Alles über Gasdruckfedern

Vom Heckklappendämpfer bis zur Gasfeder für den Bürostuhl

Eine simple Lösung für ein uraltes Problem: In unserem Ratgeber erfahren Sie, welche Vorteile Gasdruckdämpfer gegenüber einfachen Federn haben. Anhand verschiedener Beispiele veranschaulichen wir, wieso dieses Bauteil aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken ist.

Was ist eine Gasdruckfeder?

Gasdruckfedern sind mechanische Dämpfer, ähnlich mechanischen Federn, funktionieren im Gegensatz zu diesen jedoch hydropneumatisch, das heißt, sie enthalten sowohl Gas als auch Flüssigkeit/Öl. Sie werden dazu eingesetzt, schwere oder unhandliche Gegenstände leichter zu heben, zu senken und abzufedern. Man findet sie oftmals an Türbeschlägen, leicht zu öffnenden Luken und Paneelen, aber auch in Fahrzeugen, und sogar in kleinen elektronischen Geräten.

Der große Vorteil von Gasdruckdämpfern gegenüber Schraubfedern ist die vom Federweg nahezu unabhängige Kraft, heißt: die Kraft bleibt beim Zusammendrücken von Gasdruckfedern konstant. Dies ermöglicht eine komfortable Kontrolle des Dämpfungsmechanismus'. Das in der Gasfeder enthaltene Druckgas speichert Energie und setzt sie in Form einer sanften, gleichbleibenden Bewegung frei, die mit Hilfe eines Schmiermittels auf Ölbasis über einen Gleitkolben und eine Stange übertragen wird.

Die genaueren Unterschiede zwischen den einzelnen Typen und Formen von Gasfedern werden wir Ihnen im Verlauf dieses Artikels genauer erläutern, ebenso wie man die Kraft von Gasdruckfedern berechnet und welche Konfigurationen sich für die jeweils angestrebte Aufgabe am besten eignet.

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Wie funktioniert eine Gasfeder?

Obwohl es eine Reihe von unterschiedlichen Bauformen gibt, die sich in Puncto Mechanik in erster Linie durch den vorgesehenen Verwendungszweck unterscheiden, bleibt das Funktionsprinzip an sich dasselbe. Letztlich haben also alle Gasfedern einige Schlüsselelemente gemeinsam, egal ob es sich um Dämpfer für einfache Türen, Bürostühle oder Industrieanwendungen handelt.

Der grundsätzliche Aufbau ähnelt zunächst dem einer Fahrradpumpe oder anderen manuellen Handpumpen. Ebenso wie diese verfügen auch Gasdruckfedern und -dämpfer über einen Kolben- und Stangenmechanismus, der durch ein enganliegendes Rohr hin und her bewegt wird. Im Gegensatz zum Zylinder einer Pumpe ist der einer Gasfeder jedoch abgedichtet, sodass das Gasvolumen im Inneren nicht entweicht und somit konstant bleibt.

Der Dämpfungskolben in einer Gasfeder lässt eine bestimmte Menge dieses Gases (meist Stickstoff) durch und gleicht so den Innendruck aus, wobei zwei unterschiedlich große Kammern mit unterschiedlich großen Volumen und Oberflächen entstehen. Die Menge an Hydrauliköl im Zylinder beeinflusst die Kraft, die erforderlich ist, um den Kolben in eine bestimmte Richtung zu bewegen. Mehr Öl bedeutet gleichzeitig weniger Raum für Gas, wodurch der Druck größer wird – und umgekehrt natürlich genauso.

Abhängig von der Ausgeglichenheit der Gasströmung sowie des Gesamtdrucks des im Rohr enthaltenen Gases und des Öls sind nun verschiedene anwendungsspezifische Konfigurationen möglich, auf die wir im folgenden Abschnitt genauer eingehen werden.

Wo finden Gasfedern Anwendung?

Gaszugfedern für Haustüren bringen diese Nach dem Öffnen gleich wieder in geschlossene Position. Gasfedern für Möbel wie Schranktüren hingegen weisen die entgegengesetzte Funktion auf, nämlich vollständig geöffnet zu bleiben, bis sie wieder manuell zugezogen werden. In beiden Fällen erweist sich auch der Einbau einer einrastenden Gasfeder als nützlich, um die Tür auf halbem Wege zwischen vollständigem Öffnen und Schließen aufzuhalten. Falttüren können Gasfedern mit variabler Geschwindigkeit erfordern, um die sich unterschiedlich schnell bewegenden einzelnen Blätter zu dämpfen.

Eine Gasfeder für die Heckklappe fungiert im Kofferraum zum einen als Dämpfer, sodass das Schließen leise und schonend vonstattengeht, und gleichzeitig auch als Hebemechanismus zum leichteren Öffnen. Insbesondere Schrägheck- und Kombiwagen verfügen über solche Gasdruckfedern. Heutige Gasdruckfedern arbeiten recht subtil – viele Fahrer bemerken sie kaum. Spätestens dann jedoch, wenn sich Hecktüren merklich schwerer anfühlen, wird Verschleiß offensichtlich. In diesem Falle empfiehlt sich ein Wechsel der Gasfeder.

Zu guter Letzt müssen wir natürlich Gasfedern für Bürostühle erwähnen. Der Widerstand solcher Gasdämpfer erhöht sich beim Absenken der Sitzfläche, während sie sich beim Anheben verringert. Den Mechanismus kennen Sie sicherlich: Beim Betätigen kehrt der Sitz in seine Ausgangsposition zurück, auch wenn er leer ist, also ohne manuelle Krafteinwirkung. Übrigens muss sich der Verriegelungsmechanismus nicht in der Feder selbst befinden, sondern kann um die verschiebbare Mittelsäule herum positioniert sein, ähnlich einer Schnellklemme.

Bild eines höhenverstellbaren Bürostuhls

Wie Sie die für die Gasdruckfeder benötigte Kraft berechnen

Aus den oben genannten Beispielen wird natürlich noch nicht ersichtlich, welche Kraft die Gasfeder oder Gaszugfeder haben muss, um den entsprechenden Anforderungen gerecht zu werden. Für die Berechnung sind folgende Faktoren maßgebend:

Das Gewicht des anzuhebenden Objekts (z.B. der Heckklappe)
Die Anzahl der verwendeten Federn (meistens zwei)
Winkel, Hebel- und Rotationspunkt des Objekts
Die Länge der Gasfeder (üblicherweise in mm)

Alternativ können Sie natürlich auch jederzeit unseren fachkundigen Kundendienst kontaktieren, der Ihnen mit Rat und Tat zur Seite steht.

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ACE – führender Hersteller von Gasfedern und Stoßdämpfern

Das 1963 in Detroit, Michigan, gegründete Unternehmen ACE ist heute weltweit führender Anbieter von industrieller Dämpfungstechnik und der wohl bekannteste Hersteller von Gasdruckfedern.

Die ACE Produktpalette beinhaltet

Stoßdämpfer,
Pneumatik-Zubehör,
Drehlagerdämpfung.

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Gasfeder oder Druckfeder - welchen Dämpfer soll man nehmen?

Grundsätzlich sind sowohl Druck- als auch Gasfedern für die gleiche Aufgabe entworfen: das Aufnehmen einer äußeren Kraft, um diese wieder in die Gegenrichtung zurückzugeben. Bei einer Druckfeder geschieht dies durch Zusammendrücken eines aufgewickelten, freiliegenden Stahldrahtes, sobald die Krafteinwirkung an einem oder beiden Enden erfolgt.

Der Unterschied liegt darin, wie mit dieser aufgenommenen Kraft umgegangen wird. Eine Druckfeder speichert mit zunehmender Abwärtskraft immer mehr Energie, welche sie erst freisetzt, wenn die Kraft, die sie festhält, aufgehoben oder ausreichend reduziert wird. Wenn dies plötzlich geschieht, springt die Feder ebenso schnell wieder in ihre ursprüngliche Form zurück.

Eine Gasfedern erfüllt im Grunde die gleiche Funktion, kann die Kraft jedoch kontrollierter abgeben. Dadurch eignen sie sich ideal für den Einsatz in einer Reihe von schweren industriellen Anwendungen, beispielsweise solche, bei denen das Gewicht einer Plattform oder eines beweglichen Teils, das die Kraft auf die Feder ausübt, zu groß für die Stahlspulen einer Druckfeder wären.

Speziell konstruierte Gasfedern können auch eine Reihe von anderen Aufgaben erfüllen – vom Halten von erhöhten Plattformen und Gegenständen in Position bis zu einer sanften, mühelosen Bewegung in jede beliebige Richtung. Diese multidirektionale Funktion ist eine der anderen Hauptstärken von Gasfedern: Eine Autoschrägheckklappe beispielsweise, die traditionelle Stahlfedern verwendet, würde sich sehr schnell in die eine oder andere Richtung bewegen, aber eine übermäßige Kraft erfordern, um in ihre ursprüngliche Position zurückzukehren. Aufgrund dieser Vorteile haben sich Gasdruckdämpfer somit in der Industrie bewährt.