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"Klammervorrichtung" Die Erfindung betrifft eine besondere Klammervorrichtung
zur Verwendung einer U-förmigen Drahtklammer zum Verschließen eines nachgebenden
Gegenstandes, beispielsweise des zusammengefalteten Endes einer Umhüllung, wie eines
Beutels.
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Derartige Vorrichtungen sind an sich bekannt, doch ist es mit diesen
nicht möglich, beispielsweise einen Kunststoffbeutel luftdicht zu verschließen,
da bei hohem Verklammerungsdruck die Metallklammer das zusammengefaltete Ende der
Umhüllung durchschneidet und dadurch Luft eintreten läßt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einer
U-förmigen Drahtklammer eine Umhüllung zuverlässig dicht, wenn erforderlich luftdicht,
zu verschließen, ohne daß diese Umhüllung in irgendeiner Weise beschädigt oder gar
eingeschnitten wird.
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Uberraschenderweise hat sich gezeigte daß diese Aufgabe mit einer
Klammervorrichtung der eingangs genannten Art zu lösen ist, die darin besteht, daß
diese U-förmige Drahtklammer ein Paar mit einem Scheitel verbundene, gegenüberliegende
Fuße aufweist, wobei der Scheitel die entsprechenden Enden der FUße vollständig
verbindet, und daß die Klammervorrichtung eine Stanzpatrize aufweist, die in der
Lage ist, den Scheitel zu erfassen, um die Drahtklammer mit den FUhrungsfUßen einen
Drehweg entlang zu drücken, und daß sie außerdem eine Stanzmatrize mit einem Paar
Nuten in Seite an Seite-Lage besitzt, wobei jede das freie Ende eines der FUße darin
aufnehmen kann, um die Drahtklammer in einen gezu schlossenen Ring/verformen, wenn
die Patrize die Drahtklammer mit den Teilen der freien Enden der FUße in parallele
Seite an Seite-Lage gegen die Matrize drückt, wobei die Nuten in der Matrize gekrümmt
und in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß dieser dem Durchmesser
des die Drahtklammer bildenden Drahtes entspricht,
Gemäß einer vorteilhaften
Ausftlhrungsart der Erfindung ist die Patrize mit einer Nut ausgebildet, die sich
im allgemeinen in längsrichtung des Scheitels erstreckt, wobei diese Nut ihrer Lange
nach konkav ist, wodurch sich der Scheitel nach außen biegen kann, und die Patrizennut
in verhältnismäßig scharfen Druckpunkten endet, die an den gegenUberliegenden Enden
des Scheitels liegen, wodurch die Fuße in entgegengesetzter Richtung nach außen
gebogen werden, wenn die Drahtklammer durch die Patrize gegen die Matrize gedrückt
wird.
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Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsart ist die Drahtklammer
zwischen. ihren sich gegenüberliegenden Außenseiten aus einer Länge Draht mit überall
gleichem Abstand und gleicher Breite gebildet, die in der Größenordnung von 60-70
mal der querschnittsfläche des Kbmmerdrahtes liegt.
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Schließlich besteht eine noch weitere vorteilhafte Ausftlhrungsart
darin, daß der Abstand der Druckpunkte auf den Klammerscheitel etwa 2 der äußeren
Klammerbreite beträgt.
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Erfindungsgemäß wird also eine Klammervorrichtung vorgeschlagen, mit
der die Drahtklammer in einer genau vorbestimmten Art und Weise verformt wird, um
an einem Zwischenpunkt ihre Verformung eine im wesentlichen gleichmäßig abdichtende
Wirkung um den zu verschließenden Gegenstand herum zu erreichen. Dabei ist die zuvor
genannte Dimensionierung dieser Klammer im Verhältnis zu der Patrizenausbildung
von Bedeutung.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die üblicherweise
für Umhüllungen verwendeten Kunststoffe äußerst zäh und elastisch sind, wodurch
sie einen beträchtlichen Widerstand gegen Verformung und Zusammendrücken aufbringen.
Erfindungsgemäß nimmt die Klammer Zwischenformen an, die eine Art Knebelwirkung
ausüben, so daß der Widerstandsdruck der Falten der Umhtllungsenden darauf gerichtet
ist, gleichmäßig radial nach außen gegen die einkreisende, der Kammer gegebenen
Form zu wirken. Auf diese Weise ergibt sich ein wirksamerer Vorgang des Zusammendrückens,
der einen Verschluß schafft, welcher nahezu dicht ist. Nachdem die dichtende Wirkung
worden der Klammer an der Umhüllung erreicht/ist und verhältnismäßig
große,
radial nach innen gerichtete Kräfte hierauf wirkten, wird die Klammer dann weiter
verformt, und zwar abgeflacht, wodurch die von der Klammer erfasste Querschnittsfläche
beträchtlich verringert wird und so die auf dem Kunststoff ausgeübten Druckkräfte
erhöht werden.
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Diese Art der Verformung der Klammer durch das erfindungsgemäße Patrizen-
und Matrizenstanzwerkzeug, wobei die Klammer bestimmte Zwischenformen einnimmt,
ergibt nicht nur einen Ausgleich der auf dem Kunststoff ausgeübten Kräfte, sondern
stellt auch sicher, daß ein optimales Verschließen erreicht wird.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
gehen aus den beiliegenden Darstellungen eines Ausführungsbeispieles sowie aus der
folgenden Beschreibung hervor.
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Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer Patrize und einer Matrize,
die in Ubereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert sind zusammen
mit
einer an einem Punkt dazwischen gelegter Klammer, wo die Klammer nur mit der Patrize
und der Matrize in Eingriff steht, aber keine Kraft auf diese einwirkt, Fig. 2 einen
vertikalen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1, der die Ausbildung der
Patrize und der Matrize darstellt, Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, die
die Klammer darstellt, wenn sie eine zusammengefaltete Umfüllung umgibt und die
in einer Zwischenstufe der Verformung dargestellt ist, Fig. 4 eine ähnliche Ansicht
wie Fig. 3, die die Beziehung der entsprechenden Teile untereinander darstellt,
wenn die Klammer bis in ihren abgeflachten Endzustand verformt ist, Fig. 5 eine
Seitenteilansicht des Endes einer Umhüllung mit einer auf diesem angebrachten Klammer.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Kammer 6 ist in Fig.
1 gezeigt und man sieht, daß diese ein Paar gegenüberliegender Füße 1, 2 besitzt,
die an einem ihrer
entsprechenden Enden durch einen Scheitel 3 miteinander
verbunden sind, der seinerseits mit den Füßen durch die gekrümmten Verbindungsstücke
4, 5 verbunden ist. Die Fuße 1, 2 sind gerade und sollen parallel sein mit der vorzugsweisen
Ausnahme, daß sie sich an ihren freien Enden leicht nach außen bauschen, um den
Durchgang der Klammer entlang der (nicht gezeigten) Zuführung zu erleichtern.
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Das Scheitelstück 3 ist gerade und soll senkrecht zu den Achsen der
Fuße 1, 2 verlaufen. Die Verbindungsstücke 4, 5 sind mit einem verhältnismäßig scharfen
Radius versehen, der groß genug ist, um während des Biegevorganges der Klammerausbildung
den Draht nicht übermäßig zu verwinden. Die Klammer wird zu der gezeigten Form vorzugsweise
kalt verarbeitet.
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Die Patrize 7 ist an ihrem Führungsende mit einer V-förmigen Nut 8
mit sich senkrecht schneidenden Seitenflächen 9, 10, wie in Fig. 2 dargestellt,
versehen, und die Längsabmessung der Außenseite der Nut 8 ist mit einem Radius wrh
ausgebildet, wie in Fig. 1 angegeben. Außerhalb des nutförmigen Teils der Patrize
7 befinden sich seitlich erstreckende Schultern 11, 12, die an einem Paar verhältnismäßig
scharfer
Punkte 13, 14 (Fig. 2) die Nut 8 schneiden. Es wird bemerkt, daß die geometrische
Ausbildung der Nut 8, sowie der mit dieser zusammenarbeitenden Klammer derart ist,
daß insoweit 4 Druckpunkte vorhanden sind, die den Eingriff der Patrize 7 mit der
Klammer betreffen.
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Diese Punkte sind die an die Schulter 11 angrenzenden Punkte 13 und
die an die Schulter 12 angrenzenden Punkte 14. Es ist ersichtlich, daß dieser Aufbau
eine wirksame und stabile Verbindung zwischen der Patrize 7 und der Klammer 6 insofern
bewerkstelligt, als letztere entlang dem Weg gegen die allgemein mit 18 bezeichnete
Matrize geführt wird.
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Die Matrize 18 wird mit einem Paar angrenzender paralleler Nuten 19,
20 mit gebogenem Querschnitt (Fig. 2) gebildet, die ihrer Länge nach mit einem Radius
R (Fig. 1) ausgebildet sind. Es ist wichtig, daß der Hohlraum der Nuten 19, 20 im
wesentlichen dem Durchmesser des Drahtes gleich ist, aus dem die Klammer 6 geformt
ist. Durch diesen Aufbau befinden
sich die freien Enden der Klammer,
wenn sie sich während des Befestigungsvorgangs überkreuzen, in dicht angrenzender
Seite an Seite-Lage, um maximale Festigkeit der Verbindung zu erreichen. Aus Fig.
1 ist ersichtlich, daß die freien Enden 23, 24 bzw. deren Füße 1, 2, weil die Patrize
7 die Klammer 6 gegen die Matrize 18 drückt, ebenfalls gegeneinander gedrückt werden,
und zwar infolge der Krümmung der Nuten 19, 20, wodurch die in Fig. 3 dargestellte
allgemeine Form erreicht wird. An dieser Stelle wird festgestellt, daß die Füße
1, 2 der Klammer 6 zusätzlich zum Einkreisen der Umhüllung 25 die letztere auch
anheben, um ein störendes Eingreifen oder Aufeinandertreffen der Enden der Füße
mit der Umhüllung zu vermeiden. Da der durch die Patrize 7 ausgeübte Druck fortgesetzt
wird, wird der durch die Klammer 6 gebildete, geschlossene Ring in seiner seitlichen
Abmessung kleiner bis die radial nach außen gerichteten Widerstandskräfte der eingefalteten
Umfüllung 25 den einwärts gerichteten Kräften gleich sind, die durch die Klammer
darauf ausgeübt werden, und die darauf gerichtet sind, die Klammer kreisförmig auszubilden.
Danach ergibt die Weiterbewegung der Patrize 7 zu der Matrize 18 hin eine Abflachung
der Klammer bis zur
Stellung nach Fig. 4, so daß die durch die
Klammer eingekreiste Fläche beträchtlich verringert wird. Diese Verringerung der
durch die Klammer eingekreisten Fläche ergibt natürlich eine erheblich größere Verschlußwirkung,
die an den Gegenstand 25 weitergegeben wird.
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Es wird bemerkt, daß die Klammer bezüglich der Umhüllung "selbsteinstellend"
wirkt, indem die Dichte des zusammengefalteten Materials durch seinen Querschnitt
hindurch gleichmäßig wird, dies in Gegenwirkung zu der Verformung der Klammer, auch
wenn Klammern der gleichen Größe verwendet werden, um verschiedene Höhen von UmhUllungsmaterialien
einzukreisen.
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Der in Fig. 1 gezeigte Querschnitt der Umhüllung 25 ist durch Kerben
in einem Paar Seitenplatten (nicht gezeigt) an den sich gegenüberliegenden Seiten
der Matrize 18 begrenzt. Die Hauptaufgabe der gekerbten Seitenplatten besteht darin,
ein störendes Eingreifen oder Aufeinandertref: fen zwischen Klammer und Umhüllung
während der hierin beschriebenen Stufen zu verhindern.
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Es ist wesentlich festzustellen, daß das Verhalten der Klammer 6,
wie oben beschrieben, zum größten Teil den Abmessungen der Klammer zuzuschreiben
ist. In diesem Zusammenhang und als Ergebnis von Versuchen mit Klammern verschiedener
Größe und hierzu gehöriger Patrizen und Matrizen wurde herausgefunden, daß die ganze
Breite t'wft der Klammer, d. h. die Entfernung zwischen den sich gegenüberliegenden
Außenseiten der Fuße 1, 2 in einer Größenordnung von 60 - 70 mal der Querschnittsfläche
des Drahtes ausmachen soll, aus dem die Klammer gebildet ist. Es wurde offenbar,
daß eine Klammer mit einer zu kleinen Breite nicht die erforderliche Biegefähigkeit
aufweist, um die Klammer mit Hilfe des oben genannten Verfahrens zu verformen. Wenn
die Breite der Klammer zu groß ist, findet unabhängig voneinander ein Verziehen
oder Einknicken der Füße und des Scheitels statt, so daß verschiedene Abmessungen
der Klammer nicht einheitlich wirken, um den in Fig. 3 dargestellten, geschlossenen
Ring zu bilden, sondern eher unabhängig voneinander wirken und durch die einfache
vorzugsweise verwendete Vorrichtung nicht kontrolliert werden können. Die ganze
Länge der Klammer zwischen dem Scheitel 3 und den freien Enden 23, 24 der
Füße
1, 2 soll wenigstens etwas größer sein als die Breite ttw", doch kann eine derartige
Länge für Gegenstände mit größerem Gurt etwas vergrößert werden, ohne daß die ab-
oder verschließende Wirkung beträchtlich vermindert wird.
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Eines der wesentlichsten Merkmale der vorbeschriebenen Vorrichtung
ist die Schaffung von Druckpunkten 13, 14, die durch die Patrize gebildet werden,
sowie die geometrische Ausbildung der verbundenen Teile, so daß der Zwischenraum
wst (Fig. 1 oben) zwischen den zwei Paar Druckpunkten gleich 2/3 der ganzen Breite
11w" ist. Mit anderen Worten soll die Breite"w"um etwa 50 % größer sein als dem
Zwischenraum zwischen den Druckpunkten entspricht.
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Eine andere wesentliche Abmessung, die zu regeln bzw. nachzuprüfen
ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, ist der Radius nR" der Nuten 19, 20
der Matrize 18. Unter der Annahme, daß die Klammer 6 wie oben festgestellt bemessen
ist, soll der Radius "R" etwa das 35 bis 45-fache der Querschnittsfläche des Drahtes
betragen, aus der die Klammer 6 gebildet wird. Beim Aufbau der Matrize innerhalb
dieser
Abmessungen ist die entgegengesetzt nach innen gerichtete Bewegung der freien Enden
23, 24 sichergestellt, so daß der Gegenstand mit den entgegengesetzten Enden der
Klammer, die längs aneinander liegen, vollständig umschlossen werden kann.
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Die folgende Tabelle zeigt die kritischen Abmessungen (in mm) einiger
verschiedener Klammergrößen und der damit verbundenen Abmessungen der Patrize und
Matrize gemäß Fig. 1, sowie der Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Klammer 1 Klammer 2 Klammer 3 Drahtdurchmesser 2,28 3,00 3,78 Draht-Querschnittsfläche
(A) 0, 16 o, 28 0,44 Breite (w) 11,1 17,4 30,0 Radius der Patrize (r) 7,1 7,9 12,7
Radius der Matrize (R) 7,1 11,1 20,0 w/A 68,2 62,4 67,8 R/A 43,8 39,7 45,2
Wesentlich
ist die Feststellung, daß die Zwischenform der Kammer 6 nach Fig. 3 zu einem wirkungsvollen
Verschluß dadurch beiträgt, daß radial in alle Richtungen nach innen gerichtete
Kräfte auf den Gegenstand 25 einwirken, um diesen auszugleichen, bevor der endgültige
Preßvorgang nach Fig. 4 stattfindet.
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Zu Fig. 5 wird bemerkt, daß, wenn der Scheitel 3 der Klammer 6 auf
der Umhüllung 25 montiert ist, dieser durch die Druckpunkte 13 bzw. 14 eingekerbt
ist, wie bei 13', 14' angedeutet. Solche Einkerbungen erhöhen die Standfestigkeit
der Klammer hinsichtlich Patrize und Matrize, während sich die Klammer der oben
beschriebenen Verformung unterzieht.
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Die obige, sehr eingehende Beschreibung der dargestellten, bevorzugten
Ausführungsarten soll nicht als Einschränkung angesehen werden, da es offensichtlich
ist, daß man gemäß der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Modifizierungen im
Aufbau zurückgreifen kann. Während z.B. die Klammern in nidtverformtem Zustand bestimmt
und genau U-förmig dargestellt sind, kann die Form der Klammer insoweit variiert
werden, als der Hauptgedanke eines im wesentlichen U-förmigen Umrisses erfüllt ist.