Siłownik elektryczny i jego historia

Od epoki kamienia do ery automatyzacji

W dzisiejszych czasach w wielu codziennych czynnościach wyręczają nas automaty. Odkurzacz sprzątnie podłogę, ekspres zaparzy kawę o wybranej godzinie, a brama wjazdowa otworzy się bez naszego wysiadania z auta. Siłowniki liniowe zrewolucjonizowały hale produkcyjne, przyśpieszając produkcję i wyręczając ludzi (chociaż oczywiście ktoś musi je czasem doglądać :)). Jednak dawniej życie nie było takie proste. Człowiek aby przetransportować duże, ciężkie przedmioty musiał użyć siły własnych mięśni. Niekiedy potrzeba było nie jednej osoby, a kilkunastu lub kilkudziesięciu osób. Pomyślmy ile trudu musiało kosztować wybudowanie egipskich piramid lub grobowców megalitycznych, które możemy spotkać w Polsce? Z czasem jednak zaczęliśmy szukać sposobów, aby ułatwić sobie pracę. Tak też wynaleziono koło, dźwignię, rampy i inne użyteczne wynalazki. Ułatwiło znacznie codzienne życie. Jednak jesteśmy dopiero na etapie wynalezienia koła i do siłowników jeszcze daleka droga. Aby je skonstruować musiało minąć jeszcze wiele, wiele lat gdzie człowiek musiał zrozumieć działanie procesów mechaniki, chemii oraz fizyki. Proste ruchy liniowe jak wyważanie bramy taranem dalej musimy wykonywać ręcznie.

Eksperymenty z ciśnieniem, czyli powstanie silników parowych

siłownik elektryczny historia maszyna parowa

Znajdujemy się teraz w starożytnym Egipcie, a dokładniej w Aleksandrii podbitej przez Rzymian.   W I wieku naszej ery zaprojektowano tu pierwszy silnik parowy. Było to proste urządzenie składające się z obrotowego cylindra z dwoma dyszami o przeciwstawnych wylotach. Po nalaniu wody ów wynalazku i doprowadzenia jej do wrzenia, uciekająca para wodna wprawiała cylinder w ruch obrotowy. Jednak wynalazek nie znalazł konkretnego zastosowania i popadł w zapomnienie. Aby dokończyć naszą opowieść musimy się przenieść do Anglii z drugiej połowy XVII wieku. Poznajcie Denisa Papina, francuskiego fizyka, który w 1698 skonstruował pierwszy tłokowy silnik parowy. W tym urządzeniu za pomocą pary wodnej możemy wprowadzić tłok w ruch liniowy. Tak też powoli zbliżamy się do ery przemysłowej gdzie, Thomas Newcomen projektuje atmosferyczny silnik parowy, który w 1711 roku ułatwia pracę górnikom w kopalni węgla w Wolverhampton.  52 lata później James Watt, bazując na tym urządzeniu, buduje pierwszą maszynę parową. Te wynalazki umożliwiły w późniejszych latach stworzenie pierwszej sprężarki pneumatycznej, co zapoczątkowało powstaniem pierwszych systemów pneumatycznych, a w późniejszych latach hydraulicznych.

Pierwsze siłowniki

W międzyczasie w 1821 roku angielski fizyk i chemik Michael Faraday zaprezentował doświadczenie o nazwie „obryty elektryczne”. Poległo ono  na zanurzeniu jednego końca drutu w rtęci wypełniającej naczynie. Po umieszczeniu na środku naczynia magnesu sztabkowego i podłączeniu baterii do góry przewodu i rtęci, drut rozpoczynał ruch obrotowy wokół magnesu. To doświadczenie sprawiło, że kiedy przeniesiemy się do USA w 1837 roku spotkamy Pana Thomasa Davenporta, który właśnie zbudował pierwszy działający silnik elektryczny i idzie go opatentować. Z rozmowy z nim dowiadujemy się, że konstruktor używał go do napędu wiertarki i tokarki do drewna. Te wynalazki pomogą nam bardzo w niedalekiej przyszłości. Wracając do siłowników skupiamy się na bardzo ciężkich czasach, a mianowicie  II Wojnie Światowej. Tam po raz pierwszy zaczęto używać siłowniki  pneumatyczne i hydrauliczne, a znacznie przyczynił się do tego Xhiter Anckeleman. Siłowniki pneumatycznie zaczęto stosować do zastępowania zaworów do rur, a z wraz z rozwojem cyfryzacji urządzeń w latach 60 można było ułatwić sterowanie przepływem i ciśnieniem w systemach rurowych.

Narodziny siłownika elektrycznego

Powoli zbliżamy się do naszych czasów i nasza podróż dobiega do momentu kulminacyjnego.  Jest rok 1979 i Bent Jensen próbuje znaleźć ulepszenie do wózka inwalidzkiego swojego znajomego. Konstruuje więc pierwszy na świecie elektryczny siłownik liniowy. Dla tego rodzaju wynalazku szybko znalazło się zastosowanie w rolnictwie, gdzie można było za jego pomocą np zautomatyzować elementy sieczkarni. Z czasem ludzie stwierdzili, że czemu by nie zautomatyzować za pomocą dodatkowej elektroniki i układów sterowania innych elementów? Tak zaczęto stosować siłowniki w fabrykach, samochodach, robotach, a później i w życiu codziennym. Tak też wracamy do 2019 roku gdzie siłowniki elektryczne możemy zamówić w przystępnej cenie. Następnie możemy je zastosować  do bramy, klapy, okna czy czegokolwiek co chcemy wprawić w ruch liniowy. Coraz częściej zastępują one siłowniki pneumatyczne i hydrauliczne gdyż nie potrzebują one skomplikowanego osprzętu do działania. Dodatkowo są też łatwiejsze w obsłudze.

Tym oto kończy się nasza opowieść o tym jak ludzie przez wieki musieli zgłębiać tajemnice mechaniki, fizyki, chemii i innych dziedzin, aby mogli w końcu zautomatyzować ogromną ilość czynności i nie dźwigać wielkich kamieni 🙂 A kto wie jakie jeszcze drzwi do przyszłości mogą nam otworzyć siłowniki? Czas pokaże i może kiedyś wrócimy do tego artykułu aby dopisać kolejną część historii.