ISO 11901-5:2021

Tools for pressing - Gas springs - Part 5: Safety instructions for gas springs

This document describes the safety requirements for gas springs in accordance with ISO 11901-1, ISO 11901-3 and ISO 11901-4 intended for use in press tool and their correct installation instructions. The instructions and operating conditions described in Annex A help to maximise lifetime and ensure the safe operation of nitrogen gas springs.

Outillage de presse — Ressorts à gaz — Partie 5: Instructions de sécurité pour les ressorts à gaz

Le présent document décrit les exigences de sécurité pour les ressorts à gaz conformes aux normes ISO 11901‑1, ISO 11901‑3 et ISO 11901‑4 destinés à être utilisés dans un outil de presse et leurs instructions de montage correct. Les instructions et les conditions d'utilisation décrites à l'Annexe A contribuent à allonger la durée de vie et à garantir le fonctionnement en toute sécurité des ressorts à gaz gonflés à l'azote.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 03-Mar-2021
• ICS: 25.120.10 - Forging equipment. Presses. Shears
• Technical Committee: ISO/TC 29/SC 8 - Tools for pressing and moulding
• Drafting Committee: ISO/TC 29/SC 8/WG 2 - Tools for pressing
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 04-Mar-2021
• Due Date: 10-Jul-2022
• Completion Date: 04-Mar-2021

Overview

ISO 11901-5:2021 - "Tools for pressing - Gas springs - Part 5: Safety instructions for gas springs" provides safety requirements and practical installation/operation guidance for nitrogen gas springs used in press tools and stamping dies. Aligned with ISO 11901-1, -3 and -4, this standard focuses on preventing failures and injuries by specifying protective design features (venting on fault), essential operating conditions and user instructions (Annex A) to maximize service life and safe operation.

Key topics and requirements

• Safety protections: Gas springs must include systems to vent gas to atmosphere in case of:
  • Uncontrolled return stroke (rod exceeding permitted speed after a jam is released).
  • Overstroke (rod pushed deeper than nominal stroke).
  • Overpressure (internal pressure rise from contamination or incorrect charging).
• Operating conditions (Annex A):
  • Designed for at least two million full strokes at maximum charging pressure and rated maximum temperature (where applicable).
  • Operating temperature range recommended: 0 °C to 80 °C.
  • Charging gas: only nitrogen (N2), commercial grade purity 5.0 (99.9990% vol) or better.
  • Maximum charging pressure: must not exceed manufacturer’s rating and shall be marked on the gas spring body.
  • Piston rod speed: a maximum permitted piston rod speed must be specified to avoid sudden high-speed returns.
• Mechanical requirements and mounting:
  • Force must be applied evenly; avoid lateral loads.
  • Safeguard gap (h): at least 10% of nominal stroke for strokes ≤ 50 mm, and at least 5 mm for strokes > 50 mm.
  • Multiple approved mounting options (lapped flange, two-part clamps, bottom flange, clamping flange, bolted-to-base, inserted into pockets) and strict cautions (e.g., do not use piston-rod threaded hole for mounting).
• Contaminants and maintenance:
  • Avoid permanent contact with fluids, swarf, abrasive dust and aggressive detergents.
  • Maintenance and servicing must be by authorised personnel only.
  • Typical maintenance intervals (per Table A.2) depend on stroke length (e.g., up to 1,000,000 strokes for s < 100 mm).

Practical applications and users

• Target users: press tool and die designers, toolmakers, maintenance engineers, safety managers, gas-spring manufacturers and suppliers, and conformity assessors.
• Applications: stamping dies, forming and pressing tools where nitrogen gas springs are used for energy storage, counterbalance or retaining functions.
• Practical benefits: reduces risk of catastrophic gas-spring failure, extends service life, eases compliance with machine safety regimes and manufacturer instructions.

Related standards

• ISO 11901 series (see parts 1, 3, 4) - provides dimensional, performance and testing context referenced by ISO 11901-5 for complete gas-spring specification and safety compliance.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11901-5
First edition
2021-03
Tools for pressing — Gas springs —
Part 5:
Safety instructions for gas springs
Outillage de presse — Ressorts à gaz —
Partie 5: Instructions de sécurité pour les ressorts à gaz
Reference number
©
ISO 2021
© ISO 2021
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
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Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Safety protection for nitrogen gas springs . 1
4.1 General . 1
4.2 Uncontrolled return stroke safety protection . 1
4.3 Overstroke safety protection . 2
4.4 Overpressure safety protection . 2
Annex A (informative) Instructions for use . 3
Bibliography .16
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 29, Small tools, Subcommittee SC 8, Tools
for pressing and moulding.
A list of all parts in the ISO 11901 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html
iv © ISO 2021 – All rights reserved

Introduction
This document was developed to align the ISO standard with the most commonly used gas springs
safety standard, and to give some recommendations about instructions for use.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11901-5:2021(E)
Tools for pressing — Gas springs —
Part 5:
Safety instructions for gas springs
1 Scope
This document describes the safety requirements for gas springs in accordance with ISO 11901-1,
ISO 11901-3 and ISO 11901-4 intended for use in press tool and their correct installation instructions.
The instructions and operating conditions described in Annex A help to maximise lifetime and ensure
the safe operation of nitrogen gas springs.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
4 Safety protection for nitrogen gas springs
4.1 General
Incorrect use of nitrogen gas springs can pose a risk to people and the machine/die.
Some potential causes of damage and the mode of operation of the protection equipment used to avoid
them are described in 4.2 to 4.4.
4.2 Uncontrolled return stroke safety protection
It is possible that the piston rod of the nitrogen gas spring does not immediately follow the return
stroke of the press: this can be caused by a jammed tool part or cam (see Figure 1). As a result, when the
jammed part is released, the piston rod of the nitrogen gas spring exceeds the permitted speed during
the return stroke and the piston rod slams unchecked onto the final stop (return stroke of the rod
pushing out the jammed part without stamping counterforce). This can seriously damage the nitrogen
gas spring or cause it to fail. To avoid this, nitrogen gas springs shall be designed to vent the gas to the
atmosphere – thereby depressurizing the spring – in the event that the maximum permitted piston rod
speed is exceeded. This reduces the risk of injuries caused by the ejection of gas spring parts.
Figure 1 — Return stroke of nitrogen gas spring without counterforce
4.3 Overstroke safety protection
Overstroke occurs when the piston rod is pushed deeper into the gas spring body than nominal stroke.
This could damage the gas spring (see Figure 2) and cause sudden dislocation of spring body (e.g. the
spring base). Therefore, gas springs shall be designed to vent the gas to the atmosphere in a controlled
manner in the event of overstroke.
Figure 2 — Damaging of the gas spring due to overstroke
4.4 Overpressure safety protection
If the pressure inside gas springs rises above the permitted limit, due to fluid penetration or incorrect
charging, gas springs can break away. Therefore, gas springs shall include overpressure protection.
When the overpressure protection system is triggered, the gas is vented to the atmosphere.
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Annex A
(informative)
Instructions for use
A.1 General
Nitrogen gas springs use should comply with the following instructions to ensure their safe operation.
Moreover, compliance with the operating instructions of the nitrogen gas springs manufacturer is also
required.
A.2 Symbols
The symbols in Table A.1 are used throughout this annex.
Table A.1 — Symbols used in this annex
Symbol Designation Unit
d cylinder body outside diameter of nitrogen gas spring mm
d diameter of holes and pockets mm
d drill diameter mm
F force N
h safeguard gap mm
l cylinder body length of nitrogen gas spring mm
p maximum charging pressure bar
max
T maximum operating temperature °C
max
T minimum operating temperature °C
min
ν piston rod speed m/s
A.3 Operating conditions
Nitrogen gas springs for installation in stamping dies should be designed for
— at least two million full strokes at maximum charging pressure, and
— maximum operating temperature.
Furthermore, they should be designed for all permitted mounting options listed in A.10.
Ideally, nitrogen gas springs should be mounted within the die (see A.10).
CAUTION — For mounting and demounting operations the gas spring rod should be fully
extended and free of any outside load.
Dies fitted with nitrogen gas springs should carry an appropriate warning and caution sign. Figure A.1
shows an example.
-------
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11901-5
Première édition
2021-03
Outillage de presse — Ressorts à gaz —
Partie 5:
Instructions de sécurité pour les
ressorts à gaz
Tools for pressing — Gas springs —
Part 5: Safety instructions for gas springs
Numéro de référence
©
ISO 2021
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2021
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Protection de sécurité pour les ressorts à gaz gonflés à l’azote . 1
4.1 Généralités . 1
4.2 Protection contre le retour de course incontrôlé . 1
4.3 Protection contre les surcharges . 2
4.4 Protection contre la surpression . 2
Annexe A (informative) Instructions pour l’utilisation . 3
Bibliographie .16
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 29, Petit outillage, sous-comité SC 8,
Outillage de presse et de moulage.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 11901 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html
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Introduction
Le présent document a été élaboré pour aligner la norme ISO sur la norme de sécurité des ressorts à gaz
la plus couramment utilisée, et pour donner quelques recommandations concernant les instructions
pour l’utilisation.
NORME INTERNATIONALE ISO 11901-5:2021(F)
Outillage de presse — Ressorts à gaz —
Partie 5:
Instructions de sécurité pour les ressorts à gaz
1 Domaine d’application
Le présent document décrit les exigences de sécurité pour les ressorts à gaz conformes aux normes
ISO 11901-1, ISO 11901-3 et ISO 11901-4 destinés à être utilisés dans un outil de presse et leurs
instructions de montage correct.
Les instructions et les conditions d'utilisation décrites à l'Annexe A contribuent à allonger la durée de
vie et à garantir le fonctionnement en toute sécurité des ressorts à gaz gonflés à l'azote.
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions
Aucun terme n'est défini dans le présent document.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
IEC Electropedia: disponible à l'adresse http:// www .electropedia .org/
4 Protection de sécurité pour les ressorts à gaz gonflés à l’azote
4.1 Généralités
L’utilisation incorrecte des ressorts à gaz gonflés à l’azote peut présenter un risque pour les personnes
et la machine/l'outil.
Certaines causes potentielles de dommage et le mode de fonctionnement des équipements de protection
utilisés pour les éviter sont décrits du 4.2 au 4.4.
4.2 Protection contre le retour de course incontrôlé
Il est possible que la tige du piston du ressort à gaz gonflé à l’azote ne suive pas immédiatement la
course de retour de la presse: ceci peut être dû au blocage d’une pièce de l’outil ou de la came (voir
Figure 1). Par conséquent, lorsque la pièce bloquée est relâchée, la tige du piston du ressort à gaz gonflé
à l’azote dépasse la vitesse autorisée pendant la course de retour et la tige du piston tape de manière
incontrôlée sur la butée finale (la course de retour de la tige repoussant la pièce bloquée sans contre-
force). Cela peut sérieusement endommager le ressort à gaz gonflé à l’azote ou provoquer une panne.
Pour éviter cela, les ressorts à gaz gonflés à l'azote doivent être conçus de manière à évacuer le gaz
dans l'atmosphère - et donc à dépressuriser le ressort - en cas de dépassement de la vitesse maximale
autorisée de la tige du piston. Cela réduit le risque de blessures causées par l'éjection des composants
du ressort à gaz.
Figure 1 — Course de retour du ressort à gaz gonflé à l’azote sans contre-force
4.3 Protection contre les surcharges
La surcharge se produit lorsque la tige du piston est poussée au-delà de sa course nominale dans le
corps du ressort à gaz. Cela pourrait endommager le ressort à gaz (voir Figure 2) et provoquer une
soudaine dislocation du corps du ressort (par exemple, la base du ressort). Les ressorts à gaz doivent
donc être conçus pour évacuer le gaz dans l'atmosphère de manière contrôlée en cas de surcourse.
Figure 2 — Détérioration du ressort à gaz en raison d'une surcharge
4.4 Protection contre la surpression
Si la pression à l'intérieur des ressorts à gaz dépasse la limite autorisée, en raison d'une pénétration de
fluide ou d'une charge incorrecte, les ressorts à gaz peuvent s'endommager. Les ressorts à gaz doivent
donc contenir une protection contre la surpression.
Lorsque le système de protection contre la surpression est déclenché, le gaz est évacué dans
l'atmosphère.
2 © ISO 2021 – Tous droits réservés

Annexe A
(informative)
Instructions pour l’utilisation
A.1 Généralités
Il convient que l’utilisation des ressorts à gaz gonflés à l’azote soit en conformité avec les instructions
suivantes pour garantir leur fonctionnement en toute sécurité. De plus, le respect des instructions du
fabricant pour l’utilisation de ressorts à gaz gonflés à l’azote est également exigé.
A.2 Symboles
Les symboles donnés au Tableau A.1 sont utilisés dans la présente annexe.
Tableau A.1 — Symboles utilisés dans cette annexe
Symbole Désignation Unité
diamètre extérieur du corps du ressort à gaz gonflé
d mm
à l’azote
d diamètre des trous et des poches mm
d diamètre de perçage mm
F force N
h espace de protection mm
l longueur du corps du ressort à gaz gonflé à l’azote mm
p pression de charge maximale bar
max
T température maximale de fonctionnement °C
max
T température minimale de fonctionnement °C
min
ν vitesse de la tige du piston m/s
A.3 Conditions d’utilisation
Il convient que les ressorts à gaz à l’azote pour installation dans les outils d’estampage soient conçus pour:
— au moins deux millions de courses complètes à la pression de charge maximale, et
— la température maximale de fonctionnement.
De plus, il convient qu’ils soient conçus pour toutes les options de montage autorisées listées en A.10.
Idéalement, il convient que les ressorts à gaz à l’azote soient montés dans l’outil (voir A.10).
AVERTISSEMENT — Pour les opérations de montage et de démontage, il convient que la tige du
ressort à gaz soit entièrement déployée et exempte de toute charge extérieure.
Il convient que les outils équipés de ressorts à gaz à l’azote portent un panneau d’avertissement et une
mise en garde appropriée. La Figure A.1 montre un exemple.
Figure A.1 — Exemple de panneau d’avertisseme
...