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Die
Erfindung betrifft einen Behälter,
der insbesondere im Zustand der Schwerelosigkeit verwendbar und
zumindest mit einer Verschlusseinrichtung versehen ist.
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Bei
einer Schwerkraft von Null schweben alle Objekte, die in einem Behälter angeordnet
und nicht befestigt sind. Wenn der Behälter geöffnet ist, hat er folglich
die Tendenz, ungehindert diese entweichen zu lassen. Dies impliziert,
dass es erforderlich ist, sehr gut acht zu geben, wenn man den Behälter öffnet (Schachtel,
Tasche eines Kleidungsstücks, Wandschrank),
sofern er ein Objekt enthält.
Dieses Problem kann quantifiziert werden, wenn man die Abmessung
der Öffnung
des Behälters
und die Anzahl von Malen berücksichtigt,
zu denen man Zugang zu dieser Öffnung
hat, um den Behälter
zu öffnen.
Es ist folglich nicht vorstellbar, in dem besonderen Fall der Verwirklichung
von Experimenten bei einer Schwerkraft von Null (oder bei einer
Mikroschwerkraft) oder während
eines Lebens von Astronauten in Schwerelosigkeit rund um die Uhr,
dass Objekte so ungehindert aus ihrem Behälter entweichen und die Astronauten
behindern können.
Man hat daher bereits in der Vergangenheit versucht, dieses Problem
zu lösen.
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So
kennt man in diesem speziellen Bereich verschiedene Verschlusseinrichtungen
für einen
Behälter,
die einfach in Betrieb zu nehmen und zu verwenden sind, so wie ein
Gleitverschluss, der "Velcro" (angemeldete Marke)
oder außerdem
eine Einrichtung nach Art eines Diaphragmas. Jedoch gestatten diese
Einrichtungen es nicht, das Objekt sicher in dem Behälter zu
behalten und zu verhindern, dass es daraus entweicht, infolgedessen
es notwendig ist, absichtlich diese Einrichtungen für das Öffnen und Schließen zu bedienen
(Drehung für
das Diaphragma, Translation für
das Schließen
durch Gleiten, Annähern
zweier Teile, die aneinander ankuppeln für den "Velco"). Somit schließen sich diese Einrichtungen
nicht wieder von selbst, wenn sie einmal geöffnet sind, zum Einschließen des
Objekts in dem Behälter. Das
Problem wird vergrößert durch
die Tatsache, dass in der Schwerelosigkeit der Astronaut im Allgemeinen
eine Hand dafür
verwendet, sich festzuhalten (denn er schwebt ebenfalls). Er kann
daher nicht mehr als eine einzige Hand für das Öffnen des Behälters, das
Zurückhalten
(oder Bearbeiten) eines Objekts, das darin enthalten ist, und das
Wiederverschließen
des Behälters
verwenden.
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Das
Patent US-A-2,720,387, das einen ganz anderen Bereich betrifft,
beschreibt eine Verschlusseinrichtung für einen Brutapparat, die den
Durchtritt von Händen
gestattet, für
die Behandlung eines Neugeborenen. Diese Einrichtung setzt sich
aus einer Scheibe geringer Höhe
aus deformierbarem Material (beispielsweise Kautschuk), unterteilt
in mehrere Abschnitte (beispielsweise Lamellen oder Stücke) zusammen,
die sich zu einer zur Verschlusseinrichtung etwa rechtwinkligen
Ebene (in das Innere oder nach Außen von dem Behälter), infolge
des Durchtritts einer Hand oder eines Objekts deformieren können. Für das Einführen eines
Objekts oder einer Hand in den Behälter drückt man auf die Lamellen und
spreizt diese in das Innere des Behälters auseinander, um einen
ausreichenden Durchtritt zwischen diesen zu erzeugen. Im Wesentlichen
kehren die Abschnitte selbständig
elastisch in ihre Verschlussposition zum Wiederverschließen des
Behälters
zurück,
sobald das Objekt in dem Behälter
und die Hand zurückgezogen
ist. Diese Rückkehr
in den Ruhezustand ist im Allgemeinen ausreichend langsam, denn
diese Elastizität
darf nicht zu sehr ein Hindernis für das Einführen des Objekts oder der Hand
sein. Zum Zurückziehen
des Objekts aus dem Behälter
erzeugt man eine umgekehrte Betätigung
durch elastisches Spreizen der Lamellen in Richtung der Außenseite
des Behälters.
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Inzwischen
gestattet es eine solche Einrichtung nicht, sicher zu garantieren,
dass das Objekt in dem Behälter
bleibt, bei einer angenommenen Verwendung in der Schwerelosigkeit
oder während
jeder anderen Verwendung, in der der Behälter in irgendeiner Position
angeordnet werden kann (insbesondere mit seiner Öffnung in Richtung zu dem Boden),
um darin die Objekte im Inneren zu bearbeiten. Tatsächlich kann
es herauskommen, wenn man den Behälter durch Drücken auf
die Lamellen befüllt.
Diese Lamellen können
ebenfalls mit der Zeit ihre Elastizität verlieren und sie belassen
häufig
große Öffnungen
um das Objekt herum (oder die Hand) infolge des Einführens des
Objekts, und im besonderen Fall der Verwendung in der Schwerelosigkeit
kann das in dem Behälter
enthaltene Objekt selbständig
diesen verlassen, wobei die Lamellen keine Elastizität mehr aufweisen.
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Die
Erfindung hat daher zum Ziel, diese Probleme, insbesondere im Fall
der Verwendung in der Schwerelosigkeit zu lösen.
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Dafür schlägt sie einen
Behälter,
versehen mit einer Verschlusseinrichtung vor, die es gestattet, ein
Objekt innerhalb des Behälters
anzuordnen, insbesondere, um es zu behandeln oder um es aus diesem
herauszunehmen, wobei die Verschlusseinrichtung eine Ebene aufweist
und Verschlusseinrichtungen enthält,
die elastisch deformierbar sind, um sie aus einem ohne äußere Lastbeanspruchung
geschlossenen Ruhezustand in einen unter äußerer Lastbeanspruchung geöffneten
aktiven Zustand zu überführen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtungen im Wesentlichen
in der Ebene der Verschlusseinrichtung elastisch verformt sind.
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Gemäß einem
ergänzenden
Aspekt enthält die
Verschlusseinrichtung zumindest eine Umfangsstruktur eines festen
Trägers,
auf der die elastisch deformierbaren Einrichtungen befestigt sind,
die sich kreuzen und die ein Verschlussorgan umgeben in der Art,
dass sie es verengen.
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Insbesondere
ist die Umfangsstruktur vorzugsweise ein fester Rahmen, auf dem
die elastisch deformierbaren Einrichtungen zwischen zwei Punkten
im Wesentlichen einander gegenüberliegend
gehalten werden.
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Genauer
gesagt kann die Umfangsstruktur zumindest einen Ring enthalten,
der einen inneren Durchmesser und ein Zentrum aufweist, und die
elastisch deformierbaren Einrichtungen können elastische Bänder sein,
die in einer Gruppe von zwei nebeneinanderliegenden elastischen
Bänder
angebracht und an dem Ring über
ihre Enden befestigt sind, die aneinander diametral gegenüberliegen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt ist das Verschlussorgan eine Manschette aus einem
weichen Material, die einen Durchmesser und eine Länge von zumindest
zweimal dem Durchmesser aufweist, wobei jedes Ende der Manschette
quer durch jedes elastische Bänderpaar
hindurchtritt ungefähr
im Zentrum des Rings, um hier radial in den geschlossenen Ruhezustand
der Einrichtung verengt zu werden oder um eine einzige Objektdurchgangsöffnung im geöffneten
Zustand der Einrichtung zu bestimmen, wobei die elastischen Bänder radial
durch den Durchtritt des Objekts deformiert werden.
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Gemäß einem
zusätzlichen
Aspekt kann ein Ende der Manschette umfangsseitig auf einer Außenfläche eines
zweiten Rings befestigt sein, und das andere Ende der Manschette
kann am Umfang über
einer Außenfläche gegenüberliegend
von dem ersten Ring, identisch mit dem ersten, befestigt sein, wobei
die Manschette radial etwa in Höhe
einer mittleren Zone zwischen jedem elastischen Bänderpaar eingeschnürt sein
kann, wobei diese an dem einen oder dem anderen Ring befestigt sind,
welche selbst untereinander über
ihre Innenflächen
befestigt sind.
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Um
den Verschluss der Einrichtung zu verbessern und zu garantieren,
dass das oder die Objekte, die in den Behälter eingefügt sind, nicht leicht daraus
entweichen, können
die beiden Ringe einer zum anderen winkelver setzt sein, wobei sie
die Manschette axial spiralförmig
verwinden, wobei der Winkelversatz vorzugsweise etwa 90° beträgt.
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Gemäß einem
Zusatzaspekt der Erfindung, in Verbindung mit der Realisierung einer
einzigen Einheit sind die Ringe untereinander durch Verkleben oder
eine Naht miteinander verbunden.
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Gemäß einer
anderen Überlegung
kann die Manschette aus einem Textil bestehen.
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Um
eine Einschnürung
der Manschette zu garantieren, die wirksam und gleichmäßig am Umfang
verteilt sein soll, sind acht elastische Bänder vorgesehen, die nebeneinanderliegend
paarweise befestigt und so verteilt sind, dass sie durch das Zentrum
des Rings, der sie trägt,
hindurchgehen, wobei sie in diesem acht etwa identische Abschnitte
bilden.
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Mit
demselben Ziel stehen die elastischen Bänder über ihrem Tragring in dem geschlossenen Zustand
der Einrichtung leicht unter einer Zugspannung.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung zeigt der Behälter eine gerade oder gekrümmte Zylinderform
und weist an jedem Ende eine Verschlusseinrichtung auf. Somit kann
der Verwender seine beiden Hände
in den Behälter
einfädeln,
um das Objekt, das im Inneren angeordnet ist, zu behandeln, ohne das
Risiko, dass dies aus dem Behälter
austritt.
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Um
das Objekt sehen zu können,
das man im Inneren des Behälters
behandelt, weist dieser zumindest einen Abschnitt auf, der aus einem
transparenten Material besteht.
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Die
Erfindung wird besser verstanden und andere Eigenschaften, Details
und Vorteile von dieser erscheinen klarer bei der Lektüre der Beschrei bung,
die folgt, beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen,
in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Behälters gemäß der Erfindung ist,
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2 eine
Draufsicht auf einen ersten Teil der Verschlusseinrichtung des Behälters ist,
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3 eine
Ansicht ähnlich 2,
jedoch im geöffneten
Zustand der Einrichtung ist,
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4 eine
Draufsicht auf einen zweiten Abschnitt der Verschlusseinrichtung
des Behälters
ist,
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5 eine
Schnittansicht der 4 ist,
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6 eine
Schnittansicht der einmal zusammengebauten Verschlusseinrichtung
im geschlossenen Zustand ohne äußere Lastbeanspruchung
ist, und
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7 eine
Ansicht ähnlich 6 ist,
jedoch in geöffnetem
Zustand der Verschlusseinrichtung.
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1 zeigt
einen Behälter 1,
verwendbar insbesondere im Zustand der Schwerelosigkeit durch Astronauten,
die beispielsweise Experimente in einer Raumstation vornehmen. Er
zeigt sich als ein langes Rohr, vorzugsweise weich und beispielsweise
aus Gewebe, das an jedem seiner Enden 3 und 5 mit
einer Verschlusseinrichtung 10, wie sie vorstehend beschrieben
ist, versehen ist. Er zeigt ebenfalls auf seinem Körper eine
transparente Sichtwandung, die es dem Behandler gestattet, das zu
sehen, was er gerade im Inneren des Behälters tut. Der Verwender kann so
Werkzeuge und Objekte 100 für Versuche bei einer Schwerkraft
von Null bearbeiten, ohne dass diese, infolge der Behandlung oder
wenn seine Hände zurückgezogen
werden, aus dem Behälter
entweichen.
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In 2 ist
ein erster Tragring 30, der zu der Verschlusseinrichtung 10 der
Erfindung gehört,
gezeigt. Dieser Ring 30, eben im Zentrum C und mit einem
inneren Durchmesser D, zeigt einen radialen Abschnitt, auf dessen
innerer Oberfläche 34 Enden 40a von
acht elastischen Bändern 40 befestigt
sind mit einer Länge
von etwas mehr als D (damit sie leichter auf diesem radialen Abschnitt,
beispielsweise durch eine Naht oder Kleben, befestigt werden können). Diese
elastischen Bänder 40 sind
leicht gespannt in ihrem nicht aktiven Zustand und sie kreuzen sich
etwa im Zentrum C des Rings 30 mit ihren Befestigungsenden 40a,
diametral einander gegenüberliegend.
Die elastischen Bänder 40 sind
radial gleichmäßig verteilt
und in 4 Paaren zu zwei elastischen Bändern 40 parallel
nebeneinanderliegend befestigt, wobei sie acht etwa identische Abschnitte
definieren.
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In 3 sieht
man, wie diese elastischen Bänder 40 sich,
infolge des Einführens
eines Objekts (nicht gezeigt), auseinanderspreizen können, zwischen
jedem elastischen Bänderpaar
in der Art, dass eine Durchtrittsöffnung 45 bestimmt
wird, die sich so eng wie möglich
an die Form des Objekts anlegt. Die elastischen Bänder 40 dieser
Verschlusseinrichtung verformen sich folglich alle radial in der
Ebene der Verschlusseinrichtung.
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In
den 4 und 5 ist ein zweiter Tragring 50 der
Verschlusseinrichtung 10 gezeigt. Er zeigt ebenfalls einen
inneren Durchmesser D, ebenso wie einen radialen Abschnitt, auf
dessen Außenfläche 52 eine
weiche Manschette 60 aus Gewebe mit einem Durchmesser D
und einer Länge
L etwa gleich D oder etwas darüber
befestigt ist. Diese Manschette 60 dient als Verschlussorgan,
wenn sie mit den elastischen Bändern 40 zusammenwirkt,
wie man es weiter unten in der Beschreibung sehen wird.
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In 6 sieht
man, wie die beiden Ringe 30 und 50, die elastischen
Bänder 40 und
die Manschette 60 angeordnet und miteinander axial verbunden sind.
So ist das Ende 62 der Manschette 60 auf der Außenfläche 52 des
zweiten Rings beispielsweise durch Thermokleben oder durch eine
Naht befestigt. Die Manschette 60 durchquert nachfolgend
das Zentrum C des ersten Rings 30 und geht durch jedes elastische
Bandpaar 40 hindurch. Dort ist ihr Durchmesser, etwa im
mittleren Abschnitt M der Manschette, so durch die elastischen Bänder 40 eingeschränkt, dass
die Verschlusseinrichtung 10 im Wesentlichen geschlossen
ist. Das andere Ende 64 der Manschette 60 ist
also genäht
oder wärmegeklebt
an die Außenfläche 32 des
ersten Rings 30 in der Art, dass jedes Ende der Manschette 60 auf
beiden Seiten des mittleren Abschnitts M umgedreht ist.
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Zum
einteiligen Ausbilden der Einrichtung 10 sind die beiden
Ringe 30 und 50 miteinander verbunden (durch Kleben
oder Naht) in Höhe
der Innenfläche 54 des
zweiten Rings und der Innenfläche 34 des ersten
Rings, vorzugsweise bevor diese eine axiale Drehung von etwa 90°, eine gegenüber der
anderen, vollzogen haben, um die Manschette zu verwinden und den
Verschluss der Einrichtung zu verbessern und den Durchmesser der
Durchtrittsöffnung 45 zu reduzieren.
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In 7 sieht
man, wie der mittlere Abschnitt M der Manschette 60 sich
beim Durchtritt eines Objekts 100 auseinanderspreizt, das
die elastischen Bänder
auseinanderspreizt. Die Öffnung 45 vergrößert sich
folglich zu dem Zeitpunkt, zu dem das Objekt durch die Manschette
hindurchtritt.
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Wenn
einmal diese Einheit verwirklicht ist, bleibt nicht mehr, als die
Außenfläche 32 des
ersten Rings 30 an dem Behälter 1, wie in 1 gezeigt,
zu befestigen.
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Wenn
man ein Objekt in den Behälter 1 einführen will,
reicht es, dieses im Zentrum der Verschlusseinrichtung 10 anzuordnen.
Beim Drücken gegen
das Objekt (oder gegen die Hand des Verwenders) spreizt man nach
und nach ein wenig alle elastischen Bänder 40 auseinander
und die Manschette 60 beginnt sich zu spreizen, um für das Objekt
einen immer größer werdenden
Durchlass darzubieten. Von Seiten der Struktur der Verschlusseinrichtung halten
die elastischen Bänder 40 immer
die Manschette 60 so dicht wie möglich an dem einzuführenden
Objekt.
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Durch
Spielen an der Zugspannung und dem Verlängerungskoeffizienten der elastischen
Bänder 40 kann
man mehr oder weniger leicht eine Öffnung der Verschlusseinrichtung 10 vorsehen.
Es ist also möglich,
Objekte einzuführen,
die dem inneren Durchmesser D der Ringe (oder der Manschette) nahekommen,
wenn die elastischen Bänder äußerst gespreizt
werden. Die Verschlusseinrichtungen verformen sich also elastisch
radial beim Öffnen,
d. h. in der Ebene des Rings, und nicht senkrecht dazu, in Richtung
zu dem Inneren oder in Richtung zu dem Äußeren des Behälters. Die
elastischen Bänder
kehren selbständig
in den Ruhezustand unter der äußeren Lastbeanspruchung
zurück
(d. h. ohne ihre anfängliche
Zugspannung zu berücksichtigen),
sobald das Objekt zurückgezogen
oder in dem Behälter
angeordnet wird, was die Wirkung zeigt, dass die Manschette eingeschnürt wird.
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Es
soll wohl verstanden werden, dass diese Beispiele nur angegeben
werden zur Veranschaulichung des Gegenstandes der Erfindung, wobei
sie für
diese in keinster Weise eine Einschränkung darstellen sollen.
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Entsprechend
kann die Anzahl und Anordnung der elastischen Bänder 40 variieren,
jedoch ist es ratsam, dass die elastischen Bänder eines jeden Paares einander
sehr nahe sind.
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Die
Form der Einrichtung kann eine andere als eine kreisförmige sein,
wenngleich diese a priori die einfachste und praktischste ist. Für eine quadratische,
rechteckige Form (oder jede andere Parallelogramm-Form) kann man
elastische Bandpaare vorsehen, die die Mitten der einander gegenüberliegenden
Seiten verbinden, so dass die elastischen Bandpaare die einander
gegenüberliegenden
Winkel verbinden, beispielsweise bei vier elastischen Bandpaaren.
Für eine
Dreiecks-Form kann man vorsehen, die Mitten jeder Seite mit dem
gegenüberliegenden
Winkel zu verbinden, beispielsweise bei drei elastischen Bandpaaren.
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Die
Zugspannung und der Längungskoeffizient
der elastischen Bänder
können
veränderlich
sein, entsprechend dem Schwierigkeitsgrad, mit dem man die Objekte
in das Innere des Behälters
einführen können will
(und folglich ebenfalls zurückziehen
will).
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Man
kann ebenfalls vorsehen, dass dort drei konzentrische Ringe, die
miteinander verbunden sind, vorgesehen werden:
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Zwei äußere Ringe
zum Halten der Manschette und ein innerer Ring für die elastischen Bänder, wobei
die drei Ringe axial untereinander durch den jeweils Folgenden verbunden
sind.
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Im
Gegensatz hierzu kann man vorsehen, dass die elastischen Bänder und
die beiden Enden, die an der Manschette umgeschlagen sind, alle über einen
einzigen Ring verbunden sind (wobei die elastischen Bänder über die
eine oder die andere Vorderseite genäht sind und jedes Ende der
Manschette über
eine Vorderseite des Rings über
die elastischen Bänder
hinweg genäht
ist).
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Es
soll wohl verstanden werden, dass andere Anwendungen als die in
der Schwerelosigkeit vorgesehen werden können, beispielsweise in den
Bergen, wo die Behandlung von Objekten in dem Inneren von einem
Behälter
sich als schwierig erweisen kann, insbesondere, wenn dessen Öffnung in
Richtung zu dem Boden gerichtet ist. Dasselbe gilt bei allen Arten
der Verwendung, wo man Objekte in einem Behälter zu behandeln hofft, ohne
dass sie aus diesem austreten, und was eine Rolle bei der Orientierung
des Behälters
und der Anordnung von seiner Öffnung
spielt.