紧固装置的制作方法

专利名称：紧固装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种紧固装置，更具体但不排他地涉及一种适合用于 以可拆卸的方式将物体紧固在支承面上的紧固装置。
背景技术：
人们经常需要将诸如绘画、配件、装饰物以及类似物紧固到诸如 墙壁的垂直表面上。已经推荐有很多紧固装置来满足这种需求，这种 装置的一般要求是具有足够并可靠的负载承受能力。
有代表性的现有紧固装置包括吊钩或者其他从基座延伸的接合结 构，该基座紧固在设置有紧固装置的支承面上。基座和吊钩一般整体 形成，但是吊钩也可以连接在柔软的粘性支承片上。如上所述的物体 接着悬桂在吊钩上，于是吊钩上施加有向下的重力。吊钩和悬挂物体 之间的接触点一般与基座之间有一定距离，更具体地与基座的紧固面 之间有 一定距离。基座紧固面和向下的力所作用的点之间的距离导致 了力矩，该力矩在基座的紧固面周围产生。基座周围的力矩转化成力， 这些力垂直于支承面，并施加在基座上。在基座的可操作上端，力远 离于支承面指向，于是就构成了张力，而基座的可操作下端的力指向 支承面，于是就构成了压力。
在许多情况下，作用在吊钩或者接合结构的负荷不相对于紧固装 置的基座平行，而是会例如以一角度远离于支承面指向。在这种情况 下，施加的力将会是具有垂直分力和水平分力的力矢量形式。因此， 该力矢量的水平分力也会形成施加于基座的张力。
应当理解地是，由于上述构造，用来将基座紧固到支承面的粘性 介质，尤其位于该粘性介质上的粘性膜受到由基座上端的张力所产生 的张应力以及由重力产生的切应力的影响。这些力联合起来对粘性介质的负载能力产生不利影响，该负载能力远低于粘性介质受到纯张力 或者纯切力时的负载能力。
人们已经提议一些解决方案来减轻这个问题，例如以Peer Schoofs te Gemert名义的荷兰专利NL1028204 ( "Gemert专利")公 开的解决方案。Gemert专利展示了一种紧固装置，该装置具有以销钉 为形式的第一紧固件和以粘性件为形式的第二紧固件，该销钉插入墙 壁内或者插入相邻瓷砖间的缝隙内。这种紧固装置的目的是为了防止 粘性件负载切力，但是为了实现同一目的，销钉必须紧固在墙壁内或 者位于墙壁上设置的孔内。应当理解地是， 一般都不希望和/或可行的 在墙壁上或者其他支承面上形成孔。此外，现有的孔，例如相邻瓷砖 间的缝隙通常不存在。除此之外，如果销钉如Gemert专利中设想的 那样紧固在墙壁内，那销钉周围的墙壁表面上将会产生力矩和大的局 部力，这会极大地破坏墙壁表面。使用中，这两个紧固件上的合力的 结果是完全不可预知的，其完全依赖于紧固面的性质。如在Freimann 的CH670366和Story的GB2373287中公开的紧固装置所涉及的范围 内可预见到类似的缺点。
许多其他的紧固装置，包括Pagenberg的DE8625361、 Westphal 的DE9108687、 Pagenberg的DE29821567以及Rabinovitch的 US2724568公开的紧固装置，已经提议其中的紧固装置包括一个以上 的粘性紧固件。但是，这些情形没有一个是为了使每个紧固件只受到 张应力或者切应力影响来构造紧固装置以使得张力和切力分开。
剥脱负载和劈裂负载的存在进一步恶化了负载能力减小的问题。 为了该说明书详细说明的目的，下边会对此进行描述。
剥脱负载典型地发生在下列条件下
.粘性介质由弯曲时相对柔软的基座支撑；
.基座受到远离粘结表面的方向上的张力作用，即存在垂直于该 表面的分力；
.背衬弯曲时足够柔软，可以在张力作用下弯曲；以及 .基座的张力强度大于粘性粘结剂的剥脱强度。在这些条件下，作为张力的效果由基座传送的能量集中在背衬与 表面分离处的高应力线上。施加的力集中在该单独的粘结线上，于是 导致了高能集中和逐步的粘结失效。
劈裂有点类似于剥脱，但是发生在基座相对硬的时候，因此不会 在施加的负载作用下弯曲或者可察觉的弯曲。但是，垂直于表面的张 力分力还存在，并且当这种张力在背衬下边的粘结区域内不均匀分布 时，劈裂发生。此外，劈裂负载情形的特征在于，背衬通常不完全平 行于其粘结的表面，或者不强制去保持平行。作为拉力的不均匀分布 或者不平行的方向，或者二者的结果，将会存在多个粘性粘结剂的张 应力达到其最大值的位置。如果任一点处的张应力超过此处的粘性粘 结剂的强度，粘性粘结剂会从该点脱落，并以逐步的方式贯穿坚硬背 衬下边的整个粘性粘结剂。在静态负载的结构中， 一旦粘性粘结剂的 局部失效开始，由于承受负载的剩余粘结面积逐步减少，剩余粘性粘 结剂的应力增加。因此，劈裂失效典型地慢慢开始，并且当失效进展 时，进行的速度增加。
从上述内容可知，在需要耐用的粘性粘结剂的场合不希望存在劈 裂和剥脱负载。因此为了最大强度，应当尽可能地避免劈裂和剥脱负 载。如果在粘性粘结剂强度重要的产品中存在剥脱或者劈裂过程发生 的任何可能性，那这种产品会趋于过早的失效。
除需要高负载承受能力外，还优选紧固装置能容易地从其安放的 表面去除而不损坏该表面。众所周知的标准双面带包括在其两面具有 粘性膜的背衬材料，该双面带一般用作紧固装置的粘性介质。但是， 标准双面带的去除经常证实这很麻烦，这是因为双面带的背衬材料一 般包括容易撕破或者破裂的泡沫胶，因此使得双面带不能作为带的完 整部分移除。另外，双面带和支承面之间的粘结剂一般足够坚固，所 以当由双面带紧固的紧固装置从支承面拉出时，支承面会遭到破坏。
包括Luhmann的US5，409，189、Luhmann的US5,984，247、 Kreckel 的US5，989，708以及Bries的US6，001，471的数个专利公开了在提供的 可去除紧固装置中使用所谓的拉伸释放双面带。拉伸释放双面带是一种特殊类型的双面带，并且能从例如Beiersdorf AG和3M的公司以 商业的方式获得。当拉伸释放双面带在其一端沿其长度方向受到强有 力的拖拉时，双面带的两个粘性侧上的粘性粘结剂受到逐步的、可控 制的破坏。当带料拉伸时，粘性粘结剂以逐步的方式破裂直至该带完 全拉伸，并且粘性粘结剂完全破裂，于是紧固装置从墙壁释放。
但是，拉伸释放带具有很多问题，这些在上述专利说明书中得到 特别证明。第 一个问题是背衬材料会在粘性粘结剂完全破裂之前撕破。
当背衬材料以及带撕破时，去除紧固装置而不破坏其安放的表面变得 几乎不可能。带的老化增加了撕裂的危险，以及在去除过程中当使用 者拿着它时由使用者施加在紧固装置上的过多压力。另一个问题是当 紧固装置释放时，该带会表现出相当大的反弹作用。这种反弹作用容 易对试图移除该紧固装置的人造成物理伤害。
如本文前边所述， 一些紧固装置利用粘性支承片将紧固装置粘结 到支承面上。粘性支承片有代表性地包括某种在其至少一个表面上具 有粘性膜的背衬材料。使用中，粘性支承片在其他当中受到基本上与 支承面和粘性支承片平行的分力作用，因此在粘性支承片和支承面之 间的粘性粘结剂内导致了剪切负载，并因此导致了切应力。与现有粘 性支承片有关的 一 个问题是背衬材料经常不够坚硬来确保整个粘性膜 上的剪切负载的均匀分布，这将导致背衬材料的过度拉伸，造成不均 勻的负载以及因此的粘性粘结剂的过早失效。

发明内容
相应地，本发明的一个目的是提供一种紧固装置，该装置至少部 分地减轻上述缺点，并且/或者提供一种现有紧固装置的有用替代。
依照本发明，其提供了一种用于将物体紧固到支承面和/或相对于 支承面约束物体的紧固装置，该紧固装置包括
可紧固到支承面的基座，该基座具有负载区，当物体在使用中与 紧固装置接合时，合力施加在该负载区；以及
用来将基座紧固到支承面的第一紧固件和第二紧固件，为了基座能将力传递至第一紧固件而基本上不会在第一紧固件周围产生力矩， 基座以可枢转的方式与第一紧固件接合。
所提供的紧固装置被构造成第 一 紧固件在使用中受到第 一方向的 负载，而第二紧固件在使用中受到第二方向的负载，其中，第一方向 基本上垂直于第二方向。
优选地，只有基本上平行于第一紧固件的力从基座传递至第一紧 固件，没有基本上垂直于第一紧固件的力传递至第一紧固件。
第一紧固件可以被构造成在使用中受到基本上平行于第一紧固件 的紧固面的力的作用。该力可以在紧固件上产生剪切应力。
第二紧固件可以被构造成在使用中受到基本上垂直于第二紧固件 的紧固面的力的作用。该力可以在紧固件上产生张应力。
基座的第一端部区可以可枢转的方式与第一紧固件上设置的接合 结构接合。优选地是，基座的边缘以可枢转的方式与接合结构接合。 该接合结构可朝向第一紧固件的端部定位。
基座的边缘和接合结构可以是互补的形状，这样就能使其中一个 以可枢转的方式位于另一个内。优选地是，接合结构是在第一紧固件 的端部设置的折叠部的形式，基座的边缘紧固在该折叠部内。可选择 地是，接合结构可以是从第一紧固件延伸的插座结构形式，基座的边 缘限定了以可枢转的方式与互补形状的插座接合的插头。
第 一 紧固件可以包括将第 一 紧固件分成主要部分和次要部分的移 动区，该移动区适于防止将主要部分的移动传递至次要部分。
该移动区可以是在第一紧固件上设置的褶状物形式。可选择地是， 该移动区可以是包括多个穿孔的弱化部分形式。本发明还提供了表现 为两个独立部分的主要部分和次要部分，这两个部分借助于桥接件相 互连接。
第一紧固件还可以包括在使用中协助使用者准确使紧固装置在支 承面上定向的导向装置。该导向装置可以是第一紧固件上的多个孔形 式，并且更具体地是第一紧固件的外边缘上的三角形槽口形式。
第一紧固件还进一步包括分离结构，当第一紧固件从支承面去除时，该分离结构使得第一紧固件分成多个部分。该分离结构可以是线 性的穿孔或裂缝形式。
第一紧固件可以包括片材料部分，该片材料部分的表面上设置有 粘性层、可选择地具有双面粘性带、可选择地具有粘合的粘性带。
在可选择的实施方式中，第一紧固件可以至少部分地包括高摩擦 表面，该表面在第一紧固件和支承面之间提供足够的摩擦以阻止高摩 擦表面在使用中相对于支承面移动。该高摩擦表面可以包括砂纸、涂 上橡胶的材料、硅、具有突出的钉或者球状物的片、或者任何其他适 合的构造。本发明还提供整个具有高摩擦表面的第一紧固件。
优选地是，第一紧固件是本文下边描述的类型。
本发明提供的第二紧固件以这样的构造与基座连接第二方向上 的合力分力被传递至第二紧固件。
基座的第二端部区可以基本上平行于支承面，第二紧固件连接至 基座的第二端部区。第二紧固件可直接连接至基座，并且可选择地是， 可以在第二紧固件和基座之间提供刚性连接。可选择地是，第二紧固 件可以通过拉紧时基本上是刚性的细长柔性件与基座连接。
第二紧固件可以包括在其相对两侧上设置有粘性膜的背衬部分。
更具体地是，第二紧固件可以是双面带形式。
第二紧固件还可以包括在使用中协助使用者准确使紧固装置在支
承面上定向的导向装置。该导向装置可以是第二紧固件上的孔形式， 以及更具体地是第二紧固件的外边缘的三角形槽口形式。 优选地是，第二紧固件是本文下边描述的类型。 第一紧固件和第二紧固件安装在支承面上时是间隔分开的。 可选择地是，第二紧固件可以这种构造覆盖在第一紧固件上第 二紧固件可安装在第一紧固件上，而第一紧固件可安装在支承面上。 更具体地是，第二紧固件可以安装在第一紧固件的次要部分上。
负载区可以包括用来接收物体的接收结构，并且可选择地是，负 载区可以包括用来使物体和基座互相连接的附连装置。
本文还提供了接近基座的第二端部区设置的接收结构。可选择地是，接收结构可以朝向基座的第一端部区定位。 接收结构可以从基座延伸，并且可以是吊钩、球形突出物、刚性 环、柔性环、在尺寸上与被接收的物体上的接合结构互补的接收槽、 或者从基座延伸的任何其他适合的结构形式。可选择地是，接收结构 可以是基座上设置的孔形式。可选择地是，接收结构可以由基座的可 操作上边缘限定。
依照本发明的另一个方面，其提供了一种用于将物体紧固到支承
面上和/或相对于支承面约束物体的紧固装置，该紧固装置包括
可紧固到支承面的基座，该基座具有负载区，当物体在使用中与
紧固装置接合时，合力施加在该负载区；以及
基座经由第一紧固件和第二紧固件紧固到支承面，其中，第一紧
固件在使用中受到第一方向的负载，而第二紧固件在使用中受到第二
方向的负载，第一方向基本上垂直于第二方向；
该紧固装置的特征在于，第一紧固件和第二紧固件都可利用粘结
的方式紧固到支承面上。
优选地是，为了基座能将力传递至第一紧固件而基本上不会在第 一紧固件周围产生力矩，基座以可枢转的方式与第一紧固件接合。
依照本发明的另一个方面，其提供了一种用于将物体紧固到支承 面和/或相对于支承面约束物体的紧固装置，该紧固装置设置在支承面 上并包括
具有负载区的基座，当物体在使用中与紧固装置接合时，合力施 加在该负载区，基座经由第一紧固件和第二紧固件紧固到支承面，其 中，第一紧固件在使用中受到第一方向的负载，而第二紧固件在使用 中受到第二方面的负载，第一方向基本上垂直于第二方向；
紧固装置的特征在于，第一紧固件和第二紧固件都以粘结的方式 紧固到支承面。
优选地是，第一紧固件和第二紧固件基本上处于相同的平面。 优选地是，为了基座能将力传递至第一紧固件而基本上不会在第 一紧固件周围产生力矩，基座以可枢转的方式与第一紧固件接合。依照本发明的另一个方面，其提供了一种第一紧固件，其适合用 于本文前边所述的紧固装置，该第 一 紧固件包括本体和位于本体上的 粘性膜，第一紧固件的特征在于，当最大设计负载产生的力以平行于 粘性膜的方向施加时，本体拉伸的距离小于粘性膜的厚度。
优选地是，本体拉伸的距离小于粘性膜厚度的一半。更优选地是， 本体拉伸的距离小于粘性膜厚度的四分之一。
还是依照本发明的另一个方面，其提供了一种第二紧固件，其适
合用于本文前边所述的紧固装置以及其他应用，该第二紧固件包括 本体；
至少一个位于本体表面的背衬片；
位于背衬片对立于本体的那个表面上的粘性膜； 该第二紧固件的特征在于，背衬片具有至少1000MPa (兆帕)的
杨氏模量。
优选地是，背衬片具有至少2000MPa (兆帕)的杨氏模量。 更优选地是，背衬片具有至少5000MPa (兆帕)的杨氏模量。 还是依照本发明的另一个方面，其提供了一种将本文前边所述的
紧固装置从支承面去除的方法，该方法包括如下步骤
-提供切割装置，该切割装置足够柔软以致能插在支承面和基座之
间，而不会在基座上施加相当大的力；以及
-将切割装置用力推入第二紧固件的本体内，以致通过贯穿于此的
切割操作将该本体分开，因此使得本体从支承面处去除。
该方法还包括在本体已被去除之后，去除第二紧固件的背衬片的步骤。
背衬片可以通过将片从支承面剥脱来移动。 背衬片可适合被剥脱成多个分离的细长条。
依照另一个方面，其提供了一种适合用来穿过紧固件本体的柔性 切割工具，该切割工具足够地柔软，以致能插入支承面和由紧固件保 持的物体之间而不会在物体上施加很大的力。
紧固件可以是本文前面所述的本发明的第二紧固件。


本发明优选实施方式作为非限制性的实例、并关于附图进行描述。
图中
图l是依照本发明第一实施方式的紧固装置的透视图； 图2是图1的紧固装置的侧视图3是图1和图2的紧固装置的图示，该紧固装置设置在支承面
上；
图4是依照本发明第二实施方式的紧固装置的透视图，其具有图
4a-4c所示的紧固装置的移动区的不同构造；
图5是设置在支承面上的第三实施方式的紧固装置的图示； 图6是设置在支承面上的第四实施方式的紧固装置的图示； 图7是用于本发明任一实施方式的可替代接合结构的侧视图； 图8-11是本发明第五和第六实施方式的不同构造的透视图； 图9a和9b是图9所示的紧固装置分别沿AA'和BB'线得到的横
截面侧视图12-14是适合用于本发明任一实施方式的可替代接收结构的透 视图15和16还展示了依照本发明的多方向的紧固装置的其他实施 方式。
具体实施方式
'
参照这些附图，其中相同的数字指代相同的特征。本发明的实施 方式将作为非限制性的实例进行描述，其中紧固装置由附图标记10 指代。
如图1-3所示，紧固装置包括设置在支承面15上的基座20。基 座20具有负载区，该负载区典型地是用来接收物体的接收结构28的 形式或者可选择地用来附连物体的附连装置形式，当使用中通过紧固 装置IO将物体(未示出)安装在支承面15上时，负载力在负载区作用于基座。紧固装置还包括第一紧固件30和第二紧固件50，并且紧 固装置被构造成合力的第一分力(Ry)作用于第一紧固件30上，并 基本上垂直于作用于第二紧固件50上的第二分力(Rx)。分力的这种 分布导致第一紧固件30负担剪切力(S)，而第二紧固件50负担张力 (N)。基座20以可枢转的方式与第一紧固件30连接，因此将力传送 到第一紧固件30而基本上不会在第一紧固件30周围产生力矩。基本 垂直于支承面15指向的压力会通过基座20、并且更具体地通过基座 20的枢转点作用于第一紧固件30。压力可能不会在第一紧固件30的 其余部分分布，并且会保持在基座20的枢转点与支承面15接合的区 域集中的局部力。应当注意地是，只要不存在相反方向上的张力，从 负载承受和可靠性的观点出发就不需要关注此压力。
基座20通常是平的，并且包括可操作的上端22和可操作的下端 24。基座20可以具有许多不同的构造，这取决于紧固装置10的特定 实施方式。但是，在说明书描述的特定实施方式中，基座20包括接收 结构28和适合以可枢转的方式与第一紧固件30接合的边缘26。
接收结构28可以具有许多不同的变型。图1中，接收结构是从基 座20的上端22延伸的钩状延伸物形式。图8展示了不同的实施方式， 其中，钩状结构从基座的下端24延伸。其他实施方式包括如图12所 示的与被紧固的物体在轮廓上互补的延伸物、如图13所示的刚性环、 如图14所示的柔软的环以及如图15和16所示的球形突出物。还应当 理解地是，当将被紧固的物体(未示出)具有在此延伸的钩状结构时， 基座的上边缘27也可以用作接收结构。
紧固装置10包括第一紧固件30,基座20和第一紧固件30以可 枢转的方式连接。参照图2和3，第一紧固件30包括以片材的平面部 分为形式的本体31，以及设置在本体31表面上的粘性介质32。粘性 介质32可以是如图3所示的双面带形式，但是它还可以是设置在第一 紧固件的片状本体31的表面上的薄粘性膜或者层形式。
第一紧固件30适于以可枢转的方式与基座20接合，并且尤其和 基座的下边缘26接合。在图3中，片状本体31的下端限定了接合结构34。为了座20的下边缘26位于如此形成的细长通道内以提供可枢 转的连接，该下端向后折叠并与基座相连。在图7所示的另一个实施 方式中，接合机构34是从第一紧固件30的下端延伸的接收结构形式。 该接收结构包括一个半圆形的孔，该孔的轮廓与基座下边缘26的形状 互补，因此使得基座在孔内枢转。在特定实施方式中，孔位于接收结 构内，但是应当可以理解地是，反过来也应当能满足。应当理解地是， 基座和第 一 紧固件30之间的可枢转连接可以采用其他许多形式，但是 最重要的原则是基座20以如下方式与第一紧固件30相连向下的力 得到传递，但是不会在第一紧固件30周围引起力矩。
为了那些稍后将会明白的原因，第一紧固件30还可以包括如图4 所示的移动区39。移动区39将第一紧固件分成主要部分37和次要部 分38，并使得主要部分37移动，而不会使移动发生在次要部分38。 施加在主要部分37的向下的剪切力因此不会被传递至次要部分38。 移动区39可以采用许多不同的构造，例如如图4a所示的在第一紧固 件上形成的褶状物40、或者如图4b所示的形成弱化区的多个穿孔41。 可选择地是，如图4c所示，第一紧固件的主要部分37和次要部分38 可以互相分开，桥接件42可将这两个部分连接以限定移动区39。
第一紧固件30此外可以包括导向装置45，当紧固装置紧固在支 承面15上时，导向装置用来协助使用者准确地确定紧固件10的方向。 在该实施方式中，导向装置45如图4所示，是设置在第一紧固件30 边缘上的三角形孔或者三角形槽口形式。第一紧固件还可以包括如图 11所示的分离结构47。在该实施方式中，分离结构47表现为线缝， 当紧固件IO、尤其是第一紧固件30从支承面15移除时，分离结构有 助于使用者将第一紧固件30分成单独的几个带。可选择地是，第一紧 固件可以使用一种被设计成能够去除，但是不会在去除过程中遭到损 坏并因而可以再度使用的粘合剂。例如通过在紧固件的边缘处拉动， 可将第一紧固件从支承面处剥离。在这种情形下，将不再需要分离结 构47，因为目的是将第一紧固件30作为能够再次使用的完整单元去 除。第二紧固件50在图3得到很好的展示，其包括在其表面上设置有 粘性层54的本体52。可选择地是，第二紧固件50可以是附连到磁化 表面的磁铁形式。第二紧固件50可以多种方式连接到基座20。图2 和3展示了直接紧固在基座上的第二紧固件50，但是图6包括位于第 二紧固件50和基座20之间的刚性连接56。在图5中，第二紧固件50 通过柔性连接件56连接到基座或可连接到该基座，该柔性连接件处于 拉紧状态时是刚性的，其可以例如是链子或者绳索。
基座20、第一紧固件30和第二紧固件50可以多种方式构造，这 些方式都能满足本发明的基本要求。当紧固装置10安装在支承面15 上时，第一紧固件30和第二紧固件50间隔分开但彼此相邻的构造， 和第二紧固件50覆在并紧固在第一紧固件30上的构造之间存在主要 差别。第一个构造的一个实施方式如图1所示，其中，第一紧固件30 从基座20的下端24向上延伸，但是结束得比连接到基座上端22的第 二紧固件50早。在该构造中，第一紧固件30和第二紧固件50都独立 地紧固到支承面上。该构造其他非详尽的实施方式如图8-11所示，这 些图都公开了相同的基本构造，只是第一紧固件30相对于第二紧固件 50的相对方位不同，并且基座20也采用能实施所需方位而需要的形 状。
第二个构造的一个实例如图4所示。在该构造中，第二紧固件50 安装在第一紧固件30的次要部分38上。第一紧固件30的主要部分 37上的向下的力，以及因此的剪切应力不会传送到第一紧固件30的 整个次要部分38，这是因为移动区39允许主要部分37的移动。该构 造确保了次要部分38不会受到作用在紧固装置10上的力矢量的垂直 分力作用，并因此保持处于纯张力作用。该构造的另一个好处就是紧 固件10可以更容易地去除而不会破坏支承面，这是因为次要部分在紧 固件移动时保护了支承面。
第二个构造的另一个实例包括一个类似于图4所示的布置，但是 其中第二紧固件50通过除粘合剂以外的方式，例如通过焊接紧固在第 一紧固件30上。第二紧固件50还可以与第一紧固件30—起整体制造。在这种情形下，第二紧固件50可不会与第一紧固件30轻易地区分开， 但是以这种方式构造的紧固装置还是能体现本发明而不会偏离基本原 则。
在使用中，物体(未示出)从接收结构28处悬桂，接收结构从基 座20处延伸或者位于基座20中。物体在接收结构上施加了负载力， 该负载力的组成以及方向将相应于特定应用变化。如果物体从紧固装 置悬挂，负栽力将主要是重力，并且以Ry方向指示。由于接收结构 与支承面间隔分开而在第二紧固件50周围产生的力矩会在Rx方向也 产生力。但是，如果紧固装置用来相对于支承面约束物体，力会是方 向R上的矢量，该矢量在方向Rx和Ry上都会有分力。由于所产生 的力矩，方向Rx上还会出现附加力。
不考虑该申请，合力R显然存在，该力R具有水平(拉伸的) Rx分力和垂直(剪切的)的Ry分力。这些分力基本上垂直，并且会 在两个紧固件上导致相等但反向的力。垂直于支承面的张力N将出现 在第二紧固件50上，并会导致第二紧固件50的张应力。第二紧固件 50基本上不会受到剪切应力，因此第二紧固件50只受到纯张力作用。 平行于支承面的剪切力S将出现在第一紧固件30上，并会导致第一紧 固件30上的剪切应力。第一紧固件30基本上不会受到张应力，因此 第一紧固件30只受到纯剪切力的作用。
虽然不是优选实施方式，但是发明者预见到垂直力N可相对于从 支承面延伸的真正垂直平面稍微有角度地偏移。具有有角度补偿的端 部的基座以及楔形形状的第二紧固件的使用会例如导致这种现象，其 中楔形形状的第二紧固件可位于支承面和有角度补偿的端部之间。虽 然这种构造不是最理想的，但是可预见到，这种构造还可以提供将施 加在紧固装置上的力矢量大体上分成两个分离的、基本上垂直的分力 的主要功能。
在如图3和9a所示的实例中，基座20以可枢转的方式与第一紧 固件30连接，以致其围绕着由基座压在第一紧固件30或者支承面15 的部分所限定的支点枢转。这种构造使得向下或者平行的力S传送至整个第 一 紧固件，但是因为自由枢转的连接使得第 一 紧固件30周围没 有产生力矩。而且，远离支承面15的力不会出现。因此，第一紧固件 30只需要对抗向下或者平行的力S，粘性粘结剂不会受到张应力的作 用，而这种张应力会导致第一紧固件的剥脱。本领域技术人员应当理 解地是，支点结构的最佳位置典型地接近或者位于基座底部，但是该 支点可以位于基座上不会产生力矩的任何位置，并且当负载施加在紧 固装置时，远离基座的力不会出现。
绕轴旋转的基座20的上端22通过第二紧固件50紧固到支承面 15。由于剪切力S由第一紧固件承受，第二紧固件50上由基座20施 加的力N完全垂直，因此只在第二紧固件的粘性粘结剂上产生张应力。 重要地是，基座的内表面25平行于支承面15，以致其确保了第二紧 固件只需要对抗垂直的力，因此防止了剥脱或者劈裂。如果第二紧固 件50和基座20之间的连接是柔性连接件55，如图5所示，并不苛求 内表面25平行于支承面，只要连接件55在使用时基本上垂直于第二 紧固件50即可。应当理解地是，基座此外不需要象该实施方式那样是 刚性的。
不考虑基座20上的接收结构28的位置，该原则保持不变。但是， 如果接收结构接近基座20的下端24设置，枢转结构29如图9a和9b 所示的那样可以位于接收结构上方。因此，垂直的力N经由可枢转的 基座传递至第二紧固件50。
图15和16展示了本发明的另一个实施方式，其中，基座包括多 个与第一紧固件30连接的边缘。这使得紧固装置IO受到不同方向力 的作用，同时还保持与本文前边所述相同的功能。图15的紧固装置可 以例如用来将物体锚固在基本水平的支承面。
应当理解地是，在所有实施方式和展示的构造中，最重要的原则 就是施加在紧固装置10上的力矢量分成基本上与支承面平行的剪切 分力，以及基本上与支承面垂直的张力。这两个力由两个分开的、功 能上独立的紧固件对抗或者限制，因此防止了紧固件同时受到剪切和 拉伸作用，并且更重要地是，还防止剥脱和/或劈裂的发生。另外一个优点是紧固装置可以很容易去除，尤其在图4所示的实施方式中。
在本发明的另一个实例中，第一紧固件30和第二紧固件50可以 以运动的方式分离。这意味着紧固装置的某些部分之间可存在有限的 相对移动，因此不会偏离上述提出的基本原则。首先，基座20的上端 22和下端24之间可进行有限的旋转。这种功能性的旋转将存在于基 座20相对于第一紧固件30的支点线和第二紧固件50之间。类似地， 基座20本身和第二紧固件50之间也存在有限的旋转。其次，基座20 和第二紧固件50之间可进行有限的平移。第三，可以进行上述自由度 的组合(举例来说就是组合的有限旋转和平移)。
为了优化本发明的功能性，所有实施方式中使用的第一紧固件30 具有特定的性能特征，尽管本发明在不是很严格坚持这些特征的时候 仍旧有效。首先，本体31能以基本均匀的方式将纯剪切负载沿着第一 紧固件30的长度方向分布在粘性膜32上。该剪切负载由以平行于支 承面15的方向作用在第一紧固件30上的力S产生。其次，在产品的 寿命期间，本体31在执行这种近似均匀分布的过程中是稳定的，即使 负载连续不断的存在。通过将负载传递至第一紧固件30上的所有粘结 剂上，这种一贯的、近似均匀的负载优化了粘结剂的性能，并且在很 长的时间段内保持这种持续的近似均匀的分布。在一个实施方式中， 第一紧固件的背衬可以由金属片制成，该金属片提供了粘结剂层的长 期保护以延长粘结剂在持续高负载下的耐用性。
重要地是，本体20在长期的连续负载过程中保持稳定，并因而保 持其形状，因此防止作为本体改变形状的结果而出现的紧固件的劈裂 和剥脱。为了实现同样的目的，本体可以由具有高硬度，并且不会在 长期压力下显著变形的材料制成，例如金属、陶器或者碳纤维，或者 可以由适合的复合材料制成。在设计和实验工作的过程中，已经发现 地是，如果使用的材料具有至少lOGPa (千兆帕斯卡)的杨氏模量， 本体一般具有足够的硬度用于这种特定应用。如果杨氏模量超过 lOGPa，此外在本体设计中提供改进的固有特性也是可能的，例如利 用使用中基本平着靠墙的本体。使用的材料必须优选地具有20GPa以上的杨氏模量，更优选地超过50GPa。
大多数常规的粘性带具有未填充弹性材料的背衬，该背衬用于第 一紧固件30是不够硬的。未填充的弹性范围的硬度(杨氏)模量值从 大约7MPa至大约3000MPa,甚至这些材料中最硬的材料在本发明的 典型应用中将被拉伸150微米以上。典型的粘性带的粘性膜厚度的范 围在大约20微米和大约120微米之间。如果第一紧固件30的本体31 的拉伸被限制到粘性膜32的厚度，粘结剂的剪切拉力不会在整个带长 上发生过度变化。
在使用中，第一紧固件30的本体31内的拉伸由下式给出<formula>formula see original document page 24</formula>
其中，
Ah是第一紧固件30的本体31的拉伸量， F是作用在第一紧固件30的本体31端部的力， A是第一紧固件30的本体31的横截面面积， h是第一紧固件30的本体31的长度，以及 E是第一紧固件30的本体31的杨氏模量。
已经发现，如果拉伸Ah的值不超过第一紧固件30上使用的粘结 剂的厚度，第一紧固件30的性能会很好。
如上所示，本发明另一个有利的特征是紧固装置IO可以很容易地 从支承面15移除，而不会损坏支承面15。这种功能部分地是图4所 示的第二紧固件50相对于第一紧固件30进行构造的结果。但是，第 二紧固件50的组成还有助于紧固装置10的轻松移除，不论该紧固装 置是那种当紧固装置10安装在支承面15上时第一紧固件30和第二紧 固件间隔分开但彼此相邻的构造，或者是那种第二紧固件50覆盖在并 设置在第一紧固件30上的构造。更具体地说，已经发现，为了使第二 紧固件50更容易移除，必须具有一个其杨氏模量至少为lOOOMPa(兆 帕)的背衬片。优选地是，背衬片必须具有2000MPa (兆帕)以上的 杨氏模量。更优选地是，背衬片必须具有5000MPa (兆帕)以上的杨 氏模量。还预见到，由于上述确定的特性，第二紧固件可以使用独立于第 一紧固件的形式将物体紧固到支承面上。在这种应用中，第二紧固件 将典型地包括上边指到的双面带，在双面带的两侧上设有如上所限定 的背衬片。该背衬片紧固到双面带的相对侧，并且背衬片的其他侧分 别紧固到支承面和将被紧固的物体上。如此形成的三明治状的连接可 按照任何需要的顺序组合。当将被紧固的物体可例如直接紧固到双面 带时，背衬片也可以只设置在双面带的一侧上。
在移除上述定位设备时，第一步是剪断双面带的本体。 一旦本体 得到分离，背衬片就可以分别从支承面和之前紧固的物体处去除。
关于本文上边所述的紧固装置能预见到许多可行的使用。这些使 用可以主要地分作永久性的使用(其中紧固装置不会被移除)、半永久 性的使用(其中紧固装置可以在任何时间移除，但是也有在适当的位 置长期保持的打算)以及临时使用(其中紧固装置使用时间很短，例 如几个小时或者几天，但是负载相对大)。
某些特定的应用包括下列 家、办公室以及工作环境
-用于照片、镜子、壁挂物、艺术品的挂钩；
-用于小器具的座架/挂钩，这些小器具例如吹风机、内部通话 听筒、便携式电话以及因此的充电器、搅拌器、动力工具、空调控制
-窗帘盒、窗帘支撑物和连接粘合剂； -浴室配件；
-安装在墙壁上的书架；以及 -临时装饰品的固定架和挂钩。 工业和商业
-制造业和临时广告的施工、装配操作、宣传以及展览设备用的 临时支架和锚固器；
-商店装饰及配件；
-电缆、电线及管道的固定件；-具有整体锁的安全锚固装置；以及 -清水墙固定件。 工业和商业的其他领域
-包括临床的医学领域内的配药装备、照明设备和器械用的固定 架和挂钩；
-包括固定船、飞机和车辆内的物体的军事领域内的地图、书籍、 海图、无线电设备用的固定架、挂钩和固定物；以及
-临时和/或半永久性的路标以及交通规则物品；以及 -室外应用，例如攀岩的锚，以及露营环境中的使用。 还可以预见到，紧固装置可使用在不平的表面上，例如汽车仪表 盘、汽车面板、柱形物以及灯柱。
应当理解地是，上边的内容只是本发明的一些实施方式，在不偏 离本发明本质和范围内可进行许多具体的变化。
为了列举一些非穷尽的实例，基座上的接收结构可具有许多不同 的变化。除那些上边描述过的实例，接收结构还可以例如是磁铁、某 些粘性粘结装置、或者任何类型的柔性连接装置形式。
此外，基座和第 一 紧固件之间的接合可以是使得基座能相对于第 一紧固件枢转的任何类型，例如铰链连接。
基座本身可以是任何适合的形状，除已经公开的形状外还包括T 形、U形、O形或者X形形状。
但是本发明的其他变型可提供具有多组件结构的第二紧固件，其 中，第二紧固件包括多个较小的部件，这些部件经由相互连接的装置 连接至基座。当紧固装置用于不平表面时，这种构造尤为有利，这是 因为多个较小的表面将导致粘结剂上的任何局部劈裂的减少，而这种 劈裂是由紧固装置在不平表面上的使用导致的。
权利要求
1、一种用于将物体紧固到支承面和/或相对于支承面约束物体的紧固装置，该紧固装置包括可紧固到支承面上的基座，该基座具有负载区，当物体在使用中与紧固装置接合时，合力施加在该负载区；用来将基座紧固到支承面上的第一紧固件和第二紧固件，其中，紧固装置被构造成第一紧固件在使用中受到第一方向的负载，而第二紧固件在使用中受到第二方向的负载，第一方向基本上垂直于第二方向；以及为了基座能将力传递至第一紧固件而基本上不会在第一紧固件周围产生力矩，基座可枢转地与第一紧固件接合。
2、 如权利要求l所述的紧固装置，其中，只有基本上平行于第一 紧固件的力从基座传递至第一紧固件，没有基本上垂直于第一紧固件、 并且远离于支承面指向的力传递至第一紧固件。
3、 一种用于将物体紧固到支承面和/或相对于支承面约束物体的 紧固装置，该紧固装置包括可紧固到支承面上的基座，该基座具有负载区，当物体在使用中 与紧固装置接合时，合力施加在该负载区；基座经由第一紧固件和第二紧固件可紧固到支承面上，其中，第 一紧固件在使用中受到第一方向的负载，而第二紧固件在使用中受到 第二方向的负载，第一方向基本上垂直于第二方向；该紧固装置的特征在于，第一紧固件和第二紧固件均可以利用粘 结的方式紧固到支承面上。
4、 如权利要求3所述的紧固装置，其中，为了基座能将力传递至 第一紧固件而基本上不会在第一紧固件周围产生力矩，基座以可枢转 的方式与第一紧固件接合。
5、 如权利要求3或者4所述的紧固装置，其中，第一紧固件和第 二紧固件基本上处于相同的平面。
6、 一种用于将物体紧固到支承面和/或相对于支承面约束物体的 紧固装置，该紧固装置安装在支承面上并包括具有负载区的基座，当物体在使用中与紧固装置接合时，合力施 加在该负载区，基座经由第一紧固件和第二紧固件紧固到支承面上， 其中，第一紧固件在使用中受到第一方向的负载，而第二紧固件在使 用中受到第二方面的负载，第一方向基本上垂直于第二方向；紧固装置的特征在于，第一紧固件和第二紧固件都以粘结的方式 紧固到支承面上。
7、 如权利要求6所述的紧固装置，其中，为了基座能将力传递至 第一紧固件而基本上不会在第一紧固件周围产生力矩，基座以可枢转的方式与第一紧固件接合。
8、 如权利要求6或者7所述的紧固装置，其中，只有基本上平行 于第一紧固件的力从基座传递至第一紧固件，没有基本上垂直于第一 紧固件、并且远离于支承面指向的力传递至第一紧固件。
9、 如权利要求6-8任何一项所述的紧固装置，其中，第一紧固件 和第二紧固件基本上处于相同的平面。
10、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，第一紧固 件被构造成在使用中受到基本上与第一紧固件的紧固面平行的力的作 用。
11、 如权利要求IO所述的紧固装置，其中，该力在第一紧固件上 产生剪切应力，而基本上不会在第一紧固件上产生张应力。
12、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，第二紧固 件被构造成在使用中受到基本上与第二紧固件的紧固面垂直的力的作 用。
13、 如权利要求12所述的紧固装置，其中，该力在第二紧固件上 产生张应力，而基本上不会在第二紧固件上产生剪切应力。
14、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，基座的第 一端部区以可枢转的方式与第一紧固件上设置的一接合结构接合。
15、 如权利要求14所述的紧固装置，其中，第一端部区的边缘与朝向第一紧固件的一端部定位的一接合结构相接合。
16、 如权利要求14或15所述的紧固装置，其中，所述接合结构 是在第一紧固件的所述端部设置的折叠部的形式，基座的边缘紧固在 该折叠部内。
17、 如权利要求14或15所述的紧固装置，其中，所述接合结构 是从第 一紧固件延伸的插座结构形式，基座的边缘限定了以可枢转的 方式与互补形状的插座接合的插头。
18、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，第一紧固 件包括将第一紧固件分成主要部分和次要部分的移动区，该移动区适 于防止将主要部分的移动传递至次要部分。
19、 如权利要求18所述的紧固装置，其中，该移动区是设置在第 一紧固件上的褶状物的形式。
20、 如权利要求18所述的紧固装置，其中，该移动区是包括多个 穿孔的弱化部分的形式。
21、 如权利要求18所述的紧固装置，其中，该移动区由位于独立 的间隔开的主要部分和次要部分之间的缺口限定，这两个独立的部分 借助于桥接件相互连接。
22、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，第一紧固 件包括在使用中协助使用者准确地使紧固装置在支承面上定向的导向 装置。
23、 如权利要求22所述的紧固装置，其中，该导向装置是设置在 第一紧固件上的多个孔的形式。
24、 如权利要求23所述的紧固装置，其中，这些孔是位于第一紧 固件的外边缘上的三角形槽口形式。
25、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，第一紧固 件包括分离结构，当将第一紧固件从支承面上去除时，该分离结构使 得第一紧固件分成多个部分。
26、 如权利要求25所述的紧固装置，其中，该分离结构是线性的 穿孔和/或裂缝的形式。
27、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，第一紧固 件包括片材料部分，该片材料部分的一个表面被粘性介质制成的粘性 膜覆盖。
28、 如权利要求27所述的紧固装置，其中，第一紧固件的特征在 于，当紧固装置的最大设计负载导致的力以平行于所述粘性膜的方向 施加时，所述片材料部分拉伸的距离小于粘性膜的厚度。
29、 如权利要求28所述的紧固装置，其中，片材料部分拉伸的距 离小于粘性膜厚度的一半。
30、 如权利要求29所述的紧固装置，其中，片材料部分拉伸的距 离小于粘性膜厚度的四分之一 。
31、 如权利要求27或28所述的紧固装置，其中，粘性介质选自 由粘性层、双面粘性带和粘合的粘性带组成的组中。
32、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，第一紧固 件包括高摩擦表面，该表面适于在第一紧固件和支承面之间提供足够 的摩擦以帮助粘性层来阻止在使用中第 一 紧固件相对于支承面移动。
33、 如权利要求32所述的紧固装置，其中，该高摩擦表面选自包 括砂纸、涂上橡胶的材料、硅以及具有突出的钉或者球状物的片的组。
34、 如权利要求l、 2和6-9任何一项所述的紧固装置，其中，第 一紧固件的整个表面是高摩擦表面形式，该表面适于在第一紧固件和 支承面之间提供足够的摩擦以阻止第一紧固件在使用中相对于支承面 移动。
35、 如权利要求34所述的紧固装置，其中，该高摩擦表面选自包 括砂纸、涂上橡胶的材料、硅以及具有突出的钉或者球状物的片的组。
36、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，第二紧固 件以如下构造与基座连接合力在第二方向上的分力被传递至第二紧 固件。
37、 如权利要求36所述的紧固装置，其中，基座的一第二端部区 基本上平行于支承面，第二紧固件刚性连接至基座的所述第二端部区。
38、 如权利要求36所述的紧固装置，其中，第二紧固件通过拉紧时基本上是刚性的细长柔性件与基座连接。
39、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，第二紧固 件是背衬部分的形式，该背衬部分具有设置在其相对两侧上的粘性膜。
40、 如权利要求39所述的紧固装置，其中，第二紧固件是双面带 的形式。
41、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，第一紧固 件和第二紧固件被构造成当它们安装在支承面上时间隔开。
42、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，为了使第二紧固件可安装在第一紧固件上，以及第一紧固件可安装在支承面上， 第二紧固件被构造成覆盖在第一紧固件上。
43、 如权利要求42所述的紧固装置，其中，第二紧固件可安装在 第一紧固件的次要部分上。
44、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，负载区包 括用来接收物体的接收结构。
45、 如前述权利要求任何一项所述的紧固装置，其中，负载区包 括用来使物体和基座互相附连的附连装置。
46、 如权利要求44或45所述的紧固装置，其中，接收结构或者 附连装置朝向基座的第二端部区定位。
47、 如权利要求44所述的紧固装置，其中，接收结构选自这样的 组，其包括吊钩、球形突出物、刚性环、柔性环、在尺寸上与要被接 收的物体上的接合结构互补的接收槽、从基座延伸的任何其他适合的 结构、或者基座上设置的孔。
48、 如权利要求44所述的紧固装置，其中，接收结构由基座的可 操作上边缘限定。
49、 如权利要求l、 3或者6任何一项所述的紧固装置，其基本上 如本文描述和举例说明，并且/或者参照附图进行说明的那样。
50、 一种紧固件，其适合用作前述任何一项权利要求的紧固装置 中的第二紧固件，包括本体；至少一个位于本体表面上的背衬片；以及 位于背衬片对立于本体的一表面上的粘性介质；该第二紧固件的特征在于，该背衬片具有至少1000MPa的杨氏模量。
51 、如权利要求50所述的紧固件，其中，背衬片具有至少2000MPa 的杨氏模量。
52、 如权利要求50所述的紧固件，其中，背衬片具有至少5000MPa 的杨氏模量。
53、 一种将前述任何一项权利要求的紧固装置从支承面上去除的 方法，该方法包括如下步骤-提供切割装置，该切割装置足够柔软以致能插在支承面和基座之 间，而不会在基座上施加相当大的力；以及-将切割装置用力推入第二紧固件的本体内，以致通过贯穿于本体 的切割操作将该本体分开，因此使得本体得到去除。
54、 如权利要求53所述的方法，包括在第二紧固件的本体已被去 除之后，去除第一紧固件的步骤。
55、 如权利要求54所述的方法，其中，通过将所述片从支承面剥 脱来去除第一紧固件。
56、 如权利要求55所述的方法，其中，通过以一条接一条的构造 剥脱第一紧固件来去除第一紧固件。
57、 一种将物体紧固到支承面上的方法，包括如下步骤 -提供第一紧固件来对抗基本上平行于支承面指向的力； -提供第二紧固件来对抗基本上远离于支承面指向的力； -将物体连接到一基座件，该基座件既与第一紧固件连接，也与第二紧固件连接。
58、 如权利要求57所述的方法，其中，这两个紧固件都具有粘性 表面。
59、 一种将物体紧固到支承面上的方法，包括如下步骤 -提供如权利要求l-49任何一项所述的紧固装置；-将紧固装置紧固到支承面上；以及 -将物体连接到紧固装置上。
60、 如权利要求59的方法，其中，将紧固装置紧固到支承面上包 括如下步骤-将第一紧固件紧固到支承面上；-确定基座的方向，以使得第二紧固件邻近支承面定位；以及 -将第二紧固件紧固到支承面上。
61、 如权利要求l-49任何一项所要求的紧固装置在将物体紧固到 支承面上的应用。
62、 如权利要求l-49任何一项所要求的紧固装置在约束物体相对 于支承面移动而不是永久性地将物体紧固到支承面上的应用。
全文摘要
本发明提供一种用于将物体紧固在支承面上、并且/或者相对于支承面约束物体的紧固装置。该紧固装置包括具有负载区(28)的基座(20)，物体将力施加于该负载区。该紧固装置还包括将基座紧固在支承面上的第一紧固件(30)和第二紧固件(50)。为了使基座能够将力传递给第一紧固件而基本不会在第一紧固件周围产生力矩，基座(20)以可枢转的方式与第一紧固件(30)接合。
文档编号A47G1/20GK101287398SQ200680033734
公开日2008年10月15日 申请日期2006年7月26日 优先权日2005年7月28日
发明者阿德里安·R·斯瓦内普尔 申请人:门迪普丘陵贸易101Cc