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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschlusselement aus dünnwandigem Kunststoff zum Abdecken von Öffnungen an Bauteilen und Geräten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Griffelemente an Schutzstopfen, Schutzkappen und dgl. Verschlusselemente erleichtern deren Handhabung. Die Griffelemente können als nach oben vorstehende oder seitlich abstehende Grifflaschen oder auch als domförmige Ausbuchtungen ausgebildet sein.
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Aus der
US 5503189 A ist ein gattungsgemäßes Verschlusselement aus Kunststoff mit einem unterseitig hohlen Griffteil bekannt, welcher von einem den Bodenteil eines topfförmigen Abschnitts des Verschlusselements unterseitig vollständig durchquerenden Kanal gebildet ist. Hierdurch liegen zwei halbkreisförmige Einbuchtungen vor, die sich beim Ergreifen des Griffteils aufeinander zu drücken lassen, sodass der Klemmsitz des topfförmigen Abschnitts in der zu schützenden Öffnung zumindest teilweise gelöst und das Verschlusselement leichter entnommen werden kann. Das als Flanschkappe ausgeführte Verschlusselement weist einen im Verhältnis zum Außendurchmesser breiten Flansch auf, der gegenüber dem topfförmigen inneren Abschnitt weniger flexibel ist und hierdurch die Integrität des Verschlusselements sicherstellt.
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Bei größeren Öffnungen und einer vergleichsweise kleinen Flanschbreite ist allerdings ein derart ausgebildetes Verschlusselement durch das vom Griffteil entlang des Kanalgrunds bereitgestellte Scharnier so sehr geschwächt, dass es schon bei leichten äußeren Belastungen nachgibt und ein einwandfreier Sitz am zu schützenden Bauteil oder Gerät nicht mehr gegeben ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verschlusselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für insbesondere größere Öffnungen bereitzustellen, welches sich leicht montieren und demontieren lässt und einen einwandfreien Schutz bietet.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verschlusselement nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den auf diesem Anspruch rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Kanalprofil längs des Kanals variiert. Mit einem sich über die Kanallänge ändernden Kanalprofil kann am Verschlusselement ein bestimmter Biegewiderstand entlang der im Kanalgrund liegenden Biegeachse eingeprägt werden. Ein entsprechend groß eingestellter Biegewiderstand sichert die Integrität des Verschlusselements, insbesondere wenn es in der zu der schützenden Öffnung eingesetzt ist. Dadurch ist ein fester Halt des Verschlusselements in der zu schützenden Öffnung sichergestellt. Insbesondere großflächige Verschlusselemente, die nicht nur ein entsprechendes Eigengewicht aufweisen, sondern auch eine große Angriffsfläche für äußere Belastungen darbieten, lösen sich nicht mehr so leicht aus der zu schützenden Öffnung. Der Biegewiderstand kann derart bemessen sein, dass das Verschlusselement noch mit ergonomischen Handkräften gelöst und entnommen werden kann. Dadurch dass ein gewünschter Biegewiderstand durch ein variierendes Kanalprofil bereit- und eingestellt ist, kann das Verschlusselement in einer insgesamt dünneren Wandstärke ausgeführt werden. Auch kann der Kragen deutlich schmaler ausgeführt sein.
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Das jeweilige Kanalprofil ist durch einen senkrecht zur Kanallängsachse verlaufenden Schnitt des Kanals bzw. des Griffteils definiert. Ein sich längs des Kanals variierendes Kanalprofil bedeutet, dass das Kanalprofil an wenigstens zwei Stellen des Kanals verschieden ist. Es liegt also kein durchgehend konstantes Kanalprofil vor. Die Variation kann sich durch eine Änderung der Kontur des Kanalprofils und/oder seiner Wandstärken ergeben, und beispielsweise die Kanalbreite, die Kanalhöhe, die Neigung der Kanalwände und allenfalls vorliegende Vor- und Rücksprünge in den Kanalwänden betreffen, sowie an bestimmten Stellen im Kanal angeordnete Stege umfassen.
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Durch ein sich über die Kanallänge änderndes Kanalprofil kann ein Griffteil geschaffen werden, der sich besser greifen lässt und insbesondere sicher von Hand zu halten ist. Die Finger rutschen nicht mehr so leicht ab und auch bei insbesondere niedrigen Verschlusselementen mit geringer Mantelhöhe bzw. Griffhöhe ist ein ausreichend großer Griffteil ausformbar. Insbesondere kann statt des aus dem Stand der Technik bekannten sich konisch nach oben verjüngenden dünnen Griffteils ein deutlich größer dimensionierter Griffknauf am Griffteil ausgeformt werden.
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Das aus Polystyrol (PS), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) oder dgl. thermoplastischen Kunststoff im Thermoform- oder Spritzgussverfahren hergestellte Verschlusselement weist eine allgemein dünne Wandstärke von 0,3 bis 2,5 mm auf. Das Verschlusselement kann für eine runde oder auch beliebig eckige Öffnung ausgebildet sein, wobei der rohrförmige Mantelteil zumindest abschnittsweise in der Öffnung klemmt und/oder formschlüssig in ihr festgelegt ist. Der den Griffteil ausbildende Kanal durchquert im Wesentlichen geradlinig und vorzugsweise mittig den Bodenteil. Der Kanal mündet beidenends in dem Mantelteil und ist hierdurch im Manteilteil geöffnet. Die Kanaltiefe ist ungefähr gleich der Höhe des Mantelteils, d.h. der Kanalgrund liegt in etwa auf Höhe des Kragens. Er kann aber auch etwas darunter oder darüber liegen und mit einem Absatz in den Kragen übergehen.
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In bevorzugter Weiterausgestaltung ist in dem Kanal wenigstens ein die Kanalwände verbindender Steg ausgeformt, welcher den Kanal aussteift. Ein gewünschter Biegewiderstand kann durch die geometrische Ausgestaltung des wenigstens einen Stegs gezielt eingestellt werden. Der Steg ist vorzugsweise am Kanalgrund angesetzt und kann sich etwa über 10 bis 60% der Kanalhöhe erstrecken. Der Steg kann als Ausbuchtung im Kanal ausgeformt sein und dementsprechend auf der Griffseite eine Einbuchtung ausbilden. Vorzugsweise weist der Kanal beidenends im Bereich seiner Mündung in den Mantelteil jeweils zumindest einen Steg auf. Hierdurch ist der vom Kanal unterbrochene Mantelteil zumindest teilweise überbrückt.
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In bevorzugter Weiterausgestaltung ist vorgesehen, dass der Kanal zumindest in einem vorzugsweise mittleren Abschnitt in der Draufsicht konvexförmig verbreitert ist. Die konvexförmige, also ausgebuchtete Verbreiterung schafft ein vergrößertes Griffteil, über das sich das Verschlusselement mit mehreren Fingern wesentlich leichter und sicherer erfassen lässt. Die konvexförmige Vergrößerung kann bereits an den beiden Kanalenden beginnen oder auch nur in einem mittleren Abschnitt ausgeformt sein. Die Verbreiterung des Kanals kann sprunghaft erfolgen. Die konvexförmige Vergrößerung kann zusätzlich knaufförmig hinterschnitten sein, sodass das Ergreifen weiter verbessert ist. Vorzugsweise ist der Kanal um einen im Wesentlichen mittig im Bodenteil angeordneten, topfförmigen Dom erweitert. Dieser lässt sich besonders gut ergreifen.
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In bevorzugter Weiterausgestaltung ist in dem Kanal wenigstens ein Stapelnocken ausgeformt. Für einen platzsparenden Transport und Lagerung von insbesondere im Durchmesser groß dimensionierten Verschlusselementen können die Verschlusselemente ineinander geschachtelt werden, wobei die Stapelnocken einen Stapelabstand zwischen den Verschlusselementen definieren, worüber sie sich wieder einfacher vereinzeln lassen.
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In bevorzugter Weiterausgestaltung weist der Mantelteil einen zumindest einfachen ringförmigen Absatz auf. Durch den Absatz ist das Verschlusselement gegen Einknicken bei Druckbelastung ausgesteift, die z.B. bei gestapelter Anordnung mehrerer gleicher Verschlusselemente auftritt. Der ringförmige Absatz bildet den Übergang von einem unteren, vorzugsweise konischen Wandabschnitt zu einem oberen, vorzugsweise steilen Wandabschnitt. Während der untere konische Wandabschnitt eine Einführschräge ausbildet, ist das Verschlusselement über den oberen steilen Wandabschnitt sicher in der Öffnung geklemmt. Der Absatz selbst kann dabei stark konisch ausgeformt sein, um das Einführen des steilen Wandabschnitts in die Öffnung zu erleichtern.
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In bevorzugter Weiterausgestaltung weist der Mantelteil vorzugsweise beidseitig des Kanals jeweils wenigstens einen radial vorstehenden Vorsprung auf. Das Verschlusselement kann über die Vorsprünge kraft- und/oder formschlüssig in der Öffnung gehalten werden. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Vorsprung in einem zum Griffteil distalen Umfangsbereich von etwa 30 bis 150°, ausgehend von dem Kanal und der Kanalmitte als Winkelursprung, angeordnet. Der Vorsprung kann sich als Rippe über einen Teilabschnitt des Umfangsbereichs erstrecken. Vorzugsweise sind zumindest zwei, über den Winkelbereich von etwa 30 bis 150° gleichverteilte Vorsprünge vorgesehen. Vorzugsweise sind die Vorsprünge noppenförmig ausgeformt.
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In bevorzugter Weiterausgestaltung ist der Bodenteil vorzugsweise beidseitig des Kanals durch jeweils wenigstens einen im Wesentlichen quer zum Kanal verlaufenden Steg ausgesteift. Bei insbesondere großflächigen Verschlusselementen wird ein Durchbeulen und eine damit einhergehende Lockerung des Verschlusselements unterbunden. Der wenigstens eine, vorzugsweise als unterseitig hohle Ausbuchtung ausgebildete Steg wirkt dabei wie eine Zugstange, über die eine am Griffteil eingeleitete Verformung auf den zum Griffteil distalen Randabschnitt übertragen wird. Vorzugsweise sind auf jeder Seite des Kanals mehrere Stege vorgesehen, die senkrecht zum Kanal und parallel zueinander angeordnet sind oder eine radiale, von einer Mitte des Verschlusselements über den Winkelbereich von etwa 15 bis 175° gleichverteilte Anordnung aufweisen. Die Stege können sich über den Mantelteil bis in den Kragen erstrecken und diese Abschnitte mit aussteifen.
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In bevorzugter Weiterausgestaltung ist das Verschlusselement aus einer dünnen Kunststofffolie thermogeformt. Insbesondere größer dimensionierte Verschlusselemente lassen sich einfacher und günstiger im Thermoformverfahren herstellen. Außerdem sind Geometrieänderungen einfacher und schneller umsetzbar als im Spritzgussverfahren. Vorzugsweise besteht die Abdeckung aus einer 0,5 bis 1,0 mm dünnen Kunststofffolie. Eine in diesem Bereich liegende Materialstärke erbringt die gewünschte Nachgiebigkeit im Kanalgrund.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen. Einzelne technische Merkmale des nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiels können auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche und etwaiger weiterer Ansprüche zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden. Sofern sinnvoll, werden funktionell gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen
- 1 ein erfindungsgemäßes Verschlusselement in einer perspektivischen Ansicht auf die Oberseite;
- 2 eine perspektivische Ansicht des Verschlusselements auf die Unterseite.
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Das im Thermoformverfahren in dünner Wandstärke aus Kunststoff hergestellte Verschlusselement 1 weist eine im Wesentlichen flache topfförmige Grundform auf, mit einem Bodenteil 2 und mit einem vom Rand des Bodenteils aufragenden rohrförmigen Mantelteil 3, welcher nach oben in einen radial nach außen ragenden Kragen 4 übergeht. Das Verschlusselement 1 dient der Abdeckung von runden Öffnungen an Bauteilen und Geräten, wobei zumindest ein Abschnitt des Mantelteils 3 an einer Innenwandung einer abzudeckenden Öffnung klemmt, während der Kragen 4 eine Stirnseite der betreffenden Wandung flanschartig überdeckt.
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An dem Verschlusselement 1 ist ein im Bodenteil 2 nach oben ausgebuchteter, unterseitig hohler Griffteil 5 ausgeformt. Der Griffteil 5 bildet auf der Unterseite des Verschlusselements 1 einen den Bodenteil 2 geradlinig und mittig durchquerenden, beidenends im Mantelteil 3 mündenden Kanal 6. Dessen Kanaltiefe ist ungefähr gleich der Höhe des Mantelteils 3, sodass der Kanalgrund in etwa auf Höhe des Kragens 4 liegt. Aufgrund des beidenends offenen Kanals 6 kann das Verschlusselement 1 um eine im Kanalgrund liegende Biegeachse 14 scharnierartig um einige Winkelgrade angewinkelt werden.
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Das dargestellte Verschlusselement 1 ist für eine im Durchmesser 130 mm große Öffnung ausgelegt. Es hat einen Außendurchmesser von 142 mm und eine Höhe von 22 mm. Es weist einen vergleichsweise schmalen Kragen 4 von 6 mm auf.
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Erfindungsgemäß weist der Kanal 6 längs seiner Kanallänge ein variierendes Kanalprofil 7 auf. Seine Grundform kann als im Wesentlichen umgekehrt U-förmig bezeichnet werden, mit abgerundeten Übergängen zwischen den leicht konisch zulaufenden Kanalwänden und dem Kanalgrund. Die Kanalbreite liegt im Mittel bei 14 mm, seine Höhe bei 21 mm. Bereits in den Mündungsbereichen des Kanals 6 in den Mantelteil 3 ist durch die jeweilige Ausformung eines oberseitig hohlen, die Kanalwände verbindenden Steges 8, welcher im Kanalgrund angesetzt ist und sich über ca. 25% der Kanalhöhe erstreckt, ein von der Grundform abweichendes Kanalprofil ausgebildet. Der Kanal 6 ist durch diese beiden Stege 8 ausgesteift und der Biegewiderstand um die Biegeachse 14 deutlich erhöht.
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Im weiteren Verlauf sind in dem Kanal 6 ca. 11 mm hohe Stapelnocken 10 ausgeformt, wodurch das Kanalprofil 7 eine weitere Variation erfährt. Mehrere Verschlusselemente 1 können für einen platzsparenden Transport in einem durch die Höhe der Stapelnocken 10 festgelegten Stapelabstand ineinander geschachtelt werden. Und der Kanal 6 wird durch die bis in den Kanalgrund reichenden Stapelnocken 10 weiter ausgesteift.
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In einem mittigen Abschnitt ist der Kanal 6 in der Draufsicht konvexförmig zu einem topfförmigen, 44 mm im Durchmesser messenden Dom 9 verbreitert und das Kanalprofil 7 entsprechend variiert. Der Dom 9 bildet von der Griffseite her betrachtet einen Griffknauf, über den sich das vergleichsweise flache Verschlusselement 1 gut greifen und halten lässt. Die in diesem Abschnitt konvex gekrümmte und dadurch ausgesteifte Kanalwand kann eine Verformung, die durch ein Zusammendrücken der Kanalwände am Griffteil 5 eingeleitet wird, über im Bodenteil 2 sickenförmig eingeformte Stege 13 auf die zum Griffteil 5 distalen Abschnitte des Mantelteils 3 übertragen.
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Der Mantelteil 3 ist mit einem ringförmigen Absatz 11 versehen, wodurch das Verschlusselement 1 gegen Einknicken bei Druckbelastung ausgesteift ist. Der ringförmige Absatz 11 bildet den Übergang von einem unteren, leicht konischen Wandabschnitt zu einem oberen, im Wesentlichen steilen Wandabschnitt, über den das Verschlusselement 1 in der zu schützenden Öffnung klemmt.
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Die sternförmig im Bodenteil 2 angeordneten, ca. 3 mm hohen Stege 13 erstrecken sich über den Mantelteil 3 bis in den Kragen 4. In von den Stegen 13 begrenzten und distal zum Griffteil 5 liegenden Sektoren des Mantelteils 3 sind Nocken 12 als radiale Vorsprünge ausgeformt. Diese schnappen hinter etwaige in der zu schützenden Öffnung vorliegende Hinterschneidungen bzw. sorgen für eine definierte Reibkraft, mit der das Verschlusselement 1 in der Öffnung gehalten wird.
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Durch die Betätigung des Griffteils 5 und der damit einhergehenden Verformung des Verschlusselements 1 werden die, vor allem distal zum Griffteil 5 befindlichen, Abschnitte des Mantelteils 3 von der Innenwandung der Öffnung wegbewegt und dementsprechend der Klemm- bzw. Schnappsitz des Verschlusselements 1 in der Öffnung gelöst. Das Verschlusselement 1 kann dann leicht aus der Öffnung entnommen werden. Umgekehrt wird hierdurch auch ein Einsetzen des Verschlusselements 1 in eine zu schützende Öffnung erleichtert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verschlusselement
- 2
- Bodenteil
- 3
- Mantelteil
- 4
- Kragen
- 5
- Griffteil
- 6
- Kanal
- 7
- Kanalprofil
- 8
- Steg
- 9
- Dom
- 10
- Stapelnocken
- 11
- Absatz
- 12
- Nocken
- 13
- Steg
- 14
- Biegeachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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