Bionik (2:) Eine Sache mit Haken und Ösen - der Klettverschluss 08.05.2011, 17:04

Klettverschluss Zeichnung, Vorschaubild

Der Klettverschluss, ein Haltesystem, das vor 60 Jahren patentiert wurde, ist eine direkte Nachahmung der Natur. Inzwischen arbeiten Bionikwissenschaftler an der 2. Generation solcher Verschlüsse. Mit Aufgaben- und Versuchsvorschlägen für den Unterricht.

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Klettverschluss

Bio__Logo

Die »Große Klette« (lat. Arctium lappa) bildet kugelförmige Früchte mit Spitzen aus, die an ihrem Ende winzige elastische Häkchen tragen. Sie klammern sich hartnäckig im Fell von vorbeistreifenden Tieren, an Vogelfedern oder an Kleidern von Menschen fest.
Das Transportmittel Tier hilft der Klette, ihre Samen zu verbreiten.

 

Klette_Foto

Bild: Klette (Wikipedia) CC BY-SA 3.0 Bild Michael Becker

Der dieses Prinzip nachahmende Klettverschluss ist bekannt als textiles, fast beliebig oft zu lösendes Verschlussmittel - ein praktisches Hilfsmitttel, das man in Kleidungsstücken findet, in der Gesundheitspflege, in Wohnungen usw., aber auch in vielen Bereichen der Industrie.

 
Der Klettverschluss besteht aus zwei Nylonstreifen: Der eine ist mit elastischen Widerhäkchen besetzt, der andere mit der weichen Schlaufenstruktur eines Kunststoffflauschs. Presst man die beiden Streifen zusammen, dann verhaken sich Schlaufen und Haken ineinander und bilden so einen haltbaren Schnellverschluss.  
 
 

Klett_Montagebild

 

Klett_Montage streifen eingehakt

Der Klettverschluss ist eines der seltenen Beispiele dafür, wie man die Natur direkt, d. h. ohne viel Physik, Chemie und Mathematik in die Technik übertragen kann. 1951 meldete der belgische Erfinder Georges de Mestral den Klettverschluss zum Patent an. Inzwischen arbeiten Bioniker bereits an wenig verschmutzenden und lautlos zu öffnenden Klettverschlüssen der zweiten Generation.

Weil Kunststoff-Klettverbindungen nicht besonders beständig gegenüber Hitze, Chemikalien oder Desinfektionsmitteln sind, haben Forscher der Technischen Universität München metallische Klettverschlüsse aus Federstahl entwickelt, die bei 800 Grad Celsius noch Zugkräfte bis zu 35 Tonnen pro Quadratmeter Klettfläche erlauben.

Praktischer Tipp, wenn ein Klettverschluss nicht mehr hält:
Auch bei Klettverschlüssen gibt´s Verschleiß; die feinen Häkchen brechen mit der Zeit, die Schlaufen reißen.
Haben sich jedoch Verunreinigungen zwischen den Häkchen festgesetzt, dann lassen sie sich mit einer Drahtbürste oder einem stabilen Kamm entfernen. Haben sich die Häkchen des Klettverschlusses nach unten gebogen, hilft es manchmal, mit einem Messer gegen die Häkchen zu streichen und sie so wieder aufzurichten.

Geschichte: Der erste Klettverschluss wurde von der Schweizer Firma Velcro hergestellt. Sie erhielt 1954 das Patent für den Verschluss. Velcro ist zusammengesetzt aus Velours und crochet (= Haken).
Bei Velours (aus dem Französischen) handelt es sich um ein Gewebe mit aufgeschnittenen Schlingen. Die Schlingen stehen nach dem Aufschneiden rechtwinklig vom Gewebe ab. Genau so, jedoch aus Nylonfäden, wurde das Klettband hergestellt.
Interessant ist ein Detail aus der Patentschrift (Bild unten). Ihr zufolge war vorgesehen, beide Klettstreifen gleich zu gestalten, nämlich ausschließlich mit Häkchen.

Patent_Klettverschluss.png

Das Bild mit Fig. 1 und Fig. 2 zeigt eine Vergrößerung des Gewebes. Es besteht aus Schussfäden 1, Kettfäden 2 und 3 und den zunächst geschlossenen Schlingen 6. Durch die Schlingen wird ein Messerbalken 5 geschoben. Mit dem Messer 8 werden die Schlingen an Stelle 7 (Nute im Messerbalken) durchtrennt, so dass die Haken entstehen.
In Fig. 2 ist die untere Klettseite als 90° zum oberen Band verdrehtes Band dargestellt. Dabei greifen nur Häkchen ineinander.
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Was man unter Bionik versteht, klärt der Beitrag »Bionik (1:) Was ist Bionik?«
Siehe auch »Projekt Stoßdämpfer: Das Geheimnis des Spechts (1)«

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Klettverschluss, Aufgaben und Versuche

1. Wie ist ein Klettverschluss aufgebaut? (Bei der Beschreibung kannst du die Skizzen des tec. LEHRERFREUNDS verwenden)
2. Bei Verschlüssen in Kleidern, Schuhen usw. unterscheidet man zwischen dem Klett-Oberteil und dem Klett-Unterteil. Ist es gleichgültig, wo man welche Klettseite einnäht?
3. »Verschmutze« einen Klettverschluss, indem du Watte in die Klettfläche einreibst. Hält der Klettverschluss jetzt noch ebenso gut wie vorher?
Die Watte kannst du leicht wieder mit einem fein gezinkten Kamm heraus kämmen.
4. Verschluss an Schuhen: Welche Vorteile/Nachteile hat ein Klettverschluss gegenüber Schuhbändeln?
Vergleiche: Preis, Haltbarkeit, Verschluss-Sicherheit, Zeit für das Schließen und Öffnen?
5. Verschluss einer Jacke: Welche Vorteile/Nachteile hat ein Klettverschluss gegenüber Knöpfen?
Vergleiche: Preis, Haltbarkeit, Verschluss-Sicherheit, Schließ- und Öffnungszeit?
6. Wie funktionierte der erste Klettverschluss der Schweizer Firma VELCRO?
7. Wer ist Georges de Mestral?

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