Sprężyny gazowe, siłowniki gazowe Bansbach, ACE, teleskopy, amortyzatorki

Sprężyny składają się z precyzyjnego pręta (tłoczyska) przymocowanego do tłoka, poruszającego się w zamkniętym cylindrze zawierającym sprężony azot i olej. Ich siła (F) jest równa różnicy ciśnień (P) pomiędzy ciśnieniem wewnętrznym i zewnętrznym (otoczenia), działającej na powierzchnię przekroju tłoczyska (A).

Podczas gdy dla większości zastosowań ∆P (różnica ciśnień) może być aproksymowana przez ciśnienie wewnętrzne sprężyny (P), ∆P musi być brane pod uwagę w przypadku sprężyn gazowych używanych w środowiskach o wysokim ciśnieniu (np. zastosowania podwodne).

Jak działa sprężyna gazowa?

W miarę wprowadzania tłoczyska do cylindra (suw sprężania) wewnętrzna objętość gazu maleje, powodując proporcjonalny wzrost ciśnienia (prawo Boyle’a). W konsekwencji siła sprężyny jest większa, gdy pręt jest ściśnięty.

Różnica między siłami widocznymi w dwóch skrajnych położeniach pręta – nazwanymi odpowiednio siłą P1 i siłą P2 – jest ważną charakterystyką siłownika gazowego i nazywa się współczynnikiem K (IGS) lub progresją siłownika gazowego. W porównaniu do sprężyn mechanicznych, siłowniki gazowe mogą osiągnąć bardzo niskie współczynniki K, zwykle w zakresie od 1,05 do 1,8 (lub progresja %-80%). W przeciwieństwie do sprężyn śrubowych, sprężyny gazowe są wstępnie obciążone (pod ciśnieniem) z wymaganą siłą P1, która jest dostępna natychmiast.

Z tego powodu przy obliczaniu siły siłowników gazowych w danym położeniu należy uwzględnić siłę P1:

Gdzie F to siła sprężyny, k to stała sprężyny wyrażona w N/mm (zmiana siły na jednostkę ściskania), a X to odległość ugięcia w mm.