Dezember 2011



Tipps zu Clips (Teil 1)

Eine der vielen Vorteile von Kunststoff ist, dass er problemlos zu komplexen Formen spritzgegossen werden kann. So kann ein einziges Teil häufig zwei oder mehr Teile aus anderen Werkstoffen ersetzen. Zu den komplexen Merkmalen, die in ein Kunststoffteil geformt werden können, zählt eine Reihe von integrierten Schnappverbindungen, die auch weitere Teile wie Schrauben oder sekundäre Prozesse, wie z.B. Kleben, überflüssig machen.


Die erste Überlegung beim Entwerfen von Schnappverbindungen betrifft den Werkstoff. Damit eine Schnappverbindung funktioniert, müssen manche Bereiche des Teils elastisch sein. Aus diesem Grund können Schnappverbindungen aus Kunststoffen (wenn auch nicht aus allen), nicht jedoch aus biegesteifen Materialien wie Glas oder Keramik hergestellt werden. Kunststoffe, die sich besonders für Teile mit Schnappverbindungen eignen sind ABS, Polycarbonat, ungefülltes Nylon, Polypropylen und andere Kunststoffe mit ähnlichen Eigenschaften.


In diesem Designtipp werden wir den gängigsten Typ von eingeformten Verbindungen, den freitragenden Schnapphaken (Abbildung 1), näher betrachten. Andere Verbindungstypen, wie Ringschnappverbindungen und Torsionsschnappverbindungen, werden im nächsten Monat in Teil 2 dieses Designtipps besprochen.

Abbildung 1: Freitragender Schnapphaken mit 90° Haltewinkel

Abbildung 1: Freitragender Schnapphaken mit 90° Haltewinkel


Freitragende Schnapphaken kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz (z.B. an Zugangsklappen bei elektrischen Geräten) und können viele Formen annehmen. Zwei entscheidende Fragen beim Entwerfen solcher Clips sind:


  • Soll die Verbindung mit einem Handgriff ver- bzw. entriegelt werden?
  • Soll sie sich überhaupt lösen oder dauerhaft sein?

Bei einem Haltewinkel des Clips von 90° zur Verbindungsrichtung wird die Verbindung verriegelt und kann nicht mit einem einfachen Zug gelöst werden (außer man zieht so stark, dass der Clip bricht). Wird die Rastfläche des Schnapphakens jedoch abgewinkelt (Abbildung 2), löst ein einfacher Zug die Verbindung.

Abbildung 2: Freitragender Schnapphaken mit abgewinkelter Rastfläche vereinfacht das Entriegeln

Abbildung 2: Freitragender Schnapphaken mit abgewinkelter Rastfläche vereinfacht das Entriegeln


Wenn Sie eine verriegelnde, jedoch nicht dauerhafte Verbindung benötigen, z.B. für eine Zugangsklappe, können Sie die Rastfläche um 90° abwinkeln, dabei jedoch für ein manuelles Herausdrücken des Schnapphakens aus seinem Schlitz zum Entriegeln der Verbindung sorgen. Kein Problem ist dies, wenn der Schnapphaken sich an der Außenseite des Teils befindet. Befindet sich der Schnapphaken hinter einer Wand, kann der Designer ein „Fenster“ vorsehen, über das der Schnapphaken zugänglich ist (Abbildung 3).

Abbildung 3: Schnapphaken in einem „Fenster“, das ein Entriegeln ermöglicht

Abbildung 3: Schnapphaken in einem „Fenster“, das ein Entriegeln ermöglicht


Die Effektivität und Haltbarkeit eines freitragenden Schnapphakens hängt von seinem Design ab. Der Arm des Schnapphakens muss flexibel genug sein, um ein Ver- und Entriegeln zu ermöglichen, ohne dass der Haken bricht oder sich verformt. Die Biegsamkeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Elastizitätsmodul des Werkstoffs, dem Winkel, über den sich der Schnapphaken biegen muss und der von der Tiefe des Schnapphakens abhängt, sowie der Form und Länge des biegsamen Armes des Hakens. Detaillierte Formeln zum Design von Schnapphaken finden Sie unter efunda.com. Sie sind auch in vielen CAD-Programmen integriert, wodurch eine separate Berechnung entfällt. Zur Anpassung des Clipdesigns können auch FEA-Programme (FEA - Finite-Element-Analyse) verwendet werden, um Brüche zu vermeiden. Weitere Informationen zum Clipdesign finden Sie in einem früheren Protomold Designtipp.


Da die Länge des biegsamen Arms des Schnapphakens entscheidend ist und bei manchen Konstruktionen nur ein begrenzter Raum zur Verfügung steht, gibt es mehrere Möglichkeiten, um die effektive Länge des Arms zu erhöhen.


  • Der Arm kann zu einem „U“ gefaltet werden, wie dies oft bei Batteriefachdeckeln zu sehen ist (Abbildung 4).
Abbildung 4: Ein gefalteter Clip erhöht die effektive Länge des biegsamen Arms bei begrenztem Platz

Abbildung 4: Ein gefalteter Clip erhöht die effektive Länge des biegsamen Arms bei begrenztem Platz


  • Die Wand, aus der der Arm heraustritt kann gekerbt werden, sodass dieser Wandbereich zu einer Verlängerung des Arms wird.
  • Die Wand, aus der der Arm heraustritt kann selbst flexibel gestaltet werden, sodass eine geringere Flexibilität des Arms erforderlich ist.

Da ein Schnapphaken von Natur aus zum Einschnappen ausgelegt ist, kann er in einer zweiteiligen Form je nach Ausrichtung als Hinterschneidung fungieren. Es gibt drei Wege, mit diesen Hinterschneidungen umzugehen.


  • Am einfachsten ist es, eine Formschlussfläche zu verwenden, die durch ein Loch an der Basis des Clips führt und die Unterseite des Schnapphakens und eine Fläche des biegsamen Arms formt (Abbildung 5). Diese Methode ermöglicht die Verwendung einer einfachen zweiteiligen Form.
Abbildung 5: Clip mit Loch an der Basis ermöglicht den Einsatz einer einfachen zweiteiligen Form

Abbildung 5: Clip mit Loch an der Basis ermöglicht den Einsatz einer einfachen zweiteiligen Form


  • Der Schnapphaken kann durch einen Seitenschieber geformt werden, der vor dem Öffnen der Form wieder zurückgezogen wird. Dies ist eine effektive, jedoch etwas kompliziertere Vorgehensweise.
  • Zum Formen des Clips kann ein Formeinsatz manuell in die Form eingesetzt werden. Dieser wird anschließend manuell vom fertigen Teil entfernt und für den nächsten Zyklus erneut in die Form eingesetzt. Weitere Informationen zu Formeinsätzen

Im nächsten Monat werden wir in unserem Designtipp weitere Typen von Schnappverbindungen behandeln.


Weitere Tipps zu Clips finden Sie in unserem Video-Designtipp über Federklammern.