Warum zwei 45-mm-Markisenmotoren unterschiedliche Geräuschpegel erzeugen können

Ein leiser 45-mm-Markisenmotor ist ein Rohrmotor, der für den Betrieb unter 40 dB(A) unter kontrollierten Lastbedingungen ausgelegt ist und gleichzeitig ein Drehmoment von 10–50 Nm für einziehbare Markisen, Kassettenmarkisen, Pergolen und Außenbeschattungssysteme liefert. In der Praxis wird das Betriebsgeräusch weniger von der Motorleistung als vielmehr von der Getriebegenauigkeit, der Vibrationsübertragung, dem Rotorgleichgewicht, dem Lagerzustand und der Einbaukompatibilität bestimmt. Zwei Motoren mit identischen Drehmoment- und Drehzahlwerten können nach der Installation deutlich unterschiedliche akustische Ergebnisse erzeugen.

Für Hersteller von Beschattungssystemen und Beschaffungsingenieure ist es oft wichtiger, den Ursprung von Motorgeräuschen zu verstehen, als Katalogspezifikationen zu vergleichen.

Warum wir dieses Problem untersucht haben

In einer kürzlich durchgeführten OEM-Projektprüfung berichtete ein Markisenhersteller über eine inkonsistente akustische Leistung bei mehreren neu installierten Außenbeschattungssystemen.
Die Motorspezifikation war während des gesamten Projekts identisch:

45-mm-Rohrmotor

Nenndrehmoment 20 Nm

17 U/min Betriebsgeschwindigkeit

Elektronischer Endschalter

Funkfrequenzsteuerung (433,92 MHz).

70 mm Aluminium-Rollenrohr
 

Trotz des gleichen Datenblatts waren mehrere Installationen beim Öffnen und Schließen deutlich lauter.

Die Frage des Kunden war einfach:

Wenn die Motoren das gleiche Drehmoment, die gleiche Drehzahl und das gleiche Steuerungssystem haben, warum arbeiten einige dann mit einem geringeren Geräuschpegel als andere?

Um die Grundursache zu ermitteln, wurde ein vergleichender Validierungstest unter identischen Betriebsbedingungen durchgeführt.

Alle Proben wurden mit derselben Installationskonfiguration bewertet, um Umgebungsvariablen zu eliminieren.

Geräuschmessungen wurden während des Dauerbetriebs und nicht während der Start- oder Stoppsequenzen aufgezeichnet.
 

Die Testergebnisse zeigten, dass die Drehmomentabgabe nur einen geringen direkten Einfluss auf das Betriebsgeräusch hatte.

Die größten Abweichungen betrafen die Getriebegenauigkeit, die Vibrationsübertragung und das Rotorgleichgewicht.
 

Unter identischen Lastbedingungen betrug der Unterschied zwischen der lautesten und leisesten Konfiguration etwa 9 dB(A).

Zur Veranschaulichung: Eine Reduzierung dieser Größenordnung ist in Hotel-, Wohn- und Büroumgebungen deutlich spürbar.

Eine verbreitete Annahme ist, dass Motorgeräusche hauptsächlich vom Stator und Rotor herrühren.

Die Tests deuteten auf etwas anderes hin.

In den meisten Fällen wurden im Getriebeinneren erzeugte Vibrationen über das Antriebssystem übertragen und durch das Rollenrohr verstärkt.

Der Schwingungspfad folgte der folgenden Reihenfolge:
 

Getriebe
↓
Kronen- und Antriebsadapter
↓
Aluminium-Rollenrohr
↓
Montagehalterungen
↓
Wahrgenommenes Systemgeräusch

Wenn ein Standard-Kronen- und Antriebsadapter mit übermäßigem Spiel durch einen passenden Adaptersatz ersetzt wurde, verringerte sich das gemessene Geräusch um etwa 3 dB(A), ohne dass am Motor selbst Änderungen vorgenommen wurden.

Diese Beobachtung erklärt, warum identische Motoren möglicherweise unterschiedliche Leistungen erbringen, wenn sie in unterschiedlichen Rohrprofilen eingebaut werden.
 

Bei der Demontage und Inspektion zeigte sich ein weiterer Trend.

Die leisesten Motoren verwendeten durchweg Planetengetriebe mit höherer Präzision-.

Geringe Abweichungen in der Zahngeometrie können zu Folgendem führen:

Erhöhtes Spiel

Unregelmäßiger Gangeingriff

Harmonische Schwingung

Mechanisches Summen

Diese Effekte sind bei der Erstinbetriebnahme oft schwer zu erkennen, machen sich aber nach längeren Betriebszyklen zunehmend bemerkbar.

Der folgende Vergleich fasst die beobachteten Unterschiede zusammen.

Bei großen Markisenprojekten hat die Qualität der Getriebefertigung häufig einen größeren Einfluss auf die akustische Leistung als die Erhöhung oder Verringerung des Motordrehmoments.

In den ersten Wochen nach der Installation weisen viele Motoren ähnliche Geräuschpegel auf.
Eine Analyse der Feldrückgabe von Motoren, die nach mehreren Jahren außer Betrieb genommen wurden, ergab jedoch wiederkehrende Muster.

Die häufigsten Ursachen für erhöhten Lärm waren:

Bemerkenswerterweise blieben diese Motoren oft betriebsbereit.

Das Problem war eher eine akustische Verschlechterung als ein elektrischer Ausfall.

Diese Erkenntnis ist ein Grund dafür, dass viele kommerzielle Spezifikationen mittlerweile eine Lebensdauervalidierung von mehr als 50.000 Betriebszyklen erfordern.

Ziel ist nicht nur die Lebensdauer, sondern ein stabiles Geräuschverhalten über die gesamte Lebensdauer.
 

Mechanische Geräusche werden nicht ausschließlich durch Hardware erzeugt.

Die Steuerungsstrategie kann beeinflussen, wie Vibrationen in das System eingeleitet werden.

Herkömmliche Motoren mit mechanischen Endschaltern stoppen sofort, wenn die Endlage erreicht wird.

Elektronische Endschaltersysteme können Folgendes realisieren:

Sanfter Start

Sanfter Stopp

Kontrollierte Beschleunigung

Kontrollierte Verzögerung

Diese Funktionen reduzieren die Aufprallkräfte, die übertragen werden auf:

Rollenrohre

Montagehalterungen

Getriebebaugruppen

Stoffspannungssysteme

Bei großen Kassettenmarkisen ist die Reduzierung des wahrgenommenen Anlaufgeräuschs oft deutlicher als jede Reduzierung, die durch eine Verringerung der Betriebsgeschwindigkeit erreicht wird.

Während beide Motorplattformen für einen geräuscharmen Betrieb konfiguriert werden können, verwenden die meisten Außenmarkisensysteme aufgrund höherer Drehmomentanforderungen die 45-mm-Architektur.
 

Für einziehbare Markisen mit einer Breite von mehr als 4 Metern bleiben die Konfigurationen mit 20 Nm, 30 Nm und 40 Nm die am häufigsten spezifizierten Lösungen.
 

Bei der Bewertung von aLeiser MotorPlattform überprüfen Beschaffungsteams in der Regel mehr als nur Drehmoment und Preise.

Bei der Lieferantenqualifizierung sollten folgende Parameter überprüft werden:

Gemessener Betriebsgeräuschpegel in 1 Meter Entfernung

Getriebeherstellungsprozess

Verfahren zum Auswuchten des Rotors

Spezifikation des Wärmeschutzes

Kompatibilität von Krone und Antriebsadapter

Mechanischer oder elektronischer Endschalter

Kompatibilität mit Funkfrequenz (433,92 MHz).

RS485-Integrationsmöglichkeit

Unterstützung für die Integration von Trockenkontakten

Aufzeichnungen über Ausdauertests

Bei Projekten, bei denen nur Drehmomentwerte bewertet werden, treten nach der Installation häufig akustische Beschwerden auf, obwohl die Hebeanforderungen erfüllt sind.

Für OEM-Projekte, die bestimmte Drehmomentwerte, Steuerprotokolle oder geräuscharme Leistungsziele erfordern, bietet WJZ Motor technische Unterstützung, Validierungsdaten und Massenfertigungsdienste für 35-mm- und 45-mm-Rohrmotorplattformen.