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.
Method for attaching a U-shaped clip around an object to be closed and stapler for carrying out the method
The present invention relates to a method for attaching a U-shaped clip around an object to be closed, which is characterized in that the apex of the clip is detected at pressure points on both sides of the central axis of the clip at a distance from one another free ends of the clamp legs are detected that the vertex and the free ends are pressed towards each other and the free ends are forced at the same time to move against each other along adjacent,
circularly curved guide grooves arranged in parallel to move, whereby the clamp is deformed to form a ring in which the free end teal cross each other, and that the clamp is then deformed by pressing the apex against the free end parts so that the latter are next to each other, and further to a stapler for performing the method characterized by a punch having pressure points for engaging the apex of the staple and pressing it along a path in which the legs precede through a die having a pair of said grooves, each serve to accommodate one of the free leg ends,
whereby the clamp can be deformed into a closed ring when it is pressed by the punch against the die, the free end parts being arranged parallel to one another.
The invention is explained below, for example, with reference to the drawing, in which:
1 is a side view showing a stapler according to the invention with a punch and die, the clip being inserted between the same at a point at which the clip simply rests on the punch and the die, but with no force on the same works.
FIG. 2 is a vertical sectional view through the apparatus according to FIG. 1, showing the construction of the punch and the die.
3 is a view corresponding to FIG. 1, showing the clip around a contracted sleeve in a deformed intermediate position.
4 shows a view corresponding to FIG. 3, which shows the rolative position of the teale after the clamp has been deformed to its final flattened state.
Figure 5 is a partial side elevational view of the end of a sheath showing the clip attached thereto.
Fig. 1 shows the clip 6 used, which has a pair of mutually opposite legs 1 and 2 which are connected to one another at one of their respective ends by an apex 3, the same being connected to the legs by curved connecting parts 4 and 5. The legs 1 and 2 are straight and can be regarded as parallel, but they preferably come slightly apart at their free ends in order to facilitate the passage of the same along the sliding path (not shown). The apex part 3 is straight and may be assumed to be perpendicular to the axes of the legs 1 and 2.
The connecting parts 4 and 5 are designed to have a relatively narrow radius which, however, is sufficiently large to prevent excessive distortion of the wire during bending when the clamp is being produced. The clip is preferably cold worked into the shape shown.
The punch 7 is formed at its leading end with a further V-shaped groove 8 with vertically intersecting sides 9 and 10, as shown in FIG. 2, and. the longitudinal circumference of the outside of the groove 8 is, as shown in FIG. 1, to a radius? r? educated. Outside the grooved area of the punch 7 there are laterally extending shoulders 11 and 12 which intersect the grooves 8 at pairs of relatively pointed stands 13 and 14 (FIG. 2). It should be noted that the geometric arrangement of the groove 8 and of the clamps cooperating with the same is such that four pressure points are formed with respect to the engagement of the punch 7 with the clamp.
These points are the points 13 in the Beremh of the shoulder 11 and the points 14 in the area of the shoulder 12. It can be seen that this structure provides an effective and stable connection between the punch 7 and the clamp 6 during the parallel displacement of the latter along the path to the die marked 18 bew, rkt.
The die 18 is formed with a pair of adjacent grooves 19, 20, arranged in a parcel, with an arcuate cross section (FIG. 2), which are formed in the longitudinal direction to form a radius R (FIG. 1). It is essential that the distance between the grooves 19 and 20 corresponds essentially to the diameter of the wire from which the clip 6 is made. With this construction, the free ends of the clamps come to rest next to each other when the sedben are crossed, in order to achieve maximum resistance.
It can be seen from Fig. 1 that when the punch 7 presses the clamp 6 in the direction of the die 18, the free ends 23 and 24 of the legs 1 and 2 are pressed against each other due to the curvature of the grooves 19, 20, around the Fig. 3 to bring about the shape shown. It should be noted in this stall that the legs 1 and 2 of the clamp 6 not only enclose the shell 25, but also lift the same to prevent the leg ends from engaging the shell.
When further pressure is applied to the stamp 7, the closed ring formed by the clamp 6 becomes smaller in the lateral dimension until the radially outwardly directed forces of the resistance of the contracted envelope 25 are equal to the inwardly directed forces exerted on the envelope via the clamp so that the bracket is formed into a circular shape. A further movement of the punch 7 in the direction of the die 8 then leads to the clip being pressed flat to the position according to FIG. 4, so that the area delimited by the clip is considerably reduced.
This reduction in the area delimited by the clamp naturally leads to the result that the object 25 is given a significantly greater sealing effect.
It should be noted that with respect to the sheath, the bracket is? Self-adjusting? is that the du chute of the contracted material as a result of the deformation of the clamp becomes uniform over the entire cross section of the same, even if clamps of the same size are used to enclose different amounts of the envelope material.
The cross-sectional shape of the shell 25 shown in FIG. 1 is limited by slots in a pair of side plates (not shown) disposed on opposite sides of the die 18. The primary function of these slotted side panels is to prevent interference with the clip and sheath during the steps described herein.
It is essential to note that the behavior of the bracket 6 described is largely due to its proportions; In this connection, it was found on the basis of studies with clips of various sizes and associated blessed punches and dies that the total width? w? the bracket, d. H. the distance between the mutually overlapping, outward-facing legs 1 and 2 should be in the range of 60 to 70 times the area of the wire from which the clip is made. It can be seen that a clip with a width that is too small will not have the necessary flexibility for deforming it using the method described above.
If the width of the clip is too large, buckling of the shank and the crown will take place independently of each other, so that different proportions of the clip do not act as a stop to make the closed ring according to Fig. 3, but work independently of each other, and cannot be controlled by the simple, preferred apparatus. The total length of the clamp between the top part and the free ends 23, 24 of the legs 1 and 2 should be at least slightly larger than the width w)>, but this length can be increased to some extent for objects with a larger circumference without significantly increasing the sealing effect worsen.
One of the main features of the apparatus described above is the creation of the pressure points 13, 14 formed by the stamp and the geometry of the parts associated with one another, so that the distance d? S? between the two pairs of pressure points two thirds of the total width? w? cheats. In other words, should the width? W? In terms of size, it should be about 50 / o larger than the distance between the pressure points.
Another important dimension that should be mastered in order to achieve the desired effect is the radius R of the grooves 19, 20 of the die 18. Assuming the above-mentioned proportions for the bracket 6, the radius R should be in the order of magnitude of 35 to 45 Times the area of the wire from which the clip is made. By designing the die to be within these limits, the opposite inward movement of the free ends 23, 24 is assured so that the item can be completely enclosed and the opposing end portions of the clip come to rest next to one another.
The following table shows the critical dimensions (in millimeters) of some different sized brackets and the same associated dimensions of the punch and die according to FIG. 1, which are produced according to the invention.
Bracket bracket bracket
1 2 3 wire diameter .. 2, 286 3, 000 3, 790 wire cross section (A). 1, 630 0, 279 0, 443 Brante (w) 11, 050 17, 490 30, 000 punch radius (r) 7, 150 8, 070 12, 700 die radius (R). 7, 10 11, 100 19, 990 w / a. 68, 2 62, 4 67, 8 R / A 43, 8 39, 7 45, 2
It is important to note that the intermediate shape of the clip 6, which is shown in FIG. 3, contributes to an effective seal, in that the radially inwardly directed forces are brought in all directions on the object 25, so that it is in front clamping together Fig.
4 is balanced.
It should be noted in FIG. 5 that in the assembled state of the cover 25, the vertex 3 of the clamp 6 is notched, as shown at 13 ', 14', by the pressure points 13 and 14, respectively. Such notches increase the stability of the clamp in relation to the stompal and the matrix during the shaping of the same as described above.
The above-mentioned very specific description of the preferred embodiments is not to be regarded as limiting, since it will be apparent that various modifications can be made in accordance with the present invention. For example, although the bracket is defined and shown in the undeformed state as a specific U-shape, various changes can be made to the shape of the bracket as long as the concept of a substantially U-shaped contour is maintained.
An envelope or the like can be tightly sealed with the apparatus at the base. This is necessary, for example, when a nutrient is enclosed in a flexible plastic bag and the air is evacuated from the ointment and an airtight seal is required. In this context it goes without saying that a closure which is suitable for contracting and closing the end of a sack or an envelope does not necessarily result in the tightness required for maintaining an airtight closure in evacuated envelopes, sacks and the like .
With the apparatus described, the clamp used for closing can be deformed in a precisely pre-established manner in order to achieve a substantially uniform sealing effect around the object to be closed at intermediate points during its deformation. It goes without saying in this context. that in the case of plastic casings, the plastics currently used are extremely tough and flexible, and have a strong resistance to deformation and compression.
The present apparatus provides intermediate forms of the clamp, which cause a type of throttle action, so that the pressure resistance of the folds of the end of the plastic sleeve is inclined to act radially outwards against the surrounding form given to the clamp. This creates a more effective compression which creates a closure that is less prone to leaking.
After the sealing effect of the clip has been achieved on the plastic sleeve and relatively high, radially inward forces have been applied to the same, the clip is further deformed by flattening, whereby the cross-sectional area delimited by the clip is significantly reduced and that around the plastic acting pressure forces can be increased. This method of deforming the clamp not only balances the forces acting on the plastic, but also ensures that an optimal seal is achieved.