I pistoni idraulici, spesso chiamati molle a gas, sono dispositivi utilizzati per facilitare l'apertura e la chiusura di portelloni, ante, coperchi e cofani. Essi mantengono aperti questi componenti in modo sicuro e ne permettono una chiusura silenziosa e controllata.
Componenti e Funzionamento di una Molla a Gas
La molla a gas, nella sua versione più semplice, è composta da:
- Un corpo cilindrico (C)
- Un'asta in acciaio rettificata (S) denominata stelo, con un pistone (P) ancorato all'estremità.
Il pistone compie cicli di compressione ed estensione all'interno del corpo (C) attraverso una guida a tenuta. All'interno del corpo cilindrico è contenuto gas azoto in pressione e olio (O).
Il gas, comprimendosi per l’entrata dello stelo, restituisce una spinta comportandosi come una molla. Rispetto alle tradizionali molle meccaniche, le molle a gas hanno una curva di forza quasi piatta anche per corse molto lunghe.
Negli smorzatori idraulici si sfrutta l’effetto frenante dell’olio per rallentare, ad esempio, un’anta in caduta. Poiché la variazione avviene a volume costante, l’espansione o la contrazione fa aumentare o diminuire la pressione interna.
Forze in Gioco
Nel grafico è espressa la forza in chiusura F3 e la forza in apertura F1. Si noti come F3 e F1 siano rispettivamente maggiore e minore alla linea media che identifica la forza di spinta statica FM. Questa differenza è l’attrito che viene indicato con FR.
Altre componenti interagiscono con questo dato di base e si rilevano soprattutto nella fase “dinamica” della molla. Ci riferiamo in particolare agli attriti prodotti dalle guarnizioni di tenuta e dalle guide di supporto stelo.
Installazione Corretta
La molla a gas deve essere applicata allineando l’attacco superiore ed inferiore per non porre sotto stress la guarnizione. La temperatura di esercizio è -30° +80° C.
Ecco alcuni suggerimenti per una corretta installazione:
- Applicazioni a molla orizzontale
- Applicazioni nelle quali la molla venga applicata con lo stelo più in alto rispetto al corpo (sconsigliate)
- Applicazioni in cui la molla si ribalta per effetto dei punti di fissaggio.
Anche in queste applicazioni si deve considerare di posizionare la molla a gas con lo stelo rivolto verso il basso quando è nella posizione di tutto chiuso con lo stelo compresso nel cilindro.
In alcune applicazioni (per es. apertura baule automobili) il movimento di apertura della molla a gas potrebbe far ruotare la molla sotto sopra tra la posizione di tutto aperto e tutto chiuso (es. pag. 10).
In questo esempio (tipica applicazione della molla a gas per il sollevamento di ante e sportelli) si consiglia di fissare il punto S arretrandolo di 30/40 mm. In questo caso il risultato F1 è da intendersi come F2 (forza in tutto chiuso). Pertanto il risultato ottenuto va diviso per il fattore di incremento di spinta.
In questo esempio (tipica applicazione su portelloni posteriori automobili) la figura mostra la molla con lo stelo rivolto verso l’alto.
Manutenzione e Durata
La lunga durata è funzione di una corretta lubrificazione delle guarnizioni di tenuta.
La superficie dello stelo è importante per la tenuta della pressione del gas, per tale motivo non deve essere intaccato da corpi contundenti od abrasivi o da eventuali sostanze chimiche corrosive.
Le molle a gas devono essere immagazzinate e montate col pistone rivolto verso il basso e a 45 gradi rispetto all'orizzontale. Questo è importante, per assicurare che le guarnizioni interne rimangano lubrificate dall'olio contenuto nella molla a gas. Se una molla a gas è montata orizzontalmente o con il pistone verso l'alto, l'olio fuoriesce dalle guarnizioni provocando perdite, che a loro volta causeranno un montaggio errato.
Utilizzare sempre sia la corsa più breve possibile che il diametro del cilindro più grande possibile, al fine di assicurare la longevità delle molle.
Le molle a gas sono progettate per eseguire non più di 5 corse al minuto in un ambiente di 20 ° C. Se questo limite viene superato, si creerà un accumulo di calore all'interno della molla a gas, che potrebbe provocare perdite delle guarnizioni.
Le molle a gas sono progettate per mantenere circa 30.000 movimenti se montate correttamente.
Si raccomanda di utilizzare sempre arresti fisici nelle costruzioni, poiché ciò garantirebbe che la molla a gas non venga utilizzata con carichi superiori a quelli per i quali è stata progettata. Il movimento della molla a gas viene smorzato solo nell'ultima sezione, evitando così l'estensione completa del pistone.
Le molle a gas perdono leggermente pressione nel tempo, rispetto alla pressione originale al momento del loro montaggio. Si consiglia di assicurarsi che la funzione della molla a gas sia conforme ai requisiti di costruzione. In caso di dubbio sostituirla.
Smaltimento Sicuro
Prendere la molla a gas da rottamare ed assicurarsi che lo stelo sia tutto fuori quindi, dopo averla fissata in modo sicuro su una morsa di un trapano, procedere a forare il cilindro facendo uso di una punta di diametro compreso tra 1 e 2 mm. Il cilindro va forato ad una distanza di circa 5 mm.
Procedere nella foratura lentamente al fine di evacuare i trucioli e, non appena la parete del cilindro viene forata, il gas contenuto nel cilindro uscirà velocemente.
Riparazione
Se una molla a gas ha perso la sua forza, nella stragrande maggioranza dei casi, ciò è dovuto a guarnizioni difettose o secche per mancanza di lubrificante e che non possono essere sostituite.
Modelli Disponibili
Serie di pistoni a gas per apertura con estrema facilità di portelloni, ante, coperchi, cofani... li mantengono aperti in modo sicuro e fanno in modo che si chiudano silenziosamente e dolcemente senza alcun urto rumoroso. L'apertura risulta facile anche in presenza di componenti pesanti.
| Modello | Estensione Max (mm) | Corsa (mm) | Forza (Kg) | Ø Cilindro (mm) | Ø Asta (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| 242/80 | 242 | 80 | 6 | 15 | - |
| 250/90 | 242 | 90 | 12 | 15 | - |
| 280/120 | 280 | 120 | 30 | 19 | - |
| 400/150 | 392 | 160 | 40 | 19 | - |
| 450/160 | 455 | 200 | 40 | 19 | - |
| 500/210 | 507 | 225 | 20 | 19 | - |
| 550/235 | 550 | 240 | 40 | 19 | - |
| 650/270 | 632 | 250 | 40 | 19 | - |
| 600/250 | 600 | 250 | 30 | 22 | - |
| 632/250 | 632 | 250 | 40 | 22 | - |
| 700/300 | 700 | 300 | 45 | 22 | - |
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