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Die Erfindung betrifft eine Halteplatte für einen Staubbeutel, umfassend eine Grundplatte mit einer Einströmöffnung, und umfassend mindestens ein Verschlusselement, mit welchem die Einströmöffnung verschließbar ist, wobei das Verschlusselement wenigstens zwei Segmente umfasst, welche in einer Öffnungsposition an einem in die Einströmöffnung eingeführten Stutzen anliegen und welche sich aufgrund einer Federkraft nach Entnahme des Stutzens in eine Verschlussposition in der Ebene der Einströmöffnung bewegen.
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Staubbeutel besitzen in der Regel eine Halteplatte, mit deren Hilfe sie in einem Staubsauger fixiert werden. Die Halteplatte weist eine Einströmöffnung auf, über die das Staub-Luft-Gemisch zur Filterung in den Staubbeutel eingeleitet wird. Es besteht der Wunsch, dass diese Öffnung nach der Entnahme eines gefüllten Beutels geschlossen werden kann. Einfache Ausführungen, siehe beispielsweise
DE39 19 256 A1 besitzen einen Verschluss, der manuell betätigt werden muss. In komfortablen Varianten erfolgt das Verschließen der Einströmöffnung automatisch, nachdem die Halteplatte von einem Ansaugstutzen entfernt wird. Dabei wird entweder eine einstückige Verschlussplatte eingesetzt, die mittels einer Feder in die Schließlage bewegt wird (bspw.
EP 1 137 360 B1 ), oder das Verschlusselement besteht aus mehreren Segmenten, die mittels Federn (
DE 20 2011 052 208 U1 ) oder anderer elastischer Elemente (
DE 1 301 881 AS) in ihre Schließlage vorgespannt sind. Allen vorbekannten Halteplatten mit automatischen Verschlusselementen ist gemein, dass zur Aufbringung der Federkraft zusätzliche Elemente vorgesehen sind, die auf den eigentlichen Verschluss wirken. Diese Elemente haben mehrere Nachteile. Zum einen verursacht die Montage dieser Elemente hohe Kosten, da die weitere Herstellung der Halteplatte und auch ihre Befestigung an der Staubbeutelwandung weitestgehend automatisierbar ist. Zum anderen stellen diese Elemente Strömungshindernisse dar, an denen sich ein Filterkuchen ansammelt, der dann die Verschlussfunktion gefährdet. Außerdem können sich die Verschlusselemente beim Einsetzen des Staubbeutels lösen oder brechen.
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Der Erfindung stellt sich somit das Problem, eine Halteplatte für einen Staubbeutel mit einem Verschlusselement zu offenbaren, die einfach zu Fertigen und trotzdem sicher in ihrer Funktion ist.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Halteplatte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile ergeben sich dadurch, dass das Verschlusselement aufgrund seines Materials und/oder seines Aufbaus eine elastizitätsbedingte Rückstellkraft aufweist, die die Federkraft hervorruft. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit eines Einbaus von separaten Federelementen, was die Montage erleichtert und die außerdem die Dichtigkeit im verschlossenen Zustand gewährleistet.
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In der einfachsten Form kann das Verschlusselement wenigstens teilweise aus einem weichelastischen Material ausgebildet sein. Es kann ein thermoplastisches Elastomer verwendet werden, dadurch wird die Fertigung vereinfacht, weil dann das Verschlusselement zusammen mit der Grundplatte in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt werden kann. In einer alternativen Ausführungsform kann aber auch ein vulkanisiertes Elastomer verwendet werden. Vorteilhaft ist die verbesserte Rückstellfähigkeit gegenüber der Verwendung von thermoplastischen Elastomeren. Für den Fall dass hierbei ein Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren zum Einsatz kommt, muss für die Hartkomponenten ein Hochtemperatur–Werkstoff ausgewählt werden. Es ist aber auch möglich, das Verschlusselement in einem separaten Prozess herzustellen und später mit der Halteplatte zu konfektionieren.
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In jedem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Segmente ggfs. unter Zwischenschaltung eines Anbindungsbereichs an die Grundplatte angeformt sind. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der Halteplatte.
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Es ist vorteilhaft, wenn mindestens der Anbindungsbereich aus einem weichelastischen Material ausgebildet ist. Das Vorsehen eines solchen Bereichs, der unsegmentiert ist, hat den Vorteil, dass dieser Bereich als Dichtung fungieren kann. Er sollte dann einen geringeren Innendurchmesser als der aufzunehmende Stutzen besitzen. Es kann ausreichen, wenn nur dieser Anbindungsbereich aus einem weichelastischen Material ausgebildet ist, weil er eine ausreichende Vorspannung aufbringt, um die Segmente nach der Entnahme des Stutzens in die Verschlussposition zu bringen. Die Segmente können dann wenigstens teilweise aus einem härteren Material als der Anbindungsbereich ausgebildet sein. Es kann beispielsweise auch geboten sein, den zum Anbindungsbereich benachbarten Bereich der Segmente weichelastisch zu gestalten. Natürlich ist es auch möglich, das gesamte Verschlusselement aus weichelastischem Material zu fertigen. Dabei kann die Elastizität des Verschlusselements vom Rand zur Mitte abnehmen.
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Bezüglich der Form der Segmente ist eine Fertigung dann am einfachsten, wenn die Segmente identisch sind. Natürlich kann es auch Gründe geben, dass mindestens ein Segment sich zu den anderen Segmenten in der Form unterscheidet. Dies kann beispielsweise zur Verbesserung des Schließverhaltens beitragen.
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Wenn auf einen Anbindungsbereich verzichtet wird, d. h., wenn die Segmentierung bis in den Randbereich der Einströmöffnung bzw. des Verschlusselements erfolgt, kann es vorteilhaft sein, dass der Randbereich der Einströmöffnung mit einem zusätzlichen Dichtring ausgestattet ist.
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In einer Ausführungsform können die Segmente in der Verschlussposition in ihrem Randbereich aneinanderstoßen. Eine solche Ausführung ist sehr einfach, insbesondere als Mehrkomponenten-Spritzguss zu fertigen. In einer anderen Variante können sich in der Verschlussposition wenigstens zwei Segmente überlappen. Dies ist zwar wesentlich aufwändiger in der Herstellung, allerdings erhöhen die Überlappungen die Dichtwirkung des Verschlusselements. Beispielsweise kann die Mehrzahl der Segmente kreissektorförmig ausgebildet sein und mindestens ein Segment einen erweiterten Bereich besitzen, der den Mittelpunkt des Verschlusselements in der Verschlussposition überdeckt. Hierdurch wird eine Öffnung, die zwangsläufig bei einer Kreissektorform der Segmente entsteht, sicher abgedeckt. Zur weiteren Verbesserung der Dichtigkeit können sich die Segmente in der Verschlussposition an mindestens einem Seitenrand überlappen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform überlappen die Segmente sich in der Verschlussposition lediglich zum Mittelbereich des Verschlusselements hin seitlich. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Segmente bei der Entnahme des Stutzens und ihrer Rückkehr in die Verschlussposition sich nicht verhaken, sondern dicht übereinander liegen.
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In einer ersten Ausführungsvariante umfasst die Grundplatte eine einzige Anbindungsebene, an die die Segmente oder der Anbindungsbereich durch Anformung oder Befestigung angebunden sind. Eine andere Variante, welche einerseits sehr einfach herzustellen sein kann und welche aber trotzdem hinsichtlich der Dichtigkeit höchsten Ansprüchen genügen kann, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte mindestens zwei Anbindungsebenen umfasst, die jeweils eine Hartkomponente mit einer Einströmöffnung aufweisen. Dann können beispielsweise mindestens zwei Anbindungsebenen mit einem Verschlusselement ausgestattet sein, wobei die Verschlusselemente jeweils sehr einfach ausgeführt sein können. Die Dichtigkeit wird dann beispielsweise dadurch verbessert, dass die Segmente in den verschiedenen Anbindungsebenen zueinander verdreht angeordnet sind. Die Segmente von zwei verschiedenen Anbindungsebenen können sich wenigstens annähernd berühren. Das bedeutet, dass die beiden Flächen, die durch die jeweiligen Segmente einer Anbindungsebene in der Verschlussposition gebildet werden, sehr dicht zueinander angeordnet sind bzw. dass sie sich berühren. Hierdurch wird eine Anlagerung von Grobschmutz in den Zwischenräumen der Segmente beider Anbindungsebenen verhindert. In einer alternativen Ausführungsform können die Anbindungsebenen aber auch voneinander beabstandet sein, wodurch sich die Reibungskräfte insbesondere beim Relaxieren und Verschließen der Segmente reduzieren.
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Ein weiterer Vorteil bei der Ausbildung der Halteplatte mit mindestens zwei Anbindungsebenen besteht darin, dass die Segmente und/oder der Anbindungsbereich einer ersten Anbindungsebene weicher als die Segmente und/oder der Anbindungsbereich einer zweiten Anbindungsebene ausgebildet sind. Es kann dann die vom Beutelinneren entfernte Anbindungsebene mit weicheren Segmenten und/oder einem weicheren Anbindungsbereich ausgestattet sein als die Segmente und/oder der Anbindungsbereich der näher zum Beutelinneren angeordneten Ebene. Weiches Material verbessert die Dichtung zum Stutzen hin, härteres Material dagegen verbessert die Schließwirkung. Eine weitere Verbesserung der Dichtung zum Stutzen hin wird dadurch erreicht, dass mindestens eine Anbindungsebene lediglich im Randbereich der Einströmöffnung mit einem Dichtring versehen ist, d. h. ansonsten frei von Segmenten ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Dichtring in einem Winkel zur Ebene der Einströmöffnung ausgerichtet und die Segmente bzw. der Anbindungsbereich wirken derart mit dem Dichtring zusammen, dass die Segmente bzw. der Anbindungsbereich beim Durchtauchen eines Stutzens den Dichtring an den Stutzen ziehen. Eine solcher Dichtring kann sowohl bei einer Variante eingesetzt werden, bei der der Dichtring in einer separaten Anbindungsebene angeordnet ist als auch bei einer Variante, bei der verschließende Segmente und eine separater Dichtring zusammen in einer Anbindungsebene angeordnet sind. Ein solcher Dichtring kann in der Anlageposition gegenüber dem Stutzen ein größeres Untermaß und damit eine verstärkte Dichtkraft besitzen, da die Dichtwirkung erst im letzten Teil der Einschubbewegung des Stutzens erzeugt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für verschiedene Staubsaugertypen mit unterschiedlichen Stutzendurchmessern lediglich der Innendurchmesser des Dichtrings variiert werden muss und die Halteplatte ansonsten identisch gefertigt werden kann. Es kann dann der Dichtring aus einem weicheren Material als die Segmente hergestellt werden. Der Vorteil besteht darin, dass sowohl eine guten Abdichtung zum Stutzen als auch eine hohe Schließkraft erreicht werden.
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Eine Halteplatte mit mindestens zwei Anbindungsebenen ist einfach zu montieren, wenn die Hartkomponenten der Anbindungsebenen miteinander verrastbar sind. Zur Erhöhung der Stabilität können die Hartkomponenten der Anbindungsebenen insbesondere nach dem Verrasten miteinander und/oder mit einer Staubbeutelwandung verschweißt werden. Die Hartkomponenten der Anbindungsebenen können mittels eines Filmscharniers verbunden sein. Dadurch können sie in einem einzigen Spritzgießvorgang gefertigt werden und sehr leicht montiert werden, indem sie aufeinander gefaltet werden.
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Eine Aufteilung des Verschlusselements in die Segmente kann bereits beim Spritzgießen durch Freilassungen erzeugt werden oder in einem nachträglichen Bearbeitungsschritt durch Stanzen. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Freilassungs- oder Stanztiefe geringer als die Dicke des Verschlusselements ist, so dass eine Teilung der Segmente durch das Aufbringen einer Kraft auf das Verschlusselement erzeugbar ist. Die Einströmöffnung ist dann nach dem Fertigen im Verkaufszustand zunächst durch eine geschlossene Membran oder Fläche versiegelt, die einzelnen Segmente werden erst nach dem Einführen des Stutzens erzeugt. Ein Staubbeutel, der mit einer solchen Halteplatte versehen ist, kann leicht mit Beigaben wie Duftstoffen oder geruchsabsorbierendem Material befüllt werden. Insbesondere bei der letztgenannten Variante, aber auch bei den bereits segmentierten Ausführungsformen können die Segmentränder wenigstens teilweise farbig hervorgehoben sein. Hierdurch wird die Segmentierung dem Kunden verdeutlicht.
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Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn dem weichelastischen Material ein Wirkstoff zugegeben ist, der dessen Staubanhaftung und/oder dessen Gleitreibungseigenschaften verringert. Dadurch wird einerseits die Verschlussfunktion verbessert, andererseits ist gewährleistet, dass die Segmente, der Anbindungsbereich und/oder der Dichtring nicht beim Eintauchen des Stutzens beschädigt werden. Der Wirkstoff kann als Additiv oder als Beschichtung, insbesondere als PTFE-Beschichtung zugegeben werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
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1 eine Schemaskizze einer Halteplatte;
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2 bis 11 verschiedene Schemaskizzen von Verschlusselementen erfindungsgemäßer Halteplatten;
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12 bis 17 ein Ausführungsbeispiel einer Halteplatte mit einem Verschlusselement;
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18 bis 23 ein Ausführungsbeispiel einer Halteplatte mit zwei Verschlusselementen.
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Die
1 zeigt rein schematisch eine Halteplatte
1 für einen Staubbeutel
3. Eine solche Halteplatte
3 umfasst im Wesentlichen eine Grundplatte
5 mit einer Einströmöffnung
7 und ein hier nicht sichtbares, aber in den
2 bis
11 dargestelltes Verschlusselement. An der Grundplatte ist das mit
9 symbolisierte Material der Staubbeutelwandung befestigt, in der Regel durch Verschweißen. Die Grundplatte
5 kann geeignete Führungen
111, Ausnehmungen
113 und ähnliches besitzen (siehe beispielsweise
12), damit sie in eine hier nicht dargestellte, aber beispielsweise aus der
DE 10 2012 109 933 B3 bekannte Halteplattenaufnahme eines Staubsaugers eingeschoben werden kann. Beim Schließen des ebenfalls nicht dargestellten Staubsaugerdeckels taucht ein an dem Deckel angeordneter Ansaugstutzen
15 in die Einströmöffnung ein und wird dort dichtend aufgenommen. Ggfs. kann noch ein zusätzlicher Dichtring
17 vorgesehen werden, der an dem Stutzen anliegt und die Halteplatte
1 gegenüber diesem abdichtet. Die Grundplatte
5 eines handelsüblichen Staubbeutels
3 besitzt einen im Wesentlichen rechteckigen Aufbau, deshalb ist sie in
1 durch ein Rechteck symbolisiert.
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Damit nach der Entnahme des Staubbeutels 3 aus dem Staubsauger kein Staub aus der Einströmöffnung 7 austritt, ist an der Grundplatte 5 ein Verschlusselement 19 vorgesehen. Dieses Element besteht aus mehreren Segmenten 21, die bei eingetauchtem Stutzen 15 eine Öffnungsposition einnehmen und dichtend am Stutzen 15 anliegen, weswegen sie in der 1 nicht erkennbar sind. Nach dem Öffnen des Staubsaugerdeckels und der damit verbundenen Entnahme des Stutzens 15 aus der Einströmöffnung 7 bewegen sich die Segmente 21 aufgrund einer Vorspannung, welche durch eine Federkraft hervorgerufen wird, in eine Verschlussposition, in der sie in der Ebene der Grundplatte 5 liegen. Die Federkraft wird durch eine elastizitätsbedingte Rückstellkraft hervorgerufen, die das Verschlusselement 19 aufgrund seines Materials und/oder seines Aufbaus aufweist. Erfindungsgemäß sind bei den nachfolgend gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen keine weiteren Federelemente notwendig, um diese Rückstellkraft zu bewirken. Grund hierfür kann sein, dass das Verschlusselement 19 wenigstens teilweise aus einem weichelastischen Material ausgebildet ist. Dabei ist hinsichtlich der Materialwahl zu beachten, ob der Vorrang einer einfachen Fertigung oder besonders hohen Dichteigenschaften, sowohl in Bezug auf den Verschluss der Einströmöffnung als auch der Abdichtung der Halteplatte gegenüber dem Stutzen, gegeben werden soll. Eine einfache Fertigung ist insbesondere bei der Verwendung eines thermoplastischen Elastomers gewährleistet, weil dann die gesamte Halteplatte 1, bestehend aus der Grundplatte 5, dem Verschlusselement 19 und ggfs. dem Dichtring 17 in einem Zweikomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt werden kann. Ein Verschlusselement 19, welches wenigstens teilweise aus einem vulkanisierten Elastomer hergestellt ist, muss zwar in einem separaten Montageschritt an der Halteplatte 1 angebracht werden, hat aber den Vorteil, dass es bessere Dichteigenschaften besitzt.
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Die 2 bis 11 zeigen schematisch verschiedene Verschlusselemente 19 in ihrer Verschlussposition, die wenigstens teilweise aus einem weichelastischen Material hergestellt sind, die sich aber vom Aufbau und der Form der Segmente 21 voneinander unterscheiden. Allen Verschlusselementen 19 ist gemein, dass die Grundplatte 5 eine einzige Anbindungsebene 23 umfasst, an die die Segmente 21 oder deren Anbindungsbereich 25 durch Anformung oder Befestigung angebunden sind. Als Grundform ist in allen Darstellungen ein Kreis gewählt, natürlich können die Verschlusselemente 19 und damit die Einströmöffnung 7 auch eine elliptische, rechteckige oder eine andere polygonale Form besitzen. Der Stutzen 15 muss dann eine entsprechende Form besitzen.
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Die 2 und 3 zeigen Verschlusselemente, die durch identische Segmente 21 in Form von Kreissektoren gebildet sind. Die Segmente 21 sind bis an den Rand des Verschlusselements 19 bzw. der Einströmöffnung 7 geteilt. Sie berühren sich an ihren Rändern 211 und verschließen deshalb die Einströmöffnung 7 vollständig, wenn sie sich in der Verschlussposition befinden. In 2 besitzt das Verschlusselement 4 Segmente 21 in Form eines Vierteilkreises 212, in 3 acht Segmente in Form eines Achtelkreises 213. Natürlich sind auch andere Segmentierungen möglich. Dabei ist zu beachten, dass bei einer größeren Segmentanzahl die Anlage am Stutzen verbessert wird. Allerding verschlechtert sich dann das Schließverhalten. Der Fachmann wird durch Versuche die günstigste Segmentzahl ermitteln. (Ist dieser letzte Satz notwendig/sinnvoll?)
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4 und 5 zeigen jeweils ein Verschlusselement 19, bei dem Segmente sich in der Form unterscheiden. 4 zeigt ein Element mit unterschiedlich großen Kreissektoren 214 und 215, 5 ein Element mit zwei dreieckförmigen Segmenten 216 und zwei trapezförmigen Segmenten 217. Natürlich sind auch andere Formen möglich. Auch hier sind in beiden Varianten die Segmente 216 bzw. 217 bis an den Rand des Verschlusselements 19 bzw. der Einströmöffnung 7 geteilt und berühren sich an ihren Rändern 211.
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Die in den 2 bis 5 gezeigte Teilung der Segmente 21 bis an den Rand des Verschlusselements 19 bzw. der Einströmöffnung 7 besitzt den Nachteil, dass in der Öffnungsposition Spalte zwischen dem Verschlusselement 19 und dem Stutzen 15 auftreten können. Dadurch kann nicht gefilterte Luft in den Staubraum des Staubsaugers austreten und so zu dessen Verschmutzung führen. In 6 ist deshalb eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Einströmöffnung 7 zusätzlich von einem Dichtring 17 eingefasst ist. 7 zeigt eine andere Ausführungsform, mit der ebenfalls eine bessere Abdichtung der Halteplatte 1 gegenüber dem Stutzen 15 erreicht wird. Dort sind die Segmente nicht bis an den Rand des Verschlusselements 19 bzw. der Einströmöffnung 7 geteilt. Dadurch ergibt sich ein nicht segmentierter Anbindungsbereich 25, der als Dichtung zwischen Halteplatte 1 und Stutzen 15 fungiert, weil er sich ringförmig an den Stutzen 15 anlegt. Eine solche Abdichtung hat große Vorteile gegenüber der in 6 gezeigten Variante, da kein zusätzliches Bauteil angeformt oder befestigt werden muss. In der Figur ist der Anbindungsbereich durch die Strichelung 27 angedeutet, er umfasst den Bereich von der Strichelung 27 bis zum Rand des Verschlusselements 19. In beiden 6 und 7 sind Segmente 21 gezeigt, die aus acht Kreissektoren 213 bestehen. Natürlich können der separate Dichtring 17 oder der Anbindungsbereich 25 auch bei anderen Segmenttypen, beispielsweise in den 2, 4 und 5 eingesetzt werden. Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen aus 6 und 7 besteht die Möglichkeit, den Anbindungsbereich 25 bzw. den Dichtring 17 und den Segmentbereich aus unterschiedlichem Material herzustellen. In der Regel wird man sowohl für den Anbindungsbereich 25 bzw. den Dichtring 17 als auch für die Segmente ein weichelastisches Material, insbesondere ein Elastomer wählen. Es ist allerdings sinnvoll, den Anbindungsbereich 25 bzw. den Dichtring 17 weicher zu gestalten als die Segmente 21. Beim Anbindungsbereich 25 bzw. dem Dichtring 17 kommt es darauf an, dass sie sich gut an den Stutzen 15 anschmiegen. Diese Funktion erfüllt ein weiches Material besser. Bei den Segmenten 21 ist es wichtig, dass sie eine hohe Rückstellkraft besitzen und in der Verschlussposition die Einströmöffnung gut verschließen. Dies wird eher durch ein härteres Material erreicht. Hier könnte sogar anstelle eines Elastomers die Verwendung eines nicht elastischen Kunststoffs in Betracht gezogen werden. Insbesondere bei der Ausführungsform nach 7, aber auch bei den Varianten nach den 2 bis 6 ist es möglich, bei den Segmenten 21 vom Rand zur Mitte des Verschlusselements 19 einen fließenden Übergang von weichem zu hartem Material zu gestalten.
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8 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Verschlusselement aus vier kreissektorförmigen Segmenten 218 besteht. Allerdings sind diese Segmente nicht aus Viertelkreisen gebildet, sondern umfassen einen Winkel von ca. 110°. Dadurch überlappen sich alle vier Segmente 218 an den Seitenrändern, wenn sie die Verschlussposition eingenommen haben. Das Schließverhalten verbessert sich durch eine solche Anordnung. Natürlich können auch die in den 3 bis 5 gezeigten Segmentvarianten so gestaltet sein, dass sie sich seitlich überlappen. Dabei kann der von der Überlappung 219 eingenommene Winkel von wenigen Winkelgraden bis zu einer fast vollständigen Überdeckung des angrenzenden Segments variieren. Hier wird der Fachmann durch Versuche die Form finden, die sich hinsichtlich der Verschlussfunktion als optimal erweist, dabei muss sowohl auf die Dichtigkeit als auch auf eine Rückkehr in die Verschlussposition ohne Verhaken geachtet werden. Allerdings sind Verschlusselemente 19, deren Segmente 21 sich an den Seitenrändern überlappen, nur sehr aufwändig mit dem in 7 gezeigten dichtenden Anbindungsbereich 25 auszustatten. Man wird eher den in 6 gezeigten zusätzlichen Dichtring 17 wählen. 9 zeigt ein Verschlusselement 19, bei dem eine andere Variante der Überlappung gewählt ist. Hier sind drei Segmente 220 kreissektorförmig ausgebildet und lediglich ein Segment 221 besitzt einen erweiterten Bereich 222, der den Mittelpunkt des Verschlusselements 19 in der Verschlussposition überdeckt. In 10 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Segmente 223 sich in der Verschlussposition lediglich zum Mittelbereich des Verschlusselements 19 hin seitlich überlappen. Bei dieser Variante könnte sogar trotz der Überlappungen 224 der Seitenränder ein Anbindungsbereich 25 vorgesehen sein. Dargestellt ist eine solche Variante in 11.
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Eine spezielle Ausführungsform eines Verschlusselements 119, bei dem die Segmente 121 sich in der Verschlussposition lediglich zum Mittelbereich des Verschlusselements 119 hin seitlich überlappen, ist in den 12 bis 17 dargestellt. Die nachfolgenden Ausführungen beschreiben den Aufbau und die Herstellung einer Halteplatte 101 mit einem solchen Verschlusselement 119. In der 12 ist eine perspektivische Ansicht der Halteplatte 101 nach der Entnahme aus einem Spritzgusswerkzeug dargestellt. In dieser Situation ist die Platte 101 noch nicht fertig montiert. Es ist erkennbar, dass die Halteplatte 101 aus einer Grundplatte 105 mit zwei Anbindungsebenen 123 und 124 besteht. Jede dieser Anbindungsebenen 123 und 124 weist eine Öffnung 107 und 108 auf, die von einer Hartkomponente 150 und 151 der jeweiligen Ebene 123 bzw. 124 eingefasst ist. Die in der Figur linke Hartkomponente 150 trägt das eigentliche Verschlusselement 119. Die Segmente 121 dieses Elements 119 bestehen aus einem thermoplastischen Elastomer und sind in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren an den Innenrand 150 der Hartkomponente angeformt. Sie weisen zunächst schmale Stege 152 auf. Zur Mitte hin besitzen die Segmente 121 bauchige Erweiterungen 153 und laufen dann wieder spitz zu, so dass dieser Teil insgesamt eine flossenartige Form annimmt. In der Figur ist auch erkennbar, dass die Segmente 121 im nicht montierten Zustand der Halteplatte zunächst nicht in die Verschlussposition vorgespannt sind, sondern einen Winkel von ca. 60° zur Hartkomponente 150 einnehmen, der zwischen der Öffnungsposition und der Verschlussposition liegt. An die in der Figur rechte Hartkomponente 151 ist kein Verschlusselement, sondern lediglich ein Dichtring 117 angeformt, der ebenfalls aus einem thermoplastischen Elastomer besteht. Das Material kann entweder identisch zu dem der Segmente 121 oder weicher als die Segmente 121 sein. Die 12, insbesondere aber auch die 13 und 14 zeigen, dass die beiden Anbindungsebenen 123 und 124 mit ihren Hartkomponenten 150 und 151 durch ein Filmscharnier 154 miteinander verbunden sind. Aus 13 ist auch noch erkennbar, dass der Rand der rechten Hartkomponente 151 eine umlaufende Wulst 155 besitzt, die in die gleiche Richtung wie die Segmente zeigt. Außerdem ist den 12, 16 und 17 zu entnehmen, dass an die linke Hartkomponente zwei Rasthaken 156 angeformt sind und die rechte Hartkomponente zwei Rastöffnungen 157 aufweist. 14 zeigt einen Zwischenschritt der Montage. Es ist erkennbar, dass die linke Anbindungsebene 123 mit den Spitzen der Segmente 121 in Richtung der Öffnung 108 der rechten Anbindungsebene 124 geschwenkt wird. Der Schwenkvorgang wird fortgesetzt, bis die Segmente 121 durch die Öffnung 108 der rechten Hartkomponente 151 durchtauchen und die Rasthaken 156 in die Rastöffnungen 157 eingreifen und die beiden Anbindungsebenen 123 und 124 aufeinanderliegen, siehe 15. Dabei drückt, wie der Schnitt durch die Halteplatte in 16 und insbesondere der vergrößerte Ausschnitt in 17 zeigen, die Wulst 155 auf die Stege 152 der Segmente 121 und spannte diese im montierten Zustand der Halteplatte 101 in die Verschlussposition vor. Die Öffnungen 107 und 108 der Hartkomponenten 150 und 151 liegen dabei übereinander und bilden so die Einströmöffnung der Halteplatte. In 17 ist auch erkennbar, dass der Dichtring 117 und die Segmentebene 121 voneinander beabstandet sind. Hierdurch wird die Anlage des Dichtrings 121 an den nicht gezeigten Stutzen verbessert. In einem abschließenden, in den Figuren nicht gezeigten Fertigungsschritt wird die Halteplatte 101 im Bereich der Wulst 155 mit dem Material des Staubbeutels 9 verschweißt, dabei können auch die beiden Anbindungsebenen 123 und 124 mit ihren Hartkomponenten 150 und 151 verschweißt werden und so eine dauerhafte Verbindung eingehen.
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Auch die 18 bis 23 zeigen eine Halteplatte 301, die aus einer Grundplatte 305 mit zwei Anbindungsebenen 323 und 324 besteht. Ebenso weisen beide Anbindungsebenen 323 und 324 jeweils eine Hartkomponente 350 und 351 mit einer Öffnung 307 bzw. 308 auf. Allerdings sind hier beide Anbindungsebenen 323 und 324 mit einem Verschlusselement 319 bzw. 320 ausgestattet, dessen Segmente 352, 353 und 354 aus weichelastischem Material (thermoplastisches oder vulkanisiertes Elastomer) bestehen. Aus 18 ist erkennbar, dass die Segmente 352, 353 und 354 sich an ihren Rändern berühren, d. h., dass sie sich in den einzelnen Ebenen 323 und 324 nicht überlappen. Das in der Figur linke Verschlusselement 319 besteht aus acht Segmenten 352 und 353, die alle im Wesentlichen die Form von Kreissektoren besitzen. Allerdings sind die Segmente so gestaltet, dass eines 353 an der Spitze zu einem kreisförmigen Mittelbereich 355 erweitert ist, dessen Funktion später erklärt ist. Das in der Figur rechte Verschlusselement 320 besteht aus acht identischen, kreissektorförmigen Segmenten 354, die sich nicht überlappen. Bei beiden Verschlusselementen sind die Elemente nicht bis zum Rand geteilt, so dass sich Anbindungsbereiche 325 (siehe 21) ergeben. Natürlich können die Segmente beider Verschlusselemente 319 und 320 auch andere Formen, beispielsweise die in den 2 bis 11 gezeigten Ausgestaltungen besitzen. Allerdings weist die hier gezeigte Ausgestaltung der Segmente 352, 353 und 354 große Vorteile auf, wie später beschrieben ist. Ähnlich der in den 12 bis 17 gezeigten Ausführungsform sind die beiden Anbindungsebenen 323 und 324 mit ihren Hartkomponenten 350 und 351 durch ein Filmscharnier 370 miteinander verbunden und besitzen Rasthaken 356 bzw. zugehörige Rastöffnungen 357. Der Montagevorgang ist deshalb ähnlich. Die beiden Anbindungsebenen 323 und 324 werden aufeinander geschwenkt, dabei werden die Hartkomponenten 350 und 351 mittels der Rasthaken/-öffnungen 356, 357 miteinander verbunden, siehe auch 22 und 23. 19 zeigt die fertig montierte Halteplatte 301 in einer perspektivischen Darstellung, 20 in einer Draufsicht, 21 zeigt in einer vergrößerten Ansicht das Verschlusselement aus 20. In den 20 und 21 sind die Segmente der unteren Anbindungsebene 323 (in 18 ist dies die linke Anbindungsebene 323) gestrichelt dargestellt, dadurch wird die Lage der Segmente 352, 353 und 354 der einzelnen Anbindungsebenen 323 und 324 zueinander deutlich. Zunächst einmal ist erkennbar, dass die Segmente 352 und 353 der unteren Anbindungsebene 323 gegenüber den Segmenten 354 der oberen Anbindungsebene um 22,5° verdreht angeordnet sind. Dadurch überlappen die Segmente 354 der oberen Anbindungsebene die Teilungen 358 der unteren Ebene und umgekehrt. Des Weiteren ist zu sehen, dass der kreisförmige Mittelbereich des Segments 353 aus der unteren Ebene 323 die durch die Segmentteilungen 358 entstandene Mittelöffnung 359 in der oberen Ebene 324 überdeckt. Somit ist gewährleistet, dass in der Verschlussposition jede Nahtstelle zwischen Segmenten des einen Verschlusselements durch ein Segment des anderen Verschlusselements überdeckt wird. Dadurch können die beiden Verschlusselemente 319 und 320 die Einströmöffnung vollkommen dicht verschließen. Der vergrößerte Ausschnitt in 23 zeigt, dass die Segmente 352, 353 und 354 der beiden Anbindungsebenen 323 und 324 sehr dicht zueinander ausgerichtet sind und sich fast berühren. So wird die Dichtigkeit des Verschlusses noch weiter verbessert. Es kann aber auch Gründe geben, die Segmente 352, 353 und 354 der beiden Anbindungsebenen voneinander zu beabstanden, beispielweise um die Reibungskräfte zwischen den Segmenten beider Anbindungsebenen zu reduzieren. Des Weiteren besteht bei dieser Ausführungsform die Möglichkeit, zwischen den einzelnen Segmenten einer Anbindungsebene größere Zwischenräume freizulassen, da diese Zwischenräume in der Verschlussposition durch die Segmente der zweiten Anbindungsebene verdeckt werden können. Es kann auch noch eine dritte und ggfs. eine vierte Anbindungsebene eingesetzt werden. Dann kann auf die Anbindungsbereiche 325 verzichtet werden und, wie aus dem Ausführungsbeispiel aus den 12 bis 17 bekannt, in einer Anbindungsebene nur ein Dichtring vorgesehen sein.
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Bei einer Verwendung von zwei Anbindungsebenen können insbesondere dann, wenn die Segmente der inneren (ins Staubbeutelinnere weisenden) Ebene bereits einen relativ dichten Verschluss bewirken, diese Segmente härter ausgeführt sein als die Segmente der äußeren Ebene, die ja nur noch die Spalte in der inneren Ebene abdecken müssen. Dadurch wird in der inneren Ebene die Verschlusskraft erhöht, in der äußeren Ebene wird durch die Verwendung eines weicheren Materials die Anlage der Segmente bzw. insbesondere des Anbindungsbereichs am Stutzen verbessert, was einer größeren Dichtwirkung gleichkommt. Bei der Ausführungsform nach den 18 bis 23 würde für die Anbindungsebene weicheres Material, für die Anbindungsebene härteres Material verwendet.
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Zur Aufteilung des Verschlusselements in einzelne Segmente kann zunächst die Einströmöffnung vollflächig mit einer Membran verschlossen werden, die dann nachträglich durch einen weiteren Bearbeitungsschritt, beispielsweise einen Stanz- oder Schneidvorgang in die einzelnen Segmente geteilt wird. Alternativ können die Teilungen auch bereits während des Spritzgießens vorgenommen werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Freilassungs- oder Stanztiefe geringer als die Dicke des Verschlusselements. Im Verkaufszustand ist die Einströmöffnung dann durch eine geschlossene Membran verschlossen. Dies hat den Vorteil, dass in den Beutel Zusätze gegeben werden können, die eine desodorierende, geruchsabsorbierende oder staubbindende Funktion besitzen. Der Beutel ist dann zunächst versiegelt und die Zusätze können nicht entweichen. Eine Trennung der Membran in die vorgesehenen Segmente erfolgt erst dann, wenn der Stutzen in die Einströmöffnung eingeführt wird. Dabei sollte die Freilassungs- oder Stanztiefe so ausreichend bemessen sein, dass die Trennnähte sauber an den vorgesehenen Stellen aufreißen. Damit der Benutzer auch bei einer solchen Ausführungsform erkennt, dass eine Segmentierung vorgesehen ist, können die Segmentränder wenigstens teilweise farbig hervorgehoben sein. Dies hilft, Irritationen zu vermeiden.
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Bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen von Verschlusselementen kann es vorteilhaft sein, wenn dem weichelastischen Material ein Wirkstoff zugegeben ist, der die Staubanhaftung und/oder die Gleitreibungseigenschaften verringert. Eine verringerte Staubanhaftung gewährleistet einerseits, dass beim Herausziehen des Stutzens und der dabei erfolgenden Rückkehr des Verschlusselements in die Verschlussposition sich kein Staub zwischen die einzelnen Segmente setzt und das korrekte Verschließen verhindert. Andererseits wird so auch vermieden, dass an den Segmenten Staubklumpen anhaften und diese beim Verschließen aus dem Beutelinneren nach außen befördert werden und so den Staubsauger oder die Umgebung verschmutzen. Bessere Gleitreibungseigenschaften bewirken, dass die Segmente beim Eintauchen des Stutzens nicht an- oder abgerissen werden. Der Wirkstoff kann als Additiv oder als Beschichtung, insbesondere als PTFE-Beschichtung zugegeben werden
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3919256 A1 [0002]
- EP 1137360 B1 [0002]
- DE 202011052208 U1 [0002]
- DE 1301881 [0002]
- DE 102012109933 B3 [0023]
