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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden eines Besenbündels mit einem Besenstiel gemäss dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1 sowie auf einen Besen mit dieser Vorrichtung.
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In bekannter Weise wird bei der Herstellung von Reisigbesen ein Besenstiel nachträglich in ein bereits gebundenes Besenbündel vom hinteren Ende her eingetrieben. Durch den eingetriebenen Besenstiel wird die bereits vorhandene Pressung zwischen den Reisigzweigen im Besenbündel zusätzlich erhöht, was zu einer mehr oder weniger haltbaren Verbindung zwischen Besenbündel und Besenstiel führt.
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Nachteilig an solch hergestellten Reisigbesen ist, dass es nur selten gelingt, den Besenstiel genau in der Mitte und gerade in das Besenbündel einzuführen. Der Besenstiel wird beim Einführen stets dem leichtesten Weg folgen.
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Da ein schief eingesetzter Besenstiel dazu führt, dass sich beim Wischen der Besen in eine – meist unerwünschte – Richtung zu drehen versucht, wird ein unnötiger Kraftaufwand seitens eines Benutzers nötig, um gegen diese Drehtendenz anzukommen.
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Um einen Besenstiel zentriert in einem Besenbündel anzuordnen, ist es bekannt, den Besenstiel bereits bei der Herstellung des Besenbündels einzubinden. Allerdings müssen zur sicheren Verbindung zwischen Besenbündel und Besenstiel zusätzliche Sicherungselemente, wie z. B. ein Splint, eingesetzt werden. Da solche Sicherungselemente beim Wischen relativ grossen Kräften ausgesetzt sind, besteht stets das Risiko, dass diese brechen oder ausgerissen werden, was eine weitere Benutzung des Besens verunmöglicht.
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Um eine genaue Zentrierung des Besenstiels im Besenbündel zu erreichen, schlägt die
US 2,30,654 vor, zunächst eine zweiteilige Metallhülse mit einem Draht zu umwickeln, bevor ein Besenbündel aus Reisigzweigen auf der Hülse gebildet wird. Zuletzt wird ein Besenstiel, dessen vorderes Ende ebenfalls mit Draht umwickelt wird, in die Hülse eingeschoben.
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Die Herstellung eines Besens mit einer derartigen Hülse erfordert das Abarbeiten mehrerer Arbeitsschritte. Ferner muss zuerst eine Hülse aus zwei Einzelteilen mittels Draht zusammengebaut werden, was die Herstellung aufwändig macht.
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Die
DE 100 06 093 schlägt ferner vor, zum Verbinden eines Besenbündels mit einem Besenstiel eine zweiteilige zylindrische Hülse zu verwenden, um welche herum ein Besenbündel gebildet wird. Die Hülse ist derart ausgestaltet, dass sich das vordere Ende der Hülse beim Einführen eines Besenstiels aufspreizt, um eine sichere Verbindung zwischen Besenbündel und Besenstiel zu ermöglichen. Am sich aufspreizenden Ende weist die Hülse auf der Aussenfläche eine Struktur auf, um die Haftreibung zu vergrössern
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Nachteilig an der vorgeschlagenen Hülse ist jedoch, dass sich durch das Aufspreizen nur des vorderen Teils nicht über die gesamte Länge der Hülse eine sichere Verbindung zwischen Besenbündel und Besenstiel herstellen lässt. Um dennoch eine sichere Verbindung zu ermöglichen, muss eine Struktur auf der Aussenfläche angebracht werden, was den Herstellungsaufwand der Hülse vergrössert und nur dann wirtschaftlich sinnvoll macht, wenn die Hülse als Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt wird. Allerdings kann ein Besen mit einem Kunststoffteil nicht umweltgerecht entsorgt werden. Ferner besteht die Gefahr, dass die beiden Hülsenteile sich bereits beim Einbinden eines Besenbündels lockern, was die Verbindung zusätzlich schwächen kann.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine sichere Verbindung zwischen einem Besenbündel und einem Besenstiel ermöglicht und einfach sowie günstig herstellbar ist. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Schutzanspruch 1 gelöst.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Verbinden eines Besenstiels mit einem Besenbündel umfasst eine in einem Besenbündel einsetzbare Hülse. Die Hülse weist einen Hülsenmantel sowie eine Bohrung auf. Die Bohrung erstreckt sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Hülse und ist koaxial zur Längsachse der Hülse angeordnet. Die Hülse ist einstückig ausgebildet und ist im Hülsenmantel mit Sollbruchstellen versehen, derart, dass beim Einführen eines Besenstiels in die Bohrung diese Sollbruchstellen reissen. Der Hülsenmantel ist dabei bezogen auf eine durch die Längsmittelchse verlaufende gedachte Ebene in wenigstens zwei getrennte Abschnitte unterteilbar.
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Die Hülse ist einstückig ausgebildet, das heisst, dass der Hülsenmantel sowie die Sollbruchstellen aus demselben Stück eines Materials bestehen. Die Bohrung ist vorzugsweise durch Materialentfernung, insbesondere durch ein spanabhebendes Verfahren ausgebildet worden.
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Die Sollbruchstellen umfassen vorzugsweise Materialschwächungen im Hülsenmantel, welche durch während des Einführens eines Besenstiels entstehenden radialen Kraft reissen, wobei die Hülse in wenigstens zwei getrennte Abschnitte unterteilt wird.
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Durch das Reissen der Sollbruchstellen findet eine radiale Expansion des Hülsenmantels statt. Dadurch wird ein auf dem Hülsenmantel angebrachtes Besenbündel stärker gegen den Hülsenmantel gedrückt, was die Befestigung des Besenbündels an der Hülse zusätzlich verstärkt.
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Die Hülse sowie die Bohrung können einen beliebigen Querschnitt aufweisen, wie z. B. quadratisch, oval, dreieckig, etc. Bevorzugt weisen die Hülse sowie die Bohrung denselben Querschnitt, jedoch mit unterschiedlichem Durchmesser auf. Alternativ kann der Querschnitt der Hülse jedoch auch unterschiedlich zum Querschnitt der Bohrung sein. Besonders bevorzugt weisen sowohl die Hülse als auch die Bohrung einen runden Querschnitt auf. Der Querschnitt sowie der Durchmesser der Bohrung sind dabei derart gewählt, dass der Querschnitt dem Querschnitt des in die Bohrung einzuführenden Besenstiels entspricht.
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Der Hülsenmantel weist vorzugsweise mindestens eine in Längsrichtung der Hülse verlaufende Schwächungslinie als Sollbruchstelle auf. Die mindestens eine Schwächungslinie wird bevorzugt durch Materialabtragung am Hülsenmantel hergestellt. Die Materialschwächung kann dabei derart gross sein, dass der Hülsenmantel im Bereich der mindestens einen Schwächungslinie nur noch einen dünnen Materialfilm aufweist.
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Die mindestens eine Schwächungslinie verläuft vorzugsweise parallel zur Längsmittelachse der Hülse. Alternativ kann die mindestens eine Schwächungslinie auch in einem Winkel zur Längsmittelachse stehen oder sich sprialförmig um diese winden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Hülsenmantel mindestens einen Schlitz auf, welcher sich vom ersten Ende zum zweiten Ende hin erstreckt und durch einen Brückenbereich unterbrochen ist.
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Ein „Schlitz” im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist eine Öffnung, welche eine im Vergleich zu ihrer Länge nur geringe Breite aufweist und sich im Hülsenmantel radial von der Aussenfläche der Hülse zur Bohrung erstreckt.
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Der Hülsenmantel wird demnach – mit Ausnahme des Brückenbereichs – durch den mindestens einen Schlitz in zwei Abschnitte unterteilt. Der Brückenbereich dient als Sollbruchstelle, welche beim Einführen eines Besenstiels in die Bohrung bricht und den Hülsenmantel in zwei Abschnitte teilt.
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Der Schlitz weist bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt auf. Alternativ kann der Schlitz im Querschnitt in Form eines Trapezes oder beliebigen Polygons vorliegen.
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Der Brückenbereich weist vorzugsweise eine Länge auf, welche zwischen 5% und 25%, bevorzugt zwischen 10% und 20% der Länge der Längsachse der Hülse beträgt. Der Brückenbereich ist mit einer solchen Länge einerseits stabil genug, um z. B. beim Transport oder beim Bilden eines Besenbündels nicht vorzeitig zu brechen. Andererseits wird nicht eine übermässig hohe Kraft benötigt, um den Brückenbereich beim Einführen des Besenstiels zu brechen.
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Vorzugsweise beginnt der Brückenbereich in der Mitte des Abstandes zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Hülse und erstreckt sich in Richtung des ersten oder des zweiten Endes. Besonders bevorzugt erstreckt sich der Brückenbereich in Richtung des ersten Endes der Hülse.
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Alternativ kann der Brückenbereich auch am ersten oder zweiten Ende der Hülse angeordnet sein, das heisst, dass der Schlitz sich ununterbrochen von einem Ende der Hülse bis zum Brückenbereich am anderen Ende der Hülse erstreckt.
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Vorzugsweise ist die Hülse an einem zur Aufnahme eines Besenbündels bestimmten Abschnitts zylinderförmig ausgebildet. Dies vereinfacht das Ausbilden eines Besenbündels und ermöglicht auch eine möglichst gleichmässige Verteilung von Reisigzweigen um die Hülse herum.
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Die Bohrung ist bevorzugt durchgehend oder zumindest Abschnittsweise konisch ausgebildet. Eine solche Bohrung lässt sich relativ einfach in der Hülse erzeugen, z. B. durch Bohren oder Drechseln.
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Der Hülsenmantel ist vorzugsweise derart mit Sollbruchstellen versehen, dass dieser beim Einführen eines Besenstiels in vier getrennte Abschnitte unterteilbar ist.
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Besonders bevorzugt weist der Hülsenmantel vier Schlitze oder Schwächungslinien auf, welche um die Längsachse der Hülse angeordnet sind und zueinander je in einem Winkel von 90° stehen. Eine solche Anordnung lässt sich besonders effizient und schnell herstellen.
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Die Hülse besteht vorzugsweise aus einem organischen Material, insbesondere aus Holz, Bambus oder dergleichen. Durch die Verwendung eines organischen, insbesondere eines verrottbaren Materials kann ein Besen einfach und umweltschonend entsorgt werden, ohne dass Restmüll in Form von Kunststoff oder dergleichen übrig bleibt. Es ist aber auch denkbar, dass die Hülse aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem biologisch abbaubaren Kunststoffmaterial besteht. In einem derartigen Fall kann die Vorrichtung auch in einem Spritzgiessverfahren hergestellt werden.
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Bevorzugt verfügt die Hülse an ihrem ersten Ende über einen als Anschlag für ein Besenbündel dienenden Flansch. Der Flansch erleichtert das Ausbilden des Besenbündels an der Hülse, da die zur Bildung des Besenbündels verwendeten Zweige oder Borsten in Längsrichtung der Hülse vor übermässigem Verrutschen gesichert sind. Der Hülsenmantel kann wenigstens zwei Schlitze aufweisen, welche den Flansch vollständig unterteilen. Ausserdem ist es zweckmässig, wenn der Flansch einen Aussendurchmesser aufweist, der wenigstens das 1,5-fache, vorzugsweise das 2-fache des Aussendurchmessers der Hülse beträgt.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Besen mit einer sicheren Verbindung zwischen dem Besenbündel und dem Besenstiel.
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Ein erfindungsgemässer Besen umfasst einen vorzugsweise aus einem organischen Material bestehenden Besenstiel und einen Besenbündel, bevorzugt aus Reisig. Das Besenbündel ist durch eine wie oben beschriebene Vorrichtung mit dem Besenstiel verbunden.
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Der Besenstiel ist derart weit in die Bohrung der Vorrichtung eingeführt worden, dass die Sollbruchstellen gebrochen sind und die Hülse mindestens teilweise radial expandiert ist. Durch die Expansion der Hülse wird das Besenbündel zusammengedrückt und es entsteht ein fester Sitz des Besenbündels am Hülsenmantel. Der Besenstiel ist ferner soweit in die Hülse eingeführt, dass dieser durch Kraftschluss fest mit der Hülse verbunden ist. Alternativ kann zusätzlich ein weiteres Sicherungselement, wie eine Schraube, eine Splinte oder ähnliches zur Sicherung des Besenstiels in der Hülse eingesetzt sein.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines Besens umfasst in einem ersten Schritt das Bereitstellen einer Vorrichtung gemäss vorangehender Beschreibung. In einem zweiten Schritt wird ein Besenbündel gebildet durch Anordnen von Reisigzweigen am Hülsenmantel und anschliessendem Festzurren der Reisigzweige durch mindestens ein Bindemittel, zum Beispiel einer Drahtschlaufe. Im nächsten Schritt wird ein Besenstiel, insbesondere aus Holz oder Bambus in die Vorrichtung eingeführt, so dass die Sollbruchstellen reissen. Anschliessend wird der Besenstiel weiter in die Bohrung gedrückt, bis eine kraftschlüssige Verbindung durch Verkeilung erreicht wird.
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Der verwendete Besenstiel weist vorzugsweise an einem Ende, welches in die Bohrung eingeführt wird, eine Verjüngung auf, insbesondere eine konische Verjüngung. Dies erleichtert das Einführen des Besenstiels in die Bohrung. Der Durchmesser der Bohrung entspricht dabei dem kleinsten Durchmesser des verjüngten Besenstiels, so dass einerseits ein guter Sitz der Hülse auf dem Besenstiel gewährleistet ist und andererseits durch den sich stetig erweiternden Durchmesser des Besenstiels eine radial nach aussen wirkende Kraft im Hülsenmantel entsteht.
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Weiter Details sowie Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in der folgenden Beschreibung von Figuren und Beispielen. Es zeigen:
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1: Eine Schnittzeichnung entlang der Längsmittelachse einer erfindungsgemässen Vorrichtung;
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2: eine Ansicht der Vorrichtung aus der 1 vom ersten Ende her entlang der Längsachse;
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3: eine Schnittzeichnung entlang der Längsachse einer Vorrichtung bei der bestimmungsgemässen Herstellung eines Besens; und
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4: eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung beim Einführen eines Besenstiels.
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Die 1 zeigt einen Schnitt entlang der Längsmittelachse A durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 umfasst eine zylindrische Hülse 2 mit eine Aussenfläche 3 sowie einer koaxial zur Längsmittelachse der Hülse 2 angeordnete Bohrung 4 mit einem runden Querschnitt, welche sich vom ersten Ende 5 zum zweiten Ende 6 der Hülse 2 erstreckt. Zwischen der Aussenfläche 3 und der Bohrung 4 weist die Hülse 2 einen Hülsenmantel 13 auf. Der Hülsenmantel 13 weist vier Schlitze 8 auf, welche sich parallel zur Längsmittelachse A der Vorrichtung 1 vom ersten Ende 5 in Richtung des zweiten Endes 6 mit Ausnahme von Brückenbereichen 9 erstrecken und jeweils in einem Winkel von 90° zueinander stehen. Die Brückenbereiche 9 unterbrechen die Schlitze 8 über eine definierte Länge LB. Alle vier Brückenbereiche 9 weisen dieselbe Länge LB auf und liegen auf derselben Position entlang der Länge LH der Hülse zwischen dem ersten Ende 5 und dem zweiten Ende 6. Der Durchmesser D1 der Bohrung 4 am ersten Ende 5 ist grösser als der Durchmesser D2 am zweiten Ende 6, das heisst, dass die Bohrung 4 einen stetig abnehmenden Durchmesser aufweist. Der Durchmesser DH der Hülse bleibt hingegen über die gesamte Länge LH der Hülse konstant. Entsprechend nimmt die Dicke W des Hülsenmantels 13 vom ersten Ende 5 zum zweiten Ende 6 hin zu, das heisst die Dicke W1 ist kleiner als die Dicke W2. Am ersten Ende 5 der Hülse 2 ist ein über die Aussenfläche 3 überstehender Flansch 7 angeordnet.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt die Länge LH der Hülse 150 mm bei einem Durchmesser DH von 30 mm. Der Durchmesser der Bohrung 4 beträgt am ersten Ende 5 20 mm und nimmt bis zum zweiten Ende 6 auf 12 mm ab. Die Länge der Brückenbereiche LB beträgt 15 mm. Die Brückenbereiche sind ferner 60 mm vom ersten Ende 5 und 75 mm vom zweiten Ende 6 beabstandet.
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Die 2 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung 1 entlang der Längsachse A der Hülse 2 vom ersten Ende 5 aus in Richtung des zweiten Endes 6. Wie auf der Abbildung ersichtlich ist, stehen die vier Schlitze 8 jeweils in einem Winkel von 90° zueinander und erstrecken sich auch über den Flansch 7. Gut zu sehen ist auch die Abnahme des Durchmessers der Bohrung 4 vom grösseren Durchmesser D1 am ersten Ende 5 zum kleineren Durchmesser D2 am zweiten Ende 6.
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Die 3 stellt eine Anordnung einer Vorrichtung 1 mit einem Besenbündel 10 und einem Besenstiel 12 dar. In dieser Darstellung wird der Besenstiel 12 gerade in die Bohrung 4 der Hülse 2 eingeführt. Bei der Herstellung eines Besens wird zunächst um den Hülsenmantel 13 ein Besenbündel 10 angefertigt. Bei einem Reisigbesen wird eine Vielzahl an Reisigzweigen in bekannter Weise nacheinander auf die Aussenfläche 3 des Hülsenmantels 13 gelegt und zu einem Besenbündel 10 geformt. Die Reisigzweige werden mittels mehrerer Drahtschlaufen 11 festgezurrt, wobei die einzelnen Zweige im Besenbündel 10 durch die Drahtschlingen 11 zusammengepresst und gegen die Aussenfläche 3 des Hülsenmantels 13 gedrückt werden. In einem nächsten Schritt wird ein Besenstiel 12, welcher an einem vorderen Ende 14 konisch geformt ist, am ersten Ende 5 der Hülse 2 in die Bohrung 4 eingeführt. Durch den abnehmenden Durchmesser der Bohrung 4 übersteigt der Durchmesser des Besenstiels 12 bald einmal den Durchmesser der Bohrung 4. Dies führt zu einem Auseinanderspreizen des Hülsenmantels 13 vom ersten Ende 5 her, was durch die im Hülsenmantel 13 angebrachten Schlitze 8 ermöglicht wird. Auf die Brückenelemente 9 entstehen so Zugkräfte, welche zum Auseinanderbrechen der Brückenelemente 9 führen. Nachdem die Brückenelemente 9 gebrochen sind, wird der Besenstiel 12 weiter in die Bohrung 4 eingeführt, was zu einer radialen Expansion der Hülse 2 führt. Dadurch werden die im Besenbündel 10 angeordneten Reisigzweige noch fester zusammengepresst und an die Aussenfläche 3 des Hülsenmantels 13 gedrückt. Ist der Besenstiel 12 weit genug in die Bohrung 4 eingeführt worden, entsteht durch Verkeilung ein Kraftschluss zwischen dem Besenstiel 12 und der Hülse 2.
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Auf der 4 ist die Anordnung der 3 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Aus Gründen der Sichtbarkeit sind das Besenbündel 10 sowie die Drahtschlingen 11 auf dieser Figur nicht dargestellt. Beim Einführen des Besenstiels 12 wird der Hülsenmantel zunächst im Bereich des ersten Endes 5 aufgespreizt, bis auf die Brückenelemente 9 genügend hohe Zugkräfte wirken, dass diese brechen. Danach erfolgt durch das weitere Einführen des Besenstiels 12 in die Bohrung 4 eine radiale Expansion des Hülsenmantels 13.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 230654 [0006]
- DE 10006093 [0008]
