Beschreibung
Klemmeinrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Klemmeinrichtung mit zwei Klemmbacken, die jeweils in einen Griffabschnitt übergehen und im Übergangsbereich durch einen Quersteg miteinander verbunden sind. Bei dieser Klemmeinrichtung kann es sich um eine Klammer handeln, bei der im nicht-betätigten Zustand die Klemmbacken bevorzugt unter einer Vorspannung aneinander anliegen, während die Griffabschnitte auseinandergespreizt sind, oder aber um eine Klemme, bei der die Klemmbacken im nicht-betätigten Zustand geöffnet bzw. beabstandet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung derartiger Klemmeinrichtungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Klemmeinrichtungen der betrachteten Art anzugeben, die mit geringen Kosten herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Klemmeinrichtung oder deren Halbprofile einstückig aus Kunststoff, beispielsweise PVC, POM, PC oder PP hergestellt, wobei die Griffabschnitte als Hohlkammerprofile ausgebildet sind. Hierdurch wird der Materialverbrauch erheblich reduziert, wobei trotz dünner Wandstärken eine hohe Steifigkeit der Griffabschnitte und/oder Klemmbacken erzielbar ist. Weiter wird demgemäß vorgeschlagen, daß auch die Klemmbacken als Hohlkammern ausgebildet sind.
Wenn die Klemmbacken der Klemmeinrichtung in deren unbetatigten Zustand aneinanderanliegen und die Griffabschnitte dabei voneinander beabstandet, bevorzugt im Winkel auseinandergespreizt sind, handelt es sich bei der Klemmeinrichtung um eine Klammer, deren Klemmbacken dadurch gegen Federkraft geöffnet werden, daß die Griffabschnitte
BESTATIGUNGSKOPIE
aufeinander zu gedrückt werden. Dabei sind die
Verbindungsbereiche der beidseitigen Klemmbacken mit ihren daran anschließenden Griffabschnitten, die bevorzugt symmetrisch zur Längsachse der Klemmeinrichtung ausgebildet sind, mit einem so geformten und bemessenen Quersteg miteinander verbunden, daß dieser die geöffneten Klemmbacken durch seine Elastizität wieder in den geschlossenen Zustand versetzt, wenn die Griffabschnitte freigegeben werden.
Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Griffabschnitte von einer Federeinrichtung auseinandergezwängt werden, wozu beispielsweise eine Metallspange oder eine Kunststoffspange im gespannten Zustand zwischen den Griffabschnitten angeordnet werden kann. Mit Vorteil kann aber auch vorgesehen sein, daß die Federeinrichtung durch an den Enden der Griffabschnitte angeformte, nach innen umgebogene Verlängerungen gebildet werden, die im Winkel aufeinander zu verlaufen und bevorzugt mit ihren freien Enden aneinander anliegen. Sie können aber auch an den Enden miteinander verbunden sein.
Die nach innen umgebogenen Verlängerungen schließen bevorzugt einen Winkel von 60 bis 90° zwischen sich ein und werden beim Öffnen der Klemmbacken so gegeneinander gedrückt, daß sie schließlich entlang ihrer geradlinigen Enden aneinander anliegen, wobei bei dieser elastischen Verformung eine beträchtliche Rückstellkraft entsteht, die die Klemmbacken bei Freigabe der Griffabschnitte kräftig gegeneinanderdrückt.
Die Klemmbacken der erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung können aber auch in deren unbetatigten Zustand geöffnet, bevorzugt auseinandergespreizt sein, so daß sie zusammen mit den ebenfalls auseinandergespreizten Griffabschnitten etwa eine X-Form bilden, bei der die Schenkellänge der Klemmbacken bevorzugt jedoch kleiner als diejenige der Griffabschnitte ist. Bei dieser Ausgestaltung bildet die Klemmeinrichtung eine Klemme, deren Klemmbacken durch Auseinanderdrücken der Griffabschnitte
aneinander preßbar sind, um in diesem Zustand beispielsweise einen Schlauch oder Beutel zu verschließen.
Hierbei ist weiter vorgesehen, daß die Griffabschnitte mit einer Spreizeinrichtung verbunden sind, die die Griffabschnitte nicht nur zum Schließen der Klemmbacken auseinanderdrückt, sondern bevorzugt den geschlossenen Zustand der Klemmbacken aufrecht erhalten kann. Mit besonderem Vorteil wird hierzu vorgeschlagen, daß die Spreizeinrichtung zwei über geschwächte Abschnitte oder Filmscharniere mit den Enden der Griffstücke verbundene Stege aufweist, die mit wenigstens einem weiteren geschwächten Abschnitt oder Filmscharnier miteinander verbunden sind, wobei die beiden Stege in einer miteinander fluchtenden Anordnung eine Gesamtlänge haben, die etwas größer als der Abstand der freien Enden der Griffstücke im geschlossenen Zustand ist.
Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung haben die Filmscharniere eine so große Rückstellkraft, daß die Stege in der nach innen gedrückten Übertotpunktlaqe eine solche Spreizkraft auf die Griffabschnitte ausüben, daß die Klemmbacken unter Vorspannung geschlossen bleiben. Die Filmscharniere erlauben demnach nicht eine völlig freie Beweglichkeit der Stege gegeneinander und gegenüber den Griffabschnitten, sondern sie nehmen nach ihrer Verlagerung über den Totpunkt hinaus eine fixierte Position ein, in der sie die Griffabschnitte auseinanderdrücken. Diese Position kann auch durch Anschläge an den Griffabschnitten und den Stegen definiert sein.
Weiter wird vorgeschlagen, daß ein Griffstück im Verbindungsbereich der beiden Stege angeordnet ist, das beidseitig über jeweils ein Filmscharnier bzw. einen geschwächten Abschnitt mit den Enden der Stege verbunden ist. Dieses Griffstück steht nach außen vor und kann als Hohlkörper ausgebildet sein.
Damit besteht die Spreizeinrichtung aus der Folge Filmscharnier- Steg-Filmscharnier-Griffstück-Filmscharnier-Steg-Filmscharnier und erleichtert das Öffnen der Klemme, indem die Stege an dem
Griffstück über die Übertotpunktläge hinaus in die Freigabestellung gezogen werden. Es versteht sich, daß die Klemme nicht unbedingt mit einem solchen Griffstück ausgestattet sein muß, vielmehr kann die Übertotpunktläge der Stege auch dadurch freigegeben werden, daß die Griffabschnitte seitlich zusammengedrückt werden, wenn die Abmessungen der Griffabschnitte und Stege entsprechend gewählt sind.
Erfindungsgemäß wird ferner vorgeschlagen, die Klemmeinrichtungen bzw. deren Halbprofile im Kunststoff- Extrusionsverfahren herzustellen. Obwohl es auch möglich ist, die Klemme einzeln oder auch in mehreren Stücken zusammenhängend im Spritzgußverfahren herzustellen, ist das Kunststoff- Extrusionsverfahren besonders vorteilhaft, weil auf diese Weise ein Kunststoffsträng beliebiger Länge mit dem (Halb-) Profil der Klemmeinrichtung extrudiert werden kann, von dem die Klemmeinrichtungen nach dem Abkühlen in den jeweils gewünschten Breiten abgeschnitten oder an Sollbruchstellen abgebrochen und ggf. miteinander verbunden werden. Damit können die erfindungsgemäßen Klemmeinrichtungen besonders preiswert hergestellt werden, da für die verschiedenen Breiten nicht jeweils ein gesondertes Werkzeug erforderlich ist.
Außerdem bietet dieses Verfahren die Möglichkeit, nach dem Extrudieren eine Vorspannung in dem Profil zu erzeugen, mit der die Klemmbacken aneinander anliegen. Diese Vorspannung kann in einer Kalibrierzone, z.B. einem Wasserbad erzeugt werden, in der die z.B. bereits teilweise erhärteten Griffabschnitte gespreizt oder zwischen Rollen aufeinander zu gedrückt werden.
Die Erfindung sieht demnach Universalklemmen und Universalklammern vor, die in verschiedenen Breiten mit ein und demselben Werkzeug herstellbar sind, wenn das besonders bevorzugte Extrusionsverfahren angewendet wird. Verschiedene Vorspannungen der Klammern können in einem Kalibriervorgang nach dem Extrudieren hervorgerufen werden, so daß die Klammern sowohl zum Festhalten dünner Gegenstände (wie ein Blatt Papier) als
auch verhältnismäßig dicker Gegenstände (wie ein Papierstapel) dienen können. Zudem kann an den Halte- bzw. Klemmstellen auch ein weicheres Material co-extrudiert werden, um die Rutschhemmung erhöhen. Zudem kann die erfindungsgemäße Klemme somit bequem mit einer Hand bedient werden.
Einige Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1A bis IC eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klammer in einer perspektivischen Ansicht sowie einer Stirnansicht im geschlossenen und im geöffneten Zustand;
Fig. 2A bis 2C eine zweite Ausführungsform einer Klammer in einer perspektivischen Ansicht sowie einer Stirnansicht im geschlossenen und im geöffneten Zustand;
Fig. 3A bis 3C eine dritte Ausführungsform einer Klammer in einer perspektivischen Ansicht sowie einer Stirnansicht im geschlossenen und im geöffneten Zustand;
Fig. 4A bis 4C eine erfindungsgemäße Klemme in einer perspektivischen Ansicht und einer Stirnansicht im geöffneten und geschlossenen Zustand;
Fig. 5 eine Klammer, deren Hälften spiegelbildlich im
Kunststoff-Extrusionsverfahren hergestellt sind und anschließend zu einem einstückigen Bauteil durch Verschweißen verbunden werden;
Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsform, wobei eine
Federvorrichtung mitangeformt ist bzw. eingesetzt wird;
Fig. 7A und 7B eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Klammer, wobei in der linken Hälfte das bevorzugt angewendete Co-Extrusionsverfahren verdeutlicht ist, während in der linken Hälfte eine Einschnappverbindung des Übergangsbereiches gezeigt ist; und
Fig. 8 eine weiter abgewandelte Ausführungsform der
Klemmeinrichtung, wobei jeweils ein identisches, extrudiertes Grundteil zu einer Mehrfachklammer verbunden ist.
Die Fig. 1A zeigt ein erstes, als Strang extrudiertes Klammerprofil. Die Linien 1 in der Figur deuten an, daß beispielsweise eine Vielzahl von Klammern in der durch den Abstand der Linien 1 vorgegebenen Breite von den Strang abgeschnitten oder an eingeprägten Sollbruchstellen abgebrochen werden können, wobei die Klammer aber auch die gesamte dargestellte Breite haben kann. Für diesen Fall ist das Loch 2 vorgesehen, mit dem die Klammer beispielsweise an einem Haken aufhängbar ist.
Die insgesamt mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnete erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klammer enthält zwei Klemmbacken 4, die als Hohlkörperprofile mit geringer Wandstärke ausgebildet sind und etwa die Form eines flachen Kreissegments haben. Die Klemmbacken 4 gehen an ihrem in der Figur oberen Endabschnitt in einem Übergangsbereich 5 in jeweils einen Griffabschnitt 6 über, der ebenfalls als Hohlkammerprofil mit dünner Wandstärke ausgebildet ist. Im Übergangsbereich 5 sind die beiden Klemmbacken 4 mit ihren angeformten Griffabschnitten 6 durch einen Quersteg 7 miteinander verbunden.
Die Klammer 3 ist symmetrisch zu ihrer Längsmittelachse 8 ausgebildet, was auch auf die übrigen Ausführungsformen zutrifft. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt, sondern die Klemmbacken 4 können beispielsweise unterschiedliche Profile an den Innen- bzw. Außenseiten haben. Je nach Anwendungszweck können die Innenseiten der Klemmbacken Zahnprofile, glatte Profile, runde oder beispielsweise gezackte Aussparungen sowie spezielle Zusatzaussparungen für bestimmte Halterungen haben.
Figur 1B zeigt den nicht-betätigten Zustand der Klammer 3 , in dem die beiden Klemmbacken 4 mit einer durch die Elastizität der Querstege 7 hervorgerufenen Vorspannung aneinander anliegen. Die Klemmbacken 4 werden dadurch geöffnet, daß die Griffabschnitte 6, die im Ausgangszustand spitzwinklig auseinanderlaufen, aufeinander zu gedrückt werden. Hierdurch wird der Quersteg 7 elastisch verformt, der eine entsprechende Rückstellkraft hervorruft.
Während eines Kalibriervorgangs kann ein Druck auf die Innenseiten der Griffabschnitte 6 beispielsweise durch Rollendruck ausgeübt werden, um eine Vorspannung zu erzeugen, mit der die Klemmbacken 4 in dem in Figur 1B dargestellten, nicht-betätigten Zustand der Klammer 3 aneinander anliegen.
Die Klammer gemäß den Figuren 2A bis 2C unterscheidet sich hauptsächlich dadurch von der ersten Ausführungsform, daß die im Zustand der Figur 2B herrschende Schließkraft der Klammer durch eine Federspange 9 erhöht wird, die die Griffabschnitte 10 auseinanderzwängt. Die Federspange 9 besteht zweckmäßigerweise aus Metall, es kann sich aber auch um eine Kunststoffspange handeln. Natürlich können auch andere Arten von Blattfedern oder eine Schraubenfeder verwendet werden.
Die Griffabschnitte 10 weisen in dem den Klemmbacken 4 benachbarten Bereich ein Hohlkammerprofil P und hakenförmig nach innen umgebogene Enden 11 aufweist, die der Halterung der Federspange 9 dienen.
Figur 2C zeigt den zusammengedrückten Zustand der beiden Griffabschnitte 10, der die Klemmbacken 4 öffnet und die Federspange 9 zusammendrückt, so daß sie eine große Rückstellkraft entwickelt.
Bei der in den Figuren 3A bis 3C dargestellten dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klammer sind die Griffabschnitte 10 einstückig mit einer Federeinrichtung verbunden, die durch nach innen umgebogene Verlängerungen 12 der
Griffabschnitte 10 gebildet sind. Die freien Enden der Verlängerungen 12 liegen aneinander an (Bezugszeichen 13) , was dadurch bewerkstelligt werden kann, daß die Verlängerungen 12 zunächst durchgehend, d.h. miteinander verbunden extrudiert und in einem späteren Arbeitsschritt aufgeschnitten werden.
Es liegt aber im Rahmen der Erfindung, daß die Verlängerungen 12 miteinander verbunden bleiben können. Durch geeignete Wahl der Wandstärke der Verlängerungen 12 sowie des Übergangsbereichs 14 läßt sich die gewünschte Rückstellkraft dieser Federeinrichtung einstellen. Bei der dargestellten Ausführungsform schließen die Verlängerungen 12 einen Winkel von etwa 60° miteinander ein, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist.
Die Figuren 4A bis 4C zeigen eine Klemme, bei der im Gegensatz zu den oben beschriebenen Klammern die hier mit 15 bezeichneten Klemmbacken im nicht-betätigten Zustand der Klemme gemäß Fig. 4B geöffnet, d.h. auseinandergespreizt sind. Die Klemme 16 läßt sich einhändig handhaben und schließen, indem ein Griffstück 17 aus der in Figur 4B dargestellten Ausgangslage unter Spreizung der Griffabschnitte 10 nach innen gedrückt wird, wobei die Griffabschnitte 18 bei aneinanderanliegenden Klemmbacken 15 zusätzlich nach außen gebogen werden, bevor die an ihren Enden angeformten Stege 19 in die in Figur 4C dargestellte Übertotpunktläge einschnappen. Hierdurch wird der geschlossene Zustand der Klemmbacken 15 zuverlässig aufrecht erhalten.
Die Stege 19 sind über Filmscharniere 20 mit den oberen Enden der Griffabschnitte 18 verbunden, wobei diese Filmscharniere zwar das Verschwenken der Stege 19 aus der in Figur 4B dargestellten Lage in die Arretierungsstellung der Figur 4C zulasssen, jedoch infolge ihrer verbliebenen Wandstärke und damit Steifigkeit kein weiteres Verschwenken nach innen zulassen, wodurch sich anderenfalls die Klemmbacken 18 öffnen würden. Das bedeutet, daß die Filmscharniere durch Bereiche verringerter Wandstärke gebildet sind, die jedoch noch eine
solche Steifigkelt haben, daß der Zustand der Figur 4C aufrecht erhalten bleibt.
Dies könnte auch dadurch bewerkstelligt werden, daß in der in Figur 4A dargestellten Winkellage der Stege 19 diese beispielsweise mit ihrer Innenfläche auf entsprechende Innenflächen der Griffabschnitte 18 auftreffen, wodurch ein weiteres Verschwenken ausgeschlossen wird. Auch das Griffstück 17, das ein Hohlprofil hat, ist beidseitig über Filmscharniere mit den Stegen 19 verbunden, so daß auch hier die erforderliche Bewegungsmöglichkeit gewährleistet ist.
Der geschlossene Zustand der Klemme gemäß Figur 4C kann dadurch aufgehoben werden, daß das Griffstück 17 in der Figur nach oben gezogen wird, oder es kann seitlicher Druck auf die Griffabschnitte 18 ausgeübt werden, wodurch die Stege 19 unter vorübergehender zusätzlicher Spreizung der Griffabschnitte 18 nach oben verlagert werden.
Bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung sind die Klemmbacken 4 bzw. 15 so gestaltet, daß sie mit kurzer Klemmfläche 22 miteinander in Berührung geraten. Die Erfindung ist hierauf natürlich nicht beschränkt, vielmehr können die Innen- bzw. Außenflächen der Klemmbacken alle zweckmäßigen Konturen haben. Insbesondere sei hier auf die Ausführungsform nach Fig. 7A verwiesen, an dem die Klemmfläche 22 durch Co-Extrusion mit einem weicheren Kunststoff 23 hergestellt wird. Hierdurch wird die Haltekraft der Klemmeinrichtung 3 wesentlich erhöht. Zur Verbesserung der Griffahigkeit der Klemmeinrichtung, kann auch im oberen, äußeren Bereich der Griffabschnitte 18 eine weichere Fläche 23' co- extrudiert sein, ebenso im Verbindungsbereich 5 zur Ausbildung des Quersteges 7 oder auch der Federeinrichtung 9 bzw. 12.
In Fig. 5 und 6 ist eine besonders bevorzugte Ausführung der extrudierten Kunststoff-Klemmeinrichtung 3 gezeigt. Hierbei werden zunächst die beiden entlang der Mittellinie 8 symmetrischen Halbprofile 3' der Klemmeinrichtung 3 im
Extrusionsverfahren mit Hohlkammerprofilen P, die in Extrusionsrichtung (vgl. auch Fig. 4A) verlaufen, hergestellt und dann, wie jeweils auf der rechten Hälfte dargestellt ist, durch Verschweißen im Übergangsbereich 5 miteinander verbunden, bevorzugt in unmittelbarer Fortsetzung des Extrusionsverfahrens durch sog. Keilschweißen, wobei die beiden Halbprofilstränge 3' aufeinandergedrückt werden. Wesentlich ist hierbei auch die Ausführung der Hohlkammerprofile P mit quer zur Betätigungsrichtung verlaufenden Stegen 18 ' , da hierdurch trotz sehr dünner Wandstärken der Begrenzungswände und entsprechend reduzierten Materialverbrauch eine besonders hohe Steifigkeit der Griffabschnitte bzw. der Klemmbacken erzielt wird. Zudem kann durch die Verschweißung der beiden Halfbprofile 3' der Klemmeinrichtung eine definierte Vorspannung erzielt werden.
In Fig. 6 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei der eine Federeinrichtung 12, ähnlich wie in Fig. 3, mitangeformt ist. Die Federeinrichtung 12 kann hierbei durch zwei einzelne Federschenkel bestehen oder durch einen durchgehenden Schenkelbogen. Es kann jedoch auch zur Erhöhung der Vorspannkraft eine gesonderte Bügelfeder 9, wie in Fig. 2C, eingesetzt werden.
In Fig. 7B ist eine weitere Ausführungsform der Klemmeinrichtung gezeigt, da hierbei die beiden im Übergangsbereich einstückig zusammengefügten Halbprofile 3' der Klemmeinrichtung 3 ebenfalls identisch und durch eine Schnappverbindung 30 zusammenfügbar sind. Dabei werden die in Extrusionsrichtung verlaufenden Wände im Übergangsbereich 5 einerseits im innenliegenden Teil der Schnappverbindung 30 zusammengedrückt, während das baugleiche, umgreifende Teil auseinandergezwängt wird. Hierdurch wird eine erhebliche Vorspannung auf die Klemmeinrichtung 3 aufgebracht. Insbesondere sei darauf hingewiesen, daß beide zu der einstückigen Klemmeinrichtung 3 zusammengefügten Halbprofile 3', die wiederum bevorzugt im Extrusionsverfahren hergestellt sind, spiegelbildlich zueinander sind und somit ein biegesteifes, im
Querschnitt rautenförmiges Gelenk oder bei zylindrischem Querschnitt ein Kugelkopf-Gelenk bilden.
In Fig. 8 ist eine Variation der Klemmeinrichtung 3 dargestellt, wobei wiederum die zur Reduzierung des Materialverbrauches mit Hohlkammerprofilen P ausgestattete Klemmeinrichtung 3 zu einer Mehrfachklemme zusammengefügt und dadurch beliebig erweitert werden kann. Hierdurch können mehrere Beutel oder Papierstapel miteinander geklemmt werden. Selbstverständlich können auch mehr als drei derartiger Klemmbacken vorgesehen sein, wobei in der hier rechten Darstellung mit drei Klemmbacken beispielsweise die mittlere Klemmbacke auch "über Kopf" angeordnet werden kann, so daß hierdurch auch eine Klemmung nicht nur in dem hier unteren Bereich durchgeführt werden kann, sondern auch jeweils in dem oberen Bereich. Hierdurch wird somit der Griffabschnitt zugleich auch als Klemmbacke mitbenutzt. Durch diesen Doppelnutzen ergeben sich weitere Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise indem der obere Bereich an einer Wäscheleine angeklemmt wird, während in den zwei unteren Klemmbereichen zwei Socken oder ähnliche Wäschestücke paarweise, jedoch getrennt voneinander eingeklemmt werden können.
Schließlich sei darauf hingewiesen, daß für die Herstellung der einstückig aus Kunststoff hergestellten Halbprofile der Klemmeinrichtung 3 die in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Hälften auch durch Kleben, insbesondere im Durchlaufverfahren miteinander verbunden werden können, wenn auch das Keilschweißen im direkten Anschluß an das Extrudieren bevorzugt wird. Bei all diesen Herstellungsverfahren wird somit mit minimalem Materialaufwand eine Klemmeinrichtung 3 erzielt, die trotz dünner Wandstärken eine hohe Steifigkeit und Klemmkraft gewährleistet. Die jeweilige Vorspannkraft kann dabei einfach für die verschiedenen Anwendungszwecke variiert werden, beispielsweise durch die Höhe der Verbindungskraft im Übergangsbereich 5 oder durch die Neigung der Verbindungsstelle 5' im Übergangsbereich 5, wie dies in Fig. 5 in der zweiten Position von links dargestellt ist.