Ein Scharnier ist ein mechanisches Lager, das zwei feste Objekte beweglich miteinander verbindet, dabei jedoch üblicherweise nur einen begrenzten Drehwinkel zwischen diesen zulässt. Zwei Objekte, die durch ein optimales Scharnier verbunden sind, drehen sich relativ zueinander um eine feste Drehachse. Alle anderen Bewegungen werden jedoch unterbunden, so dass ein Scharnier nur einen einzigen Bewegungsradius besitzt. Aufbauend auf diesem Grundprinzip gibt es allerdings eine Vielzahl von verschiedenen Scharnierarten für die verschiedensten Verwendungszwecke.
Genauso wie Scharniere aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden können, wie beispielsweise Edelstahl, Messing, Bronze, Zinn oder Kupfer. Außerdem kann aus verschiedenen Oberflächenbehandlungen wie Chrom, poliert oder gebürstet gewählt werden, um das Scharnier optimal an seinen Einsatzort anzupassen. So empfiehlt sich bei Verwendung im Außenbereich etwa eine rostfreie Oberfläche.
In diesem Beitrag wollen wir kurz auf die 10 wichtigsten Scharniertypen eingehen, deren Bauweise und Funktion erklären, sowie die wichtigsten Einsatzgebiete aufzeigen.
1. Stiftscharnier
Stiftscharniere stellen den Grundbauplan aus 3 Komponenten dar. Flügel (Lappen / Laschen), Drehgelenk und Stift (Zapfen / Achse) – fertig ist das Scharnier. Der Stift ist dabei das zentrale Bauteil: Ein schmaler, zylinderförmiger Zapfen, der in die hohle Mitte des Scharniergelenks gesteckt wird, um die Scharnierhälften zusammenzuhalten. Aufbauend auf dieser einfachen Basisbauweise können durch Austausch oder Abwandlung einzelner Teile Varianten bzw. neue Arten von Scharnieren entstehen.
2. Stangenscharnier oder Klavierband
Dieses lange, durchgehende Scharnier ist treffend nach dem Klavierdeckel benannt, den es so oft mit dem Klavierkörper verbindet. Beim Scharnierband verläuft eine lange Stange durch die Gelenke der beiden (ebenso ausgesprochen langen) Flügel und hält sie auf diese Art und Weise zusammen. Ein Klavierband ist das perfekte Scharnier für Spielzeugkisten, klappbare Schreibtische und Aufbewahrungsboxen.
3. Profilscharnier
Profilscharniere sind äußerst robust, widerstandsfähig und weisen eine hohe Tragkraft auf. Sie kommen deshalb in Bereichen zum Einsatz, in welchen sie genau den starken Belastungen ausgesetzt werden, denen sie standhalten sollen – und auch können. Dazu gehören zum Beispiel die Automobilindustrie, der Maschinenbau oder Industrieanlagen. Aus diesem Grund werden sie auch als Wagentürscharniere bezeichnet.
Hergestellt werden sie in der Regel aus massivem Rohstahl, welcher warmgewalzt bzw. gezogen sein Profil erhält. Aufgrund dieser besonderen Materialgüte sind sie nicht nur für höchste Beanspruchungen geeignet, sondern ebenso weitgehend unempfindlich gegenüber der korrosiven Kraft von Umwelteinflüssen.
4. Türband
Türbänder kommen – wie es der Name bereits vermuten lässt – in Türen zum Einsatz, in welchen sie das Öffnen und Schließen ermöglichen. Bei einem Türband handelt es sich jedoch nicht um ein Scharnier im engeren Sinn, da es einfach ausgehängt werden kann. Zusätzlich kann ausgehängt trotzdem noch seine Position eingestellt werden. In diesem Punkt unterscheidet sich diese Variante also deutlich von “echten” Scharnieren, wie sie beispielsweise in Schranktüren zum Einsatz kommen.
5. Topfscharnier
Topfscharniere werden synonym als Topfband oder verdeckte Scharniere bezeichnet. Auch hier gibt der Name demzufolge wieder einen Hinweis auf die Verwendung. Den verdeckten Einbau (von Türen in der Regel), welcher der Ästhetik dient. Zu diesem Zweck besitzen Topfscharniere an den Befestigungspunkten einen zylindrischen Napf. Bei diesem handelt es sich um den namensgebenden Topf, welcher in seltenen Fällen lediglich an einem Befestigungspunkt angebracht sein kann.
6. Filmscharnier
Bei Filmscharnieren handelt es sich wiederum nicht um klassische Scharniere. Sie besitzen nämlich erstens keine mechanischen Komponenten. Und zweitens bestehen sie aus demselben Material, wie die beiden Teile, die sie verbinden. Ein Filmscharnier ist lediglich eine flexible, dünnwandige Gelenkrille, welche zum Beispiel die beiden Hälften des Deckels einer Shampooflasche flexibel zusammenhält, sowie deren Öffnen und Schließen ermöglicht.
Hergestellt werden sie zumeist im Spritzgussverfahren aus Kunststoffen wie Polypropylen (PP). Ein Werkstoff, der die Voraussetzungen für eine lange Lebensdauer im täglichen Einsatz mit sich bringt. Gutes Fließverhalten auch in dünnen Bereichen, wodurch er beim Biegen nicht zur Rissbildung neigt. Sowie Reißfestigkeit in Kombination mit Weichheit und Dehnbarkeit. Aufgrund dieser Kombination von Eigenschaften lässt sich ein PP-Filmscharnier üblicherweise mehr als eine Million Mal öffnen und schließen.
7. Federscharnier
Federscharniere haben ihren Namen von der integrierten Feder, welche das Scharnier automatisch schließt, nachdem es geöffnet wurde. Und damit in weiterer Folge, die mit diesem verbundene Tür oder Klappe. Deshalb wird diese selbstschließende Scharnierart auch als Türschließerscharnier bezeichnet.
Es gibt einfach und doppelte gefederte Modelle, was sich vor allem in der Schließkraft des jeweiligen Scharniers bemerkbar macht. Diese kann zudem in der Regel eingestellt werden, wodurch sich die Tür oder Klappe wiederum schneller oder langsamer schließt. Einen Einfluss auf die Schließgeschwindigkeit hat natürlich ebenso deren Masse.
8. Pivot-Scharnier (Pivot-Türscharnier)
Ein Pivot-Scharnier ist ein Türscharnier, welches das Öffnen und Schließen einer Tür mit Hilfe eines Zapfensystems anstelle eines herkömmlichen Stiftscharniers oder Türbandes ermöglicht. Mit einem Zapfenscharnier lässt sich diese an zwei einzelnen Punkten an der Ober- und Unterseite drehen. Angebracht wird dieser Scharniertyp ebenso oben und unten an der Tür sowie am Kopf des Rahmens und am Boden. Damit unterscheiden sich Pivot-Türscharniere deutlich von Anschlagscharnieren, die seitlich an der Tür angebracht sind und einen Stift besitzen.
9. Mehrgelenkscharnier
Auch bei dieser Art von Scharnieren ist der Name Programm: Es werden mehrere Gelenke oder Achsen über sogenannte Getriebeglieder zu einem funktionsfähigen Scharnier (dem Mehrgelenkscharnier) zusammengefügt. Das ermöglicht es den Vertretern dieses Scharniertyps (wie zum Beispiel dem Scherenscharnier) speziellen Anforderungen an den Öffnungs- und Schließmechanismus gerecht zu werden. Je nach Anordnung der Gelenke und Getriebeglieder wird zwischen Führungs- und Koppelgetriebe unterschieden.
10. Drehmomentscharnier
Ein Drehmomentscharnier (auch Friktionsscharnier, Reibungsscharnier, Konstantmomentscharnier oder Positionierscharnier genannt) ist ein spezielles Scharnier, das der Drehbewegung einen Widerstand entgegensetzt. Diese Art von Scharnieren wird in der Regel dazu verwendet, um Bewegungen zu steuern oder ein schwenkbares Objekt offen oder geschlossen zu halten. Die gebräuchlichste und am ehesten nachvollziehbare Anwendung ist die eines “Laptop-Scharniers”.
Friktionsscharniere erlangen ihre Funktionalität durch die technische Abstimmung der spezifischen Toleranzen zwischen den mechanischen Komponenten. Oft werden zusätzliche Materialien wie Federn und Schmiermittel verwendet, um den gewünschten Grad an Widerstand oder Dämpfung für die Scharnierbewegung zu erreichen.
In einigen Fällen besteht das Ziel darin, dass sich das Objekt am Scharnier mit einer bestimmten Geschwindigkeit vollständig schließt. In anderen wird das Drehmoment dazu verwendet, eines der beiden Objekte (oder auch beide), an denen das Scharnier befestigt ist, in einer bestimmten Position zu halten. Diese muss dabei nicht zwingend vollständig geöffnet oder geschlossen sein.
Damit sind wir am Ende unseres Beitrags mit den 10 wichtigsten Arten von Scharnieren angeklagt. Wir hoffen, dass die von uns zur Verfügung gestellten Informationen hilfreich für Sie sind. Falls von Ihrer Seite noch Fragen offen sein sollten oder Sie Anmerkungen zu einem der hier vorgestellten Scharniertypen haben, dann schreiben Sie uns doch einfach. Wir freuen uns auf Ihre Nachricht.