EP0447357B1

EP0447357B1 - Kunststoffverschluss mit Schnappscharnier mit einem die Schnappwirkung erzeugenden Biegeelement

Info

Publication number: EP0447357B1
Application number: EP91810127A
Authority: EP
Inventors: Werner Fritz Dubach
Original assignee: Createchnic AG
Current assignee: Medisize Schweiz AG
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2011-02-26
Also published as: EP0447357A2; HUT56783A; EP0447357A3; JPH05118176A; DE59102305D1; ATE109099T1; CH680430A5; AU7274091A; AU636963B2; CA2037496A1; HU910760D0; JP3048662B2; ZA911675B; CA2037496C

Description

Die Erfindung betrifft einen Kunststoff verschluss mit Schnappscharnier mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Kunststoffschnappscharniere lassen sich grob in zwei Typen klassieren, nämlich solche bei denen die Schnappwirkung durch ein Zugelement oder solche bei denen dies durch ein federndes Biegeelement erfolgt. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kunststoffschnappscharnier der zweitgenannten Art nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches.
Aus der BE-A-571′119 (Löhrer) ist ein Verschluss bekannt, welcher kein eigentliches Gelenk mit Schnappwirkung zum Oeffnen und Schliessen aufweist und dabei den Deckel in zwei definierte Lagen schnappen lässt. Ein Biegeelement dient nur als scharnierartiges Gelenk.
DE-U-87′03′760 (Schulte) zeigt einen Verschluss, dessen Schnappwirkung durch einen Kniehebel verbunden mit einem Scharnier gewährleistet ist. Die Verwendung eines Kniehebels bedingt, eine Scharnierachse, die ausserhalb des Verschlusses liegt. Je weiter sich die Scharnierachse vom Verschluss weg befindet, um so grösser ist die Schnappwirkung. Dafür wird der Schnappöffnungswinkel stark eingeschränkt und der Deckel benötigt eine relativ grosse Bauhöhe.
US-A-4′414′705 (Ostrowsky) weist einen Verschluss vor, mit einem Gelenk mit Schnappwirkung. Die Scharnierachse liegt ebenfalls weit ausserhalb dem eigentlichen Verschlusses. Der Schnappeffekt wird durch ein kniehebelähnliches Biegeelement in Verbindung mit dem Scharnier erzeugt. Der Schnappöffnungswinkel ist gross, wird aber mit einem übergrossen Ausleger am Verschlussunterteil zur Anlenkung des Biegeelementes erkauft.
Bekannt sind insbesondere federnde Biegeelemente, die eine U- oder L-förmige Gestalt haben. Die Dimensionierung der Biegeelemente ist im wesentlichen von Federweg und von der Federkraft die gewünscht werden, abhängig. Dem stehen aber andere Randbedingungen gegenüber, die die Geometrie eines Kunststoffschnappscharnieres stark beeinflussen, insbesondere bei der Anwendung an Kunststoffverschlüssen. Insbesondere bei Verschlüssen mit einer relativ grossen Ausgussöffnung und einem relativ flachen Deckel, liessen sich die bekannten Biegeelemente nicht einsetzen. Bei einem L-förmigen Biegeelement kann der in die Deckfläche der Kappe sich erstreckende Schenkel nicht genügend lang ausgebildet werden, weil er sonst in den Dichtbereich der Ausgussöffnung hineingreift. Bei einem U-förmigen Biegeelement kann dieses nicht genügend gross gestaltet werden, weil die geringe Kappenhöhe zu wenig Platz bietet, um darin das Biegeelement aufzunehmen.
Die vorliegende Erfindung stellt sich zur Aufgabe, ein Kunststoffverschluss mit Schnappscharnier zu schaffen, welches auch bei Verwendung eines relativ flachen Deckels mit minimaler Baugrösse eine gute Schnappwirkung ermöglicht.
Diese Aufgabe löst ein Kunststoffschnappscharnier, welches die Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist. Weitere erfindungsgemässe Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Bedeutung ist in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen gezeigt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Es zeigt:

Figur 1: eine perspektivische Darstellung eines Kunststoffverschlusses mit dem erfindungsgemässen Schnappscharnier;
Figur 2: einen durch das Biegeelement gelegten Längsschnitt des Verschlusses nach Figur 1 in geschlossenem Zustand;
Figur 3: in halbgeöffnetem Zustand und
Figur 4: in vollständig geöffnetem Zustand;
Figur 5: einen Schnitt durch den auf einen Behälter aufgesetzten Veschluss gemäss Figur 1 quer zu den vorher gezeigten Schnittebenen;
Figur 6: einen Querschnitt durch eine Variante des Kunststoffverschlusses mit einem anders gelagerten Biegeelement in der geschlossenen und
Figur 7: in der vollständig geöffneten Stellung.

In den Figuren 1-5 ist ein Kunststoffverschluss dargestellt, der für einen Kunststoffbehälter 30 geeignet ist, der lediglich eine kleine Austrittsöffnung 31 hat. Solche Behälter werden insbesondere für Kosmetika verwendet, die direkt auf die Haut appliziert werden, wie beispielsweise Sonnencremen oder Körperlotionen. Dies bedingt, dass die Kappe 2 des Verschlusses sich gegenüber seiner Schliesslage um mindestens annähernd 180° aufschwenken lässt.
Der Verschluss besteht aus einem Unterteil 1 und einer Kappe 2, die über zwei auf einer Geraden angeordneten Filmscharniere 3 miteinander schwenkbar verbunden sind, wobei die Filmscharniere innerhalb des Querschnittes des Unterteiles oder des Oberteiles angeordnet sind. In einer besonderen Ausführungsform können die Filmscharniere sich auch direkt auf dem Umfang des Unter- oder Oberteiles befinden wie in den Figuren 6 und 7 ersichtlich. Zwischen den beiden Filmscharnieren 3 liegt ein Biegeelement 4, welches die für die Schnappwirkung erforderliche Federkraft erzeugt.
Der Unterteil 1 besteht lediglich aus einer ringförmigen, vertikalen Seitenwand 10, die nur einen konisch zulaufenden Kragen 11 hat. Auch in geschlossenem Zustand verbleibt zwischen Kappe 2 und Unterteil 1 ein Spalt 12. Dieser ist erforderlich um den Verschluss in geschlossenem Zustand spritzen zu können. Im Bereich gegenüber dem Scharnier 3 ist der Kragen 11 des Unterteiles 1 heruntergezogen, um so eine Griffmulde 13 zu bilden, die es erlaubt, die Kappe 2 mit dem Daumen von unten nach oben zu stossen, bis über die labile Gleichgewichtslage, worauf die Kappe in die vollständig geöffnete Lage, wie in Figur 4 dargestellt, schnappt.
Die Dichtung der Kappe 2 mit Ausgussöffnung 31 des Behälters 30 erfolgt mittels eines an der Unterseite der Deckfläche 20 angespritzten Dichtzapfens 21. Dieser kann zur Erhöhung der Dichtung und insbesondere der Zuhaltekraft mit einem oder mehreren kreisförmigen Dichtringen 22 versehen sein. Die Deckfläche 20 ist hier aus optischen Gründen, aber auch zur Erhöhung der Steifigkeit von oben konkav geformt. Zur Definition der relativen Lage der Kappe 2 gegenüber dem Behälter 30 können an der Unterseite der Deckfläche 20 mehrere Stütznocken 23 angebracht sein. Diese liegen in montiertem Zustand 1 des Verschlusses und geschlossener Lage der Kappe 2 auf dem Behälter 30 auf.
Das Biegeelement 4 lässt sich bei dieser Lösung auch in geschlossenem Zustand des Veschlusses entformen. Es hat im Querschnitt die Form eines U und eines daran anschliessenden, auf dem Kopf stehenden L. Die Ausparung 40 des U-förmigen Teiles verläuft genau in der Ausfahrrichtung des Werkzeuges. Das Biegeelement 4 ist über zwei Gelenke 41 und 42 mit der Kappe 2, beziehungsweise dem Unterteil 1 verbunden. Das Gelenk 41, welches die Verbindung zwischen der Seitenwand 10 und dem Biegeelement 4 bildet, liegt etwa auf der Höhe der Oberkante des Behälters 30, auf dem der Verschluss montiert ist.
Das Gelenk 42 verbindet die Kappe 2 mit dem Biegeelement 4. Wie in der Figur 4 am deutlichsten sichtbar, sind die beiden Gelenke 41 und 42 je gleichweit vom fixen Filmscharnier 3 entfernt. Bei dieser Anordnung ist die minimale Distanz zwischen den beiden Gelenken 41 und 42 a·_√2, wenn die Distanz von jedem Gelenk 41, 42 bis zum Filmscharnier 3 gleich a ist. In der labilen Gleichgewichtslage, etwa wie in Figur 3 dargestellt, ist dann die maximale Distanz zwischen den beiden Gelenken 41 und 41 erreicht und beträgt genau 2 a. Dies ist dann der Fall, wenn beide Gelenke 41, 42 vertikal übereinander liegen.
In den Figuren 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung anhand eines zweiten Verschlusses gezeigt. Dieser hat im wesentlichen gleiche Merkmale, wie der bereits vorher beschriebene und in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Verschluss. Dieser Verschluss ist geeignet für einen Behälter 30′ (nur punktiert eingezeichnet) mit einem weiteren Behälterhals 32. Entsprechend muss der Unterteil 1 so gestaltet sein, dass er den Behälterhals 32 umgreifen kann. Hierzu ist die an dem Behälter 30′ anliegende Seitenwand 10 des Unterteiles 1 mit einer Deckfläche 14 versehen, die eine vertikal nach unten gerichtete Ringwand 15 hat, welche den Behälterhals 32 des Behälters 30′ dichtend umgreift. Innerhalb des von der Ringwand 15 begrentzten Gebietes ist in der Deckfläche 14 des Unterteiles 1 ein Ausguss 16 geformt. Dieser wird wiederum durch einen an der Deckfläche 20 der Kappe 2 angeformten Zapfen 21 verschlossen. Die Dichtung erfolgt in diesem Fall nicht zwischen Behälter und Kappe, sondern wie bei Kunststoffverschlüssen üblich, zwischen Unterteil 1 und Kappe 2. Die am Unterteil 1 vorhandene Deckfläche 14 erlaubt selbstverständlich keine geschlossene Fertigung des Verschlusses. Dieser wird in der vollständig geöffneten Stellung, wie in Figur 7 dargestellt, gespritzt. Dies ist möglich, weil sich das Biegeelement 4 so anordnen lässt, dass sich dieses auch in der vollständig geöffneten Lage des Verschlusses entformen lässt. Die in geschlossenem Zustand des Verschlusses von aussen sichtbare Aussparung 40 liegt nun in der Seitenwand 10 des Unterteiles 1. In der vollständig geöffneten Lage des Verschlusses ist jedoch das Biegeelement 4 um das Gelenk 41 um 90° nach aussen geklappt. Nun verläuft die Aussparung 40 vertikal nach unten, und somit parallel zur Seitenwand 10 und in der Ausfahrrichtung der Spritzform.
Auch bei dieser Ausführung ist die gleiche Geometrie des Biegeelementes verwendet worden. Obwohl hier nur eine generelle Form, und sicherlich die am häufigsten verwendete dargestellt ist, lässt sich der Gedanke der Erfindung genereller fassen, es ist selbstverständlich klar, dass die Teilabschnitte 4′, 4˝, 4′′′ des Biegeelementes nicht unbedingt parallel verlaufen müssen. Dies heisst, statt eines U-förmigen Teiles kann ein V-förmiger Teil vorhanden sein. Auch lassen sich die hier gerade verlaufenden Teilabschnitte auch gewölbt gestalten. Prinzipiel gilt nur, dass das Biegeelement 4 harmonikaartig gestaltet sein soll, so dass es immer gelingt eine Gerade hindurchzulegen, die das Biegeelement an drei verschiedenen Stellen durchstösst. Nur Biegeelemente, die diese geometrische Definition erfüllen, sichern eine harmonikaartige Gestalt, die auf kleinem Raum grosse Dehnungen ermöglicht und eine hohe Kraft für die Schnappwirkung sicherstellt.

Claims

Kunststoffverschluss mit Schnappscharnier bestehend aus einem Unterteil (1) und einer Kappe (2), welche über mindestens ein erstes Filmscharnier (3) miteinander verbunden sind und einem die Schnappwirkung erzeugenden Biegeelement (4), welches mit dem Unterteil (1) und der Kappe (2) über je ein weiteres Filmscharnier verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
a) das erste Filmscharnier (3) auf dem Umfang oder innerhalb des Querschnittes des Unterteiles (1) oder der Kappe (2) angeordnet ist
und

b) das Biegeelement (4) zwischen den beiden weiteren Filmscharnieren mindestens drei Teilbereiche aufweist, durch welche mindestens eine Gerade legbar ist, die die drei Teilbereiche durchstösst.
Kunststoffverschluss mit Schnappscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeelement (4) aus mehreren L-, U- oder V-förmigen Teilbereichen zusammengesetzt ist und eine harmonikaartige Dehnbewegung gewährt.
Kunststoffverschluss mit Schnappscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeelement (4) an der Deckfläche (20) der Kappe (2) und einer Seitenwand (10) des Unterteiles (1) angebracht ist.
Kunststoffverschluss mit Schnappscharnier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeelement (4) eine S-förmigartige Querschnittsfläche aufweist.
Kunststoffverschluss mit Schnappscharnier nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (2) eine Ausgussöffnung (31) eines Behälters (30) im geschlossenen Zustand dichtend verschliesst.
Kunststoffverschluss mit Schnappscharnier nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (2) eine Ausgussöffnung (16) im Verschluss selbst im geschlossenen Zustand dichtend verschliesst.
Kunststoffverschluss mit Schnappscharnier nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einbuchtung (40) im S-formartigen Biegeelement (4), die im geschlossenen Zustand des Verschlusses von aussen sichtbar ist, als Einbuchtung in der Deckfläche (20) der Kappe (2) erscheint.
Kunststoffverschluss mit Schnappscharnier nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von aussen sichtbare Einbuchtung (40) in der Mantelfläche (10) des Unterteiles (1) erscheint.