DE1625396B2

DE1625396B2 - PANEL CONNECTION

Info

Publication number: DE1625396B2
Application number: DE19671625396
Authority: DE
Inventors: James H.; Flanagan jun. William O.; St. Paul Minn. Kayser (V.St.A.)
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1966-07-07
Filing date: 1967-07-06
Publication date: 1976-01-15
Also published as: DE1625396A1; US3408705A; GB1196655A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Plattenverbindung der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen und z.B. durch die US-PS 24 99 898 bekanntgewordenen Art.The invention is based on a plate connection as specified in the preamble of the claim and e.g. by the US-PS 24 99 898 known Art.

Verschiedene Arten von Plattenverbindungen mit zwei Körpern oder zwei einzelnen »Befestigungsmitteln«, die innerhalb eines Bezirks oder einer Fläche aneinanderhaften, sind z. B. aus den amerikanischen Patentschriften 24 99 898 und 31 92 589 bekanntgeworden. Die einzelnen Befestigungsmittel weisen Funktionsflächen auf, bei denen an einer Basis Muster von mit Köpfen versehenen Elementen an bestimmten Stellen in bezug auf einander angeordnet sind. Die Muster bestehen im allgemeinen aus geraden Reihen von in gleichen Abständen angeordneten Elementen. Werden die Körper miteinander in Eingriff gebracht, so werden die Köpfe der Elemente des einen Körpers zwischen den Köpfen der Elemente und der Basis des anderen Körpers festgehalten.Different types of panel connections with two bodies or two individual "fasteners", that adhere to one another within a district or an area are z. B. from the American patents 24 99 898 and 31 92 589 become known. The individual fasteners have functional surfaces on which on a base pattern of elements provided with heads at certain points are arranged with respect to each other. The patterns generally consist of straight rows of in equally spaced elements. When the bodies are brought into engagement with one another, so will the heads of the elements of one body between the heads of the elements and the base of the other Body held.

Die Plattenverbindung nach den genannten Patent-Schriften sind für einige Verwendungszwecke befriedigend. Wird jedoch versucht, die Körper oder Befestigungsmittel unter beliebigen Winkeln in bezug aufeinander in Eingriff zu bringen, z. B. wenn die Reihen der Elemente des einen Befestigungsmittels nicht parallel zu den Reihen von Elementen des anderen Befestigungsmitlels verlaufen, so ist ein gegenseitiger Eingriff unmöglich, und die Funktionsflächen werden beschädigt, d. h. einige Elemente werden angebrochen, oder es wird bestenfalls ein unbefriedigender Eingriff erreicht, wobei für die Herstellung des Eingriffs eine verhältnismäßig starke Kraft und zum Lösen der beiden Körper voneinander eine verhältnismäßig schwache Kraft erforderlich ist.The plate connection according to the cited patent documents are satisfactory for some purposes. However, attempts are made to place the bodies or fasteners at arbitrary angles with respect to one another to engage, e.g. B. when the rows of elements of one fastener are not parallel run to the rows of elements of the other fastener, it is a mutual engagement impossible and the functional surfaces will be damaged, i. H. some elements are broken, or it at best, an unsatisfactory engagement is achieved, with one being proportionate for the establishment of the engagement strong force and a relatively weak force required to detach the two bodies from each other is.

Die Notwendigkeit, die Befestigungsmittel vor dem *° Eingriff sorgfältig aufeinander ausrichten zu müssen, begrenzt deren Verwendbarkeit, da es in vielen Anwendungsgebieten in der Industrie und im Haushalt undurchführbar ist, die komplementären Befestigungsmittel beim Zusammensetzen für den Gebrauch aufeinan- ^6s der auszurichten. Werden die komplementären Körper an steifen Unterlagen angebracht, z. B. an Metall oder Holz, so können die Befestigungsmittel beim EingriffTo align the necessity of the fasteners before the * ° pressure carefully coordinated, limiting their utility because it is impracticable in many applications in industry and in the household, the complementary fasteners during assembly for use consecu- ^6s of the orient. If the complementary bodies are attached to rigid supports, e.g. B. on metal or wood, the fasteners can be used when engaging

nicht in bezug aufeinander verschoben und ausgerichtetnot shifted and aligned with respect to each other

werden. ;will. ;

Eine zweite allgemeine Ausführung einer Plattenverbindung, bei dem die komplementären Körper innerhalb eines Bezirks festgehalten werden, ist in der amerikanischen Patentschrift 27 17 437 beschrieben. Diese Körper oder Befestigungsmittel können unter beliebigen Winkeln in bezug aufeinander in Eingriff gebracht werden, weisen jedoch nur eine sehr geringe Haltekraft auf und unterscheiden sich in der Arbeitsweise und dem Aufbau wesentlich von den zuvor erwähnten Plattenverbindungen sowie von den Plattenverbindungen nach der Erfindung.A second general design of a plate connection, in which the complementary bodies within of a district is described in US Pat. No. 2,717,437. These Bodies or fasteners can be engaged at any angle with respect to one another , however, have only a very low holding force and differ in the way they work and the Structure essentially depends on the previously mentioned plate connections as well as from the plate connections the invention.

Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, Plattenverbindungen der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß ein Eingriff unter jedem Winkel der Platten bei stets gleich guter Haltekraft möglich ist.It is therefore the object of the present invention to provide panel connections of the im To improve the preamble of claim specified type that an engagement at any angle of Plates with the same good holding force is possible.

Die Lösungsmittel dieser Aufgabe sind im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs dargestellt.The solvents for this task are shown in the characterizing part of the claim.

Es hat sich somit als möglich erwiesen, Plattenverbindungen herzustellen, bei denen vor dem Eingriff der Platten keine sorgfältige Ausrichtung erforderlich ist, und die eine starke Haltekraft aufweisen und verhältnismäßig leicht herzustellen sind. Die Kupplungselemente werden nicht beschädigt, und die zum Zusammenfügen der Plattenverbindung erforderliche Kraft und die einer Trennung entgegenwirkende Kraft ist jeweils die gleiche unabhängig von der gegenseitigen Ausrichtung der Befestigungsmittel.It has thus been found possible to produce plate connections in which the prior to engagement Plates do not require careful alignment, and which have a strong holding force and are proportionate are easy to manufacture. The coupling elements are not damaged, and those for joining the force required for the plate connection and the force counteracting a separation is respectively the same regardless of the mutual orientation of the fastening means.

Die Plattenverbindung nach der Erfindung weist komplementäre Paare von ineinandergreifenden einstückigen Platten oder »Befestigungsmitteln« auf, von denen jedes eine verhältnismäßig steife Basis besitzt, von der aus eine Vielzahl von elastischen Kupplungselementen abgeht, von denen jedes Element aus einem Stiel besteht, der in einem verbreiterten Kopfteil endet, wobei der Standort eines jeden Kupplungselements unbestimmt ist in bezug auf die Standorte der anderen Kupplungselemente.The panel connection according to the invention comprises complementary pairs of interlocking one-piece Plates or "fasteners", each of which has a relatively rigid base, from which goes off a plurality of elastic coupling elements, each of which consists of one There is a stem that ends in a widened head part, the location of each coupling element indefinitely is with respect to the locations of the other coupling elements.

Die Plattenverbindung nach der Erfindung weist eine starke Haltekraft auf, und deren Zusammenhalt ist im wesentlichen unabhängig von der jeweiligen relativen Winkellage, unter denen die Flächen miteinander in Eingriff stehen, und von den Stellungen der miteinander im Eingriff stehenden Flächen, d. h. die Art des Eingriffs ist im wesentlichen unabhängig von Drehungen und Verschiebungen der Lage der komplementären Befestigungsmittel in bezug aufeinander. Diese können daher iin wesentlichen als isotrop angesehen werden. Bei jeder Eingriffslage befinden sich viele oder die meisten Kupplungselemente der Flächen außerhalb deren normaler unbeanspruchter Stellung (in der die Elemente nicht miteinander in Eingriff stehen). Die Richtung und das Ausmaß der Beanspruchung eines einzelnen Kupplungselements ist allgemein unbestimmt und nicht vorherbestimmbar, wenn die Flächen zusammengefügt sind.The panel connection according to the invention has a strong holding force, and their cohesion is in essentially independent of the respective relative angular position under which the surfaces are connected to each other Are engaged, and from the positions of the interengaging surfaces, i. H. the nature of the intervention is essentially independent of rotations and displacements of the position of the complementary fastening means in relation to each other. These can therefore essentially be viewed as isotropic. In each position of engagement, many or most of the coupling elements of the surfaces are located outside of them normal unstressed position (in which the elements are not engaged with each other). The direction and the amount of stress on an individual coupling element is generally indeterminate and not predictable when the surfaces are joined.

Die Erfindung wird an Hand mehrerer Ausführungs· beispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigtThe invention is explained in more detail on the basis of several exemplary embodiments in connection with the drawing explained. Here shows

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Befestigungsmittel nach der Erfindung mit Kupplungselementen, deren Kopfteil einen gleichmäßigen kreisrunden .Querschnitt aufweisen, und deren Anordnung regellos isv, wobei die Stiele von den Kopfteilen verdeckt werden,F i g. 1 is a plan view of a fastening means according to the invention with coupling elements, whose Head section have a uniform circular cross-section, and their arrangement is irregular, with the Stems are covered by the headboards,

F i g. 2 ein Ausschnitt aus einer Seitenansicht nach der F i g. 1, wobei die Kupplungselemente im wesentli-F i g. FIG. 2 shows a detail from a side view according to FIG. 1, the coupling elements essentially

chen kugelförmige Kopfteile g!»icher Größe aufweisen,small spherical head parts of a larger size,

F i g. S ein Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Teils des Befestigungsmittels nach der Erfindung, wobei die Kupplungselemente mit geschoßförmigen Kopftcilen versehen sind,F i g. S a section from a side view of a Part of the fastening means according to the invention, wherein the coupling elements with bullet-shaped Head sections are provided,

Fig.4 eine Draufsicht auf einen Teil des Befestigungsmittels nach der Erfindung, wobei die Kupplungselemente in Gruppen auf den Eckpunkten von Dreiekken angeordnet sind, wobei die Gruppen jedoch regellos angeordnet sind,4 shows a plan view of part of the fastening means according to the invention, the coupling elements in groups on the corner points of triangles are arranged, but the groups are arranged randomly,

F i g. 5 ein Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines weiteren Teils des Befestigungsmittels nach der Erfindung in einer Zwischenstufe der Fertigung mit verschiedenen kopflosen Stielen, die einen zylindrischen Querschnitt aufweisen und an den Enden Flächen, die schräg zur Achse des Stiels oder Schafts verlaufen,F i g. 5 shows a detail from a side view of a further part of the fastening means according to the invention in an intermediate stage of production with various headless handles that have a cylindrical shape Have cross-section and at the ends surfaces that run obliquely to the axis of the stem or shaft,

F i g. 6 ein Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Befestigungsmittels, wobei die Stiele oder Schäfte mit unsymmetrisch angeordneten Kopfteilen versehen sind, die durch Erhitzen und Schmelzen der Stiele der Ausführung nach der F i g. 5 hergestellt worden sind,F i g. 6 shows a detail from a side view of a fastening means, the stems or shafts being provided with asymmetrically arranged head parts which, by heating and melting the stems of the embodiment according to FIG. 5 have been produced,

F i g. 7 ein Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Teils des Befestigungsmittels, wobei die Stiele oder Schäfte der Kupplungselement eine unterschiedliche Länge aufweisen und mit verschieden großen kugelförmigen Köpfen versehen sind. Der größeren Übersichtlichkeit wegen ist in den F i g. 2, 3, 5 bis 7 das Feld der Elemente nur bis zu einer Tiefe von einem oder zwei Elementen dargestellt.F i g. 7 shows a detail from a side view of part of the fastening means, the stems or Shanks of the coupling element have different lengths and spherical shapes of different sizes Heads are provided. For the sake of greater clarity, FIGS. 2, 3, 5 to 7 the field of the Items shown only to a depth of one or two items.

Die einzelnen Kupplungselemente sind steif, dornartig elastisch und einstückig, während die Basis der einstückigen Befestigungsmittel verhältnismäßig steif ist. Die Basis bleibt während des Zusammenfügens und Trennens der Plattenverbindung im wesentlichen unverformt. Die Elemente suchen einer Ortsversetzung einen Widerstand entgegenzusetzen, biegen sich jedoch normalerweise auf Grund der bei dem Zusammenfügen der Plattenverbindung auftre'enden Kräfte beiseite. Dieser Widerstand gegen eine Ortsversetzung, der von Element zu Element über die Grundplatte oder Basis übertragen wird, ist für die große Haltekraft wichtig.The individual coupling elements are rigid, resilient like a spike and in one piece, while the base of the one-piece Fastening means is relatively stiff. The base remains during the assembly and Separating the plate connection essentially undeformed. The elements are looking for a local offset to oppose a resistance, however, usually bend due to the assembly the forces arising from the plate connection aside. This resistance to displacement, which is transferred from element to element via the base plate or base is for the great holding power important.

Der Ausdruck »unregelmäßig« bezieht sich auf die relativen Standorte der Kupplungselemente, die mathematisch nicht vorherbestimmbar sind. Dies kann eine Folge der regellosen Verteilung der Standorte der einzelnen Elemente oder der Köpfe der einzelnen Elemente oder der Ausrichtung der unsymmetrischen Köpfe der Elemente sein. In allen diesen Fällen sind die Elemente unregelmäßig angeordnet, d. h. deren Standorte können nicht vorausbestimmt werden. Diese Regellosigkeit kann in nur einer oder in mehreren Koordinaten bestehen, die zum Beschreiben der Standorte benutzt werden. Wird zum Bestimmen der Standorte der Elemente z. B. das rechteckige Koordinatensystem benutzt, so können die Längen- und Breitenmessungen geregelt, die Höhenmessung jedoch ungeregelt sein, so daß der Ort eines Elements mathematisch nicht vorausbestimmbar wäre.The term "irregular" refers to the relative locations of the coupling elements, which mathematically are not predictable. This can be a consequence of the random distribution of the locations of each Elements or the heads of the individual elements or the alignment of the asymmetrical Be heads of the elements. In all of these cases the elements are arranged irregularly, i. H. their locations cannot be predetermined. This randomness can be in just one or in several coordinates that are used to describe the locations. Used to determine the locations of the Elements z. If, for example, the rectangular coordinate system is used, the length and width measurements regulated, the height measurement, however, be unregulated, so that the location of an element cannot be mathematically determined in advance were.

Die F i g. 1 bis 3 zeigen einen Teil der Befestigungsmittel der Plattenverbindung, wobei die gesamten Kupplungselemente unregelmäßig angeordnet sind. Auch Befestigungsmittel, bei denen nur die Köpfe der Elemente unregelmäßig angeordnet sind, wie dies in der F i g. 1 dargestellt ist, während die Schäfte oder Stiele der Elemente an der Basis regelmäßig angeordnet sind, sind nach der Erfindung möglich.The F i g. 1 to 3 show part of the fastening means of the panel connection, the entire Coupling elements are arranged irregularly. Also fasteners where only the heads of the Elements are arranged irregularly, as shown in FIG. 1 is shown while the shafts or Stems of the elements are arranged regularly on the base, are possible according to the invention.

Die F i g. 4 zeigt ein Befestigungsmittel mit gruppenweise regelmäßig angeordneten Elementen, wobei die Gruppen selbst in bezug aufeinander unregelmäßig angeordnet sind. Solche Flächen weisen allgemein eine unregelmäßige Anordnung auf, und deren Wirkungsweise ist im wesentlichen isotropisch wie bei den anderen Befestigungsmitteln nach der Erfindung.The F i g. 4 shows a fastening means with elements arranged regularly in groups, the Groups themselves are arranged irregularly with respect to one another. Such areas generally have a irregular arrangement, and their operation is essentially isotropic as with the others Fastening means according to the invention.

Obwohl die mit Köpfen versehenen Elemente eine unregelmäßige Anordnung aufweisen, so bestehen doch hierbei gewisse Einschränkungen. So muß zwisehen den Elementen genügend Raum vorhanden sein, so daß ein Zusammenfügen möglich ist, während andererseits die Elemente so nahe beieinander stehen müssen, daß ein kräftiger Eingriff erreicht wird. Die Gesamtdichte der Elemente pro Flächeninhalt und dieAlthough the headed elements are irregularly arranged, they do exist but there are certain restrictions. So must be between the elements must have enough space so that they can be joined together, while on the other hand the elements must be so close together that a strong engagement is achieved. the Total density of elements per area and the

>s Bereiche zulässiger Größen und Formen können zum Beeinflussen dieser Faktoren benutzt werden. Die Dichte der Elemente kann durch Beschränkung auf die Entfernung zwischen den Elementen begrenzt werden z. B. Mindest- und Höchstentfernungen, Proportionen der Abstände usw. oder durch Einschränken des Raumvolumens, in dem die Elemente sich befinden können. Die Orte der Köpfe können gleichfalls zum Durchmesser des Schafts oder zu anderen Parametern in Beziehung gesetzt werden.> s ranges of acceptable sizes and shapes can be used to influence these factors. the Element density can be limited by limiting the distance between elements z. B. Minimum and maximum distances, proportions of the distances, etc. or by restricting the volume of the room, in which the elements can be located. The locations of the heads can also be related to the diameter of the stem or other parameters.

Eine Eingriffsbewegung bedingt die Bewegung der Köpfe der Elemente eines jeden Befestigungsmittels an den Köpfen der Elemente des anderen Befestigungsmittels vorbei und umfaßt den Anfangseingriff der Befestigungsmittel und ein Verschieben der Befestigungsmittel in bezug aufeinander in gewissen Fällen. Die Köpfe der Elemente des einen Befestigungsmittels drücken während des Zusammenfügens gegen die Köpfe der Elemente des anderen Befestigungsmittels, und eine Verbindung ist erfolgt, wenn die Köpfe der EIemente des einen Befestigungsmittels zwischen den Köpfen der Elemente und der Basisplatte des anderen Befestigungsmittels festgehalten werden, d. h. die Köpfe des anderen Befestigungsmittels hintergreifen. Bei jedem Zusammenfügen erfolgt eine elastische Verformung einer großen Anzahl von Elementen innerhalb der proportionalen Grenzen des elastischen Materials, wonach mindestens teilweise eine Rückkehr in den ursprünglichen Zustand erfolgt, wenn die neue Stellung erreicht ist. Das Verhalten eines oder mehrerer bestimmter Elemente bei einem besonderen Eingriff kann nicht als typisch für die Mehrzahl der Elemente angesehen werden, d. h. ein Element kann einfach zur Seite gebogen sein, ohne daß sich an dessen Kopf die Köpfe benachbarter Elemente vorbeibewegt haben. Ferner kann ein bestimmtes Element während des Zusammenfügens elastisch verformt werden und nach Erreichen des Eingriffs nur teilweise in den ursprünglichen Zustand zurückkehren.An engaging movement causes movement of the heads of the elements of each fastener the heads of the elements of the other fastener and includes the initial engagement of the fasteners and a displacement of the fastening means with respect to one another in certain cases. the Heads of the elements of the one fastener press against the heads during assembly the elements of the other fastening means, and a connection is made when the heads of the EIemente one fastener between the heads of the elements and the base plate of the other Fasteners are retained, d. H. engage behind the heads of the other fastener. at each time they are joined, there is elastic deformation of a large number of elements within the proportional limits of the elastic material, according to which, at least in part, a return to the original Status occurs when the new position is reached. The behavior of one or more specific Elements in a particular intervention cannot be regarded as typical of the majority of the elements be, d. H. an element can simply be bent to one side without the heads moving at its head adjacent elements have moved past. Furthermore, a certain element can be used during assembly are elastically deformed and after reaching the engagement only partially in the original state to return.

Die Befestigungsmittel können zugleich über die ganze Fläche hinweg miteinander in Eingriff gebracht werden, obwohl bei einigen besonderen Ausführungen ein gleichzeitiges Ineingriffbringen schwierig oder unmöglich ist, so daß ein fortschreitendes Zusammenfügen durchgeführt wird, d. h. der Eingriff schreitet von der einen Seite aus zur anderen Seite fort. Die Grundplatte eines im Eingriff stehenden Befestigungsmittels kann konkav gestaltet sein.The fastening means can at the same time be brought into engagement with one another over the entire surface although in some particular designs, simultaneous engagement becomes difficult or impossible so that progressive joining is performed, i. H. the intervention progresses one side out to the other side. The base of an engaged fastener can be designed concave.

Von den Veränderlichen bei der Ausgestaltung der Befestigungsmittel seien angeführt die Länge, der Durchmesser, die Form, die Zusammensetzung, die Steifheit und der Winkel, den die Schäfte der Elemente mit der Basis bilden, ferner die Zusammensetzung, die Form, die Größe und der Widerstand gegen eine Ver-Of the variables in the design of the fastening means, the length, the The diameter, the shape, the composition, the stiffness and the angle made by the shafts of the elements form with the base, furthermore the composition, the shape, the size and the resistance to

Claims

Claim:

Plate connection, consisting of two interacting uniform parts, each of which has a base plate with a variety of flexible Having coupling elements with stem and head part, the head parts on the head parts of the Coupling elements of the opposite plate resting against and past it during the engagement and are essentially non-deformable, and wherein the base plates when in and Disengaging are not deformable, thereby characterized in that the position of each head part of the coupling elements with reference to > 5 the other header elements in the same part is irregular and so is the distribution of the Clearances on the base plate so that the parts are engaged in every possible angular orientation and is possible at any location in the plane of any *> base plate.