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So wählen Sie das richtige Reibungsscharnier: Ein Ratgeber

Archivmeldung vom 28.09.2022

Bitte beachten Sie, dass die Meldung den Stand der Dinge zum Zeitpunkt ihrer Veröffentlichung am 28.09.2022 wiedergibt. Eventuelle in der Zwischenzeit veränderte Sachverhalte bleiben daher unberücksichtigt.

Freigeschaltet durch Mary Smith
Bild: Screenshot reell.com
Bild: Screenshot reell.com

Ein Reibungs- oder Drehmomentscharnier ist ein spezielles Scharnier, das der Drehbewegung einen Widerstand entgegensetzt. Dieser Scharniertyp wird in der Regel verwendet, um Bewegungsabläufe zu steuern oder ein schwenkbares Objekt offen bzw. geschlossen zu halten. Die meisten von uns benutzen täglich Reibungsscharniere, ohne sich dessen wirklich bewusst zu sein. Werden diese doch in vielen Bereichen des täglichen Lebens eingesetzt. Beispielsweise um Laptop-Bildschirme, Werkstattschränke oder Türen in einem bestimmten Winkel offen zu halten.

Bei Verwendung eines herkömmlichen Scharniers würden Deckel, Türen und Geräte nicht offen oder aufrecht stehen bleiben, sondern zuschlagen, da bei diesen keine Reibung - und damit auch kein Widerstand - vorhanden ist. Während Scharniere in der Basisausführung Flügel, Gelenk und Stift schon seit hunderten von Jahren verwendet werden, stellen die innovativen Drehmomentscharniere eine willkommene Weiterentwicklung dieses bewährten Grundprinzips dar.  

Wenn etwas geöffnet, geschlossen, gekippt oder gedreht werden soll und Sie es so einstellen möchten, dass es in der gewählten Position verbleibt, ist ein Friktionsscharnier die passende Lösung.  

Weitere mögliche Anwendungen für Drehmomentscharniere sind:

  1. Verstellbare Abdeckungen oder Bedienelemente an Maschinen und Anlagen.
  2. Türen, die aus Sicherheits- oder Bequemlichkeitsgründen offen bleiben müssen und sich nicht versehentlich schließen dürfen. Beispielsweise Notausgänge, Luftschleusen, Küchentüren oder Lagereingänge beim Be- und Entladen.
  3. Schränke, Schließfächer, Schaltkästen oder Schalttafeln.
  4. Fenster, Türen oder Luken, die zur Belüftung teilweise geöffnet bleiben müssen.

Drehmomentscharniere sind mit verschiedenen Drehmomentwerten, technischen Eigenschaften, Befestigungspositionen und Leistungsmerkmalen erhältlich, so dass sie für alle Arten von Anwendungen geeignet sind. Aus diesem Grund ist es aber auch wichtig, das passende Modell für Ihr Projekt auszuwählen, um später keine böse Überraschung zu erleben.

Die Auswahl des richtigen Reibungsscharniers

Um zu entscheiden, welcher Scharniertyp für eine bestimmte Anwendung geeignet ist, müssen Sie das Gewicht der Klappe oder Tür und die Länge ab dem Drehpunkt kennen. Von diesem Punkt aus bestimmen Sie die Art der Befestigung (top mount, flush mount, swaged down oder swaged up) und wählen dann die Art und Größe des Drehmomentscharniers aus.  

Beachten Sie außerdem auch Umgebungsfaktoren wie Hitze oder Feuchtigkeit, da diese die Lebensdauer und Leistung von Scharnieren beeinflussen. Und in der Regel ist auch das optische Erscheinungsbild wichtig.

Stärke des Drehmoments 

Der wichtigste Schritt bei der Auswahl des passenden Drehmomentscharniers für Ihr Projekt besteht darin, ein solches auszuwählen, das über die nötige Widerstandsfähigkeit verfügt, um das gewünschte Objekt zu halten. Das Drehmoment ist die Kraft, die auf den Reibungsmechanismus ausgeübt wird. Die Spezifikation des Scharniers muss dem tatsächlichen Drehmoment entsprechen, welches das Objekt auf das Gelenk ausüben wird.  

Bei Friktionsscharnieren sollte deshalb in den technischen Daten immer das maximale Drehmoment angegeben sein, das der montierte Gegenstand nicht überschreiten darf. Prüfen Sie unbedingt immer die Drehmomentkapazität auf Basis der Gesamtzahl der eingesetzten Scharniere.

Berechnung des Drehmoments

Das Drehmoment ist die Kraft, die erforderlich ist, um etwas entlang einer Achse zu drehen. Es kann berechnet werden, indem der Abstand der Tür oder des Deckels von der Scharnierseite zur gegenüberliegenden Kante gemessen und mit dem Gewicht der Tür oder des Deckels multipliziert wird. Das Ergebnis wird anschließend durch 2 geteilt.

Drehmoment = (DxW)/2

D: Maß der Tür oder der Klappe vom Scharnier bis zur Kante. (cm oder m)

W: Gewicht der Tür oder der Klappe. (kgf oder N)

Die Einheit für das Drehmoment bei Beschlägen im metrischen System ist "kgf*cm" oder "N*m".

kgf: Kilogram-Force (kgf), auch Kilopond (kp) genannt, ist eine Einheit der Kraft im technischen Maßsystem. Sie entspricht der Kraft, die von einem Kilogramm Masse in einem normalen Schwerkraftfeld ausgeübt wird. Daher ist eine Kilogram-force per Definition gleich 9,80665 N. 9,80665 ist wiederum die Standardbeschleunigung der Schwerkraft.

Der Unterschied zwischen N*m und kgf*cm

Nm ist eine SI-Einheit

Beispiel: Bei 5 Nm bewegt sich das Scharnier, wenn Sie ein Gewicht von mindestens 5N auf die Position 1 m von der Scharnierachse entfernt auflegen.

kgf/cm ist eine Gravitationseinheit, sprich repräsentiert die Schwerkraft. 

Beispiel: Bei 10 kgf/cm, bewegt sich das Scharnier, wenn Sie ein Gewicht mindestens 10kgf Gewicht auf die Position 1 cm von der Scharnierachse entfernt auflegen.

Die zwei Schritte zur Auswahl des richtigen Drehmomentscharniers

  1. Bestimmen Sie das maximale Drehmoment, welches die Tür oder Klappe erzeugen wird.
  2. Ermitteln Sie das maximale Drehmoment, welches das Scharnier bzw. die Scharniere aufnehmen können.  

Noch einmal zur Erinnerung: Das maximale Drehmoment für die Tür oder Klappe muss niedriger sein als das maximale Drehmoment, das die Scharniere bewältigen können. 

Sie müssen außerdem die Drehmomenttoleranz berücksichtigen. Wenn die Drehmomenttoleranz 20% beträgt, muss das minimale Türmoment sein:  

  1. Kleiner als Drehmoment -20%.
  2. Größer als Drehmoment +20%.

Formel für das von der Tür erzeugte Drehmoment

Das von der Tür erzeugte Drehmoment kann aus Schwerpunkt (üblicherweise in der Mitte) und Gewicht der Tür berechnet werden.  

Von der Tür erzeugtes Drehmoment = Abstand vom Rotationsmittelpunkt zum Türschwerpunkt (m) x Gewicht (kg) x N

Beispiel: Klappe mit 40 cm (Schwerpunkt bei 20 cm) und 0,8 kg.  

0.2m x 0.8 kgf x 9.80665 = 1.57 Nm  

Wenn wir also nun 2 Scharniere anbringen, dann muss jedes davon 0.79 Nm (1.57/2) aushalten. Rechnen wir dann noch die 20% Toleranzbereich hinzu, dann kommen wir auf 0,95 Nm.  

Beachten Sie jedoch, dass die obige Formel davon ausgeht, dass der Deckel flach ist. In vielen Fällen sind Deckel allerdings L-förmig oder weisen andere Eigenschaften auf, die berücksichtigt werden müssen, um den tatsächlichen Schwerpunkt zu finden. 

Mehr als nur Reibung: Spezielle Funktionen bieten zusätzlichen Komfort und Nutzen.

Zusätzlich zu den bereits aufgeführten Eigenschaften, welche Sie bei der Auswahl eines Reibungsscharniers unbedingt berücksichtigen sollten, gibt es noch verschiedene interessante Zusatzfunktionen. Diese sind für eine reibungslose Funktion zwar nicht maßgeblich, erhöhen den Bedienkomfort jedoch nicht unerheblich.  

  • Einweg-Drehmomentscharnier: Die Reibung wird nur in eine Richtung ausgeübt, so dass sich Türen oder Deckel leichter öffnen lassen, während die Positionskontrolle oder der "freie Anschlag" beibehalten wird, da die Reibung in Schließrichtung ausgeübt wird.
  • Bidirektionales Drehmomentscharnier: Das Drehmoment wird nur in der Abwärtsbewegung erzeugt. Die Richtung des Drehmoments kehrt sich jedoch um, wenn das Scharnier in einem Winkel von mehr als 90º geöffnet wird. Dadurch kann der Flügel in einem Winkel von 180° in Position gehalten werden.
  • Scharnier mit einstellbarem Drehmoment: Die vom Gelenk ausgeübte Reibung kann einfach mit einem Sechskantschlüssel oder einem ähnlichen Werkzeug auf die gewünschte Stärke eingestellt werden.
  • Drehmomentscharnier mit Einrastfunktion: Eine mechanische Arretierung am Schließpunkt verhindert ein Zurückfedern und sorgt dafür, dass der Deckel vollständig geschlossen bleibt.   Wir hoffen, Ihnen mit diesem Beitrag bei der Auswahl des für Sie besten Drehmomentscharniers geholfen zu haben. Sowie, dass Sie gleichzeitig etwas über innovative Drehmoment-Lösungen, wie wir von Reell sie produzieren, gelernt haben.  

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