DE102011001791A1

DE102011001791A1 - fastening device

Info

Publication number: DE102011001791A1
Application number: DE201110001791
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2012-10-04
Also published as: WO2012136740A1

Abstract

Eine Befestigungsvorrichtung (1) zum temporären Festlegen eines Lastaufnahmeelements an einer Oberfläche (4) weist mindestens eine Haftplatte (9) mit einer nanostrukturierten Haftfläche (14) auf, die mittels einer Betätigungseinrichtung (3) auf die Oberfläche (4) anpressbar und mindestens bereichsweise parallel zu der Oberfläche (4) verlagerbar ist, wodurch eine Haftkraft zwischen der nanostrukturierten Haftfläche (14) und der Oberfläche (4) erzeugt wird. Die mindestens eine Haftplatte (9) ist um eine Schwenkachse (10) schwenkbar gelagert und beabstandet zu der Schwenkachse (10) entgegen einer Rückstellkraft zur Oberfläche (4) hin verschwenkbar und mittels der Betätigungseinrichtung (3) zu der Oberfläche (4) hin verlagerbar. Die Betätigungseinrichtung (3) und die Haftplatte (9) können auch über eine Führungsfläche (16) und ein Anschlagselement (17) miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei die Führungsfläche (16) mindestens bereichsweise einen Winkel zu der Oberfläche (4) aufweist und die Haftplatte (9) durch eine Verlagerung der Betätigungseinrichtung (3) senkrecht zu der Oberfläche (4) entgegen einer Rückstellkraft parallel zu der Oberfläche (4) verlagert wird. Die Haftplatte (9) kann auch um eine senkrecht zu der Oberfläche (4) verlaufende Drehachse (19) verdrehbar gelagert sein.A fastening device (1) for temporarily securing a load-bearing element on a surface (4) has at least one adhesive plate (9) with a nanostructured adhesive surface (14) which can be pressed onto the surface (4) by means of an actuating device (3) and is at least partially parallel is displaceable to the surface (4), whereby an adhesive force is generated between the nanostructured adhesive surface (14) and the surface (4). The at least one adhesive plate (9) is pivotably mounted about a pivot axis (10) and at a distance from the pivot axis (10) can be pivoted against a restoring force towards the surface (4) and displaced towards the surface (4) by means of the actuating device (3). The actuating device (3) and the adhesive plate (9) can also be operatively connected to one another via a guide surface (16) and a stop element (17), the guide surface (16) at least in some areas having an angle to the surface (4) and the adhesive plate (9) is displaced parallel to the surface (4) against a restoring force by a displacement of the actuating device (3) perpendicular to the surface (4). The adhesive plate (9) can also be mounted so as to be rotatable about an axis of rotation (19) running perpendicular to the surface (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum temporären Festlegen eines Lastaufnahmeelements an einer Oberfläche.The invention relates to a fastening device for temporarily fixing a load-bearing element on a surface.

In verschiedenen Anwendungsbereichen wie beispielweise im Bauwesen, in der Veranstaltungstechnik, in der Industriemontage oder auch zur Personenbergung im Gebirge kann es zweckmäßig oder sogar notwendig sein, Objekte oder Lasten temporär an einer Oberfläche festzulegen und zu fixieren. Beispielsweise müssen bei der Errichtung oder Sanierung größerer Bauwerke temporär die für die Baumaßnahmen erforderliche Infrastruktur und Grundversorgung von Energie, Licht und Wasser entsprechend dem jeweiligen Baufortschritt bereitgestellt werden. Insbesondere auf Baustellen ist es immer wieder erforderlich, aus Sicherheitsgründen zeitweilig Absperrungen zu errichten oder Schilder und Markierungen anzubringen beziehungsweise entsprechend der Entwicklung der Baumaßnahmen zu verändern.In various fields of application such as in construction, in event technology, in industrial assembly or for the recovery of people in the mountains, it may be appropriate or even necessary to temporarily fix objects and loads on a surface and fix. For example, in the construction or renovation of larger structures temporarily necessary for the construction measures infrastructure and basic supply of energy, light and water must be provided according to the respective construction progress. In particular, on construction sites, it is always necessary, for safety reasons, temporarily to build barriers or signs and markings to install or change according to the development of the construction work.

Aus der Praxis sind Befestigungsvorrichtungen bekannt, die mit Befestigungsmitteln wie beispielsweise Schrauben oder Nägeln formschlüssig an einer Wand oder an einer Decke festgelegt werden können. Bei einer Oberfläche aus Stein oder Beton müssen üblicherweise Löcher gebohrt und Dübel gesetzt werden, um die Befestigungsvorrichtung in einer Betonwand oder Betondecke verschrauben zu können. Wenn die temporäre Befestigungsvorrichtung nicht mehr benötigt wird, muss sie entfernt werden und anschließend müssen die Löcher wieder verfüllt oder bedeckt werden. Der hierfür erforderliche Arbeitsaufwand ist beträchtlich.From practice, fastening devices are known, which can be fixed with fastening means such as screws or nails form-fitting manner on a wall or on a ceiling. In the case of a surface made of stone or concrete, holes usually have to be drilled and dowels must be set in order to be able to screw the fastening device into a concrete wall or concrete floor. If the temporary fixture is no longer needed, it must be removed and then the holes must be backfilled or covered. The work required for this is considerable.

Es sind auch Befestigungsvorrichtungen aus der Praxis bekannt, die keine formschlüssige Verbindung benötigen, sondern eine kraftschlüssige Verbindung mit der Oberfläche ermöglichen. So sind Befestigungsvorrichtungen bekannt, die beispielweise mit Magnetkraft oder durch einen innerhalb einer Umhüllung erzeugten Unterdruck an einer Oberfläche haften können. Die Nutzung der Magnetkraft setzt allerdings voraus, dass die Oberfläche magnetisch ist. Die Erzeugung eines Unterdrucks setzt voraus, dass eine Ausnehmung in der Befestigungsvorrichtung längs eines Umfangsrands ausreichend druckdicht auf der Oberfläche abgedichtet werden kann, was regelmäßig nur bei glatten, bzw. ausreichend ebenen Oberflächen der Fall ist. Derartige Voraussetzungen sind oftmals nicht gegeben und insbesondere in einem Rohbau beziehungsweise bei den auf einer Baustelle herrschenden Bedingungen kaum zu realisieren.There are also known fastening devices that do not require a positive connection, but allow a frictional connection with the surface. Thus, fastening devices are known which can adhere to a surface, for example by magnetic force or by a negative pressure generated within a casing. However, the use of magnetic force requires that the surface is magnetic. The generation of a negative pressure requires that a recess in the fastening device along a peripheral edge can be sealed sufficiently pressure-tight on the surface, which is regularly the case only with smooth, or sufficiently flat surfaces. Such conditions are often not given and in particular in a shell or in the prevailing conditions on a construction site hardly to realize.

Auch das Verkleben einer Befestigungsvorrichtung mit einem geeigneten Klebemittel setzt regelmäßig eine geeignete oder zumindest in geeigneter Weise hergerichtete Oberfläche voraus. Eine zuverlässige Haftwirkung lässt sich allerdings auch in diesem Fall oftmals nur mit einem Klebemittel gewährleisten, bei dem ein anschließendes Lösen der nur temporär benötigten Befestigungsvorrichtung schwierig ist und sich das Klebemittel oftmals nicht vollständig rückstandsfrei wieder von der Oberfläche entfernen lässt.Also, the bonding of a fastening device with a suitable adhesive regularly requires a suitable or at least suitably prepared surface. A reliable adhesive effect, however, can often only be guaranteed in this case with an adhesive in which a subsequent release of the only temporarily required fastening device is difficult and the adhesive can often not be removed completely residue-free again from the surface.

Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, eine Befestigungsvorrichtung zur temporären Festlegung eines Lastaufnahmeelements an einer Oberfläche so auszugestalten, dass die Befestigungsvorrichtung in möglichst einfacher Weise an nahezu beliebigen Oberflächen festgelegt und im Anschluss an die vorgesehe Nutzung der Befestigungsvorrichtung rasch und möglichst rückstandsfrei wieder gelöst werden kann.It is therefore regarded as an object of the present invention to design a fastening device for temporarily fixing a load-bearing element on a surface in such a way that the fastening device is fastened in the simplest possible way to almost any desired surfaces and, following the intended use of the fastening device, rapidly and as far as possible without residue can be solved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Befestigungsvorrichtung mindestens eine Haftplatte mit einer nanostrukturierten Haftfläche aufweist, die mittels einer Betätigungseinrichtung auf die Oberfläche anpressbar und mindestens bereichsweise parallel zu der Oberfläche verlagerbar ist, wodurch eine Haftkraft zwischen der Haftfläche und der Oberfläche erzeugt wird.This object is achieved in that the fastening device has at least one adhesive plate with a nanostructured adhesive surface which can be pressed by means of an actuator on the surface and at least partially parallel to the surface, whereby an adhesive force between the adhesive surface and the surface is generated.

In den letzten Jahren wurden nanostrukturierte Haftflächen entwickelt, deren Aufbau und Formgebung sich an einem Vorbild in der Natur orientieren. Die nanostrukturierte Haftfläche kann einem Fuß eines Geckos nachempfunden sein, der in seiner natürlichen Umgebung auch an senkrechten Oberflächen oder überkopfhängend Halt findet. Es konnte gezeigt werden, dass feine mikrostrukturierte Härchen, die die Füße des Geckos bedecken, ganz wesentlich zu der Haftwirkung beitragen und Van-der-Waals-Kräfte sowie wahrscheinlich auch Kapillarkräfte für die außergewöhnlich hohe Haftwirkung verantwortlich sind. Obwohl die Grundlagenforschung noch nicht abgeschlossen ist, konnten bereits nanostrukturierte Haftflächen künstlich hergestellt werden, die beispielsweise als Klebeband Verwendung finden und außergewöhnlich hohe Haftkräfte aufweisen. Weitere Anwendungen wurden für die Automobilindustrie oder die Chipindustrie entwickelt. Die nanostrukturierte Haftfläche weist röhrenförmige Kohlenstoffstrukturen auf, deren Durchmesser im Bereich Mikrometer bis Nanometer liegt und deren Endbereiche vorzugsweise eine zusätzliche Strukturierung im Nanometer-Bereich aufweisen.In recent years, nanostructured adhesive surfaces have been developed whose design and shape are based on a model in nature. The nanostructured adhesive surface can be modeled on a foot of a gecko, which in its natural environment also finds support on vertical surfaces or overhead. It has been shown that fine microstructured hairs covering the gecko's feet contribute significantly to adhesion, and Van der Waals forces, and probably capillary forces, are responsible for the exceptionally high adhesion. Although basic research has not yet been completed, it has been possible to artificially produce nanostructured adhesive surfaces which are used, for example, as adhesive tape and have exceptionally high adhesive forces. Further applications have been developed for the automotive industry or the chip industry. The nanostructured adhesive surface has tubular carbon structures whose diameter is in the range of micrometers to nanometers and whose end regions preferably have additional structuring in the nanometer range.

Die Haftwirkung einer derartigen nanostrukturierten Haftfläche wird erfindungsgemäß deutlich vergrößert, indem die Haftfläche auf die Oberfläche angedrückt und zusätzlich mindestens bereichsweise parallel zu der Oberfläche geringfügig verschoben wird. Ebenso wie bei dem Vorbild aus der Natur wird die dabei erzeugte Haftkraft durch die seitliche Verlagerung der nanostrukturierten Haftfläche maßgeblich verbessert. Durch eine geeignete Ausgestaltung einer Wirkverbindung zwischen der Betätigungseinrichtung und der nanostrukturierten Haftfläche kann erreicht werden, dass die Betätigungseinrichtung beispielsweise ein Betätigungsknopf ist, der ausschließlich senkrecht zur Oberfläche verlagert und zum Betätigen zur Oberfläche hin eingedrückt werden kann, wobei entweder gleichzeitig oder sukzessive die nanostrukturierte Haftfläche an der Oberfläche angedrückt und parallel zur Oberfläche verschoben wird.The adhesion of such a nanostructured adhesive surface is significantly increased according to the invention by the adhesive surface is pressed onto the surface and additionally at least partially shifted slightly parallel to the surface. As with the model from nature, the adhesive force generated by this is due to the lateral Relocation of the nanostructured adhesive surface significantly improved. By means of a suitable embodiment of an operative connection between the actuating device and the nanostructured adhesive surface, it can be achieved that the actuating device is, for example, an actuating button which can be displaced exclusively perpendicular to the surface and pressed into the surface for actuation, whereby the nanostructured adhesive surface either simultaneously or successively pressed against the surface and moved parallel to the surface.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die mindestens eine Haftplatte um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und beabstandet zu der Schwenkachse entgegen einer Rückstellkraft zur Oberfläche hin verschwenkbar ist, und dass die Haftplatte mittels der Betätigungseinrichtung zur Oberfläche hin verlagerbar ist. In einer Ausgangsstellung, in der die Haftplatte beabstandet zu der Oberfläche in der Befestigungsvorrichtung gelagert ist, ist die Haftplatte nicht parallel zu der Oberfläche, sondern in einem Winkel ausgehend von der Schwenkachse schräg zu der Oberfläche hin verlaufend angeordnet. Die Schwenkachse weist demzufolge einen größeren Abstand als ein der Schwenkachse gegenüberliegender Bereich der Haftplatte auf.It is preferably provided that the at least one adhesive plate is pivotally mounted about a pivot axis and spaced from the pivot axis against a restoring force to the surface is pivotable, and that the adhesive plate is displaceable by means of the actuating device to the surface. In an initial position in which the adhesive plate is mounted spaced from the surface in the fastening device, the adhesive plate is not arranged parallel to the surface, but at an angle extending from the pivot axis obliquely to the surface. The pivot axis therefore has a greater distance than a region of the adhesive plate lying opposite the pivot axis.

Wenn die Haftplatte mit der Betätigungseinrichtung zur Oberfläche hin verlagert wird, berührt zunächst nur der der Schwenkachse gegenüberliegende Bereich der Haftplatte die Oberfläche. Durch ein weiteres Andrücken der Haftplatte wird die Haftplatte nicht nur zur Oberfläche hin verlagert, sondern gleichzeitig auch verschwenkt, bis in einer haftenden Endposition die Haftplatte vollständig auf der Oberfläche aufliegt und parallel zu der Oberfläche ausgerichtet ist.When the adhesive plate is displaced towards the surface with the actuating device, initially only the region of the adhesive plate lying opposite the pivot axis touches the surface. By further pressing the adhesive plate, the adhesive plate is not only displaced towards the surface, but also pivoted at the same time until the adhesive plate rests completely on the surface in an adhesive end position and is aligned parallel to the surface.

Durch den Schwenkvorgang der um die Schwenkachse schwenkbar gelagerten Haftplatte wird insbesondere der der Schwenkachse gegenüberliegende Bereich der Haftplatte während des Andrückvorgangs seitlich ausgelenkt. Diese seitliche Auslenkung der Haftplatte während des Verschwenkens der Haftplatte, die dadurch eine Verlagerung parallel zu der Oberfläche erfährt, reicht aus, um die Haftwirkung der in geeigneter Weise ausgestalteten nanostrukturierten Haftfläche erheblich zu steigern.As a result of the pivoting action of the adhesive plate pivotally mounted about the pivot axis, in particular the region of the adhesive plate opposite the pivot axis is deflected laterally during the pressing process. This lateral deflection of the adhesive plate during the pivoting of the adhesive plate, which thereby undergoes a displacement parallel to the surface, is sufficient to significantly increase the adhesion of the suitably designed nanostructured adhesive surface.

Gleichzeitig ist eine sehr einfache Bedienung der Befestigungsvorrichtung möglich, da die Betätigungseinrichtung ausschließlich senkrecht zur Oberfläche verlagert, beziehungsweise zur Oberfläche hin eingedrückt werden muss, um die gewünschte Haftwirkung zu erzeugen.At the same time, a very simple operation of the fastening device is possible, since the actuating device displaces exclusively perpendicular to the surface, or has to be pressed in towards the surface in order to produce the desired adhesive effect.

Einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung im Bereich der Schwenkachse mit der Haftplatte in Wirkverbindung steht. In einem der Schwenkachse gegenüberliegenden Bereich der Haftplatte kann eine Federeinrichtung angeordnet sein, mit welcher dieser Bereich der Haftplatte zur Oberfläche hin ausgelenkt und vorgespannt ist. Die dadurch bewirkte Verkippung der Haftplatte kann durch eine geeignete Ausgestaltung der Federeinrichtung oder durch zusätzliche Anschlagmittel vorgegeben und begrenzt sein.According to an embodiment of the inventive concept, it is provided that the actuating device is in operative connection with the adhesive plate in the region of the pivot axis. In a region of the adhesion plate opposite the pivot axis, a spring device can be arranged with which this region of the adhesion plate is deflected and prestressed towards the surface. The thus caused tilting of the adhesive plate may be predetermined and limited by a suitable embodiment of the spring means or by additional stop means.

Um in einer haftenden Endposition eine parallele Ausrichtung der Haftplatte relativ zur Oberfläche sowie einen ausreichenden Anpressdruck vorgeben zu können ist vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung beabstandet zu der Schwenkachse einen zur Haftplatte hin vorspringenden Druckanschlag aufweist, der bei einer Betätigung der Betätigungseinrichtung die Haftplatte zur Oberfläche hin andrückt. In der haftenden Endstellung wird die Haftplatte einerseits im Bereich der Schwenkachse und andererseits durch den zur Haftplatte hin vorspringenden Druckanschlag von der Betätigungseinrichtung auf die Oberfläche angedrückt.In order to be able to specify a parallel alignment of the adhesive plate relative to the surface and a sufficient contact pressure in an adhesive end position is provided that the actuating device spaced from the pivot axis to the adhesive plate projecting pressure stop which presses the adhesive plate to the surface upon actuation of the actuator , In the adhesive end position, the adhesive plate is pressed on the one hand in the region of the pivot axis and on the other hand by the pressure stop projecting towards the pressure plate from the actuator to the surface.

Durch Anschläge im Bereich einer Führung für die Betätigungseinrichtung kann zwischen der Oberfläche und der Haftplatte ein Mindestabstand vorgegeben und gewährleistet werden, um die nanostrukturierte Haftfläche der Haftplatte nicht durch einen übermäßigen Anpressdruck beschädigen oder zerstören zu können.By stops in the area of a guide for the actuator, a minimum distance between the surface and the adhesive plate can be specified and ensured in order not to damage or destroy the nanostructured adhesive surface of the adhesive plate by an excessive contact pressure.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung und die Haftplatte über eine Führungsfläche und ein Anschlagelement miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei die Führungsfläche mindestens bereichsweise einen Winkel zu der Oberfläche aufweist und die Haftplatte durch eine Verlagerung der Betätigungseinrichtung senkrecht zur Oberfläche entgegen einer Rückstellkraft parallel zur Oberfläche verlagert wird.According to another embodiment of the inventive concept it is provided that the actuating device and the adhesive plate are operatively connected to each other via a guide surface and a stop element, the guide surface at least partially has an angle to the surface and the adhesive plate by a displacement of the actuator perpendicular to the surface against a Restoring force is shifted parallel to the surface.

Das Betätigungselement kann an einem der Haftplatte zugewandten Ende eine schräg ausgerichtete Führungsfläche aufweisen, die mit einem an einer Rückseite der Haftplatte angeordneten, zur Betätigungseinrichtung hin vorspringenden Anschlagelement zusammenwirkt. Wenn die Betätigungseinrichtung zur Oberfläche hin verlagert wird, wird zunächst die Haftplatte ebenfalls zur Oberfläche hin verlagert, bis die Haftplatte auf der Oberfläche aufliegt.The actuating element may have at an end facing the adhesive plate an obliquely oriented guide surface which cooperates with a stop element arranged on a rear side of the adhesive plate and projecting towards the actuating device. When the actuator is displaced toward the surface, the adhesive plate is also initially displaced toward the surface until the adhesive plate rests on the surface.

Durch eine weitere Betätigung der Betätigungseinrichtung gleitet das Anschlagselement an der schräg angeordneten Führungsfläche entlang und bewirkt eine seitliche Verlagerung der Haftplatte.By a further actuation of the actuating device, the stop element slides along the obliquely arranged guide surface and causes a lateral displacement of the adhesive plate.

Eine Federeinrichtung wirkt der parallel zur Oberfläche erfolgenden seitlichen Verlagerung der Haftplatte entgegen, so dass bei einem Lösen der Betätigungseinrichtung die Haftplatte wieder seitlich in eine Ausgangsstellung zurückverlagert wird.A spring device acts parallel to the surface taking place lateral displacement of the Adhesive plate against, so that when releasing the actuator, the adhesive plate is laterally shifted back to a starting position.

Es ist ebenfalls denkbar, dass die Haftplatte um eine senkrecht zur Oberfläche verlaufende Drehachse verdrehbar gelagert ist. Wenn die Haftplatte verdreht wird, während die Haftplatte bereits auf der Oberfläche aufliegt und angedrückt wird, wird durch die Drehbewegung eine Verlagerung der nanostrukturierten Haftfläche parallel zur Oberfläche erzeugt. Dabei werden Bereiche der nanostrukturierten Haftfläche mit einem großen Abstand zur Drehachse stärker seitlich verlagert als Bereiche mit einem kleinen Abstand zur Drehachse.It is also conceivable that the adhesive plate is rotatably mounted about an axis of rotation perpendicular to the surface. If the adhesive plate is twisted while the adhesive plate is already resting on the surface and pressed, the rotational movement causes a displacement of the nanostructured adhesive surface parallel to the surface. In this case, areas of the nanostructured adhesive surface with a large distance from the axis of rotation are shifted more laterally than areas with a small distance to the axis of rotation.

Um ein Verdrehen der Haftplatte auf der Oberfläche zu ermöglichen ist vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung drehfest mit der Haftplatte verbunden ist. In diesem Fall muss die Betätigungseinrichtung zunächst zur Oberfläche hin eingedrückt und anschließend verdreht werden.In order to enable a twisting of the adhesive plate on the surface is provided that the actuator is rotatably connected to the adhesive plate. In this case, the actuator must first be pressed to the surface and then twisted.

Es ist ebenfalls denkbar, dass die Haftplatte mit der Betätigungseinrichtung über eine schraubenförmige Eingriffsführung in Wirkverbindung steht. Auf diese Weise kann durch eine Verlagerung der Betätigungseinrichtung ausschließlich in Richtung zur Oberfläche hin erreicht werden, dass sich die Haftplatte während des Andrückvorgangs auf die Oberfläche gleichzeitig dreht und dadurch eine für die Haftwirkung vorteilhafte Verlagerung der Haftplatte parallel zur Oberfläche erzeugt wird.It is also conceivable that the adhesive plate is in operative connection with the actuating device via a helical engagement guide. In this way it can be achieved by a displacement of the actuator exclusively in the direction towards the surface, that the adhesive plate rotates simultaneously during the pressing operation on the surface and thereby an advantageous for the adhesive effect displacement of the adhesive plate is generated parallel to the surface.

Da die Haftfläche der Haftplatte eine Strukturierung im Bereich von Nanometern bis Mikrometern aufweist, ist unabhängig von der Art und Weise der Lagerung der Haftplatte sowie deren Verlagerung während eines Betätigungsvorgangs grundsätzlich nur eine geringe seitliche Verlagerung erforderlich, um die gewünschte hohe Haftwirkung zu erreichen. Aus diesem Grund sind ein Verschwenken oder ein Verdrehen der Haftplatte in gleicher Weise wie eine ausschließlich parallel zur Oberfläche gerichtete seitliche Verlagerung gleichermaßen geeignet, um die gewünschte Haftwirkung zu erzeugen.Since the adhesive surface of the adhesive plate has a structuring in the range of nanometers to micrometers, regardless of the manner of storage of the adhesive plate and their displacement during an actuation process basically only a small lateral displacement is required to achieve the desired high adhesive effect. For this reason, pivoting or twisting the adhesive plate in the same way as lateral displacement directed exclusively parallel to the surface are equally suitable for producing the desired adhesive effect.

Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass die Befestigungsvorrichtung mehrere Haftplatten aufweist, die mit der Betätigungseinrichtung betätigbar sind. Die Haftplatten können beispielsweise kreissegmentförmig ausgestaltet sein und eine Kreisfläche im Wesentlichen vollständig bedecken. Durch die Verwendung mehrerer Haftplatten kann gewährleistet werden, dass die Befestigungsvorrichtung unabhängig von der durch den Befestigungsvorgang vorgegebenen Ausrichtung in alle Richtungen näherungsweise gleich stark belastet werden kann.According to an advantageous embodiment of the inventive idea, it is provided that the fastening device has a plurality of adhesive plates which can be actuated by the actuating device. The adhesive plates may, for example, be designed in the shape of a circle segment and substantially completely cover a circular area. By using a plurality of adhesive plates can be ensured that the fastening device can be charged approximately equally strong regardless of the predetermined by the attachment process orientation in all directions.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mindestens zwei Haftplatten in unterschiedliche Richtungen parallel zu der Oberfläche verlagerbar sind. Sofern durch die Art und Weise der Nanostrukturen der Haftfläche Vorzugsrichtungen ausgebildet werden, in denen die Haftwirkung stärker als in anderen Richtungen wirken kann, kann durch die Anordnung und Verlagerung von mehreren Haftplatten in unterschiedlichen Richtungen erreicht werden, dass die Befestigungsvorrichtung in mehreren Richtungen eine besonders große Haftwirkung aufweist.It is preferably provided that at least two adhesive plates are displaceable in different directions parallel to the surface. If preferred directions are formed by the manner of the nanostructures of the adhesive surface, in which the adhesive effect can act more than in other directions, can be achieved by the arrangement and displacement of several adhesive plates in different directions, that the fastening device in a plurality of directions a particularly large Has adhesive effect.

Um eine Beschädigung der nanostrukturierten Haftfläche zu vermeiden ist vorgesehen, dass die Haftplatte oder die Betätigungseinrichtung eine vorspringende Anschlagfläche aufweist, welche einen Mindestabstand der Haftplatte zu der Oberfläche vorgibt.In order to avoid damage to the nanostructured adhesive surface, it is provided that the adhesive plate or the actuating device has a projecting stop surface, which specifies a minimum distance of the adhesive plate to the surface.

Es ist ebenfalls denkbar, dass die Betätigungseinrichtung und die Haftplatte in einem die Haftplatte seitlich umgebenden Gehäuse gelagert sind und das Gehäuse Führungselemente für die Betätigungseinrichtung aufweist. Gleichzeitig kann das Gehäuse auch eine die Haftplatte seitlich umgebende und zur Oberfläche hin vorspringende Anschlagfläche aufweisen. Das Gehäuse kann so ausgestaltet sein, dass die Haftplatte oder die mehreren Haftplatten bei Nichtbenutzung in einem Innenraum des Gehäuses zurückgezogen gelagert sind und durch eine Betätigung der Betätigungseinrichtung bis in eine Endposition zu einer Außenseite des Gehäuses hin verlagert werden können, in der die Haftplatten flächenbündig mit einer die Haftplatte oder die Haftplatten seitlich umgebenden Außenkante des Gehäuses abschließen oder geringfügig über die seitlich umgebenden Außenkante des Gehäuses vorspringen.It is also conceivable that the actuating device and the adhesive plate are mounted in a housing laterally surrounding the adhesive plate and the housing has guide elements for the actuating device. At the same time, the housing can also have a contact surface laterally surrounding and projecting towards the surface stop surface. The housing may be configured so that the adhesive plate or the plurality of adhesive plates are stored retracted in an interior of the housing when not in use and can be displaced by an actuation of the actuator into an end position to an outside of the housing, in which the adhesive plates flush with one close the adhesive plate or the adhesive plates laterally surrounding outer edge of the housing or slightly projecting beyond the laterally surrounding outer edge of the housing.

An dem Gehäuse können weitere Befestigungsmittel wie beispielsweise Haken oder Bänder festgelegt oder befestigbar sein, welche zur Lastaufnahme von Lasten vorgesehen sind.On the housing further fastening means such as hooks or bands can be fixed or fastened, which are provided for load-bearing loads.

Um ein Ablösen der Befestigungsvorrichtung von der Oberfläche zu unterstützen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit einem Piezoelement ein Spannungspuls auf die Haftplatte ausgeübt werden kann. Das Piezoelement kann in der Befestigungsvorrichtung angeordnet sein und durch eine gesonderte Auslöseeinrichtung betätigt werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass das Piezoelement in einer gesonderten Auslöseeinrichtung angeordnet ist und bei einem Verbinden der gesonderten Auslöseeinrichtung mit der Befestigungsvorrichtung der Spannungspuls erzeugt und auf die Haftplatte übertragen wird. Durch den elektrischen Impuls werden elektrostatische Anziehungskräfte zwischen der nanostrukturierten Haftfläche und der Oberfläche verringert oder vollständig aufgehoben, so dass die Befestigungsvorrichtung in einfacher Weise wieder von der Oberfläche gelöst werden kann.In order to assist in detaching the fastening device from the surface, it is provided according to the invention that a voltage pulse can be exerted on the adhesive plate with a piezoelectric element. The piezoelectric element can be arranged in the fastening device and actuated by a separate triggering device. It is also conceivable that the piezoelectric element is arranged in a separate triggering device and, when the separate triggering device is connected to the fastening device, the voltage pulse is generated and transmitted to the adhesive plate. The electrical impulse reduces or completely eliminates electrostatic forces of attraction between the nanostructured adhesive surface and the surface, so that the Fastening device can be easily solved again from the surface.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgendankens näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:Hereinafter, embodiments of the Erfindungsgendankens are explained in more detail, which are illustrated in the drawing. It shows:

1a–1c eine Befestigungsvorrichtung mit einer Haftplatte, die eine nanostrukturierte Oberfläche aufweist und um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist, 1a - 1c a fastening device with an adhesive plate, which has a nanostructured surface and is pivotally mounted about a pivot axis,

2a–2c eine Befestigungsvorrichtung mit zwei schwenkbar gelagerten Haftplatten, 2a - 2c a fastening device with two pivotally mounted adhesive plates,

3a–3c eine Befestigungsvorrichtung mit einer Haftplatte, die entgegen einer Rückstellkraft seitlich verlagerbar ist, 3a - 3c a fastening device with an adhesive plate, which is laterally displaceable against a restoring force,

4a–4c eine Befestigungsvorrichtung mit einer drehbar gelagerten Haftplatte, und 4a - 4c a fastening device with a rotatably mounted adhesive plate, and

5a–5c eine schematische Darstellung eines stark vergrößerten Ausschnitts der nanostrukturierten Haftfläche während des Aufsetzens und Anhaftens, beziehungsweise während des anschließenden Lösens von einer Oberfläche. 5a - 5c a schematic representation of a greatly enlarged section of the nanostructured adhesive surface during placement and adherence, or during the subsequent release of a surface.

In den 1a–1c ist eine Befestigungsvorrichtung 1 schematisch dargestellt, die ein Gehäuse 2 aufweist, in dem eine Betätigungseinrichtung 3 senkrecht zu einer Oberfläche 4 verlagerbar gelagert ist. Die Betätigungseinrichtung 3 weist einen aus dem Gehäuse 2 herausragenden Betätigungsgriff 5 sowie in einem Innenraum 6 des Gehäuses 2 einen ersten seitlich abstehenden Schenkel 7 und einen zweiten in einer entgegengesetzten Richtung seitlich abstehenden Schenkel 8 auf. An dem ersten Schenkel 7 ist eine Haftplatte 9 um eine parallel zu der Oberfläche 4 ausgerichteten Schwenkachse 10 schwenkbar gelagert. An einem der Schwenkachse 10 gegenüberliegenden Bereich 11 der Haftplatte 9 ist die Haftplatte 9 über eine Druckfeder mit dem zweiten seitlich abstehenden Schenkel 8 der Betätigungseinrichtung 3 verbunden.In the 1a - 1c is a fastening device 1 shown schematically, a housing 2 in which an actuating device 3 perpendicular to a surface 4 is stored displaced. The actuating device 3 has one out of the case 2 outstanding operating handle 5 as well as in an interior 6 of the housing 2 a first laterally projecting leg 7 and a second leg projecting laterally in an opposite direction 8th on. On the first leg 7 is an adhesive plate 9 around one parallel to the surface 4 aligned pivot axis 10 pivoted. At one of the pivot axis 10 opposite area 11 the adhesive plate 9 is the adhesive plate 9 via a compression spring with the second laterally projecting leg 8th the actuator 3 connected.

Die Druckfeder 12 bewirkt, dass die Haftplatte 9 in einem in 1a schematisch dargestellten Ausgangszustand sowie während des in 1b schematisch dargestellten Betätigungsvorgangs zur Oberfläche 4 hin gedrückt wird. Während des Betätigungsvorgangs liegt bei einer Annäherung der Haftplatte 9 an die Oberfläche 4 zunächst der der Schwenkachse 10 gegenüberliegende Bereich 11 der Haftplatte 9 an der Oberfläche 4 an. Wenn die Betätigungseinrichtung 3 durch Ausüben einer Druckkraft auf den Betätigungsgriff 5 zunehmend weiter zur Oberfläche 4 hin verlagert wird, wird die Haftplatte 9 zunehmend um die Schwenkachse 10 verschwenkt, bis die Haftplatte 9 vollflächig auf der Oberfläche 4 aufliegt (1c). Durch einen zur Oberfläche 4 hin vorspringenden Druckanschlag 13, der an einem Ende des zweiten Schenkels 8 ausgebildet ist, wird gewährleistet, dass die Haftplatte 9 auch in dem der Schwenkachse 10 gegenüberliegenden Bereich 11 mit einem über die Betätigungseinrichtung 3 vorgebbaren Anpressdruck an die Oberfläche 4 angedrückt wird und nicht ausschließlich über die Druckfeder 12 an die Oberfläche 4 angedrückt wird.The compression spring 12 causes the adhesive plate 9 in an in 1a schematically illustrated initial state and during the in 1b schematically illustrated actuating operation to the surface 4 is pressed down. During the actuation process is at an approach of the adhesive plate 9 to the surface 4 first of the pivot axis 10 opposite area 11 the adhesive plate 9 on the surface 4 at. When the actuator 3 by exerting a compressive force on the operating handle 5 increasingly to the surface 4 is shifted, the adhesive plate 9 increasingly around the pivot axis 10 pivoted until the adhesive plate 9 full surface on the surface 4 rests on ( 1c ). Through one to the surface 4 towards projecting pressure stop 13 , at one end of the second leg 8th is formed, it is ensured that the adhesive plate 9 also in the pivot axis 10 opposite area 11 with one over the actuator 3 specifiable contact pressure to the surface 4 is pressed and not exclusively on the compression spring 12 to the surface 4 is pressed.

Durch das Verschwenken der Haftplatte 9 während des in 1b dargestellten Andrückvorgangs wird eine seitliche Verlagerung der Haftplatte 9 und damit einer der Oberfläche 4 zugewandten nanostrukturierten Haftfläche 14 vorgegeben.By pivoting the adhesive plate 9 during the in 1b shown Andrückvorgangs is a lateral displacement of the adhesive plate 9 and thus one of the surface 4 facing nanostructured adhesive surface 14 specified.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wie auch in allen weiteren Ausführungsbeispielen muss die Betätigungseinrichtung 3 durch geeignete, jedoch nicht dargestellte Führungselemente an dem Gehäuse 2 festgelegt und gelagert sein. Zudem muss die Betätigungseinrichtung 3 in einer vollständig zur Oberfläche 4 hin verlagerten Endstellung beispielsweise rastend festlegbar sein, um über einen längeren Zeitraum die Haftwirkung zwischen der Haftplatte 9 und der Oberfläche 4 beibehalten zu können und ein unbeabsichtigtes Lösen voneinander zu vermeiden.In this embodiment, as in all other embodiments, the actuator 3 by suitable, but not shown guide elements on the housing 2 be set and stored. In addition, the actuator must 3 in a completely to the surface 4 shifted end position, for example, be restrained lockable over a longer period of time, the adhesion between the adhesive plate 9 and the surface 4 to be able to maintain and avoid accidental release from each other.

Bei dem in den 2a–2c schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Haftplatten 9, 9' jeweils an den äußeren Enden der beiden Schenkel 7, 8 um eine zugeordnete Schwenkachse 10, 10' schwenkbar gelagert. Durch zwei Druckfedern 12, 12' wird gewährleistet, dass die beiden Haftplatten 9, 9' in unbelasteten Zustand zur Oberfläche hin ausgelenkt sind.In the in the 2a - 2c schematically illustrated embodiment are two adhesive plates 9 . 9 ' each at the outer ends of the two legs 7 . 8th around an associated pivot axis 10 . 10 ' pivoted. By two compression springs 12 . 12 ' will ensure that the two adhesive plates 9 . 9 ' are deflected in the unloaded state to the surface.

Bei dem in den 3a–3c schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Haftplatte 9 an einer der Betätigungseinrichtung 3 zugewandten Seite eine vorspringende Ausformung 15 mit einer Führungsfläche 16 auf, die einen Winkel zur Oberfläche 4 aufweist. An der Betätigungseinrichtung 3 ist ein an die Ausformung 15 angepasstes Anschlagelement 17 ausgebildet, das an der Führungsfläche 16 anliegt und bei einem Niederdrücken der Betätigungseinrichtung zur Haftplatte 9 hin an der Führungsfläche 16 entlang gleitet und einen seitlichen Versatz der Haftplatte 9 erzwingt. Durch eine Federeinrichtung 18 wird die Haftplatte 9 wieder in eine Ausgangsposition parallel zu der Oberfläche 4 zurückverschoben, sobald die Betätigungseinrichtung 3 von der Haftplatte 9 wieder entfernt wird.In the in the 3a - 3c schematically illustrated embodiment, the adhesive plate 9 on one of the actuating device 3 facing side a projecting shape 15 with a guide surface 16 at an angle to the surface 4 having. At the actuator 3 is a to the shaping 15 adapted stop element 17 formed on the guide surface 16 is applied and upon depression of the actuator to the adhesive plate 9 towards the guide surface 16 along slides and a lateral offset of the adhesive plate 9 forces. By a spring device 18 becomes the adhesive plate 9 back to a starting position parallel to the surface 4 moved back as soon as the actuator 3 from the adhesive plate 9 is removed again.

Bei dem in 4a–4c schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Haftplatte 9 um eine senkrecht zur Oberfläche 4 gerichtete Drehachse 19 verdrehbar gelagert. Die Haftplatte 9 steht über einen schraubenförmigen Führungseingriff 20 mit der Betätigungseinrichtung 3 in Eingriff, so dass bei einer Verlagerung der Betätigungseinrichtung 3 senkrecht zur Oberfläche 4 hin gleichzeitig eine Drehbewegung der Haftplatte 9 um die Drehachse 19 bewirkt wird, bis die Haftplatte 9 auf der Oberfläche 4 aufliegt. Durch eine Federeinrichtung 21 wird gewährleistet, dass sich die Haftplatte 9 bei einem Lösen bzw. Entfernen der Betätigungseinrichtung 3 von der Oberfläche 4 weg wieder in eine Ausgangsstellung zurückdreht.At the in 4a - 4c schematically illustrated embodiment is the adhesive plate 9 around one perpendicular to the surface 4 directed axis of rotation 19 rotatably mounted. The adhesive plate 9 is about a helical guide engagement 20 with the actuator 3 engaged so that upon displacement of the actuator 3 perpendicular to the surface 4 towards a simultaneous rotation of the adhesive plate 9 around the axis of rotation 19 is effected until the adhesive plate 9 on the surface 4 rests. By a spring device 21 will ensure that the adhesive plate 9 upon release of the actuator 3 from the surface 4 turns back to a starting position again.

In den 5a bis 5c ist ein Ausschnitt aus der nanostrukturierten Haftfläche 14 vergrößert und in schematischer Darstellung abgebildet. Die in 5a gezeigte Haftplatte 9 weist im Bereich der Haftfläche 14 Kohlenstoffröhrchen 22 auf, die ihrerseits an einem der Haftplatte 9 entgegengesetzten Ende eine nanostrukturierte Oberfläche 23 aufweisen. Nach dem Aufsetzen der nanostrukturierten Oberflächen 23 der Enden der Kohlenstoffröhrchen 22 und einem anschließenden seitlichen Verschieben der Haftplatte 9 einschließlich der Kohlenstoffröhrchen 22 und der daran ausgebildeten nanostrukturierten Oberflächen 23 entstehen auf Grund der sich einstellenden lokalen Ladungsverteilungen Van-der-Waals-Kräfte zwischen der Haftfläche 14 und der Oberfläche 4 (5b). Zum erleichterten Ablösen der Haftplatte 9 bzw. der Kohlenstoffröhrchen 22 von der Oberfläche 4 wird die Haftplatte 9 einschließlich der einzelnen Kohlenstoffröhrchen 22 mit einem Ladungsimpuls beaufschlagt, so dass keine anziehenden Kräfte mehr zwischen der Haftfläche 14 und der Oberfläche 4 bestehen, sondern abstoßende Kräfte ein Lösen voneinander erleichtern.In the 5a to 5c is a section of the nanostructured adhesive surface 14 enlarged and shown in a schematic representation. In the 5a shown adhesive plate 9 points in the area of the adhesive surface 14 Carbon tubes 22 on, in turn, on one of the adhesive plate 9 opposite end of a nanostructured surface 23 exhibit. After placement of the nanostructured surfaces 23 the ends of the carbon tubes 22 and a subsequent lateral displacement of the adhesive plate 9 including the carbon tubes 22 and the nanostructured surfaces formed thereon 23 arise due to the adjusting local charge distributions van der Waals forces between the adhesive surface 14 and the surface 4 ( 5b ). For easier detachment of the adhesive plate 9 or the carbon tube 22 from the surface 4 becomes the adhesive plate 9 including the individual carbon tubes 22 subjected to a charge pulse, so that no attractive forces between the adhesive surface 14 and the surface 4 exist but repulsive forces facilitate a separation from each other.

Claims

Fastening device for temporarily fixing a load-bearing element to a surface, characterized in that the fastening device ( 1 ) at least one adhesive plate ( 9 . 9 ' ) with a nanostructured adhesive surface ( 14 ), which by means of an actuating device ( 3 ) on the surface ( 4 ) and at least partially parallel to the surface ( 4 ) is displaceable, whereby an adhesive force between the nanostructured adhesive surface ( 14 ) and the surface ( 4 ) is produced.

Fastening device according to claim 1, characterized in that the at least one adhesive plate ( 9 . 9 ' ) about a pivot axis ( 10 . 10 ' ) pivotally mounted and spaced from the pivot axis ( 10 . 10 ' ) against a restoring force to the surface ( 4 ) is pivotable, and that the adhesive plate ( 9 . 9 ' ) by means of the actuating device ( 3 ) to the surface ( 4 ) is displaced towards.

Fastening device according to claim 2, characterized in that the actuating device ( 3 ) in the region of the pivot axis ( 10 . 10 ' ) with the adhesive plate ( 9 . 9 ' ) is in operative connection.

Fastening device according to claim 3, characterized in that the actuating device ( 3 ) spaced from the pivot axis ( 10 . 10 ' ) one to the adhesive plate ( 9 . 9 ' ) projecting pressure stop ( 13 ), which upon actuation of the actuating device ( 3 ) the adhesive plate ( 9 . 9 ' ) to the surface ( 4 ) pushes.

Fastening device according to claim 1, characterized in that the actuating device ( 3 ) and the adhesive plate ( 9 ) via a guide surface ( 16 ) and a stop element ( 17 ) are in operative connection with each other, wherein the guide surface ( 16 ) at least partially an angle to the surface ( 4 ) and the adhesive plate ( 9 ) by a displacement of the actuator ( 3 ) perpendicular to the surface ( 4 ) against a restoring force parallel to the surface ( 4 ) is relocated.

Fastening device according to claim 1, characterized in that the adhesive plate ( 9 ) around one perpendicular to the surface ( 4 ) extending axis of rotation ( 19 ) is rotatably mounted.

Fastening device according to claim 6, characterized in that the actuating device ( 3 ) rotatably with the adhesive plate ( 9 ) connected is.

Fastening device according to claim 6, characterized in that the adhesive plate ( 9 ) with the actuating device ( 3 ) via a helical engagement guide ( 20 ) is in operative connection.

Fastening device according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening device ( 1 ) several adhesive plates ( 9 . 9 ' ) connected to the actuating device ( 3 ) are operable.

Fastening device according to claim 9, characterized in that the at least two adhesive plates ( 9 . 9 ' ) in different directions parallel to the surface ( 4 ) are relocatable.

Fastening device according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesive plate ( 9 . 9 ' ) or the actuating device ( 3 ) has a projecting abutment surface which a minimum distance of the adhesive plate ( 9 . 9 ' ) from the surface ( 4 ) pretends.

Fastening device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating device ( 3 ) and the adhesive plate ( 9 . 9 ' ) in one the adhesive plate ( 9 . 9 ' ) laterally surrounding housing ( 2 ) are stored and the housing ( 2 ) Guide elements for the actuating device ( 3 ) having.

Fastening device according to one of the preceding claims, characterized in that a piezoelectric element with a voltage pulse on the adhesive plate ( 9 . 9 ' ) can be exercised.