Alles, was Sie über Scharniere in Autos wissen müssen: Das Einmaleins der Autoscharniere.

Scharniere in Autos sind mechanische Lager, die zur Verbindung von Kfz-Bauteilen wie Tankdeckel, Motorhaube, Kofferraum- oder Heckklappe sowie Türen mit der Fahrzeugkarosserie verwendet werden. Sie ermöglichen als Bindeglied das Öffnen einer Tür oder Haube in einem bestimmten Winkel zur Karosserie. Die beiden Fahrzeugteile, die mit Hilfe von Scharnieren miteinander verbunden sind, werden dabei um eine feste Schwenkachse relativ zueinander gedreht.

Welche Materialien kommen bei Autoscharnieren zum Einsatz

Die Materialien von Scharnieren für Autos hängen von ihrem Verwendungszweck ab. Während für Türen, Heckklappe und Motorhaube Stahl oder ein anderes schweres Material benötigt wird, kann für den Tankdeckel ein leichteres Material wie beispielsweise Aluminium verwendet werden.

In Sport- und Luxuswagen werden elektronisch gesteuerte Scharniere verwendet, welche die Türen des Fahrzeugs automatisch entriegeln, öffnen, schließen und wieder verriegeln können. Mittel- und Kleinwagen verwenden elektrisch betriebene Scharniere in der Regel lediglich zum Öffnen der Heckklappe oder des Kofferraums.

Der Tankdeckel ist eine der wichtigsten Komponenten des Fahrzeugs, da er den direkten Kontakt zwischen den Umgebungsbedingungen und dem Kraftstoff verhindert. Die Motorhaube wird nur in einer Notfallsituation oder für die Wartung des Fahrzeugs geöffnet, wodurch sich die Lebensdauer der Motorhaubenscharniere im Vergleich zu anderen Scharnieren erhöht.

Gewichtsreduzierung als ökologische Notwendigkeit

Angesichts abnehmender Energieressourcen und zunehmender globaler Erwärmung ist die Reduzierung des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen zur obersten Priorität im Hinblick auf die ökologische und wirtschaftliche Nachhaltigkeit in der Fahrzeugindustrie geworden.

Um dies zu gewährleisten, ist es wichtig, dass Produkte und Prozesse so gestaltet werden, dass sie weniger Ressourcen, Energie und Zeit verbrauchen. Dabei ist die Gewichtsreduzierung eine der effizientesten Möglichkeiten auf dem Weg zu einem nachhaltigen Fahrzeugdesign. Schließlich sind fast 75 % des Kraftstoffverbrauchs eines KFZ auf das Gewicht zurückzuführen.

In einer aktuellen Studie wurde festgestellt, dass eine Gewichtsreduzierung um 100 kg einen um 0,4 l geringeren Kraftstoffverbrauch pro 100 km Wegstrecke bedeutet. Folglich sorgt diese auch für 10 g weniger CO2-Emissionen.

Das Gewicht eines Fahrzeugs ist deshalb ein so maßgeblicher Parameter, da es direkt mit dem Bremswiderstand und den Beschleunigungskräften zusammenhängt. Eine andere Studie, die ebenfalls die Beziehung zwischen Gewicht und CO2-Emissionen untersuchte, kam beispielsweise zu dem Schluss, dass eine Verringerung des Fahrzeuggewichts um 10 % zu einem um 6-8 % niedrigeren Kraftstoffverbrauch führt.

Obwohl diese Werte niedrig erscheinen, sind sie von großer Bedeutung. Werden doch in Europa alleine jährlich 18 Millionen Fahrzeuge hergestellt. Immer mehr Hersteller verwenden deshalb Verbund- oder Leichtwerkstoffe, um das Gewicht der Scharniere zu verringern und in weiterer Folge das Gesamtgewicht des Fahrzeugs zu reduzieren.

Türscharniere: Das Um-und-Auf eines sicheren Autos

Türscharniere sind ein essentiell wichtiger Bestandteil eines Fahrzeugs, verbinden sie doch die Karosserie mit der Tür. Ihre Hauptaufgaben sind das Ver- und Entriegeln von dieser. Die zweite Aufgabe besteht darin, die Karosserie-Tür-Verbindung zu gewährleisten, insbesondere für den Fall eines Unfalls.

Bei einem solchen darf sich die Tür nämlich nicht von der Karosserie lösen. Außerdem wird von den Türscharnieren eine lange Lebensdauer erwartet. Aus diesen Gründen müssen diese diversen Sicherheitsvorschriften entsprechen.

Herkömmliche Türscharniere bestehen aus vier Teilen: Einem festen Teil an der Fahrzeugkarosserie, einem beweglichen an der Tür, einem Bolzen zur Verbindung der beiden Teile und einem Kunststoffstopper, der das Geräusch beim Öffnen und Schließen dämpft. Traditionell werden die ersten drei dieser Komponenten in einem Schmiedeverfahren aus Stahl hergestellt.

Das Gesamtgewicht eines Türscharniers liegt bei herkömmlichem Stahlwerkstoff um die 2-3 kg. Wird dieser durch eine geeignete Aluminiumlegierung ersetzt, kann das Gewicht um etwa 50 % reduziert werden. Dies bedeutet wiederum eine Gewichtsreduzierung von 4-9 kg pro Fahrzeug.

Diese Verringerung mag gering erscheinen, wenn man lediglich das Gesamtgewicht eines Fahrzeugs vor Augen hat. Berücksichtigt man jedoch das gesamte Produktionsvolumen, so können auf diese Art und Weise tausende Tonnen von Material eingespart werden. Welche in weiterer Folge für Tausende Kilogramm weniger CO2-Emissionen sorgen.

KFZ-Scharniere für den Innenraum

Doch nicht nur an der Karosserie eines Fahrzeugs befinden sich verschiedene Scharniere. Auch im Innenraum von modernen KFZ kommen diese zum Einsatz. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um Drehmomentscharniere. Diese finden sich vorwiegend an Bedienelementen, Videodisplays und Instrumententafeln oder auch fortschrittlichen Nackenstützen.

Weitere Verwendungszwecke von Friktionsscharnieren im Fahrzeuginnenraum sind:

• Abdeckung des Bodenlagers (inklusive Positionskontrolle).
• Positionssteuerung der Mittelkonsolenabdeckung.
• Arretierung des Laderaumdeckels.
• Feststellen der Position des Picknicktisches oder eines Videoscreens.
• Stufenloses Einstellen des Innenraumspiegels.

Auf diese Scharnierlösungen in Autos wollen wir im Folgenden noch etwas genauer eingehen.

Scharniere für Mittelkonsolen

Drehmomenteinsätze ersetzen Schrauben, Federn und Bleche durch eine einzige, leichte Lösung und sparen so gleichermaßen Montageaufwand wie Ressourcen und damit Kosten.  Gleichzeitig sind sie langlebig und ermöglichen eine fließende Bewegung sowie stufenlose Positionierung von Mittelkonsolen. Außerdem sind sie bei der Endmontage in der Regel nicht sichtbar und verbessern dadurch das optische Erscheinungsbild.

Scharniere für Laderaum- und Bodenlagerdeckel

Diese bieten eine zuverlässige und komfortable Positionierung, die es ermöglicht, die Abdeckungen mit einer Hand zu bedienen, ohne dass Stützen, Streben oder Kordeln notwendig sind.

Scharniere von Spiegeln und Displayanzeigen

Ein Drehmomentscharnier eignet sich ideal für die Positionierung von Innenraumspiegeln und Bildschirmen, die in mehr als einer Richtung verstellt werden müssen. Damit hat der Fahrer immer alles im Blick, ohne seinen Blick von der Straße und dem Geschehen auf dieser nehmen zu müssen. Sicherheit geht vor.

Scharniere für Instrumententafeln und Bedienelemente

Bieten eine perfekte Bewegungs- und Positionierungslösung, sowohl für fix installierte als auch für mobile Geräte. Dadurch ist ein gleichermaßen elegantes wie benutzerfreundliches Andocken und Bedienen möglich.

Überlastkupplung für Spindelantriebe

Dabei handelt es sich um einen Überlastungs-Drehmomentbegrenzer für Spindelantriebe, der die manuelle Bewegung der Tür trotz eingeschaltetem Antrieb ermöglicht. Dadurch werden im Fall des Falles Schäden an Passagieren, Fahrzeug und Objekten verhindert.