Einbauratgeber und Funktionsweise einer Gasfeder
Wir würden uns freuen, Sie bei dieser Wahl unterstützen zu dürfen. Mit unserem Simulationsprogramm führen wir die richtigen Berechnungen für Sie durch und die verschiedenen Optionen werden visuell dargestellt. Nehmen Sie gleich per Mail info@heyman.de oder per Telefon unter 0641-974 23 -0 mit uns Kontakt auf!
Neben der Berechnung besteht die Möglichkeit, Muster herstellen zu lassen, mit denen Sie den Betrieb der ausgewählten Gasfeder in der Praxis testen können. Dadurch wird sichergestellt, dass die gewünschten Funktionalitäten erreicht werden und Sie nicht die falsche Gasfeder kaufen und auf unbrauchbaren Beständen sitzen bleiben.
Nachfolgendes Video zeigt die Erfahrung der Kverneland Group, ein Hersteller von landwirtschaftlichen Fahrzeugen, mit dem Gasfedern-Einbauprogramm:
Funktionsweise einer Gasfeder
Die Gasfeder ist ein hydropneumatisches Verstellelement und besteht aus Druckrohr, Kolbenstange mit Kolben sowie geeigneten Anschlüssen. Sie ist mit komprimiertem Stickstoff gefüllt, der bei gleichem Druck auf verschieden große Kolbenquerschnittsflächen wirkt. Daraus resultiert eine Kraft in Ausschubrichtung. Die Ausschubkraft kann innerhalb physikalischer Grenzen durch die geeignete Wahl des Fülldruckes exakt festgelegt werden.
Federkennlinie und F1-Kraft
Die Federkennlinie beschreibt den Kraftverlauf der Gasfeder über den Hub, d. h. vom ausgeschobenen zum eingeschobenen Zustand bzw. umgekehrt. Im Unterschied zu mechanischen Federn haben Gasfedern einen sehr flachen, annähernd linearen Kennlinienverlauf. Die F1-Kraft ist neben den Abmessungen das wichtigste beschreibende Merkmal zur Auswahl einer Gasfeder und wird in allen STABILUS-Dokumentationen angegeben. F1 definiert den Wert der Federkraft und wird jeweils 5 mm vor dem Ende der Ausschubbewegung gemessen. Der Unterschied FR zwischen den Kraftlinien für Einschub und Ausschubrichtung resultiert aus Reibungseffekten.
Ausschubgeschwindigkeit und Dämpfung
Ein gravierender Vorteil der Gasfeder gegenüber einer mechanischen Feder ist der definierbare Geschwindigkeitsverlauf, der eine gedämpfte und komfortable Verstellbewegung ermöglicht. Zwei Arten von Dämpfung werden unterschieden:
- Dynamische Dämpfung
Hierbei wird anstelle der Bohrung im Kolben eine Längsnut in die Wand des Druckrohres eingebracht, die wie ein „By-Pass“ wirkt. Ihre Geometrie und die Länge bestimmen den Verlauf der Dämpfung. Diese Technik ermöglicht eine lageunabhängige Dämpfung der Gasfeder. - Hydraulische Dämpfung
Die Ausschubgeschwindigkeit wird sowohl von der Anordnung und dem Durchmesser der Bohrungen im Kolben, als auch von der Viskosität des verwendeten Öls bestimmt. Bei Einbau der Gasfeder mit der Kolbenstange nach unten fährt der Kolben beim Ausschieben zunächst durch den gasgefüllten, dann durch den ölgefüllten Teildes Druckrohres. Sobald er in das Öl eintaucht, bewegt sich die Kolbenstange mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit.
Einbauberechnung einer Gasfeder
Mit den STABILUS-Einbauberechnungsprogrammen kann die optimale Gasfeder für den speziellen Anwendungsfall ausgewählt bzw. ausgelegt werden. Dazu sind folgende Angaben zur Anwendung, z. B. zu einer Klappe, notwendig:
- Abmessungen und Gewicht
- Zu realisierender Öffnungswinkel
- Befestigungspunkte für die Gasfedern
Aus diesen Angaben ergeben sich:
- der Hub A [mm]
- die ausgeschobene Länge B [mm]
- die Ausschubkraft F 1 [N]
- die Anschlusstechnik
In einem weiteren Schritt kann dann der gewünschte Ausschub- und Dämpfungscharakter abgestimmt werden.
Bestimmung der Ausschubkraft F1 [N]
bei 20°C
G = Gewicht der Klappe in kg
L = Abstand des Schwerpunktes zum Drehpunkt in mm
b = Wirksamer Hebelarm der Gasfeder in mm, Klappe geöffnet
13 = Umrechnungsfaktor kg-N + Sicherheitsreserve
P = Klappenbefestigung ca. 2/3 L
n = Anzahl der Gasfedern (Standard: n = 2)
D = Wirksamer Hebelarm der Schwerkraft in mm bei geöffneter Klappe
Beispiel:
G = 30kg, D = 400mm, b = 200mm, n = 2
F1 = 30 x 400 x 13 = 390 N
200 x 2
Einbaulage
Vorzugsweise sollten Gasfedern – außer sie sind für lageunabhängigen Einbau vorgesehen – mit im Ruhezustand nach unten gerichteter Kolbenstange eingebaut werden. Dadurch wird stets für eine optimale Schmierung des Führungs- und Dichtungssystems gesorgt.
Belastung
Um die Lebensdauer nicht zu beeinträchtigen, dürfen Gasfedern keine Verkantungen, Biege- oder Querkräfte erfahren. Durch geeignete Anschlussstücke wie z. B. Winkelgelenke kann die verkantungsfreie Anlenkung sichergestellt werden.
Funktionssicherheit
Die Funktionssicherheit der Gasfeder ergibt sich maßgeblich durch die glatte Kolbenstangenoberfläche und durch Dichtungen, die den Gasdruck im Inneren halten. Um sie zu schützen, dürfen keine Biegebelastungen auf die Gasfeder ausgeübt werden. Beschädigungen durch nachträgliche mechanische Bearbeitung oder gar Schweißungen an der Gasfeder sowie Verunreinigungen oder Farbe auf der Kolbenstange können zum Ausfall der Geräte führen.
Temperaturbereich
Der Standardtemperaturbereich, für den STABILUS Gasfedern ausgelegt sind, liegt zwischen -30 ° C und + 80 ° C. Selbstverständlich sind auch Gasfedern für extremere Belastungen verfügbar.
Lebensdauer und Wartung
Gasfedern sind wartungsfrei! Es bedarf keiner Wartung wie Ölen oder Fetten. Sie sind stets für die jeweiligen Anforderungen ausgelegt und arbeiten über viele Jahre hinweg störungsfrei.
Lagerung
Wenn Gasfedern eingelagert werden, sollte dies vorzugsweise mit nach unten gerichteter Kolbenstange erfolgen. Nach einer maximalen Lagerzeit von 6 Monaten sollten die Gasfedern betätigt werden.
Entsorgung
Werden Gasfedern nicht mehr benötigt, sollten sie umweltgerecht entsorgt werden. Die Entsorgungsvorschriften können bei uns nachgefragt werden (STAB-Spec. 1000 - 9375).
Empfehlung
Unsere Spezialisten unterstützen Sie mit Hilfe eines hochwertigen Einbauprogramms, die passende Gasfeder für Ihre Anwendung zu finden.
