Ein wichtiger Schritt bei der Auswahl eines Linearantriebs ist die Wahl der geeigneten Kraftbewertung. Es ist ziemlich einfach, wenn die Anwendung erfordert, dass eine Last vertikal angehoben wird, wobei das Gewicht der zu hebenden Last gleich der vom Antrieb benötigten Kraft ist. Ein herausfordernderes Szenario ist, wenn Sie eine Anwendung vom Typ Scharnier haben, wie sie häufig bei Deckeln, Falltüren und Fenstern zu sehen ist.
In diesem Artikel werde ich eine Beispielanwendung für eine Falltür verwenden, um grundlegende Kraftkonzepte zu zeigen. Das Ziel ist es, die Auswirkungen der Montageposition des Antriebs auf die tatsächlich benötigte Kraft visuell hervorzuheben. Dies wird es Ihnen ermöglichen, Ihren Antrieb auf die effizienteste Weise zu montieren oder Sie ermutigen, einen Antrieb mit höherer Kraft für weniger effiziente Montagepositionen zu wählen.
Gewicht der Falltür
Für unsere Beispielanwendung der Falltür wird die Last die Tür selbst sein. Angenommen, die Tür ist ein symmetrisches Objekt, wird der Schwerpunkt genau in der Mitte liegen. Dort wird die Schwerkraft wirken. Dies ist die Kraft, die überwunden werden muss, um die Tür zu öffnen.
Der Winkel der Schwerkraft
Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich unter der Tür und müssen sie aufdrücken. Sie werden feststellen, dass es am meisten Kraft erfordert, wenn sie vollständig geschlossen ist. Wenn sie sich öffnet, wird die benötigte Kraft allmählich abnehmen, bis sie vollständig geöffnet ist und Sie kaum Kraft benötigen, um sie oben zu halten.
Dies liegt daran, dass die Schwerkraft auf die Tür in 2 Komponenten zerlegt wird, wie im folgenden Diagramm zu sehen ist. Beachten Sie, dass die Größe der Pfeile die benötigte Kraft im Verhältnis zu den anderen Kräften darstellt.
In diesem Szenario muss die Kraft, die Ihre Hand anwendet, nur der Kraft entsprechen, die senkrecht zur Tür wirkt, wie mit den gelben Pfeilen dargestellt. Diese Kraft ist zunächst gleich der Schwerkraft, wenn die Tür vollständig geschlossen ist, und reduziert sich auf null, wenn die Tür vollständig geöffnet ist. Das ist dasselbe, wenn Sie einen Linearantrieb installieren. Das bedeutet, dass die größte Kraft, die für diese Anwendung benötigt wird, wenn sie vollständig geschlossen ist.
Position der Kraft auf der Falltür
Im obigen Diagramm sind die gelben Pfeile die Kräfte, die erforderlich sind, um die Tür zu bewegen, wenn die Tür von diesem Punkt aus gedrückt wird. Für diese Anwendung fungiert die Tür als Hebel. Das bedeutet, dass, wenn Sie die Kraft weiter von dem Scharnier entfernt anwenden, im Vergleich zur Schwerkraft, Sie weniger Kraft benötigen.
Der Winkel der Antriebskraft
Früher haben wir besprochen, wie die Kraft, die benötigt wird, um die Tür zu öffnen, je nach Winkel der Tür variiert. Dasselbe Konzept gilt für den Winkel des Antriebs. Die Kraft, die der Antrieb ausübt, wird in 2 Komponenten unterteilt, wie im obigen Diagramm zu sehen ist.
Die senkrechte Kraft zum Antrieb (gelb) ist die einzige Komponente, die die Tür bewegt. Wenn der Antrieb parallel zur Tür ist, wird die Tür sich nicht öffnen, obwohl eine enorme Menge an Kraft ausgeübt wird. Andererseits, wenn der Antrieb senkrecht zur Tür steht, kann er 100 % der ausgeübten Kraft nutzen, um sie zu öffnen. Im Wesentlichen werden alle Kräfte, die parallel zur Tür sind, verschwendet.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die effizienteste Montageposition für den Antrieb am Ende der Tür (maximiert den Hebel) und senkrecht zur Tür (maximiert die auf die Tür ausgeübte Antriebskraft) verbunden sein wird.
Etwas, das zu berücksichtigen ist, ist die Länge des Antriebs, die erforderlich sein wird, um die Tür auf die gewünschte Höhe zu öffnen. Wenn der Antrieb näher am Scharnier montiert wurde (benötigt mehr Kraft), wird eine viel kürzere Bewegung erforderlich sein. In diesem Fall handelt es sich um ein Spiel von Kompromissen zwischen Effizienz in der Kraft und Effizienz im Raum.
Ich hoffe, dass Sie diesen Artikel hilfreich fanden auf Ihrem Weg zur Auswahl des idealsten Linearantriebs für Ihre Anwendung. Wir empfehlen Ihnen, uns anzurufen und mit unseren hilfreichen Ingenieuren unter 1-800-676-6123 zu sprechen.
