Was ist ein lebendes Scharnier?
Ein lebendes Scharnier, das manchmal als Biegelager oder Biegelager bezeichnet wird, ist ein flexibles Materialsegment, das normalerweise aus einer Art Kunststoff besteht und zwei starre Oberflächen verbindet. Das Scharnier ist flexibel und lässt sich biegen. Diese Art von Scharnier wird am häufigsten verwendet, um einen Deckel mit einem Behälter in einer Einwegverpackung zu verbinden.
Während ähnliche Scharniere aus Materialien wie Stoff oder Leder hergestellt werden können, gilt der Begriff "lebendes Scharnier" speziell für solche, die aus einer Art Kunststoff hergestellt sind. Solche Scharniere werden üblicherweise spritzgegossen, dh der Kunststoff wird in eine harte Form eingespritzt und beim Setzen wieder entfernt. Das Spritzgießen ist schnell und kostengünstig, und die Menge an Material, die für ein lebendes Scharnier benötigt wird, ist relativ gering, so dass solche Scharniere im Allgemeinen eine kostengünstige Option sind.
Trotz der geringen Kosten sind solche Scharniere unerwartet stark und halten weitaus länger als erwartet. Standardscharniere erzeugen Reibung zwischen beweglichen Teilen, was zu Verschleiß führt. Lebende Scharniere, die aus einem einzigen Stück Kunststoff bestehen, interagieren physikalisch nicht mit anderen Teilen, sodass keine Reibung entsteht und die Lebensdauer des Scharniers verlängert wird.
Unterschiedliche Kunststofftypen werden für unterschiedliche Szenarien verwendet. Polyethylen- und Polypropylenharze sind beliebte Materialien, da sie eine geringe Ermüdungsrate aufweisen. Dies bedeutet, dass sie viele Male gebogen werden können, ohne zu reißen oder zu versagen. Scharniere, bei denen es unwahrscheinlich ist, dass sie mehr als ein paar Mal gebogen werden, werden manchmal aus weniger ermüdungsbeständigen Materialien wie Nylonharz hergestellt.
Einwegverpackungen werden am häufigsten für lebende Scharniere verwendet. Solche Scharniere finden Sie auf den Verpackungen von Reinigungsmitteln über Babytücher bis hin zu Lebensmitteln. Auch in Tragebehältern aus Kunststoff wie Seifenbehältern oder Bleistiftboxen werden häufig lebende Scharniere verwendet. Eine andere übliche Verwendung, die für die breite Öffentlichkeit vielleicht weniger offensichtlich ist, liegt in der Herstellung mikroelektromechanischer Systeme wie der Schaltung, die in üblichen elektronischen Geräten, einschließlich Telefonen, Computern und Fernsehgeräten, verwendet wird.
Ein lebendes Scharnier, das sich vor dem Versagen mehrere tausend Mal durchbiegen kann, ist als vollelastisches Scharnier bekannt. Vollkunststoffscharniere können sich nur ein paar Mal biegen. Elastische Kunststoffscharniere können sich jedoch hunderte Male oder öfter biegen.
Die Entwicklung eines lebendigen Scharniers, das so lange wie nötig Bestand hat, erfordert sorgfältige Berechnungen und solide Kenntnisse der Physik. Der Öffnungswinkel des Scharniers sowie die Elastizität der verwendeten Kunststofffasern sind entscheidende Faktoren für die Lebensdauer des Scharniers. Die Konstrukteure müssen genau wissen, wie viel Spannung auf das Scharnier ausgeübt wird, um die richtige Dicke und das richtige Material für den Bedarf zu bestimmen.