Einteiliger Schnappscharnierverschluss

Abstract

 Der Schnappscharnierverschluss verbindet zwei Teile, zum Beispiel den Unter- (1) und Oberteil (2) eines Ver­schlusses. Beide Teile haben Mantelwände (4, 5), die in Schliessstellung des Scharniers deckungsgleich vertikal übereinanderstehen. Beidseits des Filmscharniers (3) sind Spannbänder (6) angeordnet, die in Schliessstellung ge­spannt sind. Die Spannbänder (6) sind mit ihren Enden in Nischen (11) in den Mantelwänden (4, 5) gehalten und wei­sen über ihre gesamte Länge einen annähernd gleichblei­benden Querschnitt auf. Die äussersten Teilflächen an ih­ren Enden fluchten mit den Mantelaussenflächen.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen einteiligen Schnappscharnierverschluss aus Kunststoff mit einem Un­terteil und einer Kappe, wobei beide Teile je eine Man­telwand aufweisen. Im geschlossenen Zustand des Ver­schlusses stehen diese Mantelwände deckungsgleich verti­kal übereinander. Der Unterteil ist mit der Kappe über mindestens ein Filmscharnier sowie über zwei je beidseits des Filmscharnieres angeordnete Spannbänder verbunden, die im geschlossenen Zustand des Verschlusses gestreckt sind.

[0002] Ein Schnappscharnierverschluss der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der EU-PS 0 147 423 bekannt. Die Spannbänder der bekannten Lösung sind üblicherweise an Angüssen befestigt, die auf der äusseren Mantelfläche aufgesetzt sind und in einer Ebene liegen, die den Kunst­ stoffverschluss wie eine Sekante schneidet. Von der Wir­kungsweise, der Festigkeit und der Schliesskraft her ge­sehen haben sich diese Verschlüsse bestens bewährt. Be­mängelt wurden auf dem Markt vorallem das ästhetische Aussehen sowie die Verarbeitbarkeit der Verschlüsse in den Abfüllstationen. Die vorstehenden Spannbänder boten gelegentlich Anlass zu Verstopfungen auf der Förderstrek­ke.

[0003] Eine Lösung für das zweitgenannte Problem ist in der EU-PS 056 469 dargestellt. Hier wird anstelle der Spann­bänder mit seitlich dem Filmscharniergelenk angeordneten Zwischenelementen gearbeitet, die an und für sich dick­wandig sind und über Filmscharniere mit dem Unterteil bzw. der Kappe verbunden sind. Die zur Schnappwirkung er­forderliche Kraft wird hier nicht durch Längsdehnung der Zwischenelemente, sondern durch die Rückformkraft der ge­wölbt geformten Zwischenelemente gebildet. Die beim Oeff­nen und Schliessen des Verschlusses auftretenden Zugkräf­te verlaufen durch die Filmscharniere, an denen die Zwischenelemente mit der Kappe bzw. dem Unterteil verbun­den sind. Das die Schwenkachse bildende Filmscharnier wird beim Oeffnen des Verschlusses gestaucht. Während die Stauchung eines Filmscharniers unproblematisch ist, stellen Zugkräfte über einem Filmscharnier eine grosse Gefahr dar. Verlaufen die Zugkräfte exakt in der Verlauf­richtung senkrecht zur Achse des Filmscharniers, so ist die Widerstandskraft noch relativ gross. Bei einer Schrägstellung der Filmscharniere, wie dies die EU-PS 056 469 verlangt, ist jedoch die vorgenannte korrekte Kraft­einwirkung nicht gewährleistet. Das Resultat ist, dass an den Seiten der Filmscharniere eine Ueberdehnung mit Kerb­wirkung auftritt und die Filmscharniere reissen.
Die Materialdicke im Bereich eines Filmscharniers beträgt lediglich 0,1 - 0,2 mm. Dies führt während des Spritzvor­ganges zu einer Richtungsorientierung der Makromoleküle im Filmscharnierbereich. In Bereichen in denen die Makro­moleküle richtungsorientiert sind, vertragen diese nur geringe Kräfte quer zur Verlaufsrichtung, wie sie in der Ausführung gemäss der obgenannten Erfindung auftreten. Demgegenüber ist die Materialdicke in einem Spannband mit ca. 0,5 - 0,8 mm 4- bis 5fach grösser. Eine Richtungs­orientierung der Makromoleküle beim Spritzvorgang findet hier nicht statt. Die Richtung der Kräfteeinwirkung auf die Spannbänder ist somit unwesentlich. Zudem bestimmt die Grösse der Oeffnungen in der Spritzform, durch die das Material immer vom Unterteil in die Kappe strömt, die Spritztaktzeit.

[0004] Zu den obigen Erkenntnissen ist die Anmelderin durch auf­wendige Messungen und Versuche gelangt und hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Kunststoffscharnier der ein­gangs genannten Art zu schaffen, bei dem Probleme der obengenannten Art vermieden werden können.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch einen Schnapp­scharnierverschluss aus Kunststoff mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfin­dungsgegenstandes dargestellt und anhand der nachfolgen­den Beschreibung erläutert.

[0005] Es zeigt:

Figur 1 den Schnappscharnierverschluss in etwa natürli­cher Grösse auf einer Tube in Ansicht von vorne;

Figur 2 in Seitenansicht und

Figur 3 in Ansicht auf die Rückseite. In

Figur 4 ist derselbe Verschluss in grösserem Masstab in der vollständig geöffneten Spritzlage in Seiten­ansicht und in

Figur 5 in Ansicht von oben gesehen, wobei die Kappe von innen erkennbar ist

Figur 6 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Schwenkach­se des Schnappscharniers entlang der Linie B - B in Figur 5 und

Figur 7 einen Teilschnitt entlang der Linie C - C in Figur 5.

Figur 8 a - d zeigt verschiedene Querschnittsformen der Spannbänder.

[0006] In der Zeichnung ist der Unterteil des einteiligen Schnappscharnierverschlusses mit 1, der damit verbundene Oberteil mit 2 bezeichnet. Das Schnappscharnier ist in der dargestellten Form in einem Verschluss integriert. Es ist aber selbstverständlich, dass das erfindungsgemässe Schnappscharnier auch in einer Verpackung integriert sein kann, welche die Merkmale des Oberbegriffes des Patentan­spruches 1 umfasst. Hierzu gehören insbesondere Dosen und Schachteln aus Kunststoff, die einstückig geformt sind. Das dargestellte Ausführungsbeispiel nach dem erfindungs­gemässen Prinzip ist ein Verschluss, bei dem der Ver­schlussunterteil 1 auf einer Tube T befestigt ist. Der Oberteil 2 ist in diesem Falle eine Kappe. Die beiden Teile 1 und 2 des Verschlusses sind über ein übliches, leicht über die Umfangsmantelwand hinausragendes Film­scharnier 3 miteinander verbunden. Die Mantelwand 4 des Unterteiles 1 und die Mantelwand 5 der Kappe, bzw. des Oberteiles 2 stehen vertikal übereinander. Dem Film­scharnier gegenüberliegend ist im Ober- und Unterteil eine Einbuchtung 8 angebracht, die das Oeffnen des Ver­schluss erleichtern soll. Links und rechts des Film­scharniers 3 sind fast nur noch ansatzweise die beiden Spannbänder 6 erkennbar. Sie sind so in den Mantelflächen 4 und 5 integriert, dass lediglich noch die seitlichen Begrenzungen 7 erkennbar sind. Die Aussenflächen der Spannbänder 6 fluchten von geringfügigen Abweichungen ab­gesehen mit den Mantelflächen des Ober- bzw. Unterteiles 1, 2.

[0007] In der Figur 4 ist dasselbe Ausführungsbeispiel des Schnappscharniers am Verschluss gemäss den Figuren 1 - 3 in der vollständig geöffneten Stellung in einem grösseren Massstab gezeigt. Der Unterteil 1 hat eine Deckfläche 9, die sich über die Trennebene E des Ober- und Unterteiles 1, 2 erhebt und einen konisch nach oben zulaufenden Ausguss 10 aufweist. Die Spannbänder 6 sind in dieser Stellung ungespannt und bilden einen Bogen. Da hier die Spannbänder auf der Peripherie der gewölbten Mantelflä­chen liegen, werden die Spannbänder im Bereich näher dem Filmscharnier stärker gewölbt als die weiter vom Film­scharnier entfernten Bereiche. Daher ist das Spannband in der Seitenansicht doppelt gewölbt sichtbar. Auch in der Ansicht nach Figur 5, die eine Aufsicht auf den Ver­schluss gemäss Figur 4 zeigt, erkennt man, dass der Radi­us der in dieser Stellung des Scharniers bogenförmigen Spannbänder 6 näher dem Filmscharnier 3 kleiner und ent­fernter vom Filmscharnier 3 grösser ist. Im Detail ist dies in Figur 7, einem Schnitt entlang der Linie C - C in Figur 5, dargestellt.
In dieser Darstellung nach Figur 5, in der man den Ober­teil, bzw. die Kappe von unten bzw. von innen und den Unterteil von oben erkennt, sieht man auch die Nischen 11, in denen die Spannbänder angebracht sind. Die Nischen in der Kappe, bzw. dem Oberteil 2 durchbrechen die Man­telwand 5 nicht, sondern lassen eine minimal erforderli­che Wandstärke bestehen, so dass im geschlossenen Zustand des Verschlusses Oberteil und Unterteil über dem gesamten Umfang der Mäntelwände aufeinander aufliegen. Dies ist von erheblicher Bedeutung, weil bekanntlich Kunststoff­ teile sich statisch stark aufladen. In der Folge werden Staubteile bei einem nicht vollständig schliessenden Ver­schluss magnetisch durch eventuelle Schlitze ins Innere gezogen und führen zu einer sichtbaren Verschmutzung. Die Bodenflächen der Nischen 11 können parallel oder ge­neigt zur Trennebene E verlaufen. Dabei müssen natürlich die Spannbänder 6 je weiter sie von der Schwenkachse, nämlich dem Filmscharnier 3 weg sind, umso länger sein. Folglich verlaufen die Nischenböden von dem vom Film­scharnier entfernteren Ende von unten zu dem vom Film­scharnier näheren, oberen Ende. In der Figur 6, einem Schnitt durch den offenen Verschluss in der Vertikalen durch das Filmscharnier, sind die Nischenböden punktiert eingetragen, obwohl sie in dieser Ansicht natürlich nicht sichtbar sind.

[0008] Einen wesentlichen Unterschied zwischen den Spannbändern, wie sie in dieser Erfindung angewendet werden, und den Zwischenelementen gemäss dem Stand der Technik ist, dass die Spannbänder 6 vom Ansatzpunkt in den Nischen 11 über ihre gesamte Länge mindestens annähernd die gleiche Quer­schnittsfläche aufweisen. Zwar können die Bänder am An­satz gerundet und verdickt sein, um eine Kerbwirkung zu vermeiden. Im dem Bereich jedoch, der zur erforderlichen elastischen Längsdehnung führt, bleibt die Querschnitts­fläche von Ungenauigkeiten abgesehen gleich.
Die Querschnittsform der Spannbänder 6 kann sehr unter­schiedlich gestaltet werden. Dies zeigen die Beispiele der Figuren 8a - d. So kann die Aussenfläche exakt der Kontur der Mantelwand angepasst, jedoch die Innenfläche gerade sein. (Figur 8a)
Aber neben der rein rechteckigen Form wie in Figur 6 er­sichtlich, wäre auch eine allseitig konvexe Form, bei­spielsweise eine Ellipse wie in Figur 8b möglich. Gestal­tet man die Bänder u-förmig wie in Figur 8c gezeigt, so erhält man eine verstärkte Schnappwirkung des Scharniers. Die Unterteilung der Spannbänder in mehrere Teilbänder wie dies Figur 8d zeigt, erlaubt eine noch bessere An­passung des erfindungsgemässen Schnappscharniers an rela­tiv komplex gestaltete Formen der beiden mittels dem Scharnier miteinander verbundenen Teile. Wird das erfin­dungsgemässe Schnappscharnier an einer vier- oder mehr­eckigen Schachtel oder Dose verwirklicht, so können an der geraden Seite mehrere Filmscharniere, die alle auf einer geraden Linie liegen, vorgesehen sein. Dann kann auch das erfindungsgemässe Scharnier mehrmals vorkommen.

Ansprüche

1. Einteiliger Schnappscharnierverschluss aus Kunst­stoff mit einem Unterteil (1) und einem Oberteil (2), die je eine Mantelwand (4, 5) aufweisen, wobei diese beiden Mantelwände (4, 5) in der Schliessstel­lung des Scharnieres deckungsgleich vertikal über­einander stehen, und wobei der Unterteil (1) mit dem Oberteil (2) über mindestens ein Filmscharnier (3), sowie über zwei beidseits des Filmscharnieres (3) angeordnete Spannbänder (6), die in der Schliess­stellung des Scharniers gestreckt sind, miteinander verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbänder (6) in Nischen (11) in den Mantelwänden (4, 5) angeordnet sind, über ihre gesamte Länge min­destens annähernd einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen und in Schliesslage mit ihren äussersten Teilflächen mit den Mantelaussenwänden fluchten.

2. Schnappscharnierverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze der Spannbänder (6) in den Nischenbodenflächen gerundet angeformt sind.

3. Schnappscharnierverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze der Spannbänder (6) in ebenen Nischenbodenflächen parallel zur Schwenk­achse des Filmscharniers (3) verlaufen.

4. Schnappscharnierverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Mantelwände (4, 5) eine gerundete Form aufweisen, und dass lediglich ein Filmscharnier (3) vorgesehen ist, an dem zwei streifenförmige, je beidseitig des Scharniers ange­ordnete Spannbänder (6) verlaufen, wobei die Ansätze der Spannbänder auf Nischenbodenflächen zur Schwenk­achse des Filmscharniers geneigt angeordnet sind, so dass die dem Filmscharnier (3) näher liegenden Sei­ten der streifenförmigen Spannbänder (6) kürzer als die entfernteren Seiten sind.

5. Schnappscharnierverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nischen (11) mindestens an­nähernd der Form und Grösse der gestreckten Spann­bänder (6) entsprechen, sodass diese in der Schliessstellung des Scharniers vollständig in den Nischen (11) Aufnahme finden und diese abdecken.

6. Schnappscharnierverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelinnenwand des Ober­teils (2) vollständig geschlossen ist und in der Schliessstellung des Scharniers über den gesamten Umfang auf dem Unterteil (1) aufliegt.

7. Schnappscharnierverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Spann­bänder (6) mindestens annähernd einem flachen Recht­eck entspricht.

8. Schnappscharnierverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Spann­bänder mindestens einseitig konvex ist.

9. Schnappscharnierverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Spann­bänder u-förmig ist.

10. Schnappscharnierverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbänder (6) in mehrere parallele Teilbänder (6) unterteilt sind.

Zeichnung