DE4242264C2

DE4242264C2 - Body or component with a surface having a microdouble triple and method for producing such a body or component

Info

Publication number: DE4242264C2
Application number: DE4242264A
Authority: DE
Inventors: Sen Hans-Erich Gubela
Original assignee: GUBELA SEN HANS ERICH
Current assignee: GUBELA SEN HANS ERICH
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1992-12-15
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2012-12-16
Also published as: WO1994014091A1; CA2111161A1; AU5622594A; DE4242264A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Körper oder Bauteil mit einer Mikrodoppeltripel aufweisenden Oberfläche, wobei der Körper bzw. das Bauteil auf mindestens einer Fläche eine Vielzahl von aneinandergrenzenden Mikrodoppel tripeln aufweist, die jeweils einen sechseckigen Quer schnitt und sechs dreieckförmige Teilflächen besitzen, die eine sechsseitige Pyramide bilden.The invention relates to a body or component a microdouble triple surface, wherein the body or the component on at least one surface a multitude of adjoining microduples has triples, each a hexagonal cross cut and have six triangular faces, that form a six-sided pyramid.

Die Erfindung gibt ferner ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines derartigen Körpers oder Bauteils an.The invention also provides a preferred method for Production of such a body or component.

Es sind Mikrotripelstrukturen bekanntgeworden, die aus sogenannten "Einfachtripeln" bestehen, die dreiseitigen Pyramiden entsprechen und deren Oberfläche ein gleich seitiges oder ungleichseitiges Dreieck ist. Flächen mit derartigen prismatischen Tripeln werden insbesondere für die Herstellung lichtreflektierender Flächen ver wendet. Diese Einfachtripel lassen sich aus Vollflächen schneiden.Microtripel structures have become known which consist of so-called "single triples" exist, the three-sided Pyramids correspond and their surface is the same sided triangle. Surfaces with such prismatic triples are particularly for the production of light reflecting surfaces turns. These single triplets can be made up of solid areas to cut.

Alle prismatischen Tripel besitzen gegenüber seitlich einstrahlendem Licht drei Vorzugsrichtungen. Zum Aus gleich dieser Vorzugrichtungen kann man die Tripel so anordnen, daß sie zueinander um ihre jeweilige Mittel achse verdreht sind. All prismatic triples have opposite sides incident light three preferred directions. To the end the triples can be used in this way order them to each other by their respective means axis are twisted.

Weiter ist bekannt geworden, Doppeltripel nach dem Ober begriff des Hauptanspruchs in Form sechsseitiger Pyra miden zur Lichtreflexion oder Lichtumlenkung zu verwen den. Diese Doppeltripel wurden mit Hilfe einzelner stiftförmiger Werkzeugsegmente hergestellt. Auch eine Kombination von Einfachtripeln und Doppeltripeln inner halb einer Reflektorfläche ist aus Werkzeugen geformt worden, wobei die Formgebung aus Einzelelementen in Form von an der Spitze angeschliffenen Stiften erzeugt wurde.It has also become known that double triplets after the waiter concept of the main claim in the form of six-sided pyra avoid using light reflection or redirection the. These double triples were created with the help of individual pin-shaped tool segments. Also one Combination of single triples and double triples inside half of a reflector surface is formed from tools been, the shape of individual elements in Form of pins ground at the tip has been.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Körper oder ein Bauteil der eingangs genannten Art besonders wirtschaftlich und mit geringst möglichen Fertigungstoleranzen zu schaffen, indem der Körper aus einer geschlossenen Fläche herausgearbeitet herstell bar ist. Damit ermöglicht die Erfindung vor allem die Herstellung kleiner Mikrostrukturen, die durch Einzel stiftelemente nicht mehr herstellbar sind.The present invention is based on the object a body or a component of the aforementioned Kind particularly economical and with the least possible Create manufacturing tolerances by making the body out manufacture a closed surface is cash. The invention thus enables above all Manufacturing small microstructures by single pin elements can no longer be manufactured.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt durch einen Körper oder ein Bauteil gemäß Patentanspruch 1. Der Körper oder das Bauteil kann nach dem Verfahren gemäß Patent anspruch 8 einfach und wirtschaftlich hergestellt wer den.The task is solved by a Body or a component according to claim 1. The body or the component can by the method according to patent claim 8 easy and economical to manufacture the.

Die Patentansprüche 2 bis 7 betreffen wertvolle Berei cherungen des Körpers oder Bauteils nach Patentanspruch 1, während die Patentansprüche 9 bis 11 spezielle und vorteilhafte Ausgestaltungen und Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen. Der Patent anspruch 12 bezieht sich auf die Verwendung des Körpers oder Bauteils nach Anspruch 1 als Werkzeug zum Anfer tigen einer Negativform zum Prägen oder Spritzen von Körpern oder Bauteilen gemäß der Erfindung.Claims 2 to 7 relate to valuable areas fuses of the body or component according to claim 1, while claims 9 to 11 special and advantageous embodiments and modifications of represent the inventive method. The patent Claim 12 relates to the use of the body or component according to claim 1 as a tool for starting a negative form for embossing or spraying Bodies or components according to the invention.

Anhand der Zeichnungen sollen der Körper oder das Bau teil gemäß der Erfindung sowie das Herstellungsverfahren näher erläutert werden.Based on the drawings, the body or structure part according to the invention and the manufacturing process are explained in more detail.

In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows

Fig. 1 ein von oben betrachtetes, einzelnes Mikro doppeltripel. Fig. 1 is a single micro double triple viewed from above.

Fig. 2 zeigt ein einzelnes Mikrodoppeltripel, dem an zwei Kanten seiner Grundfläche Einfachtripel zugeordnet sind. FIG. 2 shows a single double triple, to which single triples are assigned on two edges of its base area.

Fig. 3 zeigt die beiden möglichen Beziehungen der Teilflächen zur Retroreflexion entsprechend Fig. 2. FIG. 3 shows the two possible relationships of the partial areas for retroreflection corresponding to FIG. 2.

Fig. 4 zeigt die Herstellung der Oberfläche des Kör pers oder Bauteils mit Mikrodoppeltripeln mit entsprechenden Schneidrichtungen. Fig. 4 shows the manufacture of the surface of the body or component with microdouble triplets with corresponding cutting directions.

Fig. 5 zeigt in einer Seitenansicht das zum Schneiden oder Schleifen verwendete Werkzeug. Fig. 5 shows the tool used for cutting or grinding in a side view.

Fig. 6 zeigt den Verlauf der Schneidrichtung aus Fig. 5 in Ansicht von oben. FIG. 6 shows the course of the cutting direction from FIG. 5 in a view from above.

Fig. 7 zeigt eine Gruppe von Mikrodoppeltripeln und Einfachtripeln. Fig. 7 shows a group of micro double triples and single triples.

Fig. 8 zeigt beispielhaft die Zusammenfassung der in Fig. 7 dargestellten Gruppen. FIG. 8 shows an example of the summary of the groups shown in FIG. 7.

Das in Fig. 1 dargestellte Mikrodoppeltripel weist einen Querschnitt eines gleichseitigen Sechsecks auf und be sitzt die Teilflächen, 1, 2, 3, 4, 5, 6, die eine sechs seitige Pyramide bilden, deren höchster Punkt mit 7 be zeichnet ist. Besteht das Mikrodoppeltripel aus licht durchlässigem Material, wie Glas oder Kunststoff, so re flektiert es das Licht, das durch die Grundfläche der Pyramide eingetreten ist.The microdouble triple shown in Fig. 1 has a cross section of an equilateral hexagon and be sits the partial areas, 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , which form a six-sided pyramid, the highest point of which is 7 . If the micro double triple consists of translucent material, such as glass or plastic, it reflects the light that has entered through the base of the pyramid.

Die Retroreflexion erfolgt jeweils über drei Teil flächen, entweder 1, 3 und 5 oder über 2, 4 und 6.The retroreflection takes place over three partial areas, either 1 , 3 and 5 or over 2 , 4 and 6 .

Fig. 2 zeigt das Mikrodoppeltripel, dem an zwei Kanten seiner Grundfläche Einfachtripel 11, 12, 13 bzw. 14, 15, 16 zugeordnet sind. Jedes Einfachtripel entspricht in seiner Grundfläche einem Sechstel der Grundfläche des Mikrodoppeltripels 1 bis 7. Das Mikrodoppeltripel und die beiden Einfachtripel bilden zusammen einen Rhombus. FIG. 2 shows the micro double triple, to which single triples 11 , 12 , 13 and 14 , 15 , 16 are assigned on two edges of its base area. The base of each single triple corresponds to one sixth of the base of the microdouble triple 1 to 7 . The microdouble triple and the two single triple form a rhombus.

Das erste Einfachtripel besitzt die Teilflächen 11, 12 und 13 mit der Pyramidenspitze 8 und der deckungs gleichen Mittelachse. Das zweite Einfachtripel be sitzt die Teilflächen 14, 15, 16 mit der Pyramidenspitze 9 und der deckungsgleichen Mittelachse.The first single triple has the partial surfaces 11 , 12 and 13 with the pyramid tip 8 and the congruent central axis. The second single triple sits the partial areas 14 , 15 , 16 with the pyramid tip 9 and the congruent central axis.

In Fig. 3 ist die Beziehung der Teilflächen zur Retro reflexion 17 und 18 für das Doppeltripel sowie 19 und 20 für die beiden Einfachtripel eingezeichnet.In Fig. 3, the relationship of the partial areas to the retro reflection 17 and 18 for the double triple and 19 and 20 for the two single triple is shown.

Aus Fig. 4 wird das Verfahren zur Herstellung eines Kör pers oder Bauteils gemäß der Erfindung ersichtlich. Dort ist der Rhombus aus dem Mikrodoppeltripel 25 und den beiden Einfachtripeln 24, 26 dargestellt. Die verschie denen Tripel werden einfach durch Schneiden und/oder Schleifen erzeugt. Zur Herstellung der Mikrodoppel tripelflächen wird ein Werkstück, z. B. eine Platte aus Acryl oder Messing, in drei Schneid- oder Schleifrichtungen 21, 22, 23 in den gewünschten Winkeln eingekerbt, wobei die drei Schneid- oder Schleifrichtungen jeweils aufeinander folgend im Winkel von 60° gegen den Uhrzeigersinn gedreht sind. Dabei ist es eine wesentliche Voraussetzung für das erfindungs gemäße Verfahren, daß die drei Schneid- oder Schleifrichtungen so ver laufen, daß immer nur zwei von ihnen einen gemeinsamen Schnittpunkt besitzen. Um ein Doppeltripel mit gleich mäßig großen Teilflächen zu erhalten, ist es ferner er forderlich, daß die Abstände der einzelnen Kerbungen in jeder Schneid- oder Schleifrichtung gleich groß sind. Es entsteht so ein Muster von Mikrodoppeltripeln, derart, daß jedes Mikrodoppeltripel sich mit jedem der umgebenden sechs Mikrodoppeltripeln nur an einem gemeinsamen Eckpunkt be rührt und mit den Einfachtripeln sich an einer gemein samen Kante berührt.From Fig. 4, the method for producing a Kör pers or component according to the invention can be seen. The rhombus of the microdouble triple 25 and the two single triple 24 , 26 is shown there. The different triples are created simply by cutting and / or grinding. To produce the micro double triple surfaces, a workpiece, for. B. a plate made of acrylic or brass, notched in three cutting or grinding directions 21 , 22 , 23 at the desired angles, the three cutting or grinding directions are successively rotated counterclockwise at an angle of 60 °. It is an essential requirement for the method according to the Invention that the three cutting or grinding directions run so ver that only two of them have a common intersection. In order to obtain a double triple with uniformly large partial areas, it is also necessary that the distances between the individual notches are the same in each cutting or grinding direction. This creates a pattern of microdouble triples, such that each microdouble triple only touches one common corner point with each of the surrounding six microdouble triple and touches the single triple on a common edge.

Fig. 5 zeigt in einer Seitenansicht das zum Schneiden oder Schleifen verwendete Werkzeug 27, z. B. einen winkelgenauen Diamanten, der die Kerbung 29 erzeugt, und damit zugleich je eine Teilfläche des großen Mikro doppeltripels 25 und eine des Einfachtripels 24 erzeugt. Die Linie 28 zeigt die Höhenlinie der Einkerbungstiefe an. Fig. 5 shows a side view of the tool 27 used for cutting or grinding, z. B. an angular diamond that produces the notch 29 , and thus at the same time each a partial area of the large micro double triple 25 and one of the single triple 24 . Line 28 shows the contour of the notch depth.

Fig. 6 zeigt den Verlauf der Schneid- oder Schleifrichtung 29 aus Fig. 5 in Ansicht von oben. FIG. 6 shows the course of the cutting or grinding direction 29 from FIG. 5 in a view from above.

Fig. 7 zeigt eine Gruppe 30 von Mikrodoppeltripeln und Einfachtripeln, die hier beispielhaft ein gleichseitiges Sechseck bilden. Solche Gruppen von Tripeln können so aus der Fläche herausgetrennt werden, z. B. durch Schneiden oder Stanzen, daß das Verhältnis der Menge der Mikrodoppeltripel zu der Menge der Einfachtripel verän dert wird, z. B. daß das Verhältnis nicht mehr 1 : 2, wie in Fig. 2 gezeigt, beträgt, sondern die Zahl der Ein fachtripel zu- oder abnimmt. Im Beispiel von Fig. 8 be stehen die Gruppen der Tripel aus jeweils sieben Mikro doppeltripeln und zwölf Einfachtripel, also im Verhält nis von 7 : 12. FIG. 7 shows a group 30 of micro double triples and single triples, which here form an equilateral hexagon as an example. Such groups of triples can be separated from the surface, e.g. B. by cutting or punching that the ratio of the amount of microdouble triple to the amount of single triple is changed z. B. that the ratio is no longer 1: 2, as shown in Fig. 2, but the number of A triple increases or decreases. In the example of FIG. 8, the groups of triples each consist of seven micro double triples and twelve single triples, that is to say in a ratio of 7:12.

Fig. 8 zeigt beispielhaft die Zusammenfassung der be schriebenen Gruppen 30. Die einzelnen Gruppen berühren sich an den Trennungslinien 31. Fig. 8 shows an example of the summary of the described groups 30 . The individual groups touch at the dividing lines 31 .

Beim Schleifen oder Schneiden der Mikrodoppeltripelflächen entsteht so fort die Positivform, wenn man als Werkstoff z. B. eine Acrylglasplatte verwendet. Zum Spritzen oder Prägen von Kunststoff- oder Glasflächen wird eine Negativform z. B. galvanisch angefertigt, mit der dann die gewünschten Mikrodoppeltripelflächen geprägt werden können.This creates when grinding or cutting the micro double triple surfaces continued the positive form, if you use z. Legs Acrylic glass plate used. For spraying or embossing Plastic or glass surfaces become a negative form e.g. B. electroplated, with which the desired Micro double triple surfaces can be embossed.

Die Mikrodoppeltripelflächen eignen sich in ihrer licht durchlässigen, transparenten oder teiltransparenten Form nicht nur zur Retroreflexion von Licht, sondern auch als Streuscheibe von Licht, wenn die Winkel der Teilflächen der Tripel zueinander verändert werden oder wenn die Einfallrichtung des Lichtes in die Mikrodoppeltripel flächen geändert wird. So können Lampengläser oder Lampenwannen mit der Struktur der Mikrodoppeltripel flächen zur Lichtstreuung verwendet werden.The micro double triple surfaces are suitable in their light permeable, transparent or partially transparent form not only for retroreflection of light, but also as Diffuser of light when the angles of the faces the triple can be changed to each other or if the Direction of incidence of the light in the microdouble triple areas is changed. So lamp glasses or Lamp trays with the structure of the micro double triplets surfaces are used for light scattering.

Die Struktur der Mikrodoppeltripelflächen an Körpern mit der Profilierung nach außen gerichtet eignet sich wegen ihrer großen Oberfläche bei sehr geringer Bauhöhe als Kühlfläche, z. B. von elektronischen Bauteilen, oder zum Wärmeaustausch an Wärmeaustauschern oder Heizkörpern so wohl auf den Außenflächen als auch an den Innenflächen.The structure of the microdouble triple surfaces on bodies with the outward profiling is suitable because their large surface area with a very low overall height than Cooling surface, e.g. B. of electronic components, or Heat exchange on heat exchangers or radiators like this probably on the outer surfaces as well as on the inner surfaces.

Bei Körpern, die von Medien, wie Luft, Gas oder Flüssig keit, umströmt werden, können die Mikrodoppeltripel flächen nach außen gerichtet erheblich zur Verbesserung des Strömungsverhaltens der genannten Medien beitragen. Durch den Wechsel in der Oberflächengestalt von hohen Mikrodoppeltripeln und niedrigen Einfachtripeln ent stehen zwischen den genannten Tripeln Mikrowirbel, die eine Wirbelschicht bilden, auf der die vorbeiströmenden Medien entlanggleiten können mit erheblicher Reduzierung des Gleitwiderstandes.For bodies made from media such as air, gas or liquid speed, the microdouble triple can flow around areas facing outwards considerably for improvement contribute to the flow behavior of the media mentioned. By changing the surface shape from high Micro double triples and low single triples stand between the triplets mentioned micro vortices, the form a fluidized bed on which the flowing past Media can slide along with a significant reduction the sliding resistance.

So können Mikrodoppeltripelflächen zur Verbesserung des Strömungsverhaltens an Außenwänden von Schiffen, Unter wasserfahrzeugen, Bojen, Flugzeugen und Raketen verwen det werden oder zur Gestaltung von Innenflächen von Roh ren. Auch können die Mikrodoppeltripelflächen zu diesem Zweck in Gas- und Wasserturbinen verwendet werden.So microdouble triple areas can improve the Flow behavior on the outer walls of ships, sub use watercraft, buoys, airplanes and rockets be used or for the design of inner surfaces of raw ren. Also the microdouble triple surfaces to this Purpose to be used in gas and water turbines.

Claims

1. body or component with a surface having a microdouble triple, the body or the component having on at least one surface a multiplicity of adjoining microdouble triples, each having a hexagonal cross section and six triangular partial surfaces which form a hexagonal pyramid, characterized in that that in addition to a body with a rhombic base on two opposite side edges of each hexagon single triple ( 24 , 26 ) border, each three pyramid-forming partial surfaces ( 11 , 12 , 13 or 14 , 15 , 16 ) with a pyramid tip ( 8 or 9 ), whereby each of the microdouble triple with each of the surrounding six microdouble triple only touches at a common corner point and touches with the single triple on each side edge.

2. Body or component according to claim 1, characterized ge indicates that he / it is made of transparent or transparent or partially transparent material stands like glass or plastics like polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyvenyl chloride or in Combination of such materials.

3. Body or component according to claim 1, characterized ge indicates that he / it is made of metal.

4. Body or component according to one or more of the Claims 1 to 3, characterized in that he / it from windable foils, sheets, sheets, Be labels and / or cut or stamped parts stands.

5. Body or component according to one or more of the Claims 1 to 3, characterized in that he / it consists of moldings or plates, which in Casting process, injection molding and / or embossing procedures are established.

6. Body or component according to one or more of the Claims 1 to 5, characterized in that the Surface by vapor deposition of metal, such as aluminum minium, copper, silver and / or their compounds, is mirrored or with earth such as titanium oxide, is painted.

7. Body or component according to one or more of the Claims 1 to 6, characterized in that the Surface on their profiled side with a Box or a cover film airtight and watertight is covered.

8. A method for producing a body or construction partially with a surface according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that in the surface of a workpiece notches ( 29 ) in the desired notch angle by grinding or cutting in three grinding or cutting directions ( 21 , 22 , 23 ) are formed, which are rotated one after the other at a certain angle and run so that only two of them have a common intersection, that the spacing of the notches ( 29 ) are chosen so that the baseline Notches form a grid of hexagons and triangles, and that each hexagon touches the surrounding hexagons only at a common corner point and that each hexagon touches the surrounding triangles only on a common side edge.

9. The method according to claim 8, characterized in that the angles of the cutting or grinding directions, that are rotated in succession, each 60 ° to each other.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized records that the distances of the notches in the Grinding or cutting directions are the same size.

11. The method according to one or more of claims 8 to 10, characterized in that groups of Micro double triples and single triplets from the Surface by cutting or punching out separated and into a composite body or Component are summarized.

12. Use of the body or component according to claim 1 as a tool for making a negative mold for Embossing or spraying bodies or components.