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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Verpackungen zerbrechlicher Gegenstände und insbesondere auf eine Polsterverpackung für den Transport stoßempfindlicher Produkte.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bestimmte elektronische Produkte, wie z.B. Smartphones und Laptops, reagieren sehr empfindlich auf Stöße und müssen daher beim Versand mit Polstermaterialien geschützt werden. Herkömmliche Materialien, wie Styropor, sind umweltschädlich. Das
US-Patent Nr. 6.520.337 , auf dessen Inhalt hiermit Bezug genommen wird, beschreibt eine einheitliche Produktpolsterverpackung für ein stoßempfindliches Produkt, die aus einem thermogeformten Kunststoffmaterial besteht, das in der Lage ist, einen Stoßschutz in drei zueinander senkrechten Richtungen zu bieten. Das thermogeformte Kunststoffmaterial hat typischerweise eine Anfangsdicke zwischen 0,050 und 0,1 Zoll. Diese Polsterpackung hat eine Polsterstruktur, die einen Artikelaufnahmebereich zur Aufnahme des zu schützenden Artikels begrenzt. Der Artikelaufnahmebereich ist so bemessen, dass er sich eng an den Artikel anschmiegt, um einen Bewegungsdurchgang zu verhindern. Dies funktioniert gut für Artikel gleicher Größe, wie z.B. neu hergestellte Laptops, die zum Verkauf versandt werden.
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Es sind jedoch nicht nur neue Produkte, die versandt werden müssen. Verbraucher müssen häufig gebrauchte Artikel zurückgeben, z.B. an eine Reparaturwerkstatt, oder Ersatzbatterien einbauen lassen. In diesem Fall können die Artikel unterschiedliche Größen haben. So gibt es beispielsweise verschiedene Generationen von iPhones in unterschiedlichen Größen. Zwar kann die stoßempfindliche Verpackung für einen bestimmten Hersteller, der eine große Anzahl von Produkten der gleichen Größe herstellt, angepasst werden, doch ist es nicht praktikabel, dem Verbraucher, der nur eine einmalige Lieferung hat, eine breite Palette von Verpackungsoptionen anzubieten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Polsterpackung bereit, die Schutz für stoßempfindliche Produkte unterschiedlicher Größe bietet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Polsterpackung einheitlicher Konstruktion bereitgestellt, die eine elastische Basis umfasst, die einen Artikelaufnahmebereich zur Aufnahme eines stoßempfindlichen Artikels definiert, wobei der Artikelaufnahmebereich eine Plattform aufweist, auf der der Artikel platziert werden kann; eine Polsterstruktur, die den Artikelaufnahmebereich begrenzt; mindestens eine Anordnung aufrechtstehender, gegenstandshaltender Noppen, die in der Basis ausgebildet sind und mindestens einen Teil des gegenstandsaufnehmenden Bereichs auf der Plattform einnehmen, wobei die gegenstandshaltenden Noppen einen Schnitt aufweisen, der die gegenstandshaltenden Noppen teilweise umgibt, so dass ein Scharnierteil zurückbleibt, der ein Eindrücken der gegenstandshaltenden Noppen in die Basis ermöglicht.
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Die Polsterpackung kann bequem z.B. aus einer HDPE-Folie (Polyethylenfolie hoher Dichte) thermogeformt werden, aber alternativ, und weniger bevorzugt, kann sie auch im Spritzgussverfahren hergestellt werden.
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Es wird davon ausgegangen, dass sich der Verweis auf laterale und vertikale Kräfte auf das Dämpfungspaket bezieht, wenn es flach auf eine horizontale Fläche gelegt wird.
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Die artikelhaltenden Noppen jeder Anordnung können in einer oder mehreren Reihen oder auch versetzt angeordnet sein.
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Nach der Thermoformung können die Schnitte an einer Stanzstation mit Bandstahlschnittwerkzeugen, die die Schnitte ausführen, vorgenommen werden.
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Die Polsterpackung kann mit einem konformen Überzug versehen werden, der auf den Artikel in der Packung drückt. Alternativ, z.B. bei sperrigen Gegenständen, kann der zu schützende Gegenstand zwischen zwei Polsterpackungen eingeklemmt werden, wobei die eine das Spiegelbild der anderen ist und die obere Packung umgedreht wird.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel stellt die Erfindung eine Polsterpackung bereit, die eine elastische Basis von einheitlicher Konstruktion umfasst, die einen Artikelaufnahmebereich zur Aufnahme eines stoßempfindlichen Artikels definiert, wobei der Artikelaufnahmebereich eine Plattform aufweist, auf der der Artikel platziert werden kann; eine Polsterstruktur, die den Artikelaufnahmebereich begrenzt; mindestens eine Anordnung von artikelaufnehmenden Noppen, die mindestens einen Teil des artikelaufnehmenden Bereichs auf der Plattform begrenzen, wobei die artikelaufnehmenden Noppen gegen seitliche Kräfte widerstandsfähig, aber vertikalen Kräften unterworfen sind; und eine elastische Abdeckung, die über der elastischen Basis angebracht werden kann, um vertikalen Druck auf den Artikel auszuüben und die artikelaufnehmenden Noppen, die innerhalb eines Umfangs des Artikels liegen, niederzudrücken.
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Die Noppen können mit Scharnieren versehen werden, so dass sie bei Vorhandensein eines darüber liegenden Artikels nach unten geschwenkt werden können. Die Scharniere sind vorzugsweise senkrecht zu benachbarten Seiten eines im Artikelaufnahmebereich platzierten Gegenstands ausgerichtet, können aber auch parallel angeordnet sein; in diesem Fall können sie auch vorstehende Laschen aufweisen, die sich unter dem Gegenstand erstrecken, um eine Schwenkbewegung nach oben bei Vorhandensein von Seitenkräften zu verhindern.
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Alternativ können die gegenstandshaltenden Noppen so geformt sein, dass sie unter vertikalen Kräften zerdrückbar sind, so dass, wenn ein Gegenstand so in den gegenstandsaufnehmenden Bereich gelegt wird, dass er über den gegenstandshaltenden Noppen liegt, diejenigen innerhalb des Umfangs des Gegenstands zerdrückt werden, wenn der Gegenstand in den gegenstandshaltenden Bereich gedrückt wird.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nun nur beispielhaft anhand der beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben, wobei
- 1 eine Explosionsdarstellung einer Polsterpackung entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung, in der ein kleines Smartphone untergebracht ist;
- 2 eine Explosionszeichnung der Polsterpackung, in der ein größeres Smartphone untergebracht ist;
- 3a und 3b jeweils Seiten- und Draufsichten eines Teils der Plattform, die ein Smartphone zeigen, das durch einen inneren Haltebolzen gehalten wird, sind;
- 4a und 4b Seiten- bzw. Draufsichten eines Teils der Plattform, die ein Smartphone zeigen, das einen ersten Haltebolzen niederdrückt und durch einen zweiten Haltebolzen gehalten wird, sind;
- 5 eine Explosionsdarstellung einer Polsterpackung in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist;
- 6 eine Explosionszeichnung des in 5 gezeigten Polsterpakets mit einem größeren Smartphone ist; und
- 7 eine Explosionsdarstellung eines Paares von Polsterpackungen, die auf einen sperrigen Artikel aufgebracht wurden, ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Das in
1 gezeigte Polsterpaket verwendet ähnliche Prinzipien wie das im
US-Patent Nr. 6.520.337 offengelegte Polsterpaket. In dieser Ausführung hat das Polsterpaket eine Basis
10 mit einer einheitlichen Konstruktion aus einer thermogeformten Folie aus elastischem Kunststoff, die typischerweise eine anfängliche Dicke von 0,02 bis 0,03 Zoll für Smartphones hat. Größere Dicken können für schwerere Gegenstände verwendet werden. Eine konforme Abdeckung
12, die ebenfalls aus einer thermogeformten Folie aus elastischem Kunststoff besteht, kann über der Basis angebracht werden. Die Dicke der Folien kann gewählt werden, um die gewünschte Steifigkeit der Basis
10 und der Abdeckung
12 zu bestimmen. In diesem nicht einschränkenden Beispiel ist das elastische Kunststoffmaterial 0,03" HDPE (Polyethylen hoher Dichte).
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In einer alternativen Ausführung kann die Basis 10 und/oder die Abdeckung 12 im Spritzgussverfahren hergestellt werden.
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Die Basis
10 definiert einen Artikelaufnahmebereich
14, der durch eine Polsterstruktur
16 begrenzt wird. Die Polsterstruktur
16 umfasst die innere Stützwand
20, eine äußere Wand
22 und einen Federübergangsbereich
24, der im Prinzip dem im
US-Patent Nr. 6,520,337 beschriebenen ähnlich sein kann.
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Die Polsterstruktur 16 bietet Dämpfung in X-, Y- und Z-Richtung. Als nicht einschränkendes Beispiel wird angenommen, dass es sich bei dem Artikel um ein Smartphone 18 handelt.
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Der Artikelaufnahmebereich
14 verfügt über eine untere Plattform
26, auf der das Smartphone
18 aufgelegt wird. Im Gegensatz zur Situation, die im
US-Patent Nr. 6.520.337 offenbart ist, kann der Artikelaufnahmebereich
14 wesentlich größer als das Smartphone
18 sein.
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Der Artikelaufnahmebereich umfasst einen im Allgemeinen rechteckigen Eckbereich 28, die einen flachen peripheren Teil 30 mit einer zentralen Vertiefung 32 aufweist. Die optionale zentrale Vertiefung 32 bildet eine Ausbuchtung auf der Unterseite zusätzliche Unterstützung auf der Unterseite, insbesondere für schwerere Gegenstände. Im Allgemeinen wird sie bei einem Smartphone nicht benötigt. In dieser Ausführung wird das Smartphone 18 so platziert, dass es an der inneren Stützwand 20 entlang einer seiner kurzen und langen Seiten jeweils im Eckbereich 28 anstößt.
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Auf der unteren Plattform 26 sind die Anordnungen 34, 36 der aufrechtstehenden Noppen 38 angeordnet. Die erste Anordnung 34 besteht aus mehreren Reihen von Noppen 38, die zur kurzen Seite des Eckbereichs 28 zeigen und leicht zur kurzen Seite des Eckbereichs 28 geneigt sind, und die zweite Anordnung 36 besteht ebenfalls aus Reihen von Noppen 38, die zur langen Seite des Eckbereichs zeigen und leicht zur langen Seite des Eckbereichs geneigt sind. Die Noppen 38 haben im Allgemeinen eine pyramidenstumpfförmige Form.
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Die Noppen 38 widerstehen den seitlichen Kräften in X-Y-Richtung, sind jedoch den vertikalen Kräften unterworfen, um sich nach unten zu biegen, wenn Druck in Z-Richtung ausgeübt wird.
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Um die Ablenkung nach unten zu erleichtern, wird auf der dem Smartphone 18 zugewandten Seite der Noppen 38 ein U-förmiger Schnitt 40 vorgenommen, so dass auf der gegenüberliegenden Seite ein Scharnierteil 42 verbleibt. Dies kann in der Tiefziehmaschine oder später in einer Stanzstation unter Verwendung von Bandstahlschnittwerkzeugen erfolgen. Der U-förmige Schnitt 40 definiert eine Lasche 44.
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In der in 1 gezeigten Ausführung ist das Smartphone 18 so bemessen, dass es in den Eckbereich 28 passt, wobei es auf zwei Seiten an die innere Stützwand 20 und auf den beiden anderen Seiten an die innersten Reihen der Anordnungen 34, 36 stößt. In diesem Fall bieten die innersten Reihen der Noppen 38 Widerstand gegen seitliche Kräfte und halten das Smartphone 18 fest an seinem Platz.
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Die konforme Abdeckung 12, die eine vertiefte zentrale Region 46 aufweist, wird dann fest über der Basis 10 angebracht. Die Ausbuchtungen 46 definieren Aussparungen auf der Unterseite der Abdeckung, die die freiliegenden Noppen 38 aufnehmen, so dass die Unterseite des eingedrückten Bereichs der Abdeckung 10 fest gegen das Smartphone 18 gedrückt werden kann, um es in vertikaler Richtung zu halten. Das Polsterpaket bietet dann eine gute Dämpfung gegen Stöße in allen drei Dimensionen.
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In der in 2 dargestellten Ausführungsform ist das Smartphone 18 größer als der Eckbereich 28. Wenn das Smartphone 18, wie in der gestrichelten Kontur als 18a dargestellt, im Eckbereich 28 platziert wird, werden die innersten Noppen 38a, 38b, die innerhalb des Umfangs des Smartphones 18 und daher unterhalb des Smartphones 18 liegen, nach unten in die Plattform 26 eingedrückt, so dass das Smartphone 18 genau auf die Plattform 26 passt, die durch die verbleibenden aufrechten Noppen 38c, 38d, die außerhalb des Umfangs des Smartphones 18 liegen, begrenzt wird. Die aufrechten Noppen 38c, 38d dienen dazu, das Smartphone 18 gegen seitliche Bewegungen zu sichern.
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Es wird sich zeigen, dass auf diese Weise Smartphones unterschiedlicher Größe untergebracht werden können. Ein noch größeres Smartphone kann den gesamten Artikelaufnahmebereich 14 einnehmen. In diesem Fall werden alle Noppen 38 in die Plattform 26 eingedrückt und das Smartphone 18 wird auf allen Seiten von der inneren Stützwand 20 gehalten.
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Wie in der Ausführungsform von 1 wird nach dem Aufsetzen des Smartphone 18 die konforme Abdeckung 12 fest über der Basis 10 angebracht, um das Smartphone 18 in vertikaler Richtung zu halten.
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Es ist vorteilhaft, die Noppenreihen nur an zwei Seiten des Smartphone 18 anzuordnen, weil dann die Innen- oder Stützwand 20 an zwei Seiten voll ausgenutzt werden kann, aber es wird verstanden, dass alternativ die Noppenreihen 38 das Smartphone 18 vollständig umschließen könnten, in welchem Fall ein Smartphone 18, das kleiner als der Artikelaufnahmebereich ist, von den Noppen 38 an allen vier Seiten gehalten würde.
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3a und 3b zeigen ein Paar Noppen 38 im Detail. Sie haben im Allgemeinen die Form eines leicht nach vorne geneigten Pyramidenstumpfes. Eine Linie von Perforationen 50 erstreckt sich entlang der Hinterkante der Noppen 38 im Scharnierbereich 42, um das Einbiegen des Noppens in die Plattform 26 weiter zu erleichtern. Es wird daraufhingewiesen, dass der U-förmige Schnitt die Lasche 44 definiert.
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Wie in 3a dargestellt, übt die Kante eines Smartphones 18, wenn sie eine seitliche Kraft Fx auf den Noppen 38 ausübt, eine Reaktion für Rx in entgegengesetzter Richtung aus, um das Smartphone 18 an seinem Platz zu arretieren. Das Smartphone übt auch eine nach unten gerichtete Kraft Fz auf die Lasche 44 aus, die verhindert, dass die seitliche Kraft Fx den Zapfen um das Scharnier 42 nach hinten schwenkt.
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Die 4a und 4b zeigen, was mit einem Noppen 38a geschieht, der durch das Smartphone 18 niedergedrückt wird. Der Noppen 38a schwenkt um das Scharnier 50 nach unten, so dass Platz für das Smartphone 18 bleibt, um vom verbleibenden Noppen 38c fest an seinem Platz gehalten zu werden. In den 4a und 4b ist der Noppen 38a unter dem Smartphone 18 unterhalb der Ebene der Plattform 26 eingedrückt zu sehen.
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Es wird verstanden, dass das Polsterpaket nicht nur auf rechteckige Artikel anwendbar ist. In diesem Fall würden die Reihen in Formationen angeordnet, um andere geometrische Formen, wie Kreise oder Polygone, abzudecken.
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Die beispielhafte Polsterpackung wurde in Verbindung mit der konformen Abdeckung
12 dargestellt. Bei bestimmten Anwendungen kann auf die Hülle verzichtet werden, z.B. wenn mehr als ein Artikel in einer Reihe von gestapelten Polsterpackungen verschickt wird oder wenn die Packung in einen Außenbehälter gelegt wird, wie es z.B. im
US-Patent Nr. 6,520,337 dargestellt ist.
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In der in 5 gezeigten Ausführung befinden sich die Anordnungen 34, 36 auf der Basis 10 in ähnlicher Weise wie in den 1 und 2, aber die Noppen 38 sind seitlich zu den Kanten des Smartphones 18 ausgerichtet. Beispielsweise ist eine Scharnierlinie 42a des Noppen 38e senkrecht zur Kante 18a des Smartphone 18 ausgerichtet, und das geschlossene Ende des U-förmigen Schnitts 40a zeigt nach rechts in Richtung des Pfeils A in 5, so dass der Noppen 38e um die in X-Richtung verlaufende Scharnierlinie 42a nach unten schwenkt.
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In ähnlicher Weise verläuft die Scharnierlinie 42b des Noppen 38f in Y-Richtung und das geschlossene Ende des U-förmigen Schnitts 40b endet in Richtung des Pfeils B, so dass der Noppen 38f nach unten in Richtung des Pfeils B schwenkt.
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Die Noppen 38 haben eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige Pyramidenform mit flachen Flächen 39, die dem Smartphone 18 zugewandt sind, wenn es sich in dem Artikelaufnahmebereich 14 befindet.
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Die Noppen 38 jedes der jeweiligen Anordnungen 34, 36 sind in der gleichen Richtung orientiert, d.h. alle Noppen 38 der Anordnung 34 sind in einer Richtung und die Noppen 38 der Anordnung 36 in einer zweiten, zur ersten senkrechten Richtung orientiert. Sie können in Reihen oder versetzt angeordnet sein.
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In dieser Ausführungsform wird der Eckbereich 28 durch einen flachen Bereich 70 mit einer Ausdehnung 70a definiert.
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In dem in 5 gezeigten Fall passt das Smartphone 18 in den Eckbereich 28, ohne dass irgendwelche Noppen 38 gedrückt werden müssen. Es hat sich herausgestellt, dass eine Ausrichtung der Noppen 38 mit den Scharnierachsen 40 senkrecht zu den benachbarten Seiten 18a, 18b des Smartphone 18 eine noch bessere Stoßfestigkeit bieten kann, als dies bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführung der Fall ist. In einem Test wurde z.B. ein iPhone 5 aus einer Höhe von 48 Zoll ohne Schaden auf einen harten Boden fallen gelassen. Auch die in 1 gezeigten Laschen sind bei dieser Ausrichtung der Noppen 38 nicht mehr erforderlich, da die vom Smartphone auf die Noppen 38 ausgeübten Seitenkräfte nicht in einer Richtung wirken, die dazu neigt, diese um die Scharniere 42 zu schwenken.
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In dieser Ausführung passt die Abdeckung 12 eng über die Basis 10, aber anstatt völlig konform mit Aussparungen zu sein, die die Noppen 38 der Basis aufnehmen, hat die Abdeckung 12 Noppen 72, die nach einem ähnlichen Prinzip wie die Noppen 38 funktionieren, die jedoch in Bezug auf die Noppen 38 versetzt oder verschachtelt sind, wenn der Deckel auf die Basis gesetzt wird. Bei getesteten Mustern, bei denen die oberen und unteren Noppen ein verflochtenes Netz bilden, hat sich gezeigt, dass diese Anordnung einen noch größeren Widerstand gegen seitliche Bewegungen bietet.
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In dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel, da das Smartphone 18 in den Eckbereich 28 und die entsprechende Region 70a in der Abdeckung 12 passt, werden keine Noppen eingedrückt.
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In dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Smartphone 18 etwas größer als der Bereich 70, und die Noppen 38g und 38h sind eingedrückt, so dass die Noppen 38e und 38f aufrecht stehen.
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Ebenfalls auf der Abdeckung 12 sind die Noppen 72e und 72f eingedrückt, so dass die Noppen 72g, 72h aufrecht stehen. Es ist zu sehen, dass die Abdeckung 12 in 6 umgekehrt dargestellt ist, so dass die Noppen 38, die vom Smartphone 18 im Artikelaufnahmebereich 14 eingedrückt werden, als aufrecht stehend erscheinen und umgekehrt.
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Wenn das Smartphone den Artikelaufnahmebereich 14 vollständig belegt, dann werden alle Noppen 38, 72 sowohl in der Basis 10 als auch in der Abdeckung 12 eingedrückt.
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Bei anderen Anwendungen können die Polsterpackungen im umgekehrten Verhältnis als Endverpackungen auf sperrigere Gegenstände aufgebracht werden. Eine solche Anordnung ist in 7 dargestellt. In diesem Fall handelt es sich bei dem zu versendenden Artikel um einen sperrigen Artikel 118. Er befindet sich zwischen zwei Packungen 10, 110, wobei die Packung 110 ein Spiegelbild der Packung 10 ist und umgedreht wird, damit sie auf die Oberseite des Artikels 118 passt.
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In den abgebildeten bevorzugten Ausführungsformen sind die Bolzen 18 relativ steif und lassen sich durch den Druck des Smartphones 18 oder eines anderen Artikels leicht um das Scharnier 50 in den Raum unterhalb der Plattform 26 schwenken. In einer alternativen Ausführung könnten die Noppen 38 anstelle der Scharniere 50 und der Schnitte 40 so weit geschwächt werden, dass sie durch Druck nach unten (oder nach oben im Falle des Deckels) unter dem Smartphone gequetscht werden und das Smartphone von den übrigen Bolzen gehalten wird. Allerdings kann es sein, dass diese Ausführungsform nicht den gleichen Grad an seitlichem Halt bietet.
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Die Polsterverpackung ist besonders nützlich für Verbraucher, die stoßempfindliche Artikel zur Zustellung zurücksenden möchten, da eine einzige Verpackung eine wirksame Polsterung für eine breite Palette von Artikeln unterschiedlicher Form und Größe bieten kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6520337 [0002, 0015, 0017, 0019, 0034]
