Verfahren zum Anbringen einer U-förmigen Klammer um einen zu verschliessenden Gegenstand und Heftapparat zur Durchfiihrung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anbringen einer U-förmigen Klammer um einen zu verschliessenden Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Scheitel der Klammer an beid seitig der mittleren Achse der Klammer in Abstand von einander angeordneten Druckstellen erfasst wird, dass diie freilen Enden der Klammerschenkel erfasst werden, dass der Scheitel und die freien Enden aufeinander zugedrückt und die freien Enden gleichzetitig gezwungen werden, sich gegeneinander entlang benachbarter,
paral lel angeordneter, kreisförmig gebogener Führungsnuten zu bewegen, wodurch die Klammer zu einem Ring verformt wird, bei welchem die freien Endteale einander kreuzen, und dass anschliessend die Klammer durch Drücken des Scheitels gegen die freien Endteile so verformt wird, dass dite letzteren nebeneinander liegen, und ferner auf einen Heftapparat zur Durchführung des Verfahrens, der gekennzeichnet ist durch einen Stempel mit Druckstellen zum Angreifen am Scheitel der Klammer und Drücken derselben entlang einer Bahn, in welche die Schenkel vorangehen, durcheine Matrize, welche ein Paar der genannten Nuten aufweist, die je zur Aufnahme eines der freien Schenkelenden dienen,
wodurch die Klammer beim Andrücken derselben durch die Stempel gegen die Matrize zu einem geschlossenen Ring deformiert werden kann, wobei die freien Endteile parallel nebeneinander angeordnet sind.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert, in welcher :
Fig. 1 eine Seitenansicht ist, welche einen erfindungs- gemässen Heftapparat t mit Stempel und Matrize zeigt, wobei die Klammer an einer Stelle zwischen denselben eingesetzt ist, bei welcher die Klammer einfach am Stempel und an der Matrize anliegt, wobei jedoch keine Kraft auf dieselbe wirkt.
Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht durch den Apparat gemäss Fig. 1, welche die Konstruktion des Stempels und der Matrize zeigt.
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, welche die Klammer um eine zusammengezogene H ll herum in einer deformierten Zwischenatellung zeigt.
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, welche die Rolativstellung der Teale nach dem Deformieren der Klammer zu ihrem endgültigen abgeflachten Zustand zeigt.
Fig. 5 eine teilweise Seitenansicht, des Endes einer Hülle, welche die daran angebrachte Klammer zeigt.
Fig. 1 zeigt die verwendete Klammer 6, welche ein Paar einandergegenübediegender Schenkel l und 2 aufweist, die an einem ihrer entsprechenden Enden durch einen Scheitel 3 miteinander verbunden sind, wobei derselbe an den Schenkeln durch gebogene Verbindungsteile 4 und 5 verbunden ist. Die Schenkel l und 2 sind gerade und können als parallel betrachtet werden, wobei sie jedoch vorzugsweise an ihren freien Enden leicht aiusoinandergeben, um den Gang derselben entlang der (nicht gezeigten) Voirschubsbahn zu erleichtern. Der Scheitelteil 3 ist gerade und darf als senkrecht zu den Achsen der Schenkel 1 und 2 sbehend angenommen werden.
Die Verbindungsteile 4 und 5 sind zu einem relativ engen Radius ausgebildet, welcher jedoch genügend gross ist, um eine bermÏssige Verzerrung des Drahtes während dem Umbiegen beim Herstellen der Klammer zu verhindern. Die Klammer wird vorzugsweise zu der gezeigten Form kalt verformt.
Der Stempel 7 ist an seinem vorangehenden Ende mit eaner V-förmiigen Nute 8 mit senkrecht sich schneidenden Seiten 9 und 10, wie in Fig. 2 gezeigt aus- gebildet, und. der Längsumfang der Aussenseite der Nute 8 ist, wie in Fig 1 gezeigt zu einem Radius ?r? ausgebildet. Ausserhalb des genuteten Bereiches des s Stempels 7 befinden sich seitlich sich erstreckende Schultern 11 und 12, welche die Nute 8 an Paaren von relativ spitzen Stehen 13 und 14 (Fig. 2) schneiden. Es sei bemerkt, dass die geometrische Anordnung der Nute 8 und der mit derselben zusammenwirkenden Klammer eine solche ist, dass vier Druckpunkte bezüglich im Eingriff des Stempels 7 mit der Klammer gebildet werden.
Diese Punkte sind die Punkte 13 im Beremh der Schulter 11 und die Punkte 14 im Bereich der Schulter 12. Es ist ersichtlich, dass dieser Aufbau eine wirksame und stabile Verbindung zwischen dem Stempel 7 und der Klammer 6 während der parallelen Verschiebung der letzteren entlang der Bahn zur mit 18 bezeichneten Matrize bew, rkt.
Die Matrize 18 ist mit einem Paar benachbarter, pa ratel angeordneter Nuten 19, 20 mit bogenförmigem Querschnitt (Fig. 2) ausgebildet, welche in Längsrichtung zu einem Radius R (Fig. 1) ausgebiNdet sind. Es ist wesentlich, dass der Abstand zwischen den Nuten 19 und 20 itn Wesentlichen dem Durchmesser des Drahtes aus welchem die Klammer 6 hergestellt ist entspricht. Durch diese Konstruktion kommen die freien Enden der Klammer beim Kreuzen dersedben während dem Zusammen- pressen nebeneinander zu liegen, um eine maximale Widerstandsfähigkeit zu erreichen.
Es ist aus Fig. 1 ersichtlich, dass wenn der Stempel 7 die Klammer 6 in Richtung der Matrize 18 drückt, die freien Enden 23 bzw. 24 der Schenkel 1 und 2 infolge der Krümmung der Nuten 19, 20 aufeinander hingedrückt werden, um die in Fig. 3 gezeigte Form zustande zu bringen. Es sei an dieser Stalle bemerkt, dass die Schenkel 1 und 2 der Klammer 6 nicht nur die Hülle 25 umschliessen, son dern auch dieselbe abheben, um ein Eingreifen der Schenkelenden an der Hülle zu verhindern.
Bei weiterer Druckaufbringung am Stempel 7 wird der durch die Klammer 6 gebildete geschlossene Ring im seitlichen Ausmass kleiner, bis die radial nach aussen gerichteten KrÏfte des Widerstandes der zusammengezogenen Hülle 25 den nach innen gerichteten ber die Klammer auf die H lle zur Wirkung gebrachten Kräften gleich sind, so dass die Klammer zu einer kreisförmigen Form gebildet wird. Eine weitere Bewegung des Stempels 7 in Richtung der Matrize 8 führt danach dazu, dass die Klammer zu der Stellung gemäss Fig. 4 filach gedrückt wird, so dass die durch die Klammer umgrenzte Flache beträchtlich reduziert wird.
Diese Reduzf erung der durch die Klammer umgrenzten FlÏche führt selbstverständlich au dem Ergebnis, dass eine wesentlich grössere Ab dichtungswirkung dem Gegenstand 25 erteillt wird.
Es sei bemerkt, dass die Klammer mit Bezug auf die Hülle ?selbsteinstellend? ist, dadurch dass die Du chute des zusammengezogenen Materials als Folge der Deformierung der Klammer ber den ganzen Querschnitt desselben gleichmässig wird, sogar wenn Klammern gleicher Grosse zur Umschliessung verschiedener Mengen des H llenmaterials verwendat werden.
Die Querschnittsform der Hülle 25, welche in Fig. 1 gezeigt ist, wird durch Schlitze in einem Paar von (nicht gezeigten) Seitenplatten, welche an gegenüberliegenden Seiten der Matrize 18 angeordnet sind, begrenzt. Die Hauptfunktion dieser geschlitzten Seitenplatten ist die Verhinderung einer störenden Beeinflussung der Klammer und der Hülle während den hier beschriebenen Schritten.
Es ist unerlÏsslich zu beachten, dass das Verhalten der beschriebenen Klammer 6 grossteils auf die Proportionen derselben zurückzuführen ist ; in diesem Zu sammenhang wurde auf Grund von Untersuchungen mit Klammern verschiedener Grosse und diesen zugeordneten gesegneten Stempeln und Matrizen gefunden, dass die Gesamtbreite ?w? der Klammer, d. h. der Abstand zwischen den einander der genen berliegenden, nach aussen gekehrten Schenkeln 1 und 2 im Bereich von 60 bis 70 mal der FlÏche des Drahtes aus welchem die Klammer hergestellt ist liegen saute. Es ist ersichtlich, dass eine Klammer mit einer zu geringen Breite nicht die erforder- liche FlexibilitÏt zur Deformierung derselben nach dem obenbeschriebenen Verfahren aufweisen wird.
Wenn die Breite der Klammer zu gross ist, wird eine Knickung der Schenkal und des Scheitels unabhängig voneinander stattfinden, so dass verschiedene Proportionen der Klammer nicht als eine Einhalt wirken, um den geschlossenen Ring gemÏss Fig. 3 zu bien, sondern unabhängig von einander wilrken, und nicht durch den einfachen, bevorzugten Apparat beherrscht werden können. Die Gesamtlänge der Klammer zwischen dom Scheitelteil und den freien Enden 23, 24 der Schenkel 1 und 2 sollte mindestens etwas grösser ails die Breite w) > sein, diese LÏnge kann jedoch f r GegenstÏnde mit grösserem Umfang einigermassen erhöht werden, ohne die abdichtende Wirkung erheblich zu verschlechtern.
Eines der Hauptmerkmale des oben beschriebenen Apparates ist die Schaffung der durch den Stempel gebildeten Druckstellen, 13, 14 und der Geometrie der einander zugeordneten Tei, le, so dass der Abstand d ?s? zwischen den zwei Druckstellenpaaren zwei Drittel der Gesamtbreite ?w? betrÏgt. In anderen Worten, sollte des Breite ?w? Gr¯ssenordnungsmÏssig etwa 50 /o grösser als der Abstand zwischen den Druckstellen sein.
Eine weitere wichtige Dimension, welche zur Er reichung des gewünschtan Effektes beherrscht werden sollte, ist der Radius R der Nuten 19, 20 der Matrize 18. Bei Annahme der oben erwähnten Proportionen für die Klammer 6 sollte der Radius R in der Grössenordnung van 35 bis 45 Mal der FlÏche des Drahtes aus welchem die Klammer borgestellt wird, liegen. Durch Konstruktion der Matrize, so dass sie innerhalb dieser Grenzen liegt, wird d : e entgegengesetzte Einwärts- bvwegung der freien Enden 23, 24 gewährleistet, so dass der Gegenstand vollständig umschlossen werden kann und die einandergegenüberliegenden Endteile der Klammer neben einander zu liegen kommen.
Die nachfolgende Tabelle zeigt die kritischen Ab messungen (in Miillimeter) einiger verschieden grasser Klammern und die denselben zugeordneten Dimensionen des Stempels und der Matrize gemäss Fig. 1, welche gemäss der Erfindung hergestelFt sind.
Klammer Klammer Klammer
1 2 3 Drahtdwrchmesser.. 2, 286 3, 000 3, 790 Drahtquerschnitt (A). 1, 630 0, 279 0, 443 Brante (w) 11, 050 17, 490 30, 000 Stempelradius (r) 7, 150 8, 070 12, 700 Matrizenradius (R). 7, 10 11, 100 19, 990 w/A. 68, 2 62, 4 67, 8 R/A 43, 8 39, 7 45, 2
Es ist wichtig zu bemerken, dass die Zwischenform der Klammer 6, welche in Fig. 3 gezeigt ist zu einer wirksamen Abdichtung beiträgt, dadurch dass die radial nach innen gerichteten Kräfte in allen Richtungen auf dan Gegenstand 25 gebracht warden, so dass der- selbe vor dem Zusammenklemmen gamÏss Fig.
4 ausgeglichen wird.
Es sei in Fig. 5 bmerkt, dass im zusammengesetzten Zustand der H lle 25, der Scheitel 3 der Klammer 6, wie bei 13', 14' dargestellt durch die Druckstellen 13 bzw. 14 eingekerbt ist. Solche Einkerbungen erhöhen diie StabilitÏt der Klammer inbezug auf den Stompal und die Ma- trize während der oben baschriebenen Dsformlerung derselben.
Die oben erwähnte sehr spezifische Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen darf nicht als ein- schränkend betrachtet werden, da es ersichtlich sein wird, dass verschiedene Abänderungen m Übereinstim- mung mit der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können. Obwohl beispielsweise die Klammer im undeformierten Zustand als eine spezifische U-Form definiert und dargestellt ist, können verschiedene Ände- rungen an der Form der Klammer vorgenommen werden, solange der Grundgedanke einer im wesentlichen U-förmigen Kontur beibehalten wird.
Mit dem baschnebenen Apparat kann eine Hülle oder dergleichen dicht abgeschlossen werden. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn ein Nährmittel in einen biegsamen Sack aus Kunststoff eingeschlossen und die Luft aus demsalben evakuuert wnrd und ein luftdichter Abschluss verlangt wird. In diesem Zusammenhang versteht es sich, dass ein Verschluss, welcher zum Zu sammenziehen und Abschliessen des Endos eines Sackes bzw. einer H lle sich eignet, nicht unbedingt dis erforderliche Dichtheit zum Aufrechterhalten eines luftdich- ben Verschlusses in luftleeren H llen, SÏcken und dergleichen ergibt.
Mit dem beschriebenen Apparat kann die zum Verschliessen dienende Klammer in einer genau vorbastammten Weise deformiert werden, um in Zwischenpunkten während ihrer Deformation eine m wesentlichen gleichmässige abdichtende Wirkuns um den abzuschliessenden Gegenstand zu bewerkstelligen. Es versteht sich in diesem Zusammenhang. dass im Fall von Kunststoffhüllen die zur Zeit verwendeten Kunststoffe äusserst zäh und biegsam sind, und einen resgen Widerstand gegen Deformierung und Kompression aufweisen.
Durch den vorliegenden Apparat werden Zwischenformen der Klammer erteilt, walche ei ne Art von Drosselwkkung bewirken, so dass dar Druckwxlerstand der Falten des Endes der Kunststoffh lle geneigt ist, gleichmässig radial nach aussen gegen die der Klammer erteilte umschliessende Form zu wirken. Auf disse Art entsteht eine wirksamere Zusammenpressung, welche einen Verschluss erzaugt, der weniger dazu neigt, undicht zu werden.
Nachdem die abdichtende Wirkung der Klammer an der Kunststoffhülle erreicht worden ist und relativ hohe, radial nach innen gerichtete Kräfte, auf der selben aufgebracht wardan, wird die Klammer durch Plattdrücken weiter deformiert, wodurch die durch die Klammer umgrenzte QuerschnittsflÏche wesentlich vermindert wird und die um Kunststoff wirkenden Druck- kräfte gesteigert werden. Dieses Verfahren zum Defor- miieren dar Klammer führt nicht nur zu einem Ausgleich der am Kunststoff wirkenden Kräfte, sondern gewähr- leistet ebenfalls, dass eine optimale Abdichtung bewirkt wird.