Drehmagnetverriegelung vs. Magnetverriegelungsaktuator – Welcher ist besser?

Einführung:

Je nach erforderlicher Bewegung, verfügbarem Einbauraum, mechanischer Belastung, Steuerungsmethode und Verriegelungsarchitektur können Sie zwischen einem Magnetverriegelungsantrieb und einem Drehmagnetverriegelungssystem wählen.

Beide Geräte nutzen elektromagnetische Kräfte zur Erzeugung mechanischer Bewegung. Ein typischer Linearsolenoid erzeugt jedoch eine geradlinige Bewegung des Kolbens, während ein Drehsolenoid eine Bewegung um die Achse erzeugt.

Das Verständnis des Unterschieds zwischen diesen beiden kann OEM-Ingenieuren helfen, einen Aktor auszuwählen, der den Anforderungen der Anwendung entspricht.

1. Arbeitsprinzip und Bewegung

Magnetverriegelungsaktuator

Der Linearmagnet-Verriegelungsaktuator ist typischerweise ein Gerät, das elektrische Energie in eine lineare Bewegung umwandelt. Im eingeschalteten Zustand zieht die Spule den Kolben je nach Ausführung ein oder aus.

Diese Bewegung kann einen Verriegelungsstift betätigen, eine Verriegelung lösen, einen Bolzen zurückziehen oder ein Gestänge betätigen.

Für Verriegelungsmechanismen mit definiertem geraden Hub eignen sich insbesondere Linearmagnete.

Drehmagnetverriegelungen

Der Drehmagnet wandelt elektrische Energie in eine Drehbewegung um. Je nach Ausführung dreht sich der Rotor oder die Welle beim Anlegen der Spannung um einen bestimmten Winkel.

Die Bewegung kann einen drehbaren Riegel betätigen, einen Nocken drehen oder einen Mechanismus betätigen, der eine Winkelverschiebung erfordert.

Drehmagnete sind dann nützlich, wenn das Hauptgerät eine Drehbewegung anstelle einer linearen Bewegung erfordert.

Der Unterschied liegt darin, dass Linearmagnete eine geradlinige Bewegung ermöglichen, Drehmagnete hingegen eine Winkelbewegung. Keiner der beiden Typen ist an sich sicherer oder zuverlässiger; diese Eigenschaften werden durch die gesamte mechanische Konstruktion bestimmt.

2. Statische Planung und Installation

Der Linearantrieb besteht typischerweise aus Spule, Magnetkreis, beweglichem Kolben und Gehäuse. Er kann eine Rückstellfeder besitzen, die den Kolben nach dem Abschalten der Stromzufuhr in seine Ausgangsposition zurückführt.

Der Drehmagnet dient der Winkelverschiebung. Je nach Ausführung kann die Baugruppe aus Rotor, Magnetbauteilen, Rückstellmechanismus und Welle bestehen.

Welche Variante besser geeignet ist, hängt vom verfügbaren Platz für die Installation und dem erforderlichen Bewegungsspielraum des Schlosses ab.

Bewegt sich der Verriegelungsstift oder die Verriegelung geradlinig entlang der Kolbenachse, ist ein Linearantrieb möglicherweise besser geeignet. Verfügt die Konstruktion bereits über einen Nocken oder ein drehbares Verriegelungselement, kann ein Drehmagnet den Mechanismus vereinfachen.

Bevor die Ingenieure eine Entscheidung treffen können, müssen sie die Gesamtabmessungen der Baugruppe, die Befestigungspunkte, die Abstände, die Getriebekomponenten und die Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten vergleichen.

3. Kraft, Drehmoment und mechanische Spannung

Die Leistung linearer Magnetantriebe wird üblicherweise anhand der Kraft in Abhängigkeit vom Hub angegeben, d. h. in Newton bei einer bestimmten Kolbenposition.

Die Leistung von Drehmagneten wird üblicherweise anhand des Drehmoments über den Winkelhub bewertet.

Diese Spezifikationen sind nicht direkt vergleichbar, ohne den Mechanismus zu berücksichtigen, durch den eine Bewegungsart in eine andere umgewandelt wird.

Beispielsweise kann der Linearmagnet den Drehriegel über ein Gestänge antreiben. Der Drehmagnet hingegen kann den Linearbolzen mithilfe eines Nockens betätigen.

Das Ergebnis hängt von der Geometrie, der Reibung, der mechanischen Übersetzung und dem Wirkungsgrad des Mechanismus ab.

Auswahlhinweis: Geben Sie die tatsächlich am Schloss erforderliche Kraft oder das Drehmoment an, nicht nur die Nennausgangsleistung des Aktuators.

4. Elektrische Leistung und Einschaltdauer

Jeder Typ benötigt eine für die Spule und den Steuerkreis geeignete elektrische Versorgung.

Die wichtigsten Parameter sind

Bemessungsspannung und zulässiger Spannungsbereich.

Stromaufnahme und Widerstand der Spule.

Aktivierungszeit und Betriebshäufigkeit.

Temperaturanstieg und Arbeitszyklus.

Reaktionszeit.

Stromverbrauch im Standard- und im aktivierten Modus.

Standardmäßige Linear- und Drehmagnete können sich im Betrieb erwärmen. Der Dauerbetrieb muss schriftlich bestätigt werden und kann nicht vorausgesetzt werden.

Wenn Sie sich für batteriebetriebene Smart Locks interessieren, sollten Sie prüfen, ob der Verriegelungsmechanismus die Notwendigkeit einer permanenten Spulenstromversorgung überflüssig machen könnte. Die tatsächliche Energieeinsparung hängt vom gesamten Betriebszyklus und dem Stromverbrauch der Steuerelektronik ab.

5. Zuverlässigkeit und Wartung

Die Zuverlässigkeit beider Aktuatoren hängt von der Spulenkonstruktion, den Materialien, der Betriebstemperatur, der mechanischen Belastung, der Fertigungsqualität und der Integration ab.

Bei linearen Konstruktionen können Kolbenverschleiß, Führungsreibung, Federermüdung oder durch Verunreinigungen bedingtes Festklemmen auftreten.

Der Verschleiß der Welle oder der Lager, die Abweichung der Winkelposition und das mechanische Spiel oder der Verschleiß im verbundenen Gestänge können sich auf die Konstruktion von Drehbewegungen auswirken.

Die Wahl des Designs sollte nicht allein auf der Annahme beruhen, dass es weniger bewegliche Teile hat.

Die OEM-Käufer müssen die für ihre Anwendung relevanten Leistungsdaten anfordern und den Aktor unter repräsentativen Betriebsbedingungen testen. Die Tests sollten die erforderliche Lebensdauer, den Spannungsbereich, die Umgebungsbedingungen und die mechanische Belastung umfassen.

6. Typische Anwendungen

Dies sind allgemeine Richtlinien. Die endgültige Auswahl hängt vom jeweiligen Mechanismus, den Betriebsbedingungen und den Leistungsanforderungen ab.

7. Preis und Anpassungsmöglichkeiten

Die Kosten umfassen mehr als nur den Aktuator.

Bei Linearsolenoiden können die Kostenabwägungen mit der Spulenkonstruktion, der Kolbengeometrie, den Gehäusematerialien, den Montageoptionen, den Werkzeugen und den Produktionsvolumina in Zusammenhang gebracht werden.

Bei Drehmagneten können die Kosten durch den Winkelmechanismus, die Wellenkonstruktion, den Magnetkreis, die Genauigkeitsanforderungen und die Komplexität der Baugruppe bestimmt werden.

Bei manchen Konstruktionen kann anstelle des separaten Gestänges ein Drehmagnet verwendet werden. In einigen Fällen kann der Linearantrieb eine wirtschaftlichere Lösung darstellen.

Die OEM-Käufer müssen die gesamte Materialliste, die Montagekosten, die Werkzeugkosten, die Validierungsanforderungen und die erwarteten Produktionsmengen vergleichen.

8. Welchen Typ wählen Sie?

Wählen Sie den Linearmagnet-Sperraktuator, wenn:

Der Mechanismus soll die Bewegung geradlinig ausführen.

Ein Verriegelungsbolzen oder -riegel muss einen bestimmten Hub durchlaufen.

Die Konstruktion bietet den Vorteil einer direkten Betätigung des Kolbens zur Verriegelung.

Für den Einbau eines Linearantriebs ist ausreichend Platz vorhanden.

Verwenden Sie das Drehmagnetverriegelungsschloss, wenn:

Der Mechanismus soll die Bewegung um die Achse ausführen.

Ein Nocken, ein Riegel oder eine Welle soll sich durch Drehen bewegen.

Die mechanische Kraftübertragung kann durch den Drehantrieb vereinfacht werden.

Die Drehbaugruppe passt in den verfügbaren Einbauraum.

Bevor Sie sich für eine der beiden Optionen entscheiden, beurteilen Sie die Kraft oder das Drehmoment, den Hub oder den Drehwinkel, die Spannung, den Strom, den Tastgrad, den Temperaturanstieg, die Betriebsdauer und das Verhalten im Falle eines Stromausfalls.

Prüfen Sie außerdem im Hinblick auf die Zugangssicherheit in Industrieanlagen, ob das Verriegelungssystem eine Positionsüberwachung, eine Notentriegelung oder sicherheitszertifizierte Komponenten erfordert.

Fazit:

Ein Magnetschlossantrieb und ein Drehmagnetschloss können beide eine effektive elektromagnetische Betätigung gewährleisten, aber sie erfüllen unterschiedliche mechanische Anforderungen.

Der Linearsolenoid ist der logische Ausgangspunkt, wenn das Verriegelungselement eine lineare Bewegung ausführen soll. Benötigt der Mechanismus hingegen eine kontrollierte Winkelbewegung, sollte ein Drehsolenoid in Betracht gezogen werden.

Die beste Lösung für die OEM-Hersteller ist eine, die die erforderliche mechanische Leistung, elektrische Grenzwerte, Installationsabmessungen, Lebensdauer und Gesamtsystemkosten bietet.

Weilong Intelligent Technology bietet kundenspezifische Entwicklungsdienstleistungen für Magnetspulen und elektromagnetische Komponenten für Industrieanlagen und andere OEM-Anwendungen. Käufer können die technische Bewertung starten, indem sie eine Zeichnung, die Zielkraft oder das Zieldrehmoment, die erforderliche Bewegung, die Spannung, den Tastgrad und die Einbaumaße einreichen.