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Die
Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung zum Verbinden eines Deckels
mit einem Träger,
der an einem Behälter
anzubringen oder einstückig
mit einem Öffnungsabschnitt
des Behälters
ausgebildet ist.
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Eine
derartige Gelenkanordnung ist beispielsweise aus der
US 2004/0016714 A1 bekannt, bei
der die Öffnungsbewegung
eines Deckels durch ein Filmscharnier geführt ist. Zudem wird die Öffnungsbewegung
durch ein an der Außenseite
des Filmscharniers anliegendes vorgespanntes Elastomerfederteil
unterstützt.
Die bekannte Gelenkanordnung hat den Nachteil, daß nur geringe
Kräfte
von dem Elastomerfederteil für
ein selbständiges Öffnen des
Deckels bereitgestellt werden können.
Insbesondere bei größerem Widerstand
für eine Öffnungsbewegung
reicht die Öffnungskraft
des Elastomerfederteils nicht aus.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik
zu überwinden,
insbesondere eine Gelenkanordnung zum Verbinden eines Deckels mit
einem Träger
derart zu verbessern, daß größere Kräfte für die Öffnungsbewegung
des Deckels zur Verfügung
gestellt werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Gelenkanordnung zum Verbinden eines Deckels
mit einem Träger gemäß der Erfindung
gelöst,
der an einem Behälter anzubringen
oder einstückig
mit einem Öffnungsabschnitt
des Behälters
ausgebildet ist, umfassend ein Gelenk zum Führen des Deckels zwischen einer
geschlossenen und einer offenen Position mit einer Schwenkachse,
die an der Außenseite
des Deckels oder des Träger
liegt, und ein Elastomerfederteil, das an der Außenseite des Deckels sowie
des Trägers angreift
und zumindest in geschlossener Position des Deckels auf Zug vorgespannt
ist, wobei sich die Gelenkanordnung dadurch hervorhebt, dass eine
Kraftangriffsstelle des Elastomerfederteils an dem Deckel und dem
Träger zumindest
in geschlossener Position des Deckels über die Schwenkachse des Gelenks
hinaus verlagert ist.
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Danach
ist das Elastomerfederteil zumindest in geschlossener Position des
Deckels auf Zug vorgespannt, wobei wenigstens eine Kraftangriffsstelle des
Elastomerfederteils an dem Deckel und/oder an dem Träger zumindest
in geschlossener Position des Deckels mit Bezug auf den Deckel und/oder
den Träger über das
Gelenk hinaus jenseits der Schwenkachse verlagert ist. Die erfindungsgemäße Gelenkanordnung
sieht eine strukturelle Separierung des Gelenks von dem Elastomerfederteil
vor, so daß größere Antriebsmomente
zum Öffnen
des Deckels erzeugt werden können.
Durch die Verlagerung einer Kraftangriffsstelle von dem Deckel und/oder
dem Träger
weg nach außen über die
Schwenkachse hinaus werden Hebelverhältnisse für die Öffnungsbewegung des Deckels
zwischen der Schwenkachse und dem auf Zug vorgespannten Elastomerfederteil
optimiert.
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Bei
der bevorzugten Ausführung
der Erfindung kann die Gelenkanordnung durch ein Paar Gelenke mit
parallelen, vorzugsweise fluchtenden Schwenkachsen gebildet sein,
die einem, zwei oder mehreren, zumindest in geschlossener Position
des Deckels auf Zug vorgespannten Elastomerfederteilen zugeordnet
sind. Genauso kann die erfindungsgemäße Gelenkanordnung durch ein
Paar Elastomerfederteile gebildet sein, die einem insbesondere verstärkt ausgebildeten
Gelenk zugeordnet sind. Für einen
optimalen Öffnungskrafteintrag
kann das verstärkte
Gelenk mittig zwischen zwei Elastomerfederteilen angeordnet sein.
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Durch
die erfindungsgemäße Maßnahme der
Auslagerung einer Kraftangriffsstelle des Elastomerfederteils an
dem Deckel und/oder an dem Träger
jenseits der Schwenkachse wird erreicht, daß zumindest in geschlossener
Position des Deckels das gesamte Elastomerfederteil mit dessen gespeicherter
Vorspannung in einem größeren Abstand
zum Deckel und/oder zum Träger
liegt als die Schwenkachse, die vorzugsweise jenseits der Außenseite
des Deckels und/oder des Trägers
liegt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung wird die Auslagerung der Kraftangriffsstelle des Elastomerfederteils,
insbesondere der Kraftangriffsstellen des Elastomerteils an dem
Deckel und an dem Träger,
dadurch realisiert, daß wenigstens
eine Auskragung oder ein starrer Vorsprung, vorzugsweise zwei starre
Vorsprünge,
zum Befestigen des Elastomerfederteils an dem jeweiligen Deckel
und/oder dem Träger
vorgesehen sind. Ein Vorsprung oder beide Vorsprünge können sich insbesondere oberhalb
und/oder unterhalb vorbei an der Schwenkachse nach außen erstrecken.
Vorzugsweise liegen zwei Vorsprünge
in geschlossener Position des Deckels zueinander parallel.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Vorsprung
oder die Vorsprünge
aus einem Stück
mit dem jeweiligen Bauteil, Deckel oder Träger, gefertigt, insbesondere
aus einem Kunststoffstück
gespritzt. Das Elastomerfederteil ist an den Enden der Vorsprünge befestigt.
Vorzugsweise erstrecken sich die Vorsprünge von dem Deckel im wesentlichen
gleich weit weg, so daß das
Elastomerfederteil senkrecht zu einer von dem Deckel in dessen geschlossener
Position aufgespannten Ebene liegt.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung sind die Kraftangriffsstellen
des Elastomerfederteils an dem Deckel und an dem Träger derart
weit nach außen verlagert, daß das gesamte Elastomerfederteil zwischen
der geschlossenen und der offenen Position des Deckels mit Bezug
auf letzteren stets jenseits der Schwenkachse bleibt. Auf diese
Weise ist gewährleistet,
daß wahrend
der ganzen Öffnungsbewegung
optimale Hebelverhältnisse
zur Erzeugung eines ausreichenden Öffnungsmoments bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise
ist das von dem Gelenk strukturell separiert realisierte Elastomerfederteil
als Elastomerband ausgeführt,
dessen Kraftangriffsstellen sich geradlinig und im wesentlichen
parallel zur Schwenkachse erstrecken. Das Gelenk kann als Scharnier
mit einem Stift und einer zylindrischen Aufnahme dafür ausgeführt sein.
Vorzugsweise ist der Stift insbesondere einstückig mit dem Deckel ausgeführt, wobei
die zylindrische Aufnahme und der Träger aus einem Stück gefertigt
sind.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Schwenkachse des Gelenks
ungekrümmt,
insbesondere gerade ausgebildet. Ein eigener unabhängiger, allerdings
auch mit dem oben genannten Erfindungsgegenstand kombinierbarer
Erfindungsaspekt betrifft eine Gelenkanordnung, bei der das Gelenk
zum Lösen
des Deckels von dem Träger
ausgelegt ist. Eine Befreiungseinrichtung des Scharnierstifts von
der zylindrischen Aufnahme ist dazu ausgelegt, eine Tren nung in
jeder Betriebsstellung des Deckels bezüglich des Trägers, insbesondere
ausschließlich
in einer konstruktiv vorbestimmten, insbesondere geschlossenen Position
des Deckels, zu ermöglichen,
in der die größten Zugkräfte des
Elastomerfederteils herrschen, die den Scharnierstift gegen eine
selbstständige
Demontage in die zylindrische Aufnahme zwingen. Die Befreiungseinrichtung
ist dem auf Zug vorgespannten Elastomerfederteil derart funktionell
zugeordnet, daß die
in dem Elastomerfederteil gespeicherte Zugvorspannung entgegen der
Demontierungsrichtung ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist die Befreiungseinrichtung
dadurch realisiert, daß die
zylindrische Aufnahme des Scharniergelenks deckelseitig offen ausgeführt ist.
Auf diese Weise kann der Scharnierstift in einer vorbestimmbaren
Betriebsstellung über
die offene Seite der zylindrischen Aufnahme bei Überwindung der Vorzugspannung
des Elastomerfederteils entnommen werden.
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Ein
weiterer, von den obengenannten Erfindungsgegenständen unabhängiger,
allerdings mit den obenstehenden Erfindungsgegenständen kombinierbarer
Erfindungsaspekt besteht darin, die Gelenkanordnung mit einer Schwenkbegrenzungseinrichtung
zu versehen, welche die Öffnungsbewegung des
Deckels begrenzt. Das Elastomerfederteil dient dazu, eine selbständige Öffnungsbewegung
zu verwirklichen, wobei zum Schließen des Deckels die Vorspannungskräfte des
Elastomerfederteils überwunden
werden müssen.
Beim Öffnen
des Deckels gewährleistet
die Schwenkbegrenzungseinrichtung das kontrollierte Erreichen einer
vorbestimmten Endposition.
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Vorzugsweise
ist die Schwenkbegrenzungseinrichtung durch einen in dem Gelenk
integrierten Anschlag gebildet. Dieser Anschlag kann durch wenigstens
eine an dem Träger
befestigte Nase gebildet sein, welche in die zylindrische Aufnahme
des Gelenks ragt und auf den Scharnierstift drehbegrenzend einwirkt.
Dabei soll vorzugsweise die Nase eine Demontage des Scharnierstifts
aus der zylindrischen Aufnahme zumindest in der geöffneten
Position des Deckels verhindern.
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Bei
einer Weiterbildung ist die Schwenkbegrenzungseinrichtung dazu ausgeführt, eine Schwenköffnungsbewegung
des Deckels von etwa 90° aus
der geschlossenen Position des Deckels einzugrenzen.
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Des
weiteren betrifft die Erfindung eine Verschlußeinrichtung für einen
Behälter
mit einem Deckel und einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden durch
die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand
der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Deckel-Träger-Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung
in einer bevorzugten Ausführung;
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2 eine
perspektivische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung,
bei der ein Deckel in eine gegenüber
einem Träger
geschlossene Position gebracht ist;
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3 eine
perspektivische Detailansicht der Gelenkanordnung gemäß 2,
wobei der Deckel in eine geöffnete
Bereitschaftsposition gebracht ist;
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4 eine
perspektivische Detailansicht der Gelenkanordnung gemäß den 2 und 3,
wobei die Verbindung des Deckels mit dem Träger über das Gelenk getrennt ist;
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5 eine
Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung, wobei
der Deckel gegenüber
dem Träger
geschlossen ist;
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6 eine
Querschnittsansicht der Gelenkanordnung gemäß 5, wobei
der Deckel in einer gegenüber
dem Träger
senkrechten, offenen Stellung ist;
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7 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführung einer Deckel-Träger-Anordnung;
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8 eine
weitere erfindungsgemäße Ausführung einer
Deckel-Träger-Anordnung;
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9 eine
weitere erfindungsgemäße Ausführung einer
Deckel-Träger-Anordnung;
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10a–10c die Deckel-Träger-Anordnung gemäß 1 jeweils
in den jeweiligen Betriebshauptstellungen – geschlossen, offen in Bereitschaft, demontiert;
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11a–11c die Deckel-Träger-Anordnung gemäß 9 in
den jeweiligen Betriebshauptstellungen des Deckels – geschlossen,
offen in Bereitschaft, demontiert;
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12a–12c die Deckel-Träger-Anordnung gemäß 8 in
den jeweiligen Betriebshauptstellungen – geschlossen, offen in Bereitschaft,
demontiert;
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13a–13c die Deckel-Träger-Anordnung gemäß 7 in
den jeweiligen Betriebshauptstellungen – geschlossen, offen in Bereitschaft,
demontiert.
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1 zeigt
eine Verschlußeinrichtung 1 für einen
Kunststoffbehälter
(nicht dargestellt), der, wie die meisten Bestandteile der Verschlußeinrichtung 1, aus
einem Kunststoff gespritzt sein kann. Die Verschlußeinrichtung 1 umfaßt als Hauptbestandteile
einen im wesentlichen ringförmigen
Träger 3 – ringförmig im
Sinne von vollständig
umschließend –, einen gegenüber dem
Träger 3 verschwenkbaren
Deckel 5, eine Verriegelungseinrichtung 7, welche
den Deckel in der gegenüber
dem Träger
geschlossenen Position festhält,
und eine erfindungsgemäße Gelenkanordnung 11,
welche eine gelenkige Verbindung zwischen dem Deckel 5 und
dem Träger 3 mit
einer Öffnungsantriebshilfe
bereitstellt.
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Der
Träger 3 kann,
wie in 1 dargestellt, als separates Bauteil oder als
einstöckiger
Bestandteil eines nicht dargestellten Behälters ausgeführt sein.
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Der
Träger 3 umfaßt innenseitig
eine mit dem Deckel 5 in dessen geschlossener Position
zusammenwirkende Dichtlippe 12 aus einem weichen elastomeren
Werkstoff auf. Der Verriegelungseinrichtung 7, die als
Schnappeinrichtung ausgeführt
sein kann und mit einem in geschlossener Position des Deckels gegenüberliegenden
Bestandteil des Deckels 5 verriegelnd zusammenwirkt, ist
diametral gegenüberliegend
die erfindungsgemäße Gelenkanordnung 11 an der
Außenseite
der Verschlußeinrichtung 1 vorgesehen.
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Im
Anschluß werden
Details der erfindungsgemäßen Ausführung einer
Gelenkanordnung 11 in Verbindung mit den 1 bis 6 beschrieben.
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Die
Gelenkanordnung 11 umfaßt ein Scharniergelenk 13 und
ein Elastomerband 15, das von dem Scharniergelenk 13 strukturell
separiert ist.
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Das
Scharniergelenk 13 umfaßt einen Scharnierstift 16,
der in einer zylindrischen Aufnahme 17 drehbar gehalten
ist. Die zylindrische Aufnahme 17 ist nach oben hin offen.
Oberhalb der zylindrischen Aufnahme 17 erstreckt sich von
dem Rand des Trägers 3 ein
Nasenpaar in den Bereich der zylindrischen Aufnahme. Jede Nase 20 umfaßt eine
Anschlagsfläche 19.
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Der
Scharnierstift 16 ist im Bereich der zylindrischen Aufnahme 17 – im montierten
Zustand des Deckels 5 – im
Querschnitt im wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet. Das Scharniergelenk 13 definiert
eine Schwenkachse S, um die der Deckel 5 geschwenkt werden
kann.
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Das
Elastomerband 15 ist an dem Deckel 5 und an dem
Träger 3 über einstückig mit
dem jeweiligen Bauteil ausgebildete Vorsprünge oder Auslagerungsabschnitte 21, 23 verbunden,
welche die Kraftangriffsstellen 25, 27 des Elastomerbandes 15 von dem
Träger 3 und
dem Deckel 5 weg nach außen derart verlagern, daß das gesamte
Elastomerband 15 mit Bezug auf den Deckel 5 und
den Träger 3 jenseits
der Schwenkachse S liegt, also der Abstand des Elastomerbandes 15 zum
Träger 3 bzw.
Deckel 5 größer als
der Abstand der Schwenkachse S zum Träger 3 bzw. Deckel 5 ist.
Wie in 5 dargestellt ist, stellt die Auslagerung der
Kraftangriffsstellen 25, 27 des Elastomerbandes 15 sowohl
in offener (6) als auch in geschlossener
Stellung (5) des Deckels 5 einen
großen
Hebelarm a bereit, an dem ein durch eine Vorspannzugkraft F des
Elastomerbandes 15 hervorgerufenes Öffnungsmoment erzeugt wird.
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Selbst
beim Aufschwenken des Deckels 5 verbleibt das Elastomerband 15 stets
mit Bezug auf den Träger 3 jenseits
der Schwenkachse S, so daß im
Verlauf der Öffnungsbewegungen
Hebelarme wirken, die ein starkes Drehmoment zum Öffnen des Deckels 5 erzeugen
lassen.
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In
einer um 90° gegenüber dem
Träger 3 geschwenkten Öffnungsstellung
des Deckels 5 schlägt eine
flache Seite des Scharnierstifts 16 an die Anschlagsfläche 19 der
Nase 20, wodurch ein weiteres Verschwenken des Deckels 5 aus
der in 6 dargestellten Vertikallage verhindert wird.
Durch die noch stets zwischen den Vorsprüngen 21, 23 wirkende Zugkraft
F wird der Deckel 5 in die in 6 dargestellte Öffnungsstellung
gezwungen und gehalten.
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Um
einen von dem Deckel 5 behinderungsfreien Zugang zu einem Öffnungsabschnitt 31 des Trägers 3 zu
erhalten, kann die Verbindung des Deckels 5 mit dem Träger 3 via
das Scharniergelenk 13 gelöst werden, indem der Scharnierstift 16 in
der in 5 gezeigten geschlossenen Position aus der zylindrischen
Aufnahme 17 entgegen der Vorspannzugkraft F durch zusätzliches
Dehnen des Elastomerbandes 15 herausgezogen wird. Dabei
ist der Durchmesser des Scharnierstifts 16 geringfügig kleiner
als der Abstand des freien Endes der Nase 20 zum gegenüberliegenden
Abschnitt der zylindrischen Aufnahme 17.
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In
der in 4 gezeigten demontierten Position ist der Deckel 5 lediglich
durch das Elastomerband 15 an dem Träger 3 gekoppelt, wobei
das Elastomerband 15 entspannt ist.
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Sämtliche
Bestandteile der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 11 sowie
des Trägers
und des Deckels können
aus einem Polypropylen-Kunststoff hergestellt, insbesondere gespritzt,
sein. Lediglich für das
Elastomerband 15 ist ein TTE (thermoplastisches Elastomer)
heranzuziehen, das an den Vorsprüngen 21, 23 umspritzt
ist.
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In 7 ist
eine weitere Ausführung
einer Deckel-Träger-Anordnung
mit einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 11 dargestellt,
die aus einem Paar Scharniergelenke 13 und aus einem Paar
entsprechend der Ausführung
gemäß den 2 bis 6 angeordneten
Elastomerbändern 15 gebildet ist.
Die Deckel-Träger-Anordnung
unterscheidet sich von der gemäß 1 darin,
daß das
Elastomerband 15 im wesentlichen nicht seitlich versetzt
zum gegenüberliegenden
Scharniergelenk 13 angeordnet ist.
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Die
Grundform des ringförmigen
Trägers 3 ist
durch zwei zueinander parallele, gerade Seitenabschnitte 41, 43 charakterisiert,
die durch Kreisbogenabschnitte 45, 47 miteinander
verbunden sind. An einem geraden Seitenabschnitt 43, der
dem Abschnitt mit dem Scharnierge lenk 13 gegenüberliegt,
ist ein Betätigungsbereich 42 verstärkt ausgebildet,
der sich nach innen gekrümmt
erstreckt. Eine zu dem Betätigungsbereich 42 formkomplementäre Aussparung
ist am Deckel 5 vorgesehen, so daß eine Bedienperson (nicht
dargestellt) durch die Aussparung den verstärkten Bereich des Trägers ergreifen
kann.
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Die
Träger-Deckel-Anordnung
gemäß 8 unterscheidet
sich von der gemäß 7 nur
darin, daß kein
verstärkter
Betätigungsbereich
an dem Träger 3 sowie
keine Aussparung am Deckel 5 vorgesehen ist. Vielmehr ist
an dem geraden Seitenabschnitt 43, im wesentlichen mittig,
ein besonderer Schnappmechanismus 51 mit einem Schnapphaken
zum Verriegeln des Deckels an dem Träger vorgesehen, so daß ein selbständiges Öffnen des
Deckels 5 von dem Träger 3 verhindert
wird.
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Die
Träger-Deckel-Anordnung
gemäß 9 entspricht
im wesentlichen der von 1, wobei ein an einem der Gelenkanordnung 11 gegenüberliegenden
Abschnitt des Trägers 3 angeordneter,
verstärkter
Betätigungsbereich 42 vorgesehen
ist, der entsprechend der Ausführung
gemäß 7 gebildet
ist.
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In
den 10a–10c und 11a–11c, 12a–12c und 13a–13c ist veranschaulich, in welche Positionen der
Deckel 5 über
die erfindungsgemäße Gelenkanordnung 11 verbracht
werden kann. In den Figuren, die mit dem Buchstaben a versehen sind,
befindet sich der Deckel 5 in einer demontierten Öffnungsstellung,
in welcher der Deckel in 5 eine zum Öffnungsabschnitt 31 des
Trägers 3 parallele
Stellung gebracht werden kann. In dieser Position wird ein behinderungsfreier
Zugang zum Träger 3 bereitgestellt.
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In
den Figuren, die mit dem Buchstaben b versehen sind, ist der Deckel 5 in
eine offene, gegenüber
dem Träger 3 vertikale
Bereitschaftsstellung gebracht, von der er frei von Montierschritten
zurück
in die geschlossene Stellung verbracht werden kann.
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In
den Figuren, die mit den Buchstaben c versehen sind, ist der Deckel 5 in
der geschlossenen Stellung dargestellt, in welcher das Elastomerband 15 maximal
vorgespannt ist und die Verriegelungseinrichtung 7 ein
selbständiges
Aufschwenken des Deckels 5 verhindert. Beim Lö sen der
Verriegelungseinrichtung 7 zieht das Elastomerband 15 den
Deckel 5 in die geöffnete
Bereitschaftsstellung (10b, 11b, 12b und 13b).
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Durch
gleichzeitiges Lösen
der Verriegelungseinrichtung 7 sowie Anheben des Scharnierstifts 16 aus
der zylindrischen Aufnahme 17 des Scharniergelenks 13 entgegen
der Zugvorspannungskraft F kann die in 10a, 11a, 12a, 13a dargestellte demontierte Position geschaffen
werden.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung
der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung
sein.
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- 1
- Verschlußeinrichtung
- 3
- Träger
- 5
- Deckel
- 7
- Verriegelungseinrichtung
- 11
- Gelenkanordnung
- 12
- Dichtlippe
- 13
- Scharniergelenk
- 15
- Elastomerband
- 16
- Scharnierstift
- 17
- zylindrische
Aufnahme
- 19
- Anschlagsfläche
- 20
- Nase
- 21,
23
- Vorsprünge
- 25,
27
- Kraftangriffstellen
- 31
- Öffnungsabschnitt
- 41,
43
- parallele,
gerade Seitenabschnitte
- 42
- Betätigungsbereich
- 51
- Schnappmechanismus
- F
- Vorspannzugkraft
- S
- Schwenkachse
- a
- Hebelarm