DE4335107A1 - Einteiliges Kunststoff-Schnappscharnier - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein einteiliges Schnappscharnier aus federndem Kunststoff mit mindestens zwei um eine geometrische Hauptachse klappbaren Scharnierteilen, die mit Filmscharnieren und Zwischenelementen gelenkig verbunden sind.

Derartige Schnappscharniere sind aus der DE 31 50 493 A1 bekannt. Im einzelnen werden Ausführungsformen beschrieben, bei denen die Zwischenelemente als biegeelastische Biege­ federn ausgebildet sind oder in Form von Zugelementen vor­ liegen, wobei die Scharnierteile in der Nachbarschaft der Zugelemente biegeelastisch ausgebildet sind.

In der CH 488 085 wird ein einteiliges, scharnierartiges Gelenk aus Kunststoff beschrieben, bei dem als Federelement ein gewellter Gelenkstreifen vorgesehen ist. Im einzelnen weist das Kunststoffgelenk zwei Scharnierplatten auf, die über eine einfache Gelenkrille gelenkig miteinander ver­ bunden sind, wobei in einem in beide Scharnierplatten hineinreichenden Schlitz der gewellte Gelenkstreifen angeordnet ist. Beim Verschwenken der beiden Scharnier­ platten zueinander wird der Gelenkstreifen in der Tot­ punktlage maximal gestreckt. Nach Überschreiten dieser Tot­ punktlage klappt das Kunststoffgelenk in Folge der durch den gewölbten Gelenkstreifen ausgeübten Zugkraft selbsttätig in die jeweilige stabile Endstellung. Die hierin gezeigten mäanderförmigen, aus mehreren Abschnitten bestehenden Spann­ bänder sind senkrecht zur Scharnieroberfläche gewellt, d. h. sie erstrecken sich senkrecht zur Scharnieroberfläche. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Spannbänder die Wandkontur der Verschlußteile notwendigerweise überragen und in geschlossener Lage auch nach innen ragen, so daß entsprechende Ausschnitte in den Deckelteilen erforderlich sind. Zudem sind bei diesen Spannbändern sehr kleine Krümmungsradien erforderlich, wodurch es im Bereich dieser Krümmungsradien zu starken Beanspruchungen kommt. Um eine gute Schwenkwirkung zu erzielen, erfordert diese Konstruktion zudem eine teilweise, maßgebliche Verdickung der Spannbänder.

In der WO 92/13775 A1 wird ein Schnappscharnier beschrieben, daß mindestens ein aus mehreren Teilabschnitten bestehendes Spannelement aufweist. Im einzelnen sind die auf Zug beanspruchten Spannelemente als dehnbare, grundsätzlich mäanderförmige Zugfedern ausgebildet, die sich im geschlossenen Zustand annähernd parallel zur Scharnier­ teiloberfläche erstrecken sollen. Sie bestehen je aus mehreren c-, u- oder o-förmigen Teilabschnitten, die serien­ artig miteinander verbunden sind, d. h. die von den Teilabschnitten herrührenden Federwirkungen sind hinter­ einander geschaltet. Die Teilabschnitte der Spannelemente sollen sich harmonikaähnlich dehnen lassen. Die Wellungen, die von den Teilabschnitten gebildet werden, sind wahlweise flächengleich mit der Scharnieroberfläche oder senkrecht zur Scharnieroberfläche angeordnet. Die in WO 92/13775 A1 be­ schriebenen Spannelemente besitzen den entscheidenden Nachteil, daß sie - um eine für den Schnappeffekt aus­ reichende Kraft zu beiden Seiten des Totpunktes des Schnapp­ scharniers zu bewirken - relativ groß bzw. dick sein müssen. In Anbetracht der überwiegend kleinen Dimensionen solcher Schnappverschlüsse von z. B. runden Flaschen oder Behältern sind Mäander der geschilderten Art schwer realisierbar, falls man für ein Spannband bei einem schon recht großen Verschluß mit etwa 50 mm Durchmesser, lediglich eine Fläche von etwa 4 × 5 mm zur Verfügung hat. Bei kleineren bis mittelgroßen Verschlüssen kann diese Fläche je Spannband u. U. lediglich 2 × 3 mm betragen, bei einer gewünschten Dicke des Spannbandes von unter 0,5 mm. Die Länge des Spann­ bandes beträgt dann bei der herkömmlichen Dimensionierung nur 3 bis 5 mm, die Breite der Mäander-Teilabschnitte dann etwa 0,3 bis 0,5 mm. Solche filigranartig dünnen Gebilde haben zwei entscheidende Nachteile: sie sind im Spritz­ gießverfahren schwer oder nicht herstellbar, und die Feder­ kräfte nehmen mit der dritten Potenz der Bandbreite ab und sind dann zu klein für den notwendigen Schnappeffekt. Will man andererseits die Nachteile der geringen Bandbreite durch eine erhebliche Vergrößerung des gesamten Spannelementes umgehen, so vergrößert sich der Umschlingungswinkel mit der Folge zu großer bleibender Verformungen und Über­ beanspruchung des Scharniers. Außerdem verlassen die Teil­ abschnitte der mäanderförmigen oder ähnlich geformter Gebilde im geschlossenen Zustand die Scharnieroberfläche nach der ersten oder nach weiteren Schwenkbewegungen des Verschlusses, so daß ein ästhetisch gutes Aussehen und eine sichere Verwendung üblicher Verschlußmaschinen be­ einträchtigt sind.

Ein weiterer Nachteil der Konstruktionen nach WO 92/13775 mit parallel zur Wandung liegenden Spannbändern liegt darin, daß die Spannbänder nur "punktartig" an den Verschlußteilen ansetzen und daß dadurch der Verschluß gegenüber Dreh­ bewegungen parallel zur Verschlußebene keine ausreichende Stabilität aufweist. Diesem Problem kann hier nur durch ein relativ breites Hauptscharnier zwischen den Verschlußteilen bereinigt werden, was jedoch wieder eine größere Dimensionierung erfordert.

Aus der US-PS 4 545 495 ist ein Schnappscharnier bekannt, bei dem zwei Scharnierteile eines Schnappverschlusses neben einem zentralen Filmscharnier zwei seitliche, im Querschnitt kreisrund geformte Verbindungselemente besitzen, die bei geöffnetem Verschluß - d. h. in derjenigen Position, in der der einteilige Schnappverschluß aus thermoplastischem Kunst­ stoff im Spritzgießverfahren gespritzt wird - einen Bogen bilden und in der Schließstellung gerade gestreckt sein sollen. Die Wölbungen der beiden Verbindungselemente sind dergestalt, daß sie sich im geöffneten Zustand des Ver­ schlusses nach außen, vom Filmscharnier weg, erstrecken. In der Totpunktstellung werden die schnurartigen Verbindungs­ elemente dann gestreckt. Sie sollen bei der weiteren Schließbewegung gestreckt bleiben, um in der Schließstellung in Vertiefungen einzutauchen und unter einer andauernden Zugspannung eine gerade Form anzunehmen. Um den gewünschten Schnappeffekt zu erreichen, wird die entscheidende Feder­ wirkung mit Hilfe einer kräftigen Wandverbiegung des Deckels in der Nähe des Filmscharniers gefordert. Hieraus folgt, daß die im Öffnungszustand gebogenen, dünnen Verbindungselemente auf Grund ihrer geringen Biegekräfte bei der Streckung einen nur unwesentlichen Beitrag zum Schnappeffekt leisten können, daß sie somit vordringlich zugunelastische Zugbänder bzw. Zugschnüre sind.

Ein Nachteil dieses Systems ist, daß in der Endlage des Schließzustandes keine Entspannung für den Kunststoff vor­ gesehen ist, der wie bekannt im Fall des empfohlenen Kunst­ stoffes Polypropylen (PP) nicht unerheblich zum Kriechen unter langzeitiger Krafteinwirkung neigt. Dadurch sind un­ erwünschte bleibende Deformationen der Verbindungselemente unvermeidlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schnappscharnier- Verschluß aus Kunststoff mit geringem Herstellungsaufwand zu schaffen, der eine hohe Lebensdauer aufweist, dessen Scharnier einen kleinen Platzbedarf erfordert, wobei der Schnappeffekt gezielt durch das Scharnier bewirkt wird und die zu betätigenden Verschlußteile zuverlässig in ihrer ge­ wählten Position gehalten werden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, ein mit einem Filmscharnier und zwei beidseitig angeordneten Zwischen­ elementen versehenes einteiliges Schnappscharnier so aus­ zugestalten, daß die Zwischenelemente eine möglichst große Federwirkung bereitstellen und gleichzeitig eine hohe Lebensdauer haben. Dabei soll zudem die Federkraft gezielt durch das Scharnier bzw. dessen Bestandteile realisiert werden. Das heißt, daß die Verschlußwirkung und insbesondere der Schnappeffekt durch die eigentlichen Scharnierteile (Zwischenelemente in Verbindung mit dem Filmscharnier) bewirkt werden und andere Elemente des Verschlusses in diesem Zusammenhang keine oder eine nur verschwindend geringe Bedeutung besitzen. Dies ermöglicht es, den Ver­ schluß grundsätzlich frei zu gestalten, da die gewünschte Schnappwirkung durch die Scharnierteile selber bewirkt wird.

Das Schnappscharnier enthält vorzugsweise zwei oder mehrere als Zugfedern wirkende Zwischenelemente, welche je aus mindestens zwei parallel geschalteten, dicht ineinander gepackten Federelementen besteht. Jedes dieser Federelemente weist eine nichtlineare, d. h. gekrümmte Form auf, die von der kürzesten Verbindung zwischen den Verschlußteilen ab­ weicht. Die Federelemente sind vorzugsweise flächig aus­ gestaltet und verlaufen bezüglich ihrer abgeflachten Seiten im wesentlichen parallel zur Mantelaußenfläche der Scharnierteile bei geschlossenem Verschluß. Die einzelnen Federelemente sind jeweils unabhängig voneinander direkt oder indirekt mit den beiden Verschlußteilen verbunden.

Da alle Federelemente mit den Verschlußteilen in aus­ reichender Breite verbunden sind, kann eine gute Stabilität gegenüber unerwünschten Verdrehungen eines Verschlußteils erreicht werden. Dadurch wird bei geringem Umschlingungs­ winkel eine optimale Stabilität erreicht.

Die Federelemente sind biegeelastisch verformbar, so daß beim Aufklappen des Schnappscharniers die zunächst im voll­ ständig geschlossenen bzw. geöffneten Zustand gekrümmten Federelemente gestreckt und dabei aufgebogen werden.

Die Ausbildung der Zwischenelemente mit einer Parallel­ schaltung mehrerer Federelemente hat den Vorteil, daß die beim Aufklappen auftretenden Beanspruchungen gleichmäßig auf die einzelnen Federelemente verteilt werden und durch die Anzahl der Federelemente bzw. deren konkrete Ausgestaltung hinsichtlich ihrer Länge, Breite und Dicke und ihren Krümmungsradien der für den jeweiligen Anwendungsfall gewünschte Schnappeffekt erzielbar ist. Die gekrümmte Form ermöglicht zudem das Ineinanderpacken der einzelnen Feder­ elemente, so daß auf kleinstem Raum eine große Federwirkung erzielt werden kann und das erfindungsgemäße Scharnier auch bei kleinen Verschlußdimensionen eingesetzt werden kann.

Durch die vorliegende Erfindung werden die genannten Einschränkungen der bisher bekannten Scharniere aus federndem Kunststoff vermieden. Alle Bestandteile des Schnappscharniers für vorzugsweise runde bzw. zylindrische Gegenstände liegen in der Schließstellung weitgehend in der Außenkontur des Gegenstandes und können dank der dünnen Federelemente so ausgebildet werden, daß diese innerhalb der Wanddicke der Verschlußteile liegen. Dadurch können Ver­ schlüsse für Flaschen und Behälter mit serienmäßigen Verschließmaschinen einfach und zuverlässig auf die Mündungen von Flaschen oder Behälter geschraubt oder geprellt werden.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines mit einem erfindungs­ gemäßen Schnappscharnier versehenen Behälters, wobei der Deckel bis zur Totpunktlage geöffnet ist,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des erfindungs­ gemäßen Schnappscharniers in Beziehung zu einer Symmetrieebene,

Fig. 3 eine vergrößerte Detailansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schnapp­ scharniers mit je drei Federelementen 5a für jedes Zwischenelement 5 von verschiedener Länge im geschlossenen Zustand,

Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schnapp­ scharniers mit je drei Federelementen von verschiedener Breite im geschlossenen Zustand,

Fig. 5 eine Aufsicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schnappscharniers mit je zwei Federelementen, wobei der Deckel vollständig aufgeklappt ist,

Fig. 6 eine vergrößerte Detailansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schnapp­ scharniers mit je zwei winkelförmigen Feder­ elementen,

Fig. 7 eine vergrößerte Detailansicht einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schnapp­ scharniers mit je zwei s-förmigen bzw. z- förmigen Federelementen und

Fig. 8 eine vergrößerte Detailansicht einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schnapp­ scharniers (nur zum Teil dargestellt) mit je drei Federelementen 5.1 , 5.2 und 5.3, die indirekt über jeweils ein Verbindungselement mit den Scharnierteilen 1, 2 verbunden sind.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist das erfindungsgemäße Kunststoff-Schnappscharnier 3, das an einem runden Behälter angeordnet ist, zwei Scharnierteile, ein Halsteil 1 und einen Deckel 2 auf, die um eine geometrische Hauptachse 4 klappbar sind. Die geometrische Hauptachse 4 bzw. die Schwenkachse des Verschlusses wird von einem Filmscharnier 7 gebildet. Beidseitig von dem Filmscharnier 7 und symmetrisch zu einer senkrecht zur geometrischen Hauptachse 4 verlaufenden Symmetrieebene 12 sind zwei Zwischenelemente 5 angeordnet, die beide Scharnierteile 1, 2 miteinander verbinden. In den Bereichen des Überganges von den Zwischen­ elementen 5 zu den Scharnierteilen 1, 2 sind hier vor­ zugsweise Gelenkstellen 9, 10, ausgebildet. Diese Gelenk­ stellen können in Form von Dünnstellen, z. B. Film­ scharnieren, ausgebildet sein. Die Zwischenelemente 5 sind flächig ausgebildet und liegen im geschlossenen Zustand in den Mantelaußenflächen der Scharnierteile, d. h. parallel zu den Mantelaußenflächen oder besonders bevorzugt fluchtend mit den Mantelaußenflächen. Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, weist jedes Zwischenelement 5 drei sichelförmige Feder­ elemente 5a auf, die von einem Übergang zum Deckenteil 2 zum anderen Übergang zum Halsteil 1 in nur einem Bogen ausge­ staltet sind. Alternativ können die Federelemente andere gekrümmte Formen haben, z. B. aus mindestens zwei im Winkel zueinander angeordneten geraden Abschnitten bestehen, so daß sich für die Zwischenelemente eine winklige, s-förmige oder z-förmige Gestalt ergibt, Fig. 6 und 7.

Gemäß der Erfindung wird die für die Schnappwirkung erforderliche, die Zwischenelemente 5 beanspruchende Feder­ kraft gezielt aufgeteilt. Durch die Ausbildung der Zwischen­ elemente 5 als funktionale Parallelschaltung mehrerer Federelemente 5a kann erreicht werden, daß die einzelnen Federelemente 5a sehr dünn, auch mit einer Dicke von weniger als 0,5 mm, ausgebildet werden können. Durch Anordnung der flächigen Zwischenelemente 5 parallel zu den Mantel­ außenflächen der Verschlußteile und wegen der erfindungs­ gemäßen Ausbildung der Zwischenelemente mit dünnen Feder­ elementen 5a kann in der Folge erreicht werden, daß die Zwischenelemente 5 im geschlossenen Zustand gänzlich innerhalb der Wanddicke eines Verschlußteils 1, 2 liegen können. Es wird damit erreicht, daß auch bei kleinen Verschlußdimensionen die Zwischenelemente weder ins Innere des Verschlusses ragen und dort Raum beanspruchen noch die Verschlußkonturen überragen und das Verschlußdesign beeinträchtigen.

Die äußeren Krümmungen der Federelemente 5a sind in den Beispielen von Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 vorzugsweise in der unmittelbaren Nachbarschaft des zentral angeordneten Film­ scharniers 7 vorgesehen, wobei die konkaven Innenseiten der sichelförmigen oder winkligen Federelemente 5a vom Film­ scharnier 7 abgewandt sind. Die beiden symmetrisch ange­ brachten Zwischenelemente 5 weisen dabei einen geringen Ab­ stand zur Symmetrieebene 12 auf, so daß deren Umschlingungs­ winkel 22 sehr klein gehalten wird. Die Verbindung der Verschlußteile über die Breite b (Fig. 8) der Zwischen­ elemente 5 gewährleistet, daß auch bei kurzen Film­ scharnieren 7 eine gute Stabilität und Führung des Ver­ schlusses während der Öffnungs- und Schließbewegung gewähr­ leistet ist. Die Länge jedes der sichelförmigen Feder­ elemente ist jeweils so gewählt, daß sie beim Aufklappen des Scharniers in der seitlich betrachteten Totpunktlage, d. h. in der maximal gestreckten Lage, in einer geraden Linie verlaufen (siehe Ansicht Fig. 1) und in der Draufsicht auf die gestreckten Zwischenelemente vorzugsweise nur noch leicht gekrümmt sind. Wenn die Federelemente in der Tot­ punktlage noch eine Bogenform aufweisen, wird die Feder­ wirkung überwiegend von den Federelementen bereitgestellt. Sind die Federelemente in der Totpunktlage weitgehend gestreckt, kommt es bei entsprechender Bemessung der Längen der Federelemente zu einer Wandverbiegung der Scharnierteile im Bereich des Übergangs der Zwischenelemente, wodurch bei einer biegeelastischen Verformung der Scharnierteile diese zur Federwirkung mit beitragen.

Eine raumbeanspruchende Konstruktion zur Unterbringung von rinnenförmigen Biegefedern im Inneren von z. B. runden Ver­ schlüssen wird durch die Erfindung somit vermieden.

Jedes Zwischenelement 5 enthält zwei (siehe Fig. 2, 5, 6 und 7), drei (siehe Fig. 3, 4 und 8) oder mehrere Federelemente 5a, welche mit kleinstmöglichem Abstand parallel zueinander angeordnet sind und durch Zwischenräume 6 getrennt sind. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Federelemente 5a als gekrümmte Biegefedern, wobei die einzelnen Feder­ elemente 5a jedes Zwischenelementes 5 eine geometrische Ähnlichkeit aufweisen, wird erreicht, daß diese Feder­ elemente ineinandergepackt werden können und das durch mehrere Federelemente gebildete Zwischenelement 5 kleinste Abmessungen aufweist. Dadurch wird dank der parallelen Wirkung der Federkräfte eine Verstärkung der Federkräfte auf kleinstem Raum möglich. Der Mindestabstand ergibt sich aus der für die Schlitzbreite der Zwischenräume 6 notwendigen, technisch realisierbaren Stempelbreite (Stegbreite) im Spritzgießwerkzeug, und zwar im Verhältnis zur Stempelhöhe, und aus dem gewünschten Mindestmaß für die Rundungen an den Schlitzenden im Bereich der Gelenkstellen 9, 10, wodurch eine Kerbwirkung während der Streckung der Federelemente 5a vermieden werden soll. Aufgrund der Bogenform der Feder­ elemente können sehr schmale Zwischenräume zwischen den Federelementen realisiert werden. Bei dem für die Her­ stellung notwendigen Spritgießwerkzeug können die die Zwischenräume bestimmenden Stege schmal ausgebildet werden, weil die gebogene Form zu ihrer Stabilität beiträgt, d. h. die Stege sind insbesondere stabil gegen ein Verbiegen in Folge des beim Spritzgießprozeß mit hohem Druck hin­ durchfließenden Kunststoff-Materials.

Die aus mehreren sichelförmigen Federelementen 5a be­ stehenden Zwischenelemente 5 wirken bei der Streckung beim Durchlaufen der Totpunktlage des Schnappscharniers 3 wie Zugfedern. Dabei werden die Teilbereiche innerhalb eines Federelementes 5a beim Öffnen des Behälters überwiegend auf Biegung beansprucht. Infolge der biegeelastischen Eigen­ schaften des Materials gehen die Federelemente nach Über­ schreiten der Totpunktlage in ihre gekrümmte Form zurück. Die Dicke der Federelemente 5a liegt bevorzugt unter etwa 0,5 mm, die Breite ist so dimensioniert, daß die Randdehnung während der Biegebeanspruchung unter Berücksichtigung der elastischen Dehnbarkeit des verwendeten Kunststoffs (z. B. auf Basis von Polypropylen, PP) im wesentlichen keine plastische Verformung verursacht.

In den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 4 ist leicht zu erkennen, daß die einzelnen Federelemente 5a jeweils eine leichte Bogenform aufweisen, welche keine Wendepunkte enthält. Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 zeigt eine Krümmung der Federelemente 5a mit einer leichten Winkelung. Gemäß der Erfindung wird bezweckt, daß die Federelemente mindestens eine derartige Krümmung aufweisen, daß sie im wesentlichen als reine Biegefedern wirken, die auch in der Totpunktlage nicht längengedehnt werden. Gleich­ zeitig wird aber vermieden, Biegeformen vorzusehen, welche kleine Krümmungsradien enthalten, da die daraus resultierende lokale Beanspruchung ungünstig wirkt und zu Kerbwirkungen oder Materialermüdungen führen kann. Vorzugs­ weise betragen die maximalen Krümmungsradien r jedes Feder­ elementes 5a auch an konkaven Kanten mehr als 10% der Distanz x zwischen seinen Gelenkstellen 9, 10 (kürzeste Ver­ bindung). Gemäß der Erfindung werden demnach Federelemente 5a bevorzugt, welche sanfte Krümmungen aufweisen und welche in der Totpunktlage annähernd gerade verlaufen. Wie Fig. 7 zeigt, kann die Kurve der Federelemente 5a im Mittenbereich auch einen Wendepunkt aufweisen. Es wird jedoch vorzugsweise vermieden, mehr als einen Wendepunkt um Mittenbereich der Federelemente 5a vorzusehen, da dann einerseits zu kleine Krümmungsradien resultieren, andererseits ein Ineinander­ packen bzw. Verschachteln der einzelnen Federelemente 5a wegen der zu kleinen Dimensionen nicht mehr möglich ist.

Die den Übergang der Zwischenelemente 5 zu den Scharnier­ teilen 1, 2 bildenden Gelenkstellen 9, 10 werden beim Auf­ klappen der Scharnierteile 1, 2 im Totpunktbereich - örtlich eng begrenzt - kräftig gedehnt. Im Übergangsbereich bilden sich dabei vorteilhafterweise Molekülorientierungen im Ge­ füge senkrecht zu den Gelenkstellen 9, 10 welche in gleicher Richtung mit den beim Spritzgießprozeß entstehenden Orientierungen als Folge der Scherströmung verlaufen. Die örtliche Reckung während der Biegung in den Gelenkstellen erzeugt einen bei bestimmter Einfärbung erkennbaren Weiß­ bruch, was ein Hinweis auf eine "Verdünnung" an dieser Stelle infolge der örtlichen Dehnung ist.

Die Übergänge zwischen den Zwischenelementen 5 zu den Verschlußteilen 1, 2 können in weiteren Ausführungsformen auch durch andere Dünnstellen oder durch eine indirekte Verbindung, bspw. mittels einer Verbindungskonsole 21 oder einem die einzelnen Federelemente 5.1-5.3 verbindenden Gelenkstück 21 (Fig. 8), bewirkt werden. Vorzugsweise wird auch bei der indirekten Verbindung je eine Gelenkstelle 9, 10 vorgesehen. Erfindungsgemäß wird eine Verbindung der Verschlußteile 1, 2 über die gesamte Breite b des Zwischen­ elementes 5 gewährleistet. Dank dem äußeren Federelement 5.1 und dem inneren Federelement 5.3 können Zugbelastungen auch an den Endbereichen der Gelenkstellen 9, 10 bzw. an der äußeren und inneren Kante des Zwischenelementes 5 übertragen werden, was eine Stabilisierung gegen unerwünschtes Ver­ drehen eines Verschlußteils bewirkt.

Gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform verlaufen die Tangenten an die Gelenkstellen 9, 10 schräg zur geometrischen Hauptachse 4, wobei deren Verlängerung die geometrische Hauptachse schneidet (Fig. 3). Bei dieser Aus­ führungsform sind die äußeren Federelemente länger als die inneren Federelemente, die dem Filmscharnier benachbart sind. Vorzugsweise ist die Länge des jeweiligen Federelementes proportional zum entsprechenden Abstand zur Symmetrieebene.

Gemäß der zweiten Ausführungsform verlaufen die Tangenten in dieser Ansicht parallel zur geometrischen Hauptachse 4 (Fig. 4). Im zweiten Fall nimmt die Breite der Feder­ elemente 5a mit wachsendem Abstand von der Symmetrieebene 12 ab. Vorzugsweise ist die Breite des jeweiligen Feder­ elementes nahezu umgekehrt proportional zum entsprechenden Abstand zur Symmetrieebene. Bei größeren Abständen zur Symmetrieebene 12 gelten keine linearen Zusammenhänge mehr sondern Winkelfunktionen. Dadurch können die Randspannungen und Randdehnungen an den Außenseiten der Federelemente 5a vereinheitlicht werden.

Mit der vorliegenden Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die beim Aufklappen der Scharnierteile auf­ tretenden Beanspruchungen über alle Federelemente gleich­ mäßig verteilt werden, so daß insbesondere Überlastungen in einzelnen der Federelemente oder in Abschnitten von ein­ zelnen der Federelemente vermieden werden können. Neben der Möglichkeit, den Verlauf der Tangenten (schräg oder parallel) und die Länge und Breite der Federelemente zu variieren, besteht außerdem die Möglichkeit, die Dicke der Federelemente im Bereich zwischen den Dünnstellen 9 und 10, abhängig vom Abstand von der Symmetrieachse, zu variieren. Außerdem kann der Krümmungsradius der einzelnen Feder­ elemente entsprechend gewählt werden.

Da die konvexen Seiten der Krümmungen der sichelförmigen und winkligen Federelemente 5a jeweils dem Filmscharnier 7 zu­ gewandt sind, wird deren Herstellbarkeit im Spritzgieß­ verfahren deutlich vereinfacht. Insbesondere wird das Ent­ formen erleichtert, das im geöffneten Zustand des Schnapp­ scharniers, wie es die Draufsicht in Fig. 5 zeigt, erfolgt. Weiterhin ermöglicht diese Anordnung eine günstige Biege­ beanspruchung der Federelemente 5a über ihre gesamte Länge, insbesondere sind keine Kerbwirkungen in der Totpunktlage an den Übergangstellen zwischen Federelement und Dünnstelle zu erwarten, was nicht in gleichem Maße gegeben wäre, wenn die konkaven Seiten dem Filmscharnier 7 zugewandt wären. Selbst­ verständlich können die Federelemente 5a mit ihrer konkaven Seite auch gegen das Filmscharnier angeordnet werden, falls dies aus Design-Gründen gewünscht werden sollte.

Die erfindungsgemäße Gestaltung und Anordnung unterscheidet sich sehr vorteilhaft von den mäanderförmigen Zwischen­ elementen nach WO 92/13775 A1, bei denen die Randspannungen in den Wellungen der Mäander unterschiedlich groß sind, abhängig davon, ob die Wellungen dem zentralen Filmscharnier zu- oder abgewandt sind.

Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß die nur sanften Krümmungen der Federelemente 5a sehr gleichmäßige Material­ beanspruchungen herbeiführen. Zudem werden gemäß der Erfindung durch Anpassung der Kantenformen der einzelnen Federelemente 5a ungünstige Randspannungen vermieden, indem die konkav und konvex gekrümmte Seite jedes Federelementes nicht gleiche Krümmungsradien aufweisen sondern die Feder­ elemente 5a im Mittenbereich geringfügig breiter aus­ gestaltet werden.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Federelemente 5a der Zwischenelemente 5 nicht parallel zu den Mantelaußen­ flächen, sondern im wesentlichen parallel zur Hauptachse 7 ausgerichtet. Da die einzelnen Federelemente 5a nur eine geringe Breite und Dicke aufweisen, ist trotz dieser Lage nur ein sehr geringer Ausschnitt in den Verschlußteilen 1, 2 erforderlich. Die Gelenkstellen 9, 10 der Zwischenelemente 5 bilden in diesem Falle nicht eine Achse, sondern die Gelenk­ stellenabschnitte der Federelemente 5a liegen auf parallelen Achsen zur Hauptachse 7. Diese Ausführungsform läßt eine besonders dichte Packung der Federelemente 5a zu, da die Zwischenräume 6 (Fig. 3) in der Ansicht nahezu oder sogar ganz entfallen können, da die Federelemente senkrecht zur Zeichnungsebene versetzt und somit zueinander getrennt liegen.

Selbstverständlich können die Federelemente 5a auch eine von einer flächigen Form abweichende Querschnittsform aufweisen. Die flächige Form besitzt jedoch einerseits den Vorteil einer geometrisch günstigen Form, indem die Zwischenelemente innerhalb der Wanddicke der Verschlußteile untergebracht werden können und andererseits bei einfacher Formgebung übermäßige Randspannungen vermieden werden können. Ins­ besondere ist es möglich, die Zwischenelemente fluchtend mit den Mantelaußenwänden auszubilden. In jedem Fall besteht auch die Möglichkeit, die Zwischenelemente innerhalb der Mantelaußenfläche anzuordnen bzw. zu versenken, so daß keine Scharnierteile über die Außenkonturen des Verschlusses vorstehen.

Claims (15)

1. Einteiliges Schnappscharnier aus federndem Kunststoff mit zwei um eine geometrische Hauptachse (4) klappbaren Scharnierteilen (1, 2), die über mindestens ein in die Hauptachse (4) fallendes Filmscharnier (7) und über mindestens zwei Zwischenelemente (5) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zwischenelement (5) mindestens zwei nebeneinander angeordnete, parallel geschaltete Federelemente (5a) aufweist, die im geschlossenen Zustand der Scharnierteile (1, 2) im wesentlichen parallel zur äußeren Mantelfläche der Scharnierteile (1, 2) verlaufen und eine gekrümmte oder gewinkelte Form aufweisen, die von der kürzesten Verbindung zwischen den Scharnierteilen (1, 2) abweicht, wobei die Federelemente (5a) biegeelastisch sind.

2. Einteiliges Schnappscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelemente (5) beiderseitig von einer senkrecht zur geometrischen Hauptachse (4) verlaufenden Symmetrieebene (12) symmetrisch angeordnet sind.

3. Einteiliges Schnappscharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Zwischenelemente (5) Gelenkstellen (9, 10), vorzugsweise Dünnstellen, als Übergänge zu den Scharnierteilen (1, 2) angeordnet sind.

4. Einteiliges Schnappscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelemente (5) mit ihren Federelementen (5a) im Schließzustand in Richtung zur Symmetrieebene (12) konvex gekrümmt sind.

5. Einteiliges Schnappscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (5a) sichelförmig gestaltet sind.

6. Einteiliges Schnappscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente winkelförmig gestaltet sind.

7. Einteiliges Schnappscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente s- förmig bzw. z-förmig gestaltet sind.

8. Einteiliges Schnappscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (5a) mit zunehmendem Abstand von der Symmetrieebene (12) eine zunehmende Länge aufweisen.

9. Einteiliges Schnappscharnier nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des jeweiligen Federelementes (5a) proportional zu seinem Abstand zur Symmetrieebene (12) ist.

10. Einteiliges Schnappscharnier nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstellen (9, 10) schräg zur geometrischen Hauptachse (4) angeordnet sind.

11. Einteiliges Schnappscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (5a) mit zunehmendem Abstand von der Symmetrieebene (12) eine abnehmende Breite aufweisen.

12. Einteiliges Schnappscharnier nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des jeweiligen Federelementes (5a) umgekehrt proportional zu seinem Abstand zur Symmetrieebene (12) ist.

13. Einteiliges Schnappscharnier nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstellen (9, 10) parallel zur geometrischen Hauptachse (4) angeordnet sind.

14. Einteiliges Schnappscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius für jedes Federelement (5a) größer ist als 10%, besonders bevorzugt 20%, der kürzesten Verbindung zwischen den Scharnierteilen, bezogen auf die Verbindungsstellen dieses Federelementes (5a).

15. Verwendung eines einteiligen Schnappscharniers nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei einem Verschluß für Behälter.