Januar 2012



Tipps zu Clips Teil 2: Schnappverbindungen einfach gemacht

Aufgrund der Eigenschaft von Kunststoff, sich zu biegen ohne sich zu verformen, können Spritzgussteile neben dem üblichen freitragenden Schnapphaken mit einer Vielzahl von Schnappverschlüssen versehen werden. Dazu gehören:


  • (runde) Ringschnappverbindungen
  • Torsionsschnappverbindungen, die die Rückzugskraft durch Verdrillung anstelle von Verbiegung speichern
  • Druckschnappverbindungen, die komprimiert werden und anschließend in ihre Ausgangsposition zurückkehren, um den Verschluss festzuhalten.

Ringschnappverbindungen

Ringschnappverbindungen kommen in einer Vielzahl von Alltagsanwendungen zum Einsatz, die von kleinen Druckknöpfen zum Schließen der Windpatten von Jacken über größere Schnappverbindungen bei Schreibstiftverschlüssen bis hin zu den noch größeren Deckeln von Joghurtbechern reichen. Bei all diesen Anwendungen kommt es auf ein einfaches Öffnen und Schließen an. Ringschnappverbindungen werden jedoch auch – in leicht abgeänderter Form – in „kindersicheren Verschlusskappen“ eingesetzt, die in einer bestimmten Position leicht geöffnet werden können, während sie in jeder anderen Position so gut wie unmöglich zu öffnen sind. Während viele Anwendungen ein wiederholtes Öffnen und Schließen unterstützen, können Ringschnappverbindungen in Industrieanwendungen zur dauerhaften Befestigung eingesetzt werden, die in der Regel durch den Winkel der Schließkanten des Schnappverschlusses gewährleistet wird.


Bei allen Anwendungen greifen Ringschnappverbindungen auf das Prinzip der Dehnung und Rückformung (in der Regel des negativen Verbindungselements) zurück. Dadurch beschränkt sich die Auswahl der verwendbaren Werkstoffe auf solche mit relativ hohen Elastizitätsgrenzen, dem Punkt, ab dem die Rückformung des Werkstoffes nicht mehr vollständig erfolgt. Die maximal zulässige Verformung variiert je nach Werkstoff und liegt zwischen zirka 50 % der Bruchdehnung bei den meisten verstärkten Kunststoffen und über 70 % der Bruchdehnung bei elastischeren Polymeren. Ausführliche Informationen zur Gestaltung von Ringschnappverbindungen finden Sie hier.


Torsionsschnappverbindungen

Anstatt den biegsamen Arm wie beim freitragenden Schnapphaken zu biegen, werden bei Torsionsschnappverbindungen durch die Verdrillung eines Torsionsstabes am Drehpunkt des Armes beim Öffnen Schließkräfte gespeichert. Doch in den meisten anderen Punkten – wie der Hakenkonstruktion usw. – gleicht die Torsionsschnappverbindung dem freitragenden Schnapphaken. Kippklammern sind typische Torsionsschnappverbindungen. Für ausführliche Informationen zur Gestaltung von Torsionsschnappverbindungen klicken Sie hier.


Druckschnappverbindungen

Druckschnappverbindungen können viele Formen annehmen. Die im Protomold Designwürfel (Abbildung 1) verwendete schwalbenschwanzförmige Schnappverbindung ist ein Beispiel hierfür. Dieser Clip besitzt in zwei Richtungen eine Schwalbenschwanzform, um zwei der sechs Flächen des Würfels miteinander zu verbinden. In der einen Richtung ist das aktive Element stark verjüngt und bietet so eine bruchsichere Verbindung zwischen den beiden Komponenten. In der anderen Richtung ist das aktive Element nur leicht verjüngt und bietet so eine Verbindung, die leicht gelöst werden kann, um den Würfel auseinanderzubauen. Wenn das aktive Element in Position gedrückt wird, wird das Material im aktiven und im passiven Element komprimiert und anschließend entspannt, sobald die Schnappverbindung in ihrer Verriegelungsstellung ist.

Abbildung 1: Clip mit Schwalbenschwanzform in zwei Richtungen für die Verriegelung von zwei Seiten einer Box.

Abbildung 1: Clip mit Schwalbenschwanzform in zwei Richtungen für die Verriegelung von zwei Seiten einer Box.


Ein weiteres Beispiel für eine Druckschnappverbindung ist im Reptangles Bausystem zu finden. Hier lag die Herausforderung darin, eine Verbindung zu entwerfen, bei der die beiden Teile in jeder beliebigen Richtung innerhalb eines 90?-Winkels zusammenpassen. Die patentierte Verbindung (Abbildung 2) besteht aus einer dreieckigen Wölbung, die in eine dazugehörige Nut passt. Die „Finger“ in den Nutwänden greifen in den Hohlraum unter der Wölbung, um die Teile fest zu verbinden und gleichzeitig eine einfache Demontage zu gewährleisten.

Abbildung 2: Bogenförmige Verbindungen werden mittels Presspassung in einer Nut gehalten.

Abbildung 2: Bogenförmige Verbindungen werden mittels Presspassung in einer Nut gehalten.


Eine Druckschnappverbindung kann besondere Herausforderungen an die Formbarkeit stellen. In manchen Fällen kann die Verbindung als „Zwangsentformung“ geformt werden, bei dem das Teil leicht hinterschnitten ist, das Material sich jedoch leicht biegt, um ein Auswerfen zu ermöglichen. (Weitere Informationen zu Zwangsentformungen finden Sie in diesem älteren Protomold Designtipp). Im Fall von Reptangles waren keine Zwangsentformungen notwendig, da die Bogen- und Nutelemente der Verbindungen von Formschlussflächen geformt wurden, die durch Löcher im Teil verliefen, um die Unterseiten der hervorstehenden Merkmale zu formen.


Die große Bandbreite an Clip- und Schnappverschlussoptionen bietet Designern einen großen Spielraum bei der Gestaltung von integrierten Verbindungen.


Klicken Sie hier, um Tipps zu Clips Teil 1 zu lesen.