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Diese Erfindung betrifft eine Verbesserung von Vorrichtungen,
zur vorübergehenden Vakuumbefestigung von Objekten auf glatten
Oberflächen, wie Glas oder Fliesen, allgemein Saugnapf genannt, und
insbesondere Saugnäpfe für die Befestigung auf Oberflächen, die
Oberflächenunebenheiten, Strukturierung oder geringfügige
Unregelmäßigkeiten aufweisen.
Hintergrund der Erfindung
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Saugnäpfe werden häufig benutzt, um Gegenstände auf Glas,
Fliesen oder ähnlichen, glatten Oberflächen zu befestigen. Die Leistung
des Saunapfes hängt weitgehend von der Glätte der Oberfläche ab. Mit
anderen Worden, wenn die Oberfläche von geringfügigen
Unregelmäßigkeiten, Rauheit, Oberflächenrauheit oder einheitliche
strukturiert war, würde der Saugnapf nicht in der Lage sein, dauerhaft
anzuhaften.
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Den Antragstellern ist das U. S. Patent Nr. 5,423,716, am 13.
Juni 1995 an Strasbaugh für eine Vorrichtung erteilt bekannt, die eine
Waffel mit einer elastischen Membrane anwendet, die die Waffel
festhält, wenn ein Vakuum zur Anwendung kommt. Die Vorrichtung ist
für die Aufnahme, das Halten und das Lösen einer Waffel vorgesehen
und schließt eine wiche, elastische Membrane ein, die eine horizontale
Verstärkungsplatte bedeckt, worin die untere Oberfläche der
Verstärkungsplatte eine Anzahl von Ausbuchtungen aufweist, auf die
Vakuum wahlweise angewandt werden kann. Um eine Waffel
aufzunehmen, wird die Membrane mit der Waffel in Kontakt gebracht
und Vakuum auf die Ausbuchtungen angewandt, so daß die elastische
Membrane in die Ausbuchtungen gesaugt wird, mit der Wirkung daß
jede Ausbuchtung in einen Saugnapf verwandelt wird, der die Waffel
gegen die Membrane zieht. Was weder gelehrt noch vorgeschlagen
wird, ist der Gebrach einer elastischen Dichtung in Verbindung mit
gewöhnlichen Saugnäpfen, auf die von außen kein Vakuum angewandt
werden kann, die anstatt sich auf die elastische Struktur des Saugnapfes
verlassen, um eine zentrale Zone des Saugnapfes von der Oberfläche
abzuheben, an die der Saugnapf anhaftet, und somit ein Vakuum
zwischen der zentralen Zone und der Oberfläche erzeugt.
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Dem Antragsteller ist ebenfalls das U. S. Patents Nr. 4,356,959,
am 2. November 19 82 für eine Erfindung, "Elastischer Saugnapf mit
weicher, biegsamer Dichtung" erteilt bekannt. Irland macht einen
Saugnapf aus elastischem, gummiartigem Material bekannt, das an der
Peripherie seiner Saugseite eine Ringdichtung aus weichem,
geschmeidigem kittartigem Material aufweist und insbesondere bei der
Verwendung von Dichtungen aus Polyvinyl Isobutyl dazu geeignet ist,
einen vakuumdichten Raum unter der Saugseite des Saugnapfes zu
erzeugen, derart, daß wenn gegen eine nicht poröse, tragende
Oberfläche gedrückt, eine, auf Vakuum basierende Haftung, trotz
Unvollkommenheiten oder Unregelmäßigkeiten beibehalten wird. Irland
belehrt, daß die Ringdichtung aus einem weichen, geschmeidigem,
nicht elastischem, kittartigem Material bestehen kann, was ebenfalls,
aus tonähnlichem oder aus nicht v erhärtendem Material bestehend, als
geringfügig an glatten Oberflächen anhaftend, beschrieben werden kann.
Irland beschreibt ebenfalls ein nicht elastisches Dichtungsmaterial als
mit lauwarmen Bienenwachs oder einer steifen Paste vergleichbar. Irland
hat jedoch nicht erkannt, daß ein elastisches Material effektiv eine
luftdichte Abdichtung erstellen kann, mit der Feststellung, daß im Bezug
auf den Saugnapf, auf Grund der elastischen Natur eines solchen
Saugnapfes, dessen Peripherie nicht in der Lage war, eine vakuumdichte
Abdichtung über Unvollkommenheiten oder Unregelmäßigkeiten der
Oberfläche, auf die sie angewandt wurde, erstellen konnte, und daß
folglich solche Saugnäpfe von Zeit zu Zeit abfallen. Dementsprechend
hat Irland nicht erkannt, und es ist das Ziel der gegenwärtigen Erfindung,
einen Saugnapf zu erstellen, der elastisch anstatt kittähnlich ist, so daß
die Dichtungen der gegenwärtigen Erfindung wiederholt, ohne
unelastische Verformung der Dichtungsstruktur, so wie sie im Gebrauch
der Dichtungen, gemäß der Irland Belehrung stattfinden angewandt
werden kann.
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Dem Antragsteller ist die deutsche Patent- offenlegungsschrift
2723616 von Mokry für eine Saugnapfbefestigung bekannt. Mokry
belehrt über den Gebrauch eines Saugnapfes, der eine krustenartige
Dichtung aufweist, die aus einem sehr weichen Material besteht, z. B.
Gummi, in einer Rückprallhärte von etwa 30 Shore A, um eine
saugende Haltevorrichtung fehlerfreier Haftung auf einer nicht absolut
ebenen Fläche, z. B. dem Armaturenbrett eines Automobils, auf einem
gebrochenem Pflaserstein oder ähnlichem zu erstellen, Verschiedene
Strukturen werden dargestellt, die die Wirksamkeit der krustenartigen
Dichtung erhöhen, z.B. die Formung einer Dichtung als flacher Ring,
der auf seiner Unterseite konzentrische Krustenrippen aufweist, die von
der Dichtung abstehen. Was weder gelehrt noch vorgeschlagen wird,
und was das Ziel der gegenwärtigen Erfindung darstellt, ist der
Gebrauch einer elastischen Dichtung, wobei das Material der elastischen
Dichtung durch Klebrigkeit charakterisiert ist, ohne daß solche
Klebrigkeit nichts außer einem minimalen öligen Rückstand hinterläßt,
wenn die elastische Dichtung von einer Oberfläche, wie z. B. einer
angestrichenen Oberfläche angeheftet oder entfernt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
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Die Vorrichtung der betreffenden Erfindung ist ein Saugnapfaus
PVC oder ähnlichem Material, das auf seiner gesamten Haftfläche eine
sehr elastische Materialschicht aufweist. Das Ziel dieser Materialschicht
ist, eine Abdichtung auf Vakuum Basis trotz Unregelmäßigkeiten,
Ausbuchtungen oder Struktur der Oberfläche zu erstellen.
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Die gegenwärtige Erfindung ist eine lösbare
Befestigungsvorrichtung, die eine elastische Schicht oder Haftmasse mit
einer Rückprallhärte von maximal 30 Shore A aufweist, und mit einer
elastischen Schicht mitwirkend, ein Saugnapf, der einen negativen
Luftdruck oder Sog zwischen der elastischen Schicht und einer rauhen
oder zumindest nicht glatten Oberfläche erzeugt, wenn die elastische
Schicht und der Saunapf flach gegen die rauhe Oberfläche gedrückt
werden, so daß er entspannt und doch lösbar an der rauhen Oberfläche,
auf Grund des negativen Luftdruckes oder Sogs zwischen der
elastischen Schicht und der rauhen Oberfläche befestigt bleibt. Der
Saugnapf kann ein herkömmlicher Saugnapf sein, und die elastische
Schicht kann eine lösbare, jedoch durch chemische Bindung oder
anderweitig an der unteren Oberfläche i. e. an der konkaven
Kontaktfläche oder Saugnapf befestigte Schicht sein.
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Der alternative Saugnapf kann entweder aus einem innen oder
außen aktivierter. Rahmen bestehen, der an der elastischen Schicht
befestigt oder zu befestigen ist, solange der innen oder außen aktivierte
Rahmen (wozu der konventionelle Saufnapf als Beispiel zählt) die
Zentralzone (im Gegensatz zu der Peripherie) der elastischen Schicht
weg von der rauhen Oberfläche zieht, so daß die Tendenz der
Zentralzone darin besteht, sich selber von der rauhen Oberfläche
abzuheben, dadurch einen negativen Luftdruck oder Sog im Leerraum
oder Vakuum zwischen der Zentralzone und der rauhen Oberfläche
herbeiführt, wobei die Peripherie der elastischen Schicht eine luftdichte
Verbindung mit der rauhen Oberfläche auf Grund seiner Elastizität
formt. Die elastische Haftmasse kann aus hydrasiertem Silikon Polymer
hergestellt sein.
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In einer Hinsicht ist die Erfindung eine lösbare
Befestigungsvorrichtung, um einen Saugnapf an rauhen oder zumindest
nicht glatten Oberflächen anzubringen, von denen gewünscht wird, daß
der Saugnapf lösbar angeheftet bleibt, wobei die Vorrichtung eine
elastische Schicht mit einer Rückprallhärte von maximal 20 Shore A zur
Befestigung zwischen dem Saugnapf und der Oberfläche einschließt.
(009) In weiterer Hinsicht ist die gegenwärtige Erfindung eine lösbare
Befestigungsvorrichtung zur Befestigung eines Saugnapfes an einer
rauhen Oberfläche, von der gewünscht wird, daß ein lösbarer Saugnapf
befestigt wird, der eine elastische Schicht mit einer Rückprallhärte von
maximal 10 Shore A zur Befestigung zwischen dem Saugnapf und der
Oberfläche beinhaltet,
Kurze Beschreibung der Zeichnungen.
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Fig. 1 im Plan ist die Darstellung der lösbaren Befestigung der
gegenwärtigen Erfindung
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung in Fig. 1.
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Fig. 3 ist eine Perspektive der elastischen Haftmasse in einer
bevorzugten Verkörperung.
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Fig. 4 ist ein Saugnapf in der bevorzugten Verkörperung.
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Fig. 5 ist die Unteransicht des Saugnapfes von Fig. 4.
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Fig. 5A ist eine diagrammatische Ansicht der lösbaren
Befestigungsvorrichtung in bevorzugter Verkörperung.
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Fig. 6 ist der Schnitt 6-6 in Fig. 5.
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Fig. 7 ist die Ansicht von Fig. 6, die eine elastische Haftmasse
in einer bevorzugen Verkörperung zeigt.
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Fig. 8 ist eine Perspektive der lösbaren Befestigungsvorrichtung
in einer weiteren Verkörperung.
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Fig. 9 ist die lösbare Befestigungsvorrichtung von Fig. 8 in
Frontansicht.
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Fig. 10 in Seitenansicht, ist eine weitere Verkörperung der
lösbaren Befestigungsvorrichtung der gegenwärtigen Erfindung.
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Fig. 11 ist eine Frontansicht der lösbaren
Befestigungsvorrichtung von Fig. 10.
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Fig. 12, in Perspektive, ist eine weitere Verkörperung der
lösbaren Befestigungsvorrichtung.
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Fig. 13 in Seitenansicht, ist eine weitere Verkörperung der
lösbaren Befestigungsvorrichtung.
Ausführliche Beschreibung
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Nachdem die Antragsteller eine Vorrichtung zur Befestigung von
Plakaten in Fenstern, ohne diese zu beschädigen erdacht haben, haben
sie erkannt, daß es von Vorteil wäre, wenn die Vorrichtung auf anderen
Oberflächen, wie zum Beispiel Wänden angebracht werden könnte. Die
Antragsteller haben somit die konventionellen Saugnäpfe für
Plakataufhängung adaptiert, indem sie eine elastische Haftmasse auf die
äußere Kontaktkante der Saugnäpfe angeklebt haben. Elastisches
Material wurde in Form von Kinderspielzeugen, bekannt unter dem
Namen "Sticky Hands" aufgefunden, Eine hölzerne Form wurde von
der gewünschter. Gestalt angefertigt. Die elastische Haftmasse wurde
geschmolzen und in die Form gegossen, um eine ringförmige, elastische
Haftmasse, in Fig. 1 und 2 angezeigt, zu bilden, die an dem Saugnapf
befestigt wurde. Die Haftmasse war an dem Saugnapf selber mit Hilfe
eines Zyanoacrylsäureester-Klebstoffes (3M Marke CA40) befestigt. Es
wurde festgestellt, daß die "Sticky Hands" Haftmasse einen öligen
Rückstand auf angestrichenen Oberflächen hinterläßt, wenn die
Haftmasse dazu gebraucht wurde, den Saugnapf an der Oberfläche
anzubringen. Die "Sticky Hands" Haftmasse hatte ebenfalls erheblich
Lateral- und Torsionsabweichung mit dem Resultat, daß der Saugnapf
seine Vakuumabdichtung verlor, wenn zu viel lateraler Druck auf den
Saugnapf ausgeübt wurde. Ein weiteres Problem bestand im
eigentlichen Loslösen des Saunapfes, ohne die Haftmasse von dem
Saugnapf zu reißen. Dieses Problem wurde durch das Bohren eines
Loches in den Oberteil des Saunapfes und durch das Einsetzen eines
Nagelkopfes überwunden, der als Stöpsel diente, während die
Vorrichtung an der Wand angebracht war. Das Entfernen des
Nagelkopfes vom Saugnapf hatte die Unterbrechung der
Vakuumsabdichtung zur Folge, was den Saugnapf von der Wand
entfernen lies.
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Die Suche des Antragstellers nach einer besseren, elastischen
Haftmasse führte zu einem vernetzten, hydrasiertem Silikon Polymer,
der eine wahlweise regulierbare Klebrigkeit aufweist. Diese entpuppte
sich aus vielen Gründen als ein bemerkenswertes Material
einschließlich:
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a) Das elastische Material bestand bereits in Folienform, welches
die Befestigung des Silikon-Materials über die gesamte
Oberfläche des Saugnapfes ermöglichte.
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b) Das elastische Material hat einen minimalen Ölrückstand auf
der angestrichenen Oberfläche hinterlassen. Der Rückstand konnte
leicht mit einem feuchten Lappen abgewischt werden.
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c) Das Material selber wies eine wahlweise, regulierbare
Klebrigkeit auf, die dem PVC Saufnapf und porösen oder
unebenen Oberflächen bereitwillig ohne Klebstoff oder anderer
Klebemasse anhaftete. Vorteilhafte und erhöhte Klebrigkeit
ermöglichte der Haftmasse besseres Festhalten an dem Saunapf.
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d) Das Material ergab besseres Bonding mit PVC Saugnäpfen als
das "Sticky Hands" Material im Gebrauch mit
Zyanoacrylsäureester-Klebstoff.
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Dieses elastische Haftmaterial, in Folienform, wurde das
elastische Haftmaterial in der bevorzugten Ausführung, dargestellt in
Fig. 3, als das elastische Haftmaterial 14, obwohl jedes andere,
klebrige, nicht poröse, elastische Material in einer Rückprallhärte von
möglichst weniger als 30 Shore A für poröse Oberflächen, z. B. außer
Glas, das einen minimalen Ölrückstand hinterläßt, gebraucht werden
könnte, das um den Saunapf geheftet oder geformt werden kann, um
eine elastische Schicht oder Film zu bilden.
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Der Konstruktionsvorteil des Antragstellers des Saugnapfes liegt
darin, daß im Gebrauch der elastischen Haftmasse der Saugnapf fast an
allen Oberflächen anhaftet. Die einzige Bedingung besteht darin, daß die
Oberfläche keine extremen Oberflächenunebenheiten aufweist. Weil das
elastische Material an der gesamten Oberfläche des Saugnapfes
anhaftet, offenbaren sich andere Vorteile:
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a) Es erzeugt eine vergrößerte Abdichtungsfläche und die
Fähigkeit des elastischen Materials, sich den
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Oberflächenausbuchtungen, Struktur oder geringfügigen
Unebenheiten der Oberflächen anzupassen.
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b) Es verleiht dem Napf Widerstand gegen laterale
Abweichungen.
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c) Es verleiht dem Napf Widerstand gegen Torsionsabweichungen
z. B. Drehen um die symmetrische Achse.
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d) Es verleiht eine bessere Vakuumshaftung, weil mehr Luft aus
dem Raum zwischen Oberfläche des elastischen Materials und
Kontaktfläche entzogen wird, im Vergleich zu einer ringförmigen
Abdichtung.
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e) Die Vakuumshaftung ist weniger geneigt bei extremen
Temperatunterschieden zu versagen, die anderweitig die
Struktur des Saugnapfmaterials zu steif machen könnten, um
selber eine Vakuumsabdichtung aufrecht zu erhalten. Diese liegt
daran, daß das elastische Material selbst bei niedrigen
Temperaturen von z. B. minus 35º C. elastisch bleibt.
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f) Die Folienform erlaubt das Verformen, wie Ausschneiden eines
lösbaren Etiketts 16, welches, wenn von einer Oberfläche
abgezogen, an die der Saugnapf befestigt war, die
Vakuumsabdichtung unterbricht, ohne das Haftmaterial dabei zu
zerstören und somit eine leichte Entfernung des Saugnapfes von
jeder Oberfläche ermöglicht.
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In einer Verkörperung war die gesamte Oberfläche des elastischen
Haftmaterial s an der Kontaktfläche des Saugnapfes befestigt. Der
konkave Saugnapf, wurde somit selber das Bauelement, das das
elastische Haftmaterial konkav verformte, und damit die dichtende
Randoberfläche einer Art Saugnapfes, sowie den inneren Raum des
Vakuums zwischen der Dichtung und der porösen Oberfläche erstellte,
gegen die der Saugnapf gepreßt wird. Eine andere Methode, das
elastische Material in eine Art Saugnapf zu verformen wäre, das
Material um eine Drahtstruktur oder ähnliches wie einen Saugnapf zu
verformen.
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In der bevorzugten Verkörperung hat der Saugnapf 12 auf seiner
äußeren Oberfläche zentrisch, auslaufende, erhabene Rippen 18, wie in
Fig. 4 illustriert. Erhabene Rippen 18 helfen elastischen Saugnäpfen
die Kräfte des Vakuums in der zentralen Zone 20 unter dem Saugnapf
(siehe Fig. 5) gleichmäßiger über die Zentralzone bis an die Peripherie
22 des Saugnapfes 12 zu verteilen. Konzentrische, erhabene
Verstärkungsringe 24 können ebenfalls auf der Unterseite des
Saugnapfes 12 vorgesehen oder geformt werden, um laterale
Verformung eines elastischen Saugnapfes 12 zu vermindern,
insbesondere wenn der Saugnapfan einer vertikalen Wand befestigt ist
und eine hängende Last an der Aufhängung 26 angebracht wird. Wie
im Diagramm in Fig. 5 und im Schnitt in Fig. 6 illustriert, wird der
Saugnapf 12 flach gedrückt. Wenn dieser z.B. an einer flachen
Oberfläche angebracht wird, leisten erhabene Ringe 24 im elastischen
Haftmaterial 14 Widerstand gegen Bewegungen in Richtung B, wobei
eine schwer Las auf den Saugnapf 12 angewandt anderweitig ein
Falten des Haftmaterials 14 (und damit Verlust der Luftabdichtung) auf
Grund der Scherkraft zwischen dem Saugnapf und der Wand 38 oder
Oberfläche 28 mit Wirkung auf das Harnmaterial 14 hervorrufen könnte.
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Wie in Fig. 7 illustriert ist, kann das elastisches Haftmaterial 14
auf der Unterseite des Saugnapfes 12 derart geformt werden, indem es
den ringförmigen Rand 30 umwindet und damit die Befestigungsmasse
14 des Saugnapfes 12 unterstützt.
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Wie in Fig. 8-13 illustriert wird, kann ein
Aufhängungshaken 32 im Zusammenhang mit dem Saugnapf der
gegenwärtigen Erfindung vorgesehen werden. Der Haken ist so
konstruiert, die nach unten wirkende Kraft eines Gegenstandes, der am
Saugnapf hängt, in eine Kraft zu lenken, die vorn Saugnapf 12 nach
außen in Richtung A wirkt. Insbesondere, ein Gewicht, das am Haken
32 hängt, verursacht das Bauelement der Gewichtsübertragung 34 sich
um die Gummiblöcke 36 zu drehen, die auf Grund von Reibung mit der
Wand engagiert sind, oder wie in Fig. 13 gezeigt, sich um die unteren
Saugnäpfe 40 zu drehen. Der Wandhaken kann vertikal nach unten
zeigend am Befestigungspunkt 26 des Saugnapfes angebracht werden. In
einer weiteren Hinsicht können mechanische Drehvorrichtungen
angewandt werden, um nach unten gerichtete Kräfte in horizontale
Komponente in Richtung A zu verwandeln.
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Obwohl rund oder in Form eines Diskus dargestellt, könnte die
elastische Haftmasse 14 als zweidimensionale Ausführung, wenn
benötigt, der Unterseite des Saugnapfes 12 angepaßt werden.
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Für Anwendungen des Saugnapfes 12 unter Sonneneinstrahlung ist
es von Vorteil, einen ultravioletten Stabilisierungsstoff während der
Formulierung des Materials, aus der die elastische Haftmasse hergestellt
wird, hinzu zufügen.
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Für Personen, die in diesem Gewerbe geschult sind, wird es auf
Grund des vorher- gehenden offensichtlich sein, daß viele Änderungen
und Modifikationen in der Anwendung dieser Erfindung möglich sind,
ohne vom Bereich der Patentansprüche abzuweichen, zum Beispiel
können andere elastische Haftmaterialien mit Ausnahme von vernetzten,
hydrasiertem Silikon Polymer verwendet werden, so lange diese die
erforderliche Elastizität, Rückprallhärte und Klebrigkeit, wie oben
angeführt aufweisen. Dementsprechend ist der Anwendungsbereich der
Erfindung im Einklang mit den folgenden Patenansprüchen zu verstehen.