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Formvariabler Drehverschluss für die ergonomische und kraftsparende Handhabung

Kurzfassung

Der Verschluss für Flaschen oder andere Behälter enthält eine flexible Vorrichtung, um das Öffnen zu erleichtern. Dazu wird der flexible Teil des Verschlusses, dessen Flexibilität über kreuzförmige Kunststoffstege erreicht wird, beim Öffnen nach Innen gedrückt. Damit wird ein besserer Halt für die greifenden Finger erreicht. Zum vollständigen Aufdrehen werden anschließend die flexiblen Teile des Verschlusses losgelassen, so dass ein bequemes Aufdrehen möglich wird. Entwickelt wurde der Verschluss für den Gebrauch durch Personen, die wenig Kraft mit der Hand aufbringen können oder für Verschlüsse, die sehr fest sitzen müssen, aber auch mit der Hand geöffnet werden sollen.

Hintergrund

Drehverschlüsse sitzen meist eng am Behälter und werden über eine Profilierung „griffig“. Bekanntermaßen funktionieren diese Systeme aber nicht in allen Situationen. Fehlt es an Kraft oder hat man feuchte Hände, wird ein solcher Verschluss schnell zum Problem. Auch Verletzungen sind dann nicht ausgeschlossen.

Problemstellung

Leichter zu öffnende und trotzdem zuverlässig verschlie-ßende ergonomische Lösungen konnten sich bisher nicht durchsetzen, da ihr Design häufig nicht kompakt genug oder zu teuer in der Herstellung ist bzw. schlicht ästhetischen Ansprüchen nicht genügt.
Eine Alternative waren bislang zusätzliche Hilfsmittel, die auf den Originalverschluss aufgesetzt werden müssen. Diese Lösung bedeutet jedoch einen Mehraufwand und Hilfsmittel sind nicht in jeder Situation verfügbar.

Lösung

An der Universität Stuttgart wurde ein revolutionäres Verschluss-Prinzip entwickelt mit dem sich auf kleinem Bauraum eine Formveränderung in Abhängigkeit der Handkraft realisieren lässt. Es entsteht eine weiche und trotzdem formschlüssige Verbindung zwischen Hand und Verschluss, die eine Bedienung unter Ausnutzung des Hebeleffekts stark vereinfacht und so den Kraftaufwand minimiert. Schlüssel zur Technologie ist die Kombination aus elastischem Material und geschickt platzierten gekreuzten, biegsamen Strukturen. Diese sind bei geringen Kräften formstabil, bei etwas größerer, gerichteter Kraft ist jedoch eine gezielte Formveränderung möglich. Trotzdem bleibt die Struktur stabil genug, um die notwenige Kraftübertragung zu leisten.
Der Verschluss kann mittels Spritzguss oder additiver Fertigungsprozesse schnell und kostengünstig in beliebiger Größe hergestellt werden.
Erfindungsgemäße Prototypen konnten Ihren Vorteil bereits in Probandenversuchen unter Beweis stellen. Die Kraftübertragung konnte im Vergleich zu herkömmlichen Verschlüssen um 50 bis 100 Prozent gesteigert werden.

Skizze des formvariablen Griffprinzips: Reiner Kraftschluss bei geringer Handkraft, zusätzliche Hebelwirkung durch kraftabhängige Formänderung.
Skizze des formvariablen Griffprinzips: Reiner Kraftschluss bei geringer Handkraft, zusätzliche Hebelwirkung durch kraftabhängige Formänderung.

Vorteile

  • Kompakter Drehverschluss mit Hebeleffekt
  • Erleichterte Handhabung von Bedienelementen
  • Ergonomie & Kraftersparnis durch kraftabhängige Geometrieanpassung
  • Flexibel & passgenau auf kleinstem Bauraum
  • Ästhetisches Design

Anwendungsbereiche

Mensch-Maschine-Schnittstellen werden im Zeitalter der Robotik und zunehmender Digitalisierung immer wichtiger. Dabei sind es im Alltag aber oft die einfachen Dinge des Lebens, für die es noch an optimalen Lösungen fehlt. Das Öffnen einer Wasserflasche mit Drehverschluss beispielsweise stellt Menschen mit körperlicher Einschränkung in der Handmotorik heute immer noch vor eine Herausforderung, da die meisten, speziell versiegelte Verschlüsse, einen hohen Anpressdruck am Umfang erfordern, ohne viel Halt zu bieten. Gefragt sind hier Lösungen, die einfach und intuitiv zu bedienen und dabei ergonomisch sind.

Exposé
Kontakt
Dr.-Ing. Hubert Siller
Technologie-Lizenz-Büro (TLB)
Ettlinger Straße 25
76137 Karlsruhe | Germany
Telefon +49 721-79004-0
siller(at)tlb.de | www.tlb.de
Entwicklungsstand
Prototyp / TRL5
Patentsituation
DE 102016117756 erteilt
Referenznummer
16/034TLB
Service
Die Technologie-Lizenz-Büro GmbH ist mit der Verwer­tung der Technologie beauftragt und bietet Unternehmen die Möglichkeit der Lizenznahme.