Un attuatore a cremagliera è un dispositivo progettato per produrre un movimento di attivazione lineare per un meccanismo secondario utilizzando una disposizione a cremagliera e pignone. Questo tipo di disposizione degli ingranaggi consiste in una striscia piatta e stretta tagliata con i denti dell’ingranaggio lungo un bordo noto come cremagliera. Un pignone circolare tagliato con denti corrispondenti viene quindi fissato all’albero del generatore e, accoppiato alla cremagliera, serve per spostarlo avanti e indietro. Gli attuatori a cremagliera possono produrre solo movimento lineare bidirezionale o rettilineo. Sono ideali per applicazioni che richiedono un movimento di attuazione lungo una linea retta come cancelli e porte scorrevoli.
Gli ingranaggi a pignone e cremagliera sono uno dei tipi di ingranaggi più utilizzati per tradurre direttamente il movimento rotatorio in ingresso di un motore in un movimento lineare in uscita. Un set di ingranaggi a cremagliera è costituito da due parti: l’ingranaggio a pignone rotondo montato sulla sorgente di azionamento e un ingranaggio a cremagliera lungo e piatto fissato all’elemento condotto. Sebbene di forme diverse, sia la cremagliera che il pignone presentano denti di passo e forma simili. I due elementi dentati sono orientati ad ingranare in modo che, quando il pignone gira, trascini in linea retta la cremagliera. Per cambiare la direzione del movimento in uscita, il motore viene semplicemente invertito.
Questo principio di base è la forza trainante per l’attuatore a cremagliera, che impiega disposizioni a cremagliera e pignone chiuse o aperte per produrre uscite in linea retta. Una delle applicazioni più comuni per l’attuatore a cremagliera sono gli operatori per porte e cancelli utilizzati negli accessi dei veicoli residenziali e di sicurezza. Questi operatori sono costituiti da un motore a pignone fisso dotato di una lunga cremagliera montata sul cancello. Quando il motore è attivato, trascina il cancello su rulli o rotelle lungo un binario per aprirlo e chiuderlo.
L’attuatore a cremagliera utilizzato sui cancelli è tipicamente un esempio di attuatore di tipo aperto. Ciò significa che l’intera disposizione è aperta agli elementi con la cremagliera agganciata per tutta la sua lunghezza al dispositivo secondario azionato. I tipi di attuatori a cremagliera chiusi sono dotati di un meccanismo interno a cremagliera e pignone sigillato, generalmente alloggiato all’interno di un cilindro. Il componente rack è unito ad un braccio attuatore, il quale, a sua volta, è connesso al dispositivo che l’attuatore è destinato ad attivare. Quando il motore gira, la cremagliera si sposta avanti o indietro, fornendo così il movimento di attivazione richiesto.
Sebbene gli attuatori per rack siano limitati alla produzione di sole uscite lineari, hanno il vantaggio di avere poche restrizioni interne sull’estensione di tali uscite. Finché il motore è dimensionato per spostare il peso del dispositivo azionato, l’unico fattore limitante di quanto può essere spostato è lo spazio disponibile. Ciò consente ad un motore relativamente piccolo di aprire cancelli molto lunghi, ad esempio.