Auf dieser Seite möchte Actronic-Solutions Ihnen einige kleine Berechnungsprogramme an die Hand geben, die Ihnen bei der Auslegung für verschiedene Produkte eine Hilfestellung für eine erste Produktauswahl geben sollen. Die Berechnungen berücksichtigen nur Basisparameter und ersetzen deshalb nicht die Berechnungen von ausgesprochener Engineering-Software und die Beratung durch Experten.
Wir bitten noch um etwas Geduld- nicht alle Tools haben schon den geplanten Funktionsumfang. Gerade die Grafikausgabe hat noch Schwächen - wir arbeiten daran. Anregungen und Fehlermeldungen können Sie gerne über unser Kontaktformular übermitteln!
Ein wichtiger Hinweis:
Wir haben unsere Tools sorgfältig getestet. Trotzdem können wir nicht ausschließen, dass sich bei der Vielzahl der Formeln und Verknüpfungen doch Fehler eingeschlichen haben. Deshalb: Alle Berechnungen erfolgen auf eigene Gefahr. Wir übernehmen keine Haftung für die Richtigkeit der angezeigten errechneten Ergebnisse.
In den Berechnungsprogrammen kann die Anzahl der Nachkommastellen variiert werden - bitte hier auf sinnvolle Anzahl achten!
Einzelne Berechnungsprogramme haben eine optionale Grafikausgabe integriert - es kann erforderlich sein, dass dafür der Pop-Up-Blocker vorübergehend deaktiviert wird.
Berechnungstool für den Lastzyklus bei Hubmagneten und Drehmagneten (relative Einschaltdauer vs. Betriebsspannung)
In den Datenblättern von Hubmagneten bzw. Drehmagneten ist oft eine Tabelle mit Daten für eine relative Einschaltdauer von 100%, 50%, 25% und 10% und den zugehörigen Betriebsspannungen enthalten. Diese Auswahl an ausgewählten Daten beschreibt aber oft nicht die konkrete Anwendung - entweder es ist eine andere Betriebsspannung vorgegeben, für die man den zulässigen Lastzyklus ermitteln muss oder man muss für einen gegebenen Lastzyklus die konkrete Betriebsspannung ermitteln. In diesem kleinen Berechnungsprogramm finden Sie für beide Berechnungen die entsprechenden Tools:
Im PDF File auf der rechten Seite haben wir Ihnen das entsprechende Whitepaper von Geeplus übersetzt, das die technischen Zusammenhänge rund um das Thema Lastzyklus noch einmal zusammenfasst.
PDF Technische Beschreibung LastungszyklusBerechnungstool für den Zusammenhang zwischen Spulentemperatur und Widerstand, speziell bei Hubmagneten und Drehmagneten
Der Widerstand einer jeden Spule ist abhängig von der Temperatur. Für elektrische Aktuatoren wie Hubmagnete und Drehmagnete, Voice-Coil-Aktuatoren (Tauchspulenaktoren) und Motoren hat das zur Folge, dass bei Belastung des Motors mit steigender Spulentemperatur auch der Spulenwiderstand steigt. Bei Hubmagneten, die häufig nur mit konstanter Spannung betrieben werden, hat das zur Folge, dass mit steigender Temperatur durch den höheren Spulenwiderstand der Strom durch die Spule abnimmt und dadurch die Kraft des Aktuators sinkt. Die steile Kennlinie der Hubmagneten beim Schließen des Luftspalts in Richtung Halteposition sorgt hier dafür, dass in der Haltephase in der Regel kein Problem entsteht; wird aber der Hubmagnet abgeschaltet und kann nicht vollends abkühlen, kann es beim Wiedereinschalten zu Problemen kommen, wenn die ohnehin schwächere Startkraft durch den geringeren Strom durch die höhere Spulentemperatur weiter reduziert wird. Abhilfe kann hier bei Ansteuerung mit konstanter Spannung nur ein größerer Hubmagnet bringen.
Die Alternative zur Ansteuerung mit konstanter Spannung wäre eine Stromregelung; denn entscheidend für die Kraftentwicklung beim Hubmagneten ist der Strom in der Spule. Ein sog. Pick&Hold-Modul ist hier eine gute Lösung; es bietet die Möglichkeit am Anfang der Bestromung mit einem höheren Spitzenstrom für eine definierte Zeit die Nachteile aus der Kennlinie eines Hubmagneten zu überwinden und die Startkraft zu erhöhen und dann auf einen reduzierten Haltestrom in der Haltephase zurückzuschalten; wegen der steilen Kennlinie bei Hubmagneten kann das oft sogar ein kleinerer Strom als der zulässige Dauerstrom sein, was wiederum den durchschnittlichen Energieverbrauch und die Erwärmung reduziert. So kann oft sogar ein kleinerer Hubmagnet eingesetzt werden. Voraussetzung dafür ist nur ausreichend Spannung, um die gewünschten Ströme in die Wicklung zu bekommen.
Das folgende kleine Tool erlaubt es, sowohl die Temperatur einer Wicklung in Abhängigkeit von der Widerstandsveränderung zu berechnen (z.B. um zu prüfen, welche Temperatur wirklich in der Spule selbst herrscht) als auch die Änderung des Widerstands bei einem gegebenen Temperaturanstieg zu ermitteln. Neben Kupfer stehen hier die Koeffizienten für Silber und Aluminium zur Verfügung!
Berechnungstool Linear-Bewegung mit linearen Gleichungen, speziell zur Auswahl von Linearmotoren und Voice-Coil-Motoren
Für direkte Linearbewegungen kommen Linearmotoren oder Voice-Coil-Motoren (Tauchspulenmotoren) in Frage. Mit unserem kleinen Linearrechner bieten wir ein Tool für einen erste Überschlagsrechnung bei der Auswahl geeigneter Aktuatoren; die Gleichungen sind einfache lineare Gleichungen, aber es kann ein Neigungswinkel und auch die Reibung und eine Prozesskraft berücksichtigt werden. Eine kleine Grafikausgabe ist integriert; diese öffnet bei jedem Klick ein neues Fenster, so dass verschiedene Varianten verglichen werden können (es ist geplant, diese Ausgabe zu erweitern und die Angaben mit auszugeben, so dass hier eine kleine Dokumentation der Anwendung entsteht; ggf. müssen Sie den Popup-Blocker zur Nutzung dieser Funktion ausschalten).
Eine Erweiterung um eine Frequenzbetrachtung der Bewegung und eine Sinus-Schwingung ist in Vorbereitung.
Neben der reinen Bewegungsgleichung haben wir auch eine konkrete Betrachtung des Linearmotors / Voice-Coil-Motors mit einbracht: geht es im ersten Teil der Berechnung noch um die Berechnung der benötigten Kräfte und damit die Auswahl eines geeigneten Motors bezüglich der Baugröße, so können im zweiten Teil der Berechnung mit Hilfe der Wicklungsdaten sogleich die Auswahl des Verstärkers bezüglich Strom und Spannung mit eingebunden werden.
Bitte bedenken Sie, dass dieses Tool mit einfachen Mitteln arbeitet. Es ersetzt nicht die Beratung durch einen Fachmann!
Berechnungstool zur Ermittlung des RMS-Wertes bei unterschiedlichen Lastzyklen
Die Gleichung für die Ermittlung eines RMS-Wertes ist hinlänglich bekannt - ein einfaches Tool für die Berechnung dieses RMS-Wertes in unterschiedlichen Lastzyklus-Situationen fehlt bisher. Unser kleines Berechnungsprogramm schließt diese Lücke mit einem eigenen Ansatz. Zuerst einmal lösen wir uns komplett von den physikalischen Einheiten - aber klar ist, dass die Berechnung nur Sinn macht, wenn die Eingabe für irgendwelche Amplitudenwerte, jeweils in der gleichen Einheit erfolgen muss. Wenn wir z.B. Ströme betrachten und uns für Adc entscheiden, dann müssen alle Ströme genau in diese Einheit vor der Eingabe umgerechnet werden.
Um das Tool einfach aber flexibel zu gestalten und auch noch eine grafische Ausgabe zu ermöglichen, haben wir uns folgende Beschränkungen auferlegt:
- es gibt 3 unterschiedlich Zyklen = Segmente
- jeder Zyklus kann 5 Wiederholungen enthalten
- in jedem Zyklus gibt es 3 Phasen, wenn man das auf Motoren überträgt: Beschleunigung (Spitze), Haltephase (konst. Geschwindigkeit) und Pause (Ruhe, ggf. mit Haltekraft)
- jede dieser Phasen hat eine eigene Zeit
- für jeden Zyklus (Segment) wird eine Segmentzeit und ein Segment-RMS-Wert ermittelt und in der Tabelle ausgegeben
- Über alle Segmente wird eines Gesamt-Zeit und ein Gesamt-RMS-Wert-berechnet und als rote Linie in der Grafik ausgegeben
Berechnungsporgramm RMS-Wert bei unterschiedlichen Lastzyklen.
Berechnungstool für das Drehmoment bei Drehmomentscharnieren
Das folgende Berechnungsprogramm für Drehmomentscharniere erlaubt die Berechnung des erforderlichen Drehmoments nach dem Hebelgesetz; dabei wird die Lastmasse als Punktmasse angenommen; der Abstand zum Schwerpunkt kann individuell eingegeben werden oder bei Setzen des Häkchens "gleichverteilte Masse" wird hier die halbe Länge des Elements angenommen. Die Eingabe des Winkels legt fest, ab welchem Winkel gegen die Horizontale die Last heruntersacken darf - auch bleibt natürlich das Drehmoment des Scharniers als Gegenmoment erhalten, d.h. die Lastmasse fällt nicht ungebremst nach unten, aber das Moment der Lastmasse überwiegt ab diesem Winkel und führt zur Abwärtsbewegung der Last. Für die Einheit für die Ausgabe des Drehmoments kann zwischen Nm, kgf-cm und lb-in gewählt werden. Es kann ausgewählt werden auf wie viele Scharniere sich die Last verteilt, d.h. welches Drehmoment pro Reibscharnier benötigt wird.
Rechner Drehmoment bei Reibscharnieren.
Im PDF File auf der rechten Seite haben wir Ihnen entsprechende Informationen rund um die Auswahl von Friktionsscharnieren zusammengestellt.
Berechnungstool zu verschiedenen technischen Einheiten
Technische Einheiten und ihre unterschiedliche Verwendung in unterschiedlichen Regionen haben schon so manches technische Projekt zum Scheitern gebracht. Eigentlich war mal der Plan, dass wir alle in metrischen Einheiten arbeiten - aber bis wir so weit sind, ist es noch ein langer Weg. Wir haben hier ein kleines Tool zur Konvertierung diverser technischer Einheiten erstellt - Vollständigkeit ist leider aussichtslos. Anregungen können Sie uns aber gerne über unser Kontaktformular übermitteln.
Bitte beachten Sie speziell bei diesem Tool die Einstellung der Kommastellen, die Sie jederzeit variieren können.
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