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Hallo,

ich bin auf der Suche nach Firmen, die Hochdruckventile und auch das entsprechende Zubehör verkaufen.
Die Ventile sollen bis 4000 bar belastbar sein (Wasser oder Hydraulik), sollen pneumatisch angesteuert werden (elektrische Ansteuerung wäre besser, hab aber bis dato eine gefunden, die bis 4000 bar belastbar sind) und sollen eine Schaltfrequenz von <2 Hz aushalten.
Folgende Firmen hab ich schon gefunden:
- Nova Swiss
- Maximator (haben aber keine pneumatisch angesteuerten Ventile
- Sitec

Habt ihr noch Vorschläge?

Gruß

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Moin
4000 bar? vielleicht mal bei SWAGELOG gucken.
2 Hz? das klingt abenteuerlich: Kavitation.
4000 bar Wasserdruck: das wird gefährlich: guckst Du mal was da passieren kann: in Fachliteratur.
4000 bar Hydraulik(öl)flüssigkeit: nicht minder gefährlich: bei geringster Leckage selbstzündend an der normalen Umgebungsluft.
Leider sind Deine Infos nur dürftig, deshalb ....

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Also das ganze soll ein Drucklastwechselprüfstand werden.
Es werden Bauteile mit bis zu 2000 bar und einer Frequenz von >2Hz beaufschlagt um eine Dauerfestigkeit zu belegen. Das das gesamte Thema in diesem Druckbereich sehr kritisch ist, das ist klar. Kavitation ist auch ein Begriff:-)
Ich bin erst mal auf der Suche nach den geeigneten Bauteilen. Im Prinzip ist es das gleiche wie ein Wasserstrahlschneidgerät, nur das der Druck gepulst wird (Laswechsel).

Sorry hatte das "<" Symbol falsch gesetzt, die Freq. soll höher als 2 Hz sein, denn bei 10 Mio. Lastwechseln darf das ganze kein Jahr dauern:-D

[Diese Nachricht wurde von Herrscher24 am 05. Apr. 2012 editiert.]

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Hallo Herscher24,
welche Durchflussmengen werden den benötigt?

Beste Grüße

Matthias

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Nihil Ex Nihilo

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Das stellt sich noch raus, aber ich gehe mal von 0,06-0,1 l/min aus.
Genaueres wird sich erst herausstellen, wenn ich weis wieviele Bauteile mit welchem Volumen ich prüfen muss.

Gruß

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Wie soll das gehen: 2Hz und dann diese angegebene Menge. Welcher Volumenstrom soll das dann sein??

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Hallo Herrscher,
den Lastwechsel in dieser Frequenz mit Ventilen zu steuern wird schwierig bis unmöglich. Wenn es um eine schwellende Belastung von Bauteilen mit Innendruck geht (was ich annehme): Schließe die Bauteile an ein Hochdruck- Rohrsystem an und erzeuge den schwellenden Druck mit einem hydraulisch betriebenen Sonder-Plungerzylinder von einem Hydrauliklieferanten (z.B. Hänchen). Als "Fördermenge" für den Plungerzylinder gilt dann die Menge, die sich aus dem Druckunterschied min>max im druckbeaufschlagten System ergibt. Mehr als ein Zyklus pro Sekunde wird aber auch damit achwer möglich - die Auslegung bitte vom Hydraulikspezialisten machen lassen! Achtung: Flüssigkeit ist bei diesem Druck bereits merkbar kompressibel!

p.s.: Maximator liefert auch Druckprüfstände - vielleicht bekommst du dort noch weitere Informationen...

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mfG
PeterW

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Zitat:

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Original erstellt von Herrscher24:
Hallo,

ich bin auf der Suche nach Firmen, die Hochdruckventile und auch das entsprechende Zubehör verkaufen.
Die Ventile sollen bis 4000 bar belastbar sein (Wasser oder Hydraulik), sollen pneumatisch angesteuert werden (elektrische Ansteuerung wäre besser, hab aber bis dato eine gefunden, die bis 4000 bar belastbar sind) und sollen eine Schaltfrequenz von <2 Hz aushalten.
Folgende Firmen hab ich schon gefunden:
- Nova Swiss
- Maximator (haben aber keine pneumatisch angesteuerten Ventile
- Sitec

Habt ihr noch Vorschläge?

Gruß

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Folgende Feststellungen sind bitter. Sehe diese bitte nicht als persönlichen Angriff.

1. Du musst Dich wg. einer mutmaßlichen Prüfungsleistung an das Forum wenden. Wirst Du dessen Hilfe dokumentieren?
   
2. Man ist nicht fähig, egal ob Betreuer oder Vorgesetzter, Dich zu einer systematischen Lösungsfindung hinzuführen  --- oder man wollte es nicht, und stellt Dir diese Aufgabe als Test....
   
3. Was spricht prinzipiell gegen den Einsatz durchströmter Ventile? (Antwort liegt in der Frage!)
   
4. Wo überhaupt werden durchströmte Ventile im Druckbereich von ca. 2kBar überhaupt eingesetzt?
   
5. Brauchst Du überhaupt tatsächlich durchstömte Ventile?
   
6. Wie groß ist das pro Druckzyklus verdrängte  Volumen?
   
7. Wie groß ist die dissipierte Arbeit entlang eines Druckzyklus?
   
8. Wie groß ist die maximal gespeicherte Energie während eines Druckzyklus?
   
9. Wie kannst Du die pro Druckzyklus dissipierte Arbeit zuführen?
   
10. Wie kannst Du die maximal zwischen den Druckzyklen aufgenommene Energie zwischenspeichern?.
    

Die Analyse des Problems führt auf ein triviales System, beschrieben durch ein wirklich triviales System gekoppelter DGLs. 

Die Lösung ist einfach, wahrscheinlich einfacher als Du Dir jetzt vorstellst. Selbst eine Anregungsfrequenz von ca. 100Hz ist antriebsseitig wohl kein Problem.

Gruß, HA

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Hallo adamsh,

zu 1. es ist korrekt, dass dies eine Studienarbeit darstellt, und dieses Forum wird auch erwähnt in der Doku
zu 2. Ideen gibt es genug, aber es gilt diese Ideen zu eruieren und dann die beste Idee auszubauen
zu 3. was genau meinst du mit "durchstömten Ventilen"?
zu 4. bei Berstprüfständen z.B.
zu 5. keine Ahnung, siehe 3.
zu 6. das Volumen ist noch nicht bekannt, ich gehe von ca 0,04 - 0,09 qdm aus
mit 7. bis 9. hab ich mich noch nicht beschäftigt und noch keine Ahnung:-)
zu 10. dies sollte mitteils eines Druckspeichers geschehen

Wenn es wirklich möglich ist eine Anregung von bis zu 100 Hz zu realisieren, dann wäre das fantastisch.

Nochmal kurz zur Beschreibung des Prüfstands:
Es sollen Verschlussstopfen gestestet werden, 30 Stk an einem Prüfblock, diese sollen mit bis zu 2000 bar (gepulst) beaufschlagt werden. Die Pulsfrequenz soll bei > 2 Hz liegen und 10000000 Zyklen durchfühen (Dauerfestigkeit).

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Zitat:

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Original erstellt von Herrscher24:
Hallo adamsh,

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Zitat:

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zu 1. es ist korrekt, dass dies eine Studienarbeit darstellt, und dieses Forum wird auch erwähnt in der Doku

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Zitat:

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zu 2. Ideen gibt es genug, aber es gilt diese Ideen zu eruieren und dann die beste Idee auszubauen

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... und es bleibt die Aufgabe des Betreuers, mit Dir Konzepte zu erarbeiten und bewerten. Um zu bewerten, muss man (Bewertungs-)Maß(-stäbe) festlegen. ;)

Ihr habt bis heute Euer Problem nicht formalisiert und kein mathematisches Modell gebaut. Damit habt ihr aber absolut keine Möglichkeit, allgemeinere  Lösungen zu suchen. 

Es zeigt sich, dass das Forum wieder einmal eine Prüfungsleistung (mit-)betreuen muss. Dies ist sicher nur  sehr bedingt von Dir zu vertreten, gut, dass Du Dir offen und ehrlich Hilfe suchst....

Bitter, dass ich hier annehmen muss, dass Dein Betreuer fachlich und in der Führung von Mitarbeitern heillos überfordert ist.

Zitat:

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zu 3. was genau meinst du mit "durchstömten Ventilen"?

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... dass sie im Betrieb tatsächlich durchströmt werden, und nicht nur einen Notfall-Pfad öffnen....

Zitat:

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zu 4. bei Berstprüfständen z.B.

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Zeigt, dass Du dich nicht mit allen Problemen auseinandergesetzt hast. Das war ein Hinweis, in Deinem Umfeld zu suchen. Wie hoch sind die Einspritzdrücke bei Dieselmotoren mit Common Rail?

Zitat:

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zu 5. keine Ahnung, siehe 3.

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Mache Dir klar, was bei diesen notwendigen Druckdifferenzen in Drosseln passiert.....

Zitat:

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zu 6. das Volumen ist noch nicht bekannt, ich gehe von ca 0,04 - 0,09 qdm aus

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0.04 dm^3 oder 0.09 cm^3 

Zitat:

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mit 7. bis 9. hab ich mich noch nicht beschäftigt und noch keine Ahnung:-)

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Dann mache dir  klar, wo Wirkleistung verbraucht wird und wie Du diese beschreiben kannst. Wo wird Energie  aufgenommen und wieder abgeben? Bewerte bitte diesen Kreislauf?

Zitat:

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zu 10. dies sollte mitteils eines Druckspeichers geschehen

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Die Hauptenergie muss tatsächlich zwischengespeichert werden, siehe oben! Warum eignet sich ein klassischer Druckspeicher (Membranspeicher, z.B. Stickstofffüllung) gerade nicht?

Zitat:

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Wenn es wirklich möglich ist eine Anregung von bis zu 100 Hz zu realisieren, dann wäre das fantastisch.

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Das geht ziemlich sicher, bei der eigentlich üblichen Anregung für Dauerfestigkeitsprüfung sicher ... Einschränkungen gäbe es bei  "exotischen" Lastformen.

Zitat:

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Nochmal kurz zur Beschreibung des Prüfstands:
Es sollen Verschlussstopfen gestestet werden, 30 Stk an einem Prüfblock, diese sollen mit bis zu 2000 bar (gepulst) beaufschlagt werden. Die Pulsfrequenz soll bei > 2 Hz liegen und 10000000 Zyklen durchfühen (Dauerfestigkeit).

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Wie sind die Lasten für die Ermittlung der Dauerfestigkeit definiert?

Können solche Lasten prinzipiell per Pulsanregung aufgebracht werden?

Welche Art von Pulsen braucht Ihr? Dirac-Stöße oder Rechtecke? Energieinhalt?

In Abhängigkeit der geforderten Lasten musst Du Deine Anregungssysteme einschließlich Energiespeicher auslegen.

Gruß, HA

Frage weiter, irgendjemand muss ja fundamentale Aufgaben wahrnehmen...

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Das was du sagst stimmt ja alles, aber ich kann leider nicht zu viel von dem Prüfstand verraten. Als erstes wollte ich mir mal grundlegende Informationen und einen groben Überblick verschaffen.
Wenn alle nötigen Infos zusammengetragen sind, dann erstelle ich eine Übersichts- und Bewertungsmatrix.
Die Ventile werden wirklich durchströmt.
Mit den Einspritzsystemen der Dieseleinspritzung (Pumpe-Düse und Commom Rail) hab ich mich auch schon beschäftigt. Allerdings weis ich nicht wie es sich verhält, wenn diese Einspritzsysteme nicht in einen leeren Raum(Zylinder beim Auto), sondern in einen mit Öl gefüllten (und unter 2000 bar stehendem) Druck einspritzen.
Die Drücke im KFZ-Bereich sind ca. 1800-2500 bar, also ausreichend hoch, jedoch eine sehr geringe Vördermenge.
Vielleicht hast du ein Tip wo ich nach den Druckdifferenzen in Droseln sehen kann??
Die Einheit des Volumens habe ich in dm^3 gewählt, weil ich die Vörderleistung in l/min ausdrücken will.
Der thermodynamische Kreislauf wird auch noch von mir erstellt.
Es gibt Druckspeicher, aber diese sind eher selten, denn im Bereich ab 2000 bar gibt es nur eine Hand voll Firmen. Ich habe auch welche gefunden, aber ich kann nicht sagen wie oder mit was diese befüllt sind (Membran mit Gas).
Der Impuls soll sinusförmig (Dirac-Folge)sein.
Der Ventilhersteller (Sitec) kann keine ANgaben zu der Schaltzeit machen. Also hab ich an diesem Punkt schon ein Problem.
Eine andere Idee ist es, das System mittels einem Zylinder zu realisieren. Der Zylinder wird mit Druck (2000 bar) befüllt und anschließend wird die Kolbenstange mechanisch (durch einen angetriebenen Nocken) betätigt. Diese Betätigung erzeugt einen Puls. Dieser Puls wird dann in das System einespeist und erzeugt somit meine Impulse von bis zu 2000 bar.

Ich bin froh, dass ich mich hier informieren kann und genug Hilfestellung bekomme:-)

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Für einen früheren Arbeitgeber habe ich ebenfalls mal einen 2000bar Berstdruck-Prüfstand gebaut. Allerdings wollten wir damals den Druck relativ langsam ansteigen lassen und dabei genau messen. Da es sich um einen Berst-Prüfstand handelte, der mit Wasser gefüllt war, waren die Fördermengen nahe Null.

Allerdings kann ich mich noch sehr gut an die Probleme erinnern die wir mit der Abdichtung der Kolbenstange hatten. Du wirst niemanden finden, der Dir eine Kolbendichtung verkauft, und die eine Dichtheit bei 2000bar garantiert. Außerdem mußt Du mit den Passungen sehr vorsichtig sein: Bei 2000bar wird die Kolbenstange schon kürzer, und dicker. Dabei wird aus einer Übergangspassung ganz schnell eine Kaltverschweißung (!). Wir haben das Problem damals gelöst, indem wir den Kolben in einen übermaßigen Zylinder haben eintauchen lassen, so daß der Kolben ringsum von Wasser umgeben war und keinen Kontakt zur Zylinderwandung hatte. Wo wir unsere Dichtungen her hatten weiß ich leider nicht mehr. Was ich aber noch weiß ist, daß sie extrem teuer waren, rot, einen quadratischen Querschnitt hatten und eine Dichtheit bis 300 bar garantiert wurde.

Bedenke auch die "beschußsichere" Einhausung... bei Wasserfüllung passiert bei Leckagen zwar nichts, aber wenn irgendwo eine Luftblase drin war, dann explodiert diese (Vergleich: In einer Pistolenpatrone entstehen selten Drücke über 800bar). Umherfliegende Brocken sollten also abgefangen werden können, und vor jedem Durchlauf muß gut entlüftet werden. Auch hierzu brauchst Du ein durchdachtes Konzept, das ist je nach Aufbau nämlich gar nicht so leicht (können die Ventile so verbaut werden, daß keine Luftblasen zurückbleiben können?).

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Cheers,
    Jochen

[Diese Nachricht wurde von Fyodor am 11. Apr. 2012 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Herrscher24:
Das was du sagst stimmt ja alles, aber ich kann leider nicht zu viel von dem Prüfstand verraten. Als erstes wollte ich mir mal grundlegende Informationen und einen groben Überblick verschaffen.

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Steht natürlich im Widerspruch zu der Öffentlichkeit von Wissenschaft... (im Sinne Wissen schaffen!)  

 

Zitat:

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Wenn alle nötigen Infos zusammengetragen sind, dann erstelle ich eine Übersichts- und Bewertungsmatrix.

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Na denn....

 

Zitat:

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Die Ventile werden wirklich durchströmt.

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Warum. Du sollst doch einen Prüfstand für Berstverhalten unter Dauerbelastung bauen.... 

 

Zitat:

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Mit den Einspritzsystemen der Dieseleinspritzung (Pumpe-Düse und Commom Rail) hab ich mich auch schon beschäftigt. Allerdings weis ich nicht wie es sich verhält, wenn diese Einspritzsysteme nicht in einen leeren Raum(Zylinder beim Auto), sondern in einen mit Öl gefüllten (und unter 2000 bar stehendem) Druck einspritzen.
Die Drücke im KFZ-Bereich sind ca. 1800-2500 bar, also ausreichend hoch, jedoch eine sehr geringe Vördermenge.

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Jo, und es gibt noch andere Dieselmotoren .....
 

Zitat:

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Vielleicht hast du ein Tip wo ich nach den Druckdifferenzen in Droseln sehen kann??

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Das kriegst Du theoretisch aus dem gekoppelten DGL-System von oben.....

 

Zitat:

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Die Einheit des Volumens habe ich in dm^3 gewählt, weil ich die Vörderleistung in l/min ausdrücken will.

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Zitat:

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Der thermodynamische Kreislauf wird auch noch von mir erstellt.

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  Man modelliert die Aufgabe, bevor man nach Lösungen sucht...   

 

Zitat:

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Es gibt Druckspeicher, aber diese sind eher selten, denn im Bereich ab 2000 bar gibt es nur eine Hand voll Firmen. Ich habe auch welche gefunden, aber ich kann nicht sagen wie oder mit was diese befüllt sind (Membran mit Gas).

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Funktioniert prinzipiell nicht. Mache Dir klar, warum nicht!
 

Zitat:

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Der Impuls soll sinusförmig (Dirac-Folge)sein.

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Sinusanregung ist Standard für Dauerfestigkeitstests.
Sinusfunktion ist kein Dirac-Stoss.... Das solltest Du wirklich wissen!

http://de.wikipedia.org/wiki/Sinus_und_Kosinus
http://de.wikipedia.org/wiki/Delta-Distribution
 

Zitat:

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Der Ventilhersteller (Sitec) kann keine ANgaben zu der Schaltzeit machen. Also hab ich an diesem Punkt schon ein Problem.

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Für ein Sinussignal darfst Du nicht eine Leistung schalten, es sei denn, Du hast dahinter ein komplexes Netzwerk.
 

Zitat:

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Eine andere Idee ist es, das System mittels einem Zylinder zu realisieren. Der Zylinder wird mit Druck (2000 bar) befüllt und anschließend wird die Kolbenstange mechanisch (durch einen angetriebenen Nocken) betätigt. Diese Betätigung erzeugt einen Puls. Dieser Puls wird dann in das System einespeist und erzeugt somit meine Impulse von bis zu 2000 bar.

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Ist ein Zehntel auf dem richtigen Weg.... Lösung mit Nocke ist falsch....

 

Zitat:

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Ich bin froh, dass ich mich hier informieren kann und genug Hilfestellung bekomme:-)

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1. Mache Dir  klar, dass Du eine Sinus-Anregung brauchst.
   
2. Mache Dir  klar, wie Du Wirk- und Blindleistung berechnest.
   
3. Mache Dir klar, wie Du Schwingungsenergie speichern kannst. (Tritt die Schwingungsenergie als Wirk- oder Blindleistung auf?)
   
4. Mache Dir klar, wie Du Energie in diesem System dissipierst und als welche Leistung (Wirk- oder Blindleistung) diese disspierte Energie in Deinem System auftritt.
   
5. Mache Dir klar, welchen Enerigeverlust Du ausgleichen musst.
   

Ich habe Dir jetzt Deine Aufgabe und einen Weg zur Lösung wirklich vorgekaut. Ich habe --- aus Spaß und Hobby --- privat eine Lösung skizziert, wesentliche Parameter davon abgeschätzt.....Ich habe dafür keine zwei Stunden gebraucht.... 100Hz sind absolut kein Problem.

Glaube mir, so wie Du die Aufgabe dargestellt hast, ist sie --- prinzipiell --- trivial zu lösen. Schwierigkeiten sind eher bei Werkstoffen, Fertigung (einschliesslich Fügeverfahren) und Ahnahme zu erwarten.

Gruß, HA

[Diese Nachricht wurde von adamsh am 11. Apr. 2012 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Fyodor:

Allerdings kann ich mich noch sehr gut an die Probleme erinnern die wir mit der Abdichtung der Kolbenstange hatten. Du wirst niemanden finden, der Dir eine Kolbendichtung verkauft, und die eine Dichtheit bei 2000bar garantiert. Außerdem mußt Du mit den Passungen sehr vorsichtig sein: Bei 2000bar wird die Kolbenstange schon kürzer, und dicker. Dabei wird aus einer Übergangspassung ganz schnell eine Kaltverschweißung (!). Wir haben das Problem damals gelöst, indem wir den Kolben in einen übermaßigen Zylinder haben eintauchen lassen, so daß der Kolben ringsum von Wasser umgeben war und keinen Kontakt zur Zylinderwandung hatte. Wo wir unsere Dichtungen her hatten weiß ich leider nicht mehr. Was ich aber noch weiß ist, daß sie extrem teuer waren, rot, einen quadratischen Querschnitt hatten und eine Dichtheit bis 300 bar garantiert wurde.

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1. Eine Million  Zyklen gefordert...
   
2. Druckunterschied zwischen Druck- und Leerseite der Dichtung ca. 400N/mm^2...
   
3. Reibleistung und Verschleiss wahrscheinlich nicht beherrschbar.
   
4. Er kann keine Kolbenstange mit (klassischer Dichtung) einsetzen, er braucht aber auch überhaupt keine Kolbenstange mit Dichtung ...
   

Zitat:

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Bedenke auch die "beschußsichere" Einhausung... bei Wasserfüllung passiert bei Leckagen zwar nichts, aber wenn irgendwo eine Luftblase drin war, dann explodiert diese (Vergleich: In einer Pistolenpatrone entstehen selten Drücke über 800bar). Umherfliegende Brocken sollten also abgefangen werden können, und vor jedem Durchlauf muß gut entlüftet werden. Auch hierzu brauchst Du ein durchdachtes Konzept, das ist je nach Aufbau nämlich gar nicht so leicht (können die Ventile so verbaut werden, daß keine Luftblasen zurückbleiben können?).

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• Externe Abnahme erforderlich.
  
• Druckgeräterichtlinie: Alle Zeugnisse vorlegen!
  
• Maschinenrichtlinie: FMEA!
  

mfg HA

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Ich hatte mich bei dem Dirac-Impuls geirrt, ich meinte Rechtecksignale (habe mich nochmals erkundigt, weil ich es falsch notiert hatte).
Was für Dieselmotoren gibt es denn noch? (welche eine Hochdruckversorgung haben)

Wenn du schon eine Skizze hast, könntest du sie mir zur Verfügung stellen, und mir damit etwas auf die Sprünge helfen:-)

[Diese Nachricht wurde von Herrscher24 am 11. Apr. 2012 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Herrscher24 am 11. Apr. 2012 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Herrscher24:
Ich hatte mich bei dem Dirac-Impuls geirrt, ich meinte Rechtecksignale (habe mich nochmals erkundigt, weil ich es falsch notiert hatte).
Was für Dieselmotoren gibt es denn noch? (welche eine Hochdruckversorgung haben)

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Bitte selbst suchen... Du wirst schon Bibliotheken besuchen müssen....

Zitat:

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Wenn du schon eine Skizze hast, könntest du sie mir zur Verfügung stellen, und mir damit etwas auf die Sprünge helfen:-)

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I) Nein. Ich werde Dir die Skizze einer konzeptionellen Lösung nicht zur Verfügung stellen.
Es wird jetzt wirklich Zeit, dass Du und Dein Betreuer sich endlich Gedanken um Lösungs-konzepte machen, und nicht nur versuchen, aus den Euch Bekanntem Konzepte abzuleiten....

II)

1. Du kennst die Ausgangsgrößen Deines Systems: Hoher Druck bei sehr kleinem Volumenstrom. Wird sich die geforderte Ausgangsgröße ändern?
   
2. Überlege, welche Eingangsgrößen Du verwenden kannst. Setze erst einmal an, dass Dein Übertragungssystem energieerhaltend arbeiten werde.
   
3. Baue ein abstraktes Modell. Vielleicht helfen Dir Zweitore aus der Elektrotechnik weiter....
   
4. Suche Dir aus anderen physikalischen Systemen Beispiele, welche obige Transformation ausführen.
   
5. Wie kann eine solche Transformation realisiert werden, falls Wechselgrößen gefordert sind?
   

III) Hier wird wohl mindestens ein halbes Mannjahr vergeigt, ohne dass nur eine Lösung erkennbar wird, geschweige denn implementiert würde.... Soweit man hier umsetzbare Konzepte von mir wünscht, möge man mich bitte bezahlen.
Ich habe absolut keine Lust, hier (noch) mehr Entwicklungsarbeit zu leisten, weil

1. ein Betreuer fachlich, organisatorisch und in der Menschenführung absolut überfordert ist,
   
2. ein Student nie gelernt hat, Probleme zu abstrahieren, ein Modell zu bauen, und dann systematisch nach Lösungen zu suchen.
   

Gruß, HA

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Hallo Herrscher,
ich für meinen Teil würde an dieser Stelle mal Kontakt mit der Firma Woma aufnehmen ( www.woma.de  ) die produzieren Pumpen, z.B. den Typ 70M, die diese Drücke liefern können. Eventuell kannst du dir das Plungerprinzip der Pumpen, das prinzipbedingt, ja eine gewisse "Impulsfrequenz" mitbringt sogar zu nutze machen.

In jedem Fall kennen die Kollegen dort sich mit der Materie sicherlich bestens aus und können dir sicher weiterhelfen.

Beste Grüße

Matthias

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Nihil Ex Nihilo

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Zitat:

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Original erstellt von pepper4two:
Hallo Herrscher,
ich für meinen Teil würde an dieser Stelle mal Kontakt mit der Firma Woma aufnehmen ( www.woma.de  ) die produzieren Pumpen, z.B. den Typ 70M, die diese Drücke liefern können. Eventuell kannst du dir das Plungerprinzip der Pumpen, das prinzipbedingt, ja eine gewisse "Impulsfrequenz" mitbringt sogar zu nutze machen.

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In der Aufgabe muss nichts gefördert werden, sondern nur ein System angeregt werden. Ein Plunger mit einstellbarem Hub könnte gehen,... hatte ich aber auch wohlweislich nicht ausgeschlossen...  ;)

Zitat:

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In jedem Fall kennen die Kollegen dort sich mit der Materie sicherlich bestens aus und können dir sicher weiterhelfen.

Beste Grüße

Matthias

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Schauen wir einmal --- die erreichbaren Anregungsfrequenzen sind natürlich eine Zehnerpotenz kleiner als bei anderen Systemen. 

Gruß, HA

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Hallo pepper4two,

vielen Dank für deinen Vorschlag, das werde ich mal näher betrachten.

@adamsh:
Es ist echt super, dass ich mich jederzeit an dieses Forum bei Problemen wenden kann, jedoch finde ich es schade, dass du dich hier als mein Prof. aufführen musst. Ich habe gedacht das Forum ist für Lösungsfindung und zur Unterstützung gedacht und nicht um Studenten zu erziehen. Woher willst du überhaupt wissen welche Fachrichtung ich studiert habe, denn es steht ja nur "Maschinenbau" drin!!!!
Wenn du mir nicht die Lösung mitteilen willst, dann mach mir bitte nicht die Nase lang mit  "aus Spaß und Hobby --- privat eine Lösung skizziert, wesentliche Parameter davon abgeschätzt.....Ich habe dafür keine zwei Stunden gebraucht.." Es gibt auch noch Studenten die nicht so gut unterrichtet wurden wie du! Das hier soll nicht im Streit ausarten aber das wollte ich mal gesagt haben, also entweder hilfst du mir oder nicht, aber keine Antworten mit denen ich nichts anfangen kann!
Bezahlen werde ich dich mit Sicherheit nicht, ich würde mich nur über deine Hilfe sehr freuen und dieses auch in der Anfertigung der schriftlichen Arbeit erwähnen.

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Zitat:

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Original erstellt von Herrscher24:
Hallo pepper4two,

vielen Dank für deinen Vorschlag, das werde ich mal näher betrachten.

@adamsh:
Es ist echt super, dass ich mich jederzeit an dieses Forum bei Problemen wenden kann, jedoch finde ich es schade, dass du dich hier als mein Prof. aufführen musst. Ich habe gedacht das Forum ist für

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Bedauerlicherweise muss man (nicht nur ich) Aufgaben von Betreuern wahrnehmen. Hier hat Dir niemand, aus gtuem Grund,  fertige Lösungen angegeben, obwohl diese trivial sind.

  

Zitat:

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Lösungsfindung und zur Unterstützung gedacht und nicht um Studenten zu erziehen. Woher willst du überhaupt

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Modellbildung, Abstraktion und systematische Lösungsfindung sind Fähigkeiten, die ein Ingenieur erworben haben muss --- man hat Dir sie wohl nicht gelehrt... Oder willst Du  zu diesen Ingenieuren zählen, welche einhundert Lösungen für eine Million Probleme an der Hochschule auswendig gelernt haben... Solche Ingeneures kann man  kostengünstig auch durch eine wissensbasierte Datenbank ersetzen --- OntoWikis lassen grüßen.

  

Zitat:

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wissen welche Fachrichtung ich studiert habe, denn es steht ja nur "Maschinenbau" drin!!!!

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Zu meiner Zeit musste man im Vordiplom Physik geprüft haben, im Hauptdiplom Regelungstechnik/Systemtheorie (nachher zusätzlich Modellbildung/Numerische Simulation) und Strömungslehre neben anderen Fächern geprüft haben. Konstruktionslehre II mit systematisch Lösungsfindung ist immer angeboten worden.  Man sollte also ein o.g. Problem aus dem Stand bearbeiten können.

Mein obiger Punkt II) entspricht ungefähr einer Klausuraufgabe Regelungstechnik/Systemtheorie, die in ein bis eineinhalb Stunden gelöst werden sollte.

  

Zitat:

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Wenn du mir nicht die Lösung mitteilen willst, dann mach mir bitte nicht die Nase lang mit  "aus Spaß und Hobby --- privat eine Lösung skizziert, wesentliche Parameter davon abgeschätzt.....Ich habe dafür keine zwei Stunden gebraucht.." Es gibt auch noch Studenten die nicht so gut unterrichtet wurden wie du! Das

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Ich helfe Dir,  indem ich Dich an eine Lösung hinführe. Du musst Dir diese aber erarbeiten --- und Deine fachlichen Mängel ausgleichen, Methoden und Wissen nachlernen.

BTW: Habt Ihr Störungsausbreitung in einem (unendlich langen) Rohr gerechnet? Habt Ihr Verdichtungsstoß und Wasserschlag gerechnet? Vielleicht sogar in einem kompressiblen Medium?

  

Zitat:

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hier soll nicht im Streit ausarten aber das wollte ich mal gesagt haben, also entweder hilfst du mir oder nicht, aber keine Antworten mit denen ich nichts anfangen kann!

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Das ist aber Dein Problem. Ich zeige Dir hier ansatzweise, was Dir alles fehlt, um überhaupt Dein Problem verstehen zu können. (BTW: Das inverse Problem taucht bei Einspritzleitungen von Common Rail Dieseln auf....)

Warum gehst Du (vielleicht zusammen mit Deinem Betreuer      ) nicht zu den Fachleuten aus der Fluiddynamik (!), Physik, Nachrichtentechnik, Hochfrequenztechnik, usw. usw. und gibst ihnen die Stichworte Leitung, Impedanztransformation und Zweitor (bzw. Vierpol)?

Du erinnerst Dich hoffentlich, dass die Gleichungen von Wiener sowohl in der Strömungslehre als auch in der Elektrotechnik gelten. Wiener hat diese Gleichungen aus der Theoretischen Elektrotechnik übernommen.

Selbstverständlich habe ich einen Lösungsansatz  selbst gerechnet, bevor ich mich auf diesen hier beziehe.

Ich werde dringend vermeiden, Dich (unbeabsichtigt ...)  in die Irre zu führen.

  

Zitat:

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Bezahlen werde ich dich mit Sicherheit nicht, ich würde mich nur über deine Hilfe sehr freuen und dieses auch in der Anfertigung der schriftlichen Arbeit erwähnen.

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Bezahlen war hier ganz klar auf die Leute bezogen, die Euch dieses Problem gestellt haben. Es stammt ja offensichtlich aus der Qualitätssicherung in  der  Industrie. Warum sollte Mitglieder dieses Forums  unbezahlt Lösungen für andere, ggf. sogar Konkurrenten des eigenen Arbeitgebers, erarbeiten????

Es kann nicht sein, dass ein Student ohne Betreuung und natürlich zum Nulltarif eine Aufgabe aus der Industrie lösen soll, und zumindest zwei --- defacto --unbeteiligte Andere ziehen daraus Nutzen, dass auch dieses Forum wieder einmal die Betreuung einer Prüfungsleistung übernommen hat.

Gruß, HA

[Diese Nachricht wurde von adamsh am 12. Apr. 2012 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von adamsh am 12. Apr. 2012 editiert.]

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Ich finde es echt super, dass du mir hilfst.
Aber ich habe Industrielle Produktion und klassischer Maschinenbau (speziell Festigkeitslehre) studiert. In unserem Studium war Physik kein großes Thema und deswegen verstehe ich nur ansatzweise die Hälfte von den Begriffen die du mir nennst:-( Ich probiere mich über das Internet rein zulesen, aber ich habe Probleme mit der Transferleistung von den Themen zu meinem Problem.
Regelungstechnik war auch nur sehr sehr dürftig in unserem Studium. Ich habe übrigens an einer Fachhochschule studiert und nicht an einer Uni, das erklärt evt schon einiges:-)
Auf dem Gebiet Hydraulik bin ich ebenfalls Neuling (ausser Grundkenntnisse).

Vielleicht kannst du mich noch ein bissl weiter heranführen......

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Zitat:

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Original erstellt von Herrscher24:
Ich finde es echt super, dass du mir hilfst.
Aber ich habe Industrielle Produktion und klassischer Maschinenbau (speziell Festigkeitslehre) studiert. In unserem Studium war Physik kein großes Thema und deswegen verstehe ich nur ansatzweise die Hälfte von den Begriffen die du mir nennst:-( Ich probiere mich über das Internet rein zulesen, aber ich habe Probleme mit der Transferleistung von den Themen zu meinem Problem.
Regelungstechnik war auch nur sehr sehr dürftig in unserem Studium. Ich habe übrigens an einer Fachhochschule studiert und nicht an einer Uni, das erklärt evt schon einiges:-)
Auf dem Gebiet Hydraulik bin ich ebenfalls Neuling (ausser Grundkenntnisse).

Vielleicht kannst du mich noch ein bissl weiter heranführen......

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Du bist in der Falle, dass Du zuwenig Kenntnisse und Hintergrundwissen hast, um diese Aufgabe zu lösen. Es sprichst allerdings Bände über Deine Betreuer und Deinen Hochschullehrer, dass sie Dich nicht besser führen können oder wollen.

Zumindest der Prof. muss an einer Uni studiert haben. Diese Fragestellungen müssen ihm geläufig sein!

Transformator, Impedanz, Impedanztransforation , Leitung, einseitig offene Leitung bitte nachlesen (Wiki  tut es zum Einstieg!)

Qualitativ mein Ansatz:

Wir betrachten nur die Auslenkung um einen Mitteldruck (BTW: Wie groß muss der mindestens sein?).

Wir betrachten die rechte Seite als Ausgang des (Teil-)Systems. Dort sollen hohe Drücke bei (sehr) kleinen Volumenströmen auftreten.  Die linke Seite betrachten wir als Eingang des Systems, dort sollen nur kleine Drücke auftreten, es sind aber große Volumenströme erlaubt.

Wir nehmen ein Rohr. Die Seite mit den (sehr) kleinen Volumenströmen, rechts,  betrachten wir als (praktisch) geschlossen, die Seite mit den großen Volumenströmen, links,  als praktisch offen.

Unser Medium im Rohr ist kompressibel und massenbehaftet, dV/dp <0,  rho >0 ! Bei Druckerhöhung sinkt das Volumen!

Jetzt schneiden wir das Volumen des Rohrs in dünne (Salami-)Scheiben. Denen können wir ein Volumen und damit eine Masse zuordnen. Jetzt komprimieren wir das Volumen im Rohr.  Jedes Scheibchen wird dünner, da sein Volumen abnimmt. Alle Scheibchen wandern unterschiedlich ein Stückchen nach rechts, ganz rechts überhaupt nicht, denn das Rohr ist ja rechts geschlossen, die Scheibchen links, am offenen Ende des Rohrs, am meisten, denn alle anderen Scheibchen in Richtung festem Rohrende sind ja nach rechts marschiert.....  

Dabei werden unsere Scheibchen aber nach rechts beschleunigt.. Die Scheibchen am rechten Rohrende am wenigsten, die am linken am meisten. ... Irgendwann können die Scheibchen nicht mehr nach rechts geschoben werden, sie werden abgebremst... Das Scheibchen am linken, offenen Rohrende stützt sich an seinen rechten Nachbarn ab, dieser wiederum an seinen rechten Nachbarn usw. usw.  am geschlossenen Ende stützt sich das letzte Scheibchen am geschlossenen Rohrende ab. Die Summe aller Massenkräfte unserer Scheibchen stützt sich also am rechten Rohrverschluss ab. Daher haben wir am rechten, geschlossenen, Rohrende den höchsten Druck. .... ...

Den vollständigen Zyklus musst Du Dir selbst klar machen!

Prinzipiell kannst Du so mit einem Rohr einen hohen Volumenstrom bei kleinen Drücken in einen kleinen Volumenstrom bei (sehr) hohen Drücken umwandeln, soweit du es mit zeitlich veränderlichen Drücken zu tun hast. (Übersetzungsverhältnisse bis zu 1:70 wurden erreicht!)

Bei minimalem Volumenstrom am offenen Rohrende ist der Druck am rechten Rohrende maximal... Nehmen wir für den Volumenstrom links Sinus an, folgt für den Druckverlauf rechts Cosinus....

Damit gilt folgendes:
Aufgenommene Energie links: V_max, p=0 => V_max*p=0! links wird keine Energie aufgenommen,
Abgegebene Energie rechts: V=0, p max => V*p=0!  rechts wird keine Energie abgegeben.
von links nach rechts übertragene Wirkleistung:   V_max sin w t skalar p_max * cosinus w t = 0 (wie zu erwarten war!)
(Skalarprodukt im Hilbertraum: cosinus wt skalar sin wt identisch Null! )

Damit  folgt für die Blindleistung = p max * V max * sqrt ( 1- Wirkleistung^2) = V_max * p_max.... Es wird in diesem System keine Leistung dissipiert... da wird nichts warm (in erster Näherung!)

In der Praxis musst Du nur die hier unberücksichtigten, aber  unvermeidlichen Verluste ausgleichen....

Jetzt wären Deine Aufgaben:
-) Wie muss so ein Rohr aussehen in Abhängigkeit von Parametern wie Dichte, Kompressibilität  des Mediums und gewünschtem Schwingungsverhalten einschliesslich Mittenfrequenz?
-) Wie stellst Du (einen Teil) der benötigten Blindleistung zur Verfügung?
-) Wie gleichst Du die unvermeidlichen Verluste aus?
-) Wie haust Du so ein System ein?

Das sollte jetzt Dein Betreuer aber wirklich hinkriegen.... Wie gesagt. Ein Problem für eine Stunde in einer Diplomklausur.  

HA

PS: Du kannst mich gerne weiter fragen. Das Verhalten von Betreuer und Prof. scheint ja wirklich unterirdisch zu sein....

[Diese Nachricht wurde von adamsh am 12. Apr. 2012 editiert.]

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Moin,

also ich habe einen anderen Ansatz verfolgt.
Ich bin von der praktischen Seite herangegenagen:

Es gibt eine Hand voll Firmen, die in diesem Bereich tätig sind und habe mit Ihnen eine Lösung erarbeitet. Es wird ein Druckübersetzer umgebaut, dass dieser als pulsierender Zylinder funktioniert. Er drückt einfach das geschlossene Volumen im System auf 2000 bar zusammen und entspannt es auf einen unteren Druck von 400 bar. Man besitzt 2 Möglichkeiten für diese Druckerzeugung:
- der Druckübersetzer ist ausgefahren und es wird ein Vordruck im System von 2000 bar (durch Spindelpumpe) vorgegeben und wenn der Druckübersetzer den Rückhub angeht, wird das System entspannt und anschließend wieder auf 2000 bar belastet.
- der Druckübersetzer ist eingefahren und es ist ein minimaler Druck von 40 oder 100 bar vorgegeben(Hydraulikpumpe)und der Druckübersetzer erzeugt beim ausfahren den Druck von 2000 bar.
Das Problem welches aber immernoch besteht, ist die Frequenz von 2 Hz zu realisieren.

Aber vielleicht kannst du (adamsh) mir noch ein bisschen weiterhelfen:-)

Das bisherige Volumen des Prüfkörpers umfasst ca. 10 cm^3.

Gruß

[Diese Nachricht wurde von Herrscher24 am 03. Mai. 2012 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Herrscher24 am 03. Mai. 2012 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Herrscher24:
Moin,

- der Druckübersetzer ist eingefahren und es ist ein minimaler Druck von 40 oder 100 bar vorgegeben(Hydraulikpumpe)und der Druckübersetzer erzeugt beim ausfahren den Druck von 2000 bar.
Das Problem welches aber immernoch besteht, ist die Frequenz von 2 Hz zu realisieren.

Aber vielleicht kannst du (adamsh) mir noch ein bisschen weiterhelfen:-)

Das bisherige Volumen des Prüfkörpers umfasst ca. 10 cm^3.

Gruß

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Jetzt überlegen wir uns doch einmal das Problem. Kann es überhaupt funktionieren?

Um einen Druckverlauf p(t) zu erreichen, musst Du eine Volumenänderung dV(t)/dt erzeugen. Je steifer Deine Anordnung ist, desto KLEINER kann die Volumenänderung sein, Steifigkeit definiert zu dp/dV Allerdings: Je schneller sich p ändern soll, also je größer dp(t)/dt werden soll,  desto größer muss dV(t)/dt werden, da der Differenzialoperator linear ist.

1. Du dichtest über Spalt. Überlege Dir bitte, welche Verlustleistungsdichte Du über die Spaltfläche  erzeugt wirst...Vielleicht gibt es da bereits eine Obergrenze?
   
2. Du dichtest mit  einem Balg. Wie verändert sich die Gesamtsteifigkeit Deines Systems? Welches dV(t)/dt wirst Du benötigen.
   
3. Du dichtest überhaupt nicht, und bringst den Druckerzeuger direkt in das Druckvolumen ein, erzeugst also die erforderliche  dV(t)/dt z.B. über einen piezoelektrischen Wandler. Wie ändert sich die Steifigkeit  Deines Gesamtsystems? Kannst Du überhaupt überhaupt den geforderten Enddruck erreichen?
   

Dein Betreuer und Du werden sich über die Ergebnisse wundern, ABER selbst Dornier und Krupp scheiterten daran, hohe Wiederholfrequenzen solcher Druckstöße konventionell zu erzeugen....

Krupp benutzte den   o.g. Ansatz und nutzte zusätzlich die Reflexion an einer festen Wand im Abstand 3/4 Wellenlänge, um im Abstand Wellenlänge/4 maximalen Druck zu  erreichen...

HA

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Die Dichtung würde ich lieber einer Firma überlassen, die jahrelange Erfahrung hat. Deswegen würde ich gerne einen Druckübersetzer benutzen, denn dieser hat die geeigneten Dichtungen auf der HD Seite. Die Sache mit dem Piezos funktioneirt leider nicht, aufgrund des zu großen Volumens (die Piezos machen einen zu geringen hub um den erforderlichen druck zu erzeugen). Und eine geeignete Membran zu finden, die das System einhaust und einen entsprechenden Hub des Piezos zulässt.
Ich habe gestern mit einer Firma gesprochen, die einen neuen Prüfstandentwickelt hat, die ebenfalls 21 Teile mit einem Impulsdruck von 2000 bar und mit 15-20 Hz testen. Jedoch funktioniert das über 3 Plungerkolben mit einem elektrischen Antireb.
Dieses Prinzip habe ich auch schon im Hinterkof gehabt:
Einen Druckübersetzer an der ND Seite freilegen und diesen Kolben mit einem Kurbeltrieb und einem Motor antreiben. Das Pleul des Motors ist über eine Zugfeder mit dem Druckübersetzer verbunden (Motor zieht über die Feder den Kolben des Druckübersetzers und verdichtet somit).
Angebunden ist des Pleul an einem großen Schwungrad, dass eine Energierückgewinnung veranlässt.

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Zitat:

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Original erstellt von Herrscher24:
Die Dichtung würde ich lieber einer Firma überlassen, die jahrelange Erfahrung hat. Deswegen würde ich

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Sicher gute Idee. Die müssen aber trotzdem die Last kennen. ;->

Zitat:

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gerne einen Druckübersetzer benutzen, denn dieser hat die geeigneten Dichtungen auf der HD Seite. Die Sache

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Kann gehen...

Zitat:

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mit dem Piezos funktioneirt leider nicht, aufgrund des zu großen Volumens (die Piezos machen einen zu geringen hub um den erforderlichen druck zu erzeugen). Und eine geeignete Membran zu finden, die das System einhaust und einen entsprechenden Hub des Piezos zulässt.

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Sollte sich aus Frage 3) ergeben... ;>

Zitat:

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Ich habe gestern mit einer Firma gesprochen, die einen neuen Prüfstandentwickelt hat, die ebenfalls 21 Teile mit einem Impulsdruck von 2000 bar und mit 15-20 Hz testen. Jedoch funktioniert das über 3 Plungerkolben mit einem elektrischen Antireb.

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Problem bleibt Dichtung...

Zitat:

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Dieses Prinzip habe ich auch schon im Hinterkof gehabt:
Einen Druckübersetzer an der ND Seite freilegen und diesen Kolben mit einem Kurbeltrieb und einem Motor antreiben. Das Pleul des Motors ist über eine Zugfeder mit dem Druckübersetzer verbunden (Motor zieht über die Feder den Kolben des Druckübersetzers und verdichtet somit).
Angebunden ist des Pleul an einem großen Schwungrad, dass eine Energierückgewinnung veranlässt.

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http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum203/HTML/000251.shtml#000017 

Hans

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