Die Overland-Serie nutzte 12-V-Mini-Linearantriebe vom Typ PA-01 von Progressive Automation, um kompakte, ausfahrbare Trittbretter für den Pegasus, ein Expeditionsfahrzeug der Land Rover Serie II von 1959, zu bauen. Das System verbessert den Einstieg in die Kabine und erhält gleichzeitig die Bodenfreiheit im Gelände, indem die Trittbretter beim Öffnen der Türen ausgefahren und beim Verstauen unterhalb der Karosserielinie eingefahren werden.
| Schöpfer | Die Overland-Serie |
| Industrie | Automobil-/Expeditionsfahrzeug |
| Standort | Kanada |
| Fahrzeug | 1959 Land Rover Serie II, Pegasus |
| Anwendung | Individuell angefertigte, ausziehbare Trittstufen |
| Verwendetes Produkt | PA-01-4-56-N-12 V DC |
| Wichtigste Anforderungen | Kompakte Bauweise, Schutzart IP65, schnelle Inbetriebnahme, 12-V-Betrieb, vor Ort wartungsfähige Relaissteuerung |
Wer ist die Overland-Serie?
Die Overland-Serie dokumentiert die komplette Entwicklung, Restaurierung und Erprobung von Pegasus, einem 1959er Land Rover Series II, der für Langstreckenexpeditionen gebaut wurde. Das Team bereist die Panamericana von Kanada nach Argentinien, wo jedes Fahrzeugsystem modernen Komfort mit robuster, geländetauglicher Zuverlässigkeit vereinen muss.
Bei diesem Projekt stellte der Zugang zur Kabine eine praktische Herausforderung für die Konstruktion dar. Pegasus hatte die Sitze verbessert und die Bodenfreiheit erhöht, doch die festen Trittbretter erwiesen sich für Fahrten abseits befestigter Straßen als ungeeignet, da sie die Rampenfreiheit verringern und an Hindernissen im Gelände hängen bleiben konnten.
Wie können ausfahrbare Trittbretter die Bodenfreiheit im Gelände erhalten?
Ausklappbare Trittbretter verbessern die Alltagstauglichkeit, ohne die Karosserielinie des Fahrzeugs dauerhaft abzusenken. Ausgeklappt ermöglichen sie einen niedrigeren Einstieg. Eingeklappt falten sie sich unter die Karosserie und tragen so zur Bodenfreiheit im Gelände bei.
Für Pegasus musste das Stufensystem Folgendes leisten:
- Automatische Aktivierung beim Öffnen der Türen.
- Beim Schließen der Türen einfahren.
- Passt in enge Fahrgestellabstände.
- Vermeiden Sie es, empfindliche Bauteile Steinen und Geröll auszusetzen.
- Betrieb über das 12-V-Bordnetz des Fahrzeugs.
- Sie sollten so einfach sein, dass sie vor Ort gewartet werden können.
Dadurch eigneten sich elektrische Linearantriebe hervorragend für die Konstruktion, da sie eine kontrollierte Schub- und Zugbewegung in kompakter Bauweise ermöglichen konnten.
Wie ein 12-V-Linearantrieb die ausfahrbaren Trittstufen antreibt
Ein 12-V-Linearantrieb kann über den Bordstromkreis eines Fahrzeugs ein- und ausgefahren werden, sofern das System auf die Spannung, Stromaufnahme, den Schutz der Verkabelung und die Steuerlogik des Antriebs ausgelegt ist. In diesem Projekt diente der Antrieb dazu, den speziell angefertigten Trittmechanismus zu bewegen. Die Trittstruktur selbst musste weiterhin das Gewicht der Person tragen, die sie benutzte.
Als Stellantrieb wurde der PA-01-4-56-N-12 V DC ausgewählt, der die für Pegasus erforderlichen Werte hinsichtlich Kraft, Geschwindigkeit und Hublänge bietet. Der Mini-Linearantrieb PA-01 ist in 12-V-DC- und 24-V-DC-Ausführungen erhältlich und bietet optional eine Rückmeldung, Hublängen von 1 Zoll bis 40 Zoll, Kraftoptionen bis zu 225 lb, Schutzart IP65 und integrierte, nicht einstellbare Endschalter.
IP65 bedeutet, dass der Aktor unter den angegebenen Bedingungen gegen Staub und Wasser geschützt ist. Bei fahrzeugmontierten Anwendungen sollte der IP-Schutz jedoch durch eine geeignete Platzierung, geschützte Verkabelung, Korrosionsschutzmaßnahmen und einen geeigneten Inspektionszugang ergänzt werden.
Warum wurde für dieses Projekt der Mini-Linearantrieb PA-01 ausgewählt?
Der PA-01 wurde ausgewählt, weil das ausfahrbare Trittstufensystem einen kompakten Mini-Aktuator erforderte, der in die engen Chassis-Abstände passen und gleichzeitig die Kraft-, Geschwindigkeits-, Hub- und Spannungsanforderungen der kundenspezifischen Anlenkung erfüllen konnte.
Die PA-01 war aus praktischer Sicht geeignet, da sie Folgendes bot:
- Kompakte Abmessungen für begrenzten Platz unter dem Fahrzeug.
- 12-V-Gleichstromkompatibilität für die Fahrzeugintegration.
- Schutzart IP65 gegen Staub und Wasser.
- Mehrere Hub- und Kraftoptionen.
- Eingebaute Endschalter.
- Technische Dokumentation für die Geometrieplanung.
Bei ausfahrbaren Trittbrettern sollte die Auswahl des Aktuators auf der Trittstufenmechanik und nicht allein auf dem Trittstufengewicht basieren. Die erforderliche Kraft hängt vom Trittstufengewicht, den Drehpunkten, dem Montagewinkel, der Reibung und der Laständerung über den gesamten Bewegungsbereich ab.
Wie werden die Linearantriebe von der Fahrzeugtür gesteuert?
Das System mit der ausfahrbaren Trittstufe verwendet anstelle eines komplexen Mikrocontrollers eine einfache 12-V-Gleichstrom-Relaisschaltung. Türrahmenschalter aktivieren paarweise angeordnete SPDT-Relais, um die Polarität der Aktuatoren umzukehren. Dadurch fahren die Aktuatoren beim Öffnen der Tür aus und beim Schließen wieder ein.
Ein SPDT-Relais (Single-Pole Double-Thrower-Relais) schaltet einen Stromkreis zwischen zwei Ausgängen. In einem Aktorstromkreis mit Polaritätsumkehr können gepaarte SPDT-Relais die Drehrichtung des Motors ändern, indem die positiven und negativen Anschlüsse des Aktors vertauscht werden.
Für den Geländeeinsatz umfasste das System außerdem am Fahrerhaus montierte Überbrückungsschalter. Diese ermöglichen es, die Trittstufen bei Fahrten in unwegsamem Gelände, beim Kriechen oder in Situationen, in denen das Ausfahren der Trittstufen die Bodenfreiheit beeinträchtigen könnte, in der eingeklappten Position zu verriegeln.
Was sollten Bauherren über Kraft, Hub und strukturelle Belastung wissen?
Ein Linearantrieb sollte den Trittstufenmechanismus bewegen, nicht aber die Last der stehenden Person selbst tragen. Der Trittstufenrahmen, die Drehpunkte, die Halterungen und die Fahrzeugstruktur sollten die auf der Trittstufe stehende Person stützen.
| Erfordernis | Was zu überprüfen ist | Warum das wichtig ist |
|---|---|---|
| Gewalt | Schrittgewicht, Gestängegeometrie, Reibung und Aktuatorwinkel | Verhindert Blockieren oder Überlastung |
| Schlaganfall | Strecke, um die der Aktor aus- und einfahren muss. | Der Hub entspricht nicht immer der gesamten Schrittlänge |
| Stromspannung | Kompatibilität mit 12 V DC- oder 24 V DC-Systemen | Schützt Aktuator und Steuerung |
| Aktueller Stromverbrauch | Sicherung, Drahtquerschnitt und Relaiskapazität | Verhindert Unterdimensionierung der Verkabelung |
| Montage | Festigkeit und Ausrichtung der Halterung | Verringert Blockierungen und seitliche Belastungen |
| Umfeld | Staub, Wasser, Salz, Schmutz und Straßenexposition | Hilft dabei, den Schutzbedarf zu ermitteln |
| Steuerung überschreiben | Manuelle Verriegelung oder Schalter in der Fahrerkabine | Verhindert den Einsatz während der Geländefahrt |
Was war das Ergebnis der Automatisierung der einziehbaren Trittstufe?
Durch die Integration von Aktuatorsystemen von Progressive Automations entwickelte Dan von The Overland Series ein ausfahrbares Trittbrettsystem, das den Zugang zum Pegasus verbesserte und gleichzeitig das klassische Erscheinungsbild und die Geländegängigkeit des Fahrzeugs bewahrte.
Das finale System bot modernen Komfort ohne übermäßig komplexe Elektronik. Es unterstrich zudem den Wert eines Aktuatorlieferanten, der mehr als nur Hardware bietet. Produktdokumentation, CAD-Dateien, elektrische Spezifikationen und technischer Support trugen maßgeblich dazu bei, die Planung und Umsetzung der Sonderanfertigung zu vereinfachen.
„Wenn man hunderte von Kilometern entfernt auf einem Wanderweg unterwegs ist, können komplexe Elektroniksysteme schnell zum Problem werden. Progressive Automations lieferte uns sowohl die robuste Hardware als auch die präzise technische Dokumentation, die wir für den Bau eines automatisierten Schrittsystems benötigten, das einfach, langlebig und wartungsfreundlich im Feld ist.“
Dan Bastiaansen
Inhaber und Gründer der Overland-Serie
Warum entschied man sich bei der Overland-Serie für progressive Automatisierung?
Dan stieß auf Progressive Automations, als er online nach zuverlässigen Aktuatorsystemen für ein kundenspezifisches Automatisierungsprojekt für ein Expeditionsfahrzeug suchte. Viele der online angebotenen Produkte wiesen Mängel in den technischen Spezifikationen, Kraftangaben, CAD-Dateien und Verdrahtungsdokumentationen auf, die für eine sichere Planung notwendig waren.
Progressive Automations zeichnete sich dadurch aus, dass die Website detaillierte Produktinformationen und CAD-Ressourcen bot, während das Support-Team in der Planungsphase technische Fragen beantwortete. Diese Kombination ermöglichte es Dan, den Mechanismus vor der Fertigung am Arbeitsplatz zu konstruieren.
Für ein autarkes Fahrzeug, das weite Strecken vom nächsten Geschäft zurücklegt, waren eine klare Dokumentation und wartungsfreundliche Komponenten keine Option, sondern Bestandteil der Konstruktionsphilosophie.
Wie wählt man einen Linearantrieb für ausfahrbare Fahrzeugtrittstufen aus?
Bei ausfahrbaren Trittbrettern sollte zunächst der Mechanismus definiert werden, bevor der Aktor ausgewählt wird. Die optimale Wahl des Aktors hängt vom gesamten Bewegungssystem ab.
- Messen Sie den verfügbaren Montageraum.
- Definiere die Positionen der ausgefahrenen und eingefahrenen Stufen.
- Berechnen Sie den erforderlichen Stellantriebshub anhand der Gestängegeometrie.
- Schätzen Sie die Kraft anhand der Gestängelast, nicht nur anhand des Schrittgewichts.
- Spannung und Stromaufnahme prüfen.
- Wählen Sie die passende Sicherung und den richtigen Drahtquerschnitt.
- Vermeiden Sie eine seitliche Belastung der Betätigungswelle.
- Schützen Sie die Verkabelung vor Abrieb, Wasser, Schmutz und Quetschstellen.
- Verwenden Sie Halterungen und Drehpunkte, die die strukturellen Lasten tragen können.
- Für den Einsatz im Gelände sollte eine manuelle Überbrückungsfunktion oder eine Sperre für die verstaute Position vorhanden sein.
- Überprüfen Sie, ob die Umweltklasse des Aktuators mit der realen Installation übereinstimmt.
Bei Sonderanfertigungen von Fahrzeugen ist der beste Aktuator in der Regel derjenige, der den Anforderungen des Mechanismus hinsichtlich Kraft, Hub, Spannung, Montage, Steuerung und Wartungsfreundlichkeit entspricht.
Können progressive Automatisierungen bei der kundenspezifischen Fahrzeugautomatisierung helfen?
Kundenspezifische Automatisierungsprojekte für Expeditionsfahrzeuge erfordern oft mehr als Standardhardware. Sie benötigen Aktuatorlösungen mit der richtigen Kraft, dem richtigen Hub, der richtigen Spannung, der richtigen Geschwindigkeit, der richtigen Passform und dem passenden Umweltschutz.
Progressive Automations unterstützt Bauunternehmen, Handwerker, Fertigungsbetriebe und Fahrzeugausrüster mit elektrischen Linearantrieben, Montagezubehör, Steuerungsoptionen, Produktdokumentation und technischem Support. Für ausfahrbare Trittstufen, Luken, Paneele, Hebebühnen, Stausysteme oder andere Projekte im Bereich Fahrzeugautomatisierung informieren Sie sich über unsere speziellen Fahrzeugantriebslösungen oder kontaktieren Sie das technische Support-Team von Progressive Automations.
Häufig gestellte Fragen
Welchen Linearantrieb sollte ich für ausfahrbare Trittbretter verwenden?
Wählen Sie einen Linearantrieb anhand von Hub, Kraft, Spannung, Bauraum, Umgebungsbedingungen und Ansteuermethode. Für dieses Projekt erwies sich der PA-01-4-56-N-12 V DC-Antrieb als optimale Lösung. Das genaue Modell sollte jedoch je nach den spezifischen Anforderungen der ausfahrbaren Trittbretter jedes Fahrzeugs individuell geprüft werden.
Wie viel Kraft benötigt ein Linearantrieb für einziehbare Stufen?
Die erforderliche Kraft hängt vom Schrittgewicht, der Geometrie des Gestänges, dem Montagewinkel, der Reibung und dem gesamten Bewegungsbereich ab. Die Dimensionierung des Aktuators sollte nicht allein auf dem Schrittgewicht basieren.
Welche Hublänge ist für eine automatische Trittstufe erforderlich?
Die Hublänge hängt von der Konstruktion des Gestänges ab. Der Aktuatorhub entspricht nicht immer der gesamten Schrittbewegung; messen Sie daher den Montageabstand des Aktuators sowohl in der eingefahrenen als auch in der ausgefahrenen Position.
Kann ich einen 12V-Linearantrieb mit dem Bordnetz eines Fahrzeugs verwenden?
Ja, wenn der Stellantrieb für 12 V Gleichstrom ausgelegt ist und der Stromkreis für die Stromaufnahme des Stellantriebs dimensioniert ist. Das System sollte über geeignete Sicherungen, Kabelquerschnitte, Steckverbinder, Schalter und Relais verfügen.
Wie bewirkt man, dass sich ein Linearantrieb beim Öffnen einer Fahrzeugtür ausfährt?
Ein Türschalter kann einen Relaiskreis auslösen. In dieser Konstruktion kehren zwei SPDT-Relais ihre Polarität um, um den Aktuator beim Öffnen der Tür auszufahren und beim Schließen wieder einzufahren.
Sind Linearantriebe für den Einsatz in Geländefahrzeugen geeignet?
Ja, wenn der Aktor entsprechend der Last, der Umgebungsbedingungen, der Montagegeometrie und dem vorhandenen/geplanten Steuerungssystem ausgewählt ist. Bei Anwendungen in exponierten Fahrzeugen sind die IP-Schutzart, der Kabelschutz, die Festigkeit der Halterung, die Gefährdung durch Fremdkörper und die Wartungszugänglichkeit zu prüfen.
Sollte der Linearantrieb das Gewicht einer auf der Stufe stehenden Person tragen können?
Nein. Die Trittstufenkonstruktion, Halterungen, Drehpunkte und Fahrzeugbefestigungspunkte müssen die stehende Last tragen. Der Aktuator soll den Mechanismus bewegen und darf nicht als Haupttragwerk fungieren.
Wie kann man verhindern, dass sich ausfahrbare Trittbretter während der Fahrt im Gelände automatisch ausklappen?
Verwenden Sie einen manuellen Überbrückungs- oder Sperrschalter. Bei dieser Konstruktion ermöglichten am Fahrerhaus montierte Überbrückungsschalter, dass die Trittstufen während anspruchsvoller Offroad-Fahrten eingeklappt blieben.
Was bedeutet IP65-Schutzart bei einem Linearantrieb?
IP65 ist eine Schutzart, die den Schutz gegen Staub und Wasser unter den angegebenen Bedingungen angibt. Sie ersetzt jedoch keine fachgerechte Installation, abgedichtete Verkabelung, Korrosionsschutzmaßnahmen oder einen geeigneten Inspektionszugang.
Kann ich bei einem Oldtimer oder Youngtimer bestimmte Arbeitsschritte automatisieren?
Ja, sofern der Mechanismus auf die Fahrzeugstruktur, den verfügbaren Montageraum, die Elektrik und die Wartungsanforderungen abgestimmt ist. Diese Fallstudie zeigt, wie ein Land Rover Series II von 1959 mit einer automatisierten, ausfahrbaren Trittstufe nachgerüstet wurde, wobei sein expeditionsorientiertes Design erhalten blieb.
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