DE69310041T2 - Schnalle mit einer verbesserten Festhaltungskraft unter Last - Google Patents

Schnalle mit einer verbesserten Festhaltungskraft unter Last

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Description

  • Die Erfindung betrifft allgemein Schnallen und insbesondere eine lösbare Schnalle mit einem buchsenartigen Aufnahmeelement und einem entsprechenden steckerartigen Verriegelungselement.
  • Schnallen umfassen üblicherweise buchsen- und steckerartige Elemente, die jeweils an einem freien Ende eines Riemens (Gurtes), eines Gewebebandes oder ähnlichem befestigt sind, um eine Verbindung zwischen den zwei freien Enden des Riemens herzustellen. Zur Verbindung der stecker- und buchsenartigen Elemente miteinander hat das steckerartige Element einen nachgebenden Verriegelungsarm, der innerhalb einer Aufnahme in dem buchsenartigen Element in eine verriegelte Position geführt und durch einen Benutzer zum späteren Trennen dieser Elemente erfaßt werden kann.
  • Ein Beispiel für eine solche Schnalle wird in der US-A-4.150.464 beschrieben, die in dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs berücksichtigt und im wesentlichen in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist. Wie dort zu erkennen ist, umfaßt das Buchsenelement Öffnungen, die in seinen gegenüberliegenden Seitenwänden zum Eingriff mit Schulterabschnitten von entsprechenden, an den Steckerelementen ausgebildeten Verriegelungsarmen ausgeformt sind. Da jedoch die Schulterabschnitte an äußeren Flächen der Verriegelungsarme angeordnet sind und mit den Seitenwänden der Buchsenelemente eingreifen, kann die Schnalle während des Zusamnnenfügens versagen.
  • Insbesondere ist die typische Belastung (Spannung) in den Verriegelungsarmen, die zum Entfernen der Verriegelungsarme aus dem Buchsenelement dient, im wesentlichen entlang der Längsachse oder der Mittellinie "A" jedes Verriegelungsarms gerichtet. Die Linie "A" ist geringfügig gegenüber einer Linie "B" versetzt, die diejenige Linie ist, entlang der im wesentlichen der Verriegelungswiderstand oder die Eingriffskraft zwischen den Seitenwänden des Buchsenelementes und den Schultern an den Außenflächen der Verriegelungsarme gerichtet ist. Demgemäß entwickelt sich, wie in Figur 7 dargestellt, während der Belastung zwischen den Verriegelungsarmen und dem Buchsenelement ein Drehmoment, das zu einer nach innen gerichteten Drehung der Verriegelungsarme in Richtung des Pfeils "C" und dadurch zu einer Fehlfünktion der Verriegelungsarme und/oder zu einem Lösen der Schnalle führt.
  • Ähnliche Schnallen werden in der US-A-4.912.950 und der US-A-4.825.515 beschrieben, wobei letztere nicht nur ein Paar von Verriegelungsarmen 12, die in Richtung ihrer Breite nachgebend flexibel sind, sowie Schlaufen 14 aufweisen, die an Flächen der Verriegelungsarme 12 ausgebildet sind, die in Richtung der Breite gerichtet sind, sondern auch einen in Richtung der Höhe nachgebend flexiblen Sicherungs-Verriegelungsarm 16 mit einem Haken 18 umfassen, der an einer in Richtung der Höhe gerichteten Fläche des Sicherungs-Verriegelungsarms 16 angeformt ist.
  • Es ist somit wünschenswert, eine Schnalle mit buchsen- und steckerähnlichen Elementen zu schaffen, bei der das steckerähnliche Element lösbar in dem buchsenähnlichen Element gehalten wird und unter Belastung eine größere Haltekraft aufweist.
  • Gemäß der Erfindung umfaßt eine Schnalle:
  • ein buchsenartiges Aufnahmeelement mit einem hohlen Körper, der einen inneren Kanal abgrenzt, der an einem Ende offen ist,
  • ein steckerartiges Verriegelungselement mit einem Armelement, das während des Einführens durch das offene Ende des Kanals in den Kanal in Richtung einer Breite nachgebend ablenkbar ist, und
  • Verriegelungsmittel, die an dem buchsenartigen Aufnahmeelement und dem steckerartigen Verriegelungselement angeformt sind, um beim Einführen des Armelements in den Kanal lösbar verriegelnd in eine verriegelte Position einzugreifen,
  • wobei die Schnalle dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel ein Eingriffselement, das an einer in den Kanal gerichteten Fläche des hohlen Körpers angeformt ist, sowie ein Eingriffselement umfassen, das an einer Fläche des Armelementes angeformt und in Richtung einer Höhe im allgemeinen quer zur Richtung der Breite gerichtet ist.
  • Der hohle Körper hat vorzugsweise einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt mit einer oberen Wand, einer Bodenwand und einem Paar von Seitenwänden, wobei der die obere und die Bodenwand trennende Abstand kleiner ist als der die Seitenwände trennende Abstand.
  • Bei einer Anordnung erstreckt sich das innerhalb des Kanals gebildete Eingriffselement von der oberen Wand oder der Bodenwand und bietet in einer verriegelten Position eine Eingriffsfläche zur Anlage einer Eingriffsschulter, die durch das an dem Armelement geformte Eingriffselement gebildet wird. Bei einer anderen Anordnung hat jedoch das an dem Armelement geformte Eingriffselement ein Paar von Eingriffsschultern zur Anlage an einer der paarweisen Eingriffsflächen in der verriegelten Position, die durch ein entsprechendes Paar der Eingriffselemente geschaffen werden, die innerhalb des Kanals geformt sind und sich entsprechend von der oberen Wand bzw. der Bodenwand erstrecken, wobei die Eingriffsflächen durch einen Spalt getrennt sind, der einen Teil des Armelementes aufnimmt, nachdem das Armelement in den Kanal eingeführt worden ist und die Eingriffsschultern nachgebend in die verriegelte Position eingeschnappt sind.
  • Das oder jedes zugeordnete Paar von Eingriffsflächen und Eingriffsschultern kann mit komplementären Winkeln geformt sein, die in der verriegelten Position in der Weise schief sind, daß sie mit abnehmendem Abstand von einer der näherliegenden Seitenwände näher an dem offenen Ende sind.
  • Das oder jedes innerhalb des Kanals geformte Eingriffselement kann eine rampenartige Fläche zur Erzeugung der nachgebenden Ablenkung des Armelements in Richtung der Breite während seines Einführens aufweisen.
  • Durch den hohlen Körper erstreckt sich vorzugsweise eine Öffnung, um von außerhalb des hohlen Körpers einen Zugang zu dem Armelement zu schaffen und ein Lösen des Armelementes zu ermöglichen, wobei besonders bevorzugt wird, ein Paar solcher Öffnungen und ein Paar dieser Armelemente vorzusehen.
  • Bei einer bevorzugten Anordnung ist jedes buchsenartige Aufnahmeelement und jedes steckerartige Verriegelungselement mit Mitteln versehen, die es ermöglichen, ein Ende eines flexiblen Riemens daran zu sichern.
  • Im folgenden sollen nun mit Bezug auf die Zeichnungen eine erfindungsgemäße Schnalle und eine Schnalle gemäß dem Stand der Technik beispielhaft und im Detail beschrieben werden. In der Zeichnung zeigt:
  • Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schnalle in geschlossenem Zustand und in Verbindung mit einem Paar von freien Enden eines Riemens oder ähnlichem,
  • Figur 2 eine der Figur 1 ähnliche perspektivische Ansicht einer Schnalle in geöffnetem (unverbundenem) Zustand, wobei ein Abschnitt des Buchsenelementes weggeschnitten und ein anderer Abschnitt zur Verdeutlichung von inneren Eingriffselementen gestrichelt dargestellt ist,
  • Figur 3 eine Draufsicht auf die Schnalle in geschlossenem Zustand, wobei ein Abschnitt des Buchsenelementes zur Verdeutlichung der Verbindung zwischen den Stecker- und den Buchsenelementen weggeschnitten ist,
  • Figur 4 einen seitlichen Aufriß der Schnalle entlang einer Linie 4-4 in Figur 3 in der angezeigten Richtung, die allgemein den Eingriff zwischen den Stecker- und den Buchsenelementen im Detail zeigt,
  • Figur 5 eine Draufsicht auf die Schnalle ähnlich der Figur 3, die jedoch das Lösen des Steckerelementes von dem Buchsenelement zeigt,
  • Figur 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer bekannten, seitlich zu lösenden Schnalle, und
  • Figur 7 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der bekannten Schnalle gemäß Figur 6, die den Eingriff und fehlerhafte Positionen zwischen dem Stecker- und dem Buchsenelement zeigt.
  • In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Schnalle allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Die Schnalle 10 wird typischerweise zur Verbindung der freien Enden 12 eines Gewebebandes oder eines flexiblen Riemens (Gurtes) 14 und 16 verwendet und umfaßt ein buchsenartiges Aufnaumeelement 18 und ein komplementäres stekkerartiges Verriegelungselement 20.
  • Die Schnalle 10 wird vorzugsweise aus Kunststoffmaterial hergestellt, wobei auch bestimmte andere Materialien verwendet werden können. Zusätzlich sind die Riemen 14 und 16 vorzugsweise durch Hindurchziehen der freien Enden 12 durch einen Abschnitt des entsprechenden Buchsen- und Steckerelementes 18 und 20 und anschließendes Vernähen der freien Enden 12 mit den entsprechenden Riemen 14 und 16 verbunden. Anstelle eines Vernähens können die Riemen 14 und 16 auch in einstellbarer Weise mit dem Buchsen- und/oder Steckerelement 18, 20 verbunden sein (nicht dargestellt).
  • Gemäß Figur 2 hat das buchsenartige Aufnahmeelement 18 vorzugsweise eine im allgemeinen hohle Querschnittskonfiguration mit einem im wesentlichen rechteckigen inneren Kanal 22, der durch eine erste obere Fläche oder Wand 24, eine zweite gegenüberliegende Bodenfläche oder Wand 26, sowie dritte und vierte, gegenüberliegende Seitenwände 28 begrenzt ist. Um dem buchsenartigen Aufnahmeelement 18 die flache oder rechteckige Form zu geben, sind die obere und die untere Fläche 24 und 26 breiter als die Seitenwände 28.
  • Wie nachfolgend im Detail beschrieben werden soll, wird das steckerartige Verriegelungselement 20 von dem Kanal 22 des buchsenartigen Aufnahmeelements 18 aufgenommen und lösbar gehalten.
  • Um fur einen Benutzer zum Lösen des steckerartigen Verriegelungselements 20 einen Zugang von außerhalb des buchsenartigen Aufnahmeelements 18 zu schaffen und um ein Halten des steckerartigen Verriegelungselements 20 in dem buchsenartigen Aufnahmeelement 18 zu unterstützen, weist das buchsenartige Aufnahmeelement 18 zwei Öffnungen 30 auf. Jede Öffnung 30 kann sich durch einen Teil der oberen Fläche oder der Bodenfläche 24 und 26 und vorzugsweise sowohl durch die obere, als auch durch die Bodenfläche 24 und 26, ebenso wie durch die gegenüberliegenden Seitenwände 28 erstrecken, um eine Schnalle 10 der seitlich zu lösenden Art zu bilden. Es ist jedoch davon auszugehen, daß Form, Lage, Position und Anzahl der Öffnungen 30 beliebig gewählt werden können, solange die Schnalle 10 in der hier beschriebenen Weise funktioniert.
  • Zur Führung des steckerartigen Verriegelungselementes 20 beim Einführen in den Kanal 22 und zum Halten dieses Elementes 20 darin sind innerhalb des Kanals 22 zwei Paare von Eingriffselementen 32 positioniert, wobei jeweils ein Paar an gegenüberliegenden Seiten des Kanals 22 liegt. Die Eingriffselemente 32 jedes Paares sind so geformt, daß ein Eingriffselement 32 den Schnitt zwischen der Seitenwand 28 und der oberen Fläche 24 und das andere Eingriffselement 32 den Schmtt zwischen der Seitenwand 28 und der Bodenfläche 26 überspannt. Zwischen den Eingriffselementen 32 jedes Paares ist zur Aufnahme eines Teils des steckerartigen Verriegelungselementes 20 ein Spalt 34 vorgesehen.
  • Zur Führung und zum Halten des steckerartigen Verriegelungselementes 20 umfaßt jedes Eingriffselement 32 eine erste rampenartige Fläche 36, eine zweite Gleitfläche 38 und eine dritte Eingriffs- oder Verriegelungsfläche 40. Die dritte Verriegelungsfläche 40 jedes Eingriffselementes 32 ist im wesentlichen mit einem Ende einer entsprechenden Öffnung 30 ausgerichtet.
  • Das steckerartige Verriegelungselement 20 umfaßt vorzugsweise einen Basisabschnitt 42 mit zwei nachgebend flexiblen Armelementen 44, die an gegenüberliegenden Enden des Basisabschnitts 42 angeformt sind und sich mit einem vorbestimmten Abstand nach außen - weg von einer Seite des Basisabschnitts 41 - erstrecken. Wenn es gewünscht wird, kann zur Unterstützung des Einführens des steckerartigen Verriegelungselementes 20 in den Kanal 22 das steckerartige Verriegelungselement 20 einen zwischen den Armelementen 44 angeformten Führungsarm 46 zum komplementären Eingriff mit einer innerhalb des Kanals 22 des buchsenartigen Aufnahmeelements 18 gebildeten Rille (nicht dargestellt) aufweisen.
  • Jedes Armelement 44 umfaßt ein erstes, mit dem Basisabschnitt 42 verbundenes nahes Ende 48 sowie ein zweites gegenüberliegendes fernes Ende 50. Um ein gleitendes Zusammenwirken mit den Eingriffselementen 32 sowie einen Zugang für einen Benutzer zu ermöglichen, ist das ferne Ende 50 jedes Armelementes 44 mit einem Eingriffselement 52 ausgeformt, das an seiner äußeren Fläche einen abgerundeten Vorsprung haben kann. Um die Armelemente 44 lösbar mit dem buchsenartigen Aufnahmeelement 18 verriegeln zu lassen, weist jedes Armelement 44 vorzugsweise ein Paar von Eingriffsschultern 54 auf, die an dem Eingriffselement 52 gebildet sind und sich sowohl von der oberen Fläche 56, als auch von einer Bodenfläche 58 des Armelementes 44 erstrecken.
  • Um einen Eingriff zu unterstützen und ein vorzeitiges Lösen des steckerartigen Verriegelungselementes 20 bei Belastung zu verhindern, sind die Schultern 54 zum Zusammenwirken mit einem komplementären schrägen Winkel der dritten verriegelnden Fläche 40 des Eingriffselementes 32 gemäß nachfolgender detaillierter Beschreibung vorzugsweise mit einem schrägen Winkel geformt.
  • Zur lösbaren Verbindung des steckerartigen Verriegelungselementes 20 mit dem buchsenartigen Aufnahmeelement 18 wird das zweite distale Ende 50 jedes Armelementes 44 zunächst in ein offenes Ende des Kanals 22 eingeführt. Bei fortgesetztem Einführen werden die distalen Enden 50 die erste rampenartige Fläche 36 jedes Eingriffselementes 32 berühren, und jedes Armelement 44 wird in Richtung einer Breite zu dem Inneren des Kanals 22 gebogen. Ein weiteres Einführen führt dazu, daß die abgerundeten Vorsprünge an der zweiten Gleitfläche 38 jedes Eingriffselementes 32 entlanglaufen, bis diese abgerundeten Vorsprünge und die Schultern 54 die zweiten Gleitflächen 38 freigeben. An diesem Punkt schnappt jedes Armelement 44 in Bezug auf den Kanal 22 nach außen, und die Schultern 54 werden gemäß der Darstellung in den Figuren 3 und 4 gegen die dritte verriegelnde Fläche 40 jedes Eingriffselementes 32 gesetzt. Außerdem erstrecken sich die abgerundeten Vorsprünge der Eingriffselemente 52 durch die Öffnungen 30 nach außen.
  • Wie in Figur 5 dargestellt ist, erfaßt ein Benutzer zum Lösen des steckerartigen Verriegelungselementes 20 aus dem Kanal 22 das Eingriffselement 52 und übt einen nach innen gerichteten Druck darauf aus, um die Arme 44 relativ zu dem Kanal 22 nach innen zu biegen. Wenn die Schultern 54 der Armelemente 44 die Verriegelungsflächen 40 der Eingriffselemente 32 freigeben, kann das steckerartige Verriegelungselement 20 aus dem Kanal 22 entfernt werden.
  • Wie bereits beschrieben wurde, weist die in den Figuren 6 und 7 gezeigte bekannte Schnalle 110 ein buchsenartiges Aufnahmeelement 118 und Schultern 154 auf, die an den außenseitigen Kanten der Armelemente 144 eines steckerartigen Verriegelungselementes 120 angeordnet sind. Demgemäß wird die durch eine Belastung verursachte Kraft entlang einer Linie "A" zentriert, die durch die längsverlaufende Mittellinie oder Achse jedes Armelementes 144 verläuft, während die durch die Schultern 154 ausgeübte Eingriffs- oder Haltekraft entlang der Linie "B" zentriert wird, die durch die Schultern 154 verläuft und geringfügig gegenüber der Linie "A" versetzt ist. Der Versatz zwischen den Linien "A" und "B" übt auf die Armelemente 154 ein Drehmoment im wesentlichen in Richtung des Pfeils "C" in Figur 7 aus, das einen vorzeitigen Bruch der Armelemente 144 und/oder ein Lösen der Schnalle 110 verursacht.
  • Im Gegensatz dazu sind gemäß der Darstellung in Figur 3 bei der erfindungsgemäßen Schnalle 10 sowohl die Kraft der Belastung durch die längsverlaufende Mittellinie oder Achse jedes Armelementes 44, als auch die durch die Schultern 54 bewirkte Eingriffs- oder Haltekraft entlang einer Linie "D" ausgerichtet. Diese in Richtung der Breite gesehene Ausrichtung der Kräfte ist aufgrund der Positionierung der Schultern 54 entlang der oberen und unteren Flächen 56 und 58 der Armelemente 44 und des Zusammenwirkens mit der dritten verriegelnden Fläche 40 der Eingriffselemente 32 möglich.
  • Wenn auf die Schnalle 10 eine diese trennende Kraft ausgeübt wird, bewirkt das Zusammenwirken zwischen den Schultern 54 und den dritten verriegelnden Flächen 40 zusätzlich, daß die Armelemente 44 tatsächlich aufgrund des Gleitens zwischen den Flächen nach außen vorgespannt werden. Im einzelnen werden beim Aufbringen einer trennenden Kraft auf die Schnalle 10 entlang der Linie "D" nach außen gerichtete Kräfte in Richtung der Pfeile "E" in Figur 3 erzeugt, die durch die sich geringfügig entlang der komplementären dritten verriegelnden Flächen 40 nach unten bewegenden Schultern 54 verursacht werden. Das Vorhandensein dieser geringfügigen, nach außen gerichteten Kräfte führt zu einer erhöhten Haltekraft der Schnalle 10 und verhindert ein vorzeitiges Lösen.

Claims (10)

1. Schnalle (10) mit:
einem buchsenartigen Aufnahmeelement (18) mit einem hohlen Körper, der einen inneren Kanal (22) abgrenzt, der an einem Ende offen ist,
einem steckerartigen Verriegelungselement (20) mit einem Armelement (44), das während des Einführens durch das offene Ende des Kanals in den Kanal nachgebend in Richtung einer Breite ablenkbar ist, und
Verriegelungsmitteln (40, 54), die an dem buchsenartigen Aufnahmeelement (18) und dem steckerartigen Verriegelungselement (20) angeformt sind, um beim Einführen des Armelements (44) in den Kanal (22) lösbar verriegelnd in eine verriegelte Position einzugreifen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel (40, 54) ein Eingriffselement (32), das an einer Fläche des hohlen Körpers angeformt ist, die in den Kanal (22) gerichtet ist, sowie ein Eingriffselement (52) umfassen, das an einer Fläche des Armelementes (44) angeformt und in Richtung einer Höhe im allgemeinen quer zur Richtung der Breite gerichtet ist.
2. Schnalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Körper einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt mit einer oberen Wand (24), einer Bodenwand (26) und einem Paar von Seitenwänden (28) aufweist, wobei der die obere und die Bodenwand trennende Abstand kleiner ist als der die Seitenwände trennende Abstand.
3. Schnalle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das innerhalb des Kanals (22) gebildete Eingriffselement (32) von der oberen Wand (24) oder der Bodenwand (26) erstreckt und in einer verriegelten Position eine Eingriffsfläche (40) zur Anlage einer Eingriffsschulter (54) bietet, die durch das an dem Armelement (44) geformte Eingriffselement (52) gebildet wird.
4. Schnalle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem Armelement (44) geformte Eingriffselement (52) ein Paar von Eingriffsschultern (54) zur Anlage an einer der paarweisen Eingriffsflächen (40) in der verriegelten Position aufweist, die durch ein entsprechendes Paar von Eingriffselementen (32) geschaffen werden, die innerhalb des Kanals (22) geformt sind und sich entsprechend von der oberen Wand (24) bzw. der Bodenwand (26) erstrecken.
5. Schnalle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsflächen (40) durch einen Spalt (34) getrennt sind, der einen Teil des Armelementes (44) aufnimmt, nachdem das Armelement (44) in den Kanal (22) eingeführt worden ist und die Eingriffsschultern (54) nachgebend in die verriegelte Position eingeschnappt sind.
6. Schnalle nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes zugeordnete Paar von Eingriffsflächen (40) und Eingriffsschultern (54) mit komplementären Winkeln geformt ist, die in der verriegelten Position in der Weise schief sind, daß sie mit abnehmendem Abstand von einer der näherliegenden Seitenwände näher an dem offenen Ende sind.
7. Schnalle nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes innerhalb des Kanals (22) geformte Eingriffselement (32) eine rampenartige Fläche (36) zur Erzeugung der nachgebenden Ablenkung des Armelements (44) in Richtung der Breite während seines Einführens aufweist.
8. Schnalle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem hohlen Körper eine Öffnung (30) ausgeformt ist, um von außerhalb des hohlen Körpers einen Zugang zu dem Armelement (44) zu schaffen und ein Lösen des Armelementes (44) zu ermöglichen.
9. Schnalle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Öffnungen (30) und ein Paar von Armelementen (44) vorgesehen ist.
10. Schnalle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes buchsenartige Aufnahmeelement (18) und jedes steckerartige Verriegelungselement (20) mit Mitteln versehen ist, die es ermöglichen, ein Ende (12) eines flexiblen Riemens (14, 16) daran zu sichern.
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