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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Klebebefestigungen oder
-vorrichtungen sowie verwandte Methoden zum sicheren Anbringen einer
Klebebefestigung wie bspw. eines Gewindezapfen od. dergl. an einer
tragende Fläche
bzw. einem Substrat. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
Verbesserungen an solchen Klebebefestigungen oder -vorrichtungen
der allgemeinen Art, die in den US-Patenten 4 302 492, 4 338151;
4 390 546; 4 668 546; 4 778 702 und 4 822 656 und in der US-Patentanmeldung
Ser. No.10/219 707 (eingereicht am 14. August 2002) beschrieben
ist, insbesondere hinsichtlich des Bereitstellens einer Wärmequelle
zum Aktivieren und/oder schnellen Härten eines gewählten Klebemittels.
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Vielfach
ist es nötig
oder erwünscht,
ein Element wie einen Flicken, eine Gewindeschraube oder ein anderes
Element auf einem tragenden Substrat festzulegen. Bspw. kann es
erforderlich sein, einen dünnen
Blechflicken auf einen Flugzeug- oder Bootsrumpf aufzubringen, um
dort ein Loch zu verschließen.
Alternativ kann es erwünscht
sein, einen Gewindezapfen oder dergl. auf ein Substrat – bspw.
die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges – aufzubringen, ohne dort ein
Loch einbringen zu müssen.
In vielen solchen Fällen
muss das anzusetzende Element auf dem Substrat mit verhältnismäßig hoher Präzision angeordnet
und zwangsweise einer Kraft ausgesetzt werden, die das Element mindestens
für eine
gewisse Dauer auf das Substrat drückt, damit ein Klebstoff wie
bspw. ein härtbares
Epoxy-Harz oder dergl. aushärten
kann und man eine im wesentlichen optimierte und sichere Bindung
am Substrat erhält.
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Man
hat zahlreiche verschiedene Festspann- und Sicherungsvorrichtungen
vorgeschlagen, die sich zum zeitweiligen Haltern eines Ansetzelements
auf der Oberfläche
eines Substrats bis zum Aushärten
eines Klebstoffs einsetzen lassen. Die meisten dieser Vorrichtungen
erforderten die eine oder andere mechanische Verbindung zum Substrat mittels
Schrauben oder anderen mechanischen Befestigern, Spannbacken usw.
Diese Vorrichtungen sind jedoch nicht geeignet für den Einsatz mit größeren Flächenbereichen
oder mit zerbrechlichen oder dünnwandigen
Substraten, in denen Flächenunterbrechungen
zur Aufnahme von mechanischen Befestigern nicht möglich oder
sinnvoll sind. Andere Sicherungseinrichtungen sind vorgeschlagen
worden, bei denen Saugnäpfe
ein Ansetzelement auf einem Substrat in der Solllage halten; Saugnapfeinrichtungen sind
jedoch auf den Einsatz auf verhältnismäßig sauberen
und glattflächigen
Substraten eingeschränkt und
arbeiten weiterhin, indem sie das Ansetzelement in der Solllage
halten, ohne eine Kraft auszuüben,
die das Ansetzelement auf dem Substrat hält. Folglich kann sich bei
Saugnapfeinrichtungen der Klebstoff auf dem Substrat ungleichmäßig verteilen
und/oder mit weniger als der optimalen Haftfestigkeit aushärten.
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Verbesserte
Klebebefestiger sind in den US-Patenten 4 302 492, 4 338151; 4 390
546; 4 668 546; 4 778 702 und 4 822 656 beschrieben. Insbesondere
offenbaren diese Druckschriften Ansetzeinrichtungen mit einer tragenden
Einrichtung zum zeitweiligen Festlegen auf dem Substrat mittels
eines druckempfindlichen Klebstoffs od. dergl. in Kombination mit
einer Vorspann- bzw. Federeinrichtung, die eine Kraft aufbringt,
die das Ansetzelement für
die Aushärtdauer
eines gewählten
Klebstoffs auf das Substrat drückt.
Die tragende Vorrichtung oder ein Teil derselben ist dabei zwischen
einer ersten Position, in dem das Klebeelement im wesentlichen nicht am
Substrat anliegt, in eine zweite Position bewegbar, in der das Ansetzelement
fest auf das Substrat gedrückt
wird. In den meisten beschriebenen Ausführungsformen ist das bewegliche
Element eine Art Sprung feder. Nach dem Aushärten des Klebstoffs wird die
tragende Vorrichtung vom Substrat abgenommen, um das Ansetzelement – bspw.
den Gewindebolzen od. dergl. – fest
mit dem Substrat verklebt zurück
zu lassen. Dabei reicht die Haftfestigkeit des druckempfindlichen
Klebstoffs aus, um das Ansetzelement beim Härten des Klebstoffs in der
Solllage zu halten, verhindert aber nicht ein nachträgliches
Abreißen
der tragenden Vorrichtung vom Substrat.
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Die
US-Patentanmeldung Ser. No. 10/219 708 (eingereicht am 14. August
2002 auf Grund der provisorischen US-Anmeldung No. 60/312 691 vom 14.
August 2001) offenbart zusätzliche
Klebebefestigerkonstruktionen, bei denen das Entfernen einer tragenden
Vorrichtungskomponente nach dem Aushärten des Klebstoffs nicht erforderlich
ist. Einige der in dieser provisorischen Anmeldung gezeigten und beschriebenen
Ausführungsformen
sind besonders gut geeignet zum Aufkleben eines Ansetzelements auf
ein Betonsubstrat, das in einigen Fällen eine verhältnismäßig raue
und poröse
Oberfläche
aufweist und von Staub und Schmutz behaftet sein kann. Bei einer
Substratoberfläche
mit diesen Eigenschaften können
spezielle wärmehärtbare Klebstoffe
wünschenswert
sein, um eine hochfeste Bindung zu erreichen. Auch kann das Aufsetzen
solcher Klebebefestiger auf ein Substrat bei kaltem Wetter zu einer Verlängerung
der Härtedauer
und/oder einer weniger als optimalen Haftfestigkeit führen, so
dass dann ein verhältnismäßig schnelles
Wärmehärten des
Klebstoffs ebenfalls erwünscht
ist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Klebebefestigungskonstruktion
bereit, die eine Wärmequelle
enthält,
um Wärmeenergie
auf kontrollierte Weise auf einen Klebstoff aufzubringen. Die vorliegende
Erfindung lässt
sich so mit wärmeaktivierten
und/oder wärmehärtenden
Klebstoffen einsetzen, um eine verhältnismäßig schnelle und hochfeste
Klebeverbindung zu einem Betonod. dergl. Substrat sowie eine schnelles
und hochfesten Aushärten
eines Klebstoffs auch bei kalter Witterung zu erreichen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäöß wird eine
verbesserte Klebebefestigungsanordnung zum sicheren Anbringen von
Ansetzelementen wie Gewindezapfen od. dergl. an eine Substratoberfläche bereit
gestellt. Der Klebebefestiger weist ein erstes Ansetzelement auf, das
eine Grundfläche
zur Aufnahme eines gewählten Klebstoffs
hat und eine zweite Ansetzkomponente bewegbar trägt, und zwar einschließlich Mitteln,
die zeitweilig am Substrat ansetz- bzw. befestigbar sind. Beim Aufdrücken der
ersten Ansetzkomponente mit dem Klebstoffauftrag auf die Substratoberfläche ist die
zweite Ansetzkomponente in eine zeitweilige Verbindung mit dem Substrat
bringbar. Ein zwischen der ersten und der zweiten Ansetzkomponente
wirkendes Federelement bringt eine Kraft auf, die die erste Ansetzkomponente
für die
Aushärtedauer
des Klebstoffs auf das Substrat drückt. Die Befestigungsanordnung
enthält
eine Wärmequelle,
mit der Wärmeenergie
auf den Klebstoff aufbringbar ist, um ihn zu aktivieren und/oder
schnell zu härten
und so eine Verbindung im wesentlichen optimierter Haftfestigkeit zwischen
der ersten Ansetzkomponente und dem Substrat herzustellen.
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In
einer bevorzugten Form weist die erste Ansetzkomponente ein Grundelement
in Form einer mittig vertieften Scheibe auf, die auf auf der Blindseite
eine flache Mulde enthält,
die von der Grundfläche allgemein
ringförmiger
Gestalt umschlossen ist. Die zweite Ansetzkomponente weist einen
Gewindebolzen bzw. -zapfen od. dergl. auf, dessen vergrößerter Kopf
in der Mulde sitzt und dessen Gewindeschaft durch eine mittige Öffnung in
der Scheibe zur Vorderseite des Grundelements hin vorsteht. Ein
Absatz auf dem Bolzen, der nicht kreisförmig oder quadratisch ist,
kann in die Scheibenöffnung
eingesetzt sein, die komplementär
zum Absatz ausgebildet ist, um eine Drehung der Ansetzkomponente
relativ zum Grundelement zu verhindern. Die temporäre Ansetzeinrichtung
kann ein Nagel mit scharfer Spitze od. dergl. wie bspw. ein Betonnagel
zur zeitweiligen Verbindung mit einem Betonsubstrat od. dergl. sein,
das Federelement eine Blattfeder od. dergl., die zwischen dem Gewindebolzen
und dem Grundelement wirkt.
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Alternativ
kann die zeitweilige Befestigungseinrichtung ein Element mit einem
druckempfindlichen bzw. Haftklebstoff wie einem druckempfindlichen
Elastomer der von der Fa. 3M Company, Minneapolis, Minnesota [US],
unter der Produktbezeichnung VHB Type 4910 vertriebenen Art sein,
dessen elastomere Masseneigenschaften eine 100%ige Dehnung ohne
Reißen
zulassen, und das beiderseits eines etwa 0.040 Zoll dicken Bandes
eine Beschichtung aus hochfestem druckempfindlichem Acrylklebstoff
aufweist. Dieses Klebeelement stellt zusätzlich das Federelement bereit,
das zwischen dem Gewindezapfen und dem Grundelement wirkt. In einer
weiteren alternativen Form kann die zeitweilige Ansetzeinrichtung
ein aufreißbare
Raupe oder Ampulle aufweisen, die einen gewählten Klebstoff wie einen Cyanacrylat-Klebstoff
enthält.
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Der
gewählte
Klebstoff ist auf die ringförmige Grundfläche auf
der Blind- bzw. Unterseite des Grundelements aufgetragen, und zwar
in fließfähiger Form
oder alternativ als an die Grundfläche geklebte und durch Wärme aktivierbare
Scheibe. Das Element wird dann an einem gewählten Ort auf das Substrat aufgedrückt, gefolgt
von einem Auslenken des Gewindezapfen in die zeitweilige Verbindung
mit dem Substrat. In dieser Ausgestaltung bringt das Federelement
eine Kraft auf, die das Grundelement auf das Substrat drückt.
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Die
von der Ansetzanordnung mitgeführte Wärmequelle
weist in einer bevorzugten Form ein elektrisches Widerstandsheizelement
auf, das in den Klebstoff eingesetzt ist oder alternativ auf einer
Vorderseite des Grundelements aufgebracht ist, um durch dieses wärmeleitfähige Grundelement
hindurch Wärme
auf den Klebstoff aufzubringen. Wird ein wärmeaktivierter Klebstoff verwendet,
kann das Heizelement direkt in die Klebstoffscheibe eingebettet
sein. Die Wärmequelle
wird an eine geeignete Stromversorgung – bspw. einen Batteriesatz – angeschlossen,
um Wärmeenergie
an den Klebstoff abgeben zu können.
Wünschenswert
ist eine Steuerung, mit der sich die Wärmeabgabe zyklisch pulsierend gestalten
lässt.
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In
einer alternativen bevorzugten Form kann die Wärmequelle eine pyrogene Quelle
in Form eines Oxidationsmittels und eines Polymerisats sein, die
in eine tragende Scheibe eingebettet sind. In einer Ausgestaltung
kann die tragende Scheibe einen gewählten Klebstoff in wärmeaktivierter
Form zum Aufbringen auf die Grundfläche aufweisen. In einer anderen Ausgestaltung
kann die tragende Scheibe zum Aufbringen auf eine Vorderseite des
Grundelements ausgebildet sein, um Wärme durch ein wärmeleitendes
Grundelement hindurch auf den Klebstoff aufzubringen. In beiden
Fällen
lässt das
Oxidationsmittel sich zünden,
so dass eine exotherme Reaktion erfolgt, in Folge der Wärmeenergie
auf den Klebstoff übergeht.
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Andere
Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher
aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die an Hand
von Beispielen die Prinzipien der Erfindung darstellen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
beigefügten
Zeichnungen stellen die Erfindung dar.
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1 ist
eine Teilperspektive von oben und zeigt die Klebebefestigung in
einer bevorzugten Form mit einer Wärmequelle zum beschleunigten Aushärten eines
gewählten
Klebstoffs;
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2 zeigt
die Klebebefestigung der 1 als vergrößerte Sprengdarstellung von
unten;
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3 ist
ein Teilschnitt der Kebebefestigung und zeigt das anfängliche
Ansetzen derselben an eine Substratoberfläche;
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4 ist
ein Teilschnitt ähnlich
der 3 und zeigt das Auslenken einer Ansetzkomponente
in eine zeitweilige Verbindung mit dem Substrat zwecks Aufbringens
einer Kraft, die für
die Aushärtedauer des
Klebstoffs ein Grundelement auf das Substrat drückt;
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5 ist
ein Teilschnitt ähnlich
der 4 und zeigt die Klebebefestigung auf das Substrat
geklebt;
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6 ist
ein Teilschnitt ähnlich
der 3 und zeigt das anfängliche Aufsetzen einer alternativen
bevorzugten Form der Erfindung auf das Substrat;
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7 ist
ein Teilschnitt ähnlich
der 6 und zeigt das Auslenken einer Ansetzkomponente der
Ausführungsform
nach 6 in eine zeitweilige Klebeverbindung mit dem
Substrat, um eine Kraft aufzubringen, die für die Aushärtedauer des Klebstoffs ein
Grundelement auf das Substrat drückt;
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8 ist
ein Teilschnitt ähnlich
der 7 und zeigt die Klebebefestigung der 5-7 auf das
Substrat aufgeklebt;
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9 zeigt
als Sprengperspektive von unten eine weitere alternative bevorzugte
Form der Erfindung;
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10 zeigt
als Teilschnitt das anfängliche Aufsetzen
der Ausführungsform
nach 9 auf ein Substrat;
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11 zeigt
als Perspektive von unten eine weitere alternative bevorzugte Form
der Erfindung;
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12 zeigt
an einer vergrößerten Teilperspektive
Einzelheiten des Aufbaus einer pyrogenen Klebstoffschicht zum Einsatz
in der Ausführungsform nach 11;
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13 zeigt
an einer vergrößerten Teilperspektive
die Einzelheiten eines alternative Aufbaus einer pyrogenen Klebstoffschicht
zum Einsatz in der Ausführungsform
nach 11;
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14 zeigt
als Teilschnitt das anfängliche Aufsetzen
der Ausführungsform
nach 11 auf ein Substrat;
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15 zeigt
als Perspektive von unten eine noch andere alternative bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung; und
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16 zeigt
als Teilschnitt das anfängliche Aufsetzen
der Ausführungsform
nach 15 auf ein Substrat.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wie
in den Zeichnungen gezeigt, ist eine verbesserte Klebebefestigung – in den 1-5 mit dem
Bezugszeichen 10 gekennzeichnet – bereit gestellt, um ein Klebe-Ansetzelement
sicher und fest auf der Oberfläche
eines Substrats 12 (3-5) festzulegen.
Die Befestigung 10 weist ein Grundelement 14 auf,
das mittels eines gewählten
Klebstoffs 16 auf das Substrat 12 aufklebbar ist,
wobei der Klebstoff 16 von einer Wärmequelle 18 aktiviert
und/oder schnell gehärtet
wird, die in der Ausführungsform
der 1-5 als elektrisches Widerstandsheizelement
gezeigt ist. Dieses Wärmehärten des
Klebstoffs 16 in Kombination mit einem Federelement 20,
das das Grundelement 14 für die Aushärtedauer des Klebstoffs zwangsweise
auf das Substrat drückt,
ergibt eine Verbindung mit im wesentlichen optimierter Haftfestigkeit
zwischen dem Grundelement 14 und dem Substrat 12.
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Die
Klebebefestigung 10 ist in den 1-5 in
einer bevorzugten Form gezeigt, die geeignet ist für das Aufkleben
auf ein Substrat 12 wie bspw. Beton, der verhältnismäßig rau
und porös
sein und eine staub- und schmutzbehaftete Oberfläche aufweisen kann. Die dargestellte
Befestigung weist eine erste Ansetzkomponente in Form des Grundelements 14 aus
Metall, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff auf, der auf optimale
Haftfestigkeit auf dem Substratwerkstoff gewählt ist. Das Grundelement 14 ist
als auf der Rück-
bzw. Blindseite mittig zu einer flachen Mulde 22 (2-5)
vertieft dargestellt, wobei die blindseitige Mulde 22 von
einer verhältnismäßig flachen
ringförmigen
Grundfläche 24 umgeben ist.
Im Grundelement 14 ist allgemein koaxial mit der Mulde 22 eine
mittige Öffnung 26 vorzugsweise
nicht kreisförmiger
und bspw. quadratischer Gestalt ausgebildet, wie am besten die 1 zeigt.
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Die
Befestigung 10 weist weiterhin ein zweite Ansetzkomponente 28 auf,
die in 1-5 als Gewindebolzen bzw. -zapfen
gezeigt ist. Der Fachmann wird einsehen, dass alternative Ansetzkomponenten
wie Flicken, Kabelbinder od. dergl. verwendbar sind. Wie dargestellt,
hat der Gewindebolzen 28 einen vergrößerten Kopf 30 einer
Größe und Gestalt, dass
er am mittig eingesenkten, die Mulde 22 des Grundelements 14 bildenden
Teil anliegend von dieser aufnehmbar ist. Ein Absatz 32 am
Bolzenkopf 30 ragt in und durch die mittige Öffnung 26 im
Grundelement 14; der Absatz 32 ist sinnvollerweise
nicht kreisförmig – bspw.
quadratisch (1) -, um in die mittige Öffnung 26 zu
passen und so ein Drehen des Bolzens 28 relativ zum Grundelement 14 im
wesentlichen zu verhindern. Der Absatz 32 geht in einen
Gewindeschaft 34 über,
der aus der Vorderseite des Grundelements 14 ragt und frei
liegt.
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Der
Bolzen 28 trägt
eine Ansetzeinrichtung zur zeitweiligen Verbindung mit dem Substrat 12 beim
Aufkleben der Befestigung 10 auf das Substrat 12.
Insbesondere weist in der Ausführungsform
der 1-5 diese Ansetzeinrichtung einen
zugespitzten Nagel 36 wie bspw. einen kurzen Betonnnagel
auf, der aus der Unter- bzw. Blindseite des Bolzenkopfes 30 abwärts ragt.
Zusätzlich
ist das Federelement 20 in Form einer Blattfeder vorgesehen,
die auf dem Gewindeschaft 34 des Bolzens 28 sitzt
und zwischen dem Bolzen und einer Vorderseite des Grundelements 14 wirkt.
In einem normalen, nicht gespannten Zustand, wie ihn die 3 zeigt,
schiebt die Blattfeder 20 den Bolzenkopf 30 aufwärts gegen die
Unterseite des Grundelements 14 in der Mulde 22,
so dass die Spitze des Nagels 36 aus der Ebene der Grundfläche 24 mindestens
geringfügig
in die Mulde 22 hinein gezogen ist.
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Im
Einsatz wird der gewählte
Klebstoff 16 auf die Grundfläche 24 des Grundelements 14 aufgetragen
und dieses dann an einer gewählten
Stelle auf das Substrat 12 aufgedrückt, um die mit dem Klebstoff
beschichtete Grundfläche 24 fest
auf das Substrat aufzubringen. In einer bevorzugten Form, wie dargestellt,
weist der Klebstoff 16 ein wärmeaktiviertes Material wie
ein wärmeaktiviertes
Epoxyharz auf, das zu einer dünnen
Scheibe bzw. einem solchen Ring (vergl. 2) einer
Größe und Gestalt
geformt ist, mit denen er sich auf die Grundfläche 24 des Grundelements
kleben lässt.
Nach einem primären
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in diesen Klebstoffring 16 die
Wärmequelle 18 in Form
eines dünnen
elektrischen Widerstandsdrahts direkt eingebettet. Ein Paar leitfähiger Zuleitungen 38 liegt
an einer Seitenkante des Klebstoffrings 16 frei zum Anschluss
an eine geeignete Stromquelle 40 wie bspw. eine Batterie
od. dergl. Eine Steuerung 42 kann ebenfalls vorgesehen
sein, um den Betrieb des Heizelements zu steuern, wie unten weiter
beschrieben, und so für
den Klebstoff eine im wesentlichen optimierte Härtezeit und -festigkeit zu
erreichen.
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3 zeigt
das Aufdrücken
des Grundelements 14 mit dem Klebstoffring 16 auf
dessen Grundfläche 24 auf
das Substrat 12. In dieser anfänglichen Aufdrückposition
wird die Spitze des Nagels 36 von der Blattfeder 20 mindestens
geringfügig
von der Substratoberfläche
abgezogen gehalten. Mit einem geeigneten Schlagwerkzeug 44 (4)
lässt sich dann
auf den Bolzen 28 in Richtung des Pfeils 46 ein scharfer
Schlag aufbringen, der den Nagel 36 mit der Spitze in das
Substrat 12 treibt. Diese Verschiebung des Bolzens 28 relativ
zum Grundelement 14 lenkt die Feder 20 so aus,
dass eine Federkraft entsteht, die das Grundelement 14 zwangsweise
zum und auf das Substrat drückt.
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Dann
wird die Wärmequelle 18 erregt
und bringt Wärmeenergie
auf den Klebstoff 16 auf, um ihn zu aktivieren und/oder
rasch zu härten.
In einem bevorzugten Verfahren reguliert die Steuerung 42 die Abgabe
von Wärme
an den Klebstoff vorzugsweise durch Anschalten der Wärmequelle
in einer Folge verhältnismäßig schneller
kurzer Impulse, um den Klebstoff zu aktivieren und zu härten. Die
von der Feder 20 zwangsweise aufgebrachte Kraft bleibt
während
dieses Härtezyklus
erhalten, so dass der Klebstoff zwischen der Grundfläche 24 und
dem Substrat 12 zu einer dünnen Klebeschicht sehr präziser gleichmäßiger Dicke
ausgequetscht wird (5), mit der man eine im wesentlichen
optimierte Bindefestigkeit erhält.
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Erfindungsgemäß nimmt
die Wärmequelle 18 einen
wärmeaktivierten
Klebstoff auf, obgleich dieser sich alternativ auf das Grundelement 14 auch in
flüssiger
Form aus einem geeigneten Applikator (nicht gezeigt) auftragen lässt. Liegt
der Klebstoff 16 als vorgeformter Ring vor, wie in den 1-5 gezeigt,
schmilzt und aktiviert ihn die Wärmequelle 18 und
bringt dann weiter Wärme
auf kontrollierte Weise auf, um eine schnelle hochfeste Härtung zu
erreichen. Wird der Klebstoff in flüssiger Form auf das Grundelement
aufgetragen, bringt die Wärmequelle 18 Wärme auf
kontrollierte Weise auf, um die gewünschte schnelle und hochfeste
Härtung
zu erreichen. In dieser Hinsicht ist die Aufnahme der Wärmequelle 18 besonders
wünschenswert
für kalte
Witterungsbedingungen, um eine optimierte hochfeste Verbindung des
Grundelements 14 mit dem Substrat 12 zu erreichen.
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Nach
dem Aushärten
des Klebstoffs 16 lässt sich
der Gewindebolzen 28 auf eine übliche Weise verwenden – bspw.
durch Aufschrauben einer Mutter (nicht gezeigt) auf den Gewindeschaft 34,
um ein gewünschtes
Element – bspw.
ein Holzrahmenteil (ebenfalls nicht gezeigt) – festzulegen. In dieser Hinsicht
wird in der als Beispiel dargestellten Ausführungsform der Erfindung nach
dem Aushärten
des Klebstoffs 16 das Grundelement 14 nicht vom
Substrat 12 entfernt, sondern bleibt dort sicher befestigt, um
den Bolzen 28 in der Solllage zu halten. Danach auf den
Bolzen 28 aufgebrachte Kräfte oder alternative Befestigungskomponenten
können
im normalen Einsatz ausreichen, um den Bolzenkopf 30 aus
der zeitweiligen Verbindung mit dem Substrat zu lösen; diese
Kräfte
reichen aber im normalen Einsatz nicht, um das Grundelement 14 vom
Substrat 12 zu trennen. Die Wärmequelle 18 verbleibt
am Einsatzort und in den gehärteten
Klebstoff 16 eingebettet; zur Trennung von der Stromquelle 40 werden
die Zuleitungen 38 abgeschnitten.
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Die 6-8 zeigen
eine alternative bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung, bei der eine alternative zeitweilige Ansetzeinrichtung
vorgesehen ist, um den Gewindebolzen 28 od. dergl. für die Dauer
der Aushärtezeit
des Klebstoffs mit dem Substrat 12 zu verbinden. Zur leichteren
und klareren Beschreibung sind in den 6-8 gezeigte
Bauelemente, die identisch mit den in den 1-5 gezeigten
und an Hand derselben beschriebenen sind, mit den gleichen Bezugszahlen
gekennzeichnet.
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Insbesondere
zeigt die 6 die alternative zeitweilige
Ansetzeinrichtung in Form einer aufreißbaren Ampulle 50,
die einen gewähltenKlebstoff
wie bspw. einen Cyanacrylat-Kleber enthält. Diese Ampulle 50 wird
vom Kopf 30 des Gewindebolzens 28 auf dessen Blindseite
getragen, wobei der mittig vertiefte Teil des Grundelements 14 die
blindseitige Mulde 22 bildet. Die Blattfeder 20 trägt normalerweise den
Gewindebolzen 28 in einer Position, in der die Ampulle 50 bei
anfänglichem
Aufdrücken
des Grundelements 14 auf das Substrat 12 mindestens
geringfügig
von diesem beabstandet gehalten wird. Die 7 zeigt
die Verwendung des Schlagwerkzeugs 44, um eine Schlagkraft
in Richtung des Pfeils 46 auf den Gewindebolzen 28 aufzubringen
und so den Bolzenkopf 30 mit einer Kraft auf das Substrat 12 zu
treiben, in Folge der die Ampulle 50 aufbricht und ihr Klebstoffinhalt
freigesetzt wird, um den Bolzenkopf 30 zeitweilig mit dem
Substrat 12 zu verbinden. In dieser Position wird die Feder 20 teilweise
flachgedrückt,
wie oben beschrieben, um die gewünschte Federkraft
aufzubringen, die für
die Aushärtezeit
des Klebstoffs 16 das Grundelement zwangsweise auf das
Substrat drückt.
Wie oben beschrieben, wird der Klebstoff 16 von der in
ihn eingebetteten Wärmequelle
aktiviert und/oder schnell gehärtet,
um die gewünschte
hochfeste Verbindung des Grundelements 14 mit dem Substrat 12 zu
erreichen (8).
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Zusätzliche
Ausgestaltungen alternativer Klebebefestigungen lassen sich für die Kurzzeitverbindung
des Gewindebolzens 28 oder anderer Ansetzteile zum Substrat 12 während des
Aushärtens des
Klebstoffs 16 bereit stellen. Für den Fachmann ist einzusehen,
dass die Wärmequelle 14 sich
in den Befestigungen, die in den US-PSn 4 302 492, 4 338151; 4 390
546, 4 668 546, 4 778 702 und 4 822 656 gezeigt und beschrieben
sind, sowie mit den Befestigungen und Klebstoffen verwenden lassen,
die in der US-Patentanmeldung Ser. No. 10/219 707 (Anmeldetag 14.
August 2002) gezeigt und beschrieben sind; alle diese Druckschriften
gelten durch die Bezugnahme als Teil der vorliegenden Anmeldung.
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Die 9-10 zeigen
eine andere alternative bevorzugte Form der Erfindung; dabei sind Bauelemente,
die den oben an Hand der 1-5 gezeigten
und be schriebenen entsprechen, wiederum mit den gleichen Bezugszahlen
gekennzeichnet. In dieser Ausführungsform
ist die Wärmequelle 18 nicht
direkt in den Klebstoff 16 auf der Grundfläche 24 des
Grundelements 14 eingebettet, sondern auf einer Vorderseite
des Grundelements 14 auf dieses aufgesetzt, um Wärme durch
das Grundelement hindurch auf den Klebstoff 16 aufzubringen.
In dieser Version ist das Grundelement 14 aus einem thermisch
leitfähigen
Werkstoff – bspw.
einem gewählten
Metall – hergestellt.
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Insbesondere
entsprechen der Aufbau und die Arbeitsweise der in den 9-10 gezeigten Befestigung
insgesamt den zur 1-5 beschriebenen,
wobei jedoch die Wärmequelle 14 in Form
des Widerstandsheizelements in einen dünnen Heizring 52 eingebettet
ist, der bspw. mit einem geeigneten Klebstoff – auf die Vorderseite des Grundelements 14 in
einer Lage aufgeklebt ist, in der er über dessen äußerem Ringteil liegt, der die
blindseitige Grundfläche 24 bildet.
Ein Ring 16 eines gewählten wärmeaktivierten
Klebstoffs in schmelzbarer oder flüssiger Form ist für das Aufbringen
auf die blindseitige Grundfläche 24 vorgesehen.
Die Befestigung ist zum anfänglichen
Aufdrücken
auf das Substrat 12 entsprechend der vorangehenden Beschreibung konstruiert
und weist eine zeitweilige Ansetzeinrichtung wie den beschriebenen
Betonnagel 36 od. dergl. auf, um den Bolzenkopf 30 vorübergehend
mit dem Substrat zu verbinden. Dabei wird die Feder 20 teilweise
flachgedrückt,
um für
die Dauer des Aushärtens
des Klebstoffs das Grundelement 14 zwangsweise auf das
Substrat 12 zu drücken,
wie oben beschrieben. Was wichtig ist, ist dass während des
Härtens
die Wärmequelle 14 geeignet
erregt wird, um Wärmeenergie
durch das Grundelement 14 hindurch auf den Klebstoff 16 zu übertragen,
um diesen zu aktivieren und/oder schnell zu härten.
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11-14 zeigen
eine weitere alternative bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der
die Wärmequelle
in einer alternativen Form nicht als elektrisches Widerstandsheizelement,
sondern als pyrotechnische bzw. pyrogene Wärmequelle vorliegt. Auch hier
sind zur leichteren und klareren Beschreibung den bereits gezeigten
und beschriebenen Bauelementen entsprechende Bauelemente mit den gleichen
Bezugszahlen gekennzeichnet.
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Die 11 zeigt
eine modifizierte Klebebefestigung wiederum mit dem gleichen allgemeinen Aufbau
und Arbeitsverhalten wie die oben zur 1-5 beschriebene
Ausführungsform,
außer dass
eine modifizierte Wärmequelle
eine pyrogene Wärmequelle
in Form des Rings 16 aus dem gewählten Klebstoff in Kombination
mit einem homogen eingebetteten Oxidationsmittel und dem zugehörigen Polymerisat
aufweist. Die 12 zeigt eine Luntenschnur 54 in
dem Klebstoffring 16 in Form eines Maschengewebes eingebettet,
während
die 13 die Luntenschnur 54 in einem alternativen
Spiralringmuster zeigt. In beiden Fällen wird nach dem Aufdrücken der
Befestigung auf das Substrat 12 auf die beschriebene Weise
(vergl. 14), gefolgt von einer zeitweiligen
Verbindung des Bolzens 28 oder einer anderen Ansetzkomponente
mit dem Substrat, mittels eines Zündholzes 58 od. dergl.
eine seitlich vorstehende Lasche 56 am Klebstoffring 16 und
damit die Luntenschnur 54 angezündet. Beim Abbrennen der Luntenschnur 54 zersetzen
sich deas eingebettete Oxidationsmittel und das Polymerisat in einer
exothermen Reaktion, bei der Wärme
erzeugt wird, die auf die oben beschriebene Weise den Klebstoff
aktiviert und/oder rasch härtet.
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15-16 zeigen
eine noch andere alternative bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, in
der eine pyrotechnische oder pyrogene Wärmequelle nicht in den Klebstoffring 16 eingebettet,
sondern auf einer Vorderseite des Grundelements aufgebracht ist
und durch dieses hindurch Wärmeenergie auf
den Klebstoff aufbringt. Auch hier sind zur leichteren Beschreibung
den bereits zu vorigen Ausführungsformen
beschriebenen und gezeigten Bauelementen entsprechende Bauelemente
mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. In dieser Ausführungsform
liegt die pyrogene Wärmequelle
als Heizring 52 vor, der auf eine Vorderseite des Grundelements 14 aufgebracht
ist und durch es hindurch Wärmeenergie
auf den Klebstoff 16 aufbringt. In dieser Version ist das
Grund element 14 aus einem thermisch leitfähigen Werkstoff – bspw.
einem gewählten Metall – ausgebildet.
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Diese
modifizierte Befestigung (15-16)
ist dazu konstruiert, anfänglich
auf die bereits beschriebene Weise auf das Substrat 12 aufgedrückt zu werden,
und weist eine zeitweilige Ansetzeinrichtung wie bspw. den dargestellten
Betonnagel 36 od. dergl. auf, um eine zeitweilige Verbindung
des Bolzenkopfes 30 zum Substrat herzustellen. Dabei wird
die Feder 20 teilweise flachgedrückt, um das Grundelement 14 für die Aushärtedauer
des Klebstoffs zwangsweise auf das Substrat 12 zu drücken, wie
ebenfalls bereits beschrieben. Wichtig ist, dass während dieses
Aushärteintervalls
die Wärmequelle 54 mittels
eines Zündholzes 58 od.
dergl. an einer Lasche 56 des Heizrings angezündet wird,
um das Oxidationsmittel und das Polymerisat im Heizring 54 zu
zünden
und so die gewünschte
exotherme Reaktion auszulösen,
mit der Wärmeenergie
durch das Grundelement 14 hindurch auf den Klebstoff 16 übertragen
wird, um ihn zu aktivieren und/oder rasch zu härten.
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Verschiedene
weitere Modifikationen und Verbesserungen in und an der erfindungsgemäßen verbesserten
Klebebefestigung liegen für
den Fachmann auf der Hand. Bspw. ist oben die Erfindung an mehreren
speziellen Arten von Ansetzelementen gezeigt und beschrieben; es
sollte jedoch klar sein, dass eine breite Vielfalt anderer Ansetzelemente
und -einrichtungen anwendbar ist.
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LEGENDE ZUR FIGURENBESCHRIFTUNG
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