Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoff- schnappscharni erverschl uss bestehend aus einem Unterteil und einem damit über ein Filmscharnier verbundenen Ober¬ teil , wobei die Verschl ussmantelwände im Bereich des Scharnieres gerade oder gekrümmt verlaufen und mindestens ein mit beiden Verschlussteilen einstückig verbundenes Spannelement aufweist, und dass das mindestens eine Spann¬ element mitte!- oder unmittelbar je eine Ansatzstelle an den Mantelwänden beider Teile hat.

Kunststoffschnappscharni erverschl üsse der eingangs genann¬ ten Art sind beispielsweise aus den beiden europäischen Patentschriften Nr. 0 ' 1 7 ' 423 und Nr. 0 ' 291 '457 der An¬ melderin bekannt. Während in der erstgenannten Patent¬ schrift die Spannelemente, Spannbänder sind, die über Kon¬ solen an der Mantelwand des Unterteiles und des Deckels angespritzt sind und somit in einer Ebene liegen, sind im

zweitgenannten Patent die Spannbänder mindestens annähernd in oder an der Mantelwand verlaufend angeordnet. Im erstgenannten Beispiel verlaufen die genannten Spann¬ bänder in geschlossenem Zustand in einer Ebene und die An¬ satzpunkte der Spannbänder sind durch die Konsolen aus der Mantelwand heraus so verlegt, dass sie parallel zur Haupt¬ achse liegen. Im zweitgenannten Beispiel verlaufen die Spannbänder in zwei zueinander einen Winkel ei nschl i essen¬ den Ebene. Folglich müssen die äusseren Phasen jedes Spannbandes beim Oeffnen eine längere Wegstrecke zu¬ rücklegen, als die inneren, näher beim Scharnier liegenden Phasen der Bänder.

In einer dritten Variante gemäss dem Europäischen Patent Nr. 0'056 '469 (Wiesinger), wurden statt Spannbänder drei¬ eckige Zwischenelemente, die mit ihrer Spitze in das Hauptscharnier übergehen, gezeigt.

Bezüglich der Erklärung der Wirkungsweise der verschie¬ denen Schnappscharnierverschlüsse war man bei den beiden erstgenannten Patenten der Meinung, dass sich die Spann¬ bänder elastisch dehnen und so den Schnappeffekt bewirken würden. Tatsächlich haben jedoch die Kunststoffe, die für Kunststoff erschl üsse verwendet werden, kaum die Fähigkeit sich elastisch zu dehnen. Das heisst, dass eigentlich die Schnappwirkung gar nicht auf diese Art funktioniert.

Korrekt ist die Wirkungsweise in der dritten Variante, gemäss dem Europäischen Patent Nr. 0' 056 ' 469 erläutert. Hier wird darauf hingewiesen, dass die Wirkung des Schnappscharni eres auf die elastische Deformation des Ver¬ schlusses im Bereich des Scharnieres beruht. Das heisst, dass bei jeder Oeffnung oder Schliessung des Verschlusses die Mantelwand des Unterteiles oder Deckel, beziehungs¬ weise des Deckels gesamthaft, sich während der Betätigung im Bereich des Ueberwanderns der Totpunktlage wölbt und danach in die entspannte, nicht deformierte Form zurück¬ biegt .

Dies ist selbstverständlich ein nicht erwünschtes Zu¬ sammenwirken von kaum vorhersehbaren und komplex zu¬ sammenwirkenden Kräften. Die Erzielung der Schnappwirkung ist nur empirisch ermittelbar und kaum vorhersehbar. Viel einfacher und besser Vorhersagbar sind die Resultate von Schnappverschlüssen, die mit einem Kniehebel arbeiten, dessen einer Hebel in der Deckfläche des Deckels und dessen anderer Hebel in der Mantelwand des Deckels und des Unterteiles verlaufen. Die Schnappwirkung ist bei diesen Verschlüssen von der Kraft abhängig, die zu Deformation der beiden Hebel des Kniehebels erforderlich ist. Ein solches Scharnier ist jedoch nur geeignet für Verschlüsse mit einem kleinen Ausguss, bei dem der Deckel nicht selbst

den Ausguss schliesst, sondern ein daran befindliches Dichtelement, das mit dem Ausguss zusammenwirkt, weil der Deckel durch die Einschnitte entlang des Hebels selbst nicht dichtend sein kann.

Es besteht daher der Wunsch, Schnappscharnierverschlüsse zu schaffen, deren Schnappwirkung nicht abhängig ist von der elastischen irgendwelcher Teile des Verschlusses mit Ausnahme der Spannelemente. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Kunststoffschnappscharnierver- schluss gemäss Oberbegriff des Patentanspruches zu schaf¬ fen, bei dem die Schnappwirkung aus dem mindestens einen Spannelement selbst erzielbar ist.

Diese Aufgabe löst ein Kunststoffschnappscharni erver- schluss der eingangs genannten Art, bei dem das mindestens eine Spannelement aus mehreren Teilabschnitten besteht, die in geschlossenem Zustand des Verschlusses gesamthaft oder mit sich wiederholenden Bereiche der Teilabschni te mindestens annähernd in der Ebene zwischen den An¬ schlussstellen verläuft, und dass jeder Teilabschnitt eine Längenveränderung durch elastische Verformung bei der Be¬ tätigung des Verschlusses durchführt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Erfindunggegen¬ standes gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeich-

nung erläutert. Es zeigt:

Figur 1 ist eine schematische Funktionsdarstellung der Schnappwirkung eines erf i ndungsgemässen Schnappscharnierverschlusses, welches mit einem längenveränderbaren Spannelement ausge¬ rüstet ist;

Figur 2A+B je eine perspektivische Ansicht eines runden Schnappscharnierverschlusses zur Erläuterung der Anordnung der Spannelemente, beziehungs¬ weise des Spannelementes bezüglich dem Haupt- scharni er ;

Figuren 3a-5 zeigen drei verschiedene Ausgestaltungsformen l ngenveränderbarer Spannelemente an runden Verschlüssen, jeweils in der Variante a in der rückwärtigen Seitenansicht auf das Schar¬ nier des geschlossenen Verschlusses und b im jeweils vollständig geöffneten Zustand der¬ selben Schnappscharni erverschl üsse;

Figur 6a zeigt eine weitere Variante des Schnapp¬ scharnierverschlusses an einer Schachtel und

Figur 6b einen vertikalen Teilschnitt durch die Schachtel entlang der Linie A-A nach Figur 6a;

Figur 7 zeigt das Spannelement nach Figur 6 in der Anwendung an einem runden Verschluss in dessen vollständig geöffneten Lage;

Figuren 8a-d zeigen eine Konstruktionszeichnung des Spann¬ elementes gemäss in den Figuren 3a und b im Detail, einmal in der Seitenansicht ent¬ sprechend in der vollständig geöffneten Her¬ stellungslage des Verschlusses und

Figur 8b dasselbe Spannelement in seiner Lage des vollständig geöffneten Verschlusses,

Figur 8c in der Totpunktlage des Verschlusses bei maximaler Dehnung und

Figur 8d in der vollständig geschlossenen Lage

In der schematischen Darstellung gemäss der Figur 1 wird die Funktionweise des erfi ndungsgemässen Verschlusses er¬ läutert. Mit 1 ist der Unterteil des Verschlusses gekenn¬ zeichnet, der beispielsweise auf einen Behälter aufgesetzt werden kann. Der Unterteil 1 wird von einem Oberteil 2 in geschlossenen Zustand des Verschlusses abgedeckt. Der Oberteil bildet somit einen Deckel oder Kappe zum Unter¬ teil 1. Die beiden Teile 1 und 2 sind über ein Filmschar¬ nier 3 miteinander einstückig verbunden. Das Filmscharnier bildet die Drehachse, bezüglich der das Oberteil 2 zum Unterteil 1 um cirka 180° geschwenkt werden kann. Das Filmscharnier 3 ist bezüglich der Mantelwand 6 des Unterteiles 1 und der dazu fluchtenden Mantelwand 7 des Oberteiles 2 nach aussen versetzt. Um den Verschluss im vollständig geöffneten Zustand spritzen zu können, muss das Filmscharnier 3 ausserhalb der genannten Mantelwände liegen. Mit der Bezugszahl 8 ist ein schematisch darge¬ stelltes Spannelement bezeichnet. Es hat eine obere An¬ satzstelle 4, mit dem das Spannelement 8 am Oberteil 2 be¬ festigt ist und eine untere Ansatzstelle 5, mit dem das Spannelement 8 am Unterteil 1 befestigt ist. Da sowohl die Drehachse, gebildet durch das Filmscharnier 3, wie auch die obere Ansatzstelle 4 des Spannelementes 8 fest am Verschluss angeordnet sind, wandert die obere Ansatzstelle

4 auf einem Kreisbogen mit den Radius r um das Filmschar¬ nier 3. Das Spannelement 8 ist jedoch nicht im Bereich der Drehachse 3, sondern an der unteren Ansatzstelle 5 befestigt und möchte somit um diese Stelle sich drehen. Könnte sich das Spannelement 8 nicht verlängern, so müsste somit die obere Ansatzstelle 4 sich auf einen Kreisbogen mit dem Radius C bewegen, wobei der Länge des Spannelementes entspricht. Die Differenz dieser beiden Radien mit unterschiedlichen Drehachsen führt zwangsläufig zu einer Längenveränderung des Spannelementes 8. Diese Längenveränderung ist in der Zeichnung als t dargestellt. Diese Längenveränderung erzeugt die für die Schnappwirkung erforderl che Kraft. Wie die Spannelemente ausgestaltet sein können, um eine solche Längenveränderung durchführen zu können, wird nachfolgend noch beschrieben werden. Die Kraft, mit dem der Verschluss eine Schnappwirkung ausübt, ist somit von relativ einfachen geometrischen Ueber- legungen abhängig. Im Gegensatz zu den eingangs beschrie¬ benen Schnappscharnierverschlüssen spielt die kaum erfass¬ bare formliche Veränderung des Verschlusses selber bei der hier beschriebenen Funktionsweise keine Rolle. Der Grad der Elastizität lässt sich durch die Gestaltung der Spann¬ elemente beeinflussen. Die maximale Längenveränderung ό ß und der Ort der Totpunktlage sind im wesentlichen nur noch

von der Anordnung der Ansatzstelle 4 und 5, bezüglich des Fi Imscharnieres 3 abhängig. Der Konstrukteur erhält somit grosse Freiheitsgrade in Bezug auf die Gestaltung eines erfi ndungsgemässen Verschlusses. Setzt man beispielsweise in der dargestellten Variante die beiden Ansatzstellen 4 und 5 unter Beibehaltung der Länge des Spannelementes 8 weiter nach innen, so wird dadurch der Radius r ver- grössert und entsprechend verändert sich einerseits ύ C und andererseits die Winkellage des Totpunktes. Die Op¬ timierung des Schnappeffektes lässt sich ohne experimen¬ tieren direkt aus der Zeichnung herleiten. Ist die mög¬ liche Längenveränderung &ß relativ gross, so ist auch die Toleranz bezüglich der Anordnung der Ansatzstellen des Spannelementes weit. Dies steht im krassen Gegensatz zu den bisher bekannten Kunststoffschnappscharni erver- schlüssen, die nur eine kleine Toleranz bezüglich der geo¬ metrischen Auslegung zulassen.

Die Figuren 2a und 2b zeigen je ein Schnappscharni er- verschluss in perspektivischer Darstellung zur Erläuterung der möglichen Anordnung des Schnappscharni eres . Die Va¬ riante nach Figur 2a zeigt ein relativ schmales Film¬ scharnier 3, über den das Unterteil 1 mit dem Oberteil 2 scharnierend verbunden ist und beidseitig dazu je ein im gleichen Abstand vom Filmscharnier 3 angeordnetes Spann-

element 8. Im Gegensatz hierzu, zeigt die Variante nach Figur 2 zwei Filmscharniere 3 in einem gewissen Abstand zueinander und ein dazwischen mittig angeordnetes Spann¬ element 8. Bei der Konstruktion von nicht zylindrischen Kunststoffverschl üssen lassen sich diverse Kombinationen von ein oder mehreren Filmscharnieren mit ein oder mehreren Spannelemente realisieren.

In den Figuren 3a,b-5a,b sind drei Varianten von Kunst¬ stoffschnappscharnierverschlüssen gemäss der Ausführungs¬ form nach Figur 2a dargestellt, die sich lediglich in der Gestaltungsform der Spannelemente 8 unterscheiden. Betrachtet man die Figuren 3a, 4a und 5a, die jeweils die rückseitige Ansicht eines geschlossenen Verschlusses zei¬ gen, so erkennt man, dass die Ansatzstellen 4,5 jedes ein¬ zelnen Spannelementes 8 jeweils parallel zueinander ver¬ laufen, wenn der Verschluss geschlossen ist. In den Fi¬ guren 3b,4b und 5b hingegen sind die Scharnierbereiche der entsprechenden Verschlüssen in der vollständig geöffneten Lage derselben dargestellt. In dieser Lage verlaufen die Anschlussstellen 4,5 jeweils schräg zueinander. Bei der Auslegung der Spannelemente 8 kann man so vorgehen, dass diese in der vollständig geöffneten Lage des Schlusses, wie dies die Figuren 3b,4b und 5b darstellen, die Spann¬ elemente gestreckt n einer Ebene liegen, jedoch voll-

ständig entspannt sind. Dies würde der Herstellungslage entsprechen. Bei dieser Auslegung der Spannelemente wären dieselben in geschlossenen Zustand des Verschlusses schon bereits leicht gedehnt. Damit üben die Spannelemente auch im geschlossenen Zustand des Verschlusses eine gewisse Schi i esskraft aus. Dies verstärkt einerseits den Schnapp¬ effekt und andererseits wird die Schi i essbewegung beim Schnappeffekt bis zuletzt aufrecht erhalten. In den gezeigten Beispielen sind die Anschlussstellen der Spannelemente 8 jeweils mindestens annähernd bündig mit den Mantelwänden verlaufend angeordnet. Dies ist jedoch nicht erforderlich. Die Anschl ussstell en 4,5 könnten ohne weiteres auch in Konsolen übergehen, die an den Mantel¬ wänden angespritzt sind und von diesen abstehen. Diese Va¬ riante wird man insbesondere dann anwenden, wenn man die Spannelemente 8 an einem runden Verschluss relativ weit weg vom Hauptscharnier 3 anbringen möchte. In diesem Fall lässt sich aber auch eine Variante denken, bei der die An¬ satzstellen der Spannelemente schräg zueinander verlaufen. Die Anordnung der Spannelemente relativ zum Hauptscharnier 3, sowie die Lage der Ansatzstellen 4,5 zueinander werden die Wahl der Form der Spannelemente, beziehungsweise deren Teilabschnitte beeinflussen.

Die Ausführungsform gemäss den Figuren 3a und b zeigen Spannelemente 8, die aus drei c-förmigen Teilabschnitten bestehen. Die drei c-förmigen Teilabschnitt bilden ein mä- anderndes Band, welches in einer Ebene zwischen den beiden Ansatzstellen 4 und 5 verläuft. Die Längenveränderung der Spannelemente 8 erfolgt durch die Spreizung der Teilab¬ schnitte 10. Je stärker die Spannelemente 8 gestreckt werden, um so weiter werden die c-förmigen Teilelemente 10 gespreizt. Die Oeffnungsri chtung der c-förmigen Teilele¬ mente 10 wechseln sich bei dieser Ausführung jeweils ab. Dies ist jedoch keineswegs unbedingt erforderlich. Die Figuren 4a und 4b zeigen eine Variante, bei dem die Spannelemente nicht aus identischen Teilabschnitten be¬ steht. Während die Teilabschnitte, die an die Ansatz- Stellen 4,5 anschl iessen, halbelliptische Teilelemente 11 sind, ist dazwischen ein vollständig elliptisches Teil¬ element 12 angeordnet. Natürlich könnte ein Spannelement 8 auch aus drei solchen elliptischen, o-förmigen Teilele¬ menten bestehen. Es ist lediglich eine Frage der Defini¬ tion, denn mit gleichem Recht könnte man auch in dieser Form fünf cförmige Teilelemente erkennen. Je stärker die Spannelemente 8 hier in ihrer Länge verändert werden, um so mehr werden die elliptischen Teilelementen zu kreis¬ förmigen Elementen gedehnt.

Die Ausführung gemäss der Figur 5a und b zeigt fast iden¬ tische Spannelemente, wie jene in den Figuren 3a und 3b. Die Teilabschnitte 10 sind hier lediglich änderst ange¬ ordnet.

Dass die Anwendung des erfi ndungsgemässen Schnappschar¬ nierverschlusses nicht auf die Verwendung von runden oder änderst wie geformten Verschlüssen von Behälter beschränkt ist, zeigt die Figur 6. Hier ist das erfindungsgemässe Schnappscharnier an einer Dose 20 angebracht. Der Dosen¬ unterteil 21 ist über das Hauptscharnier 23 mit dem Dosen¬ deckel 22 verbunden. Mit 28 sind die beiden beidseits des Hauptscharni eres 23 angeordneten Spannelemente bezeichnet. Jedes Spannelement 28 besteht aus vier u-förmigen Teilele¬ menten 24. Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Aus¬ führungsformen der Spannelemente verlaufen hier die Teil¬ abschnitte 26 nicht innerhalb der Ebene, die zwischen den Ansatzstellen 24 und 25 aufgespannt wird, sondern mäandern eher harmonikaartig aus der Ebene zwischen den beiden An¬ satzstellen heraus. Im dargestellten Beispiel bestehen die Spannelemente aus mehreren u-förmigen Teilabschnitten, die so aneinander gereiht sind, dass sie einen bezüglich dem Verschluss nach innen gerundeten und bezüglich dem Ver¬ schluss nach aussen ebenen Bereich aufweisen. Die ebenen Bereiche 30 sind dabei so angeordnet, dass sie im ge-

schlossenen Zustand des Verschlusses in einer mit den Mantelwänden gemeinsamen, fluchtenden Ebene liegen. Die gerundeten Bereiche 31 der Teilabschnitte 26 ragen jedoch etwas bezüglich der Mantelwand in die Dose hinein. Eine derartige Gestaltung des Spannelementes ist nicht nur für Dosen, sondern auch für Verschlüsse, die auf einem Be¬ hälter aufgebracht werden, geeignet. Auch bei dieser Aus¬ führungsvariante des Spannelementes wird die Längen¬ änderung durch Aufspreizung der u-förmigen Teilelemente 26 erzielt. Obwohl dies nicht erforderlich ist, kann man die Spannelemente im Bereiche der Anschlussstellen 24,25 durch Filmscharniere 32 bilden. Dies hat den Vorteil, dass die Spannelemente 28 unabhängig der Oeffnungsl age des Ver¬ schlusses, beziehungsweise Deckel 22, immer schön in der Ebene zwischen den beiden Ansatzstellen verläuft. Dies vereinfacht insbesondere die Gestaltung der Spritzform. Bringt man ein solches Spannelement 28 an einem runden Verschluss, wie dies Figur 7 darstellt, an, so bilden die Teilabschnitte 26 im vollständig geöffneten Zustand des Verschlusses, ein fächerförmiges, längenveränderbares Band.

In den Figuren 8a-8d ist ein Spannelement 8 entsprechend der Ausführungsform gemäss der Figur 3a im Detail darge¬ stellt. Figur 8a zeigt eine Tei 1 seitenansi cht des Ver-

Schlusses im Scharnierbereich. Die Darstellung entspricht der Spritzlage, in dem der Verschluss vollständig geöffnet ist. Der Unterteil 1 ist mit dem Oberteil 2 wiederum über ein Filmscharnier miteinander verbunden. Das Spannelement 8 verläuft hier vollständig eben und die Ansatzstellen 4,5 sind in Nischen 14,15 im Ober- beziehungsweise Unterteil angeordnet. In der Figur 8b ist nun dieselbe Situation in der Aufsicht von oben auf das Spannband dargestellt. Die Zeichnungsebene ist die Ebene, die durch die Ansatzstellen 4 und 5 aufgespannt wird. Misst man den Abstand zwischen den Mittelpunkten der beiden Ansatzstellen 4 und 5, die auf der Linie B-B liegen, so stellt man fest, dass in dieser Position der Abstand am geringsten ist. Dieser Ab¬ stand a beträgt beim hier im Massstab 10:1 dargestellten, reellen Beispiel 4,7 mm. In der Figur 8c hingegen, bei dem der Verschluss in seiner Totpunktlage dargestellt ist, ist das Spannelement 8 auf seine grösste Länge verändert, dass heisst die einzelnen Teilelemente sind am stärksten ge¬ spreizt. Der Abstand a hat sich hier auf 6,6 mm ver- grössert. Dies entspricht einer prozentualen Zunahme der Länge von rund 40%. Im geschlossenen Zustand des Ver¬ schlusses, der in der Figur 8d dargestellt ist, beträgt der Abstand zwischen den beiden Ansatzstellen 4,5 immer noch 5,0 mm. Folglich ist das Spannelement 8 auch im ge-

schlossenen Zustand des Verschlusses noch unter Spannung. Gegenüber der entspannten Lage nach Figur 8a beziehungs¬ weise 8b trägt die Längenänderung immer noch mehr als 6%. Die maximale elastische Längenveränderung der Spannele¬ mente wird man vorzugsweise zwischen 10 und 50% wählen. Dies ist aber sehr stark von den geometrischen Gegeben¬ heiten abhängig. Neben der prozentualen Längenveränderung ist aber auch die Zugkraft, die das Spannelement ausübt, von Bedeutung. Dies wird einerseits durch die geometrische Gestaltung des Spannelementes beeinflusst und andererseits durch die Materi al stärke der Teilabschnitte. Damit jedoch keine Deformation des Verschlusses selber auftritt, ist es sinnvoll, die Wandstärke der Teilabschnitte erheblich ge¬ ringer zugestalten, als die Wandstärke der Mantelwände im Bereich der Ansatzstellen. Wählt man die maximale elas¬ tische Längenveränderung in Prozenten zu klein, so findet eine Schnappwirkung lediglich im Bereich des Totpunktes statt. Als untere Grenze dürfte etwa eine 10% Längenver¬ änderung im Totpunktbereich sinnvoll sein. Wie bereits die wenigen ausgesuchten Beispiele gemäss der anliegenden Zeichnung zeigen konnten, ist der Reichtum der verschiedenen Varianten in der Gestaltung der erfindungs- gemässen Verschlüsse fast unbegrenzt. Dies ist aber gerade für Kunststoffschnappscharnierverschlüsse ein äusserst

wesentlicher Vorteil. Fast jeder Hersteller von kosme¬ tischen Produkten, Lebensmitteln oder technischen Chemika¬ lien wünscht für seine Produkte, eine der Verpackung an- gepasstes eigenes Design. Mit dem vorliegenden Scharnier hat der Konstrukteur nun wirklich fast unbegrenzte Mög¬ lichkeiten zur Verfügung.