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Die Erfindung betrifft eine flexible Schutzkappe für längliche Gegenstände nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Mit der
DE 10 2013 017 140 A1 ist eine flexible Schutzkappe zur Aufnahme von mindestens einem Werkzeug oder einem anderen Gegenstand mit unterschiedlichen Durchmessern bekannt geworden, die aus einer Stirnwand und einer gegenüberliegenden Klemmöffnung mit mindestens einem in der Klemmöffnung wirkenden Klemmprofil arbeitet.
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Die Klemmverbindung wird zwischen einem Außenumfang des Werkzeuges nd einer Innenwandung der Schutzkappe hergestellt, weil das Klemmprofil unrund ausgebildet ist und die gesamte flexible Schutzkappe durch elastische Verformung von einem unrunden Querschnitt in einen runden Querschnitt umformbar ist.
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Zur klemmenden Aufnahme eines zu schützenden Werkzeuges oder eines Gegenstandes wird deshalb mit dem Fingerdruck einer Hand die hülsenartige Verpackung von ihrem Ovalquerschnitt in einen Rundquerschnitt verformt, und in dieser Stellung wird der zu schützende Gegenstand in die Verpackung eingeführt, und sodann der Verformungsdruck entfernt, sodass die Verpackung in ihren ursprünglichen Zustand zurückfedert.
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Im Ruhezustand ist somit der zu schützende Gegenstand oder zumindest seine zu schützende Spitze im Innenraum der Verpackung durch eine Klemmung der einander gegenüberliegenden Seitenwände gehalten.
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Mit der
DE 88 10 820 U1 ist eine Verpackung zur klemmenden Aufnahme von scharfkantigen Gegenständen bekannt, bei der oberhalb einer Grundebene der Verpackung bzw. einer Basisplatte mehrere schräg verlaufende Haltestege von der einen zur anderen Seite verlaufen, die lediglich der Lagensicherung des zu haltenden Gegenstandes dienen, jedoch keine Klemmwirkung ausüben. Die Klemmung erfolgt nur am Schaft eines dort aufzunehmenden Messers mit den Seitenwänden der Schutzverpackung.
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Bei der Druckschrift
DE 88 10 820 U1 besteht zudem der Nachteil, dass nur ein Einschieben einer flachen Messerklinge gelingt, da diese die Einstecköffnung überspannt und die auf Lücke zueinander versetzten Streben oder Querstreben auseinanderbiegen muss. Eine solche Anordnung ist nicht zum Gebrauch für sehr dicke oder runde Gegenstände geeignet, die dort nicht eingeschoben werden könnten, da die Streben flächenmäßig flach mit den Wandungen dieser gestellartigen Verpackung verbunden sind und nur eine geringe federnde Wirkung gegeben ist, weil die Streben selbst nicht elastomer federnd ausgebildet sind.
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Die Druckschrift
DE 94 10 538 U1 zeigt eine Verpackung für runde und in ihrer Profilform genau genormte Teile, die durch entsprechende gegenüberliegende Haltebügel in ihrer Lage fixiert werden. Diese Haltebügel haben keinerlei eigenes Federungsvermögen, denn sie sind bandförmig und starr ausgebildet.
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Die Druckschrift
US 2007/0 228 240 A1 zeigt wie auch die Druckschrift
DE 94 10 538 U1 bandförmige Klemmlaschen, welche auch kein eigenes Federungsvermögen aufweisen und sind daher nicht geeignet größere Gegenstände unter großer Federkraft klemmend zu halten. Zwar offenbart die
US 2007/0 228 240 A1 zusätzlich eine Klemmhülse, die das Haltevermögen von dünnen runden Gegenständen verbessern soll, jedoch wird keine eigene Spannkraft durch die Federlaschen auf die Klemmhülse übertragen.
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Bei der Druckschrift
DE 295 07 882 U1 sind Klemmbänder angeordnet, die wie auch die
DE 94 10 538 U1 kein eigenes Federungsvermögen aufweisen, denn sie sind nicht in besonderer Weise federnd ausgebildet und federn nur aufgrund ihrer Materialeigenschaften, nicht aber aufgrund ihrer Formgebung oder einer besonderen Anbindung an die Seitenwände des Halters.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schutzverpackung für die Aufnahme von Gegenständen mit unterschiedlichem Durchmesser nach der
DE 10 2013 017 140 A1 so weiterzubilden, dass im Durchmesser sehr kleine, langgestreckte Gegenstände betriebssicher gehalten werden können.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.
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Die Schutzverpackung besteht im Wesentlichen aus einer Bodenwand, an die seitliche gegenüberliegende Seitenwände anschließen, die auf der einen Seite von einer Stirnwand abgeschlossen sind. In der Deckwand und der Bodenwand sind quer zur Einschubrichtung eines zu haltenden Gegenstandes im gegenseitigen Abstand Schlitze eingearbeitet, wobei die Schlitze aus dem Material der Deckwand oder Bodenwand gebildete obere und untere Federelemente definieren.
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Somit sind durch Schlitze abgeteilte Federelemente vorgesehen, die einen gegenseitigen Abstand zueinander einnehmen, wobei die Federelemente an der Bodenseite und die Federelemente an der oberen Seite in Längsrichtung der Verpackung auf Lücke zueinander versetzt sind.
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Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, dass eine Schutzkappe vorgeschlagen wird, in der Gegenstände unterschiedlicher Geometrie, Profilform und Durchmesser gehalten werden können, weil sich die in der unteren und der oberen Ebene ausgebildeten Klemm- oder Federelemente elastisch federnd und unter elastischer Verformung reibschlüssig an die Oberflächen des zu klemmenden Gegenstandes anlegen.
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Versuche haben gezeigt, dass auch sehr dünne Gegenstände im Bereich von zum Beispiel 0,5 bis 0,9 mm sicher in einer solchen aus flexiblen Federelementen bestehenden Schutzkappe gehalten werden können. Es handelt sich demnach um flexible, bügelförmige Federelemente, die zwei verschiedene horizontale Ebenen bilden und jeweils in horizontaler Richtung bezüglich der oberen und der unteren Ebene gegeneinander versetzt sind.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine solche flexible Schutzkappe im Kunststoffspritzgussverfahren werkstoffeinstückig aus einem elastomeren Kunststoff hergestellt, wie zum Beispiel einem thermoplastischen Elastomer. Zur leichteren Verformung ist dann vorgesehen, dass die Klemmspalten zwischen den oberen und unteren Federelementen, die zueinander auf Lücke versetzt sind, aus gegenseitig eintauchenden Formhälften gebildet sind.
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Bei dem hierfür verwendeten Kunststoffspritzgusswerkzeug kann auf einen innenliegenden Kern verzichtet werden.
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Die zueinander auf Lücke versetzten Federelemente der oberen Ebene im Vergleich zu den Federelementen der unteren Ebene bilden demnach in Einschubrichtung des einzuschiebenden Gegenstandes einen Klemmspalt, der bis zum Beispiel auf das Klemmmaß gleich Null gesetzt werden kann, oder das Klemmmaß kann auch negativ, das heißt überdeckend, gestaltet werden.
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In einer besonderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Federelemente jeweils in Einschubrichtung angeschrägte Einführschrägen aufweisen, um den zu haltenden Gegenstand leichter einführen zu können.
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Die Erfindung ist nicht auf die Halterung eines einzigen länglichen Gegenstandes beschränkt, obwohl dies in den Zeichnungen dargestellt ist.
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Es können auch parallel nebeneinanderliegende Gegenstände in eine solche flexible Schutzkappe eingeführt werden, und es spielt keine Rolle, welches Profil der zu schützende Gegenstand hat. Er kann rund profiliert, oval, polygonal oder mehreckig ausgebildet sein.
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Eine solche flexible Schutzkappe dient zum Beispiel auch zur Halterung der Klingen von Skalpellen oder zur Halterung eines Kirschner-Drahtes.
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Das Wesen der Erfindung liegt demnach darin, dass zueinander versetzte obere und untere Federelemente vorhanden sind, die in Einschubrichtung einen Klemmspalt für dort zu haltende längliche Gegenstände bilden. Der Klemmspalt oder Klemmkanal wird durch zueinander versetzte elastomere Anlagen oder Klemmflächen gebildet. Es wird bevorzugt, wenn die Klemmflächen, die auf dem zu haltenden Gegenstand aufsitzen, im unverformten Zustand Schrägflächen im Klemmkanal bilden.
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Sobald aber der Gegenstand in die einzelnen Klemmschlitze, die zwischen den oberen und unteren Federelementen ausgebildet sind, eingeschoben wird, verformen sich diese Klemmflächen oder Auflageflächen elastomer so, dass sie sich möglichst vollflächig an die Oberfläche des einzuschiebenden Gegenstandes anlegen.
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Aufgrund der Tatsache, dass die bügelförmigen Federelemente an beiden Seiten der Seitenwände der flexiblen Schutzkappe angebunden sind, kann sich jedes Federelement nach oben und nach unten (senkrecht zur Längserstreckung des Gegenstandes) verbiegen oder verformen, und auch noch zusätzlich verdrehen, das heißt, deren Längserstreckung dreht sich um eine Querachse der Schutzkappe.
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Die Federelemente bilden demnach beidendig an den gegenüberliegenden Seitenwänden angebundene Federbügel, die sich sowohl nach oben und unten elastomer federnd ausbiegen als auch verschwenken können. Sie können sich deshalb bewegen, sich verformen oder auch verkippen.
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In einer vereinfachten Ausführungsform der flexiblen Schutzkappe reicht es aus, zwei auf Lücke zueinander versetzte Federelemente zu verwenden, wobei ausgehend von einer einführseitigen Bodenwand, die als Auflagefläche dient, sich darin ein oberes Federelement und an dieses obere Federelement auf Lücke versetzt ein unteres Federelement anschließen kann. Der hierdurch gebildete Klemmkanal ist kurz.
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Je mehr Federelemente im gegenseitigen Abstand die obere und untere Klemmebene bilden, desto besser ist der Halt des zu haltenden Gegenstandes, weil ein längerer Klemmkanal zur Verfügung gestellt wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung werden deshalb in der oberen Befestigungsebene vier obere Federelemente beschrieben, während dem gegenüberliegend, auf Lücke versetzt drei untere Federelemente vorhanden sind.
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Links und rechts dieser drei unteren Federelemente ist jeweils an der einen Seite eine der Auflage des Gegenstandes dienende Bodenwand und auf der gegenüberliegenden Seite ein ebenfalls der Auflage dienendes Auflageelement, welches werkstoffeinstückig mit der Stirnwand verbunden sein kann, vorhanden.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Federelemente jeweils im Bereich ihrer Anbindung an die jeweilige Seitenwand des Gehäuses der Schutzkappe biegungsgeschwächt sind. Es handelt sich dabei um Querschnitte verminderter Dicke, um ein günstiges Federungsvermögen jenseits der Klemmflächen zu bieten.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Soweit einzelne Gegenstände als „erfindungswesentlich“ oder „wichtig“ bezeichnet sind, bedeutet dies nicht, dass diese Gegenstände notwendigerweise den Gegenstand eines unabhängigen Anspruches bilden müssen. Dies wird allein durch die jeweils geltende Fassung des unabhängigen Patentanspruches bestimmt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
- 1: schematisiert in Draufsicht eine Ausführungsform einer flexiblen Schutzkappe
- 2: die Draufsicht nach 1
- 3: ein Längsschnitt durch die flexible Schutzkappe in perspektivischer Seitenansicht
- 4: der Längsschnitt nach 3 in Seitenansicht
- 5: ein Längsschnitt durch die flexible Schutzkappe mit eingespanntem Gegenstand in perspektivischer Darstellung
- 6: die Seitenansicht der Ausführung nach 5
- 7: schematisiert die geometrischen Verhältnisse der Stützpunkte ausbildenden Federelemente der oberen und unteren Klemmebene
- 8: die elastische Verformung der oberen und unteren Federelemente beim Einschieben eines Gegenstandes in schematisierter Darstellung
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Gemäß den 1 und 2 besteht die flexible Schutzkappe aus einem elastisch biegbaren Kunststoffmaterial, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff, und besteht im Wesentlichen aus zwei einander gegenüberliegenden zueinander parallelen Seitenwänden 2, 5, die durch eine Bodenwand 3 miteinander verbunden sind.
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Die gegenüberliegend der Bodenwand angeordnete und parallel zur Bodenwand 3 gerichtete Deckwand 35 ist nur rudimentär vorhanden, denn sie ist auf ihrer gesamten Länge und Breite von Schlitzen 37-41 durchsetzt, die zwischen sich die aus dem Material der Deckwand 35 gebildeten Federelemente 14-17 der oberen Klemmebene bilden.
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Die Anordnung von parallelen Seitenwänden ist jedoch nicht lösungsnotwendig. Sie können auch zueinander konisch divergierend oder konvergierend ausgebildet sein oder im Übrigen jede andere Formgebung aufweisen.
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Die Bodenwand 3 weist gemäß 2 regelmäßige, in Querrichtung zur Längsachse der flexiblen Schutzkappe 1 verlaufende Schlitze 7, 8, 9, 10 auf, sodass durch die Abteilung der Schlitze (siehe 3) voneinander beabstandet angeordnete, zueinander parallele untere, bügelförmige Federelemente 11, 12, 13 ausgebildet sind.
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Jedes Federelement 11-13 ist werkstoffeinstückig mit der daran anschließenden Seitenwand 2, 5 verbunden und bildet ein durchgehend federnd elastomeres Teil.
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Auf Lücke versetzt zu den unteren Federelementen 11-13 sind im vertikalen Abstand in der Deckwand 35 obere, bügelförmige Federelemente 14, 15, 16, 17ausgebildet, die in ihrer Profilform gleich ausgebildet sind wie die unteren Federelemente 11-13. Dies bedeutet, es handelt sich um bügel- oder laschenförmige, jeweils werkstoffeinstückig mit den Seitenwänden 2, 5 verbundene obere Federelemente 14-17, die im Bereich der jeweiligen Anbindung an die Seitenwand 2, 5 einen biegungsgeschwächten Querschnitt haben, der als Federteil 28 für die oberen Federelemente 14-17 und als Federteil 29 für die unteren Federelemente 11-13 bezeichnet wird.
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Zur klemmenden Halterung eines in Einschubrichtung 25 einzuschiebenden Gegenstandes 20 wird dieser in einen Einführkanal 19 (siehe 4) eingeschoben, der durch den gegenseitigen vertikalen Abstand zwischen den jeweiligen Klemmflächen der unteren Federelemente 11-13 und der oberen Federelemente 14-17 gebildet ist.
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Es wird bevorzugt, wenn die Schlitze 7-10 in der Bodenwand 3 und die Schlitze 37-41 in der Deckwand 35 zueinander parallel sind und dadurch die bügel- oder laschenförmigen Federelemente 11-13; 14-17 ausbilden. Diese Konstruktion hat zur Folge, dass die aus den Schlitzen abgeteilten Federelemente der oberen und unteren Ebene gleich breit sind und etwa ein rechteckförmiges oder quadratisches Profil aufweisen.
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Werden die Schlitze 7-10 und 37-41 allerdings bogenförmig, konisch oder oval ausgebildet, werden die hieraus gebildeten Federelemente 11-17 ebenfalls eine bogenförmige, ovale oder konische Formgebung in Richtung ihrer Längserstreckung erhalten.
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Es wird ferner bevorzugt, wenn der gegenseitige Abstand der Schlitze in der Bodenwand 3 und der Deckwand 35 gleich ist, so dass alle in Längsrichtung der Schutzkappe 1 hintereinander folgend angeordneten Federelemente die gleiche Breite haben und demnach auch die gleiche Klemmkraft erzeugen.
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In einer anderen Ausgestaltung kann es jedoch vorgesehen sein, den gegenseitigen Abstand der Schlitze 7-10; 37-41 progressiv über die Längserstreckung der Schutzkappe 1 zu verändern. Die näher an der Einschubseite angeordneten Federelemente 14, 15 und 11, 12 können dann einen größeren Abstand voneinander einnehmen als vergleichsweise die nächst der Stirnwand 4 angeordneten Federelemente 16,17 und 12, 13. Dadurch wird die Klemmkraft der Federelemente beim Einschieben eines zu klemmenden Gegenstandes 20 in den Einführkanal 19 zunächst geringer sein und mit zunehmender Einschublänge progressiv anwachsen.
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Der umkehrte Fall ist ebenso möglich, dass die näher an der Einschubseite angeordneten Federelemente 14, 15 und 11, 12 können dann einen kleineren Abstand voneinander einnehmen als vergleichsweise die nächst der Stirnwand 4 angeordneten Federelemente 16,17 und 12, 13. Dadurch schwächt sich die Klemmkraft der Federelemente von der Einführseite in Richtung zum spitzenseitigen Auflageelement 18 ab.
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Um das Einschieben des Gegenstandes 20 mit seiner Spitze 21 zu erleichtern, ist vorgesehen, dass die vorderste Einführschräge 30 einen größeren Einführwinkel hat als vergleichsweise die Klemmflächen der unteren Federelemente 11-17, die geringer geneigte Einführschrägen 22 (oben) und 23 (unten) aufweisen.
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Im Wesentlichen wird der zu haltende Gegenstand 20 mit seiner hinteren Fläche auf der Auflageebene der rechten Bodenwand 3 abgestützt und liegt mit seiner Spitze 21 auf einem vorderen Auflageelement 18 auf, welches eine Fortsetzung der Bodenwand 3 ist und mit der vorderen Stirnwand 4 verbunden ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass auf den Klemmflächen noch zusätzlich reibungserhöhende Rippen 24 angeordnet sind. Diese Klemmflächen können auch aufgeraut oder mit Noppen oder anderen Profilen versehen werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die jeweilige Klemmfläche der unteren und oberen Federelemente 11-17 eine Einführschräge 22, 23 bildet, die sich jedoch nicht durchgehend über die gesamte Klemmlänge erstreckt, sondern über eine kurze Strecke in eine Geradfläche 26, 27 übergeht.
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Hierdurch wird das Federungsvermögen der Federelemente 11-17 verbessert, wie nachfolgend anhand der 8 später dargestellt wird.
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Die 6 zeigt, dass die Klemmflächen der Federelemente 11-17 so ausgebildet sind, dass sie sich - mit Ausnahme der vordersten Einführschräge 30 - praktisch vollflächig an die Oberseite des zu haltenden Gegenstandes 20 anlegen.
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Die 7 zeigt die geometrischen Verhältnisse, wo erkennbar ist, dass die unteren Federelemente lediglich schematisiert durch (Stütz-)Pfeile dargestellt sind (Federelemente 12, 11) und zu diesen unteren Federelementen 11, 12 die oberen Federelemente 14, 15 auf Lücke zueinander versetzt sind. Der Lückenabstand wird als Versatzabstand 31 bezeichnet.
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Der gegenseitige Abstand 32 zwischen den oberen und unteren Federelementen 11-17 sollte in dieser Ausführung gleich sein.
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Die 8 zeigt, dass es zu einer elastischen Verformung der Federelemente 11-17 in verschiedenen Richtungen kommt, wenn in Einschubrichtung 25 der Gegenstand 20 eingeschoben wird. Er läuft zunächst auf die jeweils in gleicher Richtung geneigten Einführschrägen 22, 23 des jeweils oberen und unteren Federelementes auf, wodurch ein Anpressdruck in Pfeilrichtung 34, 34' erzeugt wird. Gleichzeitig verbiegt sich das jeweilige Federelement 11-17 in der eingezeichneten Pfeilrichtung 34, 34' bügelförmig nach oben, und aufgrund der Einführbewegung in Einschubrichtung 25 kippt das jeweilige Federelement 11-17 jeweils in Pfeilrichtung 33, 33' um eine Querachse weg, um so die vorherige Einführschräge 22, 23 in Kontakt mit der Oberfläche des Gegenstandes 20 zu bringen.
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Damit wird klar, dass die Federelemente 11-17 ein solches Federvermögen haben, dass sie sich einerseits mit ihren Klemmflächen auf der Oberfläche des Gegenstandes 20 elastomer anformen können, und gleichzeitig aber auch aufgrund ihres dreidimensionalen Federvermögens und der Verkippung die vorherigen Einführschrägen 22, 23 bei gehaltenem Gegenstand nun ebenfalls als Geradflächen auf der Oberseite des Gegenstandes anliegen, und so eine praktisch durchgehende Klemmfläche bilden.
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Damit wird auf geringstem Raum eine hohe Haltekraft erzeugt, wie es vorher nicht bekannt war.
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Die Einschubbewegung des Gegenstandes 20 in Einschubrichtung 25 wird dadurch begrenzt, dass die Spitze 21 im eingeschobenen Zustand an der Anschlagwand 6 anliegt, die mit der Stirnwand 4 verbunden ist.
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Aus 4 ergibt sich, dass der Einführkanal 19 positiv ist, das heißt die einander gegenüberliegenden Geradflächen 26, 27 der oberen und unteren Federelemente bilden einen gegenseitig positiven Abstand zueinander.
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In einer anderen Ausgestaltung kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die beiden Flächen 26, 27 in einer Längsachse zueinander fluchten, sodass der Einführkanal 19 auf den Wert Null zurückgeführt wird.
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Ebenso können sich die Geradflächen 26, 27 überlappen, sodass sogar ein negativ dimensionierter Einführkanal 19 vorhanden ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die flexible Schutzkappe mit ihren Seitenwänden 2, 5 und der Bodenwand 3 und der Stirnwand 4 elastisch zusammendrückbar ist, sodass mit Fingerdruck auf die beiden einander gegenüberliegenden Seitenwände 2, 5 der Klemmverbund zu dem zwischen den Federelementen 11-17 gehaltenen Gegenstand gelockert werden kann. Durch Fingerdruck wölben sich die unteren und oberen Federelemente 11-17 gegeneinander auf, sodass der zu haltende Gegenstand auch ohne Widerstand aus dem sich nun geöffneten Klemmspalt herausziehen lässt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- flexible Schutzkappe
- 2
- Seitenwand
- 3
- Bodenwand
- 4
- Stirnwand
- 5
- Seitenwand
- 6
- Anschlagwand
- 7
- Schlitz (untere)
- 8
- Schlitz (untere)
- 9
- Schlitz (untere)
- 10
- Schlitz (untere)
- 11
- unteres Federelement
- 12
- unteres Federelement
- 13
- unteres Federelement
- 14
- oberes Federelement
- 15
- oberes Federelement
- 16
- oberes Federelement
- 17
- oberes Federelement
- 18
- Auflageelement
- 19
- Einführkanal
- 20
- Gegenstand
- 21
- Spitze
- 22
- Einführschräge (oben)
- 23
- Einführschräge (unten)
- 24
- Rippe
- 25
- Einschubrichtung
- 26
- Geradfläche (oben)
- 27
- Geradfläche (unten)
- 28
- Federteil (oben)
- 29
- Federteil (unten)
- 30
- Einführschräge (an 14)
- 31
- Versatzabstand
- 32
- Abstand (oben)
- 33
- Pfeilrichtung 33'
- 34
- Pfeilrichtung 34'
- 35
- Deckwand
- 36
- Klemmkanal
- 37
- Schlitze (obere)
- 38
- Schlitze (obere)
- 39
- Schlitze (obere)
- 40
- Schlitze (obere)
- 41
- Schlitze (obere)
