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Vorrichtung zur Befestigung von Bauteilen
Um Gegenstände oder Platten, beispielsweise aus Holz oder Holzfasern (sogenannte Isolier- oder Hartplatten) an einer Unterlage so zu befestigen, dass die Befestigungsmittel wie Nägel, Schrauben u. dgl. nicht mehr sichtbar sind, war man bisher auf das Leimverfahren oder im Falle des Nagelas oder Schraubens auf das Verkitten der Nagel- bzw. Schraubenköpfe angewiesen, ein Behelf, der zu Beschädigungen der Platten bzw.. zum Abfallen von Verputz oder Verkittung oder auch zum Durchschlagen rostiger Nagelköpfe führte.
Man hat zwar vorgeschlagen, mit Spitzen versehene Haltestücke (Trägerscheiben) zuerst an der Unterlage (Wand, Decke od. dgl.) zu befestigen und alsdann die Platte durch Druck oder Schlag auf die Sichtseite in die meist konischen, mit gezahnten Kanten versehenen Spitzen, die eine widerhakenartige Wirkung ausüben sollten, zu treiben ; da jedoch auf diese Weise nur ein Kanal oder Schlitz in Form eines langschenkligen Dreiecks in die Platte geschnitten wurde, fand die eingedrungene Spitze ihren Halt nur an den gezahnten Kanten, verbunden mit einer gewissen Klemmwirkung des Materials. Wenn aber Erschütterungen oder Vibrationen der Unterlage auftraten, dann wirkten die gezahnten Kanten der Spitzen wie kleine Sägen, welche das Material anschnitten, die Klemmwirkung nach und nach aufhoben und die Platte zu Fall brachten.
Auch dadurch, dass man die mit Zähnen oder Widerhaken versehenen Zinken in Schrägstellung am Haltestück mit ihrer Breitseite anbrachte, war kein Fortschritt zu erzielen. Es tritt hier nämlich nicht die beabsichtigte Verspreizung der Zinken ein, vielmehr werden diese beim Einschlagen in die zu befestigende Wand verbogen oder zusammengedrückt, können also nicht tief genug in den Körper der Wand eindringen.
Die Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung zur Befestigung von Bauteilen, vorzugsweise Platten, an einer Unterlage mit Hilfe eines Haltestückes, das mindestens einen Umlenkarm aufweist, der in der Ausgangsstellung mit der Unterlage und der Rückseite des Bauteiles einen spitzen Winkel einschliesst und durch Parallelrichten zur Unterlage und zur Rückseite des Bauteiles einen mit ihm verbundenen, in die Bauteile eindringenden spitzen Fortsatz nach aussen ablenkt.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art besteht aus einem Stift, dessen Spitze so weit in die Unterlage geschlagen wird, bis an dieser ein an dem Stift befestigter gebogener Fortsatz, dessen gerader Teil parallel mit dem Stift verläuft und der zu befestigenden Platte zugewendet ist, mit seinem gebogenen Teil anliegt. Das Ganze stellt im Prinzip einen Haken dar, dessen Hauptteile parallel verlaufen und durch eine relativ schmale Krümmung miteinander verbunden sind. Zur Befestigung der Platte wird diese auf die beiden, von der Unterlage weggerichteten Teile des Hakens aufgelegt und hierauf ein genügend starker Druck oder Schlag in Richtung auf die Unterlage ausgeübt.
Hiebei wird jedoch in der Praxis mit dem nach abwärts gehenden Teil des Stiftes auch der annähernd parallel mit ihm verlaufende Fortsatz zusammengedrückt, ohne dass der letztere wesentlich in die Platte eindringen kann, denn Druck oder Schlag treffen den Fortsatz in der gleichen Richtung und in der gleichen Stärke wie den Stift.
Die Nachteile der bekannten Befestigungsvorrichtungen werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass beidseitig eines an der Unterlage befestigten Mittelteiles des Haltestückes je ein in sich starrer Winkelhebel dreh-bzw. biegbar angeordnet ist, dessen einer Arm als klauenförmiger Fortsatz ausgebildet ist und dessen zweiter Arm den Umlenkarm des Winkelhebels darstellt.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Befestigungsvorrichtung ist beim Anbringen einer Platte an einer Unterlage eine zwangsläufige Bewegung der beiden klauenförmigen Fortsätze nach aussen in den
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Plattenkörper hinein sicher gewährleistet, was eine ausserordentlich Feste Verbindung zwischen Unterlage und Platte sicherstellt. Diese vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemässen Vorrichtung beruht vor allem darauf, dass sich zwischen beiden gegensinnig arbeitenden klauenförmigen Fortsätzen und den entspre- chenden Umlenkarmen eine völlig unverletzte Plattenschicht in fast der ganzen Plattenstärke befindet.
Die Erfindung und besonders vorteilhafte Ausgestaltungen derselben werden an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Es zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit zwei klauenförmigen Fortsätzen, halb angebracht, im Längsschnitt, Fig. 2 einen Grundriss zu Fig. l, Fig. 3 die Vorrichtung gemäss den Fig. 1 und 2 fertig angebracht, Fig. 4 eine Vorrichtung mit zwei klauenförmigen Fortsätzen und einer sogenannten Umlenkbrücke, halb angebracht, im Längsschnitt, Fig. 5 die Vorrichtung gemäss Fig. 4, fertig angebracht, die Fig. 4 und 5 in rein schematischer Darstellung, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit einer Umlenkbrucke, halb angebracht, im Längsschnitt, Big. 7 einen Grundriss zu Fig. ü, Fig. d einen Querschnitt nach den Linien I-I in Fig. 7, Fig. 9 die Vorrichtung gemäss den fertig angebracht, im Längsschnitt, Fig. 10 eine Vorrichtung mit zusätzlichen Klauen, im Längsschnitt, Fig.
11 die Vorrichtung gemäss Fig. 10, fertig angebracht, Fig. 12 einen Querschnitt durch einen klauenförmigen Fortsatz nach der Linie II-II in Fig. 11, in grösserem Massstab, Fig. 13 eine Vorrichtung mit einer aus zwei trapezförmigen Teilen bestehenden Umlenkbrücke, im Grundriss. Uater "klauenförmigcm Fortsatz" bzw. "Klaue" ist im folgenden stets eine Zahnform verstanden, deren Krümmung nach dem ihr vom Schlag oder Druck und dem zugehörigen Umlenkarm vorgezeichneten Umlenkweg berechnet ist. Kegelförmige Spitzen wurden einen solchen Umlenkweg nicht ausführen können, ohne das Material aufzureissen oder abzubrechen.
In den Fig. 1-3 bedeutet 1 eine Decke als Beispiel für eine Unterlage, 2 einen Mittelteil mit einer Öffnung 3 für den mit einem breiten Kopf versehenen Befestigungsnagel 4. Mit 5 und 6 sind die klauenförmigen Fortsätze, mit 7 und 8 die Umlenkarme der Winkelhebel 5, 7 und 13, 8 bezeichnet. 9 ist eine Holzfaserplatte. In der Stellung, wie sie Fig. l zeigt, sind die Klauen 5 und 6 durch nicht gezeichnete Mittel fixiert, so dass sie bei Druck oder Schlag in Richtung der Pfeile S gegen die Sichtseite 10 der Platte 9 annähernd senkrecht in deren Rückseite 11 eindringen und mehr als die Hälfte ihres Weges zurücklegen, ohne dass die Umlenkarme 7 und 8 in Aktion treLen.
Bei dieser Ausführungsform liegt der Drehpunkt des Winkelhebels etwa im Schnittpunkt her beiden, den Winkelhebel bildenden Arme 7, 5 bzw. 8, 6. Erst wenn die klauenförmigen Fortsätze 5 und 6 genügend tief in die Platte 9 eingedrungen sind, beginnt beim weiteren Anbringen die Rückseite 11 derselben die Umlenkarme 7 und 8 in der Richtung gegen die Unterlage 1 zu drücken, wodurch die Klauen 5 und 6 als die kürzeren Hebelarme der Winkelhebel 5, 7 und 6, 8 aus ihrer zur Plattenfläche 11 senkrechten Bewegungsrichtung allmählich annähernd waagrecht, d. h. parallel zu den Plattenflächen 10 und 11 umgelenkt werden, wobei hier die Urnlenkorgane 7 und 8, da sie doppelt so lang sind wie die Klauen a und 6, auch mit doppelter Kraft auf die letzteren wirken.
In der Endstellung, wie sie Fig. 3 zeigt, sind die Klauen 5 und 6 quer zur Schlag-oder Druckrichtung S und annähernd parallel zu den Plattenflächen 10 und 11 tief in unverletztes Material eingedrungen, und aus dem
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auch bei Erschütterungen und Vibrationen der Unterlage 1 dauernd und absolut sicher festhält.
In den Fig. 4 und 5 ist rein ochematisch eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Umlenkarme BC für Klauen AB sowie CD für Klauen DE sich gegenseitig stützend zu einer gewölbten Umlenkbrücke B-C-D vereinigt sind, in deren Scheitel C die Vorrichtung mittels Nagel 12 an der Unterlage 13 (Decke od. dgl.) befestigt ist. Eine besondere Fixierung der Klauen AB und DE in ihrer Einsatzstellung ist hier nicht erforderlich, da sie mit der Umlenkbrücke B-C-D ein Ganzes bilden.
Beim Anbringen einer Platte 14 dringen die Klauen AB und DE zunächst annähernd senkrecht in die Rückseite 15 der Platte 14 ein, werden aber mit der durch Druck oder Schlag in der Richtung S immer flacher werdenden Umlenkbrücke B-C-D schrittweise in eine Richtung quer zur Richtung S, d. h. parallel zur Plattenfläche 15 umgelenkt, so dass sie auch hier eine Keilform bilden, deren Basis A-E tief im unverletzten Material verankert ist.
Aber bei dieser Ausführungsform ergibt sich ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil : zu der Wirkung der gewölbten Umlenkbrücke B-C-D kommt noch ihr Schub in Richtung der gestrichelten Linien B-C und C-D in Fig. 4, welchen sie, sich verflachend und allmählich in die Gerade übergeführt, auf die Klauen AB und DE ausübt ; durch diesen Schub wird die durch die Wirkung der Umlenkbrücke B-C-D auf die Klauen AB und DE erzeugte Querbewegung der letzteren m ausserordentlicher Weise verstärkt u. zw., wie praktische Versuche ergeben haben, ui annähernd das Doppelte der einfachen Umlenkstrecke (vgl. Fig. 5).
Der Vergleich zwischen Anfangsabstand U in Fig. 4 und dem durch den Schub verstärkten Umlenkabstand U 1 in Fig. 5 macht besonders deutlich, welche Vorteile diese Ausführungsform bietet.
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Im folgenden. ist stets eine stark gewölbte Umlenkbrücke vorausgesetzt, auch wenn dies nicht beson- ders erwähnt ist.
Die Fig. 6-9 veranschaulichen eine praktische Anwendung der in den Fig. 4 und 5 schematisch darge- stellten Umlenk- und Schubwirkung einer Umlenkbrücke auf die Klauen. Bei dieser Ausführungsform ist der Drehpunkt des Winkelhebels an dem, dem klauenförmigen Fortsatz 20,22 abgewendeten Ende des
Umlenkarmes 16, also etwa in der Mitte der Umlenkbrücke, vorgesehen. Die Vorrichtung weist hier eine
Umlenkbrücke auf, deren rechtwinklig umgebogene Längsränder 17 und 18 (vgl. Fig. 8) in die Klauen 19,
20 und 21,22 auslaufen (vgl. Fig. 7), so dass Umlenkung und Schub der Umlenkbrücke durch die Ränder
17,18 verstärkt auf die Klauen 19-22 übertragen werden können. Die Umlenkbrücke setzt sich beider- seits ihrer Enden in die als Stützen wirkenden Verlängerungen 23 und 24 fort.
In der Mitte der Umlenkbrücke ist eine Öffnung 25 für den Breitkopfnagd 26 angebracht, mittels welchem die Vorrichtung an der
Unterlage 27 (Decke, Wand od. dgl.) befestigt wird, u. zw. ist die Öffnung 25 grösser gewählt als der Durchmesser des Schaftes des Bréitkopfnagels 26, so dass der Halter und die an ihm befestigte Platte 28 genügend Spiel erhalten, um Bewegungen oder Spannungen im Material der letzteren aufzufangen und auszugleichen.
Im Gebrauch wird die Vorrichtung 16-25 mittels Breitkopfnagel 26 an der Unterlage 27 befestigt, u. zw. wird der Nagel 26 nicht satt eingeschlagen, sondern nur soweit, dass die Vorrichtung 16-25 in der
Ebene der Unterlage 27 bzw. der Platte 28 noch etwas Spiel hat.
Dann wird die Platte 28 mit ihrer Ruckseite 29 an die Klauen 19-22 angelegt und durch Druck oder Schlag in der Richtung S in Fig. 6 auf die Sichtseite 30 der Platte 28 in die Klauen 19-22 getrieben ; sie dringen anfänglich annähernd senkrecht zur
Plattenfläche 29, also in der Richtung S ein, werden aber durch die flacher werdende Umlenkbrücke und deren winkelförmige Ränder 17, 18""Schritt für Schritt quer zur Richtung S umgelenkt, wobei die als Stützen wirkenden Verlängerungen 23 und 24 die Schubwirkung der Umlenkbrücke 16 auffangen und sie auf die Klauen 19-22 übertragen.
Fig. 9 zeigt das Endstadium dieses Vorganges : die Klauen 19-22 sind durch die Wirkung der flachgewordenen Umlenkbrücke-der Umlenkarm 16 verläuft nun annähernd parallel zur Unterlage-verstärkt durch ihre Schubwirkung, quer zur Richtung S, d. h. parallel zu aen Plattenflächen 29, 30 tief in unverletztes Material getrieben worden, und aus dem Anfangsabstand U in Fig. 6 ist der bedeutend grössere Umlenkabstand Ul in Fig. 9 geworden, Basis eines Keiles, durch welchen die so befe- stigte Platte 28-30 zuverlässiger als durch jede andere Befestigungsart verankert und auch gegen Erschütterungen und Vibrationen der Unterlage absolut gesichert ist.
. In Fig. 7 ist strichpunktiert angegeben, wie die Umlenkbrücke mit Ausschnitten 31 und 32 versehen sein kann.
Es kann, wie die Fig. 10 und 11 zeigen, wünschenswert sein, auch für die Mitte der Umlenkbrücke, also nahe dem Drehpunkt der Umlenkarme 33, eine Verankerung in der Platte 34 zu schaffen, derart, dass beidseits des Nagels 35 gegeneinander versetzt je eine Klaue 36 und 37 vorgesehen ist. Dadurch wird überdies die Wirkung der Umlenkbrücke bzw. der Umlenkarme 33, auch nach innen, also in der Gegenrichtung zu den äusseren Klauen, z. B. 38 und 39 in Fig. 11, ausgenützt. Sofern auf die Bewegungsfreiheit der Platte 34 verzichtet werden darf, können gemäss den Fig. 10 und 11 auch die Verlängerungen 40 und 41 mit Klauen 42 und 43 ausgestattet sein, welche gegen die Unterlage 44 gerichtet sind und in die letztere eindringen können.
Um die tragende Kante der Klauen zu verbreitern, kann gemäss Fig. 12 (vergrösserter Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 11) eine Rippe 45 entlang derselben vorgesehen sein.
Wenn der Grundriss der Umlenkbrücke (z. B. B-C-D bzw. der Umlenkarme 16 bzw. 33) rechteckig ist, dann laufen Fläche und Umlenkrichtung der Klauen untereinander und mit der Längsachse des Halters parallel, vgl. Fig. 7. Wie Fig. 13 zeigt, kann der Grundriss des Halters aber auch so ausgebildet sein, dass die Teile 46 und 47 konische, also gleichschenkelig trapezförmige Gestalt haben, wobei die kleineren Grundseiten an die Umlenkbrückenmitte 48 anschliessen und an den Schenkeln die Klauen 49,50 und 51, 52 sitzen ; die Flächen der letzteren wie ihre Umlenkrichtungen schliessen mit der Längsachse x-xl je einen Winkel a ein, bewirken daher eine zusätzliche Versperrung.
Nägel gewöhnlicher Handelsware haben meist einen Kopf von relativ kleinem Durchmesser ; um sie an Stelle eines Breitkopfhagels trotzdem verwenden zu können, kann zwischen einem einfachen Befestigungsnagel (26 oder 35) und dem Halter (16 oder 33) eine genügend grosse (nicht gezeichnete) Unterlagsscheibe eingelegt werden, deren Öffnung gerade gross genug ist, um den Nagelschaft durchzulassen.
Die Befestigung einer Platte durch Druck kann durch beliebig gestaltete Vorrichtungen erfolgen, beispielsweise durch Kniehebel od. dgl. ; anderseits kann die Schlagwirkung durch mechanisch bewegte Hämmer erzielt werden.
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Die beschriebenen Halter sind nicht nur für alle A"ten von Holz und Holzfaserplatten, Hartplatten u. dgl., sondern auch für andere Gebilde verwendbar, welche auf einfache und absolut haltbare Weise so befestigt werden sollen, dass die Befestigungsmittel nicht mehr sichtbar sind.
PATENTANSPRÜCHE : i. Vorrichtung zur Befestigung von Bauteilen, vorzugsweise Platten an einer Unterlage mit Hilfe eines Haltesí. iickes, das mindestens einen Umlenkarm aufweist, der in der Ausgangsstellung mit der Unterlage und der Rückseite des Bauteiles einen spitzen Winkel einschliesst und durch Parallelrichten zur Unterlage und zur Rückseite des Bauteiles einen mit ihm verbundenen, in die Bauteile eindringenden spitzen Fortsatz nach aussen ablenkt, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig eines an der Unterlage (1, 27, 44) befestigten Mittelteiles des Haltestilckes je ein in sich starrer Winkelhebel dreh-bzw. biegbar angeordnet ist, dessen einer Arm (G, 6 bzw. 20,22 bzw. 38,39) als klauenförmiger Fonsatz ausgebildet ist und dessen zweiter Arm (7,8 bzw. 16 bzw.
33) den Umlenkarm des Winkelhebels darstellt.