-
Die
Erfindung betrifft ein drehbares Siegel zur Sicherung von Behältern und
zum Verhindern der Entfernung von Siegeldraht von einer Haspel,
einem Stapel oder einem ähnlichen
Element eines Verschlusses oder einer Schlosses, das einen Behälter sichert.
Das Siegel wird zerstört,
wenn es entfernt wird.
-
Von
Interesse sind die allgemein bekannten US-Patente 4 978 026, 5 180
200 und 5 419 599, die sich auf drehbare Siegel beziehen.
-
Verschiedene
Vorrichtungen zum Versiegeln der Haspeln oder Stapel von Verschlüssen oder Schlössern, die
Frachtbehälter
sichern, weisen einen länglichen,
flexiblen Siegeldraht und ein Metall- oder Kunststoffsiegel auf.
Der Draht wird durch die Haspel oder den Stapel durchgesteckt und
seine Enden werden durch das Siegel festgehalten, das umgebogen oder
deformiert wird, um ein Entfernen der Drahtenden zu verhindern.
Infolge des Vorhandenseins des Drahtes wird eine Bedienung der Haspel
oder des Stapels verhindert, so dass ein unerlaubter Zugang in den
Behälter
eine Zerstörung
des Siegels oder des Drahtes zur Folge hat, so dass sich ein sichtbarer
Beweis für
den unerlaubten Zugang ergibt.
-
Beispiele
für bekannten
Siegel können
in den US-Patenten 421 951, 1 826 033 und 1 911 060 gefunden werden.
-
Das
US-Patent 421 951 beschreibt einen drehbaren Siegelverschluss, wobei
ein Streifensiegel in ein drehbares Element eingesteckt wird. Anschließend wird
das Element gedreht, um eine Klammer in einer Öffnung im Streifen aufzunehmen
und diese im drehbaren Element in eine Festhalteposition zu ziehen.
Das drehbare Element wird durch die Verwendung einer federbelasteten
Sperrklinke an einer Entriegelungsdrehung gehindert.
-
Das
US-Patent 1 826 033 beschreibt einen Block mit einer Siegelkammer
mit Querlöchern.
Eine Walze ist in der Kammer und besitzt eine Querunterteilung zum temporären Greifen
einer durch die Kammer eingesteckten Wickeleinrichtung. Die Wickeleinrichtung
besitzt Löcher
zur Aufnahme eines Siegelbandes.
-
Das
US-Patent 1 911 060 beschreibt eine Siegelvorrichtung, die einen
Körper
mit Öffnungen besitzt,
durch die sich eine flexible Siegeleinrichtung erstrecken kann.
Der zentrale Abschnitt des Körpers ist
mit einer Gewindebohrung versehen, die sich mit den Öffnungen
kreuzt. In der Gewindebohrung ist eine in eine Richtung drehbare
Schraube angeordnet, die nach unten gegen die flexible Sicherungseinrichtung
festgeschraubt werden kann, um die Sicherungseinrichtung in einer
versiegelten Position festzuhalten.
-
Die
oben beschriebenen, allgemein bekannten Patent 4 978 026, 5 180
200 und 5 419 599 liefern ein Siegel zur Sicherung eines Behälters und
ergeben einen Fälschungsbeweis
und sind wirtschaftlich herstellbar. Bei dem Siegel gemäß dem Patent
5 180 200 ist ein drehbarer Rotor in eine Kammer in einem thermoplastischen
Gehäuse
einsetzbar. Die Gehäusewand
enthält
Bohrungen, die über
die Kammer fluchten. Die Gehäusewand
besitzt außerdem
zwei ringförmige
Rillen in der Nachbarschaft des Kammereinlasses. Der Rotor besitzt
eine Bohrung und zwei ringförmige
Grate, die in der Nähe
seiner Spitze vorgesehen sind und die im Querbereich zu den Rillen komplementär gekrümmt sind.
Der Rotor wird teilweise in das Gehäuse durch Verschnappen des
unteren Grates in der oberen Rille der Kammer eingesteckt und die
Laschen am Gehäuse
werden in geschwächten
Flächenbereichen
lokalisiert, um mit den Bohrungen zu fluchten, so dass ein Siegeldraht
durch die miteinander fluchtenden Bohrungen eingesteckt werden kann.
Mit dem eingesteckten Siegeldraht werden der Rotor und das Gehäuse relativ
zueinander gedreht, um den Draht um den Rotor zu wickeln. Der Rotor
wird dann vollständig
axial in das Gehäuse
eingesetzt, so dass jeder Grat in eine Rille einschnappt. Hierdurch
und durch den Eingriff von Zähnen
am Boden des Rotors, die mit Zähnen
an der Kammerbasis kämmen,
wird ein Entfernen des Rotors aus dem Gehäuse, eine relative Rotor-Gehäuse-Rotation
und eine Entfernung des Drahtes vom Siegel verhindert.
-
Der
Rotor ist jedoch nur teilweise eingesetzt, wenn er einen Siegeldraht
aufnimmt, wonach der Rotor gedreht und dann vollständig eingesetzt
wird. Die Drehung des Rotors zum Wickeln des Drahtes um den Rotor
und das vollständige
Einsetzen des Rotors in die Kammer erfordert ein Spezialwerkzeug.
-
Das
US-Patent 5 419 599 ('599)
beschreibt ein Siegel ähnlich
dem im Patent 5 180 200 beschriebenen mit Ausnahme einer Ratschen-
und Sperrklinkenvorrichtung, die eine relative Drehung des Rotors in
Bezug zum Gehäuse
nur in einer Richtung erlaubt, wenn der Rotor vollständig eingesetzt
ist. Außerdem ist
es möglich,
das Siegel mit einem Schraubenzieher d. h. ohne ein Spezialwerkzeug
zu drehen.
-
Das
US-Patent 5 402 958 beschreibt ein Siegel mit einer Ratschen- und
Sperrklinkenvorrichtung ähnlich
der im '599-Patent
beschriebenen. Ähnlich diesem
Siegel erfordert das Siegel gemäß dem genannten
Patent einen Schraubenzieher oder ein ähnliches Werkzeug zum Drehen
des Siegelrotors zum Wickeln des Drahtes um den Rotor und zum Verriegeln
des Siegels. Ähnlich
den anderen oben beschriebenen Patenten kämmen in Querrichtung gekrümmte Grate
und Rillen, um den Rotor in der Gehäusekammer axial festzulegen.
Die Rillen und Grate besitzen jedoch bogenförmige Oberflächen, die durch
Fälschung
zunichte gemacht werden.
-
Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung erkennen eine Notwendigkeit
für ein
Siegel ähnlich
den in den oben beschriebenen Patenten 5 419 599, 5 402 958 usw.
beschriebenen Siegeln, wobei der Drahtfaden jedoch um den Rotor
ohne Werkzeuge gewickelt werden kann. Die Erfinder der vorliegenden
Erfindung erkennen außerdem
eine Notwendigkeit zum Befestigen eines Endes des Fadens am Siegel
im Herstellerwerk. Das '599-Patent
und entsprechende Patente sind dazu nicht in der Lage. Wenn nur
ein Ende des Fadens um den Rotor gewickelt worden ist, blockiert
der gewickelte Faden die anderen Öffnungen im Siegel, die zueinander
koplanar sind und schließen
das Einstecken des anderen Endes des Fadens durch den Endbenutzer
aus. Das '958-Patent
besitzt dieses Problem nicht, da bei ihm die Öffnungen in verschiedenen Ebenen
vorgesehen sind. Diese Vorrichtung erfordert zur Betätigung jedoch
ein Werkzeug.
-
Ein
Siegel gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Verwendung mit einem flexible Faden zum nichtentfernbaren
Anbringen des Fadens an einem Gegenstand ist im Patentanspruch 1
beschrieben.
-
In
der Kammer befindet sich ein Rotor, der mindestens eine Bohrung
besitzt und der um die Achse drehbar ist, wobei die mindestens eine
Bohrung im Rotor mit der Öffnung
in einer Ebene fluchtet, um den Faden aufzunehmen.
-
In
der Kammer ist eine Einrichtung, mittels welcher der Rotor in einer
Richtung in Bezug zum Gehäuse
um die Achse drehbar ist, um den in der mindestens einen Bohrung
und in der Öffnung
aufgenommenen Faden um den Rotor zu wickeln, und den Faden am Rotor
und Gehäuse
festzulegen.
-
Bei
einer Ausbildung weist die Öffnung
einen Schlitz auf, der sich zur Achse quer erstreckt.
-
Der
Schlitz kann eine erste und eine zweite Bohrung aufweisen, die voneinander
beabstandet sind, und ein Schlitzabschnitt kann die erste und die zweite
Bohrung kreuzen, die mindestens eine Bohrung weist eine benachbarte
beabstandete dritte und vierte Bohrung auf, die in der Ebene liegen,
wobei die dritte Bohrung mit der ersten Bohrung und die vierte Bohrung
mit der zweiten Bohrung fluchtet.
-
Bei
einer weiteren Ausbildung besitzt das Gehäuse eine fünfte und eine sechste Bohrung,
wobei die erste und die dritte Bohrung mit der fünften Bohrung und die zweite
und die vierte Bohrung mit der sechsten Bohrung in der Ebene fluchten.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform
besitzt das Gehäuse
in der Kammer an gegenüberliegenden Gehäusewänden ein
Paar Lippen, wobei jede Lippe koplanare erste Oberflächen besitzt,
die zur Achse senkrecht stehen, und besitzt der Rotor eine Schulter,
die eine zweite Oberfläche
senkrecht zur Achse besitzt und die komplementär zu den Lippen und zum Eingriff
in die Lippen vorgesehen ist, um den Rotor im Gehäuse axial
zu verriegeln.
-
Der
Rotor und das Gehäuse
bestimmen bei einer weiteren Ausbildung zwischen sich in der Ebene
einen ringförmigen
Kanal, der zur Aufnahme einer Vielzahl Wicklung des Fadens um den
Rotor vorgesehen ist.
-
Der
Kanal kann vorzugsweise eine Querschnittsfläche besitzen, die mindestens
dem Vierfachen der Querschnittsfläche des Fadens entspricht.
-
Die
Einrichtung zur Bewegung in einer Richtung kann komplementäre Raschen- und Sperrklinkeneinrichtungen
aufweisen, die am Rotor und in der Kammer des Gehäuses befestigt
sind.
-
Das
Gehäuse
und der Rotor besitzen außerdem
vorzugsweise komplementäre
Oberflächenmerkmale
zum axialen Festhalten des Rotors im Gehäuse.
-
Bei
einer weiteren Ausbildung erstrecken sich vom Gehäuse radial
Einrichtungen weg, um einen Fingergriff zu schaffen, und ein mit
Fingern greifbarer Flansch erstreckt sich vom Rotor weg, um den Rotor
in der Kammer ohne Werkzeug manuell drehen zu können.
-
Die
Lippe ist bei einer weiteren Ausbildung gerade und besitzt eine
Oberfläche,
die sich durch gegenüberliegende
Durchgangsbohrungen im Gehäuse
erstreckt.
-
Bei
noch einer anderen Ausbildung, bei welcher der Faden ein erstes
und ein zweites Ende besitzt, die sich gegenüber liegen, weist der Faden
ein zylindrisches flexibles längliches
Element auf, wobei das erste Ende in der dritten oder der vierten
Bohrung endet und um den Rotor in der Kammer um eine halbe Umdrehung
gewickelt ist, wobei sich der Faden durch die Öffnung erstreckt und sein zweites
Ende aus dem Gehäuse
heraussteht.
-
In
der Zeichnung zeigen:
-
1 eine
räumliche
Darstellung eines drehbaren Siegels mit einem Faden, der vor der
Verriegelung des Siegels gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung am Siegel angebracht ist,
-
2 eine
räumliche
Darstellung des drehbaren Siegels gemäß 1 nach dem
Verriegeln des Fadens in einem verriegelten Zustand des Siegels,
-
3 eine
teilweise aufgeschnittene räumliche
Darstellung des drehbaren Siegels gemäß 1 ohne den
an ihm angebrachten Faden,
-
4 eine
Seitenansicht des einsteckbaren Rotors des Siegels gemäß 3 und
eines aufnehmenden Gehäuses
des drehbaren Siegels gemäß einer
Ausbildung der vorliegenden Erfindung,
-
5 eine
aufgeschnittene Seitenansicht des Siegels gemäß 3,
-
6 eine
bodenseitige Ansicht des Rotors des drehbaren Siegels gemäß 4,
-
7 eine
aufgeschnittene räumliche
Darstellung des aufnehmenden Gehäuses
des Siegels gemäß 3,
-
8 eine
Ansicht des aufnehmenden Gehäuses
des Siegels gemäß den 1 und 2 in Blickrichtung
von oben,
-
9 eine
räumliche
Darstellung des aufnehmenden Gehäuses
des Siegels gemäß 8,
-
10 eine
Seitenansicht des aufnehmenden Gehäuses in Blickrichtung der Linien
10-10 in 8,
-
11 eine
Seitenansicht des aufnehmenden Gehäuses gemäß 8 entlang
der Linien 11-11,
-
12 eine
Schnittansicht des Siegels der vorliegenden Erfindung in Blickrichtung
von oben zur Verdeutlichung des ersten Schrittes des Anbringens des
Fadens am Rotor- und Gehäusegebilde,
-
13 eine
Schnittansicht des Siegels gemäß 1 in
Blickrichtung von oben zur Verdeutlichung des letzten Schrittes
des Anbringens des Fadens am Rotor- und Gehäusegebilde,
-
14 eine
Schnittdarstellung des Siegels der vorliegenden Erfindung in Blickrichtung
von oben zur Verdeutlichung eines vorbereitenden Schrittes des Anbringens
des Fadens am Rotor- und Gehäusegebilde
im Verriegelungszustand zum Verriegeln eines Gegenstandes an ihm,
-
15 eine
Schnittdarstellung des Siegels der vorliegenden Erfindung in Blickrichtung
von oben in einem mittleren Verriegelungszustand des Anbringens
des Fadens am Rotor- und Gehäusegebilde,
-
16 eine
Schnittdarstellung des Siegels gemäß 2 in Blickrichtung
von oben zur Verdeutlichung des abschließenden Verriegelungszustandes des
Fadens und des Rotor- und Gehäusegebildes,
-
17 eine
Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Siegels der
vorliegenden Erfindung in Blickrichtung von oben, und
-
18 eine
Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform eines Siegels der
vorliegenden Erfindung in Blickrichtung von oben.
-
Das
drehbare Siegel 2 gemäß den 1 und 2 weist
ein aufnehmendes Gehäuse 4,
einen einsetzbaren Rotor 6 und einen flexiblen Siegelfaden 8 auf,
bei dem es sich vorzugsweise um einen Litzendraht oder einen thermoplastischen "Größe-an-Größe Vollquerschnitt-
d. h. Einzelfaden handelt. Der Ausdruck "Faden" schließt Vollquerschnittfäden aus thermoplastischem
Material, massivem Draht oder massive Fasern aus nichtmetallischem
Material und Litzedrahtkabel ein. Die Zeichnungsfiguren illustrieren
den Faden 8 beispielhaft als ein Litzendrahtkabel.
-
Der
Begriff "Größe-an-Größe" bezieht sich auf
den Durchmesser des Fadens, der eine Abmessung besitzt, die in ihrem
Betrag von einer Maximalabmessung (Null mit einer Plustoleranz)
bis zu einer Minimalabmessung oder einem negativen Toleranzbereich
variabel ist. Beispielsweise besitzt ein 0,010 inches (0,254 mm) "Größe-an-Größe"-Vollquerschnittsfaden
einen maximalen Durchmesser von 0,010 + 0,0 inches und einen Minimalwert,
der 0,010 minus xxx inches betragen kann. Der Litzendrahtfaden 8 besitzt
vorzugsweise bei dieser Ausführungsform
einen Durchmesser um 0,030 inches (0,76 mm). Der Vollquerschnittsfaden
besitzt vorzugsweise einen Durchmesser von 0,010 inches. Das Gehäuse 4 und
der Rotor 6 bestehen beide vorzugsweise aus gegossenem
zerbrechlichem Thermoplastmaterial, sie können jedoch auch aus anderen
Materialien bestehen.
-
Der
Rotor 6 weist einen Rotorkörper 10 und einen
manuell betätigbaren,
mit Fingern greifbaren Flansch 12 auf. Der Flansch 12 wird
zum Drehen des Rotors relativ zum Gehäuse 4 verwendet. Das
Gehäuse 4 besitzt
vorzugsweise einen im allgemeinen kreiszylindrischen Hohlkörper 14 und
einen sich radial nach außen
erstreckenden ebenen Flansch 16. Das Gehäuseäußere kann
jede gewünschte
Form besitzen. Der Gehäusekörper 14 besitzt
eine im allgemeinen zylindrische Kammer 18, in der der
Rotorkörper 10 drehbar
gelagert ist.
-
Wie
aus den 3, 5 und 8 bis 11 ersichtlich
ist, besitzt das Gehäuse 4 eine
im allgemeine kreiszylindrische Seitenwand 20, die eine im
Querschnitt kreisförmige
Kammer 18 enthält,
die an einem Ende durch eine Basis 22 verschlossen ist. Am Übergang
zwischen der Wand 20 und der Basis 22 sind eine
Vielzahl in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Ratschenzähne 24 ausgebildet. Jeder
Zahn 24 besitzt eine allmählich zurückweichende Neigung 24a und
eine abschüssige
Führungsneigung 24b,
wie aus 7 und 8 ersichtlich ist.
Die Tiefe der Zähne 24 (die
radiale Tiefe der Neigung 24b von der zentralen Achse 32)
ist unkritisch; die Funktion der Zähne wird unten detaillierter beschrieben.
Bei dieser Ausbildung sind die Zähne 24 mit
einem Winkel um 22,5° geneigt
und besitzen radiale Innenflächen,
die vorzugsweise Kreissegmente parallel zur Achse 32 sind
und die bei dieser Ausbildung einen Radius von 0,213 inches (5,4
mm) von der Achse 32 besitzen. Die Neigungen 24b liegen
jeweils an einem Radius, ausgehend vom Zentrum der Kammer 18 an
der Achse 32 in der Zeichnungsebene der 8.
-
Eine
ringförmige
Rille 26 mit einem Kreissegmentquerschnitt ist im Inneren
der Wand 20 am offenen Ende der Kammer 18 ausgebildet.
Durch die Wand 20 sind unter der Rille 26 und über den
Zähnen 24 ein
Paar Bohrungen 28, 30 ausgebildet. Die Bohrungen 28 und 30 besitzen ähnliche
Durchmesser, vorzugsweise einen Durchmesser von 0,062 inches (1,6
mm) zur Verwendung mit einem Litzendrahtfaden mit einem Durchmesser
um 0,030 inches. Die Bohrungen 28 und 30 liegen
in einer Ebene 29 parallel zur ebenen Basis 22 senkrecht
zur zentralen Achse 32 der Kammer 18.
-
Durch
die Wand 20 unter der Rille 26 und über den
Zähnen 24 sind
ein zweites Paar Bohrungen 34, 36 ausgebildet,
die in der Ebene 29 liegen. Die Bohrungen 34 und 36 besitzen ähnliche
Durchmesser wie die Bohrungen 28, 30. Die Bohrungen 34 und 36 sind
miteinander durch einen Schlitz 38 verbunden, der über die
Kammer 30 fluchtet. Der Schlitz besitzt eine zur Achse 32 parallele
Breite um 0,035 inches (0,9 mm). Die Breite des Schlitzes 38 nimmt den
Faden eng auf, sie ist jedoch schmäler als die Bohrungsdurchmesser,
um den Zugang von unzulässigen
Werkzeugen in die Kammer 18 auf ein Minimum zu beschränken.
-
Die
Bohrungen 28 und 30 fluchten entlang der Achse
A. Die Bohrungen 30 und 36 fluchten entlang der
Achse B. Die Bohrungen 34 und 36 und der Schlitz 38 bilden
in der Wand 20 gemeinsam eine geschlitzte Durchgangsbohrung.
Die entsprechenden Achsen A und B erstrecken sich über die
Kammer 18. Die Bohrungspaare 28, 34 und 30, 36 sind
vorzugsweise zueinander und zur Basis 22 parallel und zueinander
koplanar. Für
einen Fachmann ist klar, dass andere Anordnungen möglich sind.
Beispielsweise können
der Schlitz 38 und die Bohrungen 28, 34 eine einzige
Schlitzbreite oder eine relativ große Bohrung für die unten
beschriebene Möglichkeit
aufweisen, unabhängig
davon, ob eine minimal große Öffnung gewünscht ist,
um einen Zugang von unzulässigen Werkzeugen
in die Kammer 18 zu minimieren.
-
Im
Inneren des Gehäuses 22 sind
in der Kammer 18 über
den Zähnen 24 zwei
gegenüberliegende
Lippen 40 ausgebildet, die sich radial nach innen erstrecken.
Die Lippen 40 sind durch einen linearen Kanal 41 in
der Innenseite der Wand 20 ausgebildet. Die Lippen 40 sind
spiegelbildlich vorgesehen und weisen eine ebene Oberfläche parallel
zur Ebene 29 (siehe die 10 und 11)
auf. Die Lippen 40 sind gerade und besitzen eine gemeinsame
untere ebene Oberfläche,
die mit einer Oberfläche
der Öffnungen 42 in
der Seitenwand 20 koplanar ist, wobei diese Öffnungen
Verlängerungen
des Kanales 41 sind. Die Öffnungen 42 sind nur
vorgesehen, um die Lippen 40 und die Kanäle 41 durch
ein entsprechendes Formwerkzeug während des Formprozesses ausbilden
zu können.
Die Öffnungen 42 haben
keine Siegelfunktion.
-
Das
Gehäuse 4 weist
an der Außenseite
der Wand 20 Flansche 44 auf, die sich diametral
gegenüberliegen
und die sich radial in entgegengesetzte Richtungen nach außen erstrecken.
Die Flansche 44 und 12 sind dazu vorgesehen, eine
Hebelwirkung zum Drehen des Rotors 6 relativ zum Gehäuse 4 zu bewirken.
Kappen 46 und 48 sind mit der Wand 20 an gegenüberliegenden
Seiten derselben materialeinstückig
ausgebildet. Die Kappen 46 und 48 enthalten jeweils
Verlängerungen
der Bohrungen 28, 30 und 34, 36 und
des Schlitzes 38. Die Kappen dienen zum Verlängern dieser
Bohrungen, um den Zugang zur Kammer 18 durch unzulässige Fälschungswerkzeuge
zu begrenzen. Die Flansche 44 und die Kappen 46 und 48 können weggelassen
werden.
-
Der
Rotor 6 ist in den 3 bis 6 detaillierter
dargestellt. Der Rotor 6 ist im allgemeinen kreiszylindrisch
und besitzt verschiedene Abschnitte mit verschiedenen diametralen
Querabmessungen. Der Rotor 6 weist einen Kopf 49 mit
kreiszylindrischen, voneinander beabstandeten Abschnitten 50 auf.
Der Flansch 12, der blattähnlich ist, erstreckt sich vom
Kopf 49 nach oben und ist mit diesem einteilig ausgebildet.
Ein ringförmiger
Außenrücken 51,
der mit dem Rotor einteilig hergestellt ist, ist zwischen den Abschnitten 50 ausgebildet,
er ist komplementär zu
der Rille 26 im Gehäuse 4 (siehe 3)
und greift in diese durch Schnappverrastung ein. Bei einer alternativen
Ausbildung kann eine (nicht dargestellte) Rille im Kopf und ein
komplementärer
Rücken
in der Wand 20 des Gehäuses 4 ausgebildet
sein.
-
Ein
kreiszylindrischer Abschnitt 52 ist vom Kopf 49 durch
einen ringförmigen
Kanal 54 beabstandet. Die Abschnitte 50 besitzen
jeweils einen Außendurchmesser,
der im wesentlichen gleich ist dem Innendurchmesser der Kammer 18.
Der Abschnitt 52 besitzt einen Durchmesser, der kleiner
ist als der Durchmesser der Abschnitte 50 und der Kammer 18, um
eine Anlage der Innenränder
der Lippen 40 zu bewirken (wie aus 5 ersichtlich
ist).
-
Der
Kopf 49 und der Abschnitt 52 sind voneinander
beabstandet, um einen Kanal 54 zu bilden, dessen Breite
zur Achse 32 parallel ist. Diese Breite ist ausreichend
groß,
um mindestens zwei aneinander anliegende Abschnitte des Fadens 8,
die im Kanal 54 in einer zur Achse 32' parallelen
Richtung um den Rotor gewickelt werden, aufzunehmen. Der Kanal besitzt
außerdem
in der zur Achse 32' senkrechten
Richtung eine radiale Tiefe, die ausreichend groß ist, um mindestens zwei Lagen
von Abschnitten des Fadens 8 aufzunehmen, die um den Rotor
gewickelt sind. Mit einem Fadendurchmesser um 0,030 inches (0,8
mm) besitzt der Kanal 54 beispielsweise vorzugsweise eine
Breite um 0,100 inches (2,5 mm) und eine radiale Tiefe um 0,120
inches (3 mm). Diese Abmessungen sind ausreichend, um drei übereinander angeordnete
Lagen von Abschnitten des Fadens 8 radial und axial aufzunehmen,
und ein Querschnittsvolumen zu bilden, das mindestens dem Vierfachen des
Fadens entspricht.
-
Ein
Paar Durchgangsbohrungen 56 und 58 sind im Körper 10 im
Kanal 54 ausgebildet, wie die 4 zeigt.
Die Bohrungen 56 und 58 besitzen vorzugsweise
den gleichen Durchmesser wie die Bohrungen 28, 20, 24 und 36 im
Gehäuse 4,
er beträgt
z. B. 0,062 inches (1,6 mm). Die Bohrungen 56 und 58 fluchten
mit den Gehäusebohrungen
entlang den entsprechenden Achsen A und B in einer winkeligen Orientierung
des Rotors um die Achse 32 des Gehäuses 4, wie aus 8 ersichtlich
ist, wobei die Achsen 32 und 32' im zusammengebauten Zustand koaxial
verlaufen, wie die 3 zeigt.
-
Unter
dem Abschnitt 52 befindet sich ein ringförmiger Rücken 60,
der eine geneigte radiale äußere Nockenoberfläche 62 mit
einem dem Kopf 49 zugewandten vergrößerten Durchmesser aufweist. Der
Rücken 60 besitzt
oberseitig eine Schulter 64. Die Schulter 64 ist
eben und zur Achse 32 senkrecht und zur Lippenoberfläche 40 parallel.
Die Schulter 64 greift an der Oberfläche 40 an, wenn der
Rotor in das Gehäuse
eingesteckt ist, wie die 3 und 5 zeigen,
wodurch der Rotor in der Kammer 18 dauerhaft festgelegt
ist. Der Rücken 60 ist
mit den Lippen 40 federnd verrastet, um mit den Lippen 40 einen
verriegelten Eingriffszustand zu schaffen. Auf diese Weise ergibt
sich eine weiter verbesserte fälschungssichere
Verriegelungswirkung, als sie durch den gebogenen Rücken 51 und
die komplementäre
Rille 26 erzielt wird.
-
Am
Boden des Rotors 6 findet sich eine Scheibe 66,
von der radial flexible, identisch ausgebildete spiralförmige Zähne 68 wegstehen.
Jeder Zahn 68 erstreckt sich von der Scheibe 66 in
einer Ebene spiralförmig
radial nach außen.
Die Zähne 68 besitzen
eine gebogene radiale Außenfläche, die vorzugsweise
kreissegmentförmig
ausgebildet ist, und die sich von dem zentralen Abschnitt 70 der Scheibe 66 freitragend
zu einer relativ schmalen Zahnkrone 72 verjüngen. Jeder
Zahn 68 ist vom nächsten
benachbarten Zahn 68 durch einen spiralähnlichen Raum 74 beabstandet.
-
Infolge
der Verschmälerung
der Zähne 68 zu ihrer
Krone 72 hin und infolge ihrer freitragenden Ausbildung
sind die Zähne 68 in
der Ebene, in der sie liegen, radial flexibel. Die Zähne 68 biegen
sich radial federnd, wenn sie in Eingriff mit den Ratschenzähne 24 des
Gehäuses
gedreht werden. Die Zähne 68 kämmen mit
den Ratschenzähne 24 und
dienen in Bezug zu den Ratschenzähne 24 als
Rastklinken.
-
Die
radial äußeren externen
Oberfläche 76 der
Zähne 68 sind
vorzugsweise Kreissegmente wie die radialen Innenoberflächen 77 der
Zähne.
Die Kronen 72 liegen auf einem von der Drehachse 32' des Rotors
ausgehenden Radius, wie die 6 zeigt.
Jeder Zahn 68 bzw. seine radiale Innenoberfläche 77 und
die Außenoberfläche 76 sind
durch entsprechende Radien bestimmt, die von einem Punkt ausgehen, der
von der Rotorachse 32' radial
beabstandet ist. Alle Zähne 68 sind
durch die beiden gleichen radialen Abstände bestimmt, wobei ihre Ausgangspunkte
jedoch um die Rotorachse 32' gleichmäßig, bei
dieser Ausbildung z. B. um 90°,
verdreht sind.
-
Alle
Zähne 68 sind
durch identische Innen- und Außenoberflächen-Radien
bestimmt, die von Punkten ausgehen, die von der Achse 32' in derselben
Richtung aber an verschiedenen Orten um die Achse 32' voneinander
beabstandet sind. Der relative winkelige Abstand um die Achse 32' für jeden
der Innen- und Außenoberflächen-Radien
ist für
jeden Zahn 68 der gleiche. Für vier Zähne 68 sind die Radien
und die entsprechenden Ausgangspunkte folglich um die Achse 32' um vier gleiche
Abstände
gedreht. Bei dieser Ausbildung können
die Radien 0,135 inches (3,4 mm) für die Zahninnenoberfläche 77 und
0,170 inches (4,3 mm) für
die Zahnaußenoberfläche 76 betragen.
Die Oberfläche 77 kann
einem Winkel um 35° gegenüberliegen.
-
Wenn
die spiralähnlichen
Zähne 68 koplanar mit
den Ratschenzähnen 24 fluchten,
kann der Rotor 6 – wie
aus den 3 und 5 ersichtlich
ist – nur in
einer Drehrichtung um die Achse 32, 32' entsprechend
dem Eingriff der Rastklinkenzähne 68 in
die Ratschenzähne 24 rotieren.
Wenn der Rotor 6 in Drehrichtung 78 rotiert, biegen
sich die Zähne 68 in einer
Ebene radial nach innen und erlauben eine relative Drehung des Rotors.
Der bewegungslose Zustand der Zähne 68 ist
normalerweise so, dass die Zähne 68 mit
den Zähnen 24 in
Eingriff und verrastet sind, so dass eine Drehung entgegen einer
typischen Ratschen- und Rastklinkenaktion verhindert wird.
-
Wenn
sich der Rotor 6 dreht, gleiten die Rastklinkenzähne 68 an
der Rampe entlang, die durch die Neigung 24a der Zähne 24 gebildet
ist, und biegen sich radial nach innen. Die Zähne 68 schnappen dann
in den Zustand zurück,
in dem sie eine Ausgangsposition einnehmen.
-
Der
Rotor 6 wird axial vollständig in die Kammer 18 in
die in den 3 und 5 dargestellte
Position eingesetzt. Der Rücken 51 schnappt
in die Rille 26 und gleichzeitig schnappt die Schulter 64 in
den Kanal 41 ein. Die Durchmesserunterschiede zwischen
den Rücken 51, 60 und
der jeweils gegenüberliegenden
Rille sind derartig, dass sich der Rotor 6 in der Kammer 15 in
Richtung 78 relativ zum Gehäuse 22 leicht drehen
kann, in der Kammer 18 entlang der Achse 32 jedoch
axial verriegelt ist.
-
Die
Zähne 68 der
Scheibe 66 sind zu den Zähnen 24 in der Kammer 18 komplementär, die Zähne besitzen
eine ausreichendes Toleranzspiel, so dass sie nach dem Einstecken
koplanar fluchten und in Eingriff sind. Dieser Eingriff kann durch
gleichzeitige Drehung des Rotors 6 relativ zum Gehäuse während des
axialen Einsteckens des Rotors in die Kammer 18 erfolgen.
Die Zähne 68 verjüngen sich
radial in einer Richtung hin zur Achse 32' nach innen und zur Bodenwand des
Rotors hin, wie aus 4 ersichtlich ist, um beim Einsetzen
des Rotors den Eingriff mit den Zähne 24 zu unterstützen, wie 8 zeigt.
-
Wenn
der Rotor 6 vollständig
in das Gehäuse 4 eingesetzt
ist und wenn der Rücken 60 in
der Rille 40 gelagert ist (wobei der Rücken 51 in der Rille 26 gelagert
ist), kämmen
die Zähne 24 und 68 und
verhindern eine relative Drehung des Gehäuses 4 und des Rotors 6 in
einer zur Ratschen-Richtung entgegengesetzten Richtung.
-
Wenn
der Rotor 6 in die Kammer 18 eingesetzt ist, fluchten
die Achsen der Bohrungen 56 und 58 des Rotors
(siehe 5) mit den entsprechenden Achsen B und A der zugehörigen entsprechenden Bohrungen 30, 36 und 28, 34 des
Gehäuses 4.
Das ist in 12 dargestellt. Der Rotor 6 kann
gedreht werden, um die Bohrungen in der dargestellten Position zur
Fluchtung zu bringen. (Nicht dargestellte) Fluchtungsvorrichtungen,
wie sie in den oben genannten, allgemein bekannten Patenten dargestellt sind,
können
vorgesehen sein, um die Fluchtung der Rotorbohrungen mit den Bohrungen
des Gehäuses 4 zu
unterstützen.
-
Die 12 bis 16 zeigen
eine Ausführungsform
des drehbaren Siegels 2 der vorliegenden Erfindung bei
unterschiedlichen Schritten der Festlegung des Fadens 8 am
Siegel. In 12 ist ein Endabschnitt 80 des
Fadens 8 durch die Bohrung 34 des Gehäuses in
die Bohrung 58 des Rotors eingesteckt. Das wird vorzugsweise
im Herstellerwerk durchgeführt.
Der Rotor 6 wird um 180° in
die in 13 gezeichnete Position gedreht.
In dieser Position fluchtet die Bohrung 58 mit den Bohrungen 30, 36.
Während
dieser Drehung wird der Abschnitt 82 des Fadens im Kanal 54 um
den Rotor 6 gewickelt.
-
Beim
Wickeln des Fadens 8 um den Rotor 6 wird der Abschnitt 84 in
Richtung des Pfeiles 86 durch den Schlitz 38 von
der Bohrung 34 zur Bohrung 36 verstellt, wie die 13 zeigt.
Dabei wird der Endabschnitt 80 am Siegel 2 angelegt.
Das Siegel wird in diesem Zustand vom Herstellerwerk zum Verbraucher
zur Entbenutzung verbracht. Wie aus 13 ersichtlich
ist, ist der Kanal 54 in Bezug zum Faden ausreichend groß, um ein
Wickeln weiterer Fadenabschnitte um den Rotor im Kanal 54 in
radialer und in axialer Richtung zu ermöglichen.
-
Wie
aus 14 ersichtlich ist, ist der Endabschnitt 88 des
Fadens 80 durch Öffnungen 90 einer
Haspel 92 durchgesteckt, um durch das Siegel festgelegt
zu werden. Der Endabschnitt 88 wird dann in die nun freie
Bohrung 34 eingesteckt, durch die Bohrung 56 des
Rotors 6 und durch die Bohrung 28 des Gehäuses durchgesteckt
und erstreckt sich aus dem Gehäuse 4 heraus.
Das erlaubt eine Einstellung der Größe der Schlaufe 89.
Der andere Endabschnitt 80 bleibt mit dem Rotor 6 fest
verbunden, wie dargestellt ist. Der Rotor wird relativ zum Gehäuse 4 in
die in 15 dargestellte Position gedreht,
wobei der Fadenabschnitt 91 sich in der Bohrung 56 befindet.
-
Der
Rotor wird gedreht, indem sein Flansch 12 mit den Fingern
einer Hand und das Gehäuse 4 über seine
Flansche 44 mit den Fingern der anderen Hand gegriffen
wird. Der Fadenabschnitt 91 bleibt während der Drehung mit dem Rotor
in der Bohrung 56 verriegelt.
-
In 15 ist
der Rotor 6 – wie
dargestellt – weiter
in einen mittleren Drehzustand relativ zum Gehäuse 4 gedreht. Wenn
der Rotor 6 weitergedreht wird, wird der Fadenabschnitt 94 durch
den Schlitz 38 im Gehäuse 4 hin
zum Abschnitt 94 gezwängt,
da er um den Rotor in den Kanal 54 gezogen wird. Der Schlitz 38 besitzt
in axialer Richtung eine Abmessung, die ausreichend groß ist, um
gerade ein Durchleiten des Fadenabschnittes zu erlauben. Da sich
der Abschnitt 94 quer durch den Schlitz 38 bewegt,
wird er auch um den sich drehenden Rotor 6 gewickelt. Der
Fadenendabschnitt 88 wird ebenfalls um den Rotor gewickelt
und in den Kanal 54 gezogen.
-
Wie
die 16 verdeutlicht, wird der Rotor 6 dann
weiter mehrere volle Umdrehungen in Richtung des Pfeiles 78,
z. B. drei volle Umdrehungen, gedreht, um den Faden im Kanal 54 (wie
dargestellt) um den Rotor zu wickeln. Der Kanal 54 ist
ausreichend groß,
um diese Wicklungen aufzunehmen. Oben wurden drei Umdrehungen als
bevorzugt beschrieben, es versteht sich jedoch, dass mehr oder weniger als
drei volle Umdrehungen bei besonderen Ausbildungen möglichen
sind. Die Ratschen- und Rastklinkenvorrichtung der Zähne 26 und 68 des
Gehäuses 4 und
des Rotors 6 verrasten den Rotor in der Position, in der
er gedreht worden ist und verhindern in jedem Stadium der Rotordrehung
eine Drehung im entgegengesetzten Drehsinn. Die Zähne 24 gemäß 8 weisen
eine ausreichende Teilung und einen ausreichenden Abstand auf, um
eine allmählich
zunehmende Drehung des Rotors in seine verriegelte Endposition zu
ermöglichen,
wie sie in 16 dargestellt ist. Die Schulter 64 des
Rückens 60 gemäß 3 verriegelt
den Rotor während
seiner Drehung in axialer Richtung.
-
Der
Boden des Gehäuses 4 kann
Einschnitte 96 aufweisen, wie sie in den 3 und 5 dargestellt
sind, um den Halt des Gehäuses 4 gegen
eine Drehung zu unterstützen,
wenn eine Deformation des Fadens 8 ein hohes Drehmoment
erfordert.
-
Die
Drehung des Rotors 6 deformiert den Faden 8 in
einer Richtung senkrecht zur Drehachse des Rotors 6 durch
das Wickeln des Fadens um eine relativ scharfe 180°-Kante an
der Verbindung zwischen den Rotorbohrungen und der Außenoberfläche des Rotors
im Kanal 54. Diese scharfe Kante arretiert den Faden 8 am
Rotor und verhindert sowohl ein Entfernen des Fadens 8 vom
Siegel 2 als auch ein Öffnen desselben.
Wenn der Rotor in das Gehäuse
vollständig
eingesetzt ist, ist die oberseitige Oberfläche des Kopfes 49 des
Rotors 6 vorzugsweise mit der Oberfläche 98 des Gehäuses 4 koplanar,
wie die 3 und 5 zeigen,
und bildet mit der Oberfläche 98 eine
glatte Fläche.
Diese glatte Fläche
erschwert eine unerlaubte Betätigung
zum Entfernen des Rotors 6 vom Gehäuse 4 nach der axialen
Verrastung des Rotors in der Kammer 18 des Gehäuses 4.
Zur Drehung des Rotors wird kein Werkzeug benötigt oder verwendet.
-
Weitere
Merkmale des Siegels 2 können ebenfalls dazu beitragen,
ein Auseinandernehmen des Siegels 2 zu verhindern. Erstens
neigt das Wickeln und Deformieren des Fadens dazu, einer axialen
Entfernung des Rotors aus dem Gehäuse zu widerstehen. Zweitens
widersteht das verrastete Rücken-Rillen-Paar 60, 41 einer
axialen Öffnung
des Siegels 2. Drittens helfen die Zähne 24, 76,
eine Öffnung
des Siegels 2 zu vereiteln. Viertens verhindern die Kappen 46 und 48 – wenn sie
vorhanden sind – das
Einstecken eines dünnen
länglichen
Gegenstandes in eine der Bohrungen 28, 20, 34 und 36 und
in den Schlitz 38. Die wirksame Verlängerung der Bohrungen 28, 30, 24, 36 und
des Schlitzes 38 durch die Kappen 46 und 48 minimiert
die Möglichkeit
eines Eingriffes eines unerlaubten Gegenstandes in den Rotor 6 in
eine Position, in der Hebelkräfte
ausgeübt werden
können.
-
Wenn
der Rotor 24 und das Gehäuse 22 aus einem zerbrechlichen
thermoplastischen Material hergestellt sind, was bevorzugt ist,
werden Versuche, das Siegel 2 zu beschädigen, durch ein Absplittern, Zerbrechen
oder Zerkratzen infolge der Anwendung von Beschädigungskräften augenscheinlich.
-
Das
Gehäuse 4 und
der Rotor 6 des drehbaren Siegels können aus festen und im wesentlichen halbsteifen
Materialein wie Metall, Gummi, Kunststoff usw. hergestellt sein.
Ein bevorzugtes Material ist Acrylharz, es sind jedoch auch andere
technische Kunststoffe mit relativ hohen Schmelzpunkt- und Festigkeits-Parametern anwendbar.
Das Gehäuse 4 und
der Rotor 6 des drehbaren Siegels 2 können aus durchsichtigen
Materialien hergestellt sein. Das erlaubt ein Sichtbarmachen der
Fluchtung der Bohrungen 28, 30, 34, 36, 56 und 58 und
außerdem
ist es auch möglich,
die positive Verriegelung des Siegelfadens 8 zu überprüfen und
eine sichtbare Anzeige von Beschädigungen
zu ermöglichen.
-
Wenn
der Faden 8 ein "Größe-auf-Größe"-Vollquerschnittsfaden
ist, kann er einen Außendurchmesser
besitzen, der eng an den Durchmesser der verschiedenen Bohrungen
angepasst ist. Das ermöglicht
engere Abmessungstoleranzen der Bohrungen in Bezug zum Faden, um
einer Beschädigung weiter
verbessert zu widerstehen.
-
Wenn
das Siegel 2 sich im verrasteten Zustand befindet, muss
die feste Verbindung zwischen Rotor 6 und Gehäuse 4 zerstört werden,
oder muss der Siegelfaden 8 aufgetrennt werden, um das
Siegel 2 von der Haspel 92 zu entfernen, so dass
die Haspelelemente bewegt oder betätigt werden können. Infolge
der festen Materialien der Konstruktion ist eine erhebliche Mühe erforderlich,
um entweder das Gehäuse 4 und
den Rotor 6 zu zerstören
oder den Faden 8 durchzutrennen. Wird jedoch eine solche
Zerstörung
oder ein solches Zerschneiden durchgeführt, so ergibt sich eine leicht
erkennbare Anzeige der Beschädigung.
-
Bei
einer alternativen Ausführungsform,
wie sie in 17 dargestellt ist, besitzt
das Gehäuse 100 des
Siegels 99 eine Wand 102 und ist andererseits mit
dem Gehäuse 4 mit
Ausnahme der Bohrung 30 identisch, die weggelassen ist.
Die Bezugsziffern mit Strichindex in 17 beziehen
sich auf eine identische Struktur im Gehäuse 4 mit den gleichen
Bezugsziffern ohne Strichindex. Der Rotor 104 besitzt dieselbe
Außengestalt
und Form und ist anderseits identisch mit dem Rotor 6 mit
der Ausnahme, dass er eine Durchgangsbohrung 56' und ein Sackloch 106 besitzt.
Die Bohrungen 56' und 36' fluchten in
einem ersten Schritt miteinander und die Bohrungen 28', 106 und 34 fluchten
zuerst miteinander. Der Schlitz 38' erstreckt sich zwischen den Bohrungen 36' und 34' und dient derselben
Funktion wie der vergleichbare Schlitz 38 des Siegels 2.
-
Im
Betrieb wird das Fadenende 80 gemäß 12 in
das Sackloch 106 eingesteckt. Dann wird der Faden 8 mit
dem Siegel 99 auf dieselbe Art und Weise verbunden, wie
sie oben in Verbindung mit den 12–16 beschrieben
worden ist. Zu diesem Zwecke wird der Rotor 104 um 180° in die Position
gemäß 13 gedreht.
Wie oben ist die Schlaufengröße durch
die Länge
des durch die fluchtenden Bohrungen 28', 56' und 34' durchgesteckten Fadens bestimmt,
wenn der Rotor gedreht wird.
-
Wenn
sich der (in 17 nicht dargestellte) Faden
in der Position gemäß 13 befindet,
wird der Rest des Fadens in ähnlicher
Form mit dem Siegel 99 verriegelt, wie in den 14 bis 16 für das Siegel 2 dargestellt
ist. Da sich die Bohrungen alle in einer Ebene befinden, erlaubt
der Schlitz 38 dem fest eingesteckten Faden gemäß 13 ein Queren
in Fluchtung mit der gedrehten Bohrung 58 des Rotors. Das
macht die Bohrungen 28, 56 und 34 an
der anderen Seite des Rotors und des Gehäuses frei für eine Aufnahme des anderen
Fadenendes 88 und des Abschnittes 91, wie in 14 dargestellt
ist. Die beiden eingesteckten Fadenabschnitte 84, 94 gemäß 15 am
Ausgang des Siegels sind folglich im wesentlichen koplanar und über den
Schlitz 38 miteinander in Verbindung.
-
Ohne
den Schlitz 38 würde
der Faden 8, wenn er in die Bohrung 34 gemäß 12 eingesteckt
ist, nach einer Drehung des Rotors auf der rechten Seite des Gehäuses verbleiben,
anstelle einer Verschiebung nach links, wie in 13 dargestellt
ist. In diesem Falle würde
keine der Bohrungen frei sein, um den Fadenabschnitt 91 wie
bei den 13 und 14 aufzunehmen.
Der Schlitz 38 ist deshalb zur Betätigung des Siegels 2 wichtig.
-
Noch
eine andere Anordnung der Bohrungen kann gemäß einer bestimmten Ausführungsform
realisiert werden. Beispielsweise kann die Bohrung 28' gemäß 17 weggelassen
werden, wenn das gewünscht
wird und wenn die Schlaufe 89 des Fadens gemäß 14 nicht
vor der Verriegelung des Siegels mit dem Faden eingestellt werden
muss. Desgleichen ist es möglich,
eine große
Bohrung im Rotor anstelle von zwei Bohrungen vorzusehen. Eine solche große Bohrung
schwächt
jedoch den Rotor und ist deshalb nicht wünschenswert. Während voneinander getrennte
Bohrungen und ein Schlitz 38 dargestellt sind, ist es bei
einer anderen Ausbildung möglich,
einen dicken Schlitz in Querrichtung anstelle eines Schlitzes mit
verengte Breite in axialer Richtung kombiniert mit Bohrungen größeren Durchmessers,
wie dargestellt, vorzusehen.
-
Bei
einer anderen Ausführungsform,
wie sie in 18 dargestellt ist, kann das
Siegel 108 einen Rotor 110 besitzen, der einen
sich quer erstreckenden Schlitz 112 anstelle von zwei Bohrungen 56 und 58 im
Rotors 6 gemäß den 4 und 5 aufweist. Der
Schlitz 112 kann in der Zeichnungsebene eine gleichmäßige Dicke
oder unterschiedliche Dicken ähnlich
dem Schlitz 38 und den Bohrungen 34, 36 in Verbindung
mit dem Schlitz 38, wie sie in den 7 bis 10 verdeutlicht
sind, besitzen.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde unter Bezug auf verschiedene Ausführungsformen
beschrieben, es versteht sich jedoch, dass Variationen und Modifikationen
für den
Fachmann naheliegend sind, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung
zu verlassen, wie sie durch die anschließenden Ansprüche bestimmt
ist.