Gasfeder auslegen: Diese Angaben brauchen wir
Eine Gasfeder soll eine Klappe sicher öffnen, in der gewünschten Stellung halten und sich trotzdem leicht schließen lassen. Ob das klappt, hängt an fünf Werten: Gewicht, Schwerpunkt, Drehpunkt, Öffnungswinkel und Bauraum. Wenn Sie uns diese Werte nennen, rechnen wir zusammen mit Bansbach easylift die passende Gasfeder aus. Wie Sie die Werte an Ihrer Klappe messen, steht in Abschnitt 3.
Inhalt:
1. So funktioniert eine Gasfeder
Eine Gasfeder ist ein geschlossener Zylinder, gefüllt mit Stickstoff unter hohem Druck und einer kleinen Menge Öl. Der Druck wirkt auf den Querschnitt der Kolbenstange und schiebt sie heraus. Diese Ausschubkraft F1 ist die wichtigste Kenngröße. Bansbach gibt sie bei ausgefahrener Kolbenstange an, gemessen bei 20 °C. Standardausführungen reichen von 10 N bis 5.000 N, die zulässige Toleranz liegt allgemein bei +40 N/−20 N bzw. ±5 bis 7 %.
Beim Einschieben wird das Gas verdichtet, die Kraft steigt deshalb von F1 auf F2. Bei der Bansbach Baureihe 8/19 sind das etwa 33 %, bei 8/22 etwa 22 %. Die Einschubkräfte F3 und F4 liegen etwas darunter, der Unterschied ist die Reibung FR. Bei Bansbach ist sie besonders gering.
Wie schnell die Stange aus- und einfährt und wie weich sie in der Endlage ankommt, stellt Bansbach über Düsenbohrungen und Ölmenge in mehreren Stufen ein. Die Einbaulage ist dabei frei. Eine Fettkammer im Führungslager schmiert die Dichtung, deshalb dürfen Bansbach Gasfedern in jeder Lage eingebaut und gelagert werden. Nur die Endlagendämpfung arbeitet mit dem Öl und wirkt deshalb nur, wenn die Kolbenstange in der Endlage nach unten zeigt.
Mit der Temperatur ändert sich die Kraft um etwa 3,3 % je 10 °C, bezogen auf 20 °C. Standard-Gasfedern arbeiten von −40 °C bis +60 °C, mit Sonderdichtungen bis 200 °C.
2. Die Angaben im Überblick
Ob Klappe, Haube oder Deckel: Bansbach unterscheidet drei Einbausituationen, je nachdem, wo der Drehpunkt liegt. Gemessen wird immer vom Drehpunkt aus, 0° ist waagerecht.
Skizzen: Bansbach easylift. Alle Maße x/y in mm ab Drehpunkt, SP = Schwerpunkt, H = Handangriffspunkt, x1/y1 und x2/y2 = mögliche Befestigungspunkte der Gasfeder.
Die wichtigsten Angaben:
- Einbausituation 1, 2 oder 3, dazu eine Skizze, Zeichnung oder ein Foto mit Maßen
- Gewicht der Klappe in kg, einschließlich aller Anbauteile
- Schwerpunkt SP als x/y in mm ab Drehpunkt
- Handangriffspunkt bzw. Klappenlänge H in mm ab Drehpunkt
- Start- und Endwinkel, zum Beispiel von 0° (geschlossen) bis 90° (senkrecht offen)
- Gewünschte Handkraft bzw. Haltekraft, die beim Öffnen und Schließen bleiben soll
- Anzahl der Gasfedern pro Klappe, meist eine oder zwei
- Befestigungspunkte der Gasfeder am Rahmen (x1/y1) und an der Klappe (x2/y2), am besten als Bereich von minimal bis maximal. Fehlen sie, macht Bansbach einen Einbauvorschlag.
- Stückzahl (Muster, Kleinserie oder Serie)
Dazu kommt, wie sich die Klappe verhalten soll. Öffnet sie von selbst, bleibt sie nur oben stehen oder in jeder Zwischenstellung? Und soll sie sanft in die Endlage einlaufen?
Für die Ausführung fragen wir außerdem nach:
- Temperaturbereich im Betrieb, innen oder außen
- Feuchtigkeit, Reinigung mit Wasser oder Chemikalien, Lebensmittelkontakt
- gewünschte Anschlussteile an Kolbenstange und Zylinder, zum Beispiel Gewinde, Auge, Gabelkopf oder Winkelgelenk
- Sonderwünsche wie Edelstahl, Abstreifer, Schutzrohr oder ein Ventil zum Einstellen der Kraft
- erwartete Zahl der Hübe über die Lebensdauer
3. So ermitteln Sie Schwerpunkt und Maße
Gemessen wird von der Drehachse aus, mit der Klappe in waagerechter Lage. x ist die waagerechte, y die senkrechte Richtung.
Das Gewicht ermitteln Sie am genauesten auf der Waage, mit allen Anbauteilen wie Scheiben, Griffen, Dichtungen oder Leitungen. Schon ein kleiner Griff am Klappenende verschiebt das Ergebnis spürbar.
Bei einer gleichmäßigen Platte liegt der Schwerpunkt in der Mitte. Hat die Klappe Anbauteile, hilft eine Kofferwaage: Halten Sie die Klappe damit am Handangriffspunkt waagerecht. Aus dem Momentengleichgewicht folgt der Abstand des Schwerpunkts vom Drehpunkt:
x = FWaage · H / G
Ein Beispiel: Die Klappe wiegt 12 kg, die Waage am 600 mm entfernten Griff zeigt 5 kg. Der Schwerpunkt liegt dann bei x = 5 kg · 600 mm / 12 kg = 250 mm.
Tipp
Geben Sie lieber einen Bereich für die Befestigungspunkte an als einen festen Punkt. Je mehr Spielraum, desto besser lassen sich Kraft, Hub und Handkraft aufeinander abstimmen.
4. Wie wir daraus die Gasfeder berechnen
Die Gasfeder muss das Moment ausgleichen, das das Gewicht der Klappe um den Drehpunkt erzeugt. Bansbach schätzt die nötige Ausschubkraft so ab:
F1 = G · x / (b · X)
- G: Gewicht der Klappe im Schwerpunkt in N (Masse in kg · etwa 10)
- x: waagerechter Abstand des Schwerpunkts SP vom Drehpunkt
- b: Kraftarm der Gasfeder, also der Abstand der Federachse vom Drehpunkt. Er entspricht etwa 85 % des erforderlichen Hubs.
- X: Anzahl der Gasfedern, in der Regel zwei, eine pro Klappenseite
Für die Klappe aus Abschnitt 3 (12 kg, x = 250 mm) mit zwei Gasfedern und 70 mm Kraftarm, also etwa 82 mm Hub, ergibt sich F1 ≈ 120 N · 250 mm / (70 mm · 2) ≈ 215 N je Gasfeder.
Weil sich x und b beim Öffnen ständig ändern, rechnen wir die Kräfte über den gesamten Öffnungswinkel durch. So finden wir Ausschubkraft, Hub und Befestigungspunkte, bei denen die Klappe oben bleibt und sich trotzdem mit wenig Kraft schließen lässt.
Die Temperatur rechnen wir mit ein. Eine bei 20 °C ausgelegte Gasfeder hat bei −20 °C rund 13 % weniger Kraft, bei 60 °C rund 13 % mehr. Im Freien, in Kühlräumen und an warmen Maschinen macht das den Unterschied.
Kraft und Hub bestimmen die Baureihe. Bansbach unterscheidet die Gesamteinbaulänge EL1 einschließlich Anschlussteilen und die Länge EL2 ohne Anschlussteile. Die Einbaulänge ist immer deutlich größer als der doppelte Hub. Im Bansbach Katalog führt zum Beispiel ein Hub von 200 mm bei 500 N zur Baureihe 8/19 mit einer Mindestlänge von 483 mm einschließlich Anschlussteilen.
5. Welche Gasfeder passt?
| Gasdruckfeder | hebt und hält Klappen, Hauben, Deckel und Türen |
| Blockierbare Gasfeder | hält in jeder Zwischenstellung, ausgelöst per Hebel, Bowdenzug oder hydraulisch mit easytouch |
| Gaszugfeder | zieht statt zu drücken, etwa an Türen oder Spannvorrichtungen |
| Edelstahl-Gasfeder | V2A (AISI 304) oder V4A (AISI 316L) für Lebensmittel, Chemie und Nassbereiche, als QuickShip NIRO ab Lager |
| Dämpfer | bremst Bewegungen ab, ohne selbst zu drücken |
| Aktuator easyE-line | wenn die Bewegung elektrisch erfolgen soll |
Optionen wie Dichtungen bis 200 °C, Schutzrohr, erhöhte Reibung oder unterschiedliche Dämpfungsstufen ergänzen das Programm. Gängige Größen der QuickShip-Reihe sind ab Lager im Onlineshop bestellbar. CAD-Daten erzeugt der Bansbach CAD-Konfigurator.
Aus der Praxis
Für Lebensmittelmaschinen liefern wir Edelstahl-Gasfedern mit Edelstahl-Gelenkaugen und FDA-konformem Öl. Mehr Beispiele auf der Seite Verpackung und Lebensmittel.
6. Ersatz für eine vorhandene Gasfeder
Um eine Bansbach Gasfeder nachzubestellen, genügt die vollständige Fertigungsnummer vom Etikett.
Soll eine Gasfeder von Stabilus, Suspa, ACE oder Hahn ersetzt werden, brauchen wir meist nur:
- Aufdruck auf dem Zylinder: Hersteller, Typnummer und Kraft in N
- Einbaulänge EL1 im ausgefahrenen Zustand, von Mitte Anschluss zu Mitte Anschluss
- Hub sowie Durchmesser von Kolbenstange und Zylinder
- Art der Anschlussteile, zum Beispiel Gewinde M8 oder Auge
- ein Foto der Einbausituation
Ist die Kraft nicht mehr lesbar, rechnen wir sie über die Klappendaten aus Abschnitt 2 neu. Passende Ersatztypen finden Sie auch unter Gasfeder Alternative und Ersatz im Onlineshop.
Häufige Fragen
Welche Angaben brauchen Sie mindestens?
Gewicht und Schwerpunkt der Klappe, den Drehpunkt, Start- und Endwinkel und den Bereich, in dem die Gasfeder befestigt werden kann. Eine Skizze oder ein Foto mit Maßen hilft am meisten.
Warum öffnet meine Klappe im Winter nicht mehr?
Die Kraft einer Gasfeder sinkt mit der Temperatur, bei −20 °C um etwa 13 % gegenüber 20 °C. Bei Anwendungen im Freien legen wir die Gasfeder deshalb mit Reserve aus.
Muss die Kolbenstange nach unten zeigen?
Nur wenn eine Endlagendämpfung gewünscht ist, denn sie wirkt über das Öl. Ansonsten können Bansbach Gasfedern dank integrierter Fettkammer in jeder Lage eingebaut und gelagert werden.
Eine oder zwei Gasfedern?
Bei breiten Klappen verhindern zwei Gasfedern ein Verwinden. Die Kraft verteilt sich dann auf beide.
Kann die Klappe in jeder Stellung stehen bleiben?
Ja, mit einer blockierbaren Gasfeder. Sie wird per Hebel, Bowdenzug oder hydraulisch ausgelöst und hält dazwischen jede Position.
Quellen: Katalog und Auslegungsformular von Bansbach easylift. Die Formeln geben eine erste Abschätzung, verbindlich rechnet Bansbach.