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Haltevorrichtung zum Verbinden von Verpackungsteilen u. dgl. oder
zum Verschließen von unter Überdruck stehenden, von der Innenseite zugänglichen
Behältern u. dgl.
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Es sind bereits Haltevorrichtungen zum Verbinden von Teilen bekannt,
bei denen ein in einem Blech tiefgezogenes Halteelement in Art eines Hohlniet durch
in den zu verbindenden Teilen angebrachte Bohrungen geführt und an seinem Kopf plastisch
verformt wird. Zum Öffnen einer solchen Nietverbindung muß dieses bekannte Halteelement
zerstört werden.
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Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine Haltevorrichtung
mit einem druckknopfartigen Halteelement, das durch elastische, also wieder rückgängig
zu machende Verformung in der jeweiligen Öffnung, beispielsweise Bohrungen oder
Behälteröffnungen, gehalten und gesichert wird.
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Es sind auch bereits Verschlußdeckel bekannt, die in Art eines druckknopfartigen
oder kappenartigen Halteelementes durch Tiefziehen aus im wesentlichen starrem,
elastischem, biegefähigem Material, beispielsweise Metallblech ausgebildet sind.
Diese bekannten Verschlußdeckel tragen einen ringsum laufenden Außenrand als Widerlagerteil
für den Rand der zu verschließenden Dose od. dgl. und sind an ihrer Umfangswand
von einem Bereich größten Querschnitts aus nach beiden Seiten verjüngt verformt
und mittels sich im wesentlichen axial erstreckender Rippen ringsum gleichzeitig
und radial sowohl nach innen als nach außen zusätzlich elastisch nachgiebig ausgebildet
(USA.-Patentschrift 2 671 574). Solche Verschlußdeckel sollen dadurch in der Öffnung
in der zu verschließenden Dose od. dgl. festgeklemmt werden, daß der Deckelboden
nach dem Einsetzen des Deckels nach oben über einen Totpunkt hinausgezogen wird.
Es ist aber mit diesen bekannten Verschlußdeckeln keine Blockierung in der Dosenöffnung
möglich, weil der Bodenteil dieser bekannten Deckel wesentlich kleiner als die offene
Querschnittsfläche im Bereich des Umfangrandes ist. Außerdem sind bei diesen bekannten
Deckeln die Rippen an der Umfangswand nicht durchgehend, sondern treffen sich versetzt
im Bereich größten Querschnitts. Dadurch ist der eingesetzte Deckel weder bei hochgezogenem
Mittelteil noch bei eingedrücktem Mittelteil gegen eine radial einwärts gerichtete
Druckwirkung eines Gefäßrandes od. dgl. blockiert. Der Deckel kann deshalb ohne
weiteres an seinem Außenrand aus der ihn aufnehmenden Öffnung gezogen werden, einerlei,
ob der Deckelboden hochgezogen oder eingedrückt ist.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrichtung
zum Verbinden von Verpackungsteilen u. dgl. oder zum Verschließen unter Überdruck
stehenden, von der Innenseite zu-
gänglichen Behältern u. dgl. zu schaffen, deren
druckknopfartiges Halteelement durch Einschnappen des Halteelementbodens positiv
blockiert werden kann, so daß das Halteelement erst dann wieder aus der es aufnehmenden
Öffnung genommen werden kann, nachdem der Halteelementboden in die ursprüngliche
Lage zurückgeschnappt worden ist.
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Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, daß der die geschlossene
Stirnfläche des Halteelementes bildende Boden im wesentlichen flach bis leicht sphärisch
gewölbt und mit im wesentlichen gleich großem Querschnitt wie die offene Stirnseite
des Halteelementes ausgebildet ist, während sich die axialen Rippen durchgehend
über die gesamte Länge der Umfangswand erstrecken und mit ihrer Tiefe dazu abgestimmt
sind, bei auf Höchstmaß radial gedehntem Halteelement dessen Boden mit dem zwischen
dem Boden und dem Bereich größten Querschnitts liegenden ringförmigen Umfangswandteil
als Blockierung gegen radiales Zusammenziehen des Halteelementes in dessen Innenraum
einzuschnappen.
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Durch die Erfindung wird eine sichere Blockierung des Halteelementes
erreicht, die eine für Massenartikel, wie Eierpackungen u. dgl. außerordentlich
vorteilhaft, einfache, billige und leicht herzustellende und zu handhabende Sicherung
bildet. Die Erfindung bietet auch besonderen Vorteil zum Verschließen von unter
Überdruck stehenden, von der Innenseite zugänglichen Behältern, da ein solcher Verschluß
nur nach vorherigem gewolltem Rückschnappen des Halteelementbodens in die ursprüngliche
Lage geöffnet werden kann.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
der Bereich größten Querschnitts am Halteelement mit einer elastischen Dehnungsfähigkeit
bis
auf den Umfang der durch die geschlossene Stirnfläche und einen diesen umgebenden
Ring entsprechend dem zwischen dieser Stirnfläche und dem Bereich größten Querschnitts
liegenden Umfangsflächenteil gegebenen Scheibe ausgebildet.
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In dieser Ausführungsform der Erfindung kann das druckknopfartige
Halteelement von der geschlossenen Stirnfläche aus über den Zustand größtmöglicher
elastischer Dehnung der Umfangsfläche hinaus eingedrückt werden. Die durch die Formgebung
und das Material bedingten elastischen Eigenschaften der Umfangsfläche gewährleisten
dann, daß der eingedrückte Teil des Halteelementes nur dann in seine ursprüngliche
Lage zurückkehren kann, wenn er von innen bzw. der Rückseite her wieder gewollt
zurückgedrückt wird.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Bereich
größten Querschnitts am Halteelement mit einer elastischen Dehnungsfähigkeit bis
auf einen geringfügig kleineren Umfang als derjenige der durch die geschlossene
Stirnfläche und einen diese umgebenden Ring entsprechend dem zwischen dieser Stirnfläche
und dem Bereich größten Querschnitts liegenden Umfangsflächenteil bestimmt ist und
daß die geschlossene Stirnfläche des Halteelementes in Art einer diesen Umfangsunterschied
aufnehmenden Schnappfederscheibe ausgebildet ist.
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Außer der Überschreitung der Totpunktlage, die durch die größte elastische
Dehnungsfähigkeit der Umfangsfläche des druckknopfartigen Halteelementes gegeben
ist, bietet diese Ausführungsform der Erfindung noch eine zusätzliche Sicherung
durch die Schnappfederscheibe. Zugleich wird durch die Schnappfederscheibe auch
das Überschreiten der durch die maximale elastische Dehnungsfähigkeit der Umfangswandung
gegebene Totpunktlage leichter und sicherer überschritten, ohne die Gefahr eines
Aufreißens der Wandung an der Stelle größten Querschnitts.
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Im Rahmen der Erfindung können die faltenartigen Rippen zweckmäßig
mit wellenförmigem Profil oder auch kantigem, trapezförmigem, rechteckigem oder
dergleichen Profil ausgebildet sein.
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Für die Formgebung des Halteelementes bestehen im Rahmen der Erfindung
die verschiedensten Möglichkeiten, beispielsweise kann das Halteelement doppelkonisch
nach beiden Enden hin verjüngt ausgebildet sein. Hierdurch ist die Umfangslinie
größten Durchmessers besonders stark am Halteelement vorgebildet. Es ist aber auch
möglich, das Halteelement faßförmig, bauchig nach beiden Seiten hin verjüngt auszubilden;
obwohl in solchem Fall die Umfangslinie größten Querschnitts des Halteelementes
nicht streng vorgebildet ist, läßt sich auch bei einem solchen Halteelement das
Einschnappen und Blockieren ohne weiteres erzielen. Das Halteelement kann im Rahmen
der Erfindung auch nach seinem einen Ende hin kegelförmig verjüngt und nach seinem
anderen Ende hin bogenförmig verjüngt ausgebildet sein. In dieser Form läßt sich
das Halteelement besonders leicht in die es aufnehmende Öffnung einführen. Für das
Einschnappen und sichere Blockieren des Halteelementes ist es vorteilhaft, wenn
der größte Querschnitt etwa in der Mitte der Umfangsfläche des Halteelementes liegt.
Zusätzlich kann das Halteelement im Rahmen der Erfindung im Bereich seines größten
Querschnitts einen sich ringförmig um die Umfangsfläche erstreckenden Absatz aufweisen.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an
Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform der Haltevorrichtung
nach der Erfindung in axialem Schnitt, F i g. 2 eine Haltevorrichtung nach F i g.
1 in eingedrücktem Zustand, F i g. 3 eine Haltevorrichtung nach der Erfindung in
abgewandelter Ausführungsform, Fig. 4 die Haltevorrichtung nach Fig. 3 in eingedrücktem
Zustand, Fig. 5 eine Teildarstellung des Halteelementes in einer dritten abgewandelten
Ausführungsform, Fig. 6 eine Teildarstellung des Halteelementes in einer vierten
abgewandelten Ausführungsform, F i g. 7 eine Teildarstellung der Umfangswandung
des Halteelementes im Schnitt nach der Linie VII-VII derFig.1,3,5und6, F i g. 8
eine Teildarstellung der Umfangswandung des Halteelementes in abgewandelter Ausführungsform
und entsprechende Darstellung wie F i g. 7, Fig. 9 eine weitere Ausführungsform
der Halte vorrichtung nach der Erfindung im axialen Schnitt und Fig. 10 die Anwendung
der Haltevorrichtung nach der Erfindung zum Verschließen eines Verpackungsbehälters
mit schwenkbarem Oberteil, beispielsweise einer Eierverpackung.
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Die Haltevorrichtung nach der Erfindung besteht aus einer Halteöffnung
1 in einer Platte 2 oder je einer Halteöffnung 1, 3 in mehreren zusammenzuhaltenden
Platten 2, 4 od. dgl. einerseits und einem durch diese Halteöffnung 1 bzw. Halteöffnungen
1, 3 gesteckten druckknopfartig ausgebildeten Halteelement 5. Das Halteelement 5
ist durch Tiefziehen aus im wesentlichen starrem, elastischem, biegefähigem Material
hergestellt, beispielsweise aus festem Kunststoff, wie festem Polyvinylchlorid oder
Polystyrol. Dabei ist es wesentlich für das druckknopfartige Halteelement 5, daß
es einen größten Querschnitt 6 aufweist und von dort aus nach beiden Enden verjüngt
geformt und zumindest an einem Teil seiner Umfangsfläche 7 durch Formgebung ringsum
gleichzeitig und radial sowohl nach innen als nach außen nachgiebig ausgebildet
ist. Dadurch läßt sich das Halteelement 5 zunächst wie ein Druckknopf durch die
jeweilige Halteöffnung 1 bzw. 3 stecken, auch wenn diese Öffnung 1 bzw. 3 gerade
eben das stirnseitige Ende des Halteelementes 5 durchläßt. Das Halteelement 5 kann
dann im Bereich seines größten Querschnitts 6 ringsum radial gedehnt werden, beispielsweise
durch Einsetzen von Spannelementen od. dgl., um es gegen Herausfallen aus den Öffnungen
1 bzw. 3 zu sichern.
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Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen, insbesondere
denjenigen nach Fig. 1 bis 8 und 10, erfolgt das radiale Ausdehnen des Halteelementes
5 durch Eindrücken seiner geschlossenen Stirnseite8, wie dies besonders die Fig.
2, 4 und 10 zeigen.
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Das Eindrücken der geschlossenen Stirnseite 8 wird im Beispiel der
F i g. 1 und 2 dadurch ermöglicht, daß die Dehnungsfähigkeit des Halteelementes
5 im Bereich 6 seines größten Querschnitts bis auf denjenigen Umfang bemessen wird,
der sich ergibt, wenn man die geschlossene Stirnfläche 8 und einen diese umgebenden
Ring 9 annimmt. Der Ring 9 wird dabei durch denjenigen Umfangsflächenteil
gebildet,
der zwischen der geschlossenen Stirnfläche 8 und dem Bereich 6 größten Querschnitts
des Halteelementes 5 liegt. Diese erforderliche Dehnungsfähigkeit wird dadurch erreicht,
daß die Umfangswand 7 durch einen ringsum laufenden ununterbrochenen Kranz von Rippen
10 gebildet ist.
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Diese Rippen 10 können entweder wellenartigen Querschnitt aufweisen,
wie dies Fig.7 zeigt, oder auch ein kantiges Profil, beispielsweise Rechteckprofil,
Trapezprofil od. dgl., wie dies bei den Rippen 10' in F i g. 8 ersichtlich ist.
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Beim Eindrücken des Halteelementes 5 werden diese Rippen 10 im Bereich
6 des größten Querschnitts ringsum radial nach außen gebogen, wobei sich die Rippen
verflachen und im Bereich 6 des größten Querschnitts überhaupt glatt legen, um so
eine beträchtliche Querschnittsvergrößerung in diesem Bereich 6 zu ergeben. Im Beispiel
der F i g. 1 und 2 sind die Rippen 10 so ausgebildet, daß sie sich soeben im Bereich
6 glatt gelegt haben, wenn die Stirnfläche 8 und der sie umgebende Ring 9 über den
Totpunkt ihrer Eindrückbewegung laufen. Die Eigenelastizität des Materials und das
Bestreben, die Rippen wieder etwas stärker einzustellen, verursacht, daß die geschlossene
Stirnfläche 8 und der sie umgebende Kragen 9 über den Totpunkt hinaus in das Innere
des Halteelementes 5 laufen.
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Im Beispiel der Fig.3 und 4 sind wiederum Rippen 20 vorgesehen, die
aber eine Dehnungsfähigkeit im Bereich des größten Querschnitts 6 am Halteelement
5 bieten, die nur einen geringfügig kleineren Maximalumfang zuläßt als derjenige,
der durch die geschlossene Stirnfläche 18 und einen diesen umgebenden Ringl9 bestimmt
wird. Auch hier bildet sich der Ring 19 beim Eindrücken des Halteelementes 5 aus
demjenigen Teil der Umfangswand 7, der zwischen der Stirnfläche 18 und dem Bereich
6 des größten Querschnitts liegt. Zusätzlich ist im Beispiel der F i g. 3 und 4
die Stirnwandung 18 des Halteelementes 5 in Art einer Schnappfederscheibe ausgebildet,
die in dem in Fig. 3 gezeigten Ruhezustand nach außen geschnappt und in dem eingedrückten
Zustand des Halteelementes 5 nach einwärts geschnappt ist, wie dies F i g. 4 zeigt.
Wird bei der Betätigung der Haltevorrichtung nach der Erfindung zunächst auf die
Stirnfläche 18 gedrückt, so schnappt diese von der Stellung der F i g. 3 einwärts
in die Stellung der F i g. 4. Das weitere Drücken auf die Schnappfederscheibe 18
hat zur Folge, daß der Kranz von Rippen 20 an der Unterkante etwas nach einwärts
gezogen wird, während der Kranz von Rippen 20 im' Bereich des größten Querschnitts
ringsum radial nach außen gedrückt wird. Dies erfolgt so lange, bis die Dehnungsfähigkeit
der Umfangswandung 7 im Bereich 6 des größten Querschnitts erschöpft ist. Beim weiteren
Eindrücken des druckknopfartigen Halteelementes wird jetzt an der geschlossenen
Stirnfläche 28 der Umfang verringert.
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Die Ausübung des Druckes auf die einwärts geschnappte Stirnfläche
18 kommt aber dem entgegen und zieht die sie umgebende Ringfläche 19 unter Verengung
der Rippen 20 am inneren Ende durch die Totpunktlage.
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Um die Haltevorrichtung nach F i g. 3 und 4 wieder zu öffnen, muß
von innen her gegen die einwärts geschnappte Stirnfläche 18 gedrückt werden, so
daß diese zunächst in ihre in Fig. 3 gezeigte Schnapplage nach außen tritt. Durch
den weiteren
Druck auf die Stirnfläche 18 wird dann auch der Ring 19 entsprechend
wie beim Eindrücken durch die Totpunktlage gezogen.
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Die faltenartigen Rippen 10, 20 können sich dabei auf die gesamte
Länge des Halteelementes erstrecken.
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Sie können jedoch auch besonders nach dem Widerlagerelement 21 hin
verkürzt werden und sich damit nur auf einen Teil der Gesamtlänge des Halteelementes
5 erstrecken.
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Als besonders zweckmäßig haben sich faltenartige Rippen 10, 20 mit
wellenförmigem Profil erwiesen, wie sie beispielsweise in Fig. 7 dargestellt sind.
Es ist aber auch möglich, die faltenartigen Rippen mit kantigem, d. h. trapezförmigem,
rechteckigem oder ähnlichem Profil auszubilden, wie dies beispielsweise bei den
Rippen 22 in F i g. 8 gezeigt ist.
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Das Halteelement 5 kann, wie F i g. 1 bis 4 zeigen, besonders zweckmäßig
doppelkonisch nach beiden Enden hin verjüngt ausgebildet sein. Es ist aber auch
möglich, eine faßförmig bauchige Form, die sich nach beiden Enden hin verjüngt,
wie bei dem Halteelement 25 nach F i g. 5 vorzusehen.
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Eine weitere Ausbildungsmöglichkeit besteht darin, die in F i g.
6 des Halteelementes 26 nach seinem einen Ende hin kegelförmig und nach seinem anderen
Ende hin bogenförmig verjüngt auszubilden. In diesem Beispiel ist der obere Teil
27 des Umfangsrandes nach unten hin kegelstumpfförmig erweitert und der untere Teil28
des Umfangsrandes bogenförmig bis zur geschlossenen Stirnfläche 8 verjüngt.
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Wenngleich hier der Übergang 29 wie auch im Beispiel der Fig. 5 abgerundet
ist, stellt er doch eine definierte Ebene 6 größten Querschnitts dar, an der sich
das Halteelement 26 beim Eindrücken ausdehnt und eindrücken läßt.
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In Fig. 9 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform der druckknopfartigen
Haltevorrichtung gezeigt. In diesem Beispiel ist das druckknopfartige Halteelement
35 in ein Halteloch 31 einer Platte 32 od. dgl. eingesetzt. Zusätzlich zu dem Widerlagerrand
33 hat das druckknopfartige Halteelement 35 noch einen Sicherungsrand 39, der durch
die faltige Ausbildung des Umfangsrandes 34 mit den Rippen 36 noch ausreichend nachgiebig
ist, um den zwischen dem Sicherungsrand 39 und der geschlossenen Stirnseite 8 des
Halteelementes 35 liegenden Teil der Umfangswandung 34 eindrücken zu können. Die
Rippen 36 geben auch eine ausreichende Nachgiebigkeit radial nach innen, um das
Halteelement 35 über den Sicherungsrand 39 wieder aus der Öffnung 31 ziehen zu können.
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F i g. 10 zeigt die Anwendung einer Haltevorrichtung nach Fig. 1
und 2 für einen mehrteiligen Behälter od. dgl., dessen Teile mit einem Scharnier
oder sonstigen Gelenk 40 miteinander verbunden sind, wie dies beispielsweise bei
Eierverpackungen u. dgl. oftmals der Fall ist. Der obere Verpackungsteil 41 ist
hier unmittelbar der Träger des druckknopfartigen Halteelementes 5, d. h., das Halteelement
5 ist unmittelbar an dem oberen Verpackungsteil 41 ausgebildet. Der untere Verpackungsteil
42 weist in diesem Beispiel die Halteöffnung 43 auf, die hier mit einem Bördelrand
44 umgeben ist.
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In dem in F i g. 10 gezeigten eingedrückten Zustand des Halteelementes
5 drückt dieser Bördelrand 44, wie bei 45 gezeigt, die Rippen 10 etwas ein. Hierdurch
wird nicht allein ein sicheres Schließen der Haltevorrichtung 5, 43 gewährleistet,
sondern auch
noch erreicht, daß der obere Verpackungsteil 41 und
der untere Verpackungsteil 42 federnd fest zusammengehalten werden.
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Die Haltevorrichtung nach der Erfindung kann aus jeglichem festem,
elastischem Material hergestellt werden, das die für das Eindrücken des Halteelementes
bzw. das radiale Ausdehnen des Halteelementes mit Spannelementen erforderliche Biegefähigkeit
aufweist.