DE4111580A1 - Vorrichtung zur schnellbefestigung von apparaturen und gegenstaenden an geeignete kontaktstellen mittels saugmanschetten - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Schnellbefestigung von Apparaturen und Gegenständen an beliebige dafür geeignete Kontaktflächen unter Zuhilfenahme von saugnapfähnlichen Manschetten 1, welche mittels Unterdruckerzeugung innerhalb der Dichtkante 3 den atmosphärischen Druck zur adhäsiven Anhaftung verwendet. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10.

Eine solche Vorrichtung ist aus dem Patent GB 11 71 520 bekannt. Mit dieser Vorrichtung kann eine adhäsive Anhaftung auf ebenen und luftundurchlässigen Unterlagen erzielt werden. Mittels eines Exenters wird das Zentrum der Saugmanschette angehoben und der Dichtrand mit dem Niederhalter auf die gewünschte Unterlage gedrückt, um einen Unterdruck innerhalb der Dichtkante erzeugen zu können, damit der atmosphärische Druck das Anhaften der Vorrichtung an den jeweiligen Untergrund herbeiführt.

Diese Bauart hat den Nachteil, daß der Dichtrand 3 nicht auf welligen Untergrund luftdicht kontaktieren kann. Der Dichtrand 3 ist sichtbar und damit mechanischen Beschädigungen ausgesetzt. Das Lösen ist nicht ohne Kraftaufwendung möglich, da die Manschettendichtlippe 3 selbst nach Rückführung des Exenters nicht auf dem gleichen Niveau wie die Kontaktfläche 2 zu stehen kommt. Der daraus resultierende Restunterdruck bewirkt ein weiteres Anhaften der Saugmanschette, welcher beim kraftvollen Heben der Vorrichtung noch erhöht wird, da die Zugkraft auf den Mittelbereich der Manschette wirkt und diese hutförmig ausbaucht, was eine erhöhte Unterdruckerzeugung bewirkt und damit proportional steigend den atmosphärischen Druck wirksam werden läßt. Ein weiterer Nachteil ist, daß die atmosphärischen Druckwirksamkeit nicht auf eine konstante Fläche erfolgen kann, weil bei einer Belastung der Vorrichtung, welches einem versuchten Abreißen gleichkommt, die Kontaktflächekontur sich wölbt bzw. auftulpt und damit die atmosphärische Druckwirkfläche; daß heißt die Auflagefläche der Manschette verringert und damit die Haftkraft stark reduziert.

Für spezielle Konstruktionen, welche schwerpunktmäßig ästhetischen Anforderungen genügen müssen, ist die Vorrichtung gemäß Patent GB 11 71 520 nicht anzuwenden. Auch ist das Fernhalten von Staub und Fremdkörpern mittels dieser freiliegenden Saugmanschette nicht gewährleistet, was bedeutet, daß es Dichtprobleme während der Aktivierung der Saugmanschette oder auf Dauer geben wird. Auch wird die Dichtkante 3 im Falle der vertikalen (radialen) Belastung durch den Niederhalterüberbau zu stark einseitig belastet, was zum baldigen Verschleiß der Dichtkante 3 und die Formbeständigkeit der Manschette führt. An der Unterkante der Manschette wirken überhöhte Druckkräfte, während Zugkräfte an der Oberkante bei hängender Anhaftbedingung wirken. Diese Kräfteungleichheit bewirkt eine schlechte Dichtwirkung der Manschettendichtkante 3 auf der zugbeeinflußten Seite.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich. Die Erfindung in ihren verschiedenen Varianten wird anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt im Querschnitt:

Fig. 1 eine Gesamtübersicht des Saugermechanismus in der Grundausführung mit der umlaufenden Andruckwulst 4 - das Zugelement 5 mit den tellerförmigen Formstabilisatoren 6 mit der Haltekante 7 und den Durchbrüchen 8.

Fig. 2 eine Darstellung gemäß Anspruch 4.

Fig. 3 eine Ausführung der Vorrichtung gemäß Ansprüche 5+6.

Fig. 4 eine Ausführung der Vorrichtung gemäß Ansprüche 7+8.

Fig. 5 eine Ausführung der Vorrichtung gemäß Ansprüche 9.

Fig. 6 eine Ausführung der Vorrichtung gemäß Ansprüche 10+11.

Lösungswege

Die Saugmanschette aus elastomeren Material, hergestellt in Spritzgießtechnik oder auf Vulkanisierbasis besteht vorteilhafterweise aus einem nichtelastischen Zugelement 5 welches einen Schaft und einen tellerförmigen Formstabilisator 6 aufweist.

Der Formstabilisator 6 weist eine abgestufte Kante 7 auf, in welche sich während des Herstellungsprozeßes beim Umgießen mit elastomeren Materials dieses dort einkrallt. Zusätzlich erfolgt eine Materialverbindung von Ober- und Unterseite der Manschette 1 über die Durchbrüche 8. Dazu Fig. 1;

Wenn über das Zugelement/Formstabilisator 5/6 der zentrische Bereich der Manschette angehoben wird, findet durch diese Zugkraft eine Materialverschiebung statt. Um diese Belastung nicht über die Materialverbindung welche über die Durchbrüche 8 bestehen abzufangen, ist diese abgestufte Kante 7 eine konstruktive Lösung, weil diese homogene (nicht unterbrochene) Ideallinie, nahe der Kontaktdichtfläche 2 die Zugkräfte dauerhaft abfangen kann. Diese im Einlege- oder Spezialverfahren hergestellte Saugmanschette wird in einen Überbau welcher als Stützgehäuse und Aufbaufundament dient, eingesetzt. Die konvexe Kontaktfläche 2 welche sich im entspannten Zustand der Manschette zeigt, wird diese Saugerform in einem Stützgehäuse in der Weise vorgespannt, daß die Andruckwulst 4 den Dichtlippenrand 3 durchdrückt und mit der Kontaktfläche 2 nivelliert. Dazu Fig. 1+2.

Dieser Vorspannzustand wird erreicht, daß beim Einbau der Manschette 1 in die Vorrichtung/Stützgehäuse zum Beispiel mittels eines Exzenters A über das Zugelement/Formstabilisator 5/6 der zentrische Bereich der Saugmanschette 1 soweit angehoben wird, daß eine Nivelierung der Dichtkante 3 mit der Kontaktfläche 2 nahezu erfolgt wenn der Aktivator (A) (Exzenter; Kniehebel; oder Bajonett; Steilgewinde; eine Feder oder elastomeres Glied) der Vorrichtung in der Grundstellung ist (Vorrichtung nicht anhaftend).

Wenn mittels Aktivator (A) der zentrische Bereich der Manschette 1 angehoben wird, was eine Volumenerweiterung innerhalb der Kontaktfläche 2 zur Folge hat, da gleichzeitig die Dichtkante 3 mittels der Andruckwulst 4 gegen die gewünschte Haftfläche gedrückt wird und damit den atmosphärischen Druck auf die vorgegebene Kontaktdichtfläche wirken läßt.

Die Zugkraft welche der Aktivator (A) beim Betätigen über das Zugelement 5 an der Manschette 1 ausübt, findet proportional als Druckkraft über die Vorrichtung/Stützgehäuse/Niederhalter, den Manschetten-Dichtrand 3 überspannend auf die Anhaftfläche seinen Gegenhalt. Dieses Umgreifen der sensiblen elastomeren Saugmanschetten beinhaltet damit eine schützende und zugleich ästhetische Funktion, da diese vor äußeren Einflüssen geschützt wird. Die Anhaftfläche solcher Vorrichtung kann z. B. sein: Wand- und Keramikflächen; WC- und Waschbecken; Glas- und Metallflächen usw.

Nicht zuletzt ist diese Bauart wegen seines ästhetischen Äußeren von großen Nutzen, weil damit abschließende Außenkonturen einer beliebig gestalteten Vorrichtung formfließend zur Haftfläche möglich sind.

Weitere Ausführungsmerkmale werden gemäß Ansprüche 1 oder 5 oder 6 oder 7+8 oder 9 oder 10+11 dargelegt. Laut Anspruch 1. kann die Andruckwulst 4 materialeinstückig mit der Manschette 1 gestaltet sein. Auch als Einlegeteil aus hochelastischen Elastomer mit Querschnitten welche O-förmig; sichelförmig; U-förmig sein kann ist die gleiche Andruckwirkung zu erwarten.

Um das Lösen der Vorrichtung mittels Volumenrückstellung innerhalb der Kontakt- Haftfläche 2 ohne Resthaftwirkung vornehmen zu können, bietet sich die Ausführung gemäß Ansprüche 5+5′ an. Oberhalb des Manschetten-Dichtrandes 1/3 läuft umführend entweder eine Nase 9 oder eine eingeformte Rille 9b welche ihr Gegenstück, eine Rille/Nut 9a oder einen Bund/Nase 9c im Überbau/ Niederhalter 10 findet. Diese Ausführung zwingt die Dichtkante 3 in eine vorbestimmte Position, was bewirkt das der zentrische Bereich der Manschette 1 beim Heben oder Senken diese nicht beeinflußt. Wird mittels Aktivator (A) die Manschette entspannt nivelliert sich der zentrische Bereich der Manschette 1 mit der Dichtkante 3. Keine Resthaftung kann erfolgen.

Die Ausführung solch einer Manschette 1 kann mit oder ohne der Andruckwulst 4 gemäß Anspruch 1 zum Einsatz kommen.

Eine weitere Vervollkommnung der Dichtmanschette kann mittels Außenkontur- Stabilisator 16 in Form eines aus steifen Material geformten Ringes beliebigen Querschnittes; welcher innerhalb der Dichtkante 3 eingearbeitet oder eingelegt wird; dienlich sein.

Die gleiche Wirkung wird mit einen geschlossenen oder gegliederten Niederhalter 4a/4b erreicht. Der Andruckrand dieser Niederhalter greift in eine Rille/Nut oberhalb der Dichtkante 3 der Manschette 1 ein. Diese Konstruktion soll verhindern, daß im aktivierten Zustand (Vorrichtung haftet an vorbestimmter Stelle an) im Grenzbelastungsfall ein auftulpen/-wölben erfolgen kann und damit eine Auflage-Flächenverringerung einhergeht, was zur Anhaft-Kraftminderung führt. Der Außenkontur- Stabilisator 16 hält die Dichtkante 3 auf den vorgebenenen Durchmesser und damit optimalen Andruck-Flächeninhalt. Das dabei der gegliederte Niederhalter 4b mit seinen Segmenten 18 auch auf welligen Untergrund Anhaftbedingungen erfüllen hilft ist ein zusätzliches Konstruktionsmerkmal.

Dazu Fig. 3; 4.

Eine weitere Ausführung beinhaltet der Anspruch 9 in welchen mehrere Saugmanschetten zum Einsatz gelangen können ohne einzelne unabhängig voneinander wirkende Niederhalter vorsehen zu müssen. Vielmehr werden alle Niederhalter 4c mit einem Verbindungselement 4d fest oder beweglich gekoppelt und über einen Aktivator (A) gespannt oder entspannt. Hier kann eine oder mehrere Feder/n oder elastomere Glieder 4e das Andrücken der Dichtkante/n 3 bewerkstelligen.

Der Einsatz solcher mit mehreren Saugmanschetten ausgerüsteter Vorrichtungen hat den Vorteil, daß große Haltbarkeit mit erhöhtem Sicherheitsfaktor und Platz- und Einbauvariationen zur Verfügung stehen.

Die Variante II einer Vorrichtung welche mittels Saugmanschetten an geeigneten Untergründen schnell an- oder abnehmbar sind, zeigt der Anspruch 10+11 auf. Die Saugmanschette weist eine andere Grundform auf. Die Kontaktdichtfläche 2 weist im entspannten Zustand keine konvexe, sondern eine Dom- oder Kegelform auf. Diese Form, welche ein maximales Volumen innerhalb der Dichtkante 3 aufweist, wird mittels einer Feder oder elastomeren Gliedes 5b konstant in der Grundform gehalten.

Der Dichtlippenrand 3 kann lt. Fig. 1 mittels Andruckwulst 4/4′ angedrückt werden, oder gemäß der Darstellung in Fig. 3 im vorbestimmten Niveau gehalten werden. Die Umfangstabilisierung 16; 16a; 18; kann zusätzliche je nach Anforderung eingebracht werden. Die Manschette 1 wird vorteilhafterweise mittels Feder oder elastomeren Gliedes 5b, welche zwischen Überbau/Vorrichtung und Zugelement- Anlagebund 5c eingebracht ist in der Dom- oder Kegelform gehalten.

Zwei Varianten zum adhäsiven Befestigen der Vorrichtung bieten sich für die Variante II an.

I. Die Vorrichtung wird auf die gewünschte Anhaftfläche aufgedrückt, wobei sich die aus der Vorrichtung herausragenden Saugmanschetten in eine Tellerform verändern und der Innenraum der Manschetten 1 nahezu mit den Dichtrand 3 nivellieren. Gegen den nun wirksamen atmosphärischen Außendruck steht die Feder 5b in Kraftwaage. Diese Kraft steht der Anhaftfähigkeit proportional gegenüber und gestattet das Aufliegen des Überbaues/Vorrichtung 10 auf der gewählten Anhaftfläche. Die Variante II gestattet mittels eines im Mittelbereich des Zugelementes 5a eingebrachten Ventils 12a-c, welches den Belüftungskanal 12 mittels Feder verschließt, durch Anheben des Stößels 12a das Anhaften durch Luftauffüllen zu beenden.

II. Die Vorrichtung wird mittels Aktivator, welcher den Saugerschaft 5a gemeinsam mit dem Mittelbereich der Manschette 1 gegen die Federkraft 5b aus dem Überbau/Vorrichtung drückt und dabei den zentrischen Bereich der Manschette 1 mit der Dichtkante 3 nivelliert. Die Vorrichtung wird nun aufgesetzt, der Aktivator losgelassen und die Feder 5b zieht den Innenbereich der Manschette 1 soweit in eine Dom- oder Kegelform bis die Federkraft mit dem atmosphärischen Außendruck in Kraftwaage steht. Das Lösen der Vorrichtung geschieht in umgedrehter Reihenfolge.

Bezugszeichenschlüssel

A Aktivator - z. B. Exenter
 1 Saugermanschette
 2 Kontaktflächenkontur - Kontaktdichtfläche
 3 Dichtkante - Lippenrand
 4 Andruckwulst
 5 Zugelement
 6 tellerförmiger Formstabilisator am Zugelement
 7 abgestufte Kante zum Halten des Saugermaterials
 8 Durchbrüche (Materialverbindung Saugerober-/Unterkante)
Anspruch 5:
 9 Rille zum Eingreifen der 9a
 9a umführende Nase am Niederhalter - 1. Variante
 9b Nase zum Übergreifen der 9c
 9c  Rille am umlaufenden Niederhalter - 2. Variante
Ansprüche 6; 7; 8;
16 Umfangstabilisierungsring
16a Nut oder Rille für Umfangstabilisierung
4a geschlossener Niederhalter
4b gegliederter Niederhalter
Anspruch 9:
10 Um- oder Überbau - Verkleidung
11 Auflage für Andruckwulst
 4c Niederhaltekappen
 4d Niederhalteverteiler-Verbindungselement
 4e Niederhaltefeder oder elastomeres Glied
(A) Aktivator - z. B. Exenter
Ansprüche 10+11;
 5a modifiziertes Zugelement
 5b Zugelementanlagebund oder Schaftkopf
 5c Druckfeder od. elastomeres Glied
12 Belüftungskanal
12a Ventilschaft
12b Ventilfeder
12c Ventildichtung
10 Überbau-Verkleidung

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Schnellbefestigung von Apparaturen und Gegenständen an beliebige dafür geeignete Kontaktflächen unter Zuhilfenahme von saugnapfähnlichen Manschetten, welche mittels Unterdruckerzeugung innerhalb der Dichtkante den atmosphärischen Druck zur adhäsiven Anhaftung nutzen, gekennzeichnet dadurch, daß eine oder mehrere elastomere saugnapfähnliche Manschetten 1 mit beliebiger Kontaktflächenkontur 2 rückseitig zu dieser umlaufend im Abstand zum Lippenrand 3 Material- ein- oder mehrstückig eine Andruckwulst 4 aufweisen, mittels dieser die Dichtkante 3 der Manschette 1 auf unebenen, welligen luftundurchlässigen Materialien angedrückt wird/werden, wenn mittels Aktivator (A) (Exzenter; Kniehebel; Gewinde; Feder oder elastomeren Glied) über die Zugelemente 5 eine Volumenerhöhung des Innenraumes der Manschette 1 erzeugt und umgekehrt zur Anhaftbeendigung die Volumenerhöhung rückgängig gemacht werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Andruckwulst 4 im Querschnitt schlauch-, sichel-, U-förmig oder aus hochelastischem Material vollvolumig sein kann. Die Andruckwulst kann mit der Manschette 1 materialeinstückig oder als Einlegeteil mehrstückig sein.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1+2, gekennzeichnet dadurch, daß das Zugelement 5, des im Querschnitt tellerförmig erweiterten Formstabilisator 6 umlaufend eine abgestufte Kante 7 aufweist und innerhalb dieser Kante 7 umlaufend in vorgegebener Distanz Durchbrüche 8 vorhanden sind. Dieser speziell geformte, die Kontaktfläche 2 querschnittmäßig angepaßte Formstabilisator 6 materialeinstückig mit dem Zugelement 5 bei der Produktherstellung eingearbeitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß die Kontaktfläche 2 (Manschette 1 ausgebaut und im entspannten Zustand) eine konkave Oberfläche aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, gekennzeichnet dadurch, daß oberhalb der Dichtkante 3 materialeinstückig eine umlaufende Nase 9 oder Rille 9b vorgesehen ist und in diese umlaufende die Nut 9a oder ein Bund 9c befindlich im Niederhalter 4a hineinragt oder umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Außenkontur der elastomeren Saugmanschette 1 zwecks Beibehaltung der größtmöglichen Andruckfläche einen steifen Umfangstabilisator 16 aufweist, welcher im elastomeren Werkstoff eingearbeitet sein kann aber auch in eine besonders dafür vorgesehene Rille 16a oberhalb der Dichtkante 3 eingreift.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1-6, gekennzeichnet dadurch, daß der Rand des Niederhalters 5a zur Umfangstabilisierung der Dichtkante 3 in die dort vorgesehene Rille 16a eingreift.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1-7, gekennzeichnet dadurch, daß der Rand des Niederhalters 4b in Segmente aufgeteilt ist, welche ebenfalls in die Rille 16a eingreifen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1-5, gekennzeichnet dadurch, daß die Andruckkraft für die Dichtkante 3 über Niederhaltekappen 4c, welche mit einem zentralen Niederhalte- und Verbindungselement 4d fest oder beweglich, ein- oder mehrstückig verbunden sind, wirksam wird. Mittels vogespannter Federkraft oder elastomeren Gliedes, welche ihren Gehalt am Auf- oder Überbau der Vorrichtung findet, die Andruckkraft auf alle Niederhalter verteilt.

10. Vorrichtung zur Schnellbefestigung von Apparaturen und Gegenständen an beliebige dafür geeignete Kontaktflächen unter Zuhilfenahme von saugnapfähnlichen Manschetten, welche mittels Unterdruckerzeugung innerhalb der Dichtkante den atmosphärischen Druck zur adhäsiven Anhaftung nutzen, gekennzeichnet dadurch, daß der Innenbereich der Manschetten-Kontaktfläche 1/2 ein permenantes maximales Volumen in Dom- oder Kegelform aufweist, welches durch die Kraft einer vorgespannten Feder oder elastomeren Gliedes 5c zwischen Überbau 10 und Zugelementschaftkopf 5b erreicht wird, aber wahlweise kann die Manschette 1 eine Andruckwulst 4 aufweisen oder die Manschette weist oberhalb der Dichtkante 3 eine umlaufende Nase oder Rille 9a; 9b, auf, andererseits die Manschette 1 mit Umfangstabilisatoren 16 oder gemäß weiterer Ausführung mit geteilten oder geschlossenen Niederhalter 4a; 4b; ausgerüstet sein kann - die Andruckwulst 4 hält die Dichtkante 3 in Frontstellung und die Feder 12b hält die Kraftwaage gegen den atmosphärischen Druck.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1-3+10, gekennzeichnet dadurch, daß das Zugelement 5a in der Art modifiziert ist, daß der Schaft 5a eine Hohlbohrung mit Dichtfläche 12 aufweist, welche durch eine Dichtung in Kugel oder Membranform 12c, verbunden an einem Ventilschaft 12a mittels der Feder oder elastomeren Gliedes 12b luftundurchlässig abdichtbar ist, was das schnelle Lösen der Vorrichtung an dem jeweiligen Gegenstand mittels dieses Belüftungs-Ventils 12a-c ermöglicht.