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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Befestigen von flächigen
Gegenständen
an einer Fläche.
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Es ist seit langem Stand der Technik,
mit dem sogenannten Saugnapfprinzip Gegenstände an glatten Flächen zu
befestigen. So ist es zum Beispiel bekannt, im Küchen- oder Sanitärbereich
Haken (z.B. zum Aufhängen
von Handtüchern
oder dergleichen) mit einer Schale aus elastischem Material zu versehen,
die gegen eine glatte Fliese andrückbar ist, wobei sich die Schale
derart verformt, daß sie
aufgrund eines Unterdruckes an der Fliese haftet. Dieses Prinzip
der Befestigung ist in vielfältigen
Abwandlungen als solches bekannt.
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Allerdings kennt der Stand der Technik
dieses Prinzip nur in einseitiger Anwendung, d.h. die elastische
Schale, in deren Vertiefung (Hohlraum) ein Unterdruck erzeugbar
ist, ist das einzige Teil der Vorrichtung, das mittels Unterdruck
eine Befestigung bewirkt.
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Es besteht jedoch häufig das
Bedürfnis,
flächige
Gegenstände
an einer Fläche,
wie z.B. einem Tisch oder einer glatten Wand, lösbar zu befestigen, ohne daß Nägel, Schrauben
oder andere, ein besonderes Werkzeug verlangende Befestigungsmittel
eingesetzt werden müssen.
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Hierzu kennt der Stand der Technik
(
DE 38 35 810 C2 ;
US 4,196,882 ;
JP 11210737 A , Patent Abstracts
of Japan;
JP 4-366011 (A) ,
Patent Abstracts of Japan, M-1409, 14. Mai 1993, Vol. 17/Nr. 240)
eine Vorrichtung zum Befestigen von flächigen Gegenständen an
einer Fläche,
mit zwei nach innen gewölbten,
elastisch verformbaren Vertiefungen auf gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung,
wobei die Vertiefungen unter elastischer Verformung und Unterdruckbildung
auf der einen Seite an den flächigen
Gegenstand und auf der anderen Seite gegen die Fläche andrückbar sind.
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Unter einem "flächigen" Gegenstand kann man
sich zum Beispiel einen Teller vorstellen und unter eine "Fläche" eine
Tischfläche.
Ein Gegenstand im Sinne dieser Erfindung ist dann "flächig", wenn
er eine hinreichend große,
glatte Fläche
aufweist, so daß der
Rand einer der genannten Vertiefungen unter Unterdruckbildung in
der Vertiefung gegen die Fläche
des Gegenstandes andrückbar
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der im vorletzten Absatz genannten Art dahingehend weiterzubilden,
daß die
Bildung eines Unterdrucks gefördert
wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung
vor, einen die Vertiefungen miteinander verbindenden Kanal vorzusehen,
der ins Innere der Vertiefungen mündet und so ausgelegt ist,
daß bei
an den Gegenstand und die Fläche
angedrückter
Vorrichtung in beiden Vertiefungen derselbe Unterdruck herrscht.
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Ein die Vertiefungen miteinander
verbindender Kanal ist bereits aus der
US 4,196,882 bekannt. Dort dient der
Kanal aber zur Belüftung
und ist insbesondere nur dann offen, wenn ein Belüftungsventil
in eine entsprechende Stellung gedreht wird. Bei der vorliegenden
Erfindung hingegen ist ein ständiger Druckausgleich
möglich,
und insbesondere kann Luft, die beim Andrücken eines Gegenstands aus
der einen Vertiefung entweicht, über
den Kanal in die andere Vertiefung und durch eine an deren Rand
befindlichen Undichtigkeitsstelle entweichen. Der erfindungsgemäße Kanal
erleichtert also auch die Unterdruckbildung.
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Zwar ist auch aus der
JP 11210737 A , Patent Abstract
of Japan eine Art Kanal bekannt. Dieser mündet jedoch nicht im Innern
beider Vertiefungen, sondern steht aus dem Innern einer der Vertiefungen hervor,
was damit zusammenhängt,
daß er
eine ganz andere Aufgabe hat: Es sorgt nämlich nicht für einen Druckausgleich
zwischen den beiden Vertiefungen beim Andrücken eines Gegenstandes, sondern
er dient als Absaugkanal, der zwei Module, an denen die betreffende
Vorrichtung befestigt ist, miteinander verbindet, ohne daß notwendigerweise
in der ersten und der zweiten Vertiefung derselbe Unterdruck dabei
herrschen muß.
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Bevorzugt sind die Vertiefungen auf
beiden Seiten der Vorrichtung schalenförmig ausgebildet.
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Die Vorrichtung wird gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung besonders einfach und kostengünstig, wenn
die Vertiefungen in einem blockförmigen
(z.B. zylinderförmigen)
Körper
ausgeformt sind, der im wesentlichen aus einem elastischen Material besteht.
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Die Vertiefungen auf beiden Seiten
der Vorrichtung können
unterschiedlich groß sein,
sind aber bevorzugt gleich groß,
um eine symmetrische Kraftverteilung zu haben.
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Für
eine einfache und zuverlässige
Handhabung der Vorrichtung sind gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausgestaltung die Vertiefungen symmetrisch in bezug auf eine Mittelebene
der Vorrichtung ausgeformt. Die genannte Mittelebene erstreckt sich bei
bestimmungsgemäßem Gebrauch
der Vorrichtung parallel zu der Fläche, an der der Gegenstand zu
befestigen ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausgestaltung haben die Vertiefungen einen kreisförmigen Rand
aus besonders elastischem weichen Material zum luftdichten Anpressen
an die genannten Flächen.
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Beim Gebrauch wird die vorstehend
beschriebene Vorrichtung auf die Fläche (z.B. eines Tisches oder
einer Wand) an der gewünschten
Stelle leicht angedrückt
und der zu befestigende Gegenstand wird auf der anderen Seite der
Vorrichtung auf die dort ausgeformte Vertiefung so aufgesetzt, daß der Rand
der Vertiefung insgesamt vom Gegenstand abgedeckt ist. Wird nun
der Gegenstand von Hand kräftig
gegen die Fläche
gedrückt,
entweicht Luft aus beiden Vertiefungen und der äußere Luftdruck bewirkt aufgrund
des Unterdruckes in den schalenförmigen
Vertiefungen ein Anhaften der Vorrichtung an der Fläche und
auch ein Anhaften des Gegenstandes an der Vorrichtung.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung
der Erfindung sieht vor, daß die
Vertiefungen durch einen Kanal mit der äußeren Atmosphäre verbindbar
sind, wobei der Kanal so ausgestaltet ist, daß Luft nur aus den Vertiefungen
heraus nach außen
herausdrückbar
ist, während
in umgekehrter Richtung keine Luft strömen kann. Dies kann zum Beispiel
durch ein Ein-Weg-Ventil in dem Kanal erreicht werden. Das Ein-Weg-Ventil
kann zum Beispiel die einfache Form eines elastischen Lappens haben,
der bei Luftströmung
von außen
nach innen (also in die Vertiefungen hinein) auf eine Dichtfläche andrückt und
so weitere Luftströmungen
verhindert.
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Um den Unterdruck (das "Vakuum")
in den Vertiefungen zu brechen ist gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausgestaltung die Vorrichtung am Rand der Vertiefungen mit einem
Hebel versehen. Durch Betätigung
des Hebels kann der Rand von der Fläche abgehoben werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung kann das Vakuum in den Vertiefungen auch derart gebrochen
werden, daß im
Körper
der Vorrichtung eine Einrichtung angeordnet ist, die von außen, zum
Beispiel mit einem Hebel, so bewegbar ist, daß die Wölbung der Vertiefung nach innen
weitgehend aufgehoben wird, so daß die Befestigung ebenfalls aufgehoben
wird. Hierzu kann zum Beispiel ein asymmetrischer Körper im
Inneren der Vorrichtung dienen, z.B. ein elliptischer Körper, der
so um eine Achse drehbar ist, daß er in einer ersten Stellung
die Vertiefungen nicht beeinflußt
(und somit die Befestigung ermöglicht),
während
er zum Lösen
der Befestigung in eine andere Stellung gebracht wird, in der die
Wölbung
der Vertiefungen aufgehoben wird.
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Die genannten Vertiefungen an bzw.
in der Vorrichtung brauchen im Zustand der Vorrichtung ohne Kraftbeaufschlagung
(also bei Nicht-Gebrauch der Vorrichtung) nicht notwendig vorhanden
zu sein. Vielmehr ist es gemäß einer
besonderen Variante der Erfindung auch möglich, die Vorrichtung so auszugestalten,
daß sich
die Vertiefungen auf beiden Seiten der Vorrichtung beim Erzeugen
des Unterdruckes erst bilden, durch eine entsprechende Verformung von
elastischen Bauteilen. Zum Beispiel können hierzu auf beiden Seiten
der Vorrichtung Membranen aus elastischem Material vorgesehen sein,
die so mittels eines geeigneten Mechanismus bei Gebrauch so verformbar
sind, daß sie
Vertiefungen bilden, in denen ein Unterdruck erzeugt wird.
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Andererseits kann die Vorrichtung
auch so gestaltet werden, daß die
Vertiefungen (nur) im Gebrauchszustand der Vorrichtung vorhanden
sind. Entscheidend ist jeweils die Erzeugung eines Unterdruckes
zwischen der Vorrichtung und der Fläche einerseits und dem zu befestigenden
Gegenstand andererseits.
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Es versteht sich, daß der Begriff
"Unterdruck" im Sinne der Erfindung in bezug auf den Druck der äußeren Atmosphäre (also
dem "normalen" Luftdruck) zu verstehen ist.
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Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zum Befestigen von flächigen Gegenständen an
einer Fläche;
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2 eine
Draufsicht auf 1 von
oben;
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3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zum Befestigen von flächigen Gegenständen an
einer Fläche;
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4 das
Ausführungsbeispiel
nach 3 im Gebrauchszustand;
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5 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zum Befestigen von flächigen Gegenständen an
einer Fläche;
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6 und 7 eine Draufsicht auf das
Ausführungsbeispiel
nach 5 in zwei verschiedenen
Betriebszuständen;
und
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8 eine
Abwandlung der Vorrichtung nach 1.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zum Befestigen von flächigen
Gegenständen
an einer Fläche
gemäß 1 ist ein Körper 10 bi-konkav
ausgeformt. Der Körper 10 besteht
im wesentlichen aus einem hochelastischen, relativ weichen Material
wie Gummi oder einem geeigneten Kunststoff. Zur allgemeinen Stabilisierung
des Körpers 10 ist
er mittig mit einer Platte 16 aus etwas steiferem Material
versehen. Dies ist aber kein notwendiges Erfordernis.
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Die bi-konkave Formgebung des Körpers 10, der
in 1 im "Ruhezustand",
d.h. ohne Einwirkung äußerer Kräfte gezeigt
ist, bedeutet, daß auf
gegenüberliegenden
Seiten Vertiefungen 12 bzw. 14 geformt sind. Die
Vertiefung 12 hat einen erhabenen Rand 20 und
die Vertiefung 14 hat einen erhabenen Rand 22.
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Bei Gebrauch wird der Rand 22 auf
die Fläche
(z.B. eine Tischfläche)
aufgelegt und der zu befestigende Gegenstand (z.B. ein Teller, wie
ein Kinderteller) wird auf den Rand 20 aufgelegt. Sodann wird
der Gegenstand gegen die Fläche
gedrückt.
Dabei weiten sich die Radien der kreisförmigen Ränder 20 bzw. 22 (vgl.
die Draufsicht gemäß 2, wobei 1 ein Schnitt entlang der Linie I-I von 2 ist) auf und der Krümmungsradius
beider Vertiefungen 12 bzw. 14 wird ebenfalls
deutlich größer, d.h.
die Vertiefungen werden unter Entweichen von Luft abgeflacht. Das
Material 18 des Körpers 10 ist
dabei so weich, daß seine
Elastizität
nicht bewirkt, daß der Körper ohne
weiteres wieder in die Ausgangsgestalt gemäß 1 zurückkehrt.
Der in der vorstehend beschriebenen Weise erzeugte Unterdruck in
den Vertiefungen (die weitestgehend in flache Ebenen überführt worden
sind) bewirkt eine stabile Befestigung des Gegenstandes an der Fläche (Gegenstand
bzw. Fläche
sind beim Ausführungsbeispiel
gemäß 4 dargestellt).
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Damit die Vorrichtung gemäß 1 leichter aus einem Befestigungszustand
lösbar
ist, kann am Rand 20 und/oder 22 eine Lasche (wie
bei einem Gummiring für
ein Weck-Glas) vorgesehen sein. Zum Aufheben (Brechen) eines Unterdruckes
zieht dann der Benutzer an der Lasche und schafft so ein "Leck", durch
das Luft einströmen
kann.
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Die vorstehend anhand der 1 und 2 beschriebene Vorrichtung ist als solche
gebrauchsfähig.
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1 zeigt
eine Abwandlung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispieles
dahingehend, daß die
Vertiefungen 12 und 14 über einen Kanal 24 luftleitend
miteinander verbunden sind. Dieser Kanal 24 kann als solcher
bereits eine Verbesserung des Gebrauchs der Vorrichtung bewirken,
weil das Entfernen von Luft beim Abflachen der Vertiefungen 12 bzw. 14 gefördert ist.
Es braucht nur an einer einzigen Stelle zwischen den Rändern 20 und 22 und den
jeweils anliegenden Flächen
eine Öffnung
gebildet zu werden, um die Luft unter dem Druck, den der Benutzer
aufbringt, aus beiden Vertiefungen entweichen zu lassen.
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1 zeigt
eine weitere Fortbildung des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels,
wobei ein Kanal 26 vorgesehen ist, der beide Vertiefungen 12 und 14 mit
der äußeren Atmosphäre A luftleitend
verbindet. Bei dieser Variante des Ausführungsbeispiels gemäß 1 ist ein Herausdrücken von
Luft aus beiden Vertiefungen 12, 14 möglich, ohne
daß hierzu eine
"Undichtigkeitsstelle" zwischen einem der Ränder 20, 22 und
den jeweils anliegenden Flächen
erforderlich wäre;
vielmehr entweicht die Luft über
die Kanäle 24, 26.
Um ein Rückströmen von
Luft zu verhindern, ist im Kanal 26 ein Ein-Weg-Ventil 28 angeordnet.
Dieses Ein-Weg-Ventil kann eine gesonderte, elastische Klappe sein,
die bei Strömung
von Luft durch den Kanal 26 in 1 von rechts nach links schließt (mit
einer geeigneten Auflagefläche,
die in der Figur nicht gesondert dargestellt ist). Es ist aber auch
möglich,
den Durchmesser des Kanals 26 und die Elastizität des Materials 18 des
Körpers 10 im
Bereich des Kanals 26 so auszugestalten, daß bei Einsetzen
einer geringen Rückströmung sofort
ein "Saugeffekt" in dem Sinne am Material 18 einsetzt,
daß der
Kanal 26 verschlossen wird.
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Die 1 dient
also zur Veranschaulichung von zwei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen: Bei
einem ersten Ausführungsbeispiel
ist nur der Kanal 24 zur Verbindung der beiden Vertiefungen 12, 14 vorgesehen.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel sind
hingegen die Kanäle 24 und 26 vorgesehen.
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Die 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel.
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In allen Figuren sind einander entsprechende
oder zumindest funktionsgleiche Bauteile jeweils mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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3 zeigt
das zweite Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung zum Befestigen von flächigen Gegenständen an
einer Fläche
im "Ruhezustand", d.h. ohne Einwirkung äußerer Kräfte. Eine Schale 30 bildet
die eine Vertiefung 12 und eine weitere Schale 32 die
andere Vertiefung 14. Eine Stützplatte 34 ist zwischen
den Schalen 30, 32 angeordnet und dient zur Stabilisierung
der Vorrichtung insgesamt und auch als Auflagefläche für die Schalenränder 20, 22 im
Betriebszustand (vgl. 4).
In den Schalen 30, 32 und in der Stützplatte 34 sind
konzentrisch Öffnungen 36 ausgebildet,
in denen ein geeignetes Befestigungsmittel (nicht in der Figur dargestellt)
angeordnet ist, um alle drei genannten Bauteile fest miteinander
zu verbinden.
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Die Platte 34 weist an ihrem
Rand einen Wulst 42 auf, der nicht ganz um den kreisförmigen Rand
der Platte 34 umläuft,
sondern Aussparungen 42a und 42b aufweist, in
denen jeweils ein Vorsprung 38a bzw. 40a von Hebeln 38 bzw. 40 im
Betriebszustand (4)
aufgenommen ist.
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4 zeigt
den Zustand der Vorrichtung gemäß 3 bei Befestigung eines
Gegenstandes 46 auf einer Fläche 48a. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel
sind zwei tellerförmige
Gegenstände 46, 48 miteinander
verbunden. Es versteht sich, daß die
Fläche 48a auch
eine Tischfläche
sein kann.
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Die 5, 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zum Befestigen von flächigen Gegenständen an
einer Fläche.
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5 zeigt
die Vorrichtung in entspanntem Zustand, d.h. ohne Befestigung eines
Gegenstandes. Ein zylinderförmiger
Stützkörper 50 aus
z.B. starrem Kunststoff ist an seinen beiden Stirnseiten jeweils
durch eine Membran 52 bzw. 54 verschlossen. Die
Membranen 52, 54 sind aus gummielastischem Material.
Im entspannten Zustand gemäß 5 sind die äußeren Oberflächen der
Membranen 52, 54 planparallel. Sie bilden noch
keine Vertiefung.
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Jede der Membranen 52, 54 weist
im Zentrum einen nach innen gerichteten Ansatz 56, 58 auf. Die
Ansätze 56, 58 dienen
dazu, die Membranen 52, 54 jeweils in der Mitte
nach innen zu ziehen, wie nachfolgend näher beschrieben ist. Ein Hebel 60 dient
dazu, das Auslenken der Membranen 52, 54 nach
innen zur Bildung von Vertiefungen zu bewirken. Die Membranen 52, 54 sind
jeweils an ihren Rändern 20 bzw. 22 fest
mit den Stirnenden des Stützkörpers 50 verbunden.
In der Mitte sind die Membranen jedoch in der beschriebenen Weise
nach innen auslenkbar, so daß sich
etwa konische Vertiefungen (in der Figur nicht gezeigt) bilden.
Hierzu dient der Hebel 60. Zur Abstützung des Hebels 60 ist
auf der Innenseite des Stützkörpers 50 ein
Ausleger 62 angeordnet, der bis über die Mittelachse des zylindrischen
Stützkörper 50 reicht
und in zwei Armen jeweils Öffnungen 72, 74 aufweist,
durch welche die Ansätze 56, 58 der
Membranen 52, 54 ragen. Mittels Nieten 68, 70 sind
die Ansätze 56, 58 fest
mit dem Hebel 60 verbunden. Der Hebel 60 schwenkt
um eine Achse 64 am Ausleger 62. Diese Schwenkbewegung des
Hebels 60 ist in den
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6 und 7 dargestellt. 6 entspricht der Ruhestellung
nach 5. In 7 ist der Hebel 60 in
der Aussparung 66 im Stützkörper 50 aus
der Stellung gemäß 6 heraus verschwenkt worden
(vgl. den Pfeil in 7).
Bei dieser Schwenkbewegung dreht sich der Hebel 60 um die
azentrische Achse 64 und zieht somit die beiden Ansätze 56, 58 durch
die Öffnungen 72, 74 im
Ausleger 62. Damit es nicht zu unerwünschten Reibkräften kommt,
sind die Öffnungen 72, 74,
wie dargestellt, an ihren Kanten abgerundet. Die Schwenkbewegung
des Hebels 60 und die damit verbundene Zugkraft an den
Ansätzen 56, 58 bewirkt,
daß sich
die Membranen 52, 54 jeweils etwa konisch nach
innen (konkav) auswölben
und so Vertiefungen bilden, die die oben beschriebene Haftkraft zwischen
einer Fläche
(in 5 nicht gezeigt)
und einem Gegenstand (in 5 nicht
gezeigt) erzeugen.
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Der Hebel 60 kann in der
in 7 gezeigten Stellung
arretiert werden, damit der Befestigungszustand erhalten bleibt.
Die Arretiervorrichtung ist in den Figuren nicht gesondert dargestellt.
Zum Beispiel kann der Hebel 60 in eine Einrast-Stellung nach oben
oder unten gedruckt werden, wobei im Stützkörper 50 eine entsprechende
Vertiefung vorgesehen ist, in die der insoweit hinreichend elastische
Hebel 60 nach oben oder unten (bezogen auf Figur) stabil einrastbar
ist.
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8 zeigt
eine Abwandlung des Ausführungsbeispielen
gemäß 1. In 8 sind die Kanäle 24 bzw. 26 der
Einfachheit halber weggelassen, sie können aber auch dort vorgesehen
sein. Über
das Ausführungsbeispiel
gemäß 1 hinaus zeigt die Variante
gemäß 8 einen Nocken 76,
der beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ellipsenförmig
ist. Der Nocken 76 ist um eine Achse 80 (die Achse 80 steht
senkrecht zur Zeichenebene) verschwenkbar, zum Beispiel in die Stellung
gemäß der gestrichelten Linie 78.
In der in 8 mit durchgezogener
Linie gezeichneten Betriebsstellung beeinflußt der Nocken 76 die
Vorrichtung nicht. Dies ist die "Normalstellung" des Nockens 76.
Der Nocken 76 dient dazu, ein bei Befestigung eines Gegenstandes
erzeugtes Vakuum in den Vertiefungen 12, 14 zum
Lösen der
Befestigung zu brechen. Hierzu wird der Nocken 76 um 90° um die Achse 80 in
die Betriebsstellung gemäß der gestrichelten
Linie 78 gedreht. Dabei drückt der Nocken gegen die Oberfläche der
Vertiefung 12; insofern ist die Darstellung gemäß 8 nur schematisch und beim
Ausführungsbeispiel
ragt der Nocken nicht über
die Innenfläche
hinaus. Der Nocken befindet sich also in einem Hohlraum im Körper 10 und
beaufschlagt die Vertiefungen 12, 14 von innen,
ohne daß die
durchgehende Oberfläche
der Vertiefungen unterbrochen ist. Zur Betätigung des Nockens 76 weist
dieser einen aus dem Körper 10 herausragenden
Stab (nicht gezeigt) mit einem Hebel auf.