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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verschluss einer Halteplatte für Staubsaugerbeutel, insbesondere mit der Fertigung der Dichtung und eines Rückstellmechanismus, der die Dichtklappe des Staubsaugerbeutels nach Gebrauch des Staubsaugers wieder in seine Schließstellung bringt. Dies gilt auch für Staubsauger, bei denen der Schlauchstutzen die Dichtklappe öffnet und diese bei Entnahme des gefüllten Beutels geschlossen wieder geschlossen wird.
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Derartige Halteplatten für Staubsaugerbeutel mit einem automatischen Verschluss sind aus der
DE 10 2008 017 575 A1 des Anmelders der vorliegenden Erfindung bekannt geworden. Diese Erfindung offenbart eine Halteplatte für Staubsaugerbeutel in einem Staubsauger mit mindestens einer Dichtklappe, die bei Eintritt des Luftstroms des Staubsaugers automatisch geöffnet wird und infolge eines elastischen Elements nach Ausbleiben des Luftstroms wieder automatisch geschlossen wird. Dabei steht das elastische Element mit mindestens einem Vorsprung auf der Dichtklappe in Wirkverbindung, so dass bei Ausbleiben des Luftstroms die Öffnung des Staubsaugerbeutels automatisch geschlossen wird.
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Als nachteilig an dieser Halteplatte wird es empfunden, dass es massenfertigungstechnisch schwierig ist, das elastische Element, welches die Dichtklappe während des Nichtgebrauchs des Staubsaugers in eine Schließstellung hält, in Bruchteilen von Sekunden im Fertigungsprozess am Rahmen der Halteplatte zu befestigen. Eine weitere Schwierigkeit im Stand der Technik liegt darin, dass die Dichtklappe aus dem gleichen harten Material wie die Halteplatte gefertigt wird und Schmutzteile, die sich zwischen der harten Dichtklappe und dem Rand der Beutelöffnung setzen, ein vollkommenes Schließen der Öffnung verhindern.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Halteplatte mit einer automatisch schließenden Dichtklappe einfach und kostengünstig herzustellen, die abgelagertem Schmutz ausweicht und das bessere Schließen der Klappe gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Hauptansprüche gelöst.
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Erfindungsgemäß ist die Halteplatte mit mindestens einer Dichtklappe und mindestens einem Vorsprung auf der Dichtklappe mit mindestens einem bandförmigen elastischen Element, das auf die Dichtklappe in Schließrichtung eine Kraft ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung auf der Dichtklappe eine vorbestimmte Position einnimmt und in seiner Form so ausgebildet ist, dass das elastische Element nach der Öffnung der Dichtklappe eine Vorspannung aufweist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Halteplatte mit mindestens einer Dichtklappe und mindestens einer Dichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtklappe aus dem gleichen und/oder einem ähnlichen Material wie die Dichtung gefertigt wird, wobei in einem ersten Verfahrensschritt die Dichtung an den Rahmen der Halteplatte gespritzt wird und in einem zweiten Verfahrensschritt die Dichtklappe aus dem gleichen Material wie die Dichtung gespritzt wird. Dadurch weicht die elastische Klappe dem Schmutz aus und dichtet im danebenliegenden Bereich die Plattenöffnung ab.
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In einem weiteren Verfahrensschritt ist es vorteilhaft, das elastische Element an den Enden im spannungslosen Zustand des elastischen Elements am Rahmen der Halteplatte im Ultraschallschweißverfahren an vorbestimmter Stelle zu befestigen.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass das elastische Element als Zugfeder aus Stahl gefertigt ist.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Querschnitt zur Längsachse des elastischen Elements mehreckig, oval, vorzugsweise jedoch rund ist.
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Vorteilhaft ist es auch, dass das elastische Element im Bereich der beweglichen Befestigung (Scharnier) der Dichtklappe am Rahmen der Halteplatte angeordnet und ebenfalls aus dem weichen Material gefertigt ist.
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Vorteilhaft ist auch, dass das weiche Scharnier zu mindestens einem Drittel in der Breite aus dem harten Plastikmaterial besteht.
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Vorteilhaft ist es ferner, dass der Vorsprung in einer Position auf der Dichtklappe angeordnet ist, die zwischen beweglicher Befestigung und vorspannungslosem elastischem Element liegt.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass der Vorsprung auf der dem elastischen Element zugewandten Seite mindestens eine profilierte Gleitlinie aufweist und auf der gegenüberliegenden Seite mindestens eine Haltelinie aufweist, mit der das elastische Element nach dem Öffnen der Dichtklappe in seiner vorspannungsbeaufschlagten Stellung gehalten wird, wobei zwischen der profilierten Gleitlinie und der Haltelinie eine Kante bzw. Ecke angeordnet ist.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass der Vorsprung in der Draufsicht v-förmig ausgebildet ist.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Dichtung und die Dichtklappe aus ein und demselben Material gespritzt werden.
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Vorteilhaft ist es auch, dass in bestimmten Anwendungsfällen das Material der Dichtung im Härtegrad weicher ist als das Material der Dichtklappe.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Härtegrad des Materials für die Dichtung und die Dichtklappe zwischen 30 und 70 Shore A, vorzugsweise bei 50 Shore A liegt.
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Vorteilhaft ist es ferner, dass die Position des Vorsprungs auf der Dichtklappe eine Funktion der Zugspannung des elastischen Elements ist und die Position und die Höhe des Vorsprungs so zu bestimmen ist, dass die Zugkraft auf die Dichtklappe größer ist als die Gegenkraft der Dichtklappe, um die Zugfeder auf der profilierten Gleitlinie des Vorsprungs zu halten.
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Vorteilhaft ist es ferner, dass die Zugkraft des elastischen Elements durch die Form der seitlichen Begrenzung der Dichtklappe im Bereich der beweglichen Befestigung und den Öffnungswinkel (γ) der Dichtklappe bestimmt wird.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass die Dicke (d1) der Dichtklappe größer ist als die Dicke (d2) der Dichtung, wobei die Dicken der Dichtung zwischen 0,2 bis 0,6 mm, vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,4 mm variieren und die Dicken der Dichtklappe zwischen 0,6 und 1,2 mm variieren und die Shore A-Härten der Dichtung bzw. der Dichtklappen zwischen 30 und 70 Shore A variieren.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind den Unteransprüchen sowie der detaillierten Beschreibung zu entnehmen.
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Im nun Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen im Einzelnen näher erläutert. Es zeigt
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1: die Vorderansicht einer schematischen Darstellung einer Halteplatte (1) mit einer runden Dichtklappe (2), über die ein elastisches Element (3) gespannt ist;
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2: eine schematische Schnittdarstellung der Halteplatte (1) im Bereich der Dichtklappe (2) im geschlossenen Zustand;
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3: eine schematische Schnittdarstellung der Halteplatte (1) im Bereich der Dichtklappe (2) im teilweise geöffneten Zustand;
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4: eine schematische Vorderansicht der Halteplatte (1) mit zwei mögliche Ausführungsformen der Dichtklappe (2);
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5: eine schematische Draufsicht auf den Vorsprung (4) auf der Dichtklappe (2) und einem elastischen Element (3);
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Die 1 zeigt eine schematische Vorderansicht der Halteplatte 1 mit einer einteiligen runden Dichtklappe 2, über die ein elastisches Element 3 angeordnet ist und mit dem mindestens einen Vorsprung 4 in Wirkverbindung steht. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine besondere Ausformung einer schematischen Vorderansicht der Halteplatte 1 mit einer nahezu runden Dichtklappe 2 gezeigt, die am unteren Ende mit einem Filmscharnier 16 an der Halteplatte 1 beweglich befestigt ist. Im unteren Bereich der Dichtklappe 2 ist etwa in der Mitte mindestens ein geformter Vorsprung 4 angeordnet, über den das elastische Element 3 gespannt ist. Sobald der Luftstrom A von hinten in dieser Darstellung gegen die Dichtklappe 2 bläst, öffnet sich die Dichtklappe 2, sodass das elastische Element 3 bereits nach kleinem Öffnungswinkel (γ) mit dem Rand 12, 12' der Dichtklappe 2 in Wirkverbindung steht und die Berührungspunkte 20, 20' des elastischen schnurförmigen Elements 3 an der Peripherie der Dichtklappe 2 langsam nach unten gleiten, sodass sich die Länge des elastischen Elements 3 nach Erreichen eines vorbestimmten Zugspannungs-Maximums wieder verkürzt und damit die Zugspannung verringert wird.
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Die 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Halteplatte 1 im Bereich der Dichtklappe 2. Am Rahmen 5 der Halteplatte 1 ist auf der einen Seite des Rahmens eine Dichtung 10 angespritzt, diese ist somit in fester Verbindung mit dem Rahmen 5 bzw. der Halteplatte 1 fest verbunden. Die Dichtung 10 [weist in der Mitte einen Durchbruch 8' auf, der im Durchmesser etwas kleiner ist als die Öffnung 8 in der Halteplatte 1, sodass die Dichtung 10 über die Ränder der Öffnung 8 hinausragen. Der Überstand der Dichtung 10 über den Rand der Öffnung 8 beträgt in einem Ausführungsbeispiel etwa 4 bis 6 mm und richtet sich im Wesentlichen nach den jeweiligen Anwendungsfällen der Halteplatte. Nachdem die Halteplatte 1 aus einem bestimmten Material, wie beispielsweise Hartpappe, Pressspan oder vorzugsweise Kunststoff, gefertigt wurde, wird in einem weiteren Verfahrensschritt die Dichtung 10 aus einem verhältnismäßig weichen Material mit einer Shore A-Härte von etwa 30 bis 70 Shore A um die Öffnung 8 herum an den Rahmen 5 angespritzt. Die Dicke der Dichtung 10 beträgt je nach Material etwa 0,2 bis 0,6 mm. Im geschlossenen Zustand der Öffnung 8 liegt die Dichtklappe 2 direkt auf den Überständen der Dichtung 10, wodurch eine verhältnismäßig dichte und sichere Schließung der Öffnung 8 bewirkt wird. Die Dichtklappe 2 wird in einem zweiten Verfahrensschritt im selben Arbeitsgang in der Spritzmaschine im Anschluss an die Herstellung der Dichtung an den Rahmen 5 gefertigt. Das Material der Dichtklappe 2 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel dasselbe wie das Material der Dichtung 10, wodurch das Anspritzen der Dichtung 10 und der Dichtklappe 2 in einem Arbeitsgang mit zwei Verfahrensschritten durchgeführt werden kann. Dieser Arbeitsvorgang mit zwei Verfahrensschritten kann auch im Zwei-Komponentenspritzverfahren hergestellt werden. Die Dichtklappe 2 ist über einen schmalen Steg 13 am Scharnier 16 am Rahmen 5 der Halteplatte 1 beweglich befestigt. Das Scharnier 16 kann jede beliebige Form annehmen, vorzugsweise ist es jedoch in Form eines Filmscharniers aus einem verhältnismäßig weichem Material oder einer Kombination aus weichem und in bestimmten Bereichen des Wirkbereichs des elastischen Elementes aus dem härteren Plattenmaterial ausgebildet. Die Dicke d2 der Dichtklappe 2 ist etwa zwei- bis dreimal so stark wie die Dicke d1 der Dichtung 10 und liegt somit etwa zwischen 0,6 bis 1,2 mm, vorzugsweise jedoch bei 0,9 mm. Das Material für die Dichtung 10 und die Dichtklappe 2 ist ein TPE für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel. Auf der nach außen weisenden Seite der Dichtklappe 2 ist im unteren Bereich der Dichtklappe ein Vorsprung 4 angeordnet, der mit einer profilierten geschwungenen Gleitlinie 6 an der Oberseite abschließt. Im Urzustand der Halteplatte 1, das heißt nach Montage des elastischen Elements 3, welches vorspannungslos im unteren Bereich der Dichtklappe über die Dichtklappe 2 gelegt wird und mit seinen Enden mittels Ultraschweißtechnik am Rahmen 5 befestigt wird, liegt das elastische Element 3 am Fuß der Gleitlinie 6, sodass die Dichtklappe 2 nicht ohne eine Krafteinwirkung aus Richtung des Luftstroms A auf die Dichtklappe 2 aus ihrer Ruhestellung geöffnet wird. Nach Einsetzen eines Luftstroms in Pfeilrichtung A öffnet sich je nach Intensität des Luftstroms A die Dichtklappe 2 allmählich, wodurch das elastische Element 3, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Stahlfeder mit rundem Querschnitt senkrecht zur Längsachse ausgebildet ist, aus seiner ersten Position herausgebracht wird und das elastische Element entlang der Gleitlinie 6 in Richtung der Kante 11 bis zum oberen Punkt des Vorsprungs 4 gleitet, was einem bestimmten Öffnungswinkel γ der Dichtklappe 2 entspricht. Nach Überschreiten des kritischen Öffnungswinkels γk springt das elastische Element 3 von der Kante 11 des Vorsprungs 4 herab in eine stabile zweite Position, die durch die Haltelinie 6' definiert ist. Die Haltelinie 6' trifft etwa senkrecht auf die Oberfläche der Dichtklappe 2 auf. In dieser zweiten Position, die durch die Haltelinie 6' bestimmt wird, nimmt das elastische Element 3 eine mechanische Vorspannung auf, welche die Dichtklappe 2 geschlossen hält. Das elastische Element 3 bleibt dann für immer in dieser zweiten stabilen Halteposition, so dass auch bei gefülltem Staubsaugerbeutel auf die Dichtklappe 2 eine verhältnismäßig große Schließkraft einwirkt, die genügt, um die Staubsaugerbeutelöffnung dicht zu halten. Die Form der profilierten Gleitlinie 6 ist so ausgebildet, dass beim anfänglichen Öffnen der Dichtklappe 2 nur eine verhältnismäßig geringe Kraft aufgewendet werden muss, um das elastische Element 3 in Richtung der Sprungkante 11 zu schieben. Die geschwungene Form der Gleitlinie 6 ist nur ein Teil zur funktionalen Bestimmung der Vorspannung bzw. Zugspannung des elastischen Elements, die auf die Dichtklappe 2 einwirkt. Die Zugspannung wird weiterhin maßgeblich durch die seitlichen Begrenzungen 12, 12' der Dichtklappe 2, die mit dem elastischen Element in Wirkverbindung steht, beeinflusst. Das heißt mit anderen Worten, dass infolge besonderer Ausformung der seitlichen Begrenzungslinien 12, 12', an denen das elastische Element 3 entlanggleitet, die Zugspannung beeinflusst wird, wodurch zum Beispiel eine Linearität zwischen Öffnungswinkel γ und Zugkraft erzielt werden kann. Mit der Form der Begrenzungslinien 12, 12' wird also im Wesentlichen der funktionale Zusammenhang zwischen dem Öffnungswinkel γ und der Zugkraft des elastischen Elements 3 hergestellt, was für die oben beschriebene Funktion zwischen Vorsprung 4 auf der Dichtklappe 2 und dem elastischen Element 3 eine entscheidende Rolle spielt. Des Weiteren ist die Position des Vorsprungs 4 so zu bestimmen, dass erst das elastische Element 3 nach Erreichen eines kritischen Öffnungswinkels γk ein abruptes Abrutschen entlang der Haltlinie 7 des elastischen Elements 3 in seine Halteposition bewirkt wird. Dieser Öffnungs- und Schließvorgang wird auch durch das Eintauchen des Saugstutzens in die Plattenöffnung und damit gegen die Dichtklappe 2 ausgelöst.
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Die 3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung der Halteplatte 1 im Bereich der Dichtklappe 2 im teilweise geöffneten Zustand bei einem kritischen Öffnungswinkel γk, bei dem das elastische Element 3 auf der Höhe des Vorsprungs 4 an der Kante 11 angelangt ist und bei Überschreitung des kritischen Öffnungswinkels γk in die Halteposition auf die Oberfläche der Dichtklappe 2 springt und durch die Haltelinie 6' in dieser Halteposition auch nach Ausbleiben des Luftstromes A gehalten wird und die Dichtklappe 2 geschlossen hält.
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Die 4 zeigt eine schematische Frontansicht der Halteplatte 1 mit einer Dichtklappe 2, die am unteren Ende mittels eines speziellen Scharniers 16 befestigt ist Die Dichtklappe 2 kann sowohl rund als auch eine andere Ausformung, insbesondere im unteren Teil im Bereich des Scharniers 16, aufweisen. Die besondere Ausformung ist durch die gestrichelten Linien 18, 18' angedeutet. Auf der dem Luftstrom A abgewandten Seite weist die Dichtklappe 2 mindestens einen Vorsprung 4, 4' auf, dessen Ausformung weiter unten näher beschrieben wird. Über den unteren Bereich der Dichtklappe 2 ist ein bandförmiges, schnurartiges elastisches Element 3 gespannt, das sowohl mit dem mindestens einen Vorsprung 4 als auch den Rändern 12, 18' der Dichtklappe 2 beim Öffnen der Dichtklappe in Wirkverbindung steht. Das elastische Element 3 ist an seinen beiden Enden 19, 19' mit dem Rahmen 5 der Halteplatte 1 verbunden.
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Da die vorliegende Erfindung nicht nur auf eine Ausführungsform beschränkt ist, wird durch die gestrichelten Linien einerseits angedeutet, dass die Dichtklappe 2 auch zweigeteilt sein kann, sodass faktisch zwei Dichtklappen 2, 2' vorhanden sind, die sich bei Einsetzen eines Luftstroms A öffnen. Wie bereits weiter oben erwähnt, können die seitlichen Begrenzungslinien 12, 18' der Dichtklappe unterschiedliche Formen annehmen, die von rund-konvex über eine Gerade bis hin zu rund-konkav gestaltet werden können.
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Die 5 zeigt die Draufsicht eines Ausführungsbeispiels des Vorsprungs 4 mit zwei identischen Gleitlinien 6, 6' und zwei Sprungkanten 11, 11'. Die beiden Gleitlinien 6 sind v-förmig angeordnet, was einerseits die Stabilität des Vorsprungs fördert und andererseits die bestimmungsgemäße Funktion im Zusammenwirken mit dem elastischen Element gewährleistet. Im Anfangszustand befindet sich das elastische Element 3 (durchgezogene Linien) am Fuße 14 des Vorsprungs 4, in dem es das elastische Element 3 vorspannungsfrei an seinen Enden 19, 19' am Rahmen 5 der Halteplatte 1 in Ultraschallschweißtechnik befestigt wird. Nach dem ersten Öffnen über den kritischen Öffnungswinkel γk, springt das elastische Element 3 in die bereits oben beschriebene Halteposition, in der das elastische Element 3 für immer gehalten wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel können die beiden Gleitlinien 6 des Vorsprungs 4 auch parallel zueinander angeordnet werden, wenn dies, wie bei zwei Dichtklappen 2, 2', notwendig wäre.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008017575 A1 [0002]
