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Es wird ein Bauteilverbindungssystem angegeben. Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen und/oder Überprüfen eines Bauteilverbindungssystems angegeben.
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Derzeit ist eine prozesssichere, mitarbeiterunabhängige Dokumentation einer i.O.-Verbindung („i.O.“, „in Ordnung“) bei mechanischen Befestigungselementen nur mittels Sonderbetriebsmitteln, wie z.B. einer EC-Schraubanlage, bei der das Drehmoment und der Drehwinkel gespeichert werden können, möglich. Bei Verrastungsverbindungen, wie z.B. Clip, Stopfen oder Bajonett, ist ein i.O.-Verbau nur eingeschränkt dokumentationsfähig.
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Zur Prüfung oder Dokumentation von Verbindungen sind außer den EC-Schraubanlagen bei metrischen Schraubverbindungen noch die visuelle Prüfung, z.B. durch Scan oder Kamera, eines „Barcodeclip“ (Barcode/farbliche Kennzeichnung wird erst nach i.O.-Verbau sichtbar) und die Vier-Augen-Prüfung bekannt. Die Kontrolle nach dem 4-Augen-Prinzip ist eine mitarbeiterabhängige Kontrolle, durch die keine 100%-ige Sicherheit gegeben ist. Weiterhin ergeben sich dadurch erhöhte Kosten aufgrund des zusätzlichen Mitarbeiteraufwands. Darüber hinaus ist ein direkter visueller Zugang zur Kontaktierungsstelle nötig, so dass die Kontrolle nur bei definierten Montagezuständen möglich ist.
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Es sind also zumeist keine mitarbeiterunabhängigen, dokumentationsfähigen Lösungen vorhanden. Folglich werden bspw. teilweise einfache Clip- bzw. Verrastungsverbindungen durch aufwändige und kostenintensive Schraubverbindungen ersetzt, da nur diese per EC-Schrauber dokumentiert werden können.
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Es ist somit eine zu lösende Aufgabe zumindest für einige Ausführungsformen ein Bauteilverbindungssystem anzugeben, durch welches eine prozesssichere, mitarbeiterunabhängige Dokumentation einer Bauteilverbindung möglich ist. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Herstellen und/oder Überprüfen eines Bauteilverbindungssystems anzugeben.
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Diese Aufgaben werden durch einen Gegenstand und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist ein hier beschriebenes Bauteilverbindungssystem ein erstes Bauteil, ein zweites Bauteil und ein Befestigungselement auf. Das Befestigungselement ist dazu ausgebildet, das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil zu verbinden. Beispielsweise kann das Befestigungselement ein Schraubelement, wie z.B. eine Schraube, oder ein Clip- oder Rastelement sein. In einem Verbindungszustand, in welchem das erste Bauteil mittels des Befestigungselements fest mit dem zweiten Bauteil verbunden ist, ist eine Antenne einer Funk-Transpondereinrichtung ausgebildet, durch welche der Verbindungszustand auslesbar ist. Vorzugsweise ist im Verbindungszustand die Funktion des Befestigungselements voll, also zu 100 %, erfüllt, d.h. es liegt eine „i.O.-Verbindung“ vor. Beispielsweise ist für den Fall, dass das Befestigungselement als Clip- oder Rastelement ausgebildet ist, dann eine vollständige Hinterhakung, und nicht nur eine Scheinverrastung, gegeben.
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Das Befestigungselement kann ein vom ersten Bauteil vom zweiten Bauteil separat ausgebildetes Befestigungselements sein. Alternativ ist es auch möglich, dass das Befestigungselement ein bauteilintegriertes Befestigungselement ist. Beispielsweise kann das Befestigungselement einteilig bzw. einstückig mit dem ersten Bauteil oder mit dem zweiten Bauteil verbunden sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Bauteilverbindungssystem derart ausgebildet, dass im Verbindungszustand ein kontaktloser Datenaustausch zwischen der Funk-Transpondereinrichtung und einer Empfängereinrichtung möglich ist. Die Antenne, welche im Verbindungszustand ausgebildet ist, kann insbesondere eine RFID-Antenne („RFID“, radio-frequency identification) sein. Die Empfängereinrichtung kann insbesondere ein RFID-Lesegerät sein und die Funk-Transpondereinrichtung kann ein RFID-Transponder bzw. RFID-Tag sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen das erste und das zweite Bauteil jeweils eine Teilantenne auf, welche im Verbindungszustand die Antenne der Funk-Transpondereinrichtung ausbilden. Die Antenne ist damit sozusagen teilintegriert je Bauteil ausgebildet. Erst durch eine korrekte Verbindung der beiden Bauteile mittels des Befestigungselements werden die getrennten Teilantennen bzw. Antennenkomponenten der Bauteile elektrisch miteinander verbunden. In einem Nicht-Verbindungszustand der Teilantennen ist ein kontaktloser Datenaustausch zwischen der Funk-Transpondereinrichtung und einer Empfängereinrichtung nicht möglich.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist eines der beiden Bauteile zwei Teilantennen auf, welche im Verbindungszustand die Antenne der Funk-Transpondereinrichtung ausbilden. Die beiden Teilantennen können somit vollständig in einem der beiden Bauteile angeordnet sein, wobei die Antenne durch ein korrektes Verbinden der beiden Bauteile mittels des Befestigungselements vervollständigt wird, insbesondere indem die auf einem Bauteil angeordneten Teilantennen durch den Verbindungsvorgang miteinander elektrisch verbunden werden. Das hier beschriebene Bauteilverbindungssystem kann eine kontaktlose Absicherung eines Bauteilverbindungssystems mittels RFID erfolgen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Befestigungselement zwei Teilantennen auf, welche im Verbindungszustand die Antenne der Funk-Transpondereinrichtung ausbilden. Erst durch das Verbinden der beiden Bauteile durch das Befestigungselement werden die beiden Teilantennen des Befestigungselements derart miteinander verbunden, dass die Antenne vervollständigt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Befestigungselement eine Teilantenne auf, und eines der Bauteile weist eine weitere Teilantenne auf. Im Verbindungszustand bilden die Teilantennen die Antenne der Funk-Transpondereinrichtung aus. Beim Verbinden der Bauteile durch das Befestigungselement wird die Teilantenne des Befestigungselements derart mit der weiteren Teilantenne des einen Bauteils verbunden, dass die Antenne der Funk-Transpondereinrichtung funktionsfähig ist.
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Durch die korrekte Verbindung werden die getrennten Antennenkomponenten elektrisch verbunden. Folglich ist erst nach vollständiger Verbindung eine RFID-Funktionalität vorhanden, und der Verbindungszustand kann über die Antenne in folgenden Prozessen automatisiert und mitarbeiterunabhängig, ohne direkten visuellen Zugang ausgelesen werden.
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Vorzugsweise ist das Bauteilverbindungssystem derart ausgebildet, dass ein Datenaustausch in einem Nicht-Verbindungszustand der beiden Bauteile („n.i.O.-Verbindung“), in welchem die Teilabschnitte nicht korrekt miteinander verbunden sind, über die Teilantennen unmöglich ist.
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Weiterhin wird ein Bauteilverbindungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung angegeben, welches ein Bauteil und ein Verschlusselement aufweist. Bei dem Verschlusselement kann es sich z.B. um ein Deckelelement oder Stopfen handeln. In einem Verbindungszustand, in welchem das Verschlusselement fest mit dem Bauteil verbunden ist, ist eine Antenne einer Funk-Transpondereinrichtung ausgebildet, durch welche der Verbindungszustand des Bauteilverbindungssystems auslesbar ist. Insbesondere kann im Verbindungszustand ein kontaktloser Datenaustausch zwischen der Funk-Transpondereinrichtung und einer Empfängereinrichtung möglich sein. Die Antenne, welche im Verbindungszustand ausgebildet ist, kann insbesondere eine RFID-Antenne („RFID“, radio-frequency identification) sein. Die Empfängereinrichtung kann insbesondere ein RFID-Lesegerät sein und die Funk-Transpondereinrichtung kann ein RFID-Transponder bzw. RFID-Tag sein.
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Beispielsweise kann das Bauteil zwei Teilantennen aufweisen, welche im Verbindungszustand die Antenne ausbilden, und welche vorzugsweise durch ein Verbinden des Verschlusselements mit dem Bauteil elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass das Verschlusselement zwei Teilantennen aufweist, die im Verbindungszustand die Antenne Funk-Transpondereinrichtung ausbilden, insbesondere nach einem Verbinden des Verschlusselements mit dem Bauteil, wodurch sich die Teilantennen elektrisch leitend miteinander verbinden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen das Bauteil und das Verschlusselement jeweils eine Teilantenne auf, wobei sich die Teilantennen durch das Verbinden des Verschlusselements mit dem Bauteil derart elektrisch leitend miteinander verbinden, dass die Antenne der Funk-Transpondereinrichtung nach dem Verbinden vollständig ausgebildet und dadurch funktionsfähig ist. Vor einer korrekten Verbindung des Verschlusselements mit dem Bauteil (Nicht-Verbindungszustand) ist ein kontaktloser Datenaustausch zwischen der Funk-Transpondereinrichtung und einer Empfängereinrichtung nicht möglich.
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Des Weiteren wird ein Verfahren zum Herstellen und/oder Überprüfen eines Bauteilverbindungssystems, insbesondere gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, angegeben. Das durch das Verfahren hergestellte oder zu überprüfende Bauteilverbindungssystem kann dabei ein oder mehrere Merkmale der vorgenannten Ausführungsformen aufweisen.
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Bei dem Verfahren werden ein erstes Bauteil, ein zweites Bauteil und ein Befestigungselement bereitgestellt. Das erste Bauteil und das zweite Bauteil werden durch das Befestigungselement miteinander verbunden, wobei durch das Verbinden eine Antenne einer Funk-Transpondereinrichtung ausgebildet wird, durch welche der Verbindungszustand des Bauteilverbindungssystems auslesbar ist. Im Verbindungszustand ist zur Überprüfung des Bauteilverbindungssystem vorzugsweise ein kontaktloser Datenaustausch zwischen der Funk-Transpondereinrichtung und einer Empfängereinrichtung möglich. Die Antenne der Funk-Transpondereinrichtung kann beispielsweise eine RFID-Antenne sein. Empfängereinrichtung kann z.B. ein RFID-Lesegerät sein.
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Beim Verbinden des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil durch das Befestigungselement können Teilantennen derart elektrisch leitend miteinander verbunden werden, dass sie die funktionsfähige Antenne der Funk-Transpondereinrichtung ausbilden. Die Teilantennen können z.B. beide in einem der beiden Bauteile integriert sein, oder beide in dem Befestigungselement integriert sein, oder alternativ kann eine Teilantenne in einem der beiden Bauteile und die andere Teilantenne im Befestigungselement integriert sein. Weiterhin kann eine Teilantenne in einem der beiden Bauteile und die andere Teilantenne im anderen der beiden Bauteile integriert sein.
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Weiterhin wird ein weiteres Verfahren zum Herstellen und/oder Überprüfen eines Bauteilverbindungssystems angegeben. Dabei werden ein Bauteil und ein Verschlusselement bereitgestellt. Das Bauteilverbindungssystem und/oder das Bauteil das Verschlusselement können dabei ein oder mehrere Merkmale der vorgenannten Ausführungsformen, insbesondere gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung aufweisen.
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Das Verschlusselement wird mit dem Bauteil derart verbunden, dass durch das Verbinden eine Antenne einer Funk-Transpondereinrichtung ausgebildet wird, durch welche ein Verbindungszustand des Bauteilverbindungssystem auslesbar ist. Insbesondere kann durch das Verbinden des Verschlusselements eine erste Teilantenne, die im Verschlusselement oder im Bauteil integriert sein kann, derart mit einer zweiten Teilantenne, die im Verschlusselement im Bauteil integriert sein kann, elektrisch leitend verbunden werden, dass die beiden Teilantennen die funktionsfähige und auslesbare Antenne der Funk-Transpondereinrichtung ausbilden können.
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Bei dem hier beschriebenen Bauteilverbindungssystemen kann die Lage des Befestigungselements bzw. des Verschlusselements überprüft werden, insbesondere in Bezug auf das Erreichen der finalen Lage des Befestigungselements bzw. des Verschlusselements, sodass ein Fehlverbau, eine Scheinverrastung oder Ähnliches ausgeschlossen werden können. Bei der Montage wird die Antenne vollständig ausgebildet und kann kontaktlos, ohne visuellen Zugang, automatisiert und mitarbeiterunabhängig ausgelesen werden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Bauteilverbindungssystems bzw. des Verfahrens zum Herstellen und/oder Überprüfen eines Bauteilverbindungssystems ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 bis 12 beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigen:
- 1 und 2 eine schematische Darstellung eines Bauteilverbindungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 3 und 4 eine schematische Darstellung eines Bauteilverbindungssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 5 und 6 eine schematische Darstellung eines Bauteilverbindungssystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
- 7 und 8 eine schematische Darstellung eines Bauteilverbindungssystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
- 9 und 10 eine schematische Darstellung eines Bauteilverbindungssystems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, und
- 11 und 12 eine schematische Darstellung eines Bauteilverbindungssystems gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
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In den Ausführungsbeispielen bzw. in den Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
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Die 1 bis 12 zeigen sechs verschiedene Ausführungsbeispiele gemäß der ersten Ausführungsform Erfindung.
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In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigt die 1 eine schematische Darstellung eines Bauteilverbindungssystems 1 in einem Nicht-Verbindungszustand 9. Die 2 zeigt eine schematische Darstellung des Bauteilverbindungssystems 1 aus der 1 in einem Verbindungszustand 5.
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Das Bauteilverbindungssystem 1 weist ein erstes Bauteil 2, ein zweites Bauteil 3 und ein Befestigungselement 4 auf. Das Befestigungselement 4 ist dazu ausgebildet, das erste Bauteil 2 und das zweite Bauteil 3 miteinander zu verbinden. Das Befestigungselement 4 kann z.B. eine Schraube sein.
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Das Befestigungselement 4 weist eine erste Teilantenne 61 und eine zweite Teilantenne 62 auf. Im Nicht-Verbindungszustand 9 sind die beiden Teilantennen 61, 62 noch nicht miteinander verbunden. Erst durch ein Verbinden der Bauteile 2, 3 durch das Befestigungselement 4 werden die beiden Teilantennen 61, 62 des Befestigungselements 4 derart elektrisch leitend miteinander verbunden, dass eine vollständige Antenne 6 einer Funk-Transpondereinrichtung ausgebildet ist. Durch die Antenne 6 ist der Verbindungszustand 5 durch eine Empfängereinrichtung 8 auslesbar. Die Antenne 6 kann z.B. eine RFID-Antenne sein. Die Empfängereinrichtung 8 kann z.B. ein RFID-Lesegerät sein. Durch die Empfängereinrichtung 8 kann das Bauteilverbindungssystem 1 dahingehend überprüft werden, ob eine korrekte Verbindung bzw. eine sogenannte i.O.-Verbindung vorliegt.
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Die 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel die zwei Teilantennen 61, 62 nicht im Befestigungselement 4, sondern im ersten Bauteil 2 ausgebildet sind. Im Nicht-Verbindungszustand 9, welche in der 3 dargestellt ist, sind die beiden Teilantennen 61, 62 zunächst nicht miteinander verbunden. Durch das Verbinden der Bauteile 2, 3 durch das Befestigungselement 4 werden die Teilantennen 61, 62 elektrisch leitend miteinander verbunden, sodass sie im Verbindungszustand 5 eine durch eine Empfängereinrichtung 8 auslesbare Antenne 6 einer Funk-Transpondereinrichtung ausbilden.
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Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß den 5 und 6 unterscheidet sich zum zweiten Ausführungsbeispiel lediglich dahingehend, dass die 2 Teilantennen 61, 62 nicht im ersten Bauteil 2, sondern im zweiten Bauteil 3 ausgebildet sind.
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In den 7 und 8 ist ein viertes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem eine erste Teilantenne 61 im Befestigungselement 4 angeordnet ist, und eine zweite Teilantenne 62 im ersten Bauteil 2 angeordnet ist. Im Nicht-Verbindungszustand 9 sind die beiden Teilantennen 61, 62 voneinander getrennt. Erst im Verbindungszustand 5 sind die Teilantennen ein 61, 62 derart miteinander verbunden, dass sie eine auslesbare Antenne 6 einer Funk-Transpondereinrichtung ausbilden.
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Im fünften Ausführungsbeispiel gemäß den 9 und 10 ist eine der beiden Teilantennen 61 wie im vierten Ausführungsbeispiel im Befestigungselement 4 angeordnet. Im Unterschied zum vierten Ausführungsbeispiel ist jedoch die zweite Teilantenne 62 im zweiten Bauteil 3 angeordnet. Im Verbindungszustand 5 ist die Antenne 6 durch eine elektrische Kontaktierung der beiden Teilantennen 61, 62 vollständig ausgebildet.
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Die 11 und 12 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel, bei dem im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel und zum dritten Ausführungsbeispiel die beiden Teilantennen 61, 62 nicht in einem der Bauteile 2, 3 angeordnet sind, sondern bei dem eine erste Teilantenne 61 im ersten Bauteil 2 angeordnet ist und eine zweite Teilantenne 62 im zweiten Bauteil 3 angeordnet ist. Im Verbindungszustand, in welchem die beiden Bauteile 2, 3 korrekt durch das Befestigungselement 4 verbunden sind, wird eine vollständige Antenne 6 einer Funk-Transpondereinrichtung durch eine elektrische Verbindung der beiden Teilantennen 61, 62 ausgebildet. Dadurch ist der Verbindungszustand 5 durch eine Empfängereinrichtung 8 auslesbar.
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Alternativ oder zusätzlich können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauteilverbindungssystem
- 2
- erstes Bauteil
- 3
- zweites Bauteil
- 4
- Befestigungselement
- 5
- Verbindungszustand
- 6
- Antenne
- 61,62
- Teil-Antenne
- 7
- Funksignal
- 8
- Empfängereinrichtung
- 9
- Nicht-Verbindungszustand