Technik

Gasfedern unter die Lupe genommen

Mittwoch, 10-9-2014  

Die aus einer pneumatischen Feder bestehenden Gasfedern oder auch Gasdruckfedern, werden in vielen Ausführungen angeboten. Unter den diversen Ausführungen gibt es Standardgasfedern ebenso wie maßgefertigte Federn. Die Gasfedern sind mit einem Kolbenpaket bestückt und bestehen aus einer Kolbenstange und einem Präzisionsdruckrohr. Sie sind mit Gas (Stickstoff) befüllt. Der Fülldruck ist abhängig von der gewünschten Ausschubkraft und von der Baureihe. Um das Innenrohr des Druckrohres abzudichten, bestehen die Gasfedern aus einem abgestimmten Führungs- und Dichtungspaket.

Wie die Gasfedern funktionieren
Gasfedern sind ein sogenanntes Verstellelement und bestehen aus einem Druckrohr, das hydropneumatisch ist. Ebenso besitzen Gasfedern Kolben und Kolbenstangen. Sie bestehen aus den entsprechenden Anschlüssen. Das Gas in den Gasfedern ist komprimiert. Das heißt, die Menge wird von einem Innendruck bestimmt und wird voreingestellt. Die Gasfedern funktionieren, indem Druck auf die Querschnittsfläche der Kolbenstange wirkt. Kraft entsteht in der entsprechenden Ausschubrichtung. Der Kolben der Gasfedern hat eine sogenannte Überströmöffnung, die zur Führung und zur Dämpfung dient. Innerhalb der physikalischen Grenzen kann der Fülldruck exakt festgelegt werden.
Des Weiteren befinden sich in einem Zylinder freibewegliche Kolben. Je nachdem, wofür die Gasfedernangewandt werden, können die Kolben beidseitig oder auch nur einseitig mit Stickstoff befüllt werden. Es gibt Gasdruckfedern, die einen zusätzlichen Trennkolben besitzen, und die sehr aufwendig konstruiert wurden. Dieser Trennkolben trennt das Gas von dem Ölbereich. Einfache Bauformen werden nur mit Stickstoff befüllt.
Ein Querschnitt des Kolbens bestimmt das Maß der Dämpfung. Aus dem Kolben (Düse) kann Gas strömen, weil sich dort eine kleine Öffnung befindet. Wenn Gas aus der Düse strömt, entsteht eine sogenannte Einfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange. Der Durchmesser der Öffnung bestimmt das Maß der Federdämpfung. Ebenso enthalten die Federn Öl, das zur Dämpfung und Schmierung dient. Eine Dichtung befindet sich im Bereich der Kolbenstange, damit aus den Gasdruckfedern kein Gas entweichen kann.

Das beinhaltet eine Gasfeder:

1. Kopfstück
2. Kolbenstangen-Abstreifer
3. Kolbenstange
4. Stützring (für die Dichtung)
5. Führungsbuchse
6. Dichtung (O-Ring)
7. Zylinder
8. Kolben
9. Kolbenstangendichtung (Wellendichtung)
10. Führungsbuchse
11. Öffnung
12. Ventil
13. Verschlussschraube

Es ist ein in sich geschlossenes Element und wartungsfrei: die Gasfeder. Wird ein hoher Kraftaufwand benötigt und Massen müssen gehoben oder gesenkt werden, werden diese Gasfedern kontrolliert eingesetzt. Befindet sich viel Öl in einer Gasfeder, ist weniger Raum für das Gas vorhanden. Die Ölmenge beeinflusst den Innendruck der Gasfeder. Auf die Querschnittsfläche der Kolbenstange wirkt der Innendruck der Gasfeder. Daraus kann wiederum die Ausschubkraft resultieren. Die Kolbenstange wird ausgefahren, wenn diese nicht belastet wird. Das Volumen im Zylinder und das Gas werden komprimiert, wenn die Kolbenstange der Gasfeder eingeschoben wird. Experten nennen dies Progression. Es ist ein Kraftanstieg, der abhängig vom Durchmesser der Kolbenstange ist und vom Volumen des Zylinders.
Die Federn führen verschiedene Aufgabenbereiche durch. Diese können zum einen zur stufenlosen Arretierung dienen und zum anderen zur Kraftunterstützung. Die Kolbenstangen enthalten eine Feststelleinheit, damit eine stufenlose Arretierung durchgeführt werden kann. So entstehen durch die Arretierung Axialkräfte in beide Lastrichtungen. Eine Axialkraft ist verantwortlich für ein tieferes Eindringen einer Schraube.

Dafür wird die Gasfeder verwendet
Motorhauben, Kofferraumklappen oder Bürostühle; Gasdruckfedern werden oft angewandt, um einen Gewichtsausgleich herzustellen. Sie dienen für diverse Haltevorrichtungen oder Vorrichtungen für Öffnungen. Auch in Flugzeugen (beispielsweise im Fluggastraum) werden Gasdruckfedern häufig vorgefunden. Für spezielle Einsätze in der Nahrungsmittel- und Chemieindustrie sowie im Bootsbau werden ebenso Gasdruckfedern genutzt. Die Verarbeitung der Federn besteht aus Edelstahl und ist sehr hochwertig, weil das Material rostfrei ist und chemikalienbeständig. Die Federn gibt es in Edelstahl- oder Stahlausfertigung.
Die Federn unterstützen nicht nur die Handkraft bei einer Klappenöffnung, sondern sie wirken auch entgegen der Gewichtskraft. Zu sehen ist dies auch im privaten Bereich bei Sport-, Haushalts- und Freizeitgeräten. Aber auch die Medizintechnik nutzt die Gasdruckfedern. Dafür sind bestimmte Anschlüsse und Beschläge notwendig und vorhanden.
Einige Gasdruckfedern blockieren. Damit können die Federn verstellt und gedämpft werden. Ebenso können diese Federn stufenlos arretiert werden. Das erreicht ein entsprechendes Ventilsystem, das die Bauform der Feder nicht verändert. Es gibt ein Sitz- und ein Schiebeventil, das beispielsweise bei Drehstühlen eingesetzt wird, damit die Stühle höhenverstellbar sind. Komfort und Sicherheit sorgen für eine stufenlose Einstellung der Federn. Ebenso besteht eine gedämpfte Höhenverstellung.
Zu den nicht blockierenden Gasfedern gehört ein angepasstes Dichtungssystem. Dieses Dichtungssystem ist mit einem hydraulischen und einer dynamischen Bewegungsdämpfung versehen. Das Verstellen und das Dämpfen der Gasfedern ist die maßgebliche Aufgabe des nicht blockierenden Systems.
Sofern die Gasfeder über nicht mehr genügenden Druck verfügt, kann dieser Druck abgelassen werden, und zwar kontrolliert. Durch die Weiterentwicklung der kraftablassbaren Gasfedern ist dies jederzeit möglich. Der sich an der Gasfeder befindliche Ventilstift wird mit einem Inbusschlüssel rechts herumgedreht. So kann bei jeder Umdrehung Gas entweichen. Damit wird erreicht, dass die Gasfeder zu schwach wird und seine eigentlichen Aufgaben nicht mehr ausführen kann. Es können ebenso mehrere Federn benutzt werden. Sie können auch dann einen gleichen Druck ausüben, wenn dieselbe Anzahl der Umdrehungen des Ventilstifts ausgeübt werden. Verschwindet die Kraft und ist zu niedrig, werden die Federn erneut mit Gas befüllt.
Weil die Gasfedern physikalischen Eigenschaften unterliegen, können durch das Befüllen mit Stickstoff Toleranzen entstehen. Generell wird an der obersten Toleranzgrenze das Befüllen mit Gas angesetzt. DieGasfedern heben, schließen, senken, verstellen, dämpfen und öffnen komfortabel und sicher.
Der als Hauptlieferant für diverse in der Industrie führenden Autohersteller ist auch der Lieferant für dieGasfedern: AIRAX. Die Gasfedern werden in unterschiedlichster Form und Ausführungen geliefert und in einer kurzen Lieferzeit. Nach Wunsch gibt es auch eine Maßanfertigung. Die Gasfedern werden mit einem Hub von wenigen Millimetern oder auch mehreren Metern mit einer Schubkraft von bis zu 17.550 Newton gefertigt.


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