DE19700692A1 - Verschlußklammer für Beutel und Schläuche sowie Matrize für ihre Verarbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aus einem Drahtabschnitt bestehende Verschlußklammer für Beutel, Folienschläuche oder dgl., mit einem vorgebogenen Klammerboden und zwei an diesen beidseitig anschließenden Klammerschenkeln. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Drahtabschnitt für die Verschlußklammer sowie auf eine zwei Gleitrillen aufweisende Matrize zum Verschließen der Verschlußklammer.

Einfache, aus einem Drahtabschnitt bestehende Verschlußklammern können dadurch hergestellt werden, daß ein endloser Draht einer Verschließmaschine zugeführt wird, von dem Draht in der Verschließmaschine ein Abschnitt abgetrennt wird und der Drahtabschnitt schließlich beispielsweise um einen zu verschließenden Beutelzopf herumgebogen wird. Es ist ebenfalls bekannt, einer Verschließmaschine nicht endlosen Draht, sondern bereits getrennte Drahtabschnitte zuzuführen. Die Drahtabschnitte können dabei gerade sein oder U-förmig vorgeformt. Zur Magazinierung werden diese Drahtabschnitte in der Regel nebeneinander an einem Trägerband befestigt, so daß sie einen Magazinstrang bilden. Der Vorteil solcher aus einem Drahtabschnitt gebildeter Verschlußklammern liegt in der einfachen Herstellung dieser Verschlußklammern. Die Dichtigkeit der mit den bekannten, aus einem Drahtabschnitt bestehenden Verschlußklammern erzielbaren Verschlüsse läßt dagegen zu wünschen übrig.

Als Werkzeug zum Verschließen der genannten Verschlußklammern dienen üblicherweise Verschließmaschinen, die einen Stempel und eine Matrize aufweisen. Die U-förmig vorgebogene Verschlußklammer wird zunächst aus einem Magazin von dem Stempel übernommen und verdrehsicher geführt. Anschließend werden Stempel und Matrize aufeinanderzu bewegt. Während dieser Bewegung umfaßt die Verschlußklammer das zu einem Zopf geraffte Verpackungsmaterial. Alsdann erreichen die freien Enden der Schenkel der Verschlußklammer die Matrize zuerst und werden im Laufe der weiteren Bewegung von Gleitrillen in der Matrize geführt. Dabei werden die Schenkel der Verschlußklammer plastisch verformt, so daß sich schließlich eine mehr oder weniger kreisförmig geschlossene Verschlußklammer ergibt.

Bekannt sind Matrizen, welche zwei parallel zueinander angeordnete, halbkreisförmi­ ge Gleitrillen aufweisen. Die Hauptebene der beiden Gleitrillen ist gegenüber der Hauptebene der Verschlußklammer etwas geneigt, so daß jede Gleitrille einen Einlaufpunkt besitzt, der in der Hauptebene der Verschlußklammer liegt. Als Hauptebene wird dabei jeweils die Ebene bezeichnet, in der die Mittellinie einer Gleitrille bzw. der Verschlußklammer verläuft. Wird die von einem Stempel geführte Verschlußklammer zum Verschließen gegen die Matrize bewegt, tritt jedes der freien Schenkelenden an einem jeweiligen Einlaufpunkt in jeweils eine der Gleitrillen ein und wird von dieser auf einer durch die Neigung der Gleitrillen bedingten Helixbahn geführt. Dadurch gleiten die beiden freien Enden der Verschlußklammer beim Verschließen aneinander vorbei, so daß sie sich nach dem Verschließen seitlich überlappen und parallel aneinander anliegen.

Es ist die dieser Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine aus einem Draht­ abschnitt bestehende Verschlußklammer anzugeben, mit der sich dichtere Verschlüsse erzielen lassen als mit den bisher bekannten Verschlußklammern.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einer Verschlußklammer der eingangs genannten Art, die sich dadurch auszeichnet, daß die beiden Klammer­ schenkel sich von ihren klammerbodenseitigen Enden zu ihren freien Enden hin stetig verjüngen. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich eine Verschluß­ klammer aus einem Draht mit einem gleichmäßigen Querschnitt beim Verschließen immer im Bereich der Bogenabschnitte zwischen den Schenkeln und dem Klammerboden besonders stark biegt, weil dort die Biegebeanspruchung am größten ist. Daher nehmen aus einem Drahtabschnitt gleichmäßigen Querschnitts bestehenden Verschlußklammern niemals die für dichte Verschlüsse ideale Kreisform an. Aufgrund des sich zu den Schenkel hin verjüngenden Drahtquer­ schnitts der erfindungsgemäßen Verschlußklammer ist bei ihr die Biegebean­ spruchung sehr viel gleichmäßiger auf die gesamte Länge der Schenke verteilt, so daß die Verschlußklammer beim Verschließen annähernd die ideale Kreisform annimmt.

Vorzugsweise haben der Klammerboden und die Klammerschenkel der Verschluß­ klammer einen runden Querschnitt. Eine solche Verschlußklammer kann auf einfache und kostengünstige Weise aus einem Stück Runddraht hergestellt werden, der teilweise verstreckt wird, so daß sich die verjüngenden Schenkel ergeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Verschlußklammer ist der Klammerbo­ den kreisbogenförmig vorgeformt. Die kreisbogenförmige Vorformung des Klammerbodens unterstützt die Annäherung der Verschlußklammer an die ideale Kreisgestalt beim Verschließen.

Weiterhin wird eine Verschlußklammer bevorzugt, welche am Außenradius des Klammerbodens einen Ansatz aufweist. Mit Hilfe eines solchen Ansatzes kann die Verschlußklammer beim Verschließen verdrehsicher im Stempel geführt werden.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht auch in einem Drahtabschnitt für die erfindungsgemäßen Verschlußklammern, welche sich dadurch auszeichnet, daß sich der Drahtabschnitt zu seinen beiden Enden hin stetig verjüngt. Ein solcher Drahtabschnitt löst die erfindungsgemäße Aufgabe ins­ besondere in Verbindung mit solchen Maschinen, denen gerade, nicht vorgebogene Drahtabschnitte zugeführt werden. In diesem Fall werden die einzelnen Draht­ abschnitte erst in der Verschließmaschine U-förmig vorgebogen (DE 41 20 440).

Im Falle eines geraden Drahtabschnitts ist es besonders vorteilhaft, wenn der Querschnitt des Drahtabschnitts von der Mitte des Drahtabschnitts zu seinen beiden Enden hin stetig abnimmt, so daß sich der Drahtabschnitt bereits im Bereich seines späteren Klammerbodens zu beiden Seiten hin verjüngt. Auf diese Weise wird der Drahtabschnitt im Bereich des Klammerbodens bereits beim Vorformen gleichmäßig auf Biegung beansprucht und nimmt daher leicht eine kreisbogenförmige Gestalt an.

Zur Lösung der Aufgabe trägt erfindungsgemäß auch eine Matrize der eingangs genannten Art bei, deren zwei Gleitrillen sich ausgehend von je einem Einlaufpunkt konisch verengen. Eine solche Matrize bringt den Vorteil mit sich, daß die sich verjüngenden Klammerschenkel der erfindungsgemäßen Verschlußklammer beim Verschließen dichter aneinander geführt werden als mit herkömmlichen Matrizen. Außerdem kann die Matrize schmaler ausgeführt werden, so daß für die Matrize nur ein kleinerer Raum in der Verschließmaschine vorgesehen werden muß. Mit der erfindungsgemäßen Matrize geschlossene Verschlußklammern beanspruchen auf der zum Zopf zusamengerafften Verpackungshülle weniger Platz, so daß weniger Verpackungshüllenmaterial für das Verschließen benötigt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Matrize ist die Matrize derart ausgebildet, daß die Krümmungsmittelpunkte der Gleitrillen spiegelbildlich gegenüber dem Mittelpunkt der Ausnehmung versetzt und ihre parallelen Achsen gegen die Achse der Ausnehmung schwächer geneigt sind als die Achse der Rippe. Dies hat zur Folge, daß die verjüngten Enden der Klammerschenkel beim Verschließen fester gegen die zum Zopf zusammengeraffte Verpackungshülle sowie seitlich aneinander gedrückt werden.

Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der Zeichnungen erläutert werden. Diese zeigen:

Fig. 1 eine Verschlußklammer gemäß der Erfindung mit sich verjüngenden Schenkeln und rundem Querschnitt;

Fig. 2 eine Abwandlung der Verschlußklammer aus Fig. 1 mit einem kreisbogen­ förmigen Klammerboden mit Ansatz;

Fig. 3 einen Drahtabschnitt für die Verschlußklammern aus Fig. 1 und 2;

Fig. 4 eine Variante des Drahtabschnitts aus Fig. 3;

Fig. 5a bis c verschiedene Ansichten bzw. Teilschnitte einer bekannten Matrize zum Verschließen der Verschlußklammern aus Fig. 1 und 2;

Fig. 6 eine geschlossene Verschlußklammer nach den Stand der Technik in Seitenansicht (und Draufsicht);

Fig. 7a und b eine neue Matrize in Draufsicht und Teilschnitt;

Fig. 8 eine mit der Matrize aus Fig. 7 geschlossene Verschlußklammer mit sich verjüngenden Schenkeln.

Die in Fig. 1 abgebildete Variante einer Verschlußklammer 10 weist einen vor­ geformten Klammerboden 12 auf, an den sich beidseitig je ein Schenkel 14 anschließt. Klammerboden 12 und Schenkel 14 haben jeweils einen runden Querschnitt. Dieser nimmt bei den Schenkeln 14 ausgehend von deren klammerbo­ denseitigen Enden zu deren freien Enden hin stetig ab. Idealerweise bilden die konisch zulaufenden Schenke 14 beim Verschließen der Verschlußklammer aus Fig. 1 jeweils einen Träger gleicher Biegebeanspruchung, so daß sie sich beim Ver­ schließen gleichmäßig runden.

Es ist vorgesehen, die Schenkelenden beim Verschließen so zu führen, daß sie aneinander vorbeigleiten, so daß sich die freien Enden der Schenkel 14 nach dem Verschließen teilweise seitlich überlappen. Eine derartig verschlossene Verschluß­ klammer 10 neigt nur in geringem Maße dazu, unter Einfluß des von dem Ver­ packungsmaterial ausgeübten Innendrucks aufzufedern. Außerdem werden voneinander abweichende Zopfdurchmesser dadurch ausgeglichen, daß sich die Schenkelenden nach dem Verschließen entsprechend unterschiedlich stark überlappen. Auf diese Weise kann mit einer Verschlußklammergeometrie eine große Bandbreite von verschiedenen Zopfdurchmessern abgedeckt werden. Dies vereinfacht die Lagerhaltung, da nur wenige Varianten der Verschlußklammer 10 auf Vorrat gehalten werden müssen.

Fig. 2 zeigt eine Variante der Verschlußklammer 10 aus Fig. 1, bei der der Klammerboden 12' in seiner Mitte nicht abgeflacht ist, sondern eine Kreisbogenform hat. Außerdem ist der Klammerboden 12' an seinem Außenradius mit einem Ansatz 16 ausgestattet, welcher es ermöglicht, die Verschlußklammer 10' beim Ver­ schließen genau zu führen, indem der Ansatz 16 in eine entsprechende Nut eines Verschließwerkzeuges eingreift. Dies verhindert insbesondere ein Verdrehen der Verschlußklammer 10' während des Schließens.

Außerdem ist Fig. 2 zu entnehmen, daß der Klammerboden 12' und die Schenkel 14' keinen runden Querschnitt haben, sondern - mit Ausnahme des Bereichs des Ansatzes 16 - einen sechseckigen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils einen Drahtabschnitt 20 bzw. 20', aus denen Verschlußklammern der in Fig. 1 abgebildeten Art oder ähnlich geformt werden können. Der Drahtabschnitt 20 aus Fig. 3 besitzt ein zylindrisches Mittelstück, an das sich beidseitig sich zu den Enden hin konisch verjüngende Endabschnitte 24 anschließen. Das Mittelstück 22 ist dazu vorgesehen, U-förmig vorgeformt zu werden, so daß es einen Klammerboden wie beispielsweise den der Verschluß­ klammer 10 aus Fig. 1 bildet. Die Endabschnitte 24 des Drahtabschnitts 20 bilden dann die Schenkel 14 der Verschlußklammer 10.

Das Vorformen des Drahtabschnitts 20 zur offenen Verschlußklammer 10 kann außerhalb der Verschließmaschine, beispielsweise beim Verschlußklammerhersteller geschehen. Die Verschlußklammer wird dann - ggf. als Teil eines Magazinstrangs - der Verschließmaschine im vorgeformten Zustand zugeführt.

Das Vorformen der Verschlußklammer 10 kann aber auch erst innerhalb der Verschließmaschine vor dem eigentlichen Verschließvorgang erfolgen. In dem letztgenannten Fall wird ein Drahtabschnitt der Verschließmaschine im gestreckten Zustand zugeführt. Für diesen Fall ist der Drahtabschnitt 20' gemäß Fig. 4 besonders geeignet. Der Drahtabschnitt 20' verjüngt sich ausgehend von seiner Mitte zu seinen beiden Enden hin stetig. Er besteht also praktisch nur aus zwei konischen Endabschnitten 24'; ein zylinderförmiges Mittelstück 22 wie bei dem Drahtabschnitt 20 entfällt. Auf diese Weise stellt schon der den späteren Klammerboden 12 bildende mittlere Bereich des Drahtabschnitts 20' einen Träger gleicher Biegebeanspruchung dar, der beim Vorformen in der Verschließmaschine leicht eine gleichmäßig runde Gestalt annimmt. Die die Klammerschenkel 24' bildenden Endbereiche des Drahtabschnitts 20' bleiben dabei gestreckt. Sie werden erst beim Verschließen der Verschlußklammer um den zu verschließenden Zopf herumgebogen. Da auch die Klammerschenkel 24' einen Träger gleichmäßiger Biegebeanspruchung darstellen, nehmen auch sie beim Verschließen die ideale Kreisbogenform an.

Die Fig. 5a bis c zeigen eine bekannte Matrize 30 eines Werkzeuges zum Verschließen von Verschlußklammern gemäß Fig. 1 und 2. Fig. 5b und 5c stellen dabei die in Fig. 5a bezeichneten Schnitte dar.

Die Matrize 30 weist eine Vertiefung in Form einer teilzylindrischen Ausnehmung 32 auf. In deren Wandung 34 sind zwei unmittelbar benachbarte, parallel zueinander verlaufende Gleitrillen 36 und 38 eingefräst. Beide Gleitrillen 36, 38 haben die Form eines Kreisbogens von gleichem Radius, sind auch im Querschnitt ausgerundet und bilden zwischen sich eine Rippe 35 aus. Die Mittelpunkte beider Kreisbögen liegen außerdem auf einer gemeinsamen Mittelachse 40, welche die Zylinderachse 42 der Ausnehmung 32 schneidet. Die Mittelachse 40 ist gegenüber der Zylinderachse 42 so geneigt (beispielsweise unter einem Winkel von 12∘), daß die Einlaufpunkte 44 und 46 der Gleitrillen 36, 38, d. h. deren Scheitelpunkte etwa in der senkrecht zur Zylinderachse 42 verlaufenden Mittelebene 48 der Matrize 30 liegen. Die Herstellung beider Gleitrillen 36, 38 erfolgt mit einem einstückigen Fräser, der um die vom Schnittpunkt der Zylinderachse 42 mit der Mittelebene 48 definierte Hochachse um den vorerwähnten Neigungswinkel verschwenkt ist.

Zum Verschließen einer Verschlußklammer 10 wird diese von einem Stempel auf die Matrize 30 zugeführt. Die freien Schenkelenden der Verschlußklammer 10 geraten dabei an den Einlaufpunkten 44, 46 in die beiden Gleitrillen 36, 38 und werden bei der weiteren Bewegung des Stempels von den Gleitrillen 36, 38 geführt. Dabei werden die Klammerschenkel 14 der Verschlußklammer 10 kreisbogenförmig gebogen und gleichzeitig von den Gleitrillen 36, 38 parallel aneinander vorbei­ geführt, so daß die geschlossene Verschlußklammer nach dem Stand der Technik die in Fig. 6 abgebildete Form mit sich seitlich überlappenden, parallel aneinander anliegenden Schenkelenden annimmt.

Würde die Matrize 30 aus Fig. 5 jedoch zum Verschließen der Verschlußklammer 10 in Fig. 1 verwendet, würden die sich verjüngenden Klammerschenkelenden nicht so nah zusammengeführt, daß sie schließlich seitlich aneinander anliegen.

Zum Verschließen der Verschlußklammer 10 aus Fig. 1 wird daher vorzugsweise die in Fig. 7 abgebildete Matrize 30' verwendet. Auch die Matrize 30' weist zwei Gleitrillen 36' und 38' auf, deren Hauptebenen 37', 39' parallel zueinander verlaufen, aber im Vergleich zu Fig. 5 - bei unveränderter Neigung der Rippe 35' - ge­ genüber der Mittelebene 48' weniger stark geneigt sind. Zugleich sind die Mittelpunkte M2 und M3 sowie damit die - zu den Hauptebenen 37', 39' senkrechten - Drehachsen 40', 40'' zueinander parallel versetzt, und zwar spiegelbildlich nach beiden Seiten zur Achse 40, welche um denselben Winkel zu den Drehachsen 40', 40'' verläuft, den die Rippe 35' mit den Hauptebenen 37', 39' einschließt.

Dieses sowie die Herstellung der Gleitrillen 36', 38' mit gegeneinander um den Abstand M2-M3 versetzten Einzelfräser ändert nichts daran, daß die Einlaufpunkte 44' bzw. 46' der Gleitrillen 36', 38' in der Mittelebene 48' liegen. Im Unterschied zu den Gleitrillen der bekannten Matrizen (z. B. Matrize 30 aus Fig. 5) werden aber die Gleitrillen 36' und 38' von ihren Einlaufpunkten 44' und 46' ausgehend stetig enger, so daß die Breite der Gleitrillen 36' und 38' im Idealfall der jeweiligen Breite der sich konisch verjüngenden Klammerschenkel 14 der Verschlußklammer 10 entspricht. Dadurch werden die Klammerschenkel 14 beim Verschließen dichter zusammengeführt und liegen bei geschlossener Verschlußklammer 10 seitlich dicht aneinander. Dieses Verengen der Gleitrillen-Breite vom Einlauf- zum Auslaufpunkt (mit der das "Rückschwenken" ihrer Hauptebenen 37', 39' zur Mittelebene 48' hin korrespondiert) hat aber zur Folge, daß die Breite der Matrize 30' - quer zur Mittelebene 48' - deutlich geringer sein kann als die der bekannten Matrize 30 (Fig. 5), was die oben geschilderten Vorteile hat. Vorteilhaft ist ferner, daß aufgrund der vorstehend beschriebenen Geometrie jede Gleitrille zu ihrem Auslaufpunkt auf geringerer Tiefe ausläuft, mit der weiteren Folge, daß die Schenkel 14 der Verschlußklammer 10 beim Verschließen fester gegen den zu verschließenden Verpackungshüllenzopf gedrückt werden.

Eine von vielen denkbaren Abwandlungen der Matrizen 30 und 30' besteht darin, Gleitrillen vorzusehen, die nicht auf einer Kreisbahn verlaufen, sondern auf einer Spiralbahn, so daß der jeweilige Einlaufpunkt einer Gleitrille auf einem größeren Radius liegt als der entsprechende Endpunkt der Gleitrille.

Durch die beschriebene und andere Variationen der Matrize kann die Form der verschlossenen Verschlußklammer an die verschiedensten Einsatzzwecke angepaßt werden.

Fig. 8 zeigt in Seitenansicht das Ergebnis eines Verschließvorganges, wenn eine Verschlußklammer gemäß Fig. 4 mit einer Matrize gemäß Fig. 7 verarbeitet wird.

Claims (8)

1. Aus einem Drahtabschnitt (20) bestehende Verschlußklammer für Beutel, Folienschläuche oder dgl., mit einem vorgebogenen Klammerboden (12) und zwei an diesem beidseitig anschließenden Klammerschenkeln (14), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Klammerschenkel (14, 14') sich von ihren klammerbodenseitigen Enden zu ihren freien Enden hin stetig verjüngen.

2. Verschlußklammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klammerboden (12) und die Klammerschenkel (14) einen runden Quer­ schnitt haben.

3. Verschlußklammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformung des Klammerbodens (12) kreisbogen­ förmig ist.

4. Verschlußklammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außenseitig am Klammerboden (12') ein Ansatz (16) vorgesehen ist.

5. Drahtabschnitt für Verschlußklammern nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Drahtabschnitt (20, 20') von den Enden des Klammerboden-Teils zu beiden freien Enden hin stetig verjüngt.

6. Drahtabschnitt für Verschlußklammern nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Querschnitt des Drahtabschnitts (20') von der Mitte des Drahtabschnitts (20') zu seinen beiden freien Enden hin stetig abnimmt.

7. Matrize zum Verschließen einer Verschlußklammer nach Anspruch 1, die eine im Wesentlichen teilzylindrische Ausnehmung (32) und darin zwei parallele, gegen die Hauptebene des Klammerbodens geneigte und der Ausnehmung entsprechend gekrümmte Gleitrillen (36, 38) mit jeweils einem Einlaufpunkt (44, 46) und einem Auslaufpunkt (45, 47) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Gleitrillen (36', 38') von ihrem jeweiligen Einlaufpunkt (44', 46') zu ihrem jeweiligen Auslaufpunkt (45', 47') konisch verengen.

8. Matrize nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungs­ mittelpunkte (M2, M3) der Gleitrillen (36', 38') spiegelbildlich gegenüber dem Mittelpunkt (M1) der Ausnehmung versetzt und ihre parallelen Achsen (40', 42'') gegen die Achse (42') der Ausnehmung (32') schwächer geneigt sind als die Achse (40) der Rippe (35)'.