I sistemi di molle a gas

Cos’è una molla a gas? 

Per studiare i sistemi di molle a gas, in cui Faizanè si impegna da anni offrendo un catalogo completo di prodotti di qualità, possiamo iniziare chiarendo il funzionamento di questi componenti meccanici piuttosto complessi.

Le molle a gas di produzione standard sono costituite da uno stelo che può scorrere all’interno di un cilindro contenente olio lubrificante e un qualunque gas inerte. Quando lo stelo si muove, a causa di una forza esterna che ne provoca l’apertura o la chiusura, il sistema di fluidi costituito dal gas contenuto nel cilindro, solitamente azoto, e dall’olio minerale, risponde con una forza che oppone resistenza al moto provocato dai carichi esterni o che aiuta, a seconda dei casi, a sostenere l’allungamento della molla.

In una molla a gas, infatti, il pistoncino collegato allo stelo crea due volumi diversi separati da una guarnizione di tenuta studiata in modo specifico per trattenere l’azoto. I due volumi, come accennato prima, contengono fluidi diversi: lo spazio accanto al foro attraverso il quale scorre lo stelo contiene dell’olio minerale, che assolve anche ad un’importante funzione lubrificante, mentre nell’altro è confinato dell’azoto sotto pressione. La collocazione dell’azoto è tale per cui, se l’asta è completamente chiusa il gas occupa il volume minimo possibile e raggiunge, di conseguenza, il massimo valore di pressione e quindi di forza impressa al pistoncino.

Questa configurazione, ossia quella di chiusura totale, coincide, solitamente, con la posizione di riposo della molla a gas e, nei casi in cui il sistema consista nel supporto di un elemento mobile, si realizza quando lo sportello, la porta o il meccanismo è chiuso. Infatti, nel momento in cui una forza esterna comanda l’apertura dell’elemento mobile e quindi l’allungamento della molla, l’azione del gas compresso si somma alla forza di apertura e sostiene l’elemento mobile in posizione.

In questo modo, nel momento di massima estensione dello stelo, una molla a gas si comporta praticamente come un elemento rigido, in grado di produrre una reazione vincolare che equilibra il peso proprio dell’elemento da sostenere. In altre parole, anche quando lo stelo è completamente uscito e il volume a disposizione del gas inerte è quello massimo, è comunque presente una forza residua che, per la propria importanza, è uno dei parametri fondamentali che guidano la scelta tra i diversi modelli di molle a gas.

Faizanè e la sua esperienza con le molle a gas. 

Il catalogo di Faizanè, come sapete, è molto ampio e contiene prodotti di ogni tipo per impieghi industriali, civili ed impiantistici, ma vi sono alcuni specifici componenti, come le molle a gas, in cui abbiamo maturato una particolare esperienza e per cui siamo in grado di fornire un’ampia scelta e anche un supporto tecnico di ottimo livello.

Per scegliere la molla a gas più adatta per una determinata applicazione il primo parametro da considerare è quello del carico sostenibile, ossia della forza residua che il componente è in grado di esercitare a stelo completamente fuoriuscito. Tra i componenti presenti nel nostro magazzino si possono trovare molle a gas con forze residue in totale apertura che variano dai 350N ai 2100N.

I terminali di accoppiamento delle molle a gas commercializzate da Faizanè, inoltre, possono essere di due tipi: o con anelli saldati alle estremità, oppure con perni filettati sui quali avvitare l’attacco preferito. Possiamo avere, così, l’accoppiamento tra una rotola fissata sull’elemento da sostenere e una sede specifica, in metallo o in plastica, avvitata sullo stelo della molla oppure degli anelli, sempre intercambiabili, con spessori differenti, realizzati in acciaio o in zama.

Le dimensioni standard per i diametri dello stelo sono 6mm, 8mm, 10mm, 12mm e 14mm, abbinati con diametri esterni del cilindro di 15mm, 20mm, 22mm e 28mm. Ad ogni accoppiata tra diametro dello stelo e diametro del cilindro corrispondono, poi, diversi valori di corsa standard, da 20mm a 500mm.

Appare chiaro, allora, come la varietà delle possibili combinazioni tra dimensioni e tipi di attacco sia notevolissima e consenta, quindi, di soddisfare esigenze anche molto diverse tra loro.

I sistemi meccanici con molle a gas. 

I sistemi meccanici che utilizzano molle a gas sono spesso, come abbiamo ricordato, quelli in cui è necessario mantenere aperto un elemento mobile senza un’azione esterna. Il bilanciamento delle forze necessario per questo scopo è dato dall’equilibrio alla rotazione dell’elemento intorno alla propria cerniera e, essendo noti il peso del componente da sostenere e la posizione del suo baricentro, è possibile determinare, considerando un opportuno coefficiente di sicurezza, l’entità della forza residua richiesta alla molla in piena apertura.

Tramite considerazioni di tipo cinematico, poi, si determina la lunghezza della corsa dello stelo ottimale per raggiungere la posizione di apertura prevista e, con questi due parametri, si può scegliere dal catalogo Faizanè la molla a gas più adatta all’applicazione specifica.

Anche se, in ambito industriale e veicolistico, le molle a gas sono impiegate soprattutto per sostenere l’apertura di sportelli, non è da trascurare l’impiego di questo tipo di componente come smorzatore di velocità. La presenza del gas inerte, infatti, fa sì che i movimenti di apertura e di chiusura della molla siano rallentati dai fenomeni di espansione e di compressione del fluido nel volume determinato dal moto dello stelo. Questa caratteristica viene applicata spesso per rendere più dolce la chiusura dei cassetti dei mobili o per gli scomparti in movimento di apparecchiature elettroniche di diverso tipo, dall’alta fedeltà alle apparecchiature medicali.

Condizioni di utilizzo delle molle a gas

Pur trattandosi di componenti piuttosto diffusi, le molle a gas, devono essere impiegate con alcune precauzioni, legate in particolare alla presenza dell’azoto e alla finitura superficiale dello stelo.

La temperatura di impiego influisce sul comportamento del gas e quindi, in modo diretto, sull’entità della forza residua. Generalmente, le molle a gas possono essere impiegate in un range di temperature che va dai -30°C agli 80°C, ma occorre tener conto che, per ogni 3°C di scostamento dalla temperatura di riferimento di 20°C la forza residua varia dell’1% in modo concorde alla variazione di temperatura.

Inoltre, lo scorrimento dello stelo deve garantire la massima tenuta, per evitare fuoriuscite di olio o di gas che comprometterebbero la funzionalità del componente, ma deve anche avvenire in modo agevole, con attriti limitati. Per questo motivo, la finitura superficiale dello stelo viene curata in modo particolare durante la fase di produzione e bisogna assicurarsi di mantenerlo pulito e privo di residui di ogni tipo durante tutta la vita utile della molla a gas.

Per assicurare la migliore funzionalità e un impiego sicuro di questo tipo di componenti, Faizanè vi offre la consulenza degli esperti del nostro ufficio tecnico che vi guideranno, se lo vorrete, sia nella fase progettuale, sia nell’installazione e nella manutenzione dei sistemi con molle a gas.