Beschreibung

Schnappverschlüsse sind dadurch gekennzeichnet, dass sie in bistabiler Weise zwischen einem offenen und einem geschlossenen Zustand umschnappen können. Sie bestehen in der Regel aus einer scheibenförmigen Stirnwand, die in bistabiler Weise zwischen einem konkaven ersten und einem konvexen zweiten Zustand verformbar ist, und einem ringförmigen Randabschnitt dessen

Außenumfang sich beim Übergang der Stirnwand von dem ersten in den zweiten Zustand verringert.

In den Patentschriften DE 10 2015 103 036 B4 und WO 2017/076398 A1 ist beschrieben, wie sich solche früher nur aus Metall herstellbaren

Schnappverschlüsse, die beispielsweise von der Firma Hoffmann Neopac als Merchandising-Produkte unter den Marken Klick-Klack ^® bzw. Klipp-Klapp ^® vertrieben werden, auch aus Kunststoff hersteilen lassen. Entscheidend für das Funktionieren des Schnappmechanismus ist die Übertragung der bistabilen Verformung der Stirnwand auf den angrenzenden ringförmigen Randabschnitt.

Nur wenn die Umklappbewegung zwischen konvexer und konkaver Wölbung der Stirnwand ihre Verformspannungskräfte an den Randabschnitt weitergibt, kann sie zu einem Aufweiten des Randabschnitts und eine entsprechende

Vergrößerung des Außenumfangs der Verschlusskappe führen, die dann auch ein Öffnen des von dieser abgedeckten Behälters erlaubt. Von zentraler Bedeutung ist dabei, dass der am Übergang zwischen Stirnwand und Randabschnitt eingeschlossene Winkel für beide bistabilen Zustände gleich groß bleibt, d.h. dass das Verschlusskappenmaterial an diesem Übergang steif genug ist, um die Verformung der Stirnwand vollständig an den Randabschnitt weiterzugeben.

Ferner muss der Randabschnitt selbst ausreichend dehnbar sein, um ein Aufweiten seines Außenumfangs im in Aufsteckrichtung gewölbten ersten bistabilen Zustand der Stirnwand zu gewährleisten. Dies gelingt gemäß DE 10 2015 103 036 B4 beispielsweise dadurch, dass am Randabschnitt Einfaltungen ausgebildet sind, die sich im ersten Zustand auffalten und so die Vergrößerung des Außenumfangs erlauben. Dann kann die gesamte Abdeckung aus einem einzigen Kunststoffmaterial mit homogener Dichte bzw. Dehnbarkeit hergestellt sein. Vorzugsweise erhält der Randabschnitt die nötige Dehnbarkeit aber dadurch, dass mindestens ein Dehnungsabschnitt im Randabschnitt der

Abdeckung aus einer weicheren Materialkomponente hergestellt ist als der übrige Randabschnitt (siehe WO 2017/076398 A1 ). Der Dehnungsabschnitt weitet sich unter Spannung elastisch auf und erlaubt ein Aufweiten des Randbereichs im Zu stand konkaver Stirnwandkrümmung, während das Basismaterial der Abdeckung ansonsten steif genug ist, um den Winkel im Übergangsbereich zwischen

Stirnwand und Randabschnitt konstant zu halten. Dies ermöglicht das Umklappen der Abdeckung in den bistabilen Zustand mit dem größeren Außenumfang.

Vorzugsweise wird der Dehnungsabschnitt zusammen mit dem Rest der Abdeckung in einem Stück in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren her- gestellt. Für den Dehnungsabschnitt wird dann eine zweite Materialkomponente eingespritzt, die weicher und/oder elastischer ist als die für die übrige Abdeckung eingesetzte erste Materialkomponente. Um den konstanten Winkel im Über- gangsbereich zwischen Stirnwand und Randabschnitt noch zu unterstützen, kann die Abdeckung in diesem Übergangsbereich ferner vorzugsweise eine höhere Materialdicke der härteren (Basis-)Materialkomponente aufweisen als im Haupt- bereich der Stirnwand oder aus einer noch härteren dritten Materialkomponente gespritzt werden. Das führt zu dem besonderen Vorteil, dass die Abdeckung ins- gesamt eine gleichbleibende Materialstärke hat. Eine homogene Dicke ist nicht nur optisch ansprechend, sondern reduziert auch die Anzahl von Stufen und Kanten, in denen sich Schmutz sammeln kann.

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der am gesamten Innen- und/oder Außenumfang des Randabschnitts ein Rastring aus der weicheren zweiten Materialkomponente angespritzt ist. Dieser kann dichtend in eine Nut oder eine Stufe in der Seitenwand der zu verschließenden Öffnung eingreifen, so dass sogar ein dichtender Verschluss der Öffnung möglich ist.

Bei den bisher bekannten Schnappverschlüssen aus Kunststoff besteht noch Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Betätigung des Umklappvorgangs durch den Benutzer. Bisher ist es zwingend erforderlich, die Abdeckung an ihrem Randabschnitt oder an einem an ihrer Stirnwand angeformten Griffelement mit einer gewissen Mindestkraft einzudrücken oder hochzuziehen, um die Stirnwand von einem in den anderen bistabilen Zustand umschnappen zu lassen. Dies bringt den Nachteil mit sich, dass die Bereiche, auf die der Benutzer seine Kraft ausüben soll, auch immer hinreichend gut freiliegen müssen, um die gewünschten Druckpunkte mit den Fingern erreichen zu können, wodurch wiederum die

Designmöglichkeiten für das aus Behälter und Abdeckung gebildete

Verschlusssystem insgesamt unerwünscht eingeschränkt sind. Zum anderen wäre es wünschenswert den zum Umschnappvorgang erforderlichen minimalen

Kraftaufwand abzusenken, sofern der Benutzer die Kraft an genau vordefinierten Druckpunkten ansetzt. Auch wäre es vorteilhaft, wenn keiner der

Schnappzustände mehr ausschließlich durch eine Zugkraft ausgelöst würde, weil dann auch nicht zwangsläufig ein (beidhändig zu bedienendes) Griffelement an der Abdeckung vorgesehen werden müsste.

Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verschlusssystem aus einer dreidimensionalen Struktur mit der zu

verschließenden Öffnung und mit einer in bistabiler Weise zwischen zwei Zuständen umschnappenden Abdeckung zu schaffen, bei der die Möglichkeiten, den Umschnappvorgang auszulösen, für den Benutzer erweitert sind, und vorzugsweise der für das Auslösen erforderliche minimale Kraftaufwand reduziert ist. Insbesondere wünschenswert ist ein Verschlusssystem, bei dem beide bistabilen Zustände durch manuelles Drücken ausgelöst werden können, so dass beide Umschnappvorgänge ohne Griffelement und in der Regel einhändig ausgelöst werden können.

Eine zumindest teilweise Lösung der oben erwähnten Aufgabe gelingt durch die Merkmale des beigefügten Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.

Erfindungsgemäß ist die dreidimensionale Struktur, insbesondere ein Behälter oder ein zumindest einseitig offenes Rohrende, so konfiguriert, dass eine von außen auf das Verschlusssystem an mindestens einer vordefinierten Stelle einwirkende Kraft auf den Randabschnitt der Abdeckung in solcher Weise gelenkt wird, dass ein Umschnappen der Abdeckung vom einen in den anderen bistabilen Zustand ausgelöst wird.

Im Falle eines innen gegen eine Öffnungswand klemmenden Deckels ist vorzugsweise die Öffnungswand der dreidimensionalen Struktur zumindest an der vordefinierten Stelle derart flexibel, dass sie durch elastische Verformung eine quer zur Aufsteckrichtung zumindest einseitig und vorzugsweise beidseitig auf die Öffnungswand einwirkende Kraft an den Randabschnitt des Deckels weitergibt. Dadurch kann der Deckel vollständig innerhalb der zu verschließenden Öffnung liegen, ohne dass für den Benutzer an der Stirnwand des Deckels ein

Griffelement zum Auslösen des Umschnappvorgangs in die geöffnete Stellung vorgesehen werden müsste. Besonders bevorzugt steht die entgegen der

Aufsteckrichtung entfernteste Stelle der Öffnungswand um einen gewissen Überstand von der Stelle vor, an der der Randabschnitt des Deckels

umfangsseitig von innen gegen den Wandabschnitt drückt. Eine quer zur

Aufsteckrichtung wirkende Kraft auf diesen äußersten Wandabschnitt kann dann das Umschnappen des Deckels schon bei geringerem Kraftaufwand auslösen, weil der Überstand als Hebelarm wirkt.

Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel greift die

Abdeckung als Kappe von außen um den zu verschließenden Wandabschnitt der Öffnung. Hier gelingt es durch die erfindungsgemäße geometrische Gestaltung des entgegen der Aufsteckrichtung äußersten Endabschnitts der Öffnungswand, dass die Kappe diesen Endabschnitt mit einem Bereich der Stirnwand kontaktiert, der ein Stück weit versetzt vom Randabschnitt in Richtung der Kappenmitte liegt. Dadurch kann die Kappe nicht nur durch eine quer zur Aufsteckrichtung wirkende Kraft auf den Randabschnitt, sondern auch durch eine in Aufsteckrichtung ausgeübte Kraft in ihre geschlossene Stellung gebracht werden, sofern diese Kraft auf einen Druckpunkt ausgeübt wird, der radial weiter außen liegt als der Kontaktpunkt der Öffnungswand mit der Stirnwand. Der Abstand zwischen

Kontaktpunkt und Druckpunkt wirkt hier wiederum als Hebelarm und verringert den erforderlichen Kraftaufwand entsprechend. In der vorliegenden Beschreibung wird das Verschlusselement der zu ver- schließenden Öffnung allgemein als Abdeckung bezeichnet. Greift die Klemmbe- festigung der Abdeckung außen an der Öffnungswand an, so wird die Abdeckung als Kappe bezeichnet; klemmt die Abdeckung hingegen innen gegen die Öff- nungswand, so wird sie als Deckel bezeichnet.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbei- spielen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 a eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Ver- schlusskappe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 1 b eine Draufsicht auf die Kappe der Fig. 1 a;

Fig. 1 c eine vergrößerte Detailansicht in einem Schnitt A-A in der Fig. 1 a;

Fig. 1 d eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts X der Fig. 1 a;

Fig. 1 e eine vergrößerte Detailansicht in einem Schnitt C-C in der Fig. 1 c;

Fig. 1f eine vergrößerte Detailansicht in einem Schnitt B-B in der Fig. 1 c, in der gleichzeitig das Verschlussprinzips eines Behälters mit der Kappe dargestellt ist;

Fig. 2a eine Querschnittsansicht eines Verschluss-Systems der

vorliegenden Erfindung mit der Verschlusskappe gemäß dem ersten

Ausführungsbeispiel in offener Stellung;

Fig. 2b eine Querschnittsansicht des Verschluss-Systems der Fig. 2a in geschlossener Stellung;

Fig. 2c einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2a in einer ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels in offener Stellung;

Fig. 2d den vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2a in einer zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels in offener Stellung;

Fig. 2e den vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2a in einer dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels in offener Stellung;

Fig. 3a eine Querschnittsansicht eines Verschluss-Systems der

vorliegenden Erfindung mit einem Verschlussdeckel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in offener Stellung; Fig. 3b eine Querschnittsansicht des Verschluss-Systems der Fig. 3a in geschlossener Stellung;

Fig. 3c einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 3b;

Fig. 3d den vergrößerten Ausschnitt der Fig. 3c in einer ersten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels in geschlossener Stellung

Fig. 3e den vergrößerten Ausschnitt der Fig. 3c in einer zweiten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels in geschlossener Stellung; und

Fig. 3f den vergrößerten Ausschnitt der Fig. 3c in einer dritten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels in geschlossener Stellung.

Bei dem in den Figuren 1 a-f gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Abdeckung als eine Kappe 20 ausgebildet, die eine

Behälterwand 12a von außen umgreifen soll. Die Figuren 1 a bis 1f zeigen allesamt die Kappe 20 in ihrer konvexen, nach außen (d.h. entgegen der

Aufsteckrichtung) gewölbten Schnappstellung, die sie in ihrer Verschlussposition einnimmt. In der Figur 1f ist zusätzlich dargestellt, wie in dieser Stellung ein Einrasten in die zu verschließende Öffnungswand 12a möglich ist, was aber später anhand der Figuren 2a bis 2e noch genauer erläutert werden wird.

Die in den Figuren 1 a-f gezeigte Kappe 20 weist eine Stirnwand 21 von im Wesentlichen kreisförmiger Grundform auf, an deren Umfangsrand ein ringförmi- ger Randabschnitt 22 angeformt ist. Die Figur 1 a zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellt Seitenansicht. In der linken Hälfte der Figur ist die Kappe 20 von der Seite zu sehen, während sie in der rechten Hälfte innen aufgeschnitten ist, so dass man die hintere Innenseite der Kappe 20 sieht. In den Figuren ist immer die ungeschnittene Weichkomponente (zweite Materialkomponente) punktiert und die geschnittene Weichkomponente kreuzschraffiert dargestellt, während die geschnittene Flartkomponente (erste Materialkomponente) einfach schraffiert dargestellt ist.

Schnappt die Stirnwand 21 in ihren konkav nach unten (d.h. in

Aufsteckrichtung) gewölbten Zustand, so erhöht sich der Außenumfang des Randabschnitts 22. Um den Winkel m, den die Stirnwand 21 und der Randab- schnitt 22 in ihrem Übergangsbereich einschließen, in den beiden bistabilen Stellungen konstant zu halten, sollte das Kappenmaterial über eine ausreichende Steifigkeit verfügen. Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, dass der Übergang zwischen Stirnwand 21 und Randabschnitt 22 wenigstens in Teilabschnitten, vorzugsweise aber über den gesamten Umfang, eine höhere Materialstärke aufweist als der Zentralbereich der Stirnwand 21. Das Material verdickt sich, wie in den Figuren 1 e und 1f gezeigt, nach außen, d.h. entgegen der

Aufsteckrichtung, so dass der Übergangsbereich zwischen Stirnwand 21 und Randabschnitt 22 innen glatt verläuft. Die Materialverdickungen können alternativ aber auch nach innen vorspringen und im Deckelinneren zu einem entsprechend konturierten Wandverlauf führen.

Die Vergrößerung des Außenumfangs im später anhand der Figur 2a erläuterten konkaven bistabilen Zustand gegenüber dem in den Figuren 1 e, 1 f und 2b gezeigten konvexen Zustand erfordert eine ausreichende

Dehnungsflexibilität des umlaufenden Randabschnitts 22. Dies gelingt

erfindungsgemäß durch umlaufend (vorzugsweise äquidistant) angeordnete Dehnungsabschnitte 24 aus der weicheren zweiten Materialkomponente, die sich - wie besonders gut in den Figuren 1 a und 1 d zu sehen ist - mit Zwischenab- schnitten 23 aus der härteren ersten Materialkomponente abwechseln. Wie in der Fig. 1 b dargestellt, setzen die Dehnungsabschnitte 24 am Übergangsbereich zwi- schen Stirnwand 21 und Randabschnitt 22 an und verbreitern sich zum radialen Außenrand hin. Das weichere Material der Dehnungsabschnitte 24 sorgt dafür, dass sich der Randabschnitt 22 in der konkaven, d.h. geöffneten Schnappposition der Kappe 20 in seinem Außenumfang vergrößern kann. Die Dehnungsabschnitte 24 würden dann nicht mehr die in den Figuren 1 a und 1 d gezeigte konstante Breite haben, sondern sich radial nach außen verbreitern.

Der Randabschnitt 22 endet sowohl in seinen Dehnungsabschnitten 24 als auch in seinen Zwischenabschnitten 23 in einem innen umlaufenden Rastring 29, der ebenfalls aus einer weicheren Materialkomponente geformt ist, vorzugsweise der gleichen, wie die Dehnungsabschnitte 24. Dieser innen umlaufende Rastring 29 verleiht der dünnwandigen Kappe 20 zusätzliche Formstabilität, ist aber auch ausreichend elastisch, um die Vergrößerung des Außenumfangs in der in der Fig. 2a gezeigten konvexen Umklapp-Position zu ermöglichen. Wegen seiner weicheren Materialbeschaffenheit kann der Rastring 29 die Funktion eines Dichtungsrings übernehmen.

Der Rastring 29 ist an einem um 90° radial nach innen vorspringenden Lippenabschnitt 23a, 24a des Randabschnitts 22 angeformt. Dies deshalb, weil die Kappe 20 die zu verschließende Öffnung 11 a ja von außen umgreifen soll, wie in den Figuren 1f und insbesondere 2a-e genauer erläutert werden wird. Der an den Dehnungsabschnitt 24 angrenzende Lippenabschnitt 24a ist aus der weicheren zweiten Materialkomponente, während der an den Zwischenabschnitt 23 angrenzende Lippenabschnitt 23a aus der härteren ersten

Materialkomponente ist. Es können aber auch die Lippenabschnitte 23a und 24a komplett aus der weicheren zweiten Materialkomponente geformt sein. Dann würde der gesamte radial nach innen verlaufende Teil des Randabschnitts 22 zum Rastring 29 gehören bzw. der Lippenabschnitt entfallen.

Als Herstellungsverfahren für die Kappe 20 eignet sich besonders das bereits erwähnte Mehrkomponenten-Spritzgießen aus einem oder mehreren thermoplastischen Kunststoffen. Durch die Mehrkomponenten-Technik kann für die Stirnwand 21 und die Zwischenabschnitte 23 eine erste (Basis-)Komponente gespritzt werden, während die Dehnungsabschnitte 24 ebenso wie der Rastring 29 aus einer weicheren zweiten Komponente in einem einzigen Herstellungsvor- gang direkt angespritzt werden. Auch die optionale dritte (besonders harte) Mate- rialkomponente für den Übergangsbereich zwischen Stirnwand und Randab- schnitt kann in einem einzigen Mehrkomponenten-Spritzguss direkt angespritzt werden.

Bevorzugte Materialien für die erste Komponente sind: thermoplastische Elastomere (TPE) und thermoplastisches Urethan (TPU).

Bevorzugte Materialien für die zweite Komponente sind: Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Polystyrol (PS).

Bevorzugte Materialien für die dritte Komponente sind: glasfaserverstärktes Polyamid (PA) oder andere glasfaserverstärkte Kunststoffe. Anstatt die Abdeckung vollständig im Spritzguss herzustellen, kann auch ein vorher separat gefertigter Rohling umspritzt werden. Denkbar ist zum Beispiel, dass eine Kappe aus Blech oder einem Leichtmetall (z.B. Aluminium), die im We sentlichen die Form einer herkömmlichen Klick-Klack-Dosenkappe mit den sich aufspreizenden Metallzinnen hat, im Randbereich mit der weicheren (zweiten) Kunststoffkomponente umspritzt wird. So erhält man eine Abdeckung mit wesent- lich verbesserter Dichtheit gegen das Austreten von Flüssigkeiten oder Gasen aus der damit zu verschließenden Dose.

Statt die Kappe oder Deckel aus mehreren Materialkomponenten

unterschiedlicher Härte bzw. Dehnbarkeit herzustellen, kann sie auch durch thermisches Umformen, also Tiefziehen, oder ein Spritzgussverfahren aus nur einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Dann bildet man statt der weicheren Dehnungsabschnitte am Randabschnitt die erwähnten Einfaltungen aus und sieht am Übergangsbereich zwischen Stirnwand und Randabschnitt

Verstärkungsrippen und/oder Materialverdickungen vor, die den Innenwinkel dort in beiden bistabilen Zuständen konstant halten.

Die Figuren 2a-e zeigen das Funktionsprinzip der Kappe 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem erfindungsgemäßen Verschluss-System aus dem Behälter 10a und der Kappe 20. Die zu verschließende Öffnung 11 a weist im dargestellten Wandabschnitt 12a außen eine kreisringförmige Nut 13a auf, an deren unterem Ende ein Absatz 15a gebildet ist, der aber nicht notwendig ist und auch entfallen kann. Oberhalb der Nut 13a verläuft der Wandabschnitt 12a noch in einem Überstand 14a weiter, der im Wesentlichen die gleiche Höhe aufweist wie der Randabschnitt 22 der Kappe 20.

Fig. 2a zeigt die Kappe 20 in ihrer offenen, konkaven Stellung, d.h. mit nach unten gewölbter Stirnwand 21. Sie hat einen entsprechend vergrößerten Innendurchmesser des Randabschnitts 22. Dieser Innendurchmesser ist größer als der Außendurchmesser der Außennut 13a, so dass sich die Kappe 20 in dem geöffneten Zustand der Figur 2a von der Öffnung 11 a abnehmen lässt.

In der Figur 2b hat die Stirnwand 21 eine konvexe Krümmung, d.h. sie ist entgegen der Aufsteckrichtung nach oben gewölbt. Der Randabschnitt 22 mit dem nach innen ragenden Rastring 29 hat dann nur noch einen Innendurchmesser, der geringer ist als der Außendurchmesser der Nut 13a. Dadurch ist die Kappe 20 fest in Eingriff mit der zu verschließenden Öffnungswand 12a und schnappt erst bei Ausübung einer in Aufsteckrichtung wirkenden Kraft F auf die Stirnwand 21 wieder in ihren ersten bistabilen Zustand zurück, der in der Figur 2a gezeigt ist. Wegen der elastischen Materialeigenschaften des Rastrings 29 fungiert dieser außerdem als Dichtungsring, um ein Entweichen von Gasen oder Flüssigkeiten aus der Öffnung 11 a zu unterbinden.

Wie besonders gut in der Figur 2c zu sehen ist, ist der Endabschnitt 16 des Wandbereichs 12a angeschrägt, das heißt der Außenumfang der Öffnung 11 a verengt sich in diesem Endabschnitt 16, während der Innendurchmesser der Öffnung 11 a konstant bleibt. Dadurch entsteht ein Kontaktpunkt A1 zwischen Stirnwand 21 und Endabschnitt 16, der um einen Abstand a1 vom

Übergangsbereich zwischen Stirnwand 21 und Randabschnitt 22 zur Mitte der Abdeckung 20 hin versetzt ist. Wird nun eine im Wesentlichen in Aufsteckrichtung wirkende Kraft F ₂ an einem Druckpunkt A2 von oben auf die Stirnwand 21 ausgeübt, so wirkt diese Kraft F ₂ über den Flebelarm der Länge a1 auf den Randabschnitt 22 und erlaubt ein Auslösen des Umschnappvorgangs. Bisher war dies nur im Wesentlichen quer zur Aufsteckrichtung mittels der in den Figuren 2a, 2c und 2d von der Seite direkt auf den Randabschnitt 22 wirkenden Kraft F ₀ möglich.

Wie außerdem in der Figur 2c dargestellt, kann am Randabschnitt 22 gemäß einer optionalen Variante zusätzlich noch eine Verlängerung 18

angebracht oder angeformt sein. Diese Verlängerung 18 erlaubt es, die im

Wesentlichen quer zur Aufsteckrichtung wirkenden und zum Schließen der Kappe nötige Kraft F ₀ auf einen geringeren Wert F- _| zu reduzieren, weil der Benutzer seine Kraft über einen verlängerten Hebelarm ausüben kann, wenn er die Kappe 20 an der Verlängerung 18 zusammendrückt.

Gemäß einer weiteren Variante, die in der Figur 2d dargestellt ist, lässt sich der Hebelarm a1 noch verlängern, indem der Endabschnitt 16' noch eine Verengung 17 aufweist, die an dem Endabschnitt 16' befestigt oder angeformt sein kann und im Bereich des Endabschnitts auch den Innendurchmesser des Wandabschnitts 12a, also die Öffnung 11 a, verengt. Dann wirkt eine auf den Druckpunkt A2 ausgeübte Kraft F ₃ über den längeren Hebelarm a2 mit dem

Kontaktpunkt A1 als Hebelpunkt noch effizienter auf den Randabschnitt 22 und erleichtert somit das Auslösen des Umschnappvorgangs.

Gemäß einer weiteren Variante, die in der Figur 2e dargestellt ist, lässt sich der Hebelarm a1 der Figur 2c auch durch eine Stirnwandverlängerung 19 verlängern. Anders als die in der Figur 2c gezeigte Verlängerung 18 ist die

Stirnwandverlängerung 19 nicht am Randabschnitt 22 sondern an der Stirnwand 21 angeordnet. Diese Stirnwandverlängerung 19 kann abschnittsweise oder über den gesamten Umfang an der Stirnwand 21 angebracht oder angeformt sein und erlaubt es, die im Wesentlichen in Aufsteckrichtung wirkende und zum Schließen der Kappe 20 nötige Kraft F ₂ auf einen geringeren Wert F ₃ . zu reduzieren. Wenn der Benutzer die Kappe 20 am Druckpunkt A2 der Verlängerung 19 nach unten drückt, erzeugt eine ausgeübte Kraft F ₃ . über den längeren Hebelarm a2' mit dem Kontaktpunkt A1 als Hebelpunkt nämlich ein größeres Drehmoment als bei der Kraft F ₂ und dem Hebelarm a1 der Figur 2c. Ansonsten entspricht der Aufbau der Variante gemäß Figur 2e dem der Figur 2c. Es versteht sich außerdem von selbst, dass die in den Figuren 2c, 2d und/oder 2e gezeigten Varianten auch in

Kombination zum Einsatz kommen können.

Die Figuren 3a bis 3f zeigen die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Verschluss-Systems, bei dem ein Deckel 30 des zweiten Ausführungsbeispiels zum Verschließen einer Öffnung 11 a zum Einsatz kommt. Der Deckel lässt sich in gleicher Weise hersteilen, wie zuvor für die Kappe 20 beschrieben und weist in gleicher Weise Dehnungsabschnitte und Zwischenabschnitte im Randabschnitt 32 auf, wobei davon in den Querschnitten der Figuren der Übersichtlichkeit halber aber nur die Zwischenabschnitte 33 zu sehen sind. Auch die Lippenabschnitte und die Varianten dazu sind bei dem Deckel 30 analog zu der Kappe 20 möglich.

Der einzige Unterschied zur Kappe 20 besteht darin, dass der Deckel 30 keinen nach innen vorspringenden Rastring 29, sondern einen nach außen vorspringenden Rastring 39 aufweist, weil er ja nicht von außen, sondern von innen an der Behälterwand klemmen soll. Denkbar ist natürlich auch, eine

Abdeckung mit sowohl einem nach außen auch einem nach innen vorspringenden Rastring, die dann sowohl als Kappe als auch als Deckel verwendbar ist. Ferner könnte man den Deckel 30 auch umgedreht auf die Dose 10b setzen, ohne dass sich an dessen Funktionalität wesentliches ändert. Der Mittelabschnitt des Randabschnitts 32 würde sich dann nicht in sondern entgegen der Aufsteck- richtung erstrecken und der Deckel 30 würde durch einen Druck auf die Stirnwand 31 in der Aufsteckrichtung von seinem geschlossenen in seinen offenen Zustand umspringen, was für bestimmte Anwendungen von Vorteil sein kann.

Der Randabschnitt 32 endet also sowohl in seinen Dehnungsabschnitten (nicht gezeigt) als auch in seinen Zwischenabschnitten 33 in einem außen umlaufenden Rastring 39, der ebenfalls aus einer weicheren Materialkomponente geformt ist, vorzugsweise der gleichen, wie die Dehnungsabschnitte. Dieser umlaufende Rastring 39 verleiht dem dünnwandigen Deckel 30 zusätzliche Formstabilität, ist aber auch ausreichend elastisch, um die Vergrößerung des Außenumfangs in der in der Fig. 3b gezeigten konvexen Umklapp-Position zu ermöglichen. Wegen seiner weicheren Materialbeschaffenheit klemmt der Rastring 39 nicht nur besonders gut in der Innennut 13b der zu verschließenden Öffnungswand 12b, sondern kann sogar die Funktion eines Dichtungsrings übernehmen.

Der Wandbereich 12b der zu verschließenden Öffnung 11 a weist innen eine ringförmige Nut 13b auf, in die der Deckel 30 einrasten soll, und die an ihrer Unterkante einen stufenförmigen Absatz 15b bildet. Der Bereich des

Wandabschnitts 12b oberhalb der Nut 13b (das heißt entgegen der

Aufsteckrichtung) wird als Überstand 14b bezeichnet.

Führt man den Deckel 30 von oben in die Öffnung 11 b ein, so stößt der Randabschnitt 32 mit dem Rastring 39 gegen den Absatz 15b. Dadurch weiß der Benutzer, dass er die zur Verriegelung vorgesehene axiale Endposition des Deckels 30 erreicht hat. Drückt er nun die Stirnwand 31 durch eine vertikal nach unten wirkende Kraft F nach unten, so schnappt die Stirnwand 31 von ihrem in Figur 3a gezeigten konvexen bistabilen Zustand um in ihren in Figur 3b gezeigten konkaven bistabilen Zustand. Durch die Steifigkeit des Deckelmaterials im

Übergangsbereich zwischen Stirnwand 31 und Randabschnitt 32, die (wie zuvor erläutert) vorzugsweise noch durch Materialverdickungen unterstützt wird, bleibt der Winkel m bei diesem Umschnappvorgang konstant, so dass der Randab- schnitt 32 seitlich etwas nach außen klappt und ein Einrasten des Rastrings 39 in die Nut 13b bewirkt. Der Rastring 39 drückt also bei der konkaven

Stirnwandstellung der Figur 3b seitlich von innen in die ringförmige Nut 13b der Öffnungswand 12b und verriegelt so den Deckel 30 in seiner geschlossenen Stellung. Dabei spannt sich das Material in den Dehnungsabschnitten 34 in einen in Draufsicht verbreiterten Zustand und der Außendurchmesser des

Randabschnitts 32 vergrößert sich bei diesem Umklappvorgang. In der Figur 3c ist das Eingreifen des Rastrings 39 in die Nut 13b nochmals im Detail dargestellt.

Um die Öffnung 11 b wieder freizulegen, muss der Deckel 30 wieder in seinen Ursprungszustand zurückschnappen. Dann kann er aufgrund der Verrin- gerung seines Außendurchmessers wieder aus der Öffnung 11 b herausgezogen werden. Dazu war herkömmlicherweise ein Griffelement an der Stirnwand 31 vorgesehen, mittels dem sich der Deckel 30 ergreifen und nach oben ziehen lässt. Wie im Detail weiter unten beschrieben, ermöglicht das zweite

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auch ein Öffnen des Deckels mit einer seitlich (quer zur Aufsteckrichtung) auf die Behälterwand 12b einwirkenden Kraft F ₄ , F ₅ , SO dass das Griffelement entfallen kann.

Wie in der vergrößerten Darstellung der Figur 3c gut zu sehen, hat der Überstand 14b bis zum entgegen der Aufsteckrichtung äußersten Ende des Wandabschnitts 12b eine Länge b1. Übt der Benutzer nun am Druckpunkt B2 eine quer zur Aufsteckrichtung wirkende Kraft F ₄ von außen auf den

Wandabschnitt 12b aus, so wirkt diese mit der Länge b1 als Hebelarm und dem Kontaktpunkt B1 zwischen Wandabschnitt 12b und Randabschnitt 32 durch die elastische Verformung des Überstands 14b so auf den Deckel 30 ein, dass dieser in den offenen Zustand umschnappen kann, ohne dass es dabei einer direkten Betätigung des Randabschnitts 32 oder eines Hochziehens der Stirnwand 31 über ein Griffelement oder dergleichen bedarf. Wie in der Figur 3d dargestellt, kann der Überstand 14b' gemäß einer ersten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels auch länger ausgebildet sein. Dadurch verlängert sich nicht nur der Hebelarm auf die Länge b2 und verringert dadurch entsprechend den zum Öffnen des Deckels 30 erforderlichen

Kraftaufwand F ₅ , sondern der Deckel 30 liegt dann auch vollständig geschützt innerhalb der Öffnung 11 b, was ein unbeabsichtigtes Öffnen des

Verschlusssystems erschwert.

Die Figur 3e zeigt eine zweite Variante des zweiten Ausführungsbeispiels. Hier weist der Wandabschnitt 12b unterhalb der Innennut 13b einen Durchbruch auf, in dem ein Schieber 13c gelagert ist. Der Schieber 13c ist ein quer zur Aufsteckrichtung in dem Durchbruch verschiebbares, stangenförmiges

Betätigungselement zum Öffnen des Deckels 30. Dazu übt der Benutzer von außen quer zur Aufsteckrichtung eine Kraft F ₅ ' auf den am Außenende des Schiebers 13c angebrachten oder angeformten Auslöser 13d aus. In der dargestellten Variante des Ausführungsbeispiels hat der Auslöser 13d die Form eines halbkugelförmigen Betätigungsknopfs.

Das andere Ende des Schiebers 13c trifft im Inneren des Behälters 10b auf das in Aufsteckrichtung von dem Randabschnitt 32 hervorstehende Ende einer Randabschnittsverlängerung 34. Die Verlängerung 34 kann abschnittsweise oder über den gesamten Umfang an dem Randabschnitt 32 angebracht oder angeformt sein. Sie hat in der gezeigten Variante im Wesentlichen eine Länge b3 und ist damit länger als der Randabschnitt 32 als solcher. Die Verlängerung 34 wirkt als Hebelarm der Länge b3 bis zum Übergangsbereich zwischen Randabschnitt 32 und Stirnwand 31.

Wird der Schieber 13c am Auslöser 13d mit der Mindestkraft F ₅ ' nach Innen geschoben, so bewegt sich die Verlängerung 34 so weit in das

Behälterinnere, dass sie über den Hebelarm b3 das für das Umspringen in den geöffneten bistabilen Zustand nötige Drehmoment auf die Stirnwand 31 überträgt. Die gleiche Kraft F ₅ ' würde am übrigen Wandabschnitt 12b nicht zum Öffnen des Deckels 30 führen - etwa weil die Wandstärke bzw. Festigkeit der Behälterwand groß genug ist, um eine Kraftübertragung auf die Randabschnittverlängerung 34 ausreichend zu erschweren. Dadurch wird die Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Öffnen des Dose-Deckel-Systems zusätzlich erhöht.

Wie in der dritten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 3f gezeigt, kann der Schieber 13c mit dem Auslöser 13d auch entfallen und stattdessen der Wandabschnitt 12b eine Einschnürung 13e aufweisen, an der die Wandstärke geschwächt ist. Die Einschnürung 13e kann als umlaufende

Ringmulde vorgesehen sein oder nur als abschnittsweise, vorzugsweise an zwei diametral entgegengesetzten Stellen, angeordnete Griffmulden. Drückt man im Bereich der Einschnürung 13e mit der Mindestkraft F ₅ " radial nach Innen, so deformiert sich die Verlängerung 34 so weit in das Behälterinnere, dass sie über den Flebelarm b3 das für das Umspringen in den geöffneten bistabilen Zustand nötige Drehmoment auf die Stirnwand 31 überträgt. Abseits der durch die

Einschnürung 13e geschwächten Wandstärke ist die Behälterwand 12b fest genug, um ein unbeabsichtigtes Öffnen mit der Kraft F ₅ " zu vermeiden. Damit lässt sich eine Beeinträchtigung der Behälterdichtigkeit der zweiten Variante mit dem Wanddurchbruch und dem Schieber 13c vermeiden. Andererseits sind für bestimmte Anwendungen gerade solche Wanddurchbrüche erwünscht, beispielsweise für einen Druckausgleich zwischen Behälterinnerem und

Umgebungsdruck. Statt der Einschnürung 13e kann der Wandabschnitt 12b an dieser Stelle auch auf andere Art weicher gemacht werden, beispielsweise durch Verwenden einer weicheren Materialkomponente oder nachträgliches Aufweichen des Wandabschnitts 12b an dieser Stelle.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung ein Verschlusssystem mit einer dreidimensionalen Struktur 10a, 10b, insbesondere einem Behälter oder einem Öffnungsbereich einer technischen Apparatur, und einer Abdeckung 20, 30 zum Aufstecken auf die dreidimensionale Struktur 10a, 10b, um deren Öffnung 11 a, 11 b zu verschließen. Die Abdeckung 20, 30 weist eine Stirnwand 21 , 31 , die in bistabiler Weise zwischen einem ersten in Aufsteckrichtung gewölbten Zustand und einem zweiten entgegen der Aufsteckrichtung gewölbten Zustand verformbar ist, und einen ringförmigen Randabschnitt 22, 32 auf. Dieser weist in dem ersten bistabilen Zustand einen größeren Außenumfang auf als in dem zweiten bistabilen Zustand und ist daher dazu ausgelegt, eine klemmende Befestigung der Abdeckung 20, 30 an einem Wandbereich 12a, 12b der Öffnung 11 a, 11 b zu bewirken, indem der Randabschnitt 22, 32 in dem ersten Zustand innen oder in dem zweiten Zustand außen gegen den Wandbereich 12a, 12b drückt. Die dreidimensionale Struktur 10a, 10b ist dazu konfiguriert, eine an vordefinierten Stellen A2, B2 von außen auf das Verschlusssystem ausgeübte Kraft so weiterzuleiten, dass sie zu einem Umschnappen der Abdeckung 20, 30 von dem einen in den anderen der beiden bistabilen Zustände führt.

Bezugszeichenliste

10a, 10b Behälter

11 a, 11 b Öffnung

12a, 12b Seitenwand

13a Außennut

13b Innennut

13c Wanddurchbrechung mit Schieber 13d Auslöser

13e Einschnürung

14a, 14b, 14b' Überstand

15a, 15b Absatz

16, 16' Endabschnitt

17 Verengung

18 Verlängerung Randabschnitt Kappe

19 Verlängerung Stirnwand

20, 30 Abdeckung

20 Kappe

30 Deckel

21 , 31 Stirnwand

22, 32 Randabschnitt

23, 33 Zwischenabschnitte (hart)

24 Dehnungsabschnitte (weich)

23a Lippenabschnitt innen (hart)

24a Lippenabschnitt innen (weich)

29 Rastring innen (weich)

33a Lippenabschnitt außen (hart)

34 Verlängerung Randabschnitt Deckel

39 Rastring außen (weich)

a1 , b1 , a2, a2', b2, b3 Hebelarme

A1 , B1 Kontaktpunkt

A2, B2 Druckpunkt