MOLLE A GAS – UN SUPPORTO NASCOSTO MA PREZIOSO

Le molle a gas hanno una vasta gamma di applicazioni diverse. È grazie a loro, ad esempio, che il pesante portellone del bagagliaio si apre praticamente senza alcun aiuto manuale. Inoltre ne impediscono la chiusura spontanea, che potrebbe causare gravi lesioni. Le autovetture più moderne sono dotate di sistemi di controllo automatico del portellone del bagagliaio, in cui l’utente deve solo premere un pulsante per attivare il sistema elettrico supportato da molle a gas, che aprono o chiudono automaticamente il bagagliaio dell’auto. Le molle a gas vengono utilizzate in armadi o vani portaoggetti, ma aiutano anche a far funzionare varie piattaforme e altre apparecchiature industriali e vengono installate anche in macchine edili e agricole. Inoltre, vengono utilizzati nell’industria medica, dove le apparecchiature azionate da molle a gas sostengono e addirittura salvano vite umane.

Indipendentemente dalle dimensioni, dalla capacità di carico o dal luogo di installazione, fattori come l’uso previsto e il design di ciascuna molla a gas sono quasi identici. In breve, un attuatore a gas è progettato per sollevare, tirare, spingere o equalizzare il peso del componente che controlla.

PROGETTAZIONE, PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO E CARATTERISTICHE FONDAMENTALI DELLE MOLLE A GAS

Una molla a gas è semplicemente un cilindro riempito di gas, all’interno del quale l’asta del pistone si muove con un movimento alternativo. Ovviamente l’intero sistema (sia il pistone che lo stelo) è sigillato per evitare la fuoriuscita di azoto. Per garantire lo smorzamento idraulico, anche la molla a gas è riempita d’olio. Per garantire il funzionamento regolare dell’intero sistema, uno stelo del pistone è montato con estrema precisione nell’alloggiamento del cilindro e la resistenza dell’attuatore corrisponde esattamente alle specifiche del produttore. Di conseguenza, la corsa di ogni elemento mobile deve comprimere il gas che riempie il cilindro, in modo che la sua pressione possa salire fino al valore di setpoint. Quindi il gas compresso rilascia forza meccanica affinché la molla a gas possa svolgere la sua funzione.

Per quanto riguarda il principio di funzionamento si possono distinguere due tipologie di molle a gas:

• molle di trazione, progettate per avvicinare due punti di aggancio;
• molle di spinta, progettate per allontanare due punti di aggancio l’uno dall’altro.

Oltre alle soluzioni classiche, i cataloghi di prodotti dei principali produttori includono anche molle a gas con serratura. Facilitano il bloccaggio del movimento dello stelo lungo tutta la sua corsa in modo che l’elemento mobile possa essere posizionato in una posizione specificata.

Montaggio

Per tenere conto delle varie applicazioni in cui vengono utilizzate le molle a gas, i produttori di attuatori hanno progettato tre diversi metodi di montaggio. Offrono attuatori montati su anello, articolati e montati a parete, questi ultimi accoppiati con gli attuatori montati su anello. Inoltre sono disponibili anche attuatori terminati con attacco filettato.

Forza della molla a gas

La prima proprietà che vale la pena verificare quando si sceglie tra i vari attuatori disponibili sul mercato è la forza con cui la molla tira o spinge il componente. Si noti qui che un attuatore sovradimensionato offrirà troppa resistenza a un carico leggero, impedendo all’intero gruppo di funzionare in modo sufficientemente fluido. Allo stesso modo, una molla a gas la cui forza non è in grado di bilanciare il peso del componente supportato la lascerà cadere, non riuscendo a raggiungere il suo scopo. Il catalogo prodotti della TME comprende una gamma estremamente ampia di molle a gas, con valori di forza che vanno da 50 N fino a 5000 N.

Durabilità

Indubbiamente, il materiale con cui è realizzato il dispositivo ne determina la durata. Più comunemente, le molle a gas sono realizzate in acciaio cromato o acciaio inossidabile. La tenuta è il fattore chiave che determina la durata in questo caso, poiché la sua perdita squalifica una molla a gas da ulteriori operazioni. Purtroppo una molla a gas non può essere revisionata, poiché il gas viene applicato ad alta pressione durante la fase di produzione, e il suo involucro non può essere smontato e poi rimontato.

Dimensioni

Le dimensioni geometriche sono un altro criterio in base al quale è possibile suddividere l’assortimento di molle a gas. Proprietà come il diametro esterno e il diametro del pistone o la sua corsa sono ovviamente determinate da requisiti relativi alla forza necessaria per il movimento di un attuatore o dallo spazio disponibile. Ciò è legato al fatto che una molla agisce sull’intera lunghezza del cilindro o dello stelo. In alcune applicazioni, al posto di una molla di spinta, viene utilizzata una molla di trazione per implementare un attuatore adeguatamente dimensionato in condizioni di spazio limitato.

MOLLE A GAS – PRINCIPALI VANTAGGI

La miriade di applicazioni degli attuatori a gas è la migliore conferma dei loro vantaggi facilitandone il facile adattamento e il funzionamento efficace. Uno di questi vantaggi è l’elevata durata, anche in condizioni operative avverse. Una molla a gas ben progettata e opportunamente selezionata durerà senza problemi per anni di uso continuo.

• Un attuatore telescopico non necessita di elettricità per funzionare. Ciò elimina il rischio di comprometterne le prestazioni a causa di un’interruzione di corrente.
• Grazie all’ampia gamma di misure disponibili, questi accessori possono essere installati anche in spazi difficili da raggiungere.
• Il rapporto qualità-prezzo di tali attuatori è davvero vantaggioso, poiché le molle a gas non richiedono alcuna spesa durante la loro vita utile e il prezzo del prodotto stesso è relativamente conveniente.
• Un ampio intervallo di temperature operative consentite è un vantaggio chiave in questo caso. Le molle a gas possono essere utilizzate a temperature molto basse (anche circa -30°C) e alte (anche fino a 80°C).
• Anche la durata utile della molla a gas è importante. Un attuatore correttamente utilizzato dovrebbe essere in grado di completare circa 30.000 cicli di lavoro completi.

MANUTENZIONE MOLLA A GAS – ASPETTI IMPORTANTI

Gli attuatori devono spesso funzionare in condizioni operative estreme, ma l’utente può comunque influenzarne in una certa misura la durata e la durata. A tal fine sono importanti sia la qualità dell’installazione che il successivo utilizzo. Vale la pena tenere presenti alcune linee guida:

• La frequenza del ciclo di lavoro è rigorosamente definita e non deve superare le 5 ripetizioni al minuto.
• Dato che il movimento dello stelo è consentito solo all’interno di un asse, è severamente vietato esporre il prodotto a sollecitazioni di flessione. Ciò potrebbe danneggiare la guarnizione o piegare la struttura della molla.
• Il limite della temperatura operativa consentita dell’attuatore non deve essere superato.
• Lo stelo del pistone non deve essere lubrificato. Il produttore ha previsto un’adeguata lubrificazione dello stelo in fase di progettazione e qualsiasi tentativo di rilubrificare o oliare la parte mobile della molla può solo provocare la contaminazione dell’interno della custodia.

SCELTA DI UNA MOLLA A GAS – LINEE GUIDA

Come abbiamo accennato in precedenza, la qualità della molla a gas ne determina la resistenza meccanica e le prestazioni. Dato che gli attuatori a gas sono spesso progettati per compensare carichi molto elevati, devono essere totalmente affidabili. Ogni malfunzionamento potrebbe potenzialmente comportare gravi conseguenze, come danni materiali o pericoli per la vita e la salute umana. Pertanto, per garantire la massima qualità del prodotto, si dovrebbe investire in soluzioni fornite da produttori collaudati, la cui esperienza pluriennale consente loro di progettare molle a gas a prova di guasto.

Il modello ST 100 5000N V D20 prodotto da Pneumat, uno dei fornitori leader nel campo delle soluzioni pneumatiche, è un perfetto esempio di attuatore per carichi pesanti progettato per gestire carichi molto elevati. Il portafoglio di prodotti del produttore comprende anche una vasta gamma di molle a gas. Il design relativamente poco appariscente della molla a gas, ovvero un pistone da 20 mm di diametro alloggiato in un involucro da 40 mm, offre una forza nominale fino a 5000 N, sufficiente per gestire carichi pari a 500 kg.

Nonostante il fatto che le molle a gas siano spesso quasi impercettibili, garantiscono un funzionamento senza problemi e praticamente esente da manutenzione, facilitando l’apertura, il bloccaggio e la chiusura senza soluzione di continuità di componenti pesanti. La loro presenza nelle nostre case ci permette di ignorare completamente il fatto che nei nostri mobili, nelle nostre automobili o nei nostri letti ci sono dispositivi meccanici che rendono la nostra vita quotidiana molto più semplice. Grazie a loro possiamo azionare facilmente piattaforme, bracci o altre attrezzature industriali.

L’esempio di una molla a gas dimostra chiaramente che il design più semplice può spesso funzionare altrettanto bene di un dispositivo complesso, ma allo stesso tempo è molto meno soggetto a guasti e molto più economico da acquistare e utilizzare.