dieses nicht über die Kontur A des Werkstücks 10 vorsteht.

Zur weiteren Unterstützung der Verzahnung zwischen der Füllmasse und dem Werkstück kann die Ausnehmung, wie in

Figuren 2D und 2E gezeigt, eine Hinterschneidung 14 bezüglich der Eindrückrichtung des Eingriffselements aufweisen . Mit anderen Worten weist die Ausnehmung an. einem Abschnitt, welcher in Eindrückrichtung des Eingriffselements der Seite abgewandt ist, von der her das Eingriffselement eingedrückt wird, einen Bereich auf, der einen größeren Innendurchmesser aufweist, als der Abschnitt der Ausnehmung , von dem her das

Eingriffselement eingedrückt wird. Eine solche

Hi terschneidung 14 kann in Form einer umgekehrten

Kegel senkbohrung (Figur 2D) oder eines Stufenabschnitts am

Übergang zu einem Abschnitt vergrößerten Durchmessers {Figur

2E) in der Ausnehmung ausgebildet sein.

In voranstehendem Verfahren kann die Füllmasse

alternativ in einem „Rohzustand" , beispielsweise in Form eines Granulates oder eines vorgeformten Körpers in die

Ausnehmung 11 eingebracht werden. Dabei ist die Füllmasse derart ausgelegt, dass sie, insbesondere durch Energiezufuhr, aus diesem Rohzustand in den noch nicht ausgehärteten Zustand zum Ausbilden der härtbaren Füllmasse überführt werden kann. Damit kann die Füllmasse nach dem. Einbringen der Füllmasse im Rohzustand anschließend in der Ausnehmung 11 in den noch nicht ausgehärteten Zustand überführt werden. Dies kann beispielsweise durch Erwärmen der Füllmasse oder durch ültraschalleinwirkung auf das Werkstück geschehen, wobei dann nicht gezeigte Ultraschallelektroden an dem Werkstück

angelegt werden können. Als Alternativen kann eine Erwärmung insbesondere durch Heißluft, Laserstrahlung und Mikrowellen vorgesehen, die (ggf. mit der ültraschalleinwirkung) auch kombiniert eingesetzt werden können. Im Falle der

Laserstrahlung bzw. Mikrowellen kann dies ferner durch

Beimischen von Polymeren unterstützt werden, welche die

Energieform gezielt absorbieren.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 3 eine beispielhafte Vorrichtung zur Ausführung des

erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

Die Vorrichtung weist eine Einspanneinrichtung 120 für das Werkstück 10 auf. Ferner weist die Vorrichtung einen Werkzeugträger 130 auf, in dem verschiedene Werkzeugköpfe 101, 110 und 140 aufgenommen werden können. Diese Werkzeugköpfe umfassen beispielsweise eine Bohr-/ Fräseinrichtung 110, um in dem Werkstück 10 eine

entsprechende Ausnehmung 11 {gegebenenfalls einschließlich einer Senkung 12) auszubilden. Ferner verfügt die Vorrichtung als Werkzeugkopf über eine Halteeinrichtung 140 zum

Aufnehmen, Halten und anschließenden Absetzen des

Eingriffselements 30.

Ein weiterer Werkzeugkopf ist durch die

Auftragungseinheit 101 gegeben, mit der die Füllmasse 20 in die Ausnehmung 11 eingebracht werden kann. Im gezeigten

Beispiel weist die Auftragungseinheit 101 einen Extruder 103 auf, der bevorzugt granuläres Rohmaterial unter Erwärmung hin zu einer Austrittsöffnung 102 fördert. Das Rohmaterial für die Füllmasse kann dabei in einem Vorratsbehälter 105

bevorratet sein, der über einen Schlauch 104 mit dem Extruder 103 in Verbindung steht.

Zur einfacheren Darstellung sind diese Werkzeugköpfe 101, 110 und 140 in der in Figur 3 gezeigten Vorrichtung übereinander dargestellt. Allerdings sei angemerkt, dass diese mit Hilfe eines Wechselmagazins im Werkzeugkopf 130 aufgenommen sein können, das ein Durchwechseln der

Werkzeugköpfe gestattet. Ferner kann der Werkzeugträger 130 auch derart ausgestaltet sein, dass er die Werkzeugköpfe für den jeweiligen Verfahrensschritt auch einzeln aus einem separaten Magazin aufnimmt und nach Beendigung des

entsprechenden Schritts wieder in dieses ablegt.

Bevorzugt weist der Werkzeugkopf 130 eine Spindeleinheit zum Antreiben der Bohr-/ Fräseinrichfung beziehungsweise des Extruders 103 auf.

Ferner ist bevorzugt, dass der Werkzeugträger 130 als sogenannter „Fünfachswerkzeugträger" ausgeführt ist, der bezüglich des durch die Einspanneinrichtungen 120 gehaltenen Werkstücks in fünf Richtung verfahren und ausgerichtet werden kann. Diese Richtungen können sich dabei auf

Längsverschiebungen entlang der drei Raumrichtungen sowie auf Rotationsbewegungen um zwei unabhängige Achsen beziehen.

Hierfür können beispielsweise bekannte Strukturen wie Systeme mit einem Fünfachs-Spindel köpf und dergleichen genutzt werden. Insgesamt hat eine solche Ausgestaltung den Vorteil, dass die Ausnehmungen 11 in verschiedensten Geometrien und Lagen am Werkstück 10 ausgebildet werden können, und auch die Füllmasse 20 sowie die Eingriffselemente 30 flexibel

eingebracht bzw. eingesetzt werden können.

Alternativ/zusätzlich kann auch vorgesehen sein, das

lerkstück 10 durch eine geeignete Vorrichtung bezüglich des Werkzeugträgers zu bewegen.

Ferner kann die Vorrichtung über Energiequellen 150 verfügen, die dann derart ausgelegt sind, dass sie die

Füllmasse mit Energie beaufschlagen. Dies kann beispielsweise zum Aushärten der Füllmasse nach dem Einbringen des

Eingriffselements oder zum Überführen der Füllmasse aus einem Rohzustand in einen noch nicht ausgehärteten aber härtbaren Zustand (der dann ausgehärtet werden kann} genutzt werden.

Solche Energiequellen können beispielsweise aus

Infrarotstrahlen-, Mikrowellen- beziehungsweise

Ultraschallapplikationseinrichtungen bestehen.

Die Vorrichtung kann ferner eine nicht gezeigte

Steuereinheit aufweisen, die derart ausgelegt ist, dass sie zunächst das Ausbilden einer Ausnehmung 11 mit einem gewissen Volumen in dem Werkstück 10 steuert und dann basierend auf diesem Volumen der Ausnehmung das vorbestimmte Volumen der Füllmasse 20 berechnet, das in die Ausnehmung 11 einzubringen ist, wobei das vorbestimmte Volumen V bevorzugt so

eingestellt wird, dass dies dem Volumen der Ausnehmung 11 abzüglich der bekannten volumetrisehen Verdrängung des in die Füllmasse 20 einzubringenden Eingriffselements 30 entspricht. Hierbei kann zusätzlich noch die Porosität des Werkstücks berücksichtigt werden. Da die Füllmasse in die Poren des Werkstücks eindringt, ist dem oben berechneten Volumen ggf. ein von der Porosität des Werkstücks abhängiger Aufschlag zuzugeben.

Als Alternative zu dem oben beschriebenen

Fünfachs erkzeugträger 130 kann die Vorrichtung auch derart ausgeführt sein, dass der Werkzeugträger 130 lediglich in X- Y- und Z-Richtung relativ zum durch die Einspanneinrichtungen

120 gehaltenen Werkstücke 10 verschoben werden kann.

Zusätzlich kann das Werkstück 10 auch durch eine nicht gezeigte Fördereinrichtung bezüglich des Werkzeugträgers 130 transportiert werden, um das erfindungsgemäße Verfahren im Durchlauf auszuführen.

Durch die oben beschriebene Vorrichtung und den

erwähnten Abwandlungen ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausbilden eines Eingriffabschnitts in einem

Werkstück einfach auszuführen.

In Figur 4 sind nochmals einige mögliche Ausgestaltungen diesbezüglich schematisch im Querschnitt dargestellt. Fig zeigt eine Ausnehmung 11 mit Senkung 12, nachdem die härtbare Füllmasse 20 eingebracht wurde. Die Menge bzw. das Volumen der Füllmasse 20 kann dabei so bemessen sein, dass die

Senkung 12 nach dem Einbringen des Eingriffselements 30 im Wesentlichen vollständig mit dem Eingriffselement 30 und der verdrängten Füllmasse 20 ausgefüllt ist {Figur 4B) .

Alternativ kann das Volumen der Füllmasse 20 auch so

eingestellt sein, dass nur wenig von der verdrängten

Füllmasse 20 in den Bereich der Senkung 12 quillt (Figur 4C) .

In Figur 4D ist schließlich eine Ausgestaltung gezeigt, welche die Vielseitigkeit des Verfahrens nochmals

verdeutlicht. Hier hält eine Schraube als Eingriffseiement 30 eine Verkleidungsschicht 15 am Werkstück 10. Dabei ist das Eingriffselement als Kopfschaube ausgeführt, welche durch ein entsprechendes Durchgangsloch der Verkleidungsschicht 15 geführt ist. Bei der Herstellung ist denkbar, die

Verkleidungsschicht 15 mitsamt den an dieser angebrachten Eingriffselementen 30 vorzubereiten, und dann als Ganzes so an das Werkstück 10 zu drücken, dass die Eingriffselemente 30 in die mit der noch nicht ausgehärteten Füllmasse 20 gefüllten Ausnehmungen 11 im Werkstück 10 eindringen. Nach dem Härten der Füllmasse ist die Verkleidungsschicht 15 fest an dem Werkstück 10 angebracht. Ein herkömmlich notwendiger

Verschraubungsvorgang des Werkstücks 10 mit der Deckschicht 15 entfällt.

Dadurch, dass ein Eingriffselement, dessen

Eingriffstruktur gewissermaßen ein Negativ bzw. geometrisches Gegenstück des in der Füllmasse (bzw. im Werkstück)

auszubildenden Eingriffabschnitte ist, in eine in eine

Ausnehmung 11 des Werkstücks 10 eingegossene, härtbare

Füllmasse eingedrückt wird, kann nach dem Aushärten der

Füllmasse ein bearbeitetes Werkstück bereitgestellt werden, das sich insbesondere zur Weiterverwendung in Möbelbausätzen eignet und sich durch eine sichere und einfache Verbindung mit einem Eingriffselement auszeichnet.