Schnappverschlüsse

Flaschen, Türen, Koffer usw. müssen schnell geöffnet und verschlossen werden können. Dafür ist der Kniehebelmechanismus das Richtige. Welches Prinzip liegt ihm zu Grunde?

Warum es schnappt (1)    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Kniehebel: Kräfte und Totpunkt

Wenn es darum geht, Flaschen, Türen, Koffer usw. schnell zu öffnen und zu schließen, bedient man sich gerne eines Kniehebelmechanismus.
Der Bügelverschluss zeigt, wie er funktioniert:
Er braucht ein elastisches Element (hier den Gummiring) und einen Totpunkt. Beim Verschließen der Flasche wird der Porzellankopf über einen Bügel nach unten gezogen. Die größte Öffnungs(auch Schließ-)kraft tritt am Totpunkt auf, wenn der Zugdraht genau senkrecht steht. Dann wird der Gummiring, der gleichzeitig Dichtungselement ist, am stärksten zusammengepresst. Danach schnappt der in die Öse eingehängte Bügel ein Stück nach rechts und bleibt in stabiler Lage. In dieser Lage ist der Gummiring wieder leicht entlastet.

(Zum Totpunkt: In der Mechanik spricht man von einem Totpunkt, wenn die Gelenke und die einwirkenden Kräfte auf einer Linie liegen.
In diesem Punkt wirkt die Kraft nur auf die Lagerstellen des Mechanismus, eine Bewegung der Hebel ist ohne äußere Einwirkung nicht möglich. Erst eine Kraft quer zur Hauptachse des Mechanismus ändert diesen Zustand.)

Projekt:
Einen Bügelverschluss studieren, Funktion besprechen und beschreiben.

Aufgaben:
- Das Funktionsprinzip als Geometrieaufgabe behandeln und die Funktion erläuternde Maße eintragen
- Das Funktionsprinzip an anderen, den Schülern bekannten Mechanismen entdecken und durch Beschreiben und Skizzen Unterschiede herausarbeiten (Beispiel: Bild Kofferschloss oben)

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- Einsteckschloss
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usw.

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