Was ist der Kraftquotient einer Gasfeder?

Der Kraft-Quotient ist ein Berechnungswert, der die Kraftzu- oder abnahme zwischen 2 Messpunkten angibt.

Die Kraft in einer Gasdruckfeder erhöht sich, je mehr sie zusammengedrückt wird, also die Kolbenstange in den Zylinder hineingedrückt wird. Das liegt daran, dass das Gas im Zylinder auf Grund veränderter Verdrängung im Zylinderinneren komprimiert wird. Dadurch erhöht sich der Druck, aus dem die Axialkraft an der Kolbenstange resultiert.

1. Kraft bei unbelasteter Länge. Bei unbelasteter Länge treten keine Kräfte auf.
2. Kraft bei Belastung. Aufgrund einer Kombination von Reibungskraft, die zu der durch den Druck im Zylinder erzeugten Anzahl N addiert wird, zeigt die Kurve deutlich, dass die Kraft relativ stark ansteigt, wenn eine Gasfeder zusammengedrückt wird. Nachdem die Reibung überwunden ist, fällt die Kurve ab. Wenn die Feder einige Zeit in Ruhe war, kann es zusätzliche Kraft erfordern, um die Gasfeder erneut zu aktivieren. Im folgenden Beispiel ist der Unterschied zwischen dem erstmaligen und dem zweitmaligen Zusammendrücken der Gasfeder zu sehen. Wenn die Gasfeder regelmäßig in Gebrauch ist, nähert sich die Kraftkurve der unteren Kurve. Ruht eine Gasfeder eine Zeit lang, nähert sich die Kraftkurve der oberen Kurve.
3. Maximale Kraft beim Zusammendrücken. Diese Kraft ist konstruktionsmäßig kaum von Nutzen. Sie wird nur für einen kurzen Moment erreicht, wenn der kontinuierliche Druck / Federhub aufhört. Sobald eine Gasfeder zum Stillstand gekommen ist, versucht sie, in die Ausgangsposition zurückzukehren. Daher ist die nutzbare Kraft geringer und die Kurve fällt auf Punkt 4 ab.
4. Maximale Kraft, die eine Feder abgibt. Diese Kraft wird zu Beginn der Rückbewegung der Gasfeder gemessen. Dies zeigt genau, wie viel Maximalkraft eine Gasfeder an diesem Punkt im Stillstand leistet.
5. Kraft, mit der die Gasdruckfeder in Tabellen angegeben wird. Normalerweise wird die Stärke der Gasfeder ausgehend von der auf den letzten 5 mm des Federwegs bis zum vollständig ausgeschobenen Zustand und der bei Stillstand gemessenen Kraft angegeben.
6. Kraft-Quotient. Der Kraft-Quotient ist ein Berechnungswert, der die Kraftzu- oder abnahme zwischen den Werten an Punkt 5 und Punkt 4 angibt. Also ein Faktor dafür, wie viel Kraft eine Gasfeder verliert, wenn sie vom Endpunkt 4 zu Punkt 5 zurückkehrt (max. Federweg, ausgeschoben - 5 mm). Der Kraftquotient wird berechnet, indem die Kraft an Punkt 4 durch den Wert an Punkt 5 dividiert wird. Der Faktor wird auch im umgekehrten Fall verwendet. Hat man den Kraft-Quotienten (siehe Wert in unseren Tabellen) und die Kraft an Punkt 5 (die Kraft in unseren Tabellen), lässt sich die Kraft an Punkt 4 berechnen, indem man den Kraft-Quotienten mit der Kraft an Punkt 5 multipliziert.
   Der Kraft-Quotient hängt vom Zylindervolumen in Kombination mit der Stärke der Kolbenstange und der Ölmenge ab. Dies ist von Größe zu Größe unterschiedlich. Metalle und Flüssigkeiten lassen sich nicht komprimieren und aus diesem Grund kann nur das Gas im Inneren des Zylinders zusammengedrückt werden.
7. Dämpfung. Zwischen Punkt 4 und Punkt 5 ist ein Knick in der Kraftkurve zu sehen. An diesem Punkt beginnt die Dämpfung, welche sich über den restlichen Federweg fortsetzt. Dämpfung entsteht dadurch, dass Öl durch Löcher im Kolben sickert. Durch Ändern der Kombination von Lochgrößen, Ölmenge und Ölviskosität lässt sich die Dämpfung ändern.
   Dämpfung kann/sollte nicht vollständig beseitigt werden, weil eine vollständig zusammengedrückte Gasfeder bei plötzlicher freier Bewegung der Kolbenstange nicht gedämpft wird und die Kolbenstange dadurch aus dem Zylinder gestoßen werden kann.