La molla a gas è concepita e costruita per alleggerire o controbilanciare un peso diversamente oneroso per l’utente o per la struttura in cui viene inserita. Rispetto alle tradizionali molle meccaniche (siano esse elicoidali, a tazza, in gomma), le molle a gas hanno una curva di forza quasi piatta anche per corse molto lunghe.
Componenti e Funzionamento di una Molla a Gas
La molla a gas, nella versione più semplice, è composta da un corpo cilindrico (C) e da un’asta in acciaio rettificata (S) denominata stelo, alla cui estremità è ancorato un pistone (P), che compie cicli di compressione ed estensione dal corpo (C) attraverso una guida a tenuta. Il corpo contiene gas azoto in pressione (indicato dalle frecce) e olio (O). Il gas comprimendosi per l’entrata dello stelo restituisce una spinta comportandosi come una molla.
Poiché la variazione avviene a volume costante, l’espansione o la contrazione fa aumentare o diminuire la pressione interna. Negli smorzatori idraulici si sfrutta l’effetto frenante dell’olio per rallentare per es. un’anta in caduta.
Forze in Gioco: Apertura, Chiusura e Attrito
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.
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.
D: Distanza in mm.L: Lunghezza in mm.
Applicazioni e Installazione
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.
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). 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 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. 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 (per es.
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.
Nel caso in cui la molla a gas rimanga inutilizzata per molto tempo possono verificarsi fenomeni di incollaggio dei particolari.
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.
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