月: 2023年6月

Was ist eine Drehschieberpumpe?

Eine Drehschieberpumpe ist eine Verdrängerpumpe, die mehrere flache oder flügelzellenförmige Platten, so genannte Flügel, verwendet, um das Volumen in der Pumpe für den Transport zu variieren.

Die Schaufel wird durch die Zentrifugalkraft des exzentrischen Rotors in Zentrifugalrichtung ausgefahren. Dabei ändert die Flüssigkeit zwischen den Schaufeln ihr Volumen und die Pumpe funktioniert durch Komprimierung und Ausstoß der angesaugten Flüssigkeit.

Sie zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau, geringe Geräuschentwicklung, hohe Sicherheit und relativ niedrige Kosten aus.

Anwendungen von Drehschieberpumpen

Drehschieberpumpen werden in der Industrie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Nachfolgend einige Beispiele für den Einsatz von Drehschieberpumpen:

• Förderung von Reinigungslösungen und Kühlwasser in der Halbleiterfertigung
• Fördern von Schmiermitteln und Schmierölen
• Fördern von Trinkwasser in Trinkwasserversorgungsanlagen
• Fördern von Druckfarbe in Druckmaschinen
• Fördern von Betriebsöl in Kfz-Hydrauliksystemen

Bei der Auswahl einer Drehschieberpumpe sind das Fördervolumen, der Betriebsdruck, die verwendete Energiequelle, die Größe und der Geräuschpegel zu berücksichtigen.

Funktionsweise der Drehschieberpumpen

Eine Drehschieberpumpe besteht aus einem exzentrischen Rotor mit mehreren Flügeln, einem Gehäuse, einem Saugeinlass und einem Druckauslass. Die Schaufeln arbeiten in Zentrifugalrichtung und sind über eine Feder am Rotorgelenk befestigt. Viele Produkte werden durch diese Feder auf dem Gehäuse gehalten.

Wenn sich die Drehschieberpumpe dreht, strömt die durch den Ansaugstutzen angesaugte Flüssigkeit zwischen den Flügeln hindurch. Die Flüssigkeit steht zwischen den Flügeln unter einem niedrigeren Druck als am Ansaugstutzen, so dass die Flüssigkeit einfließt.

Während der Bewegung der angesaugten Flüssigkeit nimmt das Volumen zwischen den Schaufeln ab und der Druck steigt an. Die unter höherem Druck stehende Flüssigkeit wird durch den Auslass abgelassen, um als Pumpe für Auftrieb zu sorgen. Da die verschiedenen Komponenten unterschiedliche Funktionen haben, unterscheiden sich auch die verwendeten Materialien.

1. Schaufelmaterial

Da die Schaufel das Bauteil ist, das am meisten verschleißt, ist ein Material mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit erforderlich. Gleichzeitig sind Fressfestigkeit und geringe Aggressivität gegenüber dem Gegenwerkstoff ebenfalls wichtig.

Austenitische nichtrostende Stähle wie SUS 304 und SUS 306 werden häufig als Werkstoffe verwendet, die diese Anforderungen erfüllen. Austenitische nichtrostende Stähle haben eine ausgezeichnete Korrosions- und Verschleißfestigkeit und sind gut verformbar, so dass sie sich für Schaufeln eignen, die ein hohes Maß an Präzision erfordern.

2. Werkstoff der Rotorwelle

Rotorwellen sind rotierende Teile und erfordern eine ausgezeichnete Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Daher werden austenitische nichtrostende Stähle wie SUS304 und SUS306 und relativ preiswerte niedrig legierte Stähle wie SCM435 verwendet. Da die Form zylindrisch und einfach ist, muss sie nicht so maschinell bearbeitet werden wie Schaufeln.

3. Gehäusematerial

Die Teile, die den Rotorteil bedecken, werden als Gehäuse bezeichnet und aus Gusseisen mit Graphit wie FCD450 oder aus Kohlenstoffstahlguss wie SC460 hergestellt. Die Gehäuse müssen stabil sein, da sie den Rotor und die anderen Bauteile halten und stützen müssen.

Sie zeichnen sich jedoch dadurch aus, dass sie nicht die gleichen hohen Anforderungen an die Verschleißfestigkeit stellen wie Schaufeln und Rotorschäfte. Leichte Aluminiumdruckgusswerkstoffe werden anstelle von Stahlguss in Kraftfahrzeuganwendungen verwendet, bei denen ein hoher Bedarf an Gewichtsreduzierung besteht.

Weitere Informationen zu Drehschieberpumpen

Versagen von Drehschieberpumpen

Wenn eine Drehschieberpumpe ausfällt, können Symptome wie abnormale Geräusche und eine verringerte Förderleistung der Pumpe auftreten. Die beiden Hauptursachen für einen Ausfall sind der Verschleiß von Komponenten und Flüssigkeitsanomalien.

Drehschieberpumpe fördern Flüssigkeit durch Rotation und die rotierenden Teile reiben und gleiten ständig, so dass der Verschleiß mit zunehmender Betriebsdauer der Pumpe fortschreitet. Wenn Teile verschleißen, vermischt sich das Verschleißpulver mit dem Fördermedium, was zu ungewöhnlichen Geräuschen ohne normalen Förderstrom führt.

Verschleiß und verringerte Luftdichtigkeit führen auch zu Flüssigkeitsverlusten und damit zu einer geringeren Fördermenge. Es ist wichtig, auf ordnungsgemäße Betriebsbedingungen zu achten und durch regelmäßigen Austausch von Teilen Maßnahmen zu ergreifen.

Ausfälle können auch durch Flüssigkeitsanomalien verursacht werden. Die Viskosität der Flüssigkeit erhöht sich, wenn Verschleißpartikel beigemischt werden oder die Temperatur sinkt. Dies führt zur Erzeugung von belastungsbedingten Geräuschen und zu einer Verringerung der Förderleistung. Es ist wichtig, Teile mit Reinigungsfunktion, wie z. B. Siebe, zu warten und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Betriebsbedingungen ordnungsgemäß kontrolliert werden.

Was ist eine Trochoid Pumpe?

Eine Trochoid Pumpe (englisch: trochoid pump) ist eine Verdrängerpumpe mit Innenverzahnung, bei der Außen- und Innenzahnräder ineinandergreifen, um Flüssigkeit zu fördern.

Sie wird als Trochoid Pumpe bezeichnet, weil das Zahnprofil der Außen- und Innenzahnräder die Form einer Trochoidkurve hat. Eine Trochoidkurve ist eine Kurve, die von einem festen Punkt innerhalb oder außerhalb eines Kreises gezeichnet wird, wenn der Kreis gerollt wird, ohne entlang einer bestimmten Kurve zu gleiten.

Wenn ein Innenzahnrad angetrieben wird, dreht sich das ineinander greifende Außenrad ebenfalls in dieselbe Richtung. Daraus ergeben sich u. a. eine kompakte Größe, eine niedrige Schlupfgeschwindigkeit, ein geringes Geräusch und eine geringe Druckpulsation. Sie werden häufig zum Fördern von Öl eingesetzt, können aber auch für Kühlmittel, Kraftstoffe und spezielle Flüssigkeiten verwendet werden.

Anwendungen von Trochoid Pumpen

Trochoid Pumpen werden hauptsächlich für die Schmierölversorgung in Bau- und Industriemaschinen, Werkzeugmaschinen, Nahrungsmittelmaschinen, Druckmaschinen, Umweltanlagen, Freizeiteinrichtungen und Schiffen eingesetzt. Zu den geförderten Flüssigkeiten gehören Hydrauliksysteme, Schleiföle, Kraftstoffe, Kühlmittel und Chemikalien, die keine flüchtigen Öle und Benzin sind.

Bei der Auswahl einer Trochoid Pumpe sollten der Betriebsdruck, die Drehzahl, die Fördermenge, die Temperatur und die Art der zu fördernden Flüssigkeit berücksichtigt werden.

Funktionsweise von Trochoid Pumpen

Eine Trochoid Pumpe besteht aus einem kreisförmigen Gehäuse mit zwei Zahnrädern, deren Zahnprofil eine Trochoidkurve ist, einer Welle, einem Lager, einem Saugeinlass, einem Druckauslass, einer Wellendichtung, einem Überdruckventil und einem Saugkorb.

Zwei Zahnräder passen in das innere runde Gehäuse und das äußere Zahnrad passt in das äußere Gehäuse. Das innere Zahnrad hat einen Zahn weniger als das äußere und beide Zahnräder sind exzentrisch. Eine Welle ist mit der Mitte des inneren Zahnrads verbunden und treibt es an.

Wenn sich das innere Zahnrad dreht, dreht sich das äußere Zahnrad, mit dem es in Eingriff steht, ebenfalls, aber das äußere Zahnrad dreht sich langsamer als das innere Zahnrad. Das Volumen des Raums, der durch die beiden Zahnräder getrennt ist, ändert sich dadurch. Die Volumenänderung bewirkt, dass die Flüssigkeit am Einlass angesaugt und am Auslass ausgestoßen wird und somit als Pumpe wirkt.

Trochoid Pumpen sind Pumpen mit konstantem Förderstrom. Bei konstanter Drehzahl ist das Verhältnis zwischen Fördermenge und Druck umgekehrt proportional, d. h. die Fördermenge ist maximal, wenn der Druck gleich Null ist. Bei maximalem Druck ist die Fördermenge gleich Null, aber die Antriebsleistung ist maximal, was zu einer Überlastung des Elektromotors führen kann.

Weitere Informationen über Trochoid Pumpen

1. Merkmale von Trochoid Pumpen

Trochoid Pumpen zeichnen sich durch vier Merkmale aus:

• Kompaktheit
  Da es sich um innenverzahnte Pumpen handelt, sind sie kleiner als andere Pumpen mit gleicher Leistung. Sie bieten daher eine größere Freiheit bei der Konstruktion der Ausrüstung.
• Selbstansaugend
  Als Verdrängerpumpe ist sie selbstansaugend und benötigt im Gegensatz zu anderen Zentrifugalpumpen kein Ansaugöl.
• Geringe Geräuschentwicklung und Druckpulsation
  Das Innenzahnradsystem hat eine niedrige Gleitgeschwindigkeit, was zu geringen Eingriffsgeräuschen und geringer Druckpulsation führt.
• Geringe Kosten
  Aufgrund der einfachen Konstruktion können die Innen- und Außenzahnräder aus Sinterlegierungen hergestellt werden, wodurch sie relativ kostengünstig sind.

2. Ausfall von Trochoid Pumpen

Ausfälle, wie z. B. kein Anstieg des Förderdrucks, können durch Verstopfungen in der Saugleitung oder im Saugkorb auftreten. Der Filter auf der Saugseite sollte überprüft und gereinigt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass aufgrund von Nadelstichen in der Leitung oder fehlerhaftem Anziehen am Flansch keine Luft angesaugt und abgeleitet werden kann.

Außerdem kann sich die Viskosität der Flüssigkeit erhöht haben oder verklebt sein, wenn das System nach einem längeren Stillstand wieder in Betrieb genommen wird. Fehler, die zu einem Flüssigkeitsaustritt führen, sind höchstwahrscheinlich auf eine Verschlechterung oder Beschädigung der Dichtungsteile zurückzuführen. Es ist wichtig, eine vorbeugende Wartung durchzuführen, indem man einen Wartungszyklus festlegt, z. B. durch den regelmäßigen Austausch von Verschleißteilen wie Öldichtungen.

Es besteht auch die Möglichkeit des einseitigen Anziehens bei Leckagen an der Flanschfläche. Kavitation in der Pumpe verursacht abnormale Geräusche. Wenn Kavitation auftritt, sollte der Saugdruck der Pumpe gemessen und die Verluste und Widerstände auf der Saugrohrseite so weit wie möglich reduziert werden.

Eine Spülung kann auftreten, wenn sich die Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur in der Nähe des Sättigungsdampfdrucks der Flüssigkeit befindet. Wenn das Lagerteil beschädigt ist, muss das Lager ausgetauscht werden. Da es sich um ein Verschleißteil handelt, ist es wichtig, es zu warten und regelmäßig auszutauschen.

Was ist ein Touchscreen-Display?

Ein Touchscreen-Display ist ein elektronisches Bauteil, das ein Display als Anzeigegerät und ein Touchpanel als Eingabegerät kombiniert und die Bedienung durch Berühren des Bildschirms ermöglicht. Es ist ein bekanntes Produkt, das in einer Vielzahl von Geräten eingebaut wird, weil es eine einfache und intuitive Bedienung durch jedermann ermöglicht.

In der Vergangenheit gab es das Problem, dass es nicht mit Handschuhen usw. bedient werden konnte. In den letzten Jahren hat die Entwicklung und Verbesserung verschiedener Methoden dieses Problem jedoch weitgehend beseitigt.

Anwendungen von Touchscreen-Displays

Touchscreen-Displays sind sehr vertraute Komponenten, die das tägliche Leben durchdringen. Sie sind zum Beispiel fast immer in Smartphones und Tablets eingebaut.

Je nach Verwendungszweck können einige Touchscreen-Displays für die Eingabe mit dem Finger oder mit einem speziellen Stift verwendet werden.

So eignet sich die Fingereingabe für einfache und feste Vorgänge wie Tastenbetätigungen, z. B. am Geldautomaten, während die Stifteingabe für filigrane und komplexe Vorgänge wie das Unterschreiben von Lieferscheinen geeignet ist.

Funktionsweise von Touchscreen-Displays

Die Funktionsweisen, die die Eingabe auf Touchscreen-Displays ermöglichen, können grob in die folgenden unterteilt werden:

1. Kapazitätsverfahren

Die Kapazität des menschlichen Körpers wird erfasst und seine Koordinaten werden zurückgegeben. Ein schwaches elektrisches Feld wird über die Bildschirmoberfläche gespannt und der Strom, der fließt, wenn sich ein Finger der Bildschirmoberfläche nähert, wird erkannt.

2. Widerstandsfilm-Verfahren

Die Struktur besteht aus transparenten Elektrodenmembranen, die dicht aneinander geklebt sind. Wenn die Oberfläche des Bildschirms nach unten gedrückt wird, kommen die Elektroden miteinander in Kontakt und ein elektrischer Strom fließt. Die absoluten Koordinaten der gedrückten Position werden durch Erfassen der Spannungsschwankungen zu diesem Zeitpunkt bestimmt. Dieses Verfahren wird manchmal auch als druckempfindlich bezeichnet.

3. Infrarot-Verfahren

Ein Infrarotstrahl, der parallel zur Plattenoberfläche verläuft, erkennt die Position eines Fingers, der sich dem Licht nähert und es blockiert, auf der Grundlage der Triangulation.

Akustische Oberflächenwellen: Die Oberfläche der Platte wird durch Ultraschallwellen (akustische Oberflächenwellen) in Schwingung versetzt und bei Berührung mit dem Finger werden Frequenz- und Amplitudenänderungen festgestellt.

Elektromagnetische Induktionsmethode: Bei dieser Methode werden Änderungen des durch elektromagnetische Induktion erzeugten elektrischen Feldes bei der Annäherung des Stifts erfasst, wobei die Eingabe mit einem speziellen Stift, der ein Magnetfeld erzeugt, vorausgesetzt wird und sie zeichnet sich durch eine extrem hohe Erfassungsgenauigkeit aus.

Bedienbarkeit, Sichtbarkeit und Dünnheit

Touchscreen-Displays, wie sie für Smartphones typisch sind, sind in der modernen Gesellschaft unentbehrlich geworden, z. B. in Geldautomaten, Fahrkartenautomaten, Verkaufsautomaten, Autonavigationssystemen, Fertigungs- und Prüfgeräten, um nur einige Beispiele zu nennen.

Hier einige Beispiele aus dem Blickwinkel der Bedienbarkeit und Sichtbarkeit. Erstens: ein resistives Touchscreen, das auf eine Flüssigkristallanzeige laminiert ist, eine Konfiguration, die in Autonavigationsanwendungen weit verbreitet ist. Die Bedienbarkeit des Touchscreens in dieser Konfiguration weist folgende Merkmale auf:

1. Die Erkennung von Berührungskoordinaten ist auf eine Stelle beschränkt (einmalige Berührung).
2. Ein gewisses Maß an physischem Druck ist erforderlich
3. Es ist keine Leitfähigkeit des Berührungsmittels erforderlich (es können beliebige Handschuhe getragen werden).

Die Sichtbarkeitsmerkmale des Displays in derselben Konfiguration umfassen Folgendes:

1. Es erweist sich eine etwas geringere Durchlässigkeit des Panels (Helligkeit des Displays).
2. Newton-Ringe sind aufgrund der vorhandenen Luftspalte gut sichtbar.

In den letzten Jahren wurde das resistive System durch das projiziert-kapazitive System (eine Art kapazitives System) als Standardkonfiguration ersetzt, das sich durch folgende Merkmale auszeichnet:

1. Die Erkennung mehrerer Koordinaten (Multi-Touch) ist möglich.
2. Die Koordinaten werden einfach durch Annäherung eines Fingers an die Oberfläche des Bildschirms erfasst und dank der verbesserten Empfindlichkeit ist auch eine berührungslose Bedienung (Schwebeeingabe) möglich.
3. Eine Vielzahl von Bewegungseingaben (Streichen, Wischen, Auf- und Zuziehen usw.) ist möglich.
4. Es ist eine Leitfähigkeit des Berührungsmittels erforderlich (eingeschränkte Verwendung von Handschuhen, weniger empfindlich auf Fingernägel).

Zu den Sichtbarkeitsmerkmalen des Displays in derselben Konfiguration gehören:

1. Hohe Durchlässigkeit des Panels (Helligkeit des Displays)
2. Verbesserte Sichtbarkeit aufgrund des Fehlens von Luftspalten, wodurch Newton-Ringe und unerwünschte Oberflächenreflexionen unterdrückt werden

Solche projiziert-kapazitiven Touchscreen-Displays werden derzeit nicht nur in Kfz-Navigationssystemen, sondern auch in einer Vielzahl anderer Geräte verwendet, wobei mobile Geräte wie Smartphones und Tablets typische Beispiele sind. Infolge des Strebens nach immer dünneren und leichteren mobilen Geräten wurden auch Touchscreen-Displays mit in das Display integrierter Touchscreen-Funktion in der Praxis eingesetzt.

Die herkömmliche Methode, bei der das Touchscreen außen am Display angebracht ist, wird als „Out-Cell-Methode“ bezeichnet, während die Methode mit eingebauter Touchfunktionalität als „In-Cell-Methode“ bezeichnet wird. Mit der Umstellung von der Out-Cell- auf die In-Cell-Methode wurden die Treiber-ICs für die Ansteuerung des Display-Treibers und des Touch-Treibers in einen einzigen integriert und die Anzahl der Komponenten und die Herstellungsprozesse vereinfacht. Auf der Displayseite hat der Ersatz von LCDs durch OLED-Displays zu dünneren Displays mit verbesserter Sichtbarkeit und Anzeigeleistung geführt.

Große Touchscreen-Displays

Da die Displays immer größer werden, gibt es eine große Vielfalt an Größen und Anwendungen. Es wurden auch Produkte eingeführt, die an Fernsehern und LCD-Monitoren angebracht werden können, um sie zu Touchscreens zu machen.

Große Fernsehgeräte und Monitore sind gut sichtbar und können von vielen Menschen gleichzeitig betrachtet werden, auch aus größerer Entfernung, so dass sie für eine Vielzahl von Zwecken eingesetzt werden, z. B. für die Betrachtung durch große Personengruppen, Werbung und Besprechungen.

Durch die Hinzufügung von Touchscreen-Funktionen können neue und herkömmliche Verwendungszwecke noch bequemer gestaltet werden.

Zu den Einsatzmöglichkeiten gehören die Verwendung als elektronische Tafeln in Schulen, Vorführungen auf Messen, Präsentationen auf Konferenzen und digitale Beschilderung.

Digital Signage wird in Bahnhöfen, Kaufhäusern, etc. installiert und für Produktwerbung und Informationsanzeigen usw. verwendet. Durch die Verwendung von Touchscreens ist eine interaktive Kommunikation möglich wie z. B. Produkterklärungen und Wegbeschreibungen und kann als Ersatz für Verkäufer und Informationspersonal eingesetzt werden. Da Betriebsdaten gespeichert werden können, lassen sich neue Werte schaffen, die beispielsweise bei Verkaufsförderungsmaßnahmen eingesetzt werden können.

Touchscreens und Stifteingabe

Neben der Fingerbedienung kann das Touchscreen auch mit einem Stift als Eingabemethode bedient werden. Es gibt verschiedene Arten von Stiften mit unterschiedlichen Eingabemethoden:

• Druckempfindlich: Dieses System erkennt den Druck, wenn das Touchscreen gedrückt wird. Diese Methode wird seit langem verwendet und hat den Vorteil, dass sie Bedienungsfehler reduziert und die Bedienbarkeit verbessert, da sie eine detailliertere Bedienung als die Fingerbedienung ermöglicht.
• Kapazitiv: Allgemeine Smartphones verwenden eine Stiftfeder aus Silikongummi oder leitfähigen Fasern, die auf statische Elektrizität reagiert. Wenn die Schreibfeder jedoch nicht eine bestimmte Dicke hat, reagiert sie möglicherweise nicht, weil die statische Elektrizität zu schwach ist.
• Kapazitätssystem (selbsterzeugende elektrostatische Ladung): Eine eingebaute Batterie erzeugt elektrostatische Ladung und ermöglicht so eine dünnere Feder und ein feineres Schreiben. Die eingebaute Batterie muss ausgetauscht oder wieder aufgeladen werden.
• Elektromagnetische Induktion: Das von der Stiftspitze erzeugte Magnetfeld wird von einem Sensor auf der Touchscreen-Seite erfasst. Eine eingebaute Batterie auf der Stiftseite ist nicht erforderlich.

Was ist ein Elektrodenstab?

Elektrodenstäbe sind Metallstangen, die in Anwendungen zur Positionsbestimmung von Objekten verwendet werden.

Sie sind ein wichtiges Material mit elektrischer Leitfähigkeit und Haltbarkeit und werden aufgrund ihrer hohen Funktionalität und Präzision in einer Vielzahl von Industriezweigen eingesetzt. Sie werden häufig in Wasseraufbereitungsanlagen, in Wasserspeichern, Wasseraufbereitungsanlagen und Kläranlagen eingesetzt.

Elektrodenstäbe detektieren Schwankungen des Wasserstandes. Dies ermöglicht eine angemessene Steuerung der Wasserversorgung und -ableitung und trägt zu einer höheren Effizienz und Sicherheit der Anlagen bei.

Anwendungen von Elektrodenstäben

Aufgrund ihrer hohen Zuverlässigkeit und Genauigkeit werden Elektrodenstäbe, die Wasserstandspositionen erfassen können, in einer Vielzahl von Industriezweigen eingesetzt.

1. Wasseraufbereitungsanlagen

Die genaue Überwachung von Wasserständen ist in Wasseraufbereitungsanlagen wichtig. Elektrodenstäbe werden in Wasserspeichern, Wasseraufbereitungsanlagen und Kläranlagen eingesetzt, um Schwankungen des Wasserstands zu erkennen. Sie ermöglichen eine angemessene Steuerung der Wasserversorgung und des Abflusses und tragen so zu einer höheren Effizienz und Sicherheit der Anlagen bei.

2. Wasserversorgungsanlagen

Elektrodenstäbe werden auch zur Erfassung von Wasserständen in Wasserversorgungsanlagen eingesetzt. So messen Elektrodenstäbe in Wassertürmen und Wasserspeichern die Höhe des Wasserspiegels und können zur Kontrolle der Wassermenge und zur Planung der Wasserversorgung eingesetzt werden.

Elektrodenstäbe werden auch in Wasserversorgungssystemen in Wohnungen und Gebäuden eingesetzt, wo die Steuerung der Wasserversorgung auf genauen Wasserstandsinformationen beruht.

3. Landwirtschaft und Bewässerung

Die Überwachung und Kontrolle des Wasserstands ist in der Landwirtschaft und in Bewässerungssystemen wichtig. Elektrodenstäbe werden in landwirtschaftlichen Wassertanks und Bewässerungskanälen eingesetzt, um genaue Wasserstandsinformationen zu liefern. Dies ermöglicht eine Optimierung der Bewässerungsmengen und der Bewässerungspläne, was zu einer effizienteren Nutzung der Wasserressourcen führt.

4. Aquakultur

In der Aquakulturindustrie ist es wichtig, die Aufzucht von Fischen und Schalentieren zu überwachen. Elektrodenstäbe werden in Aquakulturteiche und -becken eingebaut, um den Wasserstand zu überwachen und zu steuern. Durch eine angemessene Anpassung der Aquakulturumgebung an die Schwankungen des Wasserstands wird die Stabilität der Wasserqualität und der Temperatur gewährleistet und die Aufzuchtumgebung optimiert.

5. Wasserkraft

Das Wasserstandsmanagement in Dämmen und Stauseen ist für Wasserkraftwerke unerlässlich. Elektrodenstäbe erfassen Wasserstandsschwankungen und geben Rückmeldung an die Steuerung, so dass eine stabile Stromerzeugung und Sicherheit gewährleistet sind.

Funktionsweise der Elektrodenstäbe

Zwei oder mehr Elektrodenstäbe unterschiedlicher Länge werden am Behälter befestigt. Zwischen den Elektrodenstäben wird eine schwache Spannung angelegt, und der Füllstand wird erfasst, wenn ein leitfähiger Gegenstand mit ihnen in Berührung kommt. Beim Einsatz an Tanks werden in den meisten Fällen drei Sätze von Schaltrelais, Halterungen und Elektrodenstäben verwendet.

Der Halter hält die Elektrodenstäbe fest, und das Schaltrelais legt nach der Erfassung des Füllstands eine Spannung an die Stabelektroden an und liefert einen Kontaktausgang. Die Elektrodenstäbe werden in Kombination mit einem Gerät gebaut, das als schwimmerloser Schalter bezeichnet wird.

Das Schaltrelais liefert eine schwache Spannung von weniger als 30 V, und der Ausgang wird durch den Kontakt zwischen den Elektrodenstäben gesteuert. Der schwimmerlose Schalter hat Kontakte, die einschalten, wenn die Elektrodenstäbe bei hohem Flüssigkeitsstand eingetaucht sind. Sie schalten aus, wenn die Elektrodenstäbe bei niedrigem Flüssigkeitsstand die Flüssigkeit verlassen. Diese Kontakte steuern den Betrieb und die Deaktivierung der Pumpe, um den Wasserstand im Tank innerhalb eines bestimmten Bereichs zu halten.

Ein Satz Elektrodenstäbe besteht aus vier Elektrodenstäben. Diese bestehen aus einem für die Erdung, einem für den minimalen Wasserstand, einem für Kondensat und einem für den maximalen Wasserstand. Wenn man den Fall der Steuerung der Entwässerungspumpe als Beispiel nimmt, kann man ihn auch für die Steuerung der Wasserversorgungspumpe verwenden, indem man die Elektroden für den minimalen Wasserstand und das Kondensat austauscht.

1. Erdung

Die Erdung ist der längste Elektrodenstab und befindet sich in der Nähe des Bodens des Vorfluters. Er ist während des Betriebs immer in Kontakt mit dem Wasser, steht unter Strom und ist die Referenz für alle Elektrodenstäbe.

2. Minimaler Wasserstand

Dies ist der zweitlängste Elektrodenstab, der erkennt, wenn der Wasserstand im Vorlagebehälter so weit gesunken ist, dass Probleme auftreten, wie z. B. ein möglicher Leerlauf der Pumpe. Er wird etwas oberhalb der Pumpenansaugung installiert.

3. Kondensat

Dieser Elektrodenstab ist kürzer als der für den minimalen Wasserstand. Der Elektrodenstab für das Kondensat erkennt, dass der Wasserstand sinkt und dass nach dem Abschalten der Pumpe wieder ein ausreichender Wasserstand für den Betrieb der Pumpe vorhanden ist.

4. Maximaler Wasserstand

Der kürzeste Elektrodenstab erkennt, wenn der Vorlagebehälter voll ist. Er wird eingebaut, um Überläufe zu verhindern, falls andere Geräte, die den maximalen Wasserstand erkennen, ausfallen. Er wird oberhalb des normalen Wasserstandes zur Erkennung des maximalen Wasserstands installiert.

Die meisten Produkte bestehen aus Elektrodenstäben aus Metall, die der Flüssigkeit ausgesetzt sind und aufgrund von Korrosion möglicherweise nicht richtig funktionieren. Außerdem sind sie aufgrund der Funktionsweise der Grenzstanderfassung nicht für die Erkennung von isolierenden Objekten geeignet und können nicht für Isolieröl verwendet werden.

Auswahl eines geeigneten Elektrodenstabs

Bei der Auswahl der Elektrodenstäbe sind je nach Anwendung die Länge, der Durchmesser und die Haltbarkeit der Elektrodenstäbe zu berücksichtigen.

Auch wenn in der Beschreibung der Materialeigenschaften der Elektrodenstäbe angegeben ist, dass sie vollständig korrosionsbeständig oder korrosionsfest sind, bedeutet dies nicht, dass sie völlig frei von Erosion sind. Es wird daher empfohlen, die Elektrodenstäbe einmal im Monat zu überprüfen und gegebenenfalls zu ersetzen.

Was ist CAD/CAM-Software?

CAD/CAM-Software ist ein computergestütztes System für den Entwurf und die Konstruktion von mechanischen Produkten.

CAD/CAM-Software zeichnet sich dadurch aus, dass es im Vergleich zum Zeichnen mit der Hand auf Papier den Austausch von Daten mit anderen erleichtert, Maßfehler eliminiert, weniger Aufwand bei Änderungen erfordert und die Übertragung von Daten in Analysesoftware ermöglicht. Die Einführung von CAD/CAM-Software vor allem durch große Unternehmen hat dazu geführt, dass auch deren Tochterunternehmen diese Software übernommen haben, und es ist heute gängige Praxis, CAD/CAM-Software für die Konstruktion und den Entwurf zu verwenden.

Der Einsatz von CAD/CAM-Software verbessert die Effizienz der Konstruktions- und Entwurfsarbeit sowie der Produktionsprozesse in der Fertigung und erhöht die Arbeitseffizienz.

Anwendungen von CAD/CAM-Software

CAD/CAM-Software wird überall dort eingesetzt, wo mechanische Konstruktionen erforderlich sind, vor allem in der Fertigungsindustrie, z. B. bei Haushaltsgeräten, Elektronik, Automobilen, Robotern und Maschinenteilen.

Durch den Einsatz von CAD/CAM-Software wird der Entwicklungsprozess beschleunigt. Wenn Sie CAD-Zeichnungen der Produkte, die Sie verwenden möchten, erhalten, können Sie außerdem konstruieren und gleichzeitig CAD-Daten in die von Ihnen hergestellten Produkte integrieren. Bei CAD/CAM-Software gibt es je nach Leistung High-End-, Mid-Range- und Low-End-Modelle, und es ist wichtig, je nach Verwendungszweck den passenden Typ auszuwählen.

Typische Typen sind:

• CAD für die Produktentwicklung
  CAD für das Produktdesign ist ein CAD-System, das auf das Design von Massenprodukten spezialisiert ist. Typische Produkte sind CATIA und Solid Works.
• CAD für die Konstruktion von Anlagen
  CAD für die Anlagenkonstruktion ist auf die Konstruktion von Einzelmaschinen, Vorrichtungen, Automaten und Produktionsanlagen spezialisiert. Typische Produkte sind IRONCAD.

Funktionsweise der CAD/CAM Software

Die grundlegende Funktionsweise von CAD/CAM-Software besteht darin, Linien zu zeichnen, um eine grobe Form zu erstellen, Maße zu bestimmen und eine Zeichnung zu erstellen. CAD/CAM-Software wird in 2D-CAD und 3D-CAD unterteilt, die jeweils unterschiedliche Funktionsweisen haben.

1. 2D-CAD

2D-CAD, auch bekannt als zweidimensionales CAD, verwendet die Triangulationsmethode zum Zeichnen, bei der Linien und Bögen verwendet werden, um die Zeichnung in drei Teile zu unterteilen: Vorderansicht, Draufsicht und Seitenansicht. Dies ist die gleiche Methode wie bei handgezeichneten Zeichnungen. Die computergestützte Erstellung erleichtert die gemeinsame Nutzung und das Umschreiben von Daten.

2D-CAD ist leichter zu erlernen, da es keine Einschränkungen gibt und manche Software kostenlos ist. Im Gegensatz zu 3D-CAD ist 2D-CAD jedoch der beste Weg, um die Grundlagen des Zeichnens zu erlernen, da es dem Benutzer ermöglicht, die Form zu visualisieren.

2. 3D-CAD

3D-CAD, auch bekannt als dreidimensionales CAD, erstellt dreidimensionale Modelle in CAD-Software. Dieses CAD verwendet Kugeln, Rechtecke usw., um das Objekt in drei Dimensionen darzustellen. Man unterscheidet zwischen Drahtmodellen, bei denen das Objekt nur durch Umrisse dargestellt wird, Flächenmodellen, bei denen das Objekt nur durch Oberflächen dargestellt wird, und Volumenmodellen, bei denen sogar der Inhalt des Objekts beschrieben wird.

Einige CAD-Programme können Informationen wie Masse, Schwerpunkt und Oberfläche ausgeben, die dann bei der Konstruktion verwendet werden können. 3D-CAD wurde in vielen Bereichen eingeführt, da es einfacher ist, das fertige Produkt zu visualisieren als 2D-CAD. Andererseits sind die Kosten im Vergleich zu 2D-CAD höher, was die Implementierungskosten angeht.

Weitere Informationen zu CAD/CAM Softwares

Vorteile von CAD/CAM-Softwares

1. Es führt zu einer höheren Arbeitseffizienz
Der Einsatz von CAD/CAM-Software kann die Arbeitseffizienz im Vergleich zum manuellen Zeichnen erheblich verbessern. Wenn Papierzeichnungen manuell gezeichnet werden, müssen Korrekturen und Änderungen von Hand vorgenommen werden, was zeitaufwendig ist. Außerdem bleiben oft Bleistiftstriche und andere Flecken zurück, so dass die Zeichnungen schwer zu erkennen sind.

Bei CAD/CAM-Software hingegen können die eingegebenen Daten leicht geändert werden, was den Korrekturprozess einfacher macht als bei handschriftlichen Zeichnungen. Da die CAD-Daten der Teile verwendet werden können, ist es nicht notwendig, die äußeren Formen der Teile zu zeichnen.

2. Zeichnungsdaten können verwaltet werden
Bei CAD/CAM-Software werden die Zeichnungen nicht auf Papier, sondern als Daten verwaltet, was die gemeinsame Nutzung der Daten ermöglicht und zur Qualitätssicherung und Effizienz im gesamten Produktionsprozess führt. CAD-Zeichnungen ähnlicher Produkte, die in der Vergangenheit erstellt wurden, können ebenfalls umgeleitet und wiederverwendet werden, was die Durchführbarkeit der Suche erhöht.

Was ist eine Z-Diode?

Eine Z-Diode ist eine Diode, die einen n-Typ-Halbleiter und einen p-Typ-Halbleiter verbindet und eine relativ geringe Sperrspannung und einen stabilen Spannungswert aufweist. Sie werden auch Konstantspannungsdioden genannt.

Normale Dioden haben einen Gleichrichtereffekt, bei dem sich der Grad der Durchlässigkeit je nach Polarität der an beiden Enden angelegten Vorspannung ändert, so dass selbst bei einer sehr hohen Sperrspannung kein Strom fließt. Spezielle Dioden, so genannte Z-Dioden, weisen jedoch Diodencharakteristiken auf, die bei einer relativ kleinen Sperrspannung oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts schnell einen hohen Stromfluss ermöglichen.

Durch die Nutzung der einzigartigen Gleichrichtereigenschaften von Z-Dioden kann eine konstante Spannung in der Schaltung aufrechterhalten werden.

Anwendungen von Z-Dioden

Z-Dioden zeichnen sich dadurch aus, dass sie bei Anlegen einer Sperrspannung über einem bestimmten Wert einen schnellen Stromfluss ermöglichen und jeden weiteren Spannungsanstieg unterdrücken. Sie werden daher eingesetzt, um die Spannung instabiler Stromversorgungen konstant zu halten und Schaltkreise vor Stoßströmen zu schützen.

Eine Z-Diode wird z. B. parallel zu einer instabilen Stromversorgung geschaltet, so dass sie in Sperrichtung vorgespannt ist. Wenn die Spannung der Stromversorgung höher ist als der Durchbruchwert der Z-Diode, fließt ein großer Strom durch die Z-Diode, wodurch die Spannung reduziert und die Spannung im Stromkreis konstant gehalten wird.

Funktionsweise von Z-Dioden

Der Ursprung der einzigartigen Eigenschaften von Z-Dioden wird auf zwei Faktoren zurückgeführt: den Zener-Effekt und den Avalanche-Effekt. Ersterer ist ein Phänomen, bei dem die Verarmungsschicht, die beim Anlegen einer Sperrspannung entsteht, durch die absichtliche Schaffung eines pn-Übergangs unter Verwendung eines Halbleiters mit einer hohen Konzentration an Verunreinigungen (was nur bei Z-Dioden der Fall ist) dünner gemacht wird und bei einem bestimmten Schwellenwert springen die Elektronen aufgrund des Tunneleffekts über die Verarmungsschicht, was zu einer elektrischen Leitung führt.

Bei letzterem handelt es sich um ein Phänomen, bei dem Elektronen, die stärker als bei einer hohen Vorspannung beschleunigt werden, mit Halbleiteratomen kollidieren und viele Ladungsträger herausschlagen, die wiederum mit Halbleiteratomen kollidieren und noch mehr Ladungsträger herausschlagen, was wiederholt eine Elektronenlawine und einen großen Stromfluss verursacht.

Wenn die Vorspannung den Schwellenwert überschreitet, tritt der Avalanche-Effekt auf, bei dem Elektronen, die aufgrund des Zener-Effekts über die Verarmungsschicht springen, eine hohe Sperrvorspannung und einen großen Strom verursachen, was wiederum einen Spannungsabfall bewirkt, der die Spannung auf den Schwellenwert absenkt.

Die Spannung über dem Stromkreis wird dann konstant gehalten, wodurch instabile Stromversorgungen stabilisiert werden und der Stromkreis vor externen Überspannungen geschützt wird. Die Durchbruchsspannung dieser Z-Dioden in Sperrrichtung lässt sich heute je nach dem Verhältnis der Störstellenkonzentration und der Behandlung des Halbleiterprozesses sehr gut steuern.

Auf dem Markt ist eine breite Palette von Typen und Toleranzen erhältlich, mit einer Auswahl im Bereich von 1 V bis zu mehreren hundert V und engen Toleranzen von ±0,05 % für einige Spannungswerte.

Weitere Informationen zu Z-Dioden

1. Reihen- und Parallelschaltung von Z-Dioden

Reihenschaltung
Bei der Reihenschaltung von Z-Dioden ist auf den Wert des fließenden Z-Diodenstroms lz zu achten. Der maximal zulässige Gesamtstromwert entspricht dem kleineren zulässigen Strom der angeschlossenen Z-Dioden. Er sollte daher im Rahmen des kleineren zulässigen Verlustes verwendet werden.

Beachten Sie, dass, wenn der Zenerstrom für die Spezifikation der Zenerspannung für jede Diode unterschiedlich ist, der Spannungswert von der gesuchten Zenerspannung abweichen wird. Der Grund dafür ist, dass eine der Z-Dioden nicht den angegebenen Wert für den Zenerstrom hat.

Parallelschaltung
Z-Dioden können nicht parallel geschaltet werden, da dies die zulässigen Verluste der Z-Dioden erhöht. Beachten Sie, dass sich bei einer Parallelschaltung der Zenerstrom auf die Diode mit der niedrigeren Zenerspannung konzentrieren und die zulässigen Verluste überschreiten kann.

2. Eigenschaften der Z-Dioden

Temperaturkennlinien
Die Temperaturkennlinie bedeutet, dass sich die Kenndaten mit der Temperatur ändern. Bei Z-Dioden ändert sich diese Temperaturkennlinie in Abhängigkeit von der Zenerspannung. Der Grund dafür sind der Tunneleffekt und der Avalanche-Effekt.

Der Temperaturkoeffizient des Tunneleffekts ist negativ, während der des Avalanche-Effekts positiv ist. Infolgedessen nimmt die Zenerspannung einer niedrigen Zenerspannung mit steigender Umgebungstemperatur ab. Andererseits ist die Zener-Spannung bei hohen Zener-Spannungen durch einen Anstieg der Zener-Spannung bei steigender Umgebungstemperatur gekennzeichnet.

Eine niedrige Zenerspannung bezieht sich hier im Allgemeinen auf eine Spannung von weniger als 5 V, während eine hohe Zenerspannung im Allgemeinen eine Spannung von mehr als 5 V bezeichnet. Wenn die Z-Diode bei etwa 5 V liegt, wirken die Tunnel- und Lawineneffekte zusammen und verursachen das Zener-Phänomen. Zu diesem Zeitpunkt ist auch die Temperaturkennlinie in etwa gleich, und die Zener-Spannung wird weniger von der Umgebungstemperatur beeinflusst.

Rauschen
Bei einer Z-Diode ist das Rauschen umso höher, je höher die Zenerspannung ist und je höher der Strom ist, desto geringer ist das Rauschen. Um Rauschen zu vermeiden, sollten mehrere Elemente mit niedriger Zenerspannung in Reihe geschaltet werden. Das Rauschen kann auch durch Parallelschalten eines Kondensators zur Z-Diode beseitigt werden.

3. Anwendungsspezifische Methoden zur Auswahl von Dioden

Obwohl die Eigenschaften und Anwendungen von Z-Dioden beschrieben wurden, gibt es verschiedene andere Halbleiterdiodenbauelemente. Dieser Abschnitt enthält zusätzliche Informationen über die Unterschiede zu anderen Dioden und deren Eigenschaften.

Ein Bauelement, das die umgekehrten Eigenschaften nutzt, ist die TVS-Diode (Transient Voltage Suppressors). Wie Z-Dioden werden auch sie als Überspannungsschutz eingesetzt, doch im Gegensatz zu Z-Dioden sind TVS normalerweise ausgeschaltet und schalten sich erst ein, wenn eine Überspannung angelegt wird.

Schottky-Barriere-Dioden, die eine Metall-Halbleiter-Schottky-Barriere verwenden, haben noch niedrigere Spannungswerte und werden häufig für Gleichrichtungsanwendungen mit hohen Schaltgeschwindigkeiten eingesetzt; es gibt auch Schaltdioden für schnelle Schaltanwendungen, die aus pn-Halbleiterelementen bestehen. Auch PIN-Dioden mit reduzierter Anschlusskapazität für HF-Anwendungen (Hochfrequenz) werden verwendet.

Was ist eine Software für numerische Strömungsmechanik (CFD)?

Eine Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) analysiert die Strömung von Flüssigkeiten wie Luft und Wasser durch Simulation.

Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) wird in der Entwurfsphase eingesetzt, weil sie weniger kostspielig und zeitaufwändig ist als Experimente. Außerdem ist es im Allgemeinen schwierig und kostspielig, die Strömungsbewegungen von Fluiden wie Flüssigkeiten und Gasen durch Experimente zu ermitteln.

Daher ist Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) nützlich für Flüssigkeitsbewegungen in Hochtemperatur- und Hochdruckumgebungen, in denen Messinstrumente nicht eingesetzt werden können, und in großräumigen, experimentell nicht zugänglichen Umgebungen wie Tsunamis und Flüssen.

Anwendungen von Softwares für numerische Strömungsmechanik (CFD)

Eine Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) wird in der Forschung und Entwicklung verschiedener Produkte, an Produktionslinien und bei der Wettervorhersage eingesetzt (es gibt eine breite Palette von Analysen des Strömungs- und Druckzustands in Automotoren, Analysen zur Verringerung des Widerstands, dem Automobile ausgesetzt sind, und die Entwicklung von Kühlmechanismen für CPUs, etc.)

• Analyse der Kraft, die die Luft während der Fahrt auf ein Fahrzeug ausübt
• Analyse des Luftstroms in einem Raum, wenn eine Klimaanlage verwendet wird
• Analyse der Luftströmung zur Verbesserung der Effizienz von Kühlmechanismen für wärmeerzeugende Maschinen
• Analyse von Windrichtung und Luftdruck bei der Wettervorhersage
• Analyse der Rotation von Schraubenflügeln usw.

Funktionsweise der Softwares für numerische Strömungsmechanik (CFD)

Eine Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) analysiert Flüssigkeitsströmungen durch numerische Berechnung der beiden folgenden Grundgleichungen mit Hilfe eines Computers.

1. Kontinuitätsgleichung (Erhaltung der Masse)

Die Regel besagt, dass eine Flüssigkeit nicht aus dem Nichts entsteht oder plötzlich im leeren Raum verschwindet. Das bedeutet, dass Wasser nicht plötzlich aus dem Nichts auftaucht.

2. Gesetz der Impulserhaltung (Navier-Stokes-Gleichungen)

Dieses Gesetz besagt, dass sich die Intensität der Bewegung eines Objekts nicht ändert, solange keine äußere Kraft einwirkt. Es leitet sich aus den Newtonschen Bewegungsgleichungen ab.

Bei der Analyse von Temperaturen usw. wird die Gleichung außerdem unter Berücksichtigung von Energieerhaltungsmaßnahmen gelöst.

Aufbau der Software für numerische Strömungsmechanik (CFD)

Kommerzielle Software für numerische Strömungsmechanik besteht häufig aus einem Modellgenerator, einem Simulationslauf und einem Post-Processing-Teil, aber es gibt auch Softwarepakete, die nur den Simulationslauf (Solver) und Software für den Modellgenerator enthalten.

1. Vorverarbeitung und Modellerstellungsteil

Die Modellerstellung ist der Prozess der Erstellung der Geometrie für die Strömungsanalyse. In vielen Fällen können Dateiformate wie STEP, IGES und Parasolid, die in 3D-CAD erstellt wurden, verwendet werden. Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) bietet auch die Möglichkeit, Randbedingungen festzulegen, z. B. welche Teile der erstellten Struktur Bereiche mit Flüssigkeitszufluss und welche Bereiche mit Temperaturkonstanz sind.

Zur Durchführung der Berechnungen wird die Geometrie des Modells durch ein Gitter, ein so genanntes Mesh, dargestellt. Die Erstellung eines sauberen Gitters ist ein wichtiger Faktor, um die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Analyse zu erhöhen. Die Software zur Modellerstellung bietet eine Funktion zur einfachen Auswahl der Größe usw. und zur automatischen Erstellung eines qualitativ hochwertigen Netzes.

2. Teil der Simulationsausführung

Dieser Abschnitt bezieht sich auf den Teil, der gemeinhin als Solver bezeichnet wird. Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) im engeren Sinne bezieht sich nur auf diesen Teil. Der Solver ist mit Funktionen zur Lösung von Kontinuitätsgleichungen, Impulserhaltungsgleichungen, Energieerhaltungsgleichungen usw. ausgestattet.

In jüngster Zeit sind die Solver mit der Fähigkeit ausgestattet, komplexere Modelle zu lösen und Berechnungen mit höherer Geschwindigkeit durchzuführen, was auf die Verbesserung der Computerleistung zurückzuführen ist.

3. Post-Processing-Teil

Die Analyseergebnisse können als 3D-Modell visualisiert werden, was ein intuitiveres Verständnis der Analyseergebnisse ermöglicht. Die Analysefunktion ist ein Bereich, in dem die verschiedenen Produkte unterschiedliche Merkmale aufweisen.

Aus den Berechnungsergebnissen können Konturdiagramme mit Druck- und Temperaturverteilung in verschiedenen Farben, Vektordiagramme mit Pfeilen und Strömungsdiagramme mit Linien erstellt werden.

Arten von Softwares für numerische Strömungsmechanik (CFD)

Die erste Möglichkeit, Flüssigkeiten darzustellen, besteht darin, den Raum zu diskretisieren. Die Finite-Elemente-Methode und die Finite-Volumen-Methode sind bekannte Diskretisierungsmethoden. Andererseits gibt es auch die Partikelmethode, die das Fluid als eine Ansammlung von Partikeln darstellt.

Da es verschiedene CAE-spezifische Methoden, Techniken und Funktionen gibt, ist es notwendig, je nach dem zu simulierenden Phänomen die jeweils am besten geeignete Methode und Bedingungen festzulegen. Es gibt auch Software für numerische Strömungsmechanik (CFD), die von einfachen und leicht zu bedienenden Programmen bis hin zu solchen mit zahlreichen Funktionen reicht, die von Fachleuten für thermische Strömungsmechanik verwendet werden.

Die Unternehmen variieren, aber als grober Anhaltspunkt können die folgenden Punkte einen Unterschied ausmachen:

• Anzahl der Turbulenzmodelle
• Verfügbarkeit von Funktionen zur Analyse von Mehrphasenströmungen
• Verfügbarkeit von Funktionen zur Analyse von Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten
• Fähigkeit zur gekoppelten Analyse (z. B. Strukturanalyse)
• Ob kompressible Fluide behandelt werden oder nicht

Auch bei den Lizenzierungsmodellen gibt es Unterschiede. Wählen Sie die am besten geeignete Software, indem Sie den Verwendungszweck und die benötigten Funktionen klären.

Was ist eine Ultraschall-Bearbeitungsmaschine?

Ultaschall-Bearbeitungsmaschinen sind Geräte, die mit Hilfe von Ultraschallwellen Schneide- und Polierarbeiten durchführen.

Bei der Bearbeitung mit Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen wird Schneidöl oder eine Aufschlämmung von Schleifkörnern zwischen Werkzeug und Werkstück eingebracht, was allmählich zum Sprödbruch der Werkstückoberfläche und zum Abtrag des Materials führt. Sie ist in der Lage, dreidimensionale Formen auf harten und spröden Werkstoffen zu bearbeiten, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Bearbeitung auch dann möglich ist, wenn das Material nicht leitfähig ist.

Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen bestehen aus einem Ultraschallschwingungswandler, einem Oszillator, der den Wandler antreibt, und einer Klinge. Der Wandler ist ein Element, das in der Lage ist, Hochfrequenzleistung in Ultraschallschwingungen umzuwandeln, und an der Kontaktstelle zwischen Werkzeug und Werkstück werden Hochfrequenzschwingungen erzeugt. Die Hochfrequenzschwingungen erzeugen in dem Moment, in dem das Werkzeug das Werkstück berührt, eine hohe Energie, so dass das Material bearbeitet werden kann.

Sie sind in der Metall- und Keramikbearbeitung weit verbreitet und eignen sich auch, wenn eine hochpräzise Bearbeitung erforderlich ist. Sie können auch nichtleitende Werkstoffe bearbeiten, was sie für die Bearbeitung von schwer zu bearbeitenden und teuren Werkstoffen interessant macht.

Anwendungen von Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen

Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen sind leistungsstark bei der Bearbeitung von spröden und schwer zerspanbaren Materialien und werden zum Schneiden von Keramik und Kohlenstofffasern, zur Bearbeitung von Quarzglas und zum Polieren von Formen eingesetzt. Sie werden auch als Ultraschallschneidemaschinen für Lebensmittel zum Schneiden von Brot, Kuchen und Pizza vermarktet, da die Ultraschallschwingungen ein feines Schneiden ermöglichen. Die Ultraschallschwingungen verringern den Reibungswiderstand zwischen der Klinge und dem Lebensmittel, was zu einer sauberen Schnittfläche führt.

Eine weitere Anwendung findet sich im medizinischen Bereich. Ultraschall wird beim Schneiden und Ziehen von Knochen und Zähnen sowie bei der Kataraktchirurgie eingesetzt. Ultraschallschwingungen haben auch eine gewebe- und zellzerstörende Wirkung und werden bei der Krebsbehandlung und Fettabsaugung eingesetzt.

In der Lebensmittelverarbeitung werden Ultraschallschwingungen zum Emulgieren, Dispergieren, Extrahieren und Sterilisieren eingesetzt, und bei der Herstellung von Molkereiprodukten, Gewürzen, Säften und Spirituosen ist Ultraschall eine unverzichtbare Technologie.

Funktionsweise der Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen

Die Funktionsweise der Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen besteht darin, den Schneidewiderstand durch Ultraschallschwingungen zu verringern, was zu hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten und hochpräzisen Schnitten führt. Durch die Beaufschlagung der Schneide mit Ultraschallschwingungen wird der Reibungswiderstand verringert, was die Bearbeitung von harten und mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden schwer zu bearbeitenden Materialien ermöglicht.

Bei der Ultraschallbearbeitung gibt es zwei Verfahren, die Spindelbearbeitung und die Abrasivbearbeitung, die auf unterschiedlichen Prinzipien beruhen. Bei der Spindelbearbeitung werden Ultraschallschwingungen auf die Bearbeitungsvorrichtung übertragen und die Vorrichtung wird während der Bearbeitung gedreht. Bei der Schleifkornbearbeitung werden Schleifkörner in die mit Ultraschall schwingende Bearbeitungsvorrichtung geschüttet und in kleinen Mengen gemahlen.

Der Oszillator ist ein Gerät, das elektrische Energie in Ultraschallschwingungen umwandelt, und zeichnet sich auch dadurch aus, dass er mit einer elektronischen Schaltung ausgestattet ist, die die Betriebsfrequenz des Wandlers auf die optimale Frequenz einstellt, da diese je nach Messer und Schleifscheibe variiert. Der Schwinger besteht aus einem BL-Schwinger, der Ultraschallschwingungen erzeugt, einem festen Horn, das die Amplitude erhöht, und einem Messer, das die Schwingungen überträgt. Die Klingen können je nach Anwendung auf unterschiedliche Weise eingesetzt werden.

Arten von Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen

Es gibt drei Haupttypen von Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen: Maschinen für die Ultraschallbearbeitung mit Messern, Maschinen für die Ultraschallbearbeitung zum Schleifen und Polieren und Maschinen für die Ultraschallbearbeitung zum Schweißen.

1. Maschinen für die Ultraschallbearbeitung mit Schneidwerkzeugen

Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen mit Schneidwerkzeugen schneiden Materialien durch die Anwendung von Ultraschallschwingungen auf eine Klinge. Sie werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Lebensmittelverarbeitung, beim Schneiden von Kunststoffen und bei der Bearbeitung von medizinischen Geräten. Die Ultraschallschwingungen bewirken eine geringe Verschweißung oder thermische Verformung des Materials und ermöglichen so ein sehr genaues Schneiden.

2. Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen zum Schleifen und Polieren

Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen schleifen und polieren Materialoberflächen, indem eine Schleifscheibe rotiert, während die Schleifkörner mit Ultraschall in Schwingungen versetzt werden. Durch die Vibration der Schleifkörner in winzigen Schritten wird die Effizienz des Schleifens und Polierens erhöht und die Oberflächenrauhigkeit verringert. Es wird zum Präzisionsschleifen und -polieren bei der Metall- und Keramikbearbeitung eingesetzt.

3. Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen zum Schweißen

Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen nutzen Ultraschallschwingungen zum Schweißen von Kunststoffen und Metallen. Da kein Klebstoff verwendet wird, ist die Umweltbelastung gering, und es kann eine höhere Festigkeit als mit Klebstoffen erreicht werden. Sie werden bei der Montage von Automobil- und Elektronikkomponenten eingesetzt.

Was ist eine Multi-Tasking-Maschine?

Eine Multi-Tasking-Maschine ist eine Maschine, die eine NC-Drehmaschine und ein Bearbeitungszentrum kombiniert.

Sie kann mehrere Bearbeitungsprozesse gleichzeitig durchführen und Werkstücke mit hoher Präzision bearbeiten. Im Allgemeinen kann eine Multi-Tasking-Maschine, die die Funktionen einer Drehmaschine und eines Bearbeitungszentrums kombiniert, mehrere Bearbeitungswinkel an ein und demselben Werkstück durchführen, wodurch die Bearbeitungszeit verkürzt, die Arbeitseffizienz erhöht und die Qualität verbessert wird. Darüber hinaus müssen die beiden Maschinen nicht getrennt voneinander aufgestellt werden, was eine effiziente Raumnutzung ermöglicht.

Es gibt zwei Arten von Multitasking-Maschinen: solche, die hauptsächlich aus Bearbeitungszentren bestehen, und solche, die hauptsächlich aus NC-Drehmaschinen bestehen. Der Typ mit Bearbeitungszentrum ist genauer als der Typ mit Drehmaschine und eignet sich für die Bearbeitung komplexer Formen, während der Typ mit NC-Drehmaschine für die Bearbeitung von Teilen mit großem Durchmesser und mit einem hohen Verhältnis zwischen kleinem Durchmesser und Länge geeignet ist.

Multi-Tasking-Maschine ermöglichen die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Prozesse, was den Prozess vereinfacht, die Arbeitseffizienz erhöht und die Qualität verbessert. Außerdem wird die Flächeneffizienz in der Fabrik verbessert, da weniger Maschinen aufgestellt werden müssen. Es ist wichtig, die geeignete Multi-Tasking-Maschine je nach Größe, Form und Material des Werkstücks auszuwählen.

Anwendungen von Multi-Tasking-Maschinen

Multi-Tasking-Maschinen vereinen mehrere Funktionen in einer einzigen Maschine und ermöglichen eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen. Sie werden daher in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. bei Automobil- und Flugzeugteilen, medizinischen Geräten und Industrieanlagen.

Multi-Tasking-Maschinen eignen sich besonders für die Herstellung von Teilen, die komplexe Formen und eine hochpräzise Bearbeitung erfordern. So werden beispielsweise für FlugzeugteileMulti-Tasking-Maschinen für die Bearbeitung von hochfesten Aluminium- und Titanlegierungen benötigt. Sie werden auch in der Medizintechnik zur Herstellung von Präzisionsteilen wie künstlichen Gelenken und Zahnimplantaten eingesetzt.

Außerdem können Multi-Tasking-Maschinen die Produktivität steigern. Die Kombination mehrerer Bearbeitungsfunktionen in einer Maschine vereinfacht den Bearbeitungsprozess, verkürzt die Arbeitszeit und erhöht so die Produktivität. Ein weiterer Vorteil ist, dass mehrere Bearbeitungsfunktionen auf einer einzigen Maschine ausgeführt werden können, die weniger Platz benötigt.

Funktionsweise der Multi-Tasking-Maschine

Multi-Tasking-Maschinen gibt es in zwei Ausführungen: Maschinen mit Bearbeitungszentrum und Maschinen mit Drehzentrum, bei denen es sich hauptsächlich um NC-Drehmaschinen handelt.

Beide Typen tragen dazu bei, den Platz in der Fabrik einzusparen und die Prozessschritte zu verkürzen. Sie eignen sich für die Bearbeitung einer großen Vielfalt von Formen.

1. Typ mit Bearbeitungszentrum

Die Typen mit Bearbeitungszentrum verfügen über die Zerspanungsfunktionen eines herkömmlichen Bearbeitungszentrums, wobei sich der Drehtisch wie eine Drehmaschine dreht. Die neuesten Modelle sind in der Lage, fünf Achsen gleichzeitig zu steuern und die Bearbeitung in einem einzigen Arbeitsgang durchzuführen. Dieser Typ eignet sich für die Bearbeitung großer Objekte und kann die Prozessschritte verkürzen.

2. Typ mit Drehzentrum

Der Drehzentrum-Basistyp hat die Hauptspindel der NC-Drehmaschine und die Spindel kann angehalten und in jedem Winkel gedreht werden. Auf dem Revolver können Werkzeuge montiert und zusätzliche Funktionen wie Bohren mit einem Bohrer, Ausbohren mit einem Schaftfräser oder Fräsen hinzugefügt werden.

Bei Modellen mit zwei gegenüberliegenden Spindeln kann die Bearbeitung auf einer Achse abgeschlossen werden und dann automatisch auf die zweite Achse zur Komplettbearbeitung übergehen; die Bearbeitung kann in einer einzigen Anlage abgeschlossen werden, was die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert.

Weitere Informationen zu Multi-Tasking-Maschinen

Maschinen, die in Verbindung mit Multi-Tasking-Maschinen eingesetzt werden

Multi-Tasking-Maschinen sind in der Lage, anspruchsvolle Bearbeitungen durchzuführen, aber sie sind nicht in der Lage, eine vollständige Bearbeitung allein durchzuführen. Es gibt drei Arten von Maschinen, die in Verbindung mit Multitasking-Maschinen eingesetzt werden.

1. Messmaschinen
Nach der Bearbeitung auf einer Multi-Tasking-Maschine stehen Messgeräte zur Verfügung, um deren Genauigkeit zu messen. So gibt es beispielsweise 3D-Messmaschinen und Formmessmaschinen, die die Form mit hoher Präzision messen können. Durch den gemeinsamen Einsatz von Messgeräten kann die Bearbeitungsgenauigkeit überprüft werden.

2. Werkzeugvoreinstellgeräte
Multi-Tasking-Maschinen können mehrere Werkzeuge verwenden, aber das Wechseln dieser Werkzeuge kann zeitaufwändig sein. Mit dem Werkzeugvoreinstellgerät können die Werkzeuge vor dem Wechsel vorgerichtet werden. Dies verkürzt die Werkzeugwechselzeiten und erhöht die Produktivität.

3. Andere
Da Bearbeitungsvorgänge auf Multi-Tasking-Maschinen oft monotone und schwere Arbeit sind, werden Roboter manchmal in Kombination eingesetzt. Sie können zum Beispiel automatisch Werkzeuge anbringen und Werkstücke bewegen. Es ist auch möglich, mehrere Multi-Tasking-Maschinen miteinander zu verbinden, um Produkte automatisch herzustellen.

Was ist ein Rundheitsmessgerät?

Rundheitsmessgeräte sind Geräte zur Messung der Rundheit von Objekten mit kreisförmigem Querschnitt, wie z. B. Zylindern und Kugeln.

Die Rundheit ist der Betrag der Abweichung eines kreisförmigen Objekts von einem geometrisch korrekten Kreis. Das bedeutet, dass, wenn die Querschnittsform des gemessenen Objekts zwischen zwei geometrisch korrekten konzentrischen Kreisen liegt, die Rundheit als minimaler Radiusunterschied zwischen den beiden Kreisen ausgedrückt wird.

Es gibt zwei Arten von Rundheitsmessgeräten: den tischdrehenden Typ, bei dem der Detektor fixiert ist und das Messobjekt durch einen Drehtisch gedreht wird, sowie den tasterdrehenden Typ, bei dem das Messobjekt fixiert ist und der Detektor rotiert.

Anwendungen von Rundheitsmessgeräten

Rundheitsmessgeräte werden verwendet, um die Rundheit verschiedener Objekte, z. B. von Teilen, in einem einzigen Querschnitt zu messen. So unterliegen beispielsweise Ventile in Hydraulikkreisen einer hohen Präzision und engen Maßtoleranzen, um die Öldichtung und Dichtheit zu gewährleisten.

Bei Lagerkomponenten ist die Rundheit ein wichtiges Merkmal für eine reibungslose und reibungslose Funktion der Lager. Sie wird auch zur Qualitätssicherung bei mechanischen Bauteilen verwendet, bei denen hohe Präzision erforderlich ist. Bei der Messung der Rundheit geht es nicht nur um die Bestimmung der Form von Wellen, sondern auch um die Messung von Oberflächeneigenschaften.

Funktionsweise der Rundheitsmessgeräte

Wie bereits erwähnt, gibt es zwei Arten von Rundheitsmessgeräten, die sich in ihrer Funktionsweise unterscheiden. Beide haben ihre Vor- und Nachteile, doch wird hier das Prinzip des Drehtischtyps beschrieben, der für genauere Messungen einfacher zu verwenden ist.

Ein Rundheitsmessgerät vom Typ Drehtisch besteht aus einem Drehtisch, dessen Drehwinkel mit einem Drehgeber erfasst werden kann, und einem Detektor, der die Verschiebung der Werkstückoberfläche synchron mit der Drehung des Tisches erfasst. Das zu messende Objekt wird auf den Drehtisch gelegt und gedreht, während die Verschiebung der Oberfläche des Werkstücks durch einen Taster erfasst wird. Die Rundheit wird anhand des Profils bestimmt, das durch Aufzeichnung des Drehwinkels und der Verschiebung der Werkstückoberfläche über 360 ° erhalten wird.

Bei der Messung der Rundheit ist Vorsicht geboten, da jede Fehlausrichtung zwischen der Mittelachse des Messobjekts und der Drehung einen Rundlauf verursachen und zu Fehlern führen kann. Auch wenn der Winkel zwischen der Drehachse und der Verschiebungsrichtung des Messtasters nicht senkrecht ist, kann dies zu Fehlern führen.

Weitere Informationen zu Rundheitsmessgeräten

1. Bezugskreis und Rundheitstypen

Bei der Bewertung der Rundheit ist es erforderlich, einen Bezugskreis zu definieren. Es gibt vier verschiedene Arten, den Bezugskreis zu bestimmen, die jeweils die Rundheit in Abhängigkeit vom Bezugskreis definieren.

Kreis der kleinsten Quadrate (LSC)
Der Kreis der kleinsten Quadrate ist ein Bezugskreis, bei dem die Fläche außerhalb des Bezugskreises gleich der Fläche innerhalb des Bezugskreises ist, wenn der Bezugskreis an das zu messende Objekt angelegt wird. Die Differenz zwischen dem Abstand des nächstgelegenen Teils und dem Abstand des am weitesten entfernten Teils von diesem kleinsten quadratischen Bezugskreis wird als kleinste quadratische Kreisform bewertet.

Minimaler Flächenbezugskreis (MZC)
Der flächenmäßig kleinste Bezugskreis ist der konzentrische Kreis mit der geringsten Durchmesserdifferenz zwischen den beiden Kreisen, die zwischen dem von außen und dem von innen gemessenen Objekt liegen.

Minimaler umschriebener Kreis (MCC)
Der kleinste umschriebene Kreis ist der Kreis mit dem kleinsten Durchmesser, der das gesamte Messobjekt umschließen kann. Als minimale Umkreisung wird der weiteste Abstand des minimalen Umkreises zur Kontur des Messobjekts gewertet.

Maximaler Inkreis (MIC)
Der maximale Inkreis ist der größte auf dem Messobjekt eingeschriebene Kreis. Der weiteste Abstand des maximalen Inkreises zur Kontur des Messobjekts wird als maximale Inkreisförmigkeit gewertet.

2. Unterschied zwischen Rundheit und Zylindrizität

Eine der Rundheit ähnliche geometrische Toleranz ist die Zylindrizität. Der Unterschied zwischen den beiden ist der zu bewertende Bereich. Die Rundheit wird für einen beliebigen Querschnitt bewertet, während die Zylindrizität mit einem bestimmten Bereich in axialer Richtung bewertet wird.

Da der Bewertungsbereich größer ist als der der Rundheit, ist es schwieriger, die Genauigkeit zu gewährleisten. Es ist wichtig zu entscheiden, ob die Rundheit oder die Zylindrizität auf der Grundlage der Funktion des Teils angegeben werden soll. Die Rundheit kann für Formen mit unterschiedlichen Durchmessern in verschiedenen Querschnitten, wie z. B. konische Formen, bewertet werden, während die Zylindrizität nur für Zylinder mit demselben Durchmesser in axialer Richtung angegeben werden kann.