Gasfederkraftrechner: So berechnen Sie die erforderliche Kraft anhand von Beispielen

Die korrekte Spezifikation einer Gasfeder beginnt mit einer Zahl: der Kraft, die sie bei der erforderlichen Hubposition liefern muss. Die eigentliche Berechnung ist eine Momentenbilanz, keine einfache Gewichtsschätzung. Wenn Sie sich für eine Gasfeder entscheiden, die nur dem Gewicht eines Deckels, einer Tür oder eines Sitzes entspricht, ist die Einheit wahrscheinlich entweder zu schwach, um das Teil offen zu halten, oder so stark, dass das Teil nach oben knallt. Dieser Artikel erklärt die Kraftgleichung, die Variablen a Rechner für die Kraft der Gasfeder Bedürfnisse, ein praktisches Beispiel und die praktischen Fehler, die in der Werkstatt auftauchen.

Beginnen Sie mit der grundlegenden Gasfederkraftgleichung

Die theoretische Ausgangskraft einer Gasfeder beträgt F = P × A , wobei P der Stickstoffinnendruck und A die effektive Kolbenfläche ist. Der Hersteller bewertet diese Kraft normalerweise an einem definierten Punkt des Hubs, normalerweise bei vollständig ausgefahrener Stange. Diese Wertung wird F1 genannt.

F2 ist die Kraft, die bei vollständig zusammengedrückter Stange gemessen wird. Der Unterschied zwischen F1 und F2 ergibt sich aus der inneren Reibung und der Änderung des Gasvolumens, wenn sich die Stange in den Zylinder bewegt. In einer typischen Einheit beträgt der Unterschied 10 bis 20 Prozent, und das ist wichtig. Wenn Sie nur eine Nennkraft anwenden, kann es sein, dass sich die Feder gegen Ende der Kompression zu weich oder gegen Ende der Ausdehnung zu hart anfühlt.

Was F1 und F2 in der Praxis bedeuten

Fordern Sie bei Designarbeiten immer beide Werte an, wenn Sie einen Lieferanten um ein Angebot bitten. Eine Gasfeder, die den berechneten F1-Wert erfüllt, aber einen ungewöhnlich hohen F2-Wert aufweist, verhält sich anders, wenn eine Person das bewegliche Teil nach unten drückt. Dies ist besonders wichtig bei Sitzmöbeln und Zugangsklappen, bei denen kontrollierte Bewegungen Teil des Benutzererlebnisses sind.

So modelliert ein Gasfederkraftrechner Ihre Anwendung

Wichtige Eingaben, die Sie benötigen, bevor Sie die Zahlen ausführen

Ein Kraftrechner ist nur so gut wie die Eingaben, die Sie ihm geben. Sammeln Sie vor der Berechnung Folgendes:

• Gewicht des beweglichen Teils, einschließlich Griffen, Scharnieren und allen daran befestigten Komponenten.
• Lage des Scharniers oder der Drehachse.
• Abstand von der Schwenkachse zum Schwerpunkt des beweglichen Teils.
• Position der Gasfeder-Befestigungspunkte sowohl am festen Rahmen als auch am beweglichen Teil.
• Hublänge und der Öffnungswinkel, den Sie erreichen möchten.
• Erwarteter Betriebstemperaturbereich.

Die Momentengleichung

Bei der Berechnung handelt es sich um eine Momentenbilanz um die Drehachse:

Fspring × dspring = W × dcg

Fspring ist die von der Gasfeder gelieferte Kraft, dspring ist der senkrechte Abstand von der Drehachse zur Mittellinie der Feder, W ist das Gewicht des beweglichen Teils und dcg ist der horizontale Abstand von der Drehachse zum Schwerpunkt. Da sich dspring und dcg mit dem Öffnungswinkel ändern, müssen Sie mindestens drei Positionen überprüfen: geschlossen, teilweise geöffnet und vollständig geöffnet. Die Position, die die höchste Federkraft erfordert, legt den Nennwert fest, den Sie angeben sollten.

Teilen Sie bei einer Installation mit zwei Federn die erforderliche Kraft auf die beiden Einheiten auf. Fügen Sie eine Sicherheitsmarge von etwa 10 bis 15 Prozent hinzu, um Dichtungsverschleiß, Drucktoleranzen und Produktionsschwankungen abzudecken.

Ein typischer Online-Rechner geht von einer vereinfachten Geometrie aus. Wenn Ihre Montagepunkte nicht symmetrisch sind, verwenden Sie den Rechner als Ausgangspunkt und überprüfen Sie die kritische Position in Ihrem CAD-Modell von Hand.

Ausgearbeitetes Beispiel: Dimensionierung einer Gasfeder für einen schweren Deckel

Stellen Sie sich einen Deckel vor, dessen Schwerpunkt bei geschlossenem Deckel 300 mm vom Scharnier entfernt liegt. Der Deckel wiegt 150 N und Sie planen den Einsatz von zwei Gasfedern. Die folgende Tabelle zeigt die erforderliche Kraft pro Feder an drei Positionen basierend auf einer einfachen Momentenbilanz.

Die geschlossene Position erfordert die höchste Kraft. Die Multiplikation von 187,5 N mit einer Sicherheitsmarge von 15 Prozent ergibt: 216 N pro Feder . Dies bedeutet, dass die angegebene F1 für jede Feder mindestens 216 N betragen sollte. Ein Kraftrechner, der nur nach dem bewegten Gewicht fragt, wird diese Zahl übersehen, da das Moment vom Hebelarm und nicht nur vom Gewicht abhängt.

Prüfen Sie in der Praxis auch, ob die Gasfeder mit der Stange nach oben, unten oder zur Seite eingebaut wird. Die Ausrichtung verändert die Reibung und die interne Schmierung, sodass sich derselbe F1 in einer Montageposition steifer anfühlen kann als in einer anderen. Wenn der berechnete Wert mit keinem Standardprodukt übereinstimmt, ist eine kundenspezifische Einheit mit angepasstem Gasdruck in der Regel die bessere Lösung als eine Änderung der Befestigungspunkte.

Häufige Fehler bei der Berechnung der Gasfederkraft

Selbst mit der richtigen Formel können kleine Fehler dazu führen, dass die Feder zu schwach oder zu aggressiv ist. Die folgenden Fehler sind diejenigen, die wir am häufigsten in Produktionszeichnungen und Rücksendeanfragen sehen.

1. Verwendung des vollen Gewichts des beweglichen Teils, anstatt dessen Moment um das Scharnier zu berechnen. Das Gewicht allein sagt nichts über die erforderliche Kraft aus.
2. Vorausgesetzt, die Gasfederkraft ist über den gesamten Hub konstant. F1 und F2 sind unterschiedlich und auch die Hebelarme ändern sich.
3. Es wird nur die geschlossene Position überprüft. Der Kraftbedarf kann dort am geringsten sein, wenn sich die Federbefestigungsgeometrie ändert. Überprüfen Sie daher immer mindestens drei Winkel.
4. Hinzufügen eines übergroßen Sicherheitsfaktors. Ein Spielraum von 30 Prozent kann dazu führen, dass die Feder so stark ist, dass ein leichter Bediener den Deckel nicht schließen kann, insbesondere wenn die Feder nahe am Scharnier montiert ist.
5. Temperatureffekte werden ignoriert. Der interne Gasdruck ändert sich proportional zur absoluten Temperatur, sodass ein Gerät mit einer Nenntemperatur von 23 °C bei direkter Sonneneinstrahlung oder in einer heißen Werkstatt deutlich mehr Kraft liefern kann.

Ein typischer Fall, den wir gesehen haben, war eine 200-N-Abdeckung, die mit einer 500-N-Feder ausgestattet war. Der Monteur nutzte direkt das Deckelgewicht, ohne den kurzen Hebelarm der Feder zu berücksichtigen. Die Abdeckung flog so schnell auf, dass kleine Bediener sie nicht kontrollieren konnten. Eine Neuberechnung mit dem realen Hebelarm wies auf eine 300-N-Einheit hin und das Problem verschwand.

Von der Berechnung zum realen Produkt: Anpassung der Kraft an die Anwendung

Ein Kraftwert ist nur der Ausgangspunkt. Die richtige Einheit muss außerdem über den richtigen Hub, die richtigen Endanschlüsse, das richtige Dämpfungsverhalten und die richtige Montagegeometrie für das Produkt verfügen, das Sie bauen.

Bei Sitzanwendungen ist die Last kein statischer Deckel, sondern eine sich bewegende Person. Das Gleichgewicht zwischen F1, Dämpfung und Verriegelungskraft entscheidet darüber, ob der Sitz sanft fährt oder ruckelt. Wenn Sie an Barhockern oder ähnlichen höhenverstellbaren Sitzgelegenheiten arbeiten, Gasfedern für Barhocker sollte auf den erwarteten Gewichtsbereich des Benutzers und den Höhenverstellweg abgestimmt sein. Unser Passende Gasfedern für das Design und die Gewichtsanforderungen des Barhockers Der Leitfaden behandelt diese Variablen ausführlicher.

Barhocker Gasfedern Lieferanten, Fabrik - Changzhou Andefu Gas Spring Co., Ltd Andefu ist China Lieferanten und Fabrik für Barhocker-Gasfedern, kundenspezifische Barhocker-Gasfedern zum Verkauf, die Barhocker-Gasfedern der Serie ADF-243 ... Produkt anzeigen →

Für Schranktüren, Maschinenschutzvorrichtungen und Zugangsklappen a Stützgasfeder Bietet eine vorhersehbare Hubkraft bei einfacher Montageanordnung. Bei diesen Produkten ist das Momentengleichgewicht im geschlossenen Zustand normalerweise die Zahl, die die F1-Bewertung definiert.

Hersteller von Gasfederunterstützungen, Lieferanten von Gasfeder-Hebeunterstützungen ADF ist ein Hersteller von Gasfederunterstützungen, ein Lieferant von Gasfederhebeunterstützungen und eine Fabrik für Gasfederhebeunterstützungen in China. Produkt anzeigen →

Wenn das bewegliche Teil an einer Zwischenposition gehalten werden muss, z. B. an einem Monitorarm oder einer Wartungsklappe, a arretierbare Gasfeder sorgt für Positionsverriegelung überall im Hub. Überprüfen Sie die Verriegelungskraft an der Stelle, an der die Last am höchsten ist, und nicht nur an der vollständig geschlossenen Position. Einen ausführlicheren Vergleich finden Sie in unserem Auswahlhilfe für einstellbare Gasdruckfedern .

Hersteller von abschließbaren Gasfedern, Lieferanten von abschließbaren Gasfedern Hersteller von verstellbaren Gasdruckfedern in China, Lieferanten und Hersteller von Gasdruckfedern, ADF bietet kundenspezifische Gasdruckfedern, verstellbare ... Produkt anzeigen →

Die Montageposition selbst verändert den wirksamen Hebelarm, sodass sich der gleiche Kraftwert bei einem kurzen, steifen Arm anders anfühlen kann als bei einem längeren, weicheren. Überprüfen Sie vor der Bestellung immer den tatsächlichen Abstand von der Mittellinie der Gasfeder zum Drehpunkt in Ihrem CAD-Modell.

Warum Rechnerergebnisse bei einem Hersteller validieren?

Ein berechneter F1-Wert ist eine theoretische Zahl, keine endgültige Spezifikation. Echte Produktionseinheiten werden durch Stangendurchmesser, Dichtungsreibung, Ölfüllung, Montagehalterungen und die genaue Position der Befestigungspunkte beeinflusst. Aus diesem Grund kann Ihnen ein Hersteller mit internen Tests Zeit und Nacharbeit ersparen.

Bei ADF entwickeln wir Gasfedern und Zylinder anhand von Kundenzeichnungen oder Mustern, prüfen jeden Prozessschritt und unterstützen sowohl OEM- als auch Aftermarket-Projekte. Mit 15 Produktionslinien und einem Team von mehr als 130 Mitarbeitern sind wir darauf eingestellt, kundenspezifische Hublängen, spezielle Endanschlüsse und Kraftwerte zu verarbeiten, die nicht immer den Standardkatalogen entsprechen.

Beginnen Sie mit einem Momentenausgleich, überprüfen Sie die geschlossene und offene Position, fügen Sie eine kleine Sicherheitsmarge hinzu und besprechen Sie das Ergebnis dann mit einem Hersteller, bevor Sie eine Bestellung aufgeben. Diese Kombination ist zuverlässiger als jeder eigenständige Rechner.