Laboraufgabe Thema: Versuchsstand Gartenwasserhahn im Rahmen der Vorlesung Konstruktion 4 bei...

LaboraufgabeLaboraufgabe Thema: Versuchsstand Gartenwasserhahn Thema: Versuchsstand Gartenwasserhahn im Rahmen der Vorlesung Konstruktion 4im Rahmen der Vorlesung Konstruktion 4

bei bei Prof.Dr.-Ing. Hilmar HoderProf.Dr.-Ing. Hilmar Hoder

vonvonAlexander Koch Alexander Koch Florian Bockelmann Florian Bockelmann

Sascha Hedwig Sascha Hedwig

hochschule für angewandte wissenschaften hamburgFACHBEREICH MASCHINENBAU UND PRODUKTION hamburguniversity of applied sciences

InhaltInhalt1. Funktionsstruktur 1.1. Funktionsstruktur Black Box 1.2. Funktionsstruktur Teilfunktionen 1.3. Funktionsstruktur Unterfunktion Ventil

2. Anforderungsliste

3. Fehlerquellenanalyse (FMEA)

4. Versuchsziele und –kriterien

5. Versuchsaufbau

6. Versuchsdaten

7. Anhang 7.1. Abbildungsverzeichnis 7.2. Tabellenverzeichnis 7.3. Quellenverzeichnis

1. Funktionsstruktur1.1. Funktionsstruktur Black Box

Black Box

Hydraulischer Druck, mechanisches Drehen

Wasser

Steuern Auf/Zu

Masse des Wassers * Fließgeschwindigkeit²

Wasser

Wassermenge

Energie Energie

Stoff Stoff

SignalSignal

Kon 4

Wasserhahn

FunktionsstrukturBlack Box

1

1.2. Funktionsstruktur Teilfunktionen

Dreharbeit

Energie

Volumenstrom

Signal Hand

Kon 4

Wasserhahn

FunktionsstrukturTeilfunktionen

StrömungsenergieM

ech.

En

ergi

eEnergiewandler Ventil

Lärm

Störgrößen: Kalk, Korrosion, Schmutz

Reibwärme

Lärm

Mech. Energie

Wasser, hydr. Energie

2

1.3. Funktionsstruktur Unterfunktion Ventil

Energie

Volumenstrom

Signal Wasserfluss

Kon 4

Wasserhahn

FunktionsstrukturUnterfunktion Ventil

StrömungsenergieWasser, hydr.

Energie

Ventil geschlossen

Drehenergie AUF

Energie

Signal Fließstopp

Wasser, hydr. Energie

Drehenergie ZU

Ventil offen

3

2. Anforderungsliste

4

3. Fehlerquellenanalyse (FMEA) 3. Fehlerquellenanalyse (FMEA) [3][3]

……auf folgender Folie………

5

6

4. Versuchsziele und –kriterien

Durch die durchzuführenden Versuche sollen Fehler möglichst schon vorher entdeckt und vermieden werden.Mögliche Fehlerquellen:

• Gewindeverschmutzungen• Gewindebeschädigungen• Ventilundichtigkeit• Korrosion

Des Weiteren müssen noch qualitätsspezifische Betrachtungen berücksichtigt werden:

• Ventillebensdauer• Druckstandhaftigkeit bei 3bar• Durchsatzgewährleistung• Ventilbelastung durch häufiges Betätigen• Anschlussgewinde muss Zugbelastung aushalten

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Für die Versuchsdurchführung muss dahingehend eine Für die Versuchsdurchführung muss dahingehend eine Versuchsbeschreibung festgelegt werden:Versuchsbeschreibung festgelegt werden:

• Der Test soll als Praxistest ausgeführt sein – d.h., dass alle Der Test soll als Praxistest ausgeführt sein – d.h., dass alle möglichen Situationen aus der praktischen Anwendung des möglichen Situationen aus der praktischen Anwendung des Gartenwasserhahns im Test berücksichtigt werdenGartenwasserhahns im Test berücksichtigt werden

• Die Prüfung der Gewindeverschmutzungen, der Ventilundichtigkeit, Die Prüfung der Gewindeverschmutzungen, der Ventilundichtigkeit, der Korrosion, der Ventillebensdauer und der der Korrosion, der Ventillebensdauer und der Durchsatzgewährleistung kann dann in einer Testkabine Durchsatzgewährleistung kann dann in einer Testkabine durchgeführt werden.durchgeführt werden.

4. Versuchsziele und –kriterien

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• Nach dem Testdurchlauf folgt dann die Prüfung auf Nach dem Testdurchlauf folgt dann die Prüfung auf Gewindebeschädigungen, Ventilbelastungen und der Zugbelastung Gewindebeschädigungen, Ventilbelastungen und der Zugbelastung der Anschlussgewinde.der Anschlussgewinde.

• Als Erweiterung des Testes kann ein Langzeittest durchgeführt Als Erweiterung des Testes kann ein Langzeittest durchgeführt werden, welcher ohne Zeitbegrenzung begonnen wird, um die werden, welcher ohne Zeitbegrenzung begonnen wird, um die Lebensdauer des Hahns festzustellen. Lebensdauer des Hahns festzustellen.

4. Versuchsziele und –kriterien

9

E

Abwasser

Wasseranschluß

Barometer

Pumpe

Wasserverbrauchsmesser

Filter

Wasserspritzdüsen

Sensor

5. Versuchsaufbau

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Für die Durchführung des Versuchs müssen folgende Daten gegeben Für die Durchführung des Versuchs müssen folgende Daten gegeben sein:sein:

• Wasserdruck 3 barWasserdruck 3 bar

• Temperaturbeständigkeit zwischen -20 und +40°C (wenn < 0°C, Temperaturbeständigkeit zwischen -20 und +40°C (wenn < 0°C, dann Stillstand)dann Stillstand)

• 2x Öffnen und Schließen in einer Minute (simuliert 1 Tag)2x Öffnen und Schließen in einer Minute (simuliert 1 Tag)

• Nach 240 Minuten Versuch wird für 125min auf -20°C abgekühlt: Nach 240 Minuten Versuch wird für 125min auf -20°C abgekühlt: Anfang des Versuches ~ Mitte März [Minute 0]; Ende Betriebszeit Anfang des Versuches ~ Mitte März [Minute 0]; Ende Betriebszeit Mitte November [Minute 240]; Ende Gefrierphase ~ Mitte März Mitte November [Minute 240]; Ende Gefrierphase ~ Mitte März [Minute 365]; also insgesamt 365min entspricht 1 Jahr)[Minute 365]; also insgesamt 365min entspricht 1 Jahr)

6. Versuchsdaten

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• Versuch soll 10 Jahre Betrieb simulieren, d.h. 365min * 10 = Versuch soll 10 Jahre Betrieb simulieren, d.h. 365min * 10 = 3650min = 60,8 Stunden = 2,5 Tage3650min = 60,8 Stunden = 2,5 Tage

• 24 h am Tag muss Versuch überwacht werden24 h am Tag muss Versuch überwacht werden

• Die Wasserdüsen sollen in 365min Versuch 100 Liter Die Wasserdüsen sollen in 365min Versuch 100 Liter Schmutzwasser auf 1m² sprühen. Durch einen normalen Abfluss am Schmutzwasser auf 1m² sprühen. Durch einen normalen Abfluss am Boden wird das Wasser in einer Tonne gesammelt und wieder den Boden wird das Wasser in einer Tonne gesammelt und wieder den Düsen zugeführt.Düsen zugeführt.

• Der Wasserfilter im Kreislauf soll spätestens nach 3650min – also Der Wasserfilter im Kreislauf soll spätestens nach 3650min – also am Ende des Testes - gewechselt werden.am Ende des Testes - gewechselt werden.

6. Versuchsdaten

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7.1.7.1. AbbildungsverzeichnisAbbildungsverzeichnisAbbildung 1.1: Abbildung 1.1: Funktionsstruktur Black BoxFunktionsstruktur Black BoxAbbildung 1.2: Abbildung 1.2: Funktionsstruktur TeilfunktionenFunktionsstruktur TeilfunktionenAbbildung 1.3: Abbildung 1.3: Funktionsstruktur Unterfunktion VentilFunktionsstruktur Unterfunktion VentilAbbildung 5: Abbildung 5: VersuchsaufbauVersuchsaufbau

7.2.7.2. TabellenverzeichnisTabellenverzeichnisTabelle 2: Tabelle 2: Fehler-Möglichkeits-Einfluss-AnalyseFehler-Möglichkeits-Einfluss-Analyse

7.3.7.3. QuellenverzeichnisQuellenverzeichnis[1][1] Skript Entwicklungs- und Skript Entwicklungs- und Konstruktionsmanagement Konstruktionsmanagement (KON4) von Prof.Dr.-Ing. (KON4) von Prof.Dr.-Ing. H.HoderH.Hoder[2][2] Skript Konstruktionsmethodik von Prof.Dr.-Ing. Skript Konstruktionsmethodik von Prof.Dr.-Ing.

S.KreutzS.Kreutz[3][3] Prof. Dr.-Ing. Peter Gust, Prof. Dr.-Ing. Peter Gust,

http://http://www.haw-hamburg.dewww.haw-hamburg.de//perspers//GustGust/vorlesung_1//vorlesung_1/index.htmlindex.html

7. Anhang

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