DE1625396C3 - Plattenverbindung - Google Patents

Description

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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.

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 3192 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.

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 Befestigungsmittels 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.

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 aufeinander auszurichten. Werden die komplementären Körper an steifen Unterlagen angebracht, z. B. an Metall oder HcL, so können die Befestigungsmittel beim Eingriff

nicht in bezug aufeinander verschoben und ausgerichtet

werdea

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.

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.

Die Lösungsmittel dieser Aufgabe sind im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs dargestellt.

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 jeweil·: die gleiche unabhängig von der gegenseitigen Ausrichtung der Befestigungsmittel.

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 verbreitei ten Kopfteil endet, wobei der Standort eines jeden Kupplungselements unbestimmt ist in bezug auf die Standorte der anderen Kupplungselemente.

Die Plattenverbindung nach der Erfindung weist eine starke Haltekraft auf. und dsren 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 im 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.

Die Erfindung wird an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt

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 ist, wobei die Stiele von den Kopfteilen verdeckt werden,

F i g. 2 ein Ausschnitt aus einer Seitenansicht nach der F i g. I₁ wobei die Kupplungselemente im wesentli-

chen kugelförmige Kopfteile gleicher Größe aufweisen.

F i g. 3 ein Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Teils des Befestigungsmittels nach der Erfindung, wobei die Kupplungselemente mit geschoßförmigen Kopfteilen versehen sind,

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.

Fig.5 ein Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines weiteren Teils des Befestigungsmittels nach der Erfindung .n einer Zwischenstufe der Fertigung mit verschiedenen kopflosen Stielen, die einen zylindrischen Querschnitt aufweisen und an den Enden Flächen, die "5 schräg zur \chse des Stiels oder Schafts verlaufen.

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. 7 ein Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Teils des Befestigungsmittels, wobei die Stiele oder Schufte der Kupplungselemente 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.

Die einzelnen Kupplungselemente sind steif, dornartig elastisch und einstückig, während die Basis der einstückigen Befestigungsmittel verhältnismäßig steif ist. Die Basis bleibt während des Zusammenfügen 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 auftretenden 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.

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.

Die F i g. 1 bis 3 zeigen einen Teil der Befestigungsmittel der Plattenverbindung, wobei die gesamten KupDlungselemente 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 ^&5 Stiele der Elemente an der Basis regelmäßig angeordnet sind, sind nach der Erfindung möglich.

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.

Obwohl die mit Köp'en versehenen Elemente eine unregelmäßige Anordnung aufweisen, so bestehen doch hierbei gewisse Einschränkungen. So muß zwischen 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 die 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 Elr~iente sich befinden können. Die Orte der Köpfe können gleichfalls zum Durchmesser des Schafts oder zu anderen Parametern in Beziehung gesetzt werden.

Eine Eingriffsbewegung bedingt die Bewegung der Köpfe der Elemente eines jeden Befestigungsmittels an den Köpfen der Elemente des anderen Befestigungsmittels vorbei und umfaßt den Anfangseingnff der Befestigungsmittel und ein Verschieben der Befestigungsmittel in bezug aufeinander in gewissen (alien. 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 Elemente 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 Gtenzen 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.

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.

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-

formung der Köpfe sowie die Dicke, die Form, die Zusammensetzung und die Steifheit der Basis.

Die Köpfe und Schäfte der Elemente können sehr verschiedene Formen aufweisen. Der Querschnitt der Elemente muß nicht immer kreisrund und symmetrisch zu einer Achse sein. Die in den F i g. 2 und 7 dargestellten Köpfe der Elemente sind z. B. im wesentlichen kugelförmig ausgestaltet. Diese Form der Köpfe ist zu bevorzugen, da sie aus kopflosen zylindrischen Schäften oder Stielen einfach in der Weise hergestellt werden können, daß die Enden unter Verwendung einer Infrarotstrahlungsquelle, einer Heißluftströmung geschmolzen werden, wobei die kopflosen Schäfte auch unter einem erhitzten Gegenstand z. B. einem Metallkörper vorbeigeführt werden können, wonach die Befestigungsmittel abgekühlt werden. Befestigungsmittel, deren Elemente mit kugelförmigen Köpfen versehen sind, weisen außerdem den Vorzug auf, daß sie ohne übermäßige Abnutzung häufig zusammengefügt und wieder voneinander getrennt werden können. x>

Die Fig.3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Köpfe annähernd die Form eines Geschosses aufweisen. Zum Trennen dieser Befestigungsmittel voneinander ist eine weitaus größere Kraft erforderlich als beim Zusammenfügen. *5

Die Befestigungsmittel nach der Erfindung können nach allen für diesen Zweck geeigneten Verfahren hergestellt werden z. B. durch Spritzguß, Druckguß, Strangguß, progressives Prägen, Formen im Vakuum usw.

Die regellose Anordnung der Elemente kann entweder während der Herstellung oder vorher bestimmt werden. Die Anordnung der Elemente kann während der Herstellung z. B. dadurch bestimmt werden, daß die Schäfte oder Stiele ohne Köpfe auf eine Basisplatte gestreut und an dieser dadurch befestigt werden, daß die Basisplatte während des Streuens geschmolzen gehalten wird, oder daß ein kräftiges und dauerhaftes Klebmittel benutzt wird usw.

Werden Stiele oder Schäfte mit Köpfen verwendet, die verschiedene Längen und/oder Durchmesser aufweisen, so werden Elemente erzeugt, deren Köpfe sich in verschiedenen Höhen befinden, so sind die Köpfe der Elemente in drei Dimensionen regellos angeordnet, wie in der F i g. 7 dargestellt.

Das regellose Muster der Elemente kann auch vor der Herstellung der Befestigungsmittel bestimmt werden. Die Befestigungsmittel mit kopflosen Stielen können fortlaufend hergestellt werden, z. B. auf der Oberfläche einer Formwalze, die ein regelloses Muster von Bohrungen für die Erzeugung von kopflosen Stielen oder Schäften trägt. In einem späteren Arbeitsgang können an den Schäften Köpfe geformt werden, z. B. durch Zusammenschmelzen der Enden oder durch Pressen der Schäfte in erhitzten Preßformen, bei deren nachfolgender Abkühlung die Köpfe sich verfestigen. Dieses zuletzt angeführte Verfahren wird angewendet, wenn Köpfe mit einer besonderen Form z. B. in Form von Geschossen hergestellt werden sollen, die sich bei einem uneingeschränkten Schmelzen nicht bilden. Die einzelnen Teile oder Befestigungsmittel für die Plattenverbindung werden dann von der fortlaufenden Materialbahn abgeschnitten.

In jedem Fall weiden die Vorzüge des regellosen Musters erreicht, d. h. zwei Befestigungsmittel können ohne Rücksicht auf eine sorgfältige Ausrichtung zusammengefügt werden.

Bei den Befestigungsmitteln kann die regellose Verteilung auf beliebige Weise erzielt werden. So können beispielsweise die Köpfe der Elemente in bezug auf die Mitte der Schäfte auch versetzt geformt und/oder unsymmetrisch ausgestaltet werden. Dies kann mit Hilfe von Kopfformen erreicht werden, die nicht auf die Mitte der mit Köpfen zu versehenden Elemente ausgerichtet sind, oder durch Erhitzen eines unsymmetrischer angeordneten kopflosen Schafts von oben her. Ist die Anordnung der Köpfe von Element zu Element unge regelt, so werden Befestigungsmittel gemäß der Erfin dung hergestellt, selbst wenn die Elemente an der Basi; nach einem regelmäßigen Muster angebracht sind.

Die Konturen der Befestigungsmittel sind der Größe und den Proportionen nach weitgehend veränderlich wobei die tatsächlichen Grenzen von den Herstellungs möglichkeiten und dem Verwendungszweck abhängen Aus Gründen der Herstellung, Handhabung, Aufbe wahrung und Verwendung beträgt die Länge der EIe mente im allgemeinen ungefähr 0,05 bis 3,0 cm, wäh rend das Verhältnis Länge : Durchmesser der Schafttei Ie ungefähr 0,5 bis 10 beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Plattenverbindung, bestehend aus zwei zusammenwirkenden gleichförmigen Teilen, von denen jeder eine Grundplatte mit einer Vielzahl von flexiblen Kupplungselementen mit Stiel und Kopfteil aufweist, wobei die Kopfteile an den Kopfteilen der Kupplungselemente der gegenüberliegenden Phtte während des Eingriffs anliegend und daran vorbeigreifen und im wesentlichen nicht deformierbar sind, und wobei die Grundplatten beim In- und Außer-Eingriffbringen nicht verformbar sind, dadurch gekennzeichnet, dab die Stellung jedes Kopfteils der Kupplungselemente mit Bezug auf die anderen Kopfelemente in dem gleichen Teil unregelmäßig ist und somit auch die Verteilung der Zwischenräume auf der Grundplatte, so daß ein Eingriff der Teile in jeder möglichen Winkelausrichtung und an jedem Ort in der Ebene einer jeden μ Grundplatte möglich ist