Cerniere a coppia regolabile per coperchi di apparecchiature: scelta della resistenza all’apertura e alla chiusura

Se un operatore deve sollevare il coperchio di un'apparecchiatura con una sola mano, stringere entrambe le cerniere fino a quando il coperchio rimane sollevato può risolvere un problema ma crearne un altro: ora il coperchio è difficile da sollevare. Quando si scelgono cerniere a coppia regolabile per i coperchi delle apparecchiature, specificare calcolare separatamente la resistenza all’apertura e quella alla chiusura. Nel caso di un coperchio con cerniera posteriore che tende a chiudersi per effetto della gravità, è opportuno partire da una resistenza ridotta in fase di apertura e da una resistenza sufficiente in fase di chiusura per soddisfare i requisiti di tenuta. Se il coperchio deve inoltre resistere a un’ulteriore apertura, è opportuno valutare l’utilizzo di una cerniera che offra resistenza in entrambe le direzioni.

In che direzione spinge il coperchio la forza di gravità?

Osservate il coperchio da un’estremità del suo asse di cerniera orizzontale. Con il coperchio parzialmente aperto, immaginate una linea verticale che passa per il suo centro di gravità. Se tale linea cade sul lato della maniglia rispetto all’asse, la gravità tende a chiudere il coperchio. L’attrito di apertura si aggiunge al lavoro necessario per sollevarlo; l’attrito di chiusura si oppone alla sua discesa. Ridurre l’attrito di apertura elimina la resistenza. Non alleggerisce però il peso del coperchio.

Seguite quella linea verticale fino alla posizione di servizio. Se attraversa l’asse della cerniera, la forza di gravità tenderà a spingere il coperchio ad aprirsi ulteriormente. Una cerniera scelta esclusivamente per resistere alla chiusura può sembrare adeguata per gran parte della corsa, ma offrire poca resistenza in prossimità del finecorsa di apertura. Il fatto che la linea lo attraversi dipende dal coperchio finito, compresi eventuali elementi espositivi, maniglie o staffe ad esso fissati.

Quando è necessario che il coperchio di un'apparecchiatura abbia una resistenza unidirezionale o bidirezionale?

Una cerniera unidirezionale consente comunque il movimento in entrambe le direzioni. Il termine “unidirezionale” indica la direzione in cui agisce l’attrito; non significa che il coperchio si blocchi impedendo il movimento in senso opposto. Il termine “regolabile” descrive una caratteristica distinta. Una vite di regolazione può modificare l’entità dell’attrito senza cambiarne la direzione né consentire di regolare le due direzioni in modo indipendente.

Resistenza di apertura e chiusura sul “handle”

Si consideri un coperchio in una determinata posizione di lavoro in cui la forza di gravità fornisce 6 N·m in direzione della chiusura. Supponiamo che la maniglia si trovi a 0,25 m dall'asse, che la mano eserciti una spinta perpendicolare a tale raggio e che il coperchio si muova lentamente. Le figure riportate di seguito indicano le coppie di funzionamento ipotizzate per il set completo di cerniere; il fermo viene sbloccato e non è presente alcun sistema di assistenza a molla.

Con una resistenza all’apertura di 1 N·m e una resistenza alla chiusura di 7 N·m, il sollevamento richiede (6 + 1) ÷ 0,25 = 28 N in corrispondenza della maniglia. Per abbassarlo basta una leggera pressione verso il basso: (7 − 6) ÷ 0,25 = 4 N. Se si sostituisce una coppia che fornisce 7 N·m in entrambe le direzioni, lo sforzo di chiusura rimane pari a 4 N, ma lo sforzo di sollevamento aumenta fino a (6 + 7) ÷ 0,25 = 52 N. Chi provasse il coperchio solo mentre lo abbassa non noterebbe la differenza.

Si tratta di forze motrici applicate con una determinata angolazione. Non indicano la forza necessaria per azionare il coperchio dopo una pausa, né se questo tenderà a spostarsi una volta rilasciato. Si tratta di uno scenario ingegneristico illustrativo, non di una documentazione relativa a un progetto del cliente né di una dichiarazione relativa a un test di prodotto.

Montaggio a sinistra e resistenza in senso orario

Un codice articolo con indicazione "sinistra" identifica una versione di montaggio. Di per sé, non indica in quale direzione il coperchio risulterà più rigido. HSP’s Cerniere per coperchi ribaltabili HG11-047 sono disponibili nelle versioni per destrimani e per mancini. I valori di coppia indicati non specificano separatamente quelli relativi all’apertura e alla chiusura.

Il Cerniera direzionale HG11-011 illustra l'altra convenzione. HSP identifica la versione in avanti come antioraria e quella inversa come oraria. Una freccia oraria diventa antioraria se osservata dall'altra estremità dell'albero. Prima di scegliere una versione, contrassegnare la pala fissa, la pala mobile, l'estremità di osservazione e una freccia contrassegnata con chiusura del coperchio sul disegno di assemblaggio. Chiedete al fornitore di allineare la sua freccia ad alta resistenza con la vostra.

Cosa controllare sul coperchio del campione

Montare la coppia di cerniere prevista, la maniglia e gli accessori del coperchio. Segnare un angolo utilizzato durante il normale funzionamento e un altro in cui la forza di gravità o la presa dell’operatore subiscono la variazione maggiore. Per ogni confronto, utilizzare lo stesso punto di presa della maniglia e la stessa direzione di trazione.

1. Sollevare fino a ogni segno. Per quanto riguarda la maniglia, distinguete la forza iniziale necessaria per sollevarla dopo una pausa dalla forza richiesta per mantenerla in movimento. Se il sollevamento richiede una forza maggiore di quella prevista per il peso del coperchio, controllate le frecce di montaggio prima di aumentare la regolazione.
2. Scendere passando per gli stessi punti di riferimento. Verificare se l’operatore debba spingere verso il basso o tenere indietro il coperchio. Una lettura della forza che non tenga conto di questa distinzione può nascondere il fatto che il coperchio si muova più velocemente della mano.
3. Controllare separatamente la posizione di servizio. Con un supporto indipendente pronto a sostenere il coperchio e le mani libere, osservare eventuali movimenti dopo il rilascio. Attenersi al tempo di permanenza concordato per il progetto e alla deriva consentita. Un movimento fluido non garantisce che il coperchio rimanga in posizione.

Se in una direzione la regolazione va a buon fine e nell'altra no, verificare se entrambi i valori cambiano contemporaneamente prima di ruotare nuovamente la vite di regolazione. Il intervallo di regolazione e guida di bloccaggio spiega come documentare un’impostazione utilizzabile una volta stabilito il corretto comportamento direzionale.

Specificazione delle cerniere a coppia regolabile per i coperchi delle apparecchiature

Una nota utile sul disegno recita: Visto dall'estremità contrassegnata dell'asse della cerniera, il coperchio si apre nella direzione indicata. Bassa resistenza in apertura; maggiore resistenza in chiusura. Indicare la coppia di apertura e chiusura per ciascuna cerniera alla stessa regolazione e la coppia di tenuta statica all'angolo di servizio contrassegnato. Indica la forza massima di apertura che il tuo operatore è in grado di sopportare e in quale punto della maniglia viene esercitata.

Usa quella nota per fare una selezione preliminare modelli con cerniera a coppia regolabile. Se il catalogo riporta un solo valore di coppia, invia a HSP il disegno del coperchio con le tue annotazioni per una revisione del modello. Indicare il peso del coperchio finito, il baricentro, il numero di cerniere e l’angolo di servizio, in modo che la risposta possa identificare la versione di montaggio e i dati direzionali ancora necessari prima di ordinare i campioni.

Domande frequenti sulle cerniere dei coperchi delle attrezzature

Posso utilizzare una cerniera a coppia e un perno semplice sullo stesso coperchio?

In linea di principio, se le caratteristiche di montaggio e di carico lo consentono. In tal caso, la cerniera ad attrito fornisce da sola la resistenza specificata. Chiedete che tale configurazione venga riesaminata; non ripartite la coppia di serraggio richiesta tra i due punti di fissaggio come se entrambi generassero attrito.

Perché il coperchio è difficile da aprire solo quando è completamente chiuso?

Confronta la prima trazione con il fermo sganciato con una ripartenza appena oltre la guarnizione. Se solo la prima trazione risulta elevata, la causa potrebbe essere la guarnizione o il fermo. Se il coperchio risulta difficile da rimettere in posizione da diverse angolazioni dopo una pausa, è opportuno esaminare più attentamente l’attrito iniziale.

Posso invertire il senso di funzionamento di una cerniera unidirezionale girandola dall'altra parte?

Solo se il produttore consente tale orientamento di montaggio e le ante si adattano alle superfici fisse e mobili previste. Se il disegno prevede una variante con orientamento inverso, è necessario ordinare tale variante anziché presumere che un’installazione speculare sia equivalente.

La presenza di una molla a gas modifica la direzione in cui è necessaria la resistenza?

È possibile. Una molla a gas che spinge il coperchio verso l’esterno può superare il momento di chiusura del coperchio per una parte della corsa. Valutate in quale direzione tende a muoversi il coperchio con la molla installata; una prova con il coperchio senza molla potrebbe indicare una direzione di resistenza errata.

Un attrito di chiusura maggiore farà sì che il coperchio si chiuda entro un determinato tempo?

Il valore della coppia di attrito non indica la velocità di chiusura. Se il requisito è un tempo di chiusura, specificare l’angolo di rilascio, il carico del coperchio e il tempo desiderato, quindi valutare l’opportunità di inserire un meccanismo di smorzamento nel gruppo.

L'attrito della cerniera può fungere da blocco per l'accesso alla manutenzione?

Un coperchio che rimane in posizione durante la regolazione non è bloccato in modo sicuro. Se qualcuno deve lavorare al di sotto di esso, è necessario predisporre il supporto o il sistema di bloccaggio richiesto per quell’attrezzatura, anziché affidarsi esclusivamente all’attrito.