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Thema:  Ketten für hohe Temperaturen |
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07.11.2012, 23:29 Uhr
  Oldchap
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Ein Kunststoffrohr ist doch glatt; da ist ein Kettenlaufwerk völlig überflüssig. Zudem fährt kein Kettenlaufwerk gut, wenn man es nur auf den Außenkanten der beiden Ketten aufliegen läßt. Hier wäre eine simple 4-Rad-Konstruktion ausreichend; natürlich aus genügend hitzefestem Material.
Die Kunst wird darin bestehen, die gesamte Elektronik inkl. Motor in einem derart kleinen und leichten Fahrzeug thermisch so zu kapseln, daß eine Stunde bei diesen Temperaturen überstanden wird. Wenn das Fahrzeug Kettcar-Größe haben und 100 kg wiegen darf, sieht die Sache ganz anders aus.
Unter diesen Unständen tendiere ich zu einem simplen Rollwagen mit Zugseilantrieb, da ja nicht gelenkt werden muß. Sollte das Rohr nur von einer Seite zugänglich oder relativ lang sein, käme eine Art Schubstange in Frage, die notfalls aus mehreren aneinander ankoppelbaren Teilen bestehen darf, die über Gelenkwägelchen (ein Kugelgelenk auf einer Achse) verbunden sind. Damit ließen sich auch Rohre mit mehreren zehn Metern Länge vorwärts und rückwärts "durchschieben" statt durchfahren, ohne im Rohr Kratzer zu erzeugen. Man könnte zudem die eingefahrene Länge und damit die Position des Fühlers sehr genau bestimmen. Der eigentliche Rollwagen müßte nur den Fühler und den Meßwertaufnehmer samt Datenlogger enthalten. Beides könnte man in einem solchen Wägelchen genügend dämmen.
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Viele Grüße
Gerhard
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09.11.2012, 10:44 Uhr
projectpipe
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Hallo Zusammen,
@ kevinsiemens:
1) Der Rohrdurchmesser variiert zwischen 10cm - 1m. Dieser Lösungsansatz ist jedoch nur für die größeren Rohre gedacht. Es ist dabei egal, ob das Rohr im Inneren "Beschädigt wird. Dieses Rohr soll ja nicht an den Kunden ausgeliefert, sondern ausschließlich zu Testzwecken verwendet werden.
3) Die Arbeit ist von der Uni, für eine Firma, sprich: Scheißegal wie teuer das ist :-D
4) Diese Idee wurde bereits umgesetzt, es gab jedoch einige Schwierigkeiten;
a) Das Rohr kann bis zu 40 m lang werden, sodass es 1 Stunde dauert, bis man alle einzelnen dünnen Stäbe zu einem langen Stab verbunden hat, um damit in das Innere des Rohrs zu gelangen. Es ist also sehr umständlich. Und einen 40m langen Stab zu transportieren ist auch nicht so das Wahre ;-)
Aus diesem Grund hat sich die Firma dazu entschlossen, etwas anderes zu entwickeln.
@Focke83:
Und aus welchem Material soll das Luftkissen bestehen? Bei 270°C ist das etwas schwierig, oder?
@Robert :
Die Rohrlänge und Durchmesser können variieren. Siehe Oben. Der Kunststoff darf beschädigt werden, da es sich um eine jeweils einmalige Messung handelt.
@Oldchap :
Es sollten keine ankoppelbaren Teile vorhanden sein, siehe Oben.
Danke nochmal für alle Antworten! Ich hatte heute einen Termin mit meinem Betreuer und habe dort eure Ideen und Vorschläge mit eingebracht. Letzt endlich werden wir eine 4-Rad Konstruktion bauen, welche mit Alu-Rädern mit Spickes versehen sind, um ein vorrankommen zu Gewährleisten.
Das Problem wird hier sein, dass wir die Räder in einem 45° Winkel zum Gehäuse anbringen wollen, damit das Fahrzeug über einen Weg von 30m gerade aus fährt und dafür den Antrieb vernünftig anbringen müssen. Außerdem müssen wir den Antrieb (Motor, Getriebe ) mit iwelchen Hitzebeständigen Materialien dämmen.
Fällt euch dazu etwas ein? Hatte da an soetwas wie einen Kasten gedacht, indem der Motor und das Getriebe verbaut sind, sodass diese nicht zu heiß werden.
Danke schonmal für die ganzen Antworten 
Grüße, Alex
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09.11.2012, 11:45 Uhr
Robert
BW-Meister
[Administrator]
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Hallo Alex,
bei 40 Meter Länge kann man das Hantieren mit Stangen natürlich vergessen 
Eine Idee hab ich da noch ....
Das Fahrzeug braucht ja nicht unbedingt die ganze Zeit wärend der Messung im inneren des Rohres zu bleiben.
Es würde ja vollkommen ausreichen, wenn er einen Sensor im inneren des Rohres ablegen würde.
Dann könnte das Fahrzeug ja von der einen Seite des Rohres hinein fahren und zur anderen Seite wieder heraus. Dabei würde es dann einen oder mehrere Sensoren ablegen. Die Sensoren wären dann evtl mit nen Kabel oder einer Schnur verbunden und könnten später einfach wieder herausgezogen werden.
Das Durchfahren und Schleppen eines dünnen Kabels würde nur ca. 1-2 Minuten daueren. Dadurch müßte die Elektronik die Temperaturen nicht dauerhaft aushalten, sondern nur für die 1-2 Minuten des Ablegens. ... Und das könte man mit einen einfachen Wärmeisolierung hinbekommen.
Gruß Robert
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| Beitrag 4 mal editiert. Zuletzt editiert von Robert am 09.11.2012 12:01.
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09.11.2012, 12:10 Uhr
projectpipe
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Hallo Robert,
super Idee, ich werde diesen Vorschlag mal überdenken. Falls es nicht möglich sein wird eine gute Isolierung hinzubekommen, werden wir auf so etwas zurückgreifen. Das Fahrzeug kann übrigens nur von einer Seite in das Rohr hinein, da es während der Extrusion zum Einsatz kommt.
Eine weitere Anforderung ist, dass der Sensor im 90° Winkeln zur Oberfläche angebracht werden muss, um eine korrekte Temperaturmessung hinzubekommen. Das heißt, wenn man deine Idee aufgreifen würde, müsste man für den Sensor noch ein Gestell bauen, das dies Ermöglicht.
Was würdest du denn für eine Isolierung für den Motor wählen? Am besten nicht 100 kg schwer 
Grüße
Alex
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09.11.2012, 12:19 Uhr
Robert
BW-Meister
[Administrator]
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Hallo Alex,
mach den Sensor auf nen leichtgängigen Rollenwagen, klemm nen dicken Magneten drann und ziehe ihn mit nem zweiten dicken Magneten von außen durch das Rohr 
Spart die komplette Elektronik und den Antrieb 
PS:
Vergess das mit den Magneten wieder .... max. Einsatztemperatur 250° ... darüber verlieren sie ihre Magnetkraft
... wobei .... das könnte noch so gerade grenzwertig funktionieren ...
Neodym-Magneten:
Temperaturtyp: EH ... Max. Einsatztemperatur: 200°C ... Curie-Temperatur: 350°C
Ferrit-Magneten:
Temperaturtyp: Y35 ... Max. Einsatztemperatur: 250°C ... Curie-Temperatur: 450°C
Gruß Robert
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| Beitrag 3 mal editiert. Zuletzt editiert von Robert am 09.11.2012 12:42.
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09.11.2012, 12:52 Uhr
Robert
BW-Meister
[Administrator]
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Hallo Alex,
ich hab nochmal eine Frage, die entscheidend für die weitere Diskusion ist.
Kann das Fahrzeug und der Sensor wärend der Messfahrten mit einem Kabel von der einen Seite des Rohres gesteuert werden, oder muß das Fahrzeug autonom mit Fernsteuerung und Akku fahren ???
Gruß Robert
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| Beitrag 1 mal editiert. Zuletzt editiert von Robert am 09.11.2012 12:55.
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09.11.2012, 14:33 Uhr
Oldchap
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Der Magnet bleibt völlig kalt, wenn man ihn außen am Rohr entlangführt. Für innen reicht ein gewöhlicher Eisenklotz im Wägelchen, der diesen Temperaturen problemlos stand hält. Auch die teuren Magneten (NdFeB, SmCo) kann man sich sparen, wenn man außen einen E-Magneten verwendet, Dessen Polschuh läßt sich so formen, daß eine optimale Feldkeule zum Klotz im Rohr entsteht.
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Viele Grüße
Gerhard
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09.11.2012, 17:12 Uhr
projectpipe
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Hallo,
@ Robert: Ansich spricht nichts dagegen, das Fahrzeug über Kabeln zu Steuern, da die Daten auch in Echtzeit mittels Kabel übertragen werden, welches an der offenen Rohrseite ausgeführt wird.
Eleganter wäre jedoch eine Lösung mit Hilfe einer Fernsteuerung ;-)
@Oldchap: Die Konstruktion wäre dann jedoch zu schwer, oder was meinst du wenn man so einen Eisenklotz auf dem Wagen montiert? Die Wanddicke des Rohres beträgt 4cm-10cm. Kann der Magnet bei so einer Wanddicke überhaupt noch wirken?
Grüße
Alex
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09.11.2012, 17:30 Uhr
Robert
BW-Meister
[Administrator]
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Hallo Alex,
wenn sowieso ein Kabel hinter dem Wagen hergezogen wird, dann kann auch der Elektromotor durch das Kabel mit Strom versorgt werden. Damit würde die komplette Steuerelektronik und der Akku im Wagen entfallen und könnte stationär auserhalb des Rohres plaziert werden. Damit wäre dann nur noch der Elektromotor im Inneren des Wagens gegen die Hitze zu schützen. Und es gibt auch "Hochtemperatur"-Elektomotoren, die dann höhere Temperaturen ~150° bis 200° aushalten würden. Das Getriebe, die Wellenlager und die Räder könnten dann aus entsprechenden Materialien (z.B.: Stahl) gefertigt werden und wären somit Hitzebeständig.
Du mußt dann halt nur eine etwas höhere Spannung auf das Kabel geben, um den Ohmschen Widerstand von 40-Meter-Kabel zu überwinden
... und wenn du dann stattdessen einen Pressluftmotor aus Stahl nimmst, dann mußt du nur noch nen Pressluftschlauch finden, der 40 Meter lang ist und 300° aushält
... und man könnte die Pressluft auch gleichzeitig noch zur Kühlung von Komponenten verwenden
Gruß Robert
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| Beitrag 7 mal editiert. Zuletzt editiert von Robert am 09.11.2012 17:47.
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10.11.2012, 22:07 Uhr
Oldchap
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Ein leicht rollendes Wägelchen im ebenen Rohr kann man mit einem Ringmagneten um das Rohr bei geringem Eiseneinsatz locker mitziehen. Immerhin könnte man ja auch innen einen Eisenring nehmen, der fast Rohrdurchmesser hat. 10 cm Plastik sind für ein starkes E-Magnetfeld machbar, wenn keine ferromagnetischen Partikel enthalten sind.
Auf Kabel jeglicher Art würde ich im Rohr verzichten, da die selten so lange so temperaturfest sind. Auch jede Druckluft etc. dürfte sich verbieten, da sie das Rohr kühlt und somit das Meßergebnis verfälscht.
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Viele Grüße
Gerhard
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