Gasfjädrar

Typiska användningsområden är kontrollerad öppning och stängning av luckor och huvar. Men de kan lika enkelt anpassas för att styra komplett utrustning såsom ventilationsöppningar, stolar, sängar, fönster, verktyg och maskiner etc.

Teknisk information om gasfjädrar

Huvudkomponenterna i en gasfjäder är en cylinder, en kolvstång med kolv, en tätning och en styrning.

Cylindern fylls med komprimerad kvävgas som verkar m ed lika tryck på vardera sida av kolven. Då ytan på kolvstångssidan av kolven är mindre än den motstående, produceras en utskjutningskraft. Enkelt uttryckt är det tvärsnittsområdet för produktens kolvstång som bestämmer drivkraftens storlek och det inre trycket inuti cylindern.

Gasfjäderns egenskaper

Till skillnad från de flesta andra fjädertyper har gasfjädern en inbyggd förspänningskraft och en flack fjäderkarakteristik. Detta innebär att det är liten kraftskillnad mellan fullt utsträckt och fullt komprimerat läge.

När kolv och kolvstången trycks in i cylindern minskar volymen och trycket ökar. Det gör att utskjutningskraften ökar. I konventionella gasfjädrar är denna ökning normalt cirka 30 vid full kompression. Diagrammet illustrerar förenklat krafterna F3, F4, F2 och F1 utmed slaget då gasfjädern först trycks ihop helt, och sedan släpps ut. F1 indikerar kraften precis innan fullt utsträckt läge.

Det är den statiska F1-kraften vi refererar till då vi pratar om en gasfjäders kraft. Skillnaden mellan kraftparen F3/F1 och F4/F2 beror på friktion.

Den utskjutande fjäderrörelsen är långsam och kontrollerad. Det beror på att gasflödet mellan ena och andra sidan av kolven styrs via kanaler i kolven under slagets gång.

Konventionella gasfjädrar har så kallad hydraulisk dämpning, vilket innebär att en liten mängd olja dämpar slagets fart strax innan fullt utsträckt läge. Detta ger rörelsen en inbromsande karaktär vid ändläget, förutsatt att kolvstången är riktad nedåt.

Kraftberäkningar av gasfjädrar

Lesjöfors använder en egenutvecklad programvara för simulering av valfri applikation, vilket gör att vi snabbt kan hjälpa till vid uträkningen av kraftbehovet för just din konstruktion.

I enklare fall går det att beräkna gasfjäderkraften genom att ange relevanta värden i följande formel:

F1 = (G x L) / (W x n) + 10 – 15% säkerhet

Variabel
Beskrivning
F1
Gasfjäderkraft i Newton
G
Tyngdkraft i Newton av den rörliga delen
C
Anslutningspunkt på rörlig del
D
Anslutningspunkt på fast del
E
Vridpunkt
S
Tyngdpunkt
L
Vågrätt avstånd från E till S i öppet läge
W
Minsta avstånd till E
n
Antal gasfjädrar

För snabb och effektiv hjälp, fyll i detta formulär för designapplikation och skicka till oss

Krafttoleranser

Toleranser vid fyllningen av gas samt andra faktorer gör att kraften för gasfjädrar med samma nominella F1-värde kan variera. Toleranserna i tabellen nedan är väl tilltagna; oftast ligger de faktiska krafterna mycket nära den nominella angivelsen.

Krafttolerans (N)

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

Krafttoleranser (N) 12-4

Kraft (N)
Tolerans
F1 ≤ 50
+/- 5
50 < F1 ≤ 100
+/- 10
F1 > 100
+/- 15

Observera att då omgivningstemperaturen stiger eller sjunker, så stiger respektiver sjunker gasfjäderns kraft beroende på tryckförändringar inne i cylindern.

Temperaturer

De nominella F1-värdena gäller vid 20 °C, vilket är temperaturen vid gasfyllning. Som en tumregel ökar gasfjäderns kraft med cirka 3,5% per 10 °C temperaturökning och minskar i motsvarande grad vid temperatursänkningar.

Gasfjäderns livslängd

Lesjöfors gasfjädrar får i allmänhet ha en maximal kraftförlust på 10% efter 40000 cykler vid max fem cykler per minut, rumstemperatur och idealt montage.

Man måste dock tänka på att gasfjädern är en färskvara eftersom tätningsmaterialet åldras och slits. Det är flera faktorer som påverkar den verkliga livslängden i en applikation.

Yttre faktorer som temperaturskiftningar och annan fysisk miljö kan påverka åldring och förslitning av tätningarna och därmed påskynda kraftförluster.

Dessutom spelar montaget stor roll. Om gasfjädern under majoriteten av sin verksamma tid har kolvstången riktad nedåt kommer tätningar och kolvstång att hållas insmorda av oljan, vilket minimerar slitage och läckage.

En gasfjäder håller även längre om den monteras fri från vibrationer och så att inga sidokrafter kan uppstå.

En bra regel för en konstruktör är även att alltid välja en gasfjäder med största möjliga cylindervolym för den kraft som krävs.

Råd för användning av gasfjädrar

1. Gasfjädrar är tryckkärl. Försök aldrig att öppna dem utan att följa instruktionerna i avsnittet “Återvinning”. Utsätt aldrig en gasfjäder för stark värme eller öppen låga.

2. För att säkerställa optimal funktion och livslängd bör konventionella gasfjädrar monteras så att kolvstången alltid, eller så ofta som möjligt, pekar nedåt under användning. Om kolvstången är nedåt under slagets slut utnyttjas även den hydrauliska dämpningen fullt ut.

3. Gasfjädrar får under inga omständigheter utsättas för skadlig yttre påverkan eller våld. Lesjöfors tar inget garanti- eller returansvar för följande:

3a. Synliga skador på kolvstången, inklusive små repor, färgdamm, krökning eller liknande. Detta kan skada tätningsfunktionen.

3b. En skadad cylinder. Detta kan innebära att funktionaliteten har äventyrats och kan innebära direkta säkerhetsrisker. Försök aldrig att använda en gasfjäder som har fått minsta buckla eller krökning på cylindern. Ta den ur bruk och följ instruktionerna i avsnittet “Återvinning”.

3c. Gasfjädrar där antingen varningstext, tillverkningsdatum eller artikelnummer har tagits bort genom yttre påverkan.

4. Våra gasfjädrar är avsedda för omgivningstemperaturer mellan -30 och +80°C. Undvik om möjligt intensiv användning vid ytterligheterna av detta temperaturområde. Att minska/öka omgivningstemperaturen innebär även en minskning/ökning av gasfjäderns kraft.

5. Gasfjädrar är konstruerade för belastningar i axiell riktning. Undvik radiella krafter (sidokrafter). Välj helst ett så stort tvärsnitt som möjligt.

6. Vi rekommenderar alltid användning av externa ändstopp i applikationen. Påtvinga inte någon yttre kraft under slagets gång.

7. Smörj inte kolvstången med fett eller olja, och utsätt inte gasfjädern för oljor eller lösningsmedel.

8. Undvik att använda icke-rostfria gasfjädrar i frätande miljöer.

9. Utsätt inte kolvstången för smuts och damm.

10. Långa lagringsperioder kan leda till att tätningsmaterialet åldras. Om lagring är nödvändigt rekommenderar vi principen “först in – först ut”. Om en gasfjäder har varit oanvänd under en längre tid kan det krävas lite mer kraft för att trycka in kolvstången när den används för första gången. Detta är normalt och påverkar inte fortsatt användning negativt.

Om alla dessa punkter beaktas har du kommit en bra bit på väg mot en säker och välfungerande användning av gasfjädrar. Lesjöfors kan dock inte hållas ansvariga för den slutliga applikationens prestanda eller säkerhet.

Återvinning av en gasfjäder

En gasfjäder består till övervägande del av metall och kan därför återvinnas Om du själv ska göra dig av med en gasfjäder, t.ex. om den blivit skadad eller på annat sätt blivit obrukbar, ska du tänka på följande:

1. Gör gasfjädern trycklös genom att borra ett 3 mm hål 20 mm från cylinderänden då den är fixerad i vertikalt läge med kolvstången nedåt och i max utskjutet läge. Observera att du ska använda godkända skyddsglasögon, skyddskläder och hörselskydd då detta sker, eftersom det pyser till vid genombrottsögonblicket och du kan exponeras för mindre mängder olje- och metallpartiklar. Se skiss.

2. Töm ut oljan genom det borrade hålet genom att trycka in och dra ut kolvstången upprepade gånger vid behov. Återvinn spilloljan enligt lokala föreskrifter.

3. Nu kan gasfjädern lämnas till metallåtervinning enligt lokala föreskrifter.