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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlusskappe, insbesondere
zum Verschließen von Stiften.
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Derartige
Verschlusskappen sind bekannt, um beispielsweise ein Austrocknen
von Stiften im Lagerzustand zu verhindern. Sie werden üblicherweise
derart auf Stifte aufgesteckt, dass die Schreibspitze luftdicht
von der Verschlusskappe abgedeckt wird. Um den Stift zu verwenden,
wird die Verschlusskappe von dem Stift abgezogen und beiseite gelegt
oder kann – falls vorgesehen – auf das der Schreibspitze gegenüberliegende
Stiftende aufgesteckt werden.
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Bekannte
Verschlusskappen weisen üblicherweise in Längsrichtung
eine kleine Durchgangsöffnung auf, sodass bei einem versehentlichen
Aspirieren einer solchen Kappe ein Luftaustausch weiter möglich
ist; die Lage und Größe dieses Luftdurchlasses
ist in der ISO-Norm 11540 betreffend „Verschlusskappen
für Schreib- und Zeichengeräte für Kinder
bis zu 14 Jahren; Sicherheitsanforderungen” geregelt.
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Nachteilig
bei den bekannten Verschlusskappen ist es, dass die Sicherungsfunktion
durch die Luftöffnung nur in einer einzigen Ausrichtung
der Verschlusskappe gewährleistet ist. Insbesondere bei
relativ kleinen Verschlusskappen kann es vorkommen, dass diese sich
bei einem Aspirieren nicht axial in der Luftröhre eines
Menschen, sondern quer dazu ausrichten, oder sie sich in dieser
verkeilen kann. Ein solches Verkeilen führt bei bekannten
Verschlusskappen zu einer Verschlechterung des Luftdurchlasses, bis
hin zu einem vollständigen Verschluss der Luftröhre.
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Weiter
ist es bei bekannten Verschlusskappen nachteilig, dass bei einem
vollständigen oder teilweisen Verstopfen der Öffnung
ebenfalls der Luftdurchgang gestört oder unterbunden wird.
Insbesondere bei der Verwendung von Stiften durch Kinder kann ein
derartiges Verstopfen, beispielsweise beim Spielen mit Knetmasse,
relativ leicht geschehen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die voranstehend erläuterten
Probleme des Standes der Technik zu lösen oder zumindest
die bekannten Verschlusskappen zu verbessern.
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Eine
mögliche Lösung besteht in einer Verschlusskappe
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie in einem Stift mit den Merkmalen
des Anspruches 13.
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Eine
erfindungsgemäße Verschlusskappe, insbesondere
zum Verschließen von Stiften, weist mindestens eine Öffnung
zum Aufnehmen eines zu verschließenden Elements und eine
Verschlusskappenachse, welche im Wesentlichen senkrecht auf dem
Querschnitt der Öffnung steht, auf. Weiterhin ist bei der
erfindungsgemäßen Verschlusskappe mindestens ein
Primärkanal vorgesehen, wobei die Verschlusskappenachse
im Wesentlichen senkrecht auf dem Primärkanalquerschnitt
steht. Darüber hinaus ist zumindest ein Sekundärkanal
vorgesehen, wobei die Verschlusskappenachse der Verschlusskappe
im Wesentlichen parallel zum Sekundärkanalquerschnitt liegt.
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Die
beiden Kanäle, nämlich Primärkanal und Sekundärkanal,
ergänzen sich somit zu einem verbesserten Sicherungssystem
für den Fall einer versehentlich aspirierten Verschlusskappe.
Die Ausbildung des Sekundärkanals, beispielsweise durch
einen Bügel verhindert zusätzlich ein Abschließen
der Eintrittsfläche des Primärkanals, zum Einen
durch die Wandung der Luftröhre und zum Anderen durch einen
Fremdkörper wie Spielzeug-Masse, z. B. Knetmasse.
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Das
Vorsehen eines Primärkanals und eines Sekundärkanals
ist von Vorteil, da selbst bei einem Verschluss eines der beiden
Kanäle zumindest eine gewisse Restsicherheit durch den
verbleibenden offenen Kanal besteht. Der zweite, nicht verstopfte
Kanal stellt damit eine Sicherheitsreserve sowohl im Hinblick auf
die Gefahr durch einen verstopften Kanal, als auch im Hinblick auf
die Lage im aspirierten Zustand dar.
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Eine
erfindungsgemäße Verschlusskappe kann ein Außenteil
und ein Innenteil aufweisen. Durch diese Trennung zwischen Außen-
und Innenteil können insbesondere die Funktionen „Abdichten des
Stiftes” und „Greifen der Verschlusskappe” voneinander
separiert werden. Ein solches Separieren hat den Vorteil, dass beide
Elemente den jeweiligen Bedürfnissen, also einerseits dichtes
Verschließen der Stiftspitze und andererseits ergonomisches
Greifen der Verschlusskappe angepasst sein können, ohne
sich gegenseitig zu beeinflussen.
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So
kann bei einer erfindungsgemäßen Verschlusskappe
der mindestens eine Primärkanal zwischen dem Außenteil
und dem Innenteil gebildet bzw. angeordnet sein. Auf diese Weise
liegt der Primärkanal einerseits versteckt und andererseits
auch sicher beabstandet von äußeren Greifflächen
des Außenteils der Verschlusskappe. Diese Anordnung bietet zusätzliche
Sicherheit im Hinblick auf ein zu vermeidendes Verstopfen des Primärkanals.
Die versteckte Annordung ist vorteilhaft, da auf diese Weise ein
Verstopfen des Kanals noch besser verhindert werden kann. Die Wahrscheinlichkeit,
dass Verschmutzungen, welche den Kanal verstopfen könnten,
in den Bereich zwischen Innenteil und Aussenteil gelangen, ist deutlich
geringer, als wenn der Kanal im Wesentlichen frei liegen würde.
Selbstverständlich können auch weitere Kanäle,
beispielsweise der Sekundärka nal im geschützten
Bereich zwischen Innenteil und Aussenteil oder anderen gesondert
geschützten Bereichen liegen.
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Eine
erfindungsgemäße Verschlusskappe kann beispielsweise
weiterhin derart ausgestaltet sein, dass das Außenteil
mit dem Innenteil mittels mindestens eines Stegs verbunden ist.
Zwischen diesem mindestens einen Steg, dem Innenteil und dem Außenteil
kann der mindestens eine Primärkanal gebildet werden. Bei
der Verwendung mehrerer Stege sind entsprechend mehrere Primärkanale
vorhanden. Diese Ausgestaltungsform hat unter Anderem den Vorteil,
dass sie auf spritzgusstechnischem Wege relativ einfach hergestellt
werden kann. Dadurch, dass der Primärkanal zwischen Innen-
und Außenteil vorgesehen ist, kann das Innenteil auch hermetisch
abdichtend für die Stiftspitze ausgebildet sein. Auf diese
Weise ist ein vollständig abgedichteter separater Raum
für die Stiftspitze geschaffen und trotzdem verbleibt die
gewünschte Luftdurchlässigkeit durch den Primärkanal
im Hinblick auf die gesamte Verschlusskappe.
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Weiterhin
kann eine erfindungsgemäße Verschlusskappe derart
ausgestaltet sein, dass der zumindest eine Sekundärkanal
im Wesentlichen am gegenüber der Öffnung der Verschlusskappe
liegenden Verschlussende angeordnet ist. Durch eine solche Anordnung
verbleibt die Öffnung der Verschlusskappe in konstruktiver
Hinsicht frei für die Aufnahme einer Stiftspitze, während
der Sekundärkanal am Verschlussende ebenfalls konstruktiv
frei ausgestaltet werden kann. Beide Funktionen, Verschließen
eines Stiftes und Vorsehen eines Sekundärkanals sind somit
konstruktiv voneinander getrennt.
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In
besonderen Ausführungen liegt der Sekundärkanal
einer Verschlusskappe vom Verschlussende der Verschlusskappe beabstandet.
Diese Beabstandung ist insbesondere im Hinblick auf die Sicherung
für den Primärkanal durch die Ausgestaltung des
Sekundärkanals von Vorteil. Auf diese Weise können
zwischen dem Primärkanal und Sekundärkanal weitere
Elemente des Stiftes vorgesehen sein, sodass je nach Ablageort der
Verschlusskappe im geöffneten Zustand des Stiftes, die
Wahrscheinlichkeit, dass beide Kanäle, nämlich
Primär- und Sekundärkanal, verstopft werden, noch
weiter verringert ist. Die beabstandete Anord nung des Sekundärkanals führt
somit zu einer weiteren Erhöhung der Sicherheit bei der
Verwendung einer erfindungsgemäßen Verschlusskappe.
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Die
erfindungsgemäße Verschlusskappe kann derart ausgestaltet
sein, dass die axiale Ausprägung des Sekundärkanals
im Wesentlichen kleiner als der Außenquerschnitt des Verschlussendes der
Verschlusskappe ist. Das bedeutet, dass der Sekundärkanal
in seiner geometrischen Gesamtausprägung im Wesentlichen
nicht über die geometrische Gesamtausprägung der
Verschlusskappe selbst hinausragt. Auf diese Weise bietet der Sekundärkanal weder
aus ästhetischer Hinsicht noch aus ergonomischer Hinsicht
Einschränkungen im Hinblick auf die Nutzbarkeit und das
Aussehen der Verschlusskappe.
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Eine
erfindungsgemäße Verschlusskappe kann auch Wandungen
für den Sekundärkanal vorsehen, welche variierende
Wandstärken und/oder axial variierende Wandlängen
aufweisen. So kann beispielsweise im Bereich der Anlenkung des Sekundärkanals
am Rest der Verschlusskappe eine relativ hohe Wandstärke
für die Wandung vorgesehen sein um zu verhindern, dass
der Sekundärkanal selbst abbricht, während am
von der Anlenkung beabstandeten Ende des Sekundärkanals
geringere Wandstärken ausreichen können. Eine
solche situationsabhängige bzw. belastungsorientierte Konstruktionsweise
verringert den Materialbedarf der gesamten Verschlusskappe und damit
die entsprechenden Kosten in der Produktion. Die unterschiedlichen
axialen Wandlängen der Wandstärken können
beispielsweise verwendet werden, um den Verstopfschutz der beiden
Kanäle noch weiter zu verbessern. So können Teile
der Wandungen des Sekundärkanals derart ausgebildet sein,
dass sie in Form eines Schirms oder einer im Wesentlichen flächigen
Abdeckung die Verschlusskappe an dem Verschlussende im Wesentlichen überragen
und somit ein Verstopfen eines oder mehrerer Kanäle fast
vollständig ausschließen.
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Erfindungsgemäße
Verschlusskappen können beispielsweise aus thermoplastischem
Material hergestellt sein. Dies hat den Vorteil, dass bei der Verwendung
eines derartigen Materials eine relativ einfache und kostengünstige
Fertigung erfindungsgemäßer Verschlusskappen möglich
ist. Auf diese Weise können die Verschlusskappen in thermoplastischen
Verfahren, beispielsweise mittels Spritzgussverfahren in großen
Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden.
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Für
den Fall, dass eine erfindungsgemäße Verschlusskappe,
neben der Absicherung bei einem möglichen Aspirieren in
die Luftröhre, auch eine möglichst geringe bis
gar keine Schadwirkung im Falle eines Verschluckens in die Speiseröhre
entfaltet, kann es vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße
Verschlusskappe aus einem Material zu herzustellen, welches im Wesentlichen
verdaubar ist. Auf diese Weise kann eine verschluckte erfindungsgemäße Verschlusskappe
im Magen zumindest teilweise verdaut bzw. zersetzt werden und aus
dem Körper ausgeschieden werden. Grundsätzlich
ist auch jedes bio-inerte Material, wie beispielsweise Polypropylen (PP)
für die Verschlusskappe geeignet.
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Neben
den mindestens einen Primär- und Sekundärkanälen
kann zumindest ein weiterer Kanal, also ein Tertiärkanal
vorgesehen sein. Dieser Tertiärkanal kann bevorzugt derart
angeordnet werden, dass die Querschnitte von Primär-, Sekundär- und
Tertiärkanal im Wesentlichen orthogonal zueinander, also
zu den jeweils beiden anderen Kanalquerschnitten stehen. Diese dreiachsige
Ausgestaltung der drei verschiedenen Kanäle, nämlich
Primär-, Sekundär- und Tertiärkanal,
erreicht eine weitestgehend umfängliche Absicherung einer
erfindungsgemäßen Verschlusskappe. Je nach Aspirationszustand
ist somit eine erhöhte Restsicherheit vorhanden, dass selbst
bei Verschluss von zwei Kanälen der dritte Kanal noch Luftdurchlass
ermöglicht.
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Um
die Kompaktheit der gesamten Verschlusskappe noch weiter zu verbessern,
können zumindest zwei Kanäle miteinander kommunizierende Öffnungen
aufweisen. Das bedeutet, dass zumindest zwei Kanäle miteinander
verschachtelt angeordnet sind. Diese Verschachtlung bedeutet, dass
sich die einzelnen Kanäle zumindest in Teilbereichen Wandungen
oder ganze Wandungsbereiche teilen. Die Kanäle liegen also
zumindest in Teilbereichen ineinander. Diese verschachtelte Anordnung
dient zum Erhalt der erfindungsgemäßen hohen Sicherheit
bei gleichzeitiger weiterer Kompaktierung der gesamten Konstruktion.
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Eine
erfindungsgemäße Verschlusskappe kann beispielsweise
an einem Stift zum Einsatz kommen, welcher eine Schreibspitze aufweist,
die wiederum mit einer erfindungsgemäßen Verschlusskappe
verschlossen ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie mehrere Ausführungsbeispiele
hierzu werden nachstehend in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungsfiguren näher erläutert. Die innerhalb
der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendeten Begriffe „links”, „rechts”, „oben”,
und „unten” beziehen sich auf die Zeichnungsfiguren
in einer Ausrichtung mit normallesbaren Figurenbezeichnungen und
Bezugszeichen. Hierbei ist:
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1 eine
Querschnittdarstellung durch eine Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Verschlusskappe;
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2 eine
Querschnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Verschlusskappe;
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3 eine
isometrische Detailansicht miteinander verschachtelter Kanäle
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1 zeigt
eine Querschnittdarstellung einer Verschlusskappe 1, die
Verschlusskappe 1 weist ein Außenteil 4 und
ein Innenteil 6 auf. Das Innenteil 6 erstreckt
sich dabei etwa über die halbe axiale Länge entlang
der Verschlusskappenachse 2 der Verschlusskappe 1;
es sei angemerkt, dass das Innenteil auch nahezu so lang wie die
axiale Länge, in besonderen Ausführungen sogar
länger sein kann. Im Bereich des Innenteils 6 ist
die Verschlusskappe 1 für die Aufnahme einer Stiftspitze
ausgestaltet. Der Innenteil 6 und der Außenteil 4 sind
mittels Stegen 9 miteinander verbunden. Zwischen diesen
Stegen 9 sind Primärkanäle 10 gebildet,
von welchen einer im Querschnitt gemäß 1 zu
sehen ist. Die Stege 9 sind im Wesentlichen sternförmig
um die Verschlusskappenachse 2 der Verschlusskappe 1 angeordnet, sodass
eine im Wesentlichen symmetrische Verteilung der Primärkanäle 10 um
die Verschlusskappenachse 2 herum entsteht. Der Querschnitt
der Stege 9 ist dabei geringer als der Querschnitt der
Primärkanäle 10, so dass einerseits eine
ausreichende Fläche zum Luftaus tausch vorhanden ist, andererseits
auch die Verbindung zwischen Aussenteil 4 und Innenteil 6 ausreichen
mechanisch stabil ist. Selbstverständlich ist auch jede
beliebig andere Anordnung der Stege als sternförmig denkbar.
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Wird
ein Stift, insbesondere dessen Schreibspitze mit einer Verschlusskappe 1 verschlossen,
so wird die Schreibspitze in die Öffnung 8 der
Verschlusskappe 1 eingeführt, bis die Schreibspitze
im Inneren des Innenteils 6 der Verschlusskappe 1 zu liegen
kommt. Ein Innenteildichtmittel 6* kann beispielsweise
in Form einer Wulst vorgesehen sein, um das Innere des Innenteils 6 bei
eingesteckter Schreibspitze abzudichten. Aus dem Querschnitt gemäß 1 ist
ersichtlich, dass die Abdichtung des Bereichs, in welchem im verschlossenen
Zustand die Schreibspitze des Stiftes zum Liegen kommt, nämlich
dem Innenbereich des Innenteils 6, vollständig ist.
Die Abdichtung des Innenteils 6 kann aber auch durch eine
entsprechende Passung zwischen der Innteiloberfläche und
im eingesteckten Zustand damit in Kontakt stehenden Oberfläche
der Schreibspitze erreicht werden. Die Primärkanäle 10 zwischen
den Stegen 9 befinden sich außerhalb dieses abgedichteten
Bereichs und stören diese Abdichtung daher nicht. Ein Austrocknen
der Schreibspitze im Innenbereich des Innenteils 6 aufgenommenen
Zustand ist damit nicht möglich. Ein Rastmittel 4* kann
in Form einer umlaufenden Wulst an der Innenoberfläche
des Außenteils in der Nähe der für die
Aufnahme der Schreibspitze vorgesehenen Öffnung für
eine mechanische und lösbare Verbindung der Verschlusskappe
mit einem Stift vorgesehen sein.
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Am
Verschlussende 3 der Verschlusskappe 1, welches
der Öffnung 8 in axialer Richtung gegenüberliegt,
ist der Sekundärkanal 20 vorgesehen. Dieser Sekundärkanal 20 ist
im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgeführt, wobei dieser
Hohlzylinder mittels zweier seitlicher Anlenkungen an dem Verschlussende 3 der
Verschlusskappe 1 angeordnet ist. Um sicherzustellen, dass
der Sekundärkanal 20 auch bei höheren
mechanischen Belastungen seine Innenöffnung und damit seine
Kanalwirkung beibehält, sind relativ große Wandstärken
gewählt. Durch die äußere Anordnung des
Sekundärkanals 20 und die großen Wandstärken
ist somit auch eine ausreichende mechanische Belastbarkeit des Sekundärkanals 20 gegeben.
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Die
Verschlusskappe 1, in ihrer Darstellung gemäß 1,
kann aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise aus bio-inertem
Polypropylen (PP), hergestellt werden. Das Loch für den
Sekundärkanal 20 kann nach dem Spritzgussvorgang beispielsweise
durch Bohren hinzugefügt werden. Die für die mechanische
Belastbarkeit vorgesehenen starken Wandstärken des Sekundärkanals 20 bieten hier
den weiteren Vorteil einer einfachen und festen Fixierbarkeit des
Sekundärkanals 20 um das dazugehörige
Loch zu fertigen. Alternativ kann das Loch aber auch bereits während
der Fertigung mittels seitlichen Zugs erzeugt werden.
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In 2 ist
ebenfalls in Querschnittsdarstellung eine weitere Ausführungsform
der folgenden Erfindung dargestellt. Die dort dargestellte Verschlusskappe 1 ähnelt
der Verschlusskappe 1 gemäß 1, jedoch
weist sie zusätzlich zu Primärkanal 10 und Sekundärkanal 20 noch
einen Tertiärkanal 30 auf. Dieser ist oberhalb
des Sekundärkanals 20, am Verschlussende 3 der
Verschlusskappe 1 angeordnet. Die Ausrichtung des Tertiärkanals 30 ist
im Hinblick auf seinen Querschnitt im Wesentlichen ebenfalls parallel
zur Verschlusskappenachse 2 der Verschlusskappe 1 und
zusätzlich im Wesentlichen senkrecht auf dem Querschnitt
des Sekundärkanals 20. Die Querschnitte, bzw.
die zugehörigen Mittelachsen der Kanäle 10, 20 und 30 spannen
so ein dreiachsiges, im Wesentlichen rechtwinklig aufeinanderstehendes, d.
h. orthogonales, Koordinatensystem auf. Im Falle eines Aspirierens
der Verschlusskappe 1 gemäß der Ausführungsform
in 2 besteht nun, unabhängig von der Lage
der Verschlusskappe 1 und eines möglichen Verschlusses
einzelner Kanäle, eine erhöhte Sicherheit, dass
zumindest ein Kanal offen bleibt.
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In
der Ausführung der 2 ist der
Tertiärkanal 30 auf den Sekundärkanal 20 aufgesetzt
und mit diesem und damit indirekt auch mit der Verschlusskappe 1 über
Stege fest verbunden. Wie bereits der Sekundärkanal 20 gemäß der
Ausführungsform in 1, wird
auch der Innenbereich des Tertiärkanals 30 nach
dem Spritzgussvorgang, beispielsweise durch Bohren, oder während
des Spritzgussvorgangs durch seitlichen Zug erzeugt. Auch hier helfen wiederum
die relativ starke Wandstärke des Tertiärkanals 30 und
die große axiale Ausprägung der Wandung des Tertiärkanals 30 im
Hinblick auf die mechanische Belastung beim Erzeugen des Innenbereichs.
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3 zeigt
einen Detailausschnitt einer Ausgestaltungsform von miteinander
verschachteltem Tertiärkanal 30 und Sekundärkanal 20.
Bei der Ausgestaltungsform gemäß 3 sind
die Wandstärken der Kanäle sowie die axialen Ausprägungen
der Wandungen im Vergleich zu den Ausführungsformen gemäß 1 und 2 deutlich
reduziert. Das entstehende Gesamtsystem ist nicht nur kompakter
sondern auch um einiges filigraner. Trotz der filigranen Ausgestaltung
verbleibt eine höhere Restsicherheit im Hinblick auf den
Luftaustausch über zumindest zwei Kanalquerschnitte.
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Ein
weiterer Vorteil der filigranen Ausgestaltung der Ausführungsform
gemäß 3 ist die hohe Sicherheit gegen
ein Verstopfen der beiden Kanäle 20 und 30.
Mögliche Materialien, welche sich im Bereich der Kanalquerschnitte
von Tertiärkanal 30 und Sekundärkanal 20 befinden
könnten, fallen aufgrund dieser filigranen Ausgestaltung
relativ leicht wieder aus diesem Bereich heraus, da sie häufig
nicht groß genug sind, um sich in den Kanalquerschnitten
zu verkeilen. Verunreinigungen, für welche aufgrund ihrer
Größe ein Verkeilen möglich wäre,
können jedoch gerade aufgrund ihrer Größe
erst gar nicht in den inneren Bereich der beiden Kanäle
hineingelangen.
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Die
voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung betreffend eine Verschlusskappe, insbesondere zum Verschließen
von Stiften, bei der mindestens ein Primärkanal und wenigstens
ein Sekundärkanal zur Sicherstellung eines Luftaustauschs
durch die Verschlusskappe vorgesehen ist, behandeln nur mögliche
Ausführungsformen und beschränken die Erfindung
nicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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