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Die Erfindung betrifft einen formelastischen Auflagekörper zur Aufnahme von Ladegut in einem Behälter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Beim Transport und bei der Lagerung von Maschinenbauteilen und anderen festen Gütern in Behältnissen, wie z. B. auf Paletten, ist es häufig erforderlich, diese Bauteile auf dem Boden oder an Haltevorrichtungen der Behältnisse sicher festzulegen, um das wertvolle Transportgut vor Beschädigung zu schützen. Insbesondere ist darauf zu achten, dass beim Kontakt mit den Haltevorrichtungen beim Be- und Entladen aber auch bei Erschütterungen des Behältnisses, wie sie beim Transport auftreten können, keine Beschädigungen eintreten. Dabei sind selbst kleine Kratzer oder andere Beeinträchtigungen der Oberfläche des Transportgutes zu vermeiden.
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Für empfindliche und hochwertige Maschinenbauteile werden daher häufig speziell auf das einzelne Bauteil zugeschnittene Behälter mit definierten Festlegungsmitteln zur Sicherung gefertigt, wie sie beispielsweise aus der
US 4,735,310 bekannt sind. Meist handelt es sich hierbei um aufwendige Konstruktionen mit Metallbeschlägen.
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Einen anderen Weg beschreitet eine aus der
DE 41 35 228 C bekannte Lösung. Dort wird ein kegelförmiger Auflagekörper vorgeschlagen, der das Ladegut an dessen kegelförmigen Umfang aufnimmt und festlegt. Die elastische Ausführung des Auflagekörpers erlaubt eine schonende Fixierung stoßempfindlicher Ladegüter. Als besonders vorteilhaft erweist sich hierbei die Verwendung eines Elastomers als Werkstoff für den Auflagekörper, wodurch nicht nur Stöße gedämpft werden sondern die Auflagefläche des Ladegutes vor Kratzern u.ä. Oberflächenbeschädigungen geschützt wird.
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Eine weitere Aufnahme- und Fixiereinrichtung Aufnahme und von Transportgut ist in der
DE 10 2011 016 752 A1 veröffentlicht. Hierbei weist die Aufnahme- und Fixiereinrichtung einen Abschnitt zum Aufnehmen des Gegenstandes auf, der teilweise aus einem nachgiebigen, konturumfassenden, formadaptiven und schlagdämpfenden Material besteht. Um das Einsinken des Transportgutes in die Aufnahme- und Fixiereinrichtung zu begrenzen, sind Bereiche unterschiedlicher Härte oder Dichte vorgesehen.
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Eine schonende Fixierung des Ladegutes durch einen weitgehend elastischen Auflagekörper stellt häufig einen Zielkonflikt mit den Anforderungen an die rohen Einsatzbedingungen und an eine robuste Anbindung des Auflagekörpers an den Behälter dar. Hier brachte der in der
DE 10 2016 012 636 A1 beschriebene elastische Auflagekörper eine deutliche Verbesserung. Der quaderförmige Auflagekörper weist baulich separierte, verschiedene Bauteile auf, nämlich einen Deckel, eine Bodenplatte eine und einen Kern, deren körperlich verschiedene Gestaltung eine zielkonfliktfreie Gestaltung des Auflagekörpers ermöglicht wird.
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Es zeigte sich allerdings im Gebrauch, dass bei besonderen empfindlichen Anwendungen eine definierte Ablage bzw. Festlegung des Ladegutes wünschenswert ist um insbesondere ein unbeabsichtigtes Verschieben und Verrutschen des Ladegutes in horizontaler Richtung vermieden wird.
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Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung einen gattungsgemäßen Auflagekörper anzugeben, der einerseits eine ladegutschonende und konturnahe Aufnahme gestattet und andererseits eine robuste Festlegung des Ladegutes in einem Behälter ermöglicht und ein unbeabsichtigtes Verschieben und Verrutschen des Ladegutes unterbindet.
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Die Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Auflagekörper nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass mit der erfindungsgemäßen Separierung und Zuordnung der Aufgaben in baulich verschiedene Bauteile des Auflagekörpers, nämlich in Deckel und Bodenplatte eine zielkonfliktfreie Gestaltung des Auflagekörpers ermöglicht wird. Der Deckel besteht dabei aus einem Elastomer oder gummielastischen Polymer. Dies ermöglicht eine Anpassung von Deckel und Bodenplatte an steinschlag-, wasser- und kältegefährdeten Einsatzbedingungen, wie dies in den weiteren Merkmalen der Erfindung zum Ausdruck kommt.
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Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass die Ladefläche zumindest eine elastisch verformbare Erhebung mit mindestens zwei zueinander geneigten Flanken aufweist, wobei eine ladeflächenseitige, geneigte Flanke zur Kontaktierung mit dem Ladegut ausgebildet ist. Im beladenen Zustand des Auflagekörpers wirkt die Gewichtskraft des Ladegutes auf die Ladefläche ein, sodass diese sich elastisch verformt und konkav nach innen verwölbt. Die an die Ladefläche angrenzende Erhebung wiederum folgt der elastischen Verformung der Ladefläche und kippt mit seiner ladeflächenseitigen Flanke zur Ladefläche und drückt somit gegen die Kontur des Ladegutes und klemmt dieses gegen die Ladefläche. Das Andrücken des Ladegutes durch die sich neigende Erhebung führt zu einer zwangsläufigen Fixierung des Ladegutes auf der Ladefläche.
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Weitere bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Zweckmässiger Weise erstreckt sich die Erhebung von einer Seitenwand und überragt somit die Ladefläche. Bei Belastung durch das Ladegut neigt sich die Seitenwand zusammen mit der Erhebung in Richtung Ladefläche und klemmt das Ladegut effektiv.
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Zur Anpassung an besondere Lagererfordernisse des Ladegutes kann der Deckel mit zwei oder mehr Erhebungen ausgeführt werden.
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Der den Innenraum des Deckels zumindest teilweise ausfüllende Kern besteht ebenfalls aus einem Kunststoff, dessen Shore-Härte jedoch verschieden ist von der des Deckelmaterials. Der Kern verstärkt die Druckfestigkeit des Deckels und sorgt für einen rückstellenden Effekt wenn der Deckel unter Last deformiert und danach wieder entlastet wird. Dieser Effekt unterstützt das konturnahe Anschmiegen des Deckels an die Kontur des Ladegutes und führt hiermit zu einer äußerst materialschonenden Kontaktierung und Lagerung des Ladegutes. Durch entsprechendes Abstimmen der Shore-Härten von Deckel und Kern lässt sich der Effekt entsprechend des Einsatzumfeldes optimieren.
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Schließlich ist der Deckel mit der Bodenplatte thermisch verschweißt oder form- oder stoffschlüssig umspritzt und stellt damit eine robuste Verbindung zwischen Deckel und Bodenplatte dar. Vorzugsweise schließt die Bodenplatte den Deckel hermetisch ab, sodass das im Deckel eingeschlossene Luftvolumen einen zusätzlichen Federungseffekt ergibt und die Elastizität des Auflagekörpers beeinflusst.
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Zur Erzielung guter Leistung mit einer großen Breite von mechanischen, thermischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften empfiehlt sich die Verwendung eines Polymers aus der Gruppe Silikon, elastisches Polyurethan, TPU, Silikongel, Polyurethangel, Latex, Gummi, PVC oder Synthesekautschuk. Für gute Werte bei Reißfestigkeit und Biegewechselfestigkeit sowie für ein großes Betriebstemperaturspektrum wird die Verwendung eines thermoplastischen Polyurethan-Elastomers für den Werkstoff des Deckels und ggfs. auch des Kerns vorgeschlagen.
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Bei der Wahl des Werkstoffes der Bodenplatte ist zu beachten, dass diese eine höhere Shorhärte als die des Deckels aufweist. Dadurch lässt sich eine robustere Verbindung zwischen Bodenplatte und einem Behälter, z.B. einer Palette darstellen. Auch hier ist die Verwendung eines Elastomers oder Polymers vorteilhaft. Die Bodenplatte lässt sich wiederum mit üblichen Befestigungsmitteln, wie z.B. Schraub- oder Klemmverbindungen an einen Behälter anbringen.
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Was die geometrischen Abmessungen des Auflagekörpers anbelangt, so bietet sich eine Auswahl an verschiedenen Bauhöhen und Längen und Breiten im Rahmen einer überschaubaren Baureihenvariation an, um den unterschiedlichsten Abmessungen des zu erwartenden Ladegutes gerecht zu werden.
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Während dem Deckel mit seiner Erhebung in seiner Funktion primär die konturnahe und anschmiegende Kontaktierung und Fixierung des Ladegutes zukommt, lässt sich über die Gestaltung des Kerns in seiner Struktur und Werkstoffwahl primär das Verformungsverhalten des Auflagekörpers beeinflussen. Hierzu weist der Kern eine Anzahl von Stegen, die sich zur Übertragung von Druckkräften vom Deckel zur Bodenplatte erstrecken. In weiterer Ausbildung des Kerns sind stabförmige Stegstrukturen wie auch wabenförmige, mit Bohrungen durchzogene Kerne vorteilhaft. Alternativ wird der Kern von einem Schaumstoffkern gebildet.
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Die Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die nachfolgenden Figuren genommen wird.
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Es zeigen:
- 1a eine isometrische Ansicht des Auflagekörpers nach dem Stand der Technik,
- 1b eine isometrische Ansicht des Auflagekörpers mit einer Erhebung,
- 1c einen Querschnitt durch den Auflagekörper nach 1b
- 1d einen Querschnitt durch den Auflagekörper nach 1c mit aufgelegtem Ladegut,
- 2 eine Explosionsansicht des Auflagekörpers mit den Baugruppen Deckel, Kern, Rahmen und Bodenplatte,
- 3 eine isometrische und transparente Ansicht des Auflagekörpers mit Multi-Stab-Kern,
- 4 eine isometrische Ansicht des Kerns mit stabförmigen Füßen,
- 5 eine isometrische und transparente Ansicht des Auflagekörpers mit Steg-Loch-Kern und
- 6 eine Explosionsansicht des Auflagekörpers mit den Baugruppen Deckel, Kern (Steg-Loch-Kern), und Bodenplatte.
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In 1a ist der komplettierte Auflagekörper 1 nach dem Stand der Technik mit den Baugruppen Deckel 2, Deckelrand 3 und Bodenplatte 4 gezeigt. Der Deckel 2 weist eine quaderförmige Kontur mit abgerundeten Kanten 18 und einer Deckeloberseite O auf, die mit wellenartig angeordneten, parallel zueinander verlaufenden Rillen 5 versehen ist. Die Rillen 5 sorgen für einen Verzahnungseffekt zwischen Deckel 2 und Ladegut L und führen somit zu einer besseren Haftung des Ladegutes L, welches auf der Deckeloberseite O zu liegen kommt. Die Gefahr eines Verrutschens des Ladegutes während des Transportes wird somit reduziert.
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Bodenseitig läuft der Deckel 2 in einem flachen, umlaufenden Deckelrand 3 mit gleichmäßiger Breite aus. Der Deckelrand 3 wird umfangsseitig von einem umlaufenden Rahmen 6 der Bodenplatte 4 umfasst und ist mit diesem thermisch verschweißt.
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Der Auflagekörper 1 nach 1b unterscheidet sich von der Ausführung nach 1a durch eine am Deckel 2 ausgebildete, elastisch verformbare Erhebung 15, die sich randseitig über den Deckel 2 hinaus erstreckt. Die auf der Oberseite des Deckels 2 ausgeführte rechteckige Ladefläche 16 ist parallel zur Bodenplatte 4 beabstandet. Weiter umfasst der Deckel 2 vier Seitenwände 17' und 17" die die Ladefläche 16 von der Bodenplatte 4 parallel beabstanden.
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An drei seitlichen Kanten 18' der Ladefläche 16 geht die Ladefläche 16 in die leicht trapezförmig ausgebildeten Seitenwände 17' über. Die verbleibende vierte Seitenwand 17" bildet im Übergangsbereich zur Ladefläche 16 die Erhebung 15 aus, die sich nahezu über die gesamte Breite zwischen den angrenzenden Kanten 18' ausdehnt. Wie in 1c ersichtlich, wird die Kontur der Erhebung 15 durch die beiden zueinander geneigten, nach oben in einer Abrundung 19 zusammenlaufenden Flanken 20' und 20" geprägt. Dabei bildet die der Ladefläche 16 abgewandte Flanke 20' mit der vierten Seitenwand 17" eine gemeinsame, zusammenhängende Fläche aus.
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Weiter zeigt 1c die Erhebung 15 im Querschnitt und deren Übergang in die vierte Seitenwand 17' einerseits und in die Ladefläche 16 andererseits. Unterhalb der Ladefläche 16 ist ein Teil des aus einem Schaumstoff gebildeten Kerns 7 ersichtlich, der den Hohlraum des Deckels 2 fast vollständig ausfüllt. Der Kern 7 stützt dabei sichtlich die Erhebung 15 in einer Extremität des Deckels 2. An seiner Unterseite schließt der Deckel 2 mit einer ebenen Bodenplatte 4 ab. Bodenseitig läuft der Deckel 2 in einem flachen, umlaufenden Deckelrand 3 mit gleichmäßiger Breite aus.
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Der Deckelrand 3 umfasst in einem umlaufenden U-förmigen Wulst 21 die Bodenplatte 4 an ihren Rändern und ist mit diesem thermisch verschweißt und schließt damit die Auflagekörper 1 spritzwasserdicht ab.
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Der Werkstoff des Deckels 2 besteht aus Elastollan®, einem thermoplastischen Polyurethan-Elastomer (TPU). TPU zeichnet sich durch ein gutes Rückstellvermögen, Lichtechtheit und Kälteflexibilität aus. Bevorzugte Härten liegen zwischen 55 Shore A bis 74 Shore A. Die Erhebung 15 ist einteilig zusammen mit dem Deckel 2 hergestellt und besteht aus demselben Werkstoff Elastollan.
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1d zeigt den Auflagekörper 1 im Querschnitt im beladenen Zustand. Sichtlich wirkt die Gewichtskraft des Ladegutes L auf die Ladefläche 16 ein, sodass diese sich elastisch verformt und konkav nach innen zum Kern 7 hin verwölbt. Die an die Ladefläche 16 angrenzende Erhebung 15 wiederum folgt der elastischen Verformung der Ladefläche 16 und kippt mit seiner ladeflächenseitigen Flanke 20" zur Ladefläche 16 und drückt somit gegen die Kontur des Ladegutes L und klemmt dieses unter elastischer Verformung der Flanke 20" gegen die Ladefläche16. Das Andrücken des Ladegutes L durch die sich neigende Erhebung 15 führt zu einer zwangsläufigen Fixierung des Ladegutes L auf der Ladefläche 16. Bei Entnahme des Ladegutes L stellt sich die elastische Verformung des Deckels 2 zurück und nimmt die ursprüngliche Form entsprechend der 1c und 1b wieder ein.
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In 2 sind der innere Aufbau und die Komponenten des Auflagekörpers 1 in einer Explosionszeichnung verdeutlicht. Der Deckel 2 mit umlaufenden Deckelrand 3 ist an seinem bodenseitigen Ende in einem einstückigen Spritzgussteil hergestellt.
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Der hohle, quaderförmige Innenraum des Deckels 2 nimmt den in 1 nicht sichtbaren Kern 7 auf. Dieser setzt sich, wie weiter in 4 gezeigt, aus einer rechteckigen Gitterstruktur 8 und einer Vielzahl stabförmiger Füße 9 zusammen. Die äußeren Abmessungen - Breite und Länge - der Gitterstruktur 8 entsprechen im Wesentlichen dem rechteckigen Querschnitt des Innenraumes des Deckels 2. Die Füße 7 ragen senkrecht von der Ebene der Gitterstruktur 8 auf und fußen jeweils auf den Kreuzungen 10 der Gitterstruktur 8. Das freie Ende der Füße 9 ragt in Richtung der Bodenplatte 4, sodass, wie in 3 dargestellt, im komplettierten Zustand des Auflagekörpers 1 die Gitterstruktur 8 auf der Deckelinnenseite zum Liegen kommt, während die freien Ende der Füße 9 auf der Bodenplatte 4 deckelseitig aufsitzen. Hierzu weist die Bodenplatte 4 deckelseitig angeformte, schachbrettartig angeordnete, Ringe 11 auf. In den kreisrunden Vertiefungen 12 der Ringe 11 ragt jeweils das freie Ende der Füße 9 und stützt sich darin ab.
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Die Verformbarkeit der Füße 9 bestimmt somit maßgeblich das Verformungsverhalten des Kernes 7 und somit des den Kern 7 umschließenden Deckels 2 bei Druckbelastung, welche sich durch das aufliegende Ladegut ergibt.
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Der Rahmen 6 weist einen L-förmigen Profil-Querschnitt auf und umfasst den umlaufenden Deckelrand 3 und den Rand 13 den Bodenplatte 4. Durch thermische Verschweißung von Deckelrand 3 mit Rahmen 6 und Rand 13 ergibt sich eine unlösbare, robuste Verbindung des Deckels 2 mit Rahmen 6 und Bodenplatte 4.
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Eine weitere Ausführungsform des Kerns 7 ist in den 5 und 6 gezeigt. Der Kern 7 wird hiervon einem quaderförmigen Block gebildet, der ebenfalls den Innenraum des Deckels 2 von dessen Deckelinnenseite bis zur Bodenplatte 4 weitgehend ausfüllt. Der Kern 7 ist von Reihen zylindrischer Bohrungen 14 durchsetzt, wobei die Bohrungen mit ihrer Achse vertikal zur Bodenplatte 4 ausgerichtet sind. Die Reihen der Bohrungen 14 sind mit Versatz zueinander angeordnet, sodass die Variation der Wandstärken im Kern 7 zwischen den Bohrungen 14 minimiert wird.
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Auch hier lässt sich über eine Variation der Bohrungsdurchmesser und Anzahl der Bohrungen 14 das Verformungsverhalten des Kerns 7 adaptieren. Eine weitere Variation des Verformungsparameters bestimmt sich durch die Wahl des Kernmaterials. Vorliegend handelt es sich um einen Kunststoff, dessen Shore-Härte vom Deckelmaterial verschieden ist.
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Die Bodenplatte 4 weist entsprechend den Bohrungen 14 angeordnete, flache zylindrische Erhebungen 11 auf, die jeweils zur Fixierung des Kerns 7 auf der Bodenplatte 4 in die Bohrungen 14 hineinragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Auflagekörper
- 2
- Deckel
- 3
- Deckelrand
- 4
- Bodenplatte
- 5
- Rillen
- 6
- Rahmen
- 7
- Kern
- 8
- Gitterstruktur
- 9
- Fuß
- 10
- Kreuzung
- 11
- Ring
- 12
- Vertiefung
- 13
- Rand
- 14
- Bohrung
- 15
- Erhebung
- 16
- Ladefläche
- 17
- Seitenwand 17', 17"
- 18
- Kante, 18', 18"
- 19
- Abrundung
- 20
- Flanke, 20', 20"
- 21
- Wulst
- O
- Deckeloberseite
- L
- Ladegut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4735310 [0003]
- DE 4135228 C [0004]
- DE 102011016752 A1 [0005]
- DE 102016012636 A1 [0006]
