CH687019A5

CH687019A5 - Einteiliger Kunststoffschnappscharnierverschluss.

Info

Publication number: CH687019A5
Application number: CH00705/93A
Authority: CH
Inventors: Werner Fritz Dubach
Original assignee: Alfatechnic Patent Ag
Priority date: 1993-03-09
Filing date: 1993-03-09
Publication date: 1996-08-30
Also published as: DK0640167T3; CA2135379A1; WO1994020713A1; CA2135379C; US5558239A; DE59402892D1; EP0640167A1; ATE153730T1; JP3016863B2; JPH07506645A; EP0640167B1

Description

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CH 687 019 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen einteiligen Kunststoffschnappscharnierverschluss, bestehend aus einem Unterteil und einem Deckel, die über ein intergrales Gelenk im Bereich der übereinanderste-henden Mantelwände von Unterteil und Deckel miteinander verbunden sind, sowie aus mindestens einem die Schnappwirkung erzeugenden Zwischenelement.

Kunststoffschnappscharnierverschlüsse der eingangs genannten Art sind in grosser Zahl und in vielfältigen Gestaltungsformen bekannt. Analysiert man die Schnappscharniere an Kunststoffverschlüssen, stellt man fest, dass diese prinzipiell aus zwei Grundelementen zusammengesetzt sind. Zum einen haben sie ein Hauptgelenk, um welches die Schwenkbewegung des Deckels relativ zum Unterteil erfolgt und andererseits ein oder mehrere Zwischenelemente, die die Schnappwirkung erzeugen. Solche Zwischenelemente können die Gestalt von Bändern, Dreiecken oder winkelförmigen Biegefedern oder gar längenveränderbaren Zugfederelementen haben.

Das Wesentliche der hier vorliegenden Erfindung betrifft nur die Gestaltung des die beiden Teile, Unterteil und Deckel, verbindenden Gelenkes. Dieses Gelenk wird bei einteiligen Kunststoffschnappscharnierverschlüssen meist als Filmscharnier gestaltet. Im vollkommen geschlossenen, beziehungsweise vollkommen geöffneten Zustand des Verschlusses ist dieses Filmschamier kräftefrei. In allen dazwischenliegenden Positionen werden auf dieses Filmschamier Druck- und Verschiebungskräfte ausgeübt. Bei genauerer Betrachtung stellt man mikroskopische Riss- und Kerbbildungen fest. Dehnungen im Filmscharnier, sowie sich stark ausbreitende Weissbruchstellen sind im Bereich des Filmscharniers deutlich erkennbar. Diese herkömmlichen, einachsigen Scharniere werden im Bereich des labilen Gleichgewichts bei jedem Öffnungs- beziehungsweise Schliessvorgang am stärksten belastet. Die durch die Zwischenelemente erzeugten Kräfte ziehen die beiden Verschlussteile zwar zueinander, da diese aber in allen von der vollkommen geschlossenen Lage abweichenden Zwischenlagen nicht vertikal übereinanderlegen, ergibt sich eine Reaktionskraft, die vom Filmscharnier aufgenommen werden muss. Verringert man die Zugkräfte generell, so wird die Haltbarkeit des Filmscharniers verlängert, jedoch verliert man gleichzeitig und zwar in starkem Masse die Schnappwirkung des Verschlusses.

Ein zweites Problem bei der Gestaltung des Gelenkes zwischen Unterteil und Deckel besteht darin, dass dieses immer gegenüber der Mantelwand vorsteht. Dass dieses Gelenk gegenüber den Mantelwänden vorstehen muss, hat einerseits mit der Geometrie der Schnappscharnierverschlüsse zu tun und andererseits ist dies aus fertigungstechnischen Gründen bedingt. Je stärker das Gelenk gegenüber den Mantelwänden vorsteht, um so stärker wird die Schnappwirkung des Verschlusses und umgekehrt nimmt diese Schnappwirkung ab, je weniger weit das Gelenk gegenüber den Mantelwänden vorsteht. Da die Schnappscharniere üblicherweise im vollkommen geöffneten Zustand gespritzt werden, bleibt in der Spritzform unterhalb dem Gelenk eine vertikale Materialwand W stehen. Gestaltet man das Gelenk möglichst nah an den Mantelwänden anliegend, so wird diese Materialwand in der Spritzform derart dünn, dass die Standzeit der Spritzform erheblich reduziert wird und äusserst defektanfällig wird.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen einteiligen Kunststoffschnapp-scharnierverschluss gemäss Oberbegriff des Patentanspruches zu schaffen, dessen Gelenk so gestaltet ist, dass die vorher beschriebenen Nachteile weitgehend behoben sind.

Diese Aufgabe löst ein einteiliger Kunststoff-schnappscharnierverschluss mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Ihre Bedeutung ist in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, sowie Details der Ausgestaltung des Gelenkes dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erklärt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Filmscharniergelenk eines herkömmlichen Schnappscharnierverschlusses im geschlossenen und

Fig. 2 im vollkommen geöffneten Zustand; Fig. 3 ein auf einen Behälter montierter, erfin-dungsgemässer Schnappscharnierverschluss mit Blick auf das Gelenk und

Fig. 4 denselben Verschluss in der Seitenansicht. Fig. 5 zeigt einen Diagonalschnitt durch den Verschluss gemäss den Fig. 3 und 4 senkrecht zur Schwenkachsrichtung. In

Fig. 6 ist das Gelenk in grösserem Massstab im Schnitt dargestellt und in

Fig. 7 ist dasselbe Gelenk mit einer etwas anders gestalteten Querschnittsform des Kippelementes offenbart. Schliesslich zeigt

Fig. 8 die Federcharakteristik eines Schnappscharnierverschlusses mit dem bekannten Gelenk gemäss den Fig. 1 und 3 und

Fig. 9 die Federcharakteristik eines erfindungsge-mässen Schnappscharnieres, welches mit dem neuen Gelenk ausgestattet ist.

Auf die beiden Fig. 1 und 2 der Zeichnung, die ein Gelenk eines Schnappscharnieres gemäss Stand der Technik darstellen, wird hier nicht nochmals eingegangen.

In der Fig. 3 ist ein erfindungsgemäss gestalteter Schnappscharnierverschluss in geschlossenem montiertem Zustand dargestellt. Der Unterteil 1 des Verschlusses ist auf einen nicht erkennbaren Hals eines Behälters 4 aufgesetzt. Der im wesentlichen zylindrische Unterteil 1 wird von einem Deckel 2 verschlossen. Unterteil 1 und Deckel 2 sind einerseits durch die beiden dreieckigen Zwischenelemente 3 und andererseits durch die beiden Schwenkachsen 6 mit dem dazwischenliegenden, druckfesten Kippelement 7 intergral miteinander verbunden. Die beiden Zwischenelemente 3 dienen der Erzeugung der Schnappwirkung. Das gesamte

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Schnappscharnier ist im geschlossenen Zustand von aussen kaum erkennbar. Lediglich zur Verdeutlichung sind die beiden Schwenkachsen 6 hier strichpunktiert gerade und parallel zueinander verlaufend eingezeichnet. Durch eine Abplattung 13 sind die Mantelwände des Unterteils und des Dek-kels im Bereich der Schwenkachsen flach. An der dem Scharnier gegenüberliegenden Seite des Verschlusses ist am Deckel 2 ein Drücker 5 angeordnet, um die Öffnung des Verschlusses zu erleichtern. Dies ist in der Fig. 4 deutlich erkennbar.

Fig. 5 zeigt einen Diagonalschnitt durch den Kunststoffschnappscharnierverschluss entlang der Linie X-X gemäss der Fig. 3. In der Fig. 5 erkennt man auch die im Unterteil 1 angeordnete Ausgusstülle 8, die von einer konzentrischen Ringwand 14 umgeben ist, welche auf einen Behälterhals aufgeklemmt wird. Auf der Innenfläche des Deckels 2 ist eine die Tülle 8 dichtend umgreifende Ringwand 9 angeordnet. In dieser Darstellung erkennt man das druckfeste Kippelement 7 und sieht auch deutlich, dass die Schwenkachsen 6 symmetrisch, bezüglich der durch eine punktierte Linie dargestellte Trennebene T verlaufen. Ferner sieht man, dass die Schwenkachsen innerhalb der Mantelwände angeordnet sind, wodurch erstmals ein nicht vorstehendes Scharnier bei dieser Art von Schnappscharnieren realisiert ist. Die Mantelwand des Unterteiles 1 ist mit 10 bezeichnet, die Mantelwand des Deckels 2 mit 11.

Das besonders wesentliche Gelenk ist in der Fig. 6 in grösserem Massstab nochmals dargestellt. Hier ist jedoch die Situation des vollständig geöffneten Verschlusses gezeigt. Man sieht deutlich, dass das Kippelement 7 im Schnitt die Form eines gleichschenkligen Dreieckes aufweist. Im hier dargestellten Beispiel handelt es sich um ein rechtwinklig gleichschenkliges Dreieck. Das Kippelement 7 wird folglich beidseitig durch die Dünnstellen 12 begrenzt, welche die Schwenkachsen definieren. Dieses dachförmige, druckfeste Kippelement 7 bildet somit beidseitig eine Stützfläche 15. Im geschlossenen Zustand des Verschlusses kommt die eine Stützfläche 15 auf eine geneigte Gegenfläche 16 am Unterteil 10 und die andere Stützfläche 15 an einer ebenfalls geneigten Gegenfläche 17 am Deckel 2 zum Anliegen. Der Öffnungswinkel zwischen der Stützfläche 15 und der Gegenfläche 16, beziehungsweise zwischen der gegenüberliegenden Stützfläche 15 und der Gegenfläche 17 am Deckel beträgt jeweils 90°. Dies erlaubt die Aufteilung der Schwenkbewegung des Deckels 2 zum Unterteil 1 in je zwei Schwenkbewegungen von je 90°.

Prinzipiell ist es durchaus möglich, dass der Winkel zwischen den beiden Stützflächen 15 kleiner als 90° ist, dies verlangt jedoch, dass die Gegenflächen 16 und 17 entsprechend etwas flacher gestaltet sein müssen. Je kleiner der Winkel zwischen den beiden Stützflächen 15, um so mehr würde das Kippelement 7 in den Verschluss hineinragen. Da aber der über die Gegenfläche 16, beziehungsweise 17 hinausragende Teil der Stützflächen 15 wirkungslos ist, kann man den Giebel des dachförmigen Kippelementes 7 abschneiden, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Dadurch ergibt sich ein Kippelement, welches im Querschnitt die Form eines gleichschenkligen Trapezes aufweist. In der Fig. 7 ist auch der rechte Winkel eingezeichnet, der zwischen den Stützflächen 15 und den Gegenflächen 16, beziehungsweise 17 eingehalten werden soll.

Prinzipiell wäre es möglich, statt der beiden rechten Winkel zwei unterschiedliche, zueinander auf 180° komplimentäre Winkel anzubringen. Dies führt jedoch zu einer Neigung des Kippelementes im vollständig geschlossenen Zustand des Verschlusses. Dies kann ausnahmsweise für ganz speziell gestaltete Verschlüsse erwünscht sein.

Man erkennt auch in den Fig. 6 und 7, dass die die Schwenkachsen bildenden Dünnstellen 12 innerhalb der Mantelwände 10, beziehungsweise 11 des Unterteiles 1, beziehungsweise der Kappe 2 zu liegen kommen.

Beim Schliessen des erfindungsgemässen Verschlusses wird der Deckel 2 gemeinsam mit dem Kippelement 7 erst um die Schwenkachse zwischen der Stützfläche 15 und der Gegenfläche 16 am Unterteil 1 geschwenkt, bis diese beiden Flächen zum Anschlag kommen, worauf bei der Schwenkung um weitere 90° die Schwenkbewegung um die zweite Schwenkachse zwischen der Stützfläche 15 und der Gegenfläche 17 am Deckel 2 erfolgt. Beim Öffnen erfolgen diese beiden Schwenkbewegungen in umgekehrter Reihenfolge.

Vergleicht man nun die Federcharakteristiken einerseits der herkömmlichen Schnappscharnierverschlüsse und andererseits der erfindungsgemässen Schnappscharnierverschlüsse, so kommt man zu den entsprechenden Kennlinien gemäss den Fig. 8 und 9. Die Fig. 8 zeigt den herkömmlichen Schnappscharnierverschluss mit einem Gelenk, welches nur eine Schwenkachse aufweist und erkennt, dass im Totpunktbereich eine maximale Formverän-derung von L auftritt, während der Schnappscharnierverschluss gemäss der Erfindung mit zwei Schwenkachsen die maximale Formveränderung erheblich vermindert. Hierdurch ergibt sich über die gesamte Schwenkbewegung des Deckels länger eine relativ grosse Schwenkkraft, ohne dass jedoch eine derart grosse Verformung bewirkt wird, wie bei einer einachsigen Gestaltung des Gelenkes. Hierdurch ist auch eine vollständige Öffnung des Dek-kels um 180° gewährleistet. Dies war bisher lediglich eine Wunschvorstellung, die jedoch nie realisiert wurde. Ferner ist es auch aus diesen Graphiken erklärbar, dass auf das Gelenk, beziehungsweise auf die beiden Schwenkachsen eine erheblich geringere Spitzenbelastung auftritt, was zu einer Reduzierung der Riss- und Kerbbildung führt. Dehnungen oder Weissbrüche, die bei Scharnieren an Schnappscharnierverschlüssen des Standes der Technik deutlich von Auge erkennbar sind, lassen sich bei den erfindungsgemässen Verschlüssen kaum noch wahrnehmen.

Claims

Patentansprüche

1. Einteiliger Kunststoffschnappscharnierver-schluss bestehend aus einem Unterteil (1) und einem Deckel (2), die über ein integrales Gelenk im Bereich der übereinanderstehenden Mantelwände

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(10, 11) vom Unterteil und Deckel miteinander verbunden sind; sowie aus mindestens einem die Schnappwirkung erzeugenden Zwischenelement (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk aus mindestens zwei sich nicht schneidenden Schwenkachsen (6) besteht, wobei zwischen je zwei benachbarten Schwenkachsen (6) ein druckfestes Kippelement (7) angeordnet ist, so dass während des Schliess- beziehungsweise Öffnungsvorganges nacheinander je eine Teilschwenkung um die Schwenkachse (6) zwischen Unterteil (1) und Kippelement (7), und eine weitere Teilschwenkung um die Schwenkachse (6) zwischen Kippelement (7) und Deckel (2) stattfindet.

2. Einteiliger Kunststoffschnappscharnierver-schluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schwenkachsen (6) mindestens einen parallelen Streckenabschnitt aufweisen, zwischen denen das druckfeste Kippelement (7) angeordnet ist (Fig. 3).

3. Einteiliger Kunststoffschnappscharnierver-schluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schwenkachsen (6) im geschlossenen Zustand des Verschlusses spiegelsymmetrisch zur Trennebene (T) verlaufen.

4. Einteiliger Kunststoffschnappscharnierver-schluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kippelement (7) beidseitig eine Stützfläche (15) aufweist, wobei im geschlossenen Zustand des Verschlusses, die eine Stützfläche (15) an einer Gegenfläche (16) am Unterteil (1) und die andere Stützfläche (15) an einer Gegenfläche (17) am Deckel (2) anliegt.

5. Einteiliger Kunststoffschnappscharnierver-schluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kippelement (7) einen Querschnitt in der Form eines gleichschenkligen Dreieckes aufweist.

6. Einteiliger Kunststoffschnappscharnierver-schluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kippelement (7) einen Querschnitt in der Form eines gleichschenkligen Trapezes aufweist.

7. Einteiliger Kunststoffschnappscharnierver-schluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kippelement (7) bezüglich der Peripherie des Kunststoffschnappscharnierverschlusses nach innen ragt.

8. Einteiliger Kunststoffschnappscharnierver-schluss nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im vollständig geöffneten Zustand des Verschlusses, der Winkel zwischen der einen Stützfläche (15) des Kippelementes (7) und der Gegenfläche (16) am Unterteil (1), sowie andererseits der Winkel zwischen der anderen Stützfläche (15) und der Gegenfläche (17) am Deckel (2) je 90° beträgt.

9. Einteiliger Kunststoffschnappscharnierver-schluss nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen den beiden Stützflächen (15) des Kippelementes (7) weniger als 90° beträgt.

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