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Versohlußklemme.
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Die Erfindung bezieht sich/auf eine Vorriohtung zur Anbringung einer
deformierbaren Verschlu#klemme, um das Offnungsende eines flexiblen Behälters, wie
beispielsweise einer Wursthülle, eines Kunststffbehälters und dergleichen. Insbesondere
bezieht sioh die Erfindung auf eine im allgemeinen U-förmige verformbare Verschlu#klemme,
die um den Halsabsohnitt eines flexiblen Behälters herumgelegt werden kann, um eine
luftdiohte Abdichtung zu erzeugen, wie sie beispielsweise erforderlich ist, wenn
dieser BehElter evakuiert wird, um das Produkt unter einem Vakuum in diesem BehUlter
zu halten.
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Beim
Beim Verpaoken von vakuumverpaokten Produkten,
wie beispielsweise Fleisch, Käse, Geflügel und dergleichen ist es wesentlioh, daß
eine vollständige Diohtung angebracht wird, damit das Produkt nicht duroh das Einsikkern
von Luft in diesen Behälter hinein verdorben werden kann. Es wurden bereits zahlreiche
Versuohe unternommen, um die Verschlußeinriohtungen und die Versohlußklemmen zu
verbessern, um optimale Ergebnisse zu erzielen, Der größte Fortschritt wurde duroh
die Verwendung einer sogenannten Einschnürungsklammer gemacht, die praktisoh aus
einer U-formigen Klammer besteht, die um das Offnungsende oder den Hals des Behälters
herum deformiert wird, und zwar derart, daß die gegendberliegenden Sohenkel der
Klammer einander während der Verformung überkreuzen und dann dioht nebeneinander
zu liegen kommen.
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In solchen Fällen, in denen eine ausgedehnte Lagerzeit eines hermetisoh
abgediohteten Produktes nicht wesentlioh ist, war es bisher üblich, Klemmen zu verwenden,
deren Enden stumpf aneinander liegen. Derartige Klemmen bestehen üblicherweise aus
einem breiten, flachen Material und sind ebonfalls im allgemeinen U-förmig ausgebildet,
und wenn man diese Klemmen an dem su verschließenden Gegenstand anlegt, so werden
die beiden Schenkel der Kiemen gegeneinander umgebogen, und zwar derart,
derart,
da# diese gegenuberliegenden Sohenkel sich berühren. Derartige flache Klemmen sind
keinesfalls wirksam, um einen luftdiohten Verschluß zu erzeugen und derartige Klemmen
wurden lediglioh verwendet, um den Behälter abzusohließen.
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Bei der Herstellung einer luftdichten Verpackung ist es von großer
Bedeutung, außerordentlioh starke, radial nach innen gerichtete Kompressionskrafter
auf das Material des Behälterendes auszuüben, um einen Leck-oder Sickerfluß auszuschließen.
Dies gilt insbesondere ur den Fall von erpackungsbeuteln oder von anderen Behältern,
die aus modernen, festen, elaetisohen Kunststoffen hergestellt sind. Wenn eine Klemme
aufgebracht wird, um den Halsabschnitt eines Behälters zu verschließen, der aus
einem verhältnismä#ig leioht reiß-oder pre#baren Material hergestellt ist, wie beispielsweise
aus Zellulose, führt die Aufbringung von hohen, radial nach innen gerichteten Druoken
in vielen Fällen dazu, daß das Material zerbricht und abgesohlossen wird, und danaoh
ist der BehUlter für den gedachten Zweck nioht mehr geeignet.
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Dieses hier beschriebene Zerbrechen ist teilweise darauf zurückzuführen,
daß ein Draht mit rundem Querschnitt bisher im allgemeinen verwendet wurde, um die
sioh
sioh überkreuzenden Klemmen herzustellen. In diesem Zusammenhang
sei bemerkt, da# das innere Element einer U-förmigen Klemme, die aus einem Draht
mit kreisförmigem Querschnitt besteht, eine U-förmige Linie bildet, welohe das Material
zuerst berührt, wenn die Klemme zu einer geschlossenen Schleife deformiert wird,
die den Hals-oder MUndungsabschnitt des Behältere umgibt. Die Tatsaohe, daß das
Material des BehWlters außerordentlioh flexibel ist, legt die Vermutung nahe, daß
der spezielle Quersohnitt des Drahtes, aus dem die Klemme hergestellt ist, nicht
von besonderer Bedeutung. ist.
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Es wurde jedooh gefunden, da3 eine erhebliche Verminerung des Einheitsdruckes
auf das Material daduroh erreioht werden kann, da# die innere Seite der U-förmigen
Klemme flach gestaltet wird, anstatt da# diese innere Seite halbkreisförmig ausgebildet
ist, wie es bei Klemmen der Fall ist, die aus einem Draht bestehen, der einen kreisförmigen
Quersohnitt hat.
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Es wurde ferner gefunden, da# der Abdichtungseffekt einer Klemme proportional
zur Breite der Klemme sowie proportional zu dem radial naoh innen geriohteten Druok
ist, den die Klemme selbst ausübt. Flache, nicht dioht abschlie#ende Klemmen sind
üblicherweise verhältnismßig breit. Es wurde jedoch bisher nooh nicht erfolgreich
der Verouch gemacht, derartige Klemmen in ausreichender
reichender
Weise fest anzuziehen, um ein vakuumverpacktes Gut vakuumdicht abzuschließen, und
zwar insbesondere, wenn eine Klemmengroße verwendet wurde, um unterschiedliche Mengen
von Materialien zu verschließen.
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Der Querschnittsmodul derartiger flacher Klemmen. reicht üblicherweise
auch nicht aus, um dem nach außen geriohteten Druck des Materials zu widerstehen,
der die Neigung hat, die Dichtung zu offnen.
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Es ist ein Hauptziel der Erfindung, eine neue Klemme zu schaffen,
die von selbst aus dazu neigt, einen ausreichenden Abdichtungsdruck um den Halsabschnitt
eines flexiblen Behälters auszuüben und die viel weniger als die bisher bekannten
Klemmen zu Materialfehlern neigt, wenn auf diese Materialien hohe Drucke ausgeübt
werden.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten
Klemme zur Verwendung entweder bei einem nicht abgedichteten oder bei einem luftdichten
Versohluß, wobei die Klemme aus einem Draht hergestellt ist, der einen Querschnitt
hat, der den meisten praktischen Erforderungen angepaßt ist, die bei den vorhandenen
und auftretenden Einriohtungen gestellt werden.
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Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, eine neue Abdichtungsklemme zu
sohaffen, die einen besseren luftdichten Absohluß
Absohluß herstellen
kann, als es bisher möglioh war, ohne. daß daduroh die Herstellungskosten der Klemme
wesentlioh erhöht werden, Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung sollen in der
L folgenden Beschreibung unter gezugnahme auf die Figuren der Zeiohnung dargelegt
werden. Es zeigen : Fig. 1 eine schematisohe Seitenansioht einer erfindungagemäßen
Klemme in einem Stempel-und Gesenkwerkzeug, und zwar in der Betriebslage, in der
die Schenkel der Klemme naoh innen aufeinander zu deformiert werden, Fig. 2 eine
stark vergrODerte Schnittansioht einer Ausführungsform einer Klemme, Fig. 3 eine
Sohnittansicht einer weiteren Auaführungsform einer Klemme, Fig. 4 eine der Fig.
3 entsprechende Sohnittansioht, wobei ein abgeändertes Ausführungsbeispiel dargestellt
ist, Fig. 5 eine Schnittansicht eines Öffnungsverschlusses eines abgedichteten Behälters,
wobei eine um diesen Verschlu# herum deformlerte Klemme dargestellt ist und Fig.
6 eine Seitenansioht einer Wursthülle, bei der die in Fig. 3 dargestellte Klemme
verwendet wird.
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Die
Die Klemme 10 kann mittels eines Stapels B gegen
ein Gesenk A gedrUckt werden, um die Klemme um den Halsabschnitt C eines zu versohließenden
BehWlters herum zu biegen. Es sei nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Die nicht verformte
Klemme 10 weist ein Paar gegenüberliegende Schenkel li und 12 auf, die mittels eines
Steges 13 verbunden sind, wobei gekrümmte Verbindungsstellen 14 und 15 vorgesehen
sind. Die Schenkel 11 und 12 sind gerade und können vorzugsweise als parallel bezeiohnet
werden, mit der Ausnahme, daß diese Schenkel an ihren freien Enden sich etwas naoh
außen zu verbreitern, um die ZufUhrung der Klemmen longs einer nicht dargestellten
Förderbahn zu vereinfachen. Der Stegabschnitt 13 ist gerade und kann als senkrecht
zu den Achsen der Schenkel 11 und 12 verlaufend betrachtet werden. Die Verbindungsstellen
l4und 15 haben einen verhältnismäßig scharfen Radius, jedoch einen derartigen, der
derart gro# ist, daß der Draht während des Umbiegens zur Herstellung der Klemme
nicht wesentlich an diesen Stellen beschädigt wird. Die Klemme kann aus verschiedenen
Materialien einschließlich Stahl und Aluminium bestehen, und es ist bevorzugt, die
Klemme mittels eines Kaltbearbeitungswerkganges in die in Fig. 1 dargestellte Form
zu bringen. Der Quersohnitt der Klemme, der in Fig. 2 dargestellt ist, weist im
allgemeinen eine Dreieokform mit abgerundeten Eoken auf und der Querschnitt
sohnitt
ist über die gesamte Lange der Klemme gleichförmig. Die Quersohnittskontur der Klemme
ist derart, daß eine verhältnismäßig breite Seite 20 dem Material, welches zusamengedrUckt
und abgedichtet wird, gegenüberliegt. Die restlichen Seiten 21 und 22 kovergieren
von der inneren Seite 20 aus. Es ist klar, da# die außerordentlioh hohen lokalisierten
Spannungen, die bei der Verwendung einer Klemme mit kreisförmigem Quervorhanden
sind schnitt/, bei dieser Klemme nicht auftreten, und da# die Einspann-oder Einklemmkräfte
über die gesamte Breite W der Klemme verteilt werden. Wie dargelegt, ist nicht nur
die flache Seite 20 aus Gränden der Herabsetzung der örtlichen Spannungen wunschenswert,
sondern es wird hierduch auoh die Breite der inneren Seite longs des Halsabsohnittes
der Verpackung vergrößert und hierduroh wird der Abdiohtungseffekt vergrößert, und
es wird die Möglichkeit verhindert, daß duroh LeokstrUme in den Behälter Luft eintritt
oder da# der BehWlter selbet nach au#en leck wird.
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Als Beispiel wurde gefunden, da# bei einer Klemme, die den in Fig.
2 dargestellten Querschnitt aufweist, die Breite W etwa gleich 0, 1 Zoll ist und
die Tiefe des Abschnittes D etwa gleioh 0, 1 Zoll ist und da# bei diesen Abmessungen
eine verbesserte Versohluß-und Abdiohtwirkung gegenüber Klommen mit rundem Quersohnitt
erzeugt werden, die einen Durohmesser von0, 07 Zoll und einen äquivalenten Sektionsmodul
haben.
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Ein
Ein weiteres wesentliches Merkmal der in Fig.
2 dargestellten Klemme ist darin zu sehen, da# die Einheitsspannungsfestigkeit nicht
so gro# ist wie bei einer Klemme mit kreisförmigem Querschnitt, da die deformierte
Klemme tatsächlich ein gebogener Teil (Fig. 5) ist, und ein derartiger gebogener
Teil weist eine grö-#ere Materialmenge in der Nähe des Krümmungsmittelpunktes auf
als an einer Stelle, die weiter weg von der Mitte liegt. Aus diesen Gründen werden
übermäßige Spannungen und Verbiegungen der Materialfasern auf alle Fälle verhindert.
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Ein weiterer Vorteil des in Fig. 2 dargestellten Querschnittes besteht
darin, da3 die Klemme leichter beim FUrdern längs eines Fbrderkanals der VersohluBvorrichtung
überwacht werden und geführt werden kann, als eine Klemme mit einem kreisförmigen
Quersohnitt.
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Die Festigkeit der Klemme kann erhdht werden, und bestimmte zusätzliche
Vorteile können duroh die bevorzugte Ausführungsform des Quersohnittes erreicht
werden, die in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Fall ist der Querschnitt 10' ein
trapezförmiger Querschnitt, wobei die Breite der sohmaleren Seite 23 wenigstens
die HWlÇte der maximale Breite W der Innenseite 24 betragt, wobei diese Innenseite
24 sich gegen das Material
Material anlegt, welches abgedichtet
oder verschlossen werden soll. Die Tiefe D des Querschnittes entspricht im wesentlichen
der Breite W. Es sei bemerkt, daß der Quersohnittsmodul des trapezförmigen Quersohnittes
beträchtlich großer ist als der Schnittmodul des dreieckförmigen Querschnittes und
daß dieser tatsächlich mehr als das Doppelte so gro# ist. Aus diesem Grund ist der
Widerstand der geschlossenen Klemme gegen ein Öffnen unter einem radial nach außen
gerichteten Druck des deformierten Materials des Behälters wesentlich grö#er als
der entspreohende Widerstand einer Klemme mit einem kreisförmigen Querschnitt, die
eine entspreohende Querschnittsfläche hat.
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Als Beispiel sei angeführt, da#, wenn die Breite W und die Tiefe oder
Dicke D etwa gleich 0,1 Zoll sind, der Flächenmodul um die neutrale Aohse des in
Fig. 3 dargestellten Querschnittes grö#er ist ale der enteprechende Fldohonmodul
eines kreisfdrmigen Quersohnitts mit einem Durchmesser von 0,1 Zoll. Es sei bemerkt,
daß der allgemeine Vergleioh der Widerstände gegen eine Verbiegung einer t-rapezförmigen
Klemme und einer runden Kieme in etwa gleich bleibt, und zwar auoh dann, wenn die
neutrale Aohee zur inneren Seite 24 hin verlegt wird, wie es der Fall ist, wenn
die umgebogene
bogone Klemme, die in Fig. 5 dargestellt ist, als
eine derartig verbogene Klemme betrachtet wird.
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Wie im Fall der dreieckförmigen Klemme, die in Fig. 2 dargestellt
ist, weist die trapezförmige Klemme, die Fig. 3 gezeigt ist, den Vorteil auf, da#
sie beim Fördern längs des Förderkanals in der Förderbahn leicht beherrscht und
geführt werden kann. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die konvergierenden
Seiten 25, 26 der Klemme flache Oberflächen darstellen, die von komplementär geformten
inneren Seiten einer Zuführungsbahn erfaßt werden können. Es ist deshalb nicht erforderlich,
die Klemme während der Zuführung längs der äußren Seite 23 zu erfassen, und diese
Seite steht zur Verfügung, um irgendeine Bezeichnung auf dieser Klemme anzubringen,
um beispielsweise die Anlagen, in welchen das Produkt hergestellt ist, zu zu kennzeichnen.
Da die andere Seite 23 nicht den Führungskanal beruhren muß, besteht keine Möglichkeit,
da# die aufgedruckten Zeichen verschmiert werden oder während der Verformung auf
andere Weise beschädigt oder zerstört werden.
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Die erfindungsgemäße Klemme weist den Vorteil auf, da# sie auf den
Außenseiten eine flache Oberfläche hat, so da# ein Klebband zum Zusammenheften mehrerer
Klemmen verwendet
verwendet werden kann, welches dann mit einer
grdßeren Oberfläche in Verbindung steht als in dem Fall, in dem die-Klemmen kreisfbrmige
Quersohnitte haben.
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Bei einigen Materialien wurde gefunden, da# eine Erhöhung der Abdiohtungswirkung
dadurch erzielt werden kann, daß eine verhältnismäßig kleine Nut longs der Innenseite
der Klemme vorgesehen wird, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem Fall ist
die Klemme iß"im wesentlichen die gleiche, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, mit
der Ausnahme, daß das Material der Klemme eine flache, in Ldngsrichtung sich erstreckende
Nut 27 an der Innenseite 28 aufweist. Wenn man ein außerordentlich elastisches Material
verwendet, wurde gefunden, daB sehr hohe Verformkrafte freigegeben werden kUnnen,
ohne da# die Dichtung beeinflußt wird, und zwar duroh den Einbau der Nut 27.
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Die Verwendung der im vorstehenden besohriebenen Klemme zur Abdiohtung
eines unter Vakuum stehenden BehWlters wurde beschrieben, da hier die größten Probleme
auftreten. Es sei jedoch bemerkt, daß die Klemme ebenfalls fUr andere Zwecke verwendbar
ist. Beispielsweise ist in vielen Fällen der Bohdlter einem Innendruok statt einem
Vakuum ausgesetzt. In diesen Fällen ist der verbesserte Widerstand der Klemme, sioh
unter der Einwirkuns
kung des Innendruckes am Halsabschnitt des
Behälters zu offnen, ebenfalls sehr vorteilhaft. In den Fällen, in denen das Gewicht
des Inhalts auf die Klemme übertragen wird, wenn z.B. das Produkt aufgehängt wird,
so ist der Widerstand der Klemme, längs des Behälterhalses zu gleiten, außerordentlich
hoch. Wie im vorstehenden ausgeführt, ist die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform
in dem zuletzt genannten Fall außerordentlich vorteilhaft.
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Es wurden spezielle Ausfiilirungsformen der Erfindung dargestellt
und beschrieben, und es sei bemerkt, daB die Erfindung nioht auf diese Ausführungsformen
besohränkt ist.
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Patent an s p r ü c h e