Überdruck in Glocke gegen Druck in Kolben

butcher · Anmeldungsdatum: 24.09.2004 Beiträge: 6

Hallo zusammen,

bin mir bei folgendem Sachverhalt nicht ganz sicher und würde hier gerne noch ein paar Meinungen einholen:

Ein Körper in Form einer Glocke liegt auf einer ebenen Fläche. Nun wird innerhalb des Körpers ein Überdruck erzeugt. Von oben drückt ein Hydraulikzylinder die Glocke nach unten. Mich interessiert der Druck, den das Öl im Zylinder haben muss, damit die Glocke nicht abhebt und somit auch dicht bleibt.
Bin dabei wie folgt vorgegangen: Habe über den Innendurchmesser der Unterseite der Glocke die Fläche berechnet, die auf der ebenen Fläche aufliegt. Multipliziert mit dem Druck ergibt sich die Kraft, die auf die Kolbenstange des Zylinders wirkt. Über den Querschnitt des Kolbens habe ich dann den mindest erforderlichen Druck im Zylinder errechnet.

Nun wurde mir von mehreren Seiten schon gesagt, dass die Kraft mit reichlich 106 kN zu groß sei. Für einen Druck von 10 bar und einen Innendurchmesser von 368 mm komme ich aber auf diesen Wert.

Liegt hier vielleicht noch irgendein Denkfehler, den ich noch nicht erkannt habe, vor?

Vielen Dank schon mal für die Hilfe!

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Auf jeden Fall musst du mit dem Überdruck rechnen. Wenn die Glocke einfach nur so dasteht, ist da drin ja auch ein Druck von 1 bar, ohne dass gleich eine Kraft die Glocke anheben wöllte.

butcher · Anmeldungsdatum: 24.09.2004 Beiträge: 6

Yep,

die 10 bar sind auch Überdruck innerhalb der Glocke. Mir geht primär um den Sachverhalt, wenn ich die untere Öffnung der Glocke vom Durchmesser verkleinere, wird laut meiner Rechnung die benötigte Niederhalterkraft geringer. Ich zweifle eher an meinem Ansatz, als an der Rechnung.

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

butcher · Anmeldungsdatum: 24.09.2004 Beiträge: 6

Also das ganze soll mal eine Maschine werden. Auf der ebenen Fläche liegt der Prüfling - die ominöse Glocke. Dann kommt von oben eine Haube darüber, an den schon erwähnten Hydraulikzylinder geführt. Die Haube ist so gestaltet, dass sie auch den Prüfling von oben her auf die Fläche presst. Nun wird der Prüfling von unten her mit Druckluft beaufschlagt. Nach meinen Verständnis will dieser nun die Haube wieder nach oben heben, darum die Gegenkraft vom Zylinder.
Ich hoffe, ich konnte dir das Problem einigermaßen verständlich machen.

weissfastnix · Anmeldungsdatum: 08.10.2004 Beiträge: 11 Wohnort: Salzgitter

Vielleicht habe ich das nicht so richtig verstanden aber ich versuch mal meinen Gedanken aufzuschreiben.

Die Glocke hat eine Auflagefläche A1(unten).
In der Glocke herrscht ein Druck von p1 = 10^6 Pa.
Daraus resultiert eine Kraft F1= p1 * A1 = 106361 N.
Dieser Kraft F1 muss eine 2. Kraft F2 entgegenwirken.
Der Druck p2 im Hydraulikzylinder ergibt sich dann aus |F1| = |F2| und der Zylinderfläche A2.

Daraus folgt dann doch p1 * A1 = p2 * A2

Gast

Du wirst deinem Namen nicht gerecht!
Du hast genau verstanden was ich will. Genauso waren meine Gedanken. Habe den gleichen Rechenweg durchgeführt und dannach nen Zylinder mit einem Kolbendurchmesser von 100 mm festgelegt, so dass im Zylinder mindestens ein Druck von 135,42 bar vorherrschen müssen. Wie gesagt die Rechnung ist eigentlich sehr einfach, mir geht es eher darum, ob ein Denkfehler bei der Modellbildung gemacht wurde.

weissfastnix · Anmeldungsdatum: 08.10.2004 Beiträge: 11 Wohnort: Salzgitter

Den Druck habe ich auch raus, - aber wir haben ja auch das gleiche Modell :-)
Ob ein Denkfehler vorliegt merkst Du vielleicht am besten durch ausprobieren.
Ist denn schon etwas Hardware vorhanden?
Vielleicht kann man ja auf der Glocke ein Gewicht befestigen und dann den Druck im Inneren der Glocke langsam erhöhen.

Bsp.
Bei einer Masse von 30 Kg (incl. Glocke) ergibt sich nach F = m * g eine wirksame Kraft von F = 294,3 N.
Bei der Grundfläche der Glocke von ca. 0,11 m^2 resultiert im inneren ein maximaler Überdruck von p = 2675 Pa = 27 mBar.

Das setzt aber voraus, das Du den Druck in ziemlich kleinen Änderungen (mBar) messen und regeln kannst.

Wenn das experimentell so einigermassen hinhaut, dann ist Dein Modell in Ordnung.
Ansonsten hast Du dann schon mal ein paar Zahlen für die Du "nur noch" den Zusammanhang finden musst.

butcher · Anmeldungsdatum: 24.09.2004 Beiträge: 6

Naja mit den praktischen Tests wird das nichts, da wir die Anlage nur projektieren und die von anderen letztendlich gebaut wird. Aber man könnte das Prinzip an einem anderen Modell erproben.

Danke dir auf jeden Fall für deine Zeit und Anregungen