DE8516467U1 - Flächenhaftes Formelement aus thermoplastischem Kunststoff mit federelastischenEigenschaften als Scharniergelenk für Schnappdeckel, Pendeltüren, Schnappregister, Schalter, sich selbst aufrichtende Verpackungen, federnde Klappen und als Rollos - Google Patents
Flächenhaftes Formelement aus thermoplastischem Kunststoff mit federelastischenEigenschaften als Scharniergelenk für Schnappdeckel, Pendeltüren, Schnappregister, Schalter, sich selbst aufrichtende Verpackungen, federnde Klappen und als RollosInfo
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
• " · lifc^Mir Im1I '
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
KALLE Niederlassung der Hoechst AG
85/K 037G WLJ-DC.Ho-bl
4. Juni 1985
Mehrlagenflächenverbund mit dauerelastischen Federeigen^
schäften
Die vorliegende Neuerung betrifft ein flächenhaftes Formelement
aus thermoplastischem Kunststoff mit federelastischen Eigenschaften.
Federelastische Elemente aus Metall, insbesondere aus Stahl, sind in den verschiedensten Ausführungsformen seit
langem hinlänglich bekannt. Sie werden in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen eingesetzt, so z.B.
als Antriebsfedern für Uhrwerke, als Rückstellelemente in Schaltern der Elektroindustrie oder in Relais der Elektronikindustrie,
als Halteelemente in Türen und sonstigen Verschlüssen und in vielen anderen mehr. Die aus Metall
hergestellten Federn haben gegenüber den stattdessen früher verwendeten gummielastischen Federelementen oder Bändern
aus Gummi oder Kautschuk den Vorteil einer höheren Verschlußfestigkeit bei starker mechanischer Belastung,
einer geringeren Wärme- oder Hitzeempfindlichkeit und
einer ebenfalls verringerten Tendenz zum Nachlassen der Feuerwirkung durch Versprödung. Metallfedern weisen allerdings
gegenüber aus Gummi gefertigten elastischen Elementen den Nachteil auf, daß sie aufgrund ihrer größeren
Dichte schwerer sind und daß ihre Herstellung und damit ihr Einsatz komplizierter und damit kostenintensiver ist.
Ziel der vorliegenden Neuerung war es, ein Federelement aus Kunststoff zu schaffen, das die einzelnen Vorteile
der bisher bekannten Federelemente in sich vereinigt, das
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
I, KALLE Niederlassung der Hoechst AG
also sowohl eine hohe Verschlußfestigkeit bei beständiger starker mechanischer Belastung als auch eine geringe Teridenz
zur MaterialversprÖdung aufweist und das gleichzeitig
ein geringes Eigengewicht besitzt und sich leicht herstellen und weiterverarbeiten läßt.
Erreicht wird dieses Ziel neuerungsgemäß durch ein Erzeugnis
der eingangs genannten Gattung, dessen kennzeichnenden Merkmale darin zu sehen sind, daß ein Verbund aus
mehreren übereinandergelegten Folienlagen aus thermoplastischem Kunststoff an mehreren symmetrisch zueinander
angeordneten streifenförmigen Bereichen seiner Gesaratfläche
fest miteinander verschweißt ist und daß jeweils zwischen den verschweißten Bereichen des Verbundes, ebenfalls
symmetrisch zueinander angeordnet, andere Bereiche vorgesehen sind, an denen die den Verbund bildenden J?olienlagen
nicht miteinander verschweißt sind.
Die einzelnen Folienlagen des Verbundes bestehen dabei bevorzugt aus biaxial streckorientierter Folie, die zur
Verbesserung ihrer Dimensionsstabilität zusätzlich hitzefixiert ist. Durch die Streckorientierung wird üblicherweise
eine größere mechanische Festigkeit der Folien erreicht. Die einzelnen Folienlagen des Verbundes sind
neuerungsgemäß in den miteinander verschweißten Bereichen
entweder durch Heißsiegelung oder durch Ultraschallschweißung miteinander verbunden.
Die verschweißten Bereiche weisen eine zueinander symmetrische Anordnung auf, sie sollen insbesondere auch sym-
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HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
metrisch zur Knickachse angeordnet sein. Der Begriff 'Knickachse1 bezeichnet dabei die räumliche Achse, um die
die beweglichen Teile des Federelementes zur Entfaltung seiner federelastischen Eigenschaften bewegt werden. Der
Ausdruck 'symmetrisch' kann bedeuten, daß die verschweißten Bereiche einen wellenförmigen Verlauf, insbesondere
einen sinusförmigen Verlauf, in Richtung der Knickachse aufweisen, ihr Verlauf kann aber auch zickzackförmig oder
mäander- oder leporelloartig sein. Besonders bevorzugt bilden sowohl die miteinander verschweißten Bereiche als
auch die nicht miteinander verschweißten Bereiche in der einfachsten Ausführungsform geradlinig parallel zueinander
verlaufende Streifen.
Die einzelnen Folienlagen des Verbundes sind neuerungsgemäß wenigstens einseitig mit einer Heißsiegelschicht versehene
Folien aus thermoplastischem Kunststoff.
Als thermoplastische Kunststoffe eignen sich hierzu insbesondere Polyamide wie z.B. Polycaprolactam, Polyaminoönanthsäureamid,
Polyhexamethylenadipinsäureamid oder Polyhexamethylensebacinsäureamid oder Mischungen von diesen,
ferner Polyurethane, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid sowie thermoplastisch verformbare fluorierte
Polymere. Besonders geeignet sind thermoplastische Kunststoffe aus der Gruppe dät Polyester und der Polyolefine
sowie Polystyrole t die an den Pheriylresten auch teilweise
Substituenten tragen können
Unter Polyester sind Polyester-Homo- und -Copolymere, Ge-
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HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
mische verschiedener Polyester sowie Abmischungen Blends von Polyestern mit anderen Polymeren zu verstehen.
Die Herstellung der Polyester kann sowohl nach dem Umesterungsverfahren mit den bekannten Katalysatoren wie
z.B. Zn-, Ca-, Mn-, Li-, Ge-Salzen oder nach dem Direktveresterungsverfahren
erfolgen. Beispiele für Polyester sind Polyethylenterephthalat, Polytetramethylenterephthalat,
Poly-1,4-cyclohexylendimethyl-terephthalat, PoIyethylen-2,6-Naphthalat.
Die Copolyester können als Bausteine Adipinsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Sulfoisophthalsäure
u.a. enthalten. Die nach dem Umesterungsverfahren hergestellten Polyester können sogenannte interne Partikel,
Katalysatorrückstandsteilchen enthalten.
Beispiele für Polymere, die in den Polyester eingearbeitet werden können, sind Polyolefin-Homo- oder -Copolymere
wie Polypropylen, Poly-4-methylpenten, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere,
die ihrerseits verseift sein können, Ionomere, Polyamide, Polycarbonate, fluorhaltige Polymere
u.a.
Weiterhin können die Folien anorganische oder organische Additive enthalten, die sich auf ihre Eigenschaften wie
z.B. die Haft- und Gleitreibung und die Abriebfestigkeit sowie das Laufverhalten positiv auswirken,
Beispiele für derartige Additive sind Pigmente wie CaCOg* SiO2* TiO2* Kaolin u,ao Fettsäureester, Polysiloxane,
Nukleierungsmittel wie Alkali- oder Erdalkalisalze von
Esterwachsen bzw. teilverseiften Produkten derselben, Benzoaten, Stearaten u.a.
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst hG
Die Polymeren und Additive können nach an sich bekannten
Verfahren, die nicht näher beschrieben werden müssen, über ein Konzentrat eingearbeitet werden. Alternativ
hierzu können sie während der Herstellung des Polyesters zudosiert werden.
Als Polyolefine sollen insbesondere Propylenhomopolymere
eingesetzt werden oder Copolymere, die zum überwiegenden Aiiteil aus Propyleneinheiten zusammengesetzt sind. Solche
Polymeren besitzen üblicherweise einen Schmelzpunkt von mindestens 1-+00C, bevorzugt von 150"C. Isotaktisches
Polypropylen mit einem n-heptanlöslichen Anteil von weniger
als 15 Gew.-%, Copolymere von Ethylen und Propylen
mit einem Ethylengehalt von weniger als 10 Gew.-% und Copolymere von Propylen mit anderen Alphaolefinen mit 4 bis
8 Kohlenstoffatomen und mit einem Gehalt dieser Alphaolefine
von weniger als 10 Gew.-% stellen typische Beispiele für die bevorzugten thermoplastischen Polyolefine dar.
Die bevorzugten thermoplastischen Polyolefine haben zweckmäßigerweise einen Scbmelzflußindex im Bereich von
0,5 g/10 min bis 8 g/10 min bei 230'C und 2,16 kp Belastung
(DIN 53 735), insbesondere von 1,5 g/10 min bis 4 g/10 min.
Weitere neuerungsgemäß geeignete thermoplastische Polymere sind ferner Polyvinylacetat sowie ganz oder nur
teilweise zu Polyvinylalkohol verseiftes Polyvinylacetat oder Polyacrylnitril oder Copolymere oder Mischungen aus
diesen. Bevorzugt bestehen die die einzelnen Folienlagen
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HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
-fides Verbundes bildenden Folien aus Polyethylenterephthalat
oder aus Polypropylen.
Als Heißsiegelschichten können die üblicherweise zu diesem
Zweck bei thermoplastischen Folien eingesetzten Beschichtungen verwendet werden. Dies sind insbesondere
statistische Copolymere aus Ethylen- und Propylenbausteinen mit einem Ethylengehalt im Bereich von 2 bis 6 Gew.-%
oder statistische Copolymere, enthaltend Ethylenbausteine iQ und 6 bis 40 Gew.-% eines weiteren OC-Olefins mit wenigstens
3 C-Atomen, außerdem Copolyester, enthaltend Ethylenterephthalat- und -isophthalateinheiten, wobei der
Isophthalatanteil im Bereich von 10 bis 35 Gew.-% liegen soll.
Die einzelnen Folienlagen des das neuerungsgemäße Federelement
bildenden Verbundes sind Folien der im vorstehenden beschriebenen Art, die eine Dicke im Bereich von 10
bis 100 /um aufweisen, bevorzugt von 15 bis 50 /um. Die Dicke der Heißsiegelschicht, die ein- oder beidseitig auf
die Grundfolie aufgebracht sein kann, ist dabei vernachlässigbar klein und soll 10% der Dicke der Grundfolie
nicht überschreiten, insbesondere liegt sie zwischen 0,1 und 5 /um.
Zur Erzielung einer ausreichenden Federwirkung werden von
derartigen Folien 5 bis 50 Stück aufeinandergelegt und
wie bereits beschrieben versiegelt, bevorzugt besteht der Verbund aus 10 bis 30 einzelnen Foliänlagen.
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HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Die Federwirkung des neuerungsgemäßen Federelementes hängt neben der Dicke und der Anzahl der einzelnen den
Verbund bildenden Folienlagen auch darüber hinaus noch von der Breite der nicht miteinander verschweißten Bereiehe
ab. Ist diese Breite zu gering, besteht beim Umbiegen des Federelementes die Gefahr der Überdehnung, ist sie
andererseits zu groß, reduziert sich die Federwirkung erheblich dadurch, daß der Spielraum für Ausweichmöglichkeiten
der Folie zu groß wird. Es hat sich in der Praxis als besonders geeignet erwiesen, wenn das Verhältnis der
Breite der nicht miteinander verschweißten Bereiche zur ψ
Dicke des Verbundes in den miteinander verschweißten Bereichen im Bereich von 5 bis 50, bevorzugt von 10 bis 30,
liegt.
Durch eine Aneinanderreihung der im vorstehenden in allen Einzelheiten genau beschriebenen Federelemente lassen
sich auf einfache Weise großflächige federnde Formkörper herstellen. Die neuerungsgemäßen Federelemente lassen
sich überall da einsetzen, wo üblicherweise der Einsatz herkömmlicher Stahlfedern vorgesehen ist, besonders bevorzugt
als Scharniere für Schnappdeckel oder Schnappregister, als Federelemente in Pendeltüren oder federnden
Klappen, als Feder- und Isolationselemente in elektrisehen Schaltern, als aufwickelbare dauerelastische Rollos
sowie in besonderer Formgebung auch als sich selbst aufrichtende Verpackungen.
Die Federelemente können zu Dekorationszwecken ferner
auch noch mit ein- oder mehrfarbiger Bedruckung versehen sein.
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HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
In den beigefügten Zeichnungen soll die Neuerung beispielhaft noch deutlicher dargestellt werden.
Figur 1 zeigt in perspektivischer Teilansicht einen flächigen
Formkörper mit mehreren aneinandergereihten flächenhaften Federelementen, der an einer Stelle geknickt
ist.
Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich II aus dem Federelement nach Fig. 1 an einer nicht geknickten
Stelle.
Figur 3 zeigt einen Ausschnitt im Bereich III aus dem Federelement nach Fig. 1 an der geknickten Stelle.
Im einzelnen bedeuten jeweils in den Figuren die Bezugszeichen 1 die miteinander verschweißten Bereiche des Verbundes
von Folienlagen 3, die Bezugszeichen 2 die nicht miteinander verschweißten Bereiche des Verbundes und die
Bezugszeichen 3 die einzelnen Folienlagen. Deutlich zu sehen ist, insbesondere in Figur 3, das für die Federwirkung
verantwortliche Ausweichen oder Auffächern von z.B. sieben einzelnen Folienlagen 3 in dem nicht miteinander
verschweißten Bereich 2, unmittelbar nach der Vereinigungsschweißung,
die dann im weiteren Verlauf der Abknickgeometrie in kreisbogenförmiger Manier sich wiedervereinigen,
um dann tangential in die nächste Schweißung gebündelt und im Kontakt zueinander einzulaufen, während
die äußere Lage 3' nicht ausweicht, sondern auf Zug bean-
^0 sprucht, straff gespannt ist.
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HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Durch den Gegenstand der vorliegenden Neuerung lassen sich in vorteilhafter Weise Metallfedern ersetzen, durch
die Möglichkeit der Bedruckung lassen sich zusätzlich dekorative Wirkungen mit der Federwirkung kombinieren.
Claims (1)
- HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG85/K 037G WLJ-DC.Ho-bl18. Juli 1985(Neuer) Anspruch 11.CFlächenhaftes Formelement aus thermoplastischem Kunststoff mit federelastischen Eigenschaften als Scharniergelenk für Schnappdeckel, Pendeltüren, Schnappregister, Schalter, sich selbst aufrichtende Verpackungen, federnde Klappen und als Rollos,*>dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbund aus mehreren übereinandergelegten Folienlagen aus thermoplastischem Kunststoff an mehreren symmetrisch zueinander angeordneten streifenförmigen Bereichen seiner Gesamtfläche fest miteinander verschweißt ist und daß jeweils zwischen den verschweißten Bereichen des Verbundes, ebenfalls symmetrisch zueinander angeordnet, andere Bereiche vorgesehen sind, an denen die den Verbund bildenden Folienlagen aus thermoplastischem Kunststoff nicht miteinander verschweißt sind.30. i. ί a _ JLJLHOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG85/K 037G - 10 - WLJ-DCHo-bl4. Juni 1985102. Flächenhaftes Federelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Folienlagen des Verbundes aus biaxial streckorientierten und hitzefixierten Folien aus thermoplastischem Kunststoff sind.203. Flächenhaftes Federeleroent nach Anspruch 1 oder 2tdadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Folienlagen des Verbundes in den verschweißten Bereichen durch Heißsiegelung oder durch ültraschallschweißung miteinander verbunden sind.4. Flächenhaftes Federelement nach einem der Ansprüche& 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschweißtenBereiche des Verbundes symmetrisch zueinander und symme-v 3o trisch zur Knickachse des Federelementes angeordnet sind,ι ixt « . « · ·♦ · UM Il ti M KtI• · ♦ ί ι ι < · ι• ···· · ι t < · ti in ·· ...licit, .• I » lilt ti · ti··· ti Il ti hiHOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
KALLE Niederlassung der Hoechst AG85/K 037G - 11 -bevorzugt parallel zueinander und parallel zur Knickachse.5. Flächenhaftes Federeleraent nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Folienlagen des Verbundes wenigstens einseitig mit Heißsiegelschichten versehene Folien aus thermoplastischem
Kunststoff sind.6. Flächenhaftes Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Folienlagen des Verbundes aus einem thermoplastischen
Kunststoff bestehen, ausgewählt aus der Gruppe Polyester, z.B. Polyethylenterephthalat, Polyolefin, z.B. Polyethy-len, Polypropylen, Polystyrol, Polyamide, Polyurethane,
Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, thermoplastische
fluorierte Polymere, Polyvinylacetat, teilweise oder ganz zu Polyvinylalkohol verseiftes Polyvinylacetat, Polyacrylnitril oder Copolymere oder Mischungen von diesen,bev6rzugt Polyester oder Polypropylen.7. Flächenhaftes Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißsiegelschichten der einzelnen Folienlagen des Verbundes zusam-" mengesetzt sind aus Copolymeren aus Ethylen und Propyleneinheiten mit einem Ethylenanteil von 2 bis 6 Gew.-%, aus Copolymeren, enthaltend Ethylen- und weitere ÖL-Olefinbausteine mit 3 bis 10 C-Atomen in einer Menge von 6 bis
40 Gew. -%, oder aus Copolyestern aus Ethylenterephthalat-und Ethylenisophthalateinheiten mit 10 bis 35 Gew.-%
Isophthalatanteil.I i < < iHOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG85/K 037G- 12 -8. Flächenhaftes Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Folienlagen des Verbundes aus Folien einer Dicke im Bereich von 10 bis 100 /um, bevorzugt im Bereich von 15 bis 50 /um, bestehen.9. Flächenhaftes Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund aus 5 bis 50, bevorzugt aus 10 bis 30, einzelnen Folienlagen zusammengesetzt ist.10. Flächenhaftes Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Breite der nicht miteinander verschweißten Bereiche zur Dicke des Verbundes in den miteinander verschweißten Bereichen im Bereich von 5 bis 50, bevorzugt im Bereich von 10 bis 30 liegt.20einem der Ansprüche 1 bis 10 als ScharnißjegetSnk^ für Schnappdeckel, Pendeltüren^—&chffappregister, Schalter, sich selbj£_jntfrTch"tende Verpackungen, federnde Klappen· fehüfeaißpr. μ fc. ft /330
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8516467U DE8516467U1 (de) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | Flächenhaftes Formelement aus thermoplastischem Kunststoff mit federelastischenEigenschaften als Scharniergelenk für Schnappdeckel, Pendeltüren, Schnappregister, Schalter, sich selbst aufrichtende Verpackungen, federnde Klappen und als Rollos |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8516467U DE8516467U1 (de) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | Flächenhaftes Formelement aus thermoplastischem Kunststoff mit federelastischenEigenschaften als Scharniergelenk für Schnappdeckel, Pendeltüren, Schnappregister, Schalter, sich selbst aufrichtende Verpackungen, federnde Klappen und als Rollos |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8516467U1 true DE8516467U1 (de) | 1985-08-22 |
Family
ID=6781823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE8516467U Expired DE8516467U1 (de) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | Flächenhaftes Formelement aus thermoplastischem Kunststoff mit federelastischenEigenschaften als Scharniergelenk für Schnappdeckel, Pendeltüren, Schnappregister, Schalter, sich selbst aufrichtende Verpackungen, federnde Klappen und als Rollos |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8516467U1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0242037A1 (de) * | 1986-03-07 | 1987-10-21 | Polyplastics Co. Ltd. | Scharnierelemente |
| WO2013023632A1 (de) * | 2011-08-13 | 2013-02-21 | Universität Kassel | Scharnierelement, hergestellt auf basis mindestens eines flächengebildes und verfahren zur herstellung eines scharnierelements auf basis mindestens eines flächengebildes |
-
1985
- 1985-06-05 DE DE8516467U patent/DE8516467U1/de not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0242037A1 (de) * | 1986-03-07 | 1987-10-21 | Polyplastics Co. Ltd. | Scharnierelemente |
| WO2013023632A1 (de) * | 2011-08-13 | 2013-02-21 | Universität Kassel | Scharnierelement, hergestellt auf basis mindestens eines flächengebildes und verfahren zur herstellung eines scharnierelements auf basis mindestens eines flächengebildes |
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