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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen eines Behälters und einen mit einer derartigen Vorrichtung ausgerüsteten Behälter.
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Im Bereich der Flüssigkeitsverpackung ist es bekannt, einen Flaschenhals mit oder ohne Gewinde mit einer Verschlussvorrichtung aus Kunststoff auszurüsten, die einen auf einer den Hals umschließenden Hülle angelenkten Verschluss aufweist. Der Verschluss kann vor dem ersten Öffnen durch eine Aufreißlasche oder trennbare Stege mit der Hülle verbunden sein. Wird der Verschluss aus seiner Verschlussposition in eine geöffnete Position verschwenkt, ist er üblicherweise nicht an der Hülle gehalten, sodass er je nach Neigungswinkel des Behälters auf die aus dem Hals fließende Flüssigkeit einwirkt. Ein derartiger Verschluss kann für einen Benutzer, der aus dem Hals einer Flasche trinken möchte, lästig sein, insbesondere bei Anwendungen im Bereich der Mineralwasser oder Trinkyoghurts.
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Bei bestimmten Vorrichtungen wie beispielsweise denjenigen, die aus der
US-A-4,158,902 , der
US-A-5,088,612 oder der
US-A-5,271,536 bekannt sind, sind Zungen vorgesehen, mit denen eine harte Stelle zur Stabilisierung des Gelenk-Verschlusses in einer im Verhältnis zur Verschlussposition eines Behälters einen Winkel von circa 90° einnehmenden Position gebildet werden kann. In dieser 90°-Position kann die Flüssigkeit durch den Verschluss nicht ungehindert aus dem Behälter fließen und ein Benutzer nicht aus der Flasche trinken. Wird der Verschluss in seine vollständig geöffnete Position verschwenkt, ist er im Verhältnis zur restlichen Vorrichtung nicht mehr gehalten und kann auch hier hinderlich sein.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, diese Nachteile zu vermeiden und eine Verschlussvorrichtung anzugeben, deren Verschluss effizient in geöffneter Position gehalten werden kann, sodass er beim Trinken der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit kein Hindernis darstellt.
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In diesem Sinne betrifft die Erfindung eine Abdichtungsvorrichtung für einen Behälter, der mit einem Hals versehen ist, wobei die Vorrichtung einen Deckel aus Kunststoff umfasst, der gelenkig auf einer Manschette angebracht ist, die dazu bestimmt ist, diesen Hals zu umgeben, wobei der Deckel in seinem Gelenkbereich auf der Manschette mindestens einen Abschnitt trägt, der an einen Ansatz anlegbar ist, der in der Nähe der Oberkante der Manschette vorgesehen ist, in einer Sperrkonfiguration des Deckels, wobei die Geometrie und die Positionierung des vorgenannten Abschnitts und des vorgenannten Ansatzes so sind, dass, in der vorgenannten Konfiguration, der Deckel in einer vollständig geöffneten Position der Vorrichtung blockiert ist, bei der sein Öffnungswinkel größer oder gleich 180 ist. Gemäß der Erfindung ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz durch eine Lasche einstückig mit der Manschette gebildet ist, die sich vom oberen Rand der Manschette nach oben erstreckt und der angelegt werden kann, unter Einwirkung einer Kraft, die durch den vorgenannten Abschnitt des Deckels, gegen die äußere radiale Oberfläche des Halses ausgeübt wird, und auf diesen Abschnitt eine Reaktionskraft, die von dem Hals erzeugt wird, übertragen kann.
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Erfindungsgemäß wird der Verschluss durch das Zusammenwirken von Abschnitt und Wulst effizient in vollständig geöffneter Position gehalten. Die vollständig geöffnete Position ist im Sinne der Erfindung diejenige, in welcher der Verschluss in seine Schwenkposition, in der er den Zugang zur restlichen Vorrichtung und zum Hals des Behälters freigibt, verschwenkt ist. Diese vollständig geöffnete Position entspricht einem Öffnungswinkel des Verschlusses von größer als oder gleich 180°. Der Verschluss ist dann beim Ausgießen einer im Behälter enthaltenen Flüssigkeit oder beim Trinken aus der Flasche vom Hals gelöst ist. Dabei wird der Verschluss zuverlässig geöffnet gehalten, ohne dass ein federbelastetes Scharnier erforderlich wäre, wobei das Formen eines derartigen Scharniers komplizierter und schwieriger ist als bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Nach vorteilhaften jedoch nicht zwingenden Ausgestaltungen der Erfindung weist die Vorrichtung eines oder mehrere der nachstehend aufgeführten Merkmale auf:
Nach bestimmten vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung ist der erwähnte Abschnitt des Verschluss zwischen zwei elastischen Lamellen angeordnet, die ein Scharnier bilden und den Verschluss mit der Hülle verbinden. In einer Ausführungsvariante der Erfindung sind zwei Abschnitte auf dem Verschluss vorgesehen, die sich an einem Wulst abstützen, wobei diese Abschnitte beiderseits einer das Scharnier bildenden und den Verschluss mit der Hülle verbindenden elastischen Lamelle verteilt angeordnet sind. Die Abstützung des Abschnittes des Verschluss am Wulst kann in jedem Fall durch eine durch die Lamellen ausgeübte Federkraft erzielt werden.
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Ein derartiger Verschluss kann eine gewölbte Außenform aufweisen, um sein Äußeres ansprechender zu machen und zu verhindern, dass sich Flüssigkeit oder Schmutz auf seiner Oberfläche ansammelt. Nach dem Öffnen eines derartigen Verschlusses kann es zuweilen schwierig sein, ihn wieder in seine Verschließposition des Behälterhalses zu bringen, da die Finger eines Benutzers an dem Rand des Verschlusses, der dem Gelenkbereich auf der Hülle gegenüberliegt, abrutschen. Insbesondere ist es oft erforderlich, die Flasche mit beiden Händen zu verschließen und dabei den Flaschenhals mit einer Hand zu halten, während die andere Hand eine Schließkraft auf die Verschlussvorrichtung ausübt.
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Bei bestimmten Arten von Getränken kann ein besonders leichtes Verschließen der Verschlussvorrichtung, beispielsweise mit einer Hand, wünschenswert sein. Die bekannten Vorrichtungen werden diesbezüglich jedoch nicht als zufrieden stellend erachtet.
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Zur Lösung der Aufgabe nach einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung weist der Verschluss auf seiner Oberfläche größtenteils eine konvexe Außenfläche auf, wobei diese Außenfläche im Wesentlichen gegenüber des Gelenkbereiches des Verschlusses auf der Hülle eine konkave Vertiefung aufweist.
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Die auf der Außenfläche des Verschlusses vorgesehene Vertiefung bildet einen Bereich zur Aufnahme der Fingerkuppe eines Benutzers, wodurch eine effiziente Kraft zum Herunterklappen des Verschlusses ausgeübt werden kann und weniger Gefahr besteht, dass der Finger des Benutzers an der äußeren Oberfläche des Behälters abrutscht.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung unterscheidet sich die Oberflächenbeschaffenheit der Vertiefung von derjenigen des konvexen Teils der Außenfläche des Verschlusses. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Vertiefung eine rauere Oberfläche aufweist als der konvexe Teil. Dabei ist der Reibbeiwert des Fingers des Benutzers bei der Vertiefung verhältnismäßig hoch, wodurch die Abrutschgefahr weiter reduziert wird. Außerdem geht die Vertiefung vorteilhafter Weise in eine Oberseite einer radial vom Rand des Verschlusses abstehenden Nase über, wobei mit der Nase eine Kraft zur Öffnung der Vorrichtung ausgeübt werden kann.
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Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen mit einem Hals versehenen und mit einer vorbeschriebenen Verschlussvorrichtung ausgerüsteten Behälter.
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Anhand der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer Abdichtungsvorrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Prinzip und der Modellierung von zwei Scharnieren, die in jeder dieser Vorrichtungen verwendet werden können, wird die Erfindung verständlicher und andere Vorteile der Erfindung werden deutlicher, wobei die Beschreibung ausschließlich als Beispiel dient und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, worin:
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1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung;
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2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach 1 unter einem anderen Blickwinkel betrachtet;
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3 eine perspektivische Ansicht der auf den Hals einer Flasche montierten Vorrichtung nach 1 und 2 während des Öffnens
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1 die gleiche Ansicht wie in 3 jedoch bei beendeter Öffnungsbewegung des Verschlusses;
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5 die gleiche Ansicht wie in 4 jedoch mit teilweise freigelegter Verschlussvorrichtung;
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6 einen axialen Schnitt durch die Flasche und die Vorrichtung in 4;
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Die in den 1 bis 6 dargestellte Verschlussvorrichtung ist zur Anbringung auf einem Hals 2 einer Flasche 3, von der in den 3 bis 6 nur der obere Teil sichtbar ist, bestimmt.
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Die Vorrichtung 1 umfasst einen Verschluss 11 und eine Hülle 12, die im Verhältnis zu einer Zentral X-X' der Vorrichtung 1 überwiegend symmetrisch sind.
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Die Vorrichtung 1 ist einstückig aus Kunststoff geformt. Eine Aufreißlasche 13 verbindet den Verschluss 11 mit der Hülle 12 auf dem größten Teil des Umfangs der Vorrichtung 1 mit Ausnahme eines Bereichs 14, der insbesondere in 2 sichtbar ist und in dem der Verschluss 1 an der Hülle 12 angelenkt ist.
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Die Hülle 12 weist eine Innenrippe 121 auf, die zur Feststellung der Vorrichtung 1 auf dem Hals 2 mit einem ringförmigen Außenflansch 21 des Halses 2 zusammenwirkt.
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Zwei elastische Lamellen 15 und 15' verbinden den Verschluss 1 mit der Hülle 12 beiderseits einer sich vom oberen Rand 123 der Hülle 12 nach oben erstreckenden Zunge 122.
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In der vorliegenden Beschreibung beziehen sich die Adjektive „obere” und „untere” jeweils auf einen plan auf einer überwiegend horizontalen Oberfläche in der Position der 1 und 2 anliegenden Verschluss. Die oberen Teile der Vorrichtung 1 zeigen in den Figuren nach oben, während die unteren Teile nach unten zeigen.
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Die Oberseite bzw. Außenseite 111 des Verschlusses 11 ist gewölbt, d. h. sie weist in einem dem größten Teil der Seite 111 entsprechenden Hauptteil 112 eine ausgeprägte Wölbung auf.
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Gegenüber von Bereich 14 ist auf der Seite 111 eine Vertiefung 113 vorgesehen. Diese Vertiefung ist konkav, d. h. sie ist zum Hauptteil 112 nach innen gewölbt. Diese Vertiefung 113 bildet einen natürlichen Bereich zur Ausübung einer Kraft auf den Verschluss 11.
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Zum Öffnen der auf dem Hals 2 der Flasche 3 angebrachten Vorrichtung 1 wird auf den Griff 131 der Lasche 13 eine Kraft F2 zum Aufreißen der Lasche 13 ausgeübt, wodurch der Rand 114 des Verschlusses 11 von der Hülle 12 auf dem größten Teil des Umfangs der Vorrichtung 1 gelöst wird. Dadurch kann der Verschluss 11 um eine überwiegend senkrecht zur Achse X-X' verlaufende geometrische Achse A-A' verschwenkt werden, indem eine entsprechende Kraft F3 auf eine Nase 115 des Verschlusses 11 ausgeübt wird. Die Nase 115 springt radial vom Rand 114 des Verschlusses 11 gegenüber dem Bereich 14 hervor.
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Dadurch kann der Verschluss vom Zustand gemäß den 1 und 2 über den Zustand gemäß der 3 in den Zustand gemäß der 4 bis 6 überführt werden.
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Zum erneuten Verschließen der Vorrichtung kann eine Kraft F4 auf die Vertiefung 113 ausgeübt werden.
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Aufgrund der Form der Vertiefung kann die Kraft F4 mit einem Finger einer Hand, deren andere Finger an der Hülle 12 anliegen, ausgeübt werden. Damit kann die Vorrichtung 1 leicht verschlossen, d. h. der Verschluss 11 verschwenkt werden, um ihn in seine Position nach 1 und 2 zu bringen.
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Die Vertiefung 113 ist rauer ausgeführt als der Hauptteil 112 der Seite 111, damit die Kraft F4 ausgeübt werden kann, ohne dass der Finger eines Benutzers verrutschen kann. Die Oberfläche 113 kann beispielsweise gekörnt oder geriffelt sein.
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Zudem bildet die Oberseite 116 der Nase 115 eine Verlängerung der Vertiefung 113, wodurch sich die Fläche, auf welche die Kraft F4 ausgeübt wird, entsprechend vergrößert.
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Der Verschluss 11 weist weiterhin einen Vorsprung 117 auf, der sich im Wesentlichen gegenüber der Nase 115 im Verhältnis zur Achse X-X', d. h. im Bereich 14 erstreckt.
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Während der Verschwenkung des Verschlusses 11 um die Achse A-A' kommt der Vorsprung 117 unter der Einwirkung einer von den Lamellen 15 und 15' ausgeübten elastischen Kraft F5 von außen an der Zunge 122 zum Anliegen. Die Zunge 122 wird durch diese Kraft F5 gegen die radiale Außenfläche 22 des Halses 2 in der Nähe seines oberen Randes 23 gedrückt, wobei die Fläche 22 eine Reaktionskraft F5 auf den Vorsprung 117 ausübt und die Richtung und die Stärke der Kräfte F5 und F6 so gewählt sind, dass der Verschluss 1 in der Position der 4 bis 6 blockiert wird.
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In der Position der 4 bis 6 ist die Zunge 122 zwischen dem Abschnitt 117 und dem Hals 2 komprimiert. Die Zunge 122 erstreckt sich von der Hülle 12 aus bis über die geometrische Gelenkachse A-A' des Verschlusses 11 auf der der Hülle 12.
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In dieser Position ist der Öffnungswinkel α des Verschlusses 11 größer als 180°, sodass der Zugang zum Hals 2 eindeutig frei ist, wobei der Verschluss 11 mit einer Innenhülle 118 versehen ist. So kann der Verschluss 1 unabhängig von der Orientierung des Verschlusses 11 um die Achse X-X' einen den Inhalt der Flasche ausgießenden Benutzer nicht behindern. Der Verschluss 11 stört auch beim direkten Trinken aus der Flasche 11 nicht.
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Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung gemäß in dem Zustand nach 1 und 2 geformt sein, d. h. in geschlossenem Zustand, in dem sie direkt auf den Hals 2 der Flasche 3 angebracht werden kann. Das Formen im geschlossenen Zustand ermöglicht eine hohe Formhohlraumdichte.
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Der Abschnitt 117 des Verschlusses 11 steht nicht zu weit über den Rand des Verschlusses vor, sodass er die Handhabung durch automatisierte Vorrichtungen zu seiner Anbringung auf dem Hals 2 nicht behindert. Zudem besteht durch den Abschnitt 117 auch keine Verletzungsgefahr für einen Benutzer.
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Bei der in den 7 und 8 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie diejenigen der ersten Ausführungsform, jedoch um 500 erhöht. Die Vorrichtung 501 dieser Ausführungsform wird auf den Hals 502 einer Flasche 503 montiert. Ein Verschluss 511 ist durch in einem Gelenkbereich 514 gebildete elastische Lamellen 515 und 515' an einer Hülle 512 angelenkt.
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Vorstehende Teile 513 erstrecken sich vom oberen Rand 623 der Hülle 512 aus und sind trennbar mit dem unteren Rand 614 des Verschlusses 511 verbunden.
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Wie bereits erwähnt umfasst die äußere Oberfläche 611 des Verschlusses 511 einen Hauptteil 612, dessen Ränder abgerundet sind und dessen Oberseite überwiegend flach ist. Dieser Teil 612 ist folglich konvex. Der Verschluss 511 weist im Wesentlichen gegenüber dem Bereich 514 eine Vertiefung 613 auf. Durch diese Vertiefung kann Kraft effizient übertragen werden, wenn der Verschluss wie durch den Pfeil F4 in 8 dargestellt verschlossen werden soll.
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Am Verschluss 611 ist zwischen den Lamellen 515 und 515' ein Vorsprung 617 vorgesehen, der sich am oberen Rand 522 des Halses 502 abstützt wie in 8 dargestellt. Dadurch kann der Verschluss 511 mit der gleichen Kräftekombination F5 und F4 wie sie bei der ersten Ausführungsform erwähnt wurde, in der geöffneten Position festgestellt werden wie in dieser Fig. dargestellt.
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Wie in 9 dargestellt, in der gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind wie diejenigen der zweiten Ausführungsform, kann die Form des Abschnittes 617 in einer dritten Ausführungsform so geändert werden, dass im geöffneten und blockierten Zustand der Öffnungswinkel α des Verschlusses 511 größer ist als 180°.
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Wie bereits erwähnt stützt sich der Abschnitt 617 am oberen Rand 522 des Halses 502 über dem oberen Rand 623 der Hülle 512 ab.
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Wie in 10 dargestellt, in der gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind wie diejenigen der ersten Ausführungsform jedoch um 1000 erhöht, können in einem Gelenkbereich 1014 zwischen einem Verschluss 1011 und einer Hülle 1012 zwei Abschnitte 1117 und 1117' vorgesehen sein, die sich vom unteren Rand 1114 des Verschlusses 1011 nach unten in Richtung Hülle 1012 erstrecken, wobei die Hülle dazu bestimmt ist, den Hals 1002 einer Flasche 1003 zu umschließen.
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Eine elastische Lamelle 1015 verbindet den Verschluss 1011 mit der Hülle 1012 und bildet ein sich um eine Achse A-A' drehbares Scharnier überwiegend senkrecht zu einer Symmetrieachse X-X' des Halses 1002 und der Verschlussvorrichtung 1001.
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Wie bereits erwähnt umfasst die Außenseite 1111 des Verschlusses 101 ein konvexes Hauptteil 1112 und eine konkave Vertiefung 1113.
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Im geöffneten Zustand der Vorrichtung 1001 stützen sich die vorstehenden Abschnitte 1117 und 1117' jeweils am oberen Rand des Halses 1002 beiderseits der Lamelle 1015 ab. Die Geometrie der Abschnitte 1117 und 1117' kann so gewählt sein, dass der Öffnungswinkel des Verschlusses 1011 in blockierter Position größer ist als 180°.
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Wie in den 11A bis 11C dargestellt kann ein weiteres Gelenk vorgesehen sein, bei dem elastische Lamellen 815 und 815' einen Teil 811 einer Vorrichtung, zum Beispiel eines Verschluss, mit einem anderen Teil 812, zum Beispiel einer Hülle, verbinden. Der Teil 812 umfasst einen mittleren Nocken 8121 dessen obere Fläche 8122 um einen Winkel β von circa 45° im Verhältnis zur Zentralachse Z-Z' des Nockens 8121 geneigt ist.
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Zudem weist der Teil 811 Zapfen 8111 auf, mit denen er um eine Achse A-A' im Verhältnis zu den oberen Enden der Lamellen 815 und 815' schwenkbar ist.
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In der Position nach 11A ist die untere Fläche 8112 des Teils 811 um einen im Wesentlichen dem Winkel β entsprechenden Winkel γ im Verhältnis zur Achse Z-Z' geneigt.
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Beim Drehen des Teils 811 um die Achse A-A' neigen die Lamellen 815 und 815' aufgrund des Längenunterschiedes der sich berührenden Teile 811 und 812 dazu, sich auszudehnen und sich anschließend wieder zusammenzuziehen, indem sie eine Seitenfläche 8113 des Teils 811 fest gegen die Fläche 8122 des Teils 812 drücken wie in 10C dargestellt. In dieser Position wird der Teil 811 durch die von den Lamellen 815 und 815' ausgeübte Kraft in der im Verhältnis zum Teil 812 heruntergeklappten Position gehalten.
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Ein derartiger Aufbau könnte als bistabiles Scharnier für den Verschluss bei den drei oben beschriebenen Verschlussvorrichtungen eingesetzt werden.
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Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass das so gebildete Scharnier in beiden jeweils in den 11A und 11C dargestellten Positionen stabil ist.
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Wie in den 12A bis 12C dargestellt kann das in den 11A bis 11C dargestellte Scharnier so geändert werden, dass sein Öffnungswinkel α'' größer ist als 180°. Der Teil 811 weist dann einen Teil 8114 in Form eines Zylinderabschnitts auf, der auf der durch die Zapfen 8111 und die oberen Teile der Lamellen 815 und 815' definierten Drehachse A-A' zentriert ist.
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Bei der Öffnungsbewegung des so gebildeten Scharniers gleitet die zylindrische Fläche des Teils 8114 gegen die obere Fläche 8122 des Nockens 8121 des feststehenden Teils 812, wodurch ein Winkel großer Öffnungsweite α'' erzielt wird.
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Bei der Anordnung nach 12C ist die Stabilität des Scharniers durch flächige Abstützung der Seitenfläche 8113 des Teils 811 an der Fläche 8122 des Nockens 8121 gewährleistet.
