Gasfjädrar för lock och luckor: så dimensionerar du rätt

Ett lock som slår igen, en lucka som är för tung att lyfta eller en lucka som kryper upp av sig själv: nästan alltid beror det på en gasfjäder med fel kraft eller fel infästningspunkter. Det goda är att dimensioneringen av gasfjädrar för ett lock följer en tydlig logik.

Den här guiden förklarar vad som avgör kraften, var gasfjädrarna ska sitta, hur temperaturen påverkar resultatet och hur du kontrollerar konstruktionen innan du beställer.

Därför behöver lock en beräkning, inte en gissning

Lockets vikt verkar inte direkt på gasfjädern. Det som räknas är momentet kring gångjärnet: vikten multiplicerad med hur långt från gångjärnet tyngdpunkten ligger. Och det momentet ändras när locket öppnas.

• Stängt (vågrätt): tyngdpunkten ligger längst bort från gångjärnet i sidled, så locket är som tyngst.
• Helt öppet (lodrätt): tyngdpunkten ligger nästan rakt ovanför gångjärnet, så locket väger nästan ingenting.

Gasfjädern måste följa den kurvan. Dess hävarm kring gångjärnet ändras också med vinkeln, och det beror helt på var de två infästningspunkterna sitter. Två gasfjädrar med samma kraft kan ge ett lock som svävar perfekt eller ett som vägrar stanna uppe. Därför väljs kraften och infästningspunkterna alltid tillsammans.

Steg 1: Räkna ut lockets moment

Börja med tre värden:

• Vikt m för locket i kg, inklusive handtag, ramar och beslag
• Tyngdpunkt: avståndet från gångjärnet till tyngdpunkten. För en jämn skiva är det halva lockets längd.
• Vinklar: lockets vinkel stängt och helt öppet

Momentet i stängt, vågrätt läge är:

M = m × 9,81 × avstånd till tyngdpunkten

Exempel: ett lock på 650 × 800 mm i 18 mm plywood väger cirka 5,6 kg. Tyngdpunkten ligger 325 mm från gångjärnet, så momentet stängt blir 5,6 × 9,81 × 0,325 ≈ 18 Nm. Om gasfjädrarna verkar med en hävarm på 60 mm i det läget behöver de tillsammans trycka med cirka 18 / 0,06 = 300 N, eller runt 150 N var med två fjädrar. Den verkliga hävarmen beror på infästningspunkterna, och därför sparar ett beräkningsverktyg mycket prövande.

Steg 2: Bestäm hur locket ska bete sig

Det finns två vanliga mål:

• Stannar stängt och stannar öppet: locket vilar av sig självt i båda ändlägena. Det krävs en liten handkraft för att öppna och en liten för att stänga. Det vanliga valet för maskinskydd, skåp och förvaringslådor.
• Så lätt som möjligt: gasfjädrarna bär nästan hela vikten och locket känns nästan viktlöst. Bra för tunga luckor, men locket kan glida om kraften inte är väl anpassad.

Ett bra sätt att sätta målet är kraften vid handtaget. Vid frekvent användning, håll den största handkraften låg, till exempel 40 till 60 N vid ytterkanten. Ett minimum på 10 till 20 N håller locket stängt och hindrar det från att glida när det är öppet.

Steg 3: Välj infästningspunkter

Varje gasfjäder har en infästningspunkt på locket och en på stommen. Tillsammans avgör de slaglängden, inbyggnadslängden och hävarmen i varje läge.

• Avståndet mellan punkterna när locket är stängt är gasfjäderns hoptryckta längd. När locket är helt öppet är det den utskjutna längden. Skillnaden är slaglängden.
• Infästningspunkter nära gångjärnet kräver kort slaglängd men hög kraft. Punkter längre ut kräver längre slaglängd men lägre kraft.
• Montera med kolvstången nedåt där det går. Oljan inuti stannar då vid tätningen, vilket förlänger gasfjäderns livslängd.
• Använd två gasfjädrar, en på varje sida, så att locket inte vrider sig. Smala lock klarar sig med en.
• Välj ändfästen som passar rörelsen. Kulskålar tål viss snedställning, öglor kräver en rak, parallell tapp.

Steg 4: Räkna med temperaturen

En gasfjäder är fylld med kväve, och kraften följer temperaturen. Som tumregel ändras kraften med cirka 0,34 % per °C. Katalogkrafter gäller vid 20 °C.

För utomhusutrustning eller ouppvärmda lokaler, kontrollera de värsta fallen: öppning vid lägsta temperatur, när gasfjädrarna är som svagast, och stängning vid högsta temperatur, när de trycker som hårdast.

Steg 5: Lämna marginal för toleranser och åldring

Verkliga krafter varierar mellan exemplar, och en gasfjäders kraft ökar något när den trycks ihop. Under livslängden kan du också räkna med en kraftförlust på cirka 10 %. Två enkla sätt att ha marginal:

• Konstruera inte precis vid gränsen för ditt intervall för handkraft.
• Är du osäker på exakt kraft, välj en gasfjäder med ventil (V- eller X-serien). Kraften kan då minskas på plats, men aldrig ökas, så börja något högt.

Gasfjädrar i N- och S-serien med fast kraft fylls i fabriken och kan inte justeras i efterhand. Välj rostfritt stål (S- eller X-serien) för fuktiga miljöer, utomhus eller livsmedel.

Luckor, lutande lock och golvluckor

Samma princip gäller för andra rörelser, men kurvan ser annorlunda ut:

• Hängande luckor som öppnas nedåt förses ofta med draggasfjädrar, som drar i stället för att trycka, så att luckan inte faller upp.
• Lutande lock börjar i en vinkel, så momentet stängt är lägre än för ett plant lock.
• Golvluckor är ofta tunga och öppnas mot tyngdkraften från plant läge, så kraften i början av öppningen är avgörande.

Låt kalkylatorn sköta geometrin

Att räkna ut hävarmar för hand i varje vinkel tar tid. Den kostnadsfria beräkningen för lock och luckor gör det åt dig:

• Ange lockets mått och material, eller vikten direkt
• Välj hur locket ska bete sig och vilka handkrafter du vill ha
• Ange lägsta och högsta temperatur

Kalkylatorn föreslår infästningspunkter, visar handkraften över hela rörelsen och listar passande gasfjädrar i lager, med ändfästen. Du kan låsa en infästningspunkt som är fast i din konstruktion och låta verktyget hitta resten, och sedan skriva ut ett datablad eller dela resultatet med en länk.

Vet du redan vilken längd, slaglängd och kraft du behöver, gå direkt till gasfjäderkonfiguratorn eller se alla gasfjädrar och ändfästen.

Sammanfattning

• Dimensionera gasfjädrar utifrån momentet kring gångjärnet, inte bara vikten
• Välj kraft och infästningspunkter tillsammans
• Sätt tydliga mål för handkraften stängt och öppet
• Montera med kolvstången nedåt och använd två gasfjädrar på bredare lock
• Kontrollera de kallaste och varmaste förhållandena och räkna med toleranser och åldring
• Osäker på kraften? Välj en gasfjäder i V- eller X-serien med ventil

Behöver du hjälp med ett specifikt lock eller en lucka? Fråga Springy i nedre högra hörnet, eller kontakta oss med mått och vikt.