Gasfedern

Typische Einsatzbereiche sind das kontrollierte Öffnen und Schließen von Luken und Hauben. Aber sie können ebenso nützlich sein, wenn es um die Steuerung kompletter Ausrüstungen wie Lüftungsöffnungen, Stühle, Betten, Fenster, Werkzeuge und Maschinen usw. geht.

Technische Informationen zu Gasfedern

Die Hauptbestandteile einer Gasfeder sind ein Zylinder, eine Kolbenstange mit Kolbenkopf, eine Dichtung und eine Führung.

Der Zylinder ist mit komprimiertem Stickstoffgas gefüllt, das auf beiden Seiten des Kolbens den gleichen Druck ausübt. Die Oberfläche der Kolbenstangenseite des Kolbens ist kleiner als auf der gegenüberliegenden Seite, was eine Schubkraft erzeugt. Vereinfacht ausgedrückt, wird die Größe der Antriebskraft durch die Querschnittsfläche der Kolbenstange des Produkts und den Innendruck im Inneren des Zylinders bestimmt.

Gasfedereigenschaften

Im Gegensatz zu den meisten anderen Federntypen haben Gasfedern eine eingebaute Vorspannungskraft und eine flache Federcharakteristik. Dies bedeutet, dass es nur einen kleinen Kraftunterschied zwischen voller Ausdehnung und voller Stauchung gibt.

Wenn Kolben und Kolbenstange in den Zylinder gedrückt werden, verringert sich das Volumen und der Druck steigt. Dies führt zu einer Erhöhung der Druckkraft. In konventionellen Gasfedern beträgt dieser Anstieg bei voller Stauchung normalerweise etwa 30%. Das Diagramm zeigt in einfachen Worten die Kräfte F3, F4, F2 und F1 entlang des Hubs, wenn die Gasfeder vollständig zusammengedrückt und dann losgelassen wird. F1 zeigt die Kraft kurz vor der vollständigen Ausdehnung an.

Es ist diese statische F1-Kraft, auf die wir uns beziehen, wenn wir über die Kraft einer Gasfeder sprechen. Die Differenz zwischen den Kraftpaaren F3/F1 und F4/F2 variiert je nach Reibungsmenge.

Die treibende Federbewegung ist langsam und kontrolliert. Sie ist darauf angewiesen, dass der Gasstrom zwischen den Kolbenseiten während des Hubs durch Kanäle im Kolben strömen kann.

Herkömmliche Gasfedern verwenden eine “hydraulische Dämpfung”, die eine geringe Menge Öl beinhaltet, welche die Geschwindigkeit des Hubs unmittelbar vor der vollen Ausdehnung der Feder verlangsamt. Dadurch erhält die Bewegung in der Endlage einen Bremscharakter, sofern die Kolbenstange nach unten gerichtet ist.

Kraftberechnungen von Gasfedern

Mit einem selbst entwickelten Softwarepaket ist Lesjöfors in der Lage, jede erdenkliche Anwendung zu simulieren, sodass wir den Kraftbedarf für die spezielle Konstruktion Ihrer Gasfedern schnell berechnen können.

In einfacheren Fällen kann die erforderliche Gasfederkraft berechnet werden, indem relevante Werte in die folgende Formel eingegeben werden:

F1 = (G x L) / (B x n) + 10 – 15 Fehlerspanne

Variable
Beschreibung
F1
Gasfederkraft in Newton
G
Anziehungskraft des beweglichen Teils in Newton
C
Verbindungspunkt auf dem beweglichen Teil
D
Verbindungspunkt am befestigten Teil
E
Schwenkpunkt
S
Schwerpunkt
L
Horizontaler Abstand von E nach S in offener Position
W
Kleinste Entfernung nach E
N
Anzahl der Gasfedern

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Krafttoleranzen

Toleranzen beim Aufladen mit Gas und anderen Faktoren bedeuten, dass es zu Schwankungen in der Kraft von Gasfedern mit dem gleichen Nominal-F1-Wert kommt. Die Toleranzen in der untenstehenden Tabelle sind übertrieben dargestellt. Die tatsächlichen Kräfte liegen in der Regel sehr nahe an der nominellen Spezifikation.

Krafttoleranzen (N)

Kraft (N)
Toleranz
F1 bei 100
+/- 10
100 < F1 bei 200
+/- 20
200 < F1 bei 600
+/- 30
600 < F1 bei 1200
+/- 50
F1 > 1200
+/- 100

Krafttoleranzen (N) 12-4

Kraft (N)
Toleranz
F1 bei 50
+/- 5
50 < F1 bei 100
+/- 10
F1 > 100
+/- 15

Beachten Sie, dass bei steigender oder sinkender Umgebungstemperatur die Kraft der Gasfeder in Abhängigkeit von Druckänderungen im Zylinder steigt oder fällt.

Temperaturen

Die nominalen F1-Werte gelten bei 20° C – das heißt bei der Temperatur, bei der die Gasladung durchgeführt wird. Als Faustregel gilt, dass die Gasfederkraft um circa 3,5 pro 10°C Temperaturanstieg steigt und bei sinkender Temperatur entsprechend reduziert wird.

Lebensdauer einer Gasfeder

Lesjöfors-Gasfedern dürfen im Allgemeinen nach 40000 Zyklen bei maximal fünf Zyklen pro Minute bei Raumtemperatur und unter idealen Einbaubedingungen einen maximalen Kraftverlust von 10% aufweisen.

Es darf jedoch nicht vergessen werden, dass Gasfedern eine Haltbarkeitsgrenze haben, da das Dichtungsmaterial altert und sich abnutzt. Es gibt mehrere Faktoren, die die Lebensdauer der Gasfeder in einer Anwendung beeinflussen.

Externe Faktoren wie Temperaturänderungen und andere physikalische Umwelteinflüsse können die Alterung und den Verschleiß der Dichtung beeinflussen und dadurch den Prozess des Kraftverlustes beschleunigen.

Darüber hinaus spielt auch die Montage eine wichtige Rolle. Wenn die Kolbenstange einer Gasfeder während des größten Teils ihrer Lebensdauer nach unten zeigt, werden die Dichtungen und die Kolbenstange mit Öl geschmiert gehalten, wodurch Verschleiß und Leckage minimiert werden.

Eine Gasfeder hält auch länger, wenn sie schwingungsfrei und so eingebaut wird, dass keine Querkräfte erzeugt werden können.

Eine gute Regel für einen Konstrukteur ist es, immer eine Gasfeder mit dem größtmöglichen Zylindervolumen für die erforderliche Kraftmenge zu wählen.

Hinweise zur Verwendung von Gasfedern

1. Gasfedern sind Druckbehälter. Versuchen Sie niemals, eine Gasfeder zu öffnen, ohne den Anweisungen im Abschnitt “Recycling” zu folgen. Setzen Sie eine Gasfeder niemals übermäßiger Hitze oder offenem Feuer aus.

2. Um eine optimale Funktion und Lebensdauer zu gewährleisten, sollten herkömmliche Gasfedern so montiert werden, dass die Kolbenstange während des Gebrauchs immer oder so häufig nach unten zeigt. Wenn die Kolbenstange am Ende des Hubs unten ist, wird die hydraulische Dämpfung voll ausgenutzt.

(3) Gasfedern dürfen unter keinen Umständen schädlichen äußeren Einflüssen oder einer gewaltsamen Handhabung ausgesetzt sein. Lesjöfors übernimmt keine Garantie oder Rückgabehaftung für Folgendes:

3a. Sichtbare Beschädigung der Kolbenstange, einschließlich kleiner Kratzer, Farbstaub, Biegung oder ähnliches. Dies kann die Dichtungsfunktion beschädigen.

3b. Ein beschädigter Zylinder. Dies kann bedeuten, dass die Funktionalität gefährdet wurde und direkte Sicherheitsrisiken mit sich bringen kann. Versuchen Sie niemals, eine Gasfeder zu verwenden, die auf ihrem Zylinder winzige Dellen oder Biegungen aufweist. Nehmen Sie diese aus dem Gebrauch und befolgen Sie die Anweisungen im Abschnitt “Recycling”.

3c. Gasfedern, in denen entweder der Warntext, das Herstellungsdatum oder die Teilenummer durch externe Maßnahmen entfernt wurden.

4. Unsere Gasfedern sind für Umgebungstemperaturen zwischen -30 und +80°C ausgelegt. Vermeiden Sie nach Möglichkeit eine intensive Nutzung bei den Extremwerten dieses Temperaturbereichs. Die Reduzierung/Erhöhung der Umgebungstemperatur bedeutet auch eine Reduzierung/Erhöhung der Gasfederkraft.

5. Gasfedern sind für axiale Belastungen ausgelegt. Vermeiden Sie Radialkräfte (Lateralkräfte). Wählen Sie einen möglichst großen Querschnitt.

6. Wir empfehlen immer die Verwendung von externen Endanschlägen in der Anwendung. Üben Sie während des Hubs keine äußere Kraft aus.

7. Schmieren Sie die Kolbenstange nicht mit Fett oder Öl und setzen Sie die Gasfeder nicht Ölen oder Lösungsmitteln aus.

8. Vermeiden Sie die Verwendung nicht-rostfreier Gasfedern in korrosiven Umgebungen.

9. Setzen Sie die Kolbenstange nicht Schmutz und Staub aus.

10. Lange Lagerzeiten können dazu führen, dass das Dichtungsmaterial altert. Wenn eine Lagerung erforderlich ist, empfehlen wir Ihnen, eine “First In – First Out”-Richtlinie zu übernehmen. Wenn eine Gasfeder über einen längeren Zeitraum ungenutzt war, kann es etwas mehr Kraft erfordern, um die Kolbenstange einzudrücken, wenn sie zum ersten Mal betrieben wird. Dies ist normal und hat keine negativen Auswirkungen auf die zukünftige Nutzung.

Wenn all diese Punkte berücksichtigt werden, haben Sie einen Beitrag zur sicheren und gut funktionierenden Verwendung von Gasfedern geleistet. Lesjöfors kann jedoch nicht für die Leistung oder Sicherheit der endgültigen Anwendung haftbar gemacht werden.

Recycling einer Gasfeder

Die meisten Gasfedern sind aus Metall und können daher recycelt werden. Wenn Sie eine Gasfeder selbst entsorgen möchten, zum Beispiel wenn sie beschädigt wurde oder anderweitig unbrauchbar geworden ist, beachten Sie Folgendes:

1. Drücken Sie die Gasfeder durch Bohren eines 3 mm Lochs 20 mm vom Zylinderende mit ihm in der vertikalen Position und der Kolbenstange nach unten und in maximal verlängerter Position befestigt. Tragen Sie dabei eine Schutzbrille, Schutzkleidung und Gehörschutz, da die Feder beim Durchbohren Geräusche macht und Sie möglicherweise kleinen Mengen von Öl und Metallfragmenten ausgesetzt sind.

2. Entleeren Sie das Öl durch das gebohrte Loch, indem Sie die Kolbenstange bei Bedarf wiederholt ein- und ausziehen. Recyceln Sie das Altöl in Übereinstimmung mit den lokalen Vorschriften.

3. Die Gasfeder kann nun gemäß den örtlichen Vorschriften in ein Metallrecyclingzentrum gebracht werden.