Date: August 13, 2003 at 15:17:49
From: Werner, [p3e9ba317.dip.t-dialin.net]
Subject: Füllung der Pumpenelemente (wen es noch interessiert)
|
Hi, nach dem Crash mit dem ungeliebten Poster und der Aufräumaktion ist das Thema jetzt eigentlich erkaltet, daher nur noch zum Abschluß: Die Reihenpumpen der Firma Bosch werden nicht nur für Autos eingesetzt, sondern auch für die Chemieindustrie. Die Regelung erfolgt über die Kantensteuerung und - seltener - über die Drehzahl. In den Grundelementen sind die Pumpen gleich. Als Drehzahl wird meist Synchrondrehzahl 1500/min gewählt, die einer Kurbelwellendrehzahl von 3000/min entspricht. Seltener geht man auf den sechspoligen Läufer mit 1000/min. Ein gutes Beispiel für die enormen Anforderungen an Genauigkeit ist die Herstellung von aufgeschäumten Inneneinrichtungsteilen in der Auto-Zulieferindustrie. Der Polyurethanschaum wird durch Reaktion von A und B Komponente, das sind Polyole und Isocyanate, hergestellt. Die Flüssigkeiten werden unter Hochdruck durch Düsen gefördert, die exakt aufeinander zu gerichtet sind, und vermischen sich dadurch. Der Vorgang läuft im sog. Mischkopf ab, aus dem das Gemisch dann in die aufzuschäumende Form fließt. Die Hersteller sprechen im Jargon davon, daß die Moleküle anschließend paarweise nebeneinander liegen sollen. Polster, Armaturen-"Brett", Schaltgriff, Lenkrad, eigentlich alles, was wir im Auto anfassen, ist nach diesem Verfahren hergestellt. Die Isocyanate sind dünnflüssig und mit Kraftstoffen vergleichbar. Die Polyole dagegen sind relativ zäh liegen im Bereich von Pflanzenöl, häufig aber darüber. Eine unzureichende Füllung der Pumpenelemente wäre eine absolute Katastrophe, da dann das Mischungsverhältnis für die Reaktion nicht mehr stimmen würde und das Produkt von seinen spezifizierten Eigenschaften abweichen würde. Um ganz sicher zu gehen, werden beide Pumpen (für A- und B-Komponente)auf einer Welle laufen lassen und haben nur einen, gemeinsamen Motor. So verdirbt bei Ausfällen nicht die Mischung. Wenn ein Zulieferer am Tag 2000 Sitzgruppen aufschäumt, muß er sich absolut verlassen können auf die reproduzierbare Mischung des Polyurethans, d.h., der Anlagenbauer legt einige Sicherheiten in die Auslegung der Pumpenfülldrücke. Standarddrücke sind 2-3 bar, die durch Aufdrücken der Vorratsbehälter mit Stickstoff erzeugt werden. Prizipiell ginge es auch mit einer Vorförderpumpe, wie beim PKW, was man aber scheut, da es - wie beim PKW - mal zu einem Ausfall kommen könnte, der gleich eine Tagesproduktion "himmelt". Hinzu kommt, daß die Pumpen ständig anlaufen - stehen - anlaufen - stehen, immer im Takt der Produktion. Die Beschleunigung der Welle entspricht dabei der Hochlaufzeit des E-Motors, der kräftig überdimensioniert wird, um sicher seine Drehzahl zu halten und zu erreichen. Es geht also blitzschnell! Denn nicht nur die Kalibirierung der Pumpen muß besser sein, als ein Tausendstel, sondern auch die Gesamtmenge will der Hersteller genau dosieren, um die Formtreue seiner Produkte einzuhalten. Bei sehr zähen Grundstoffen wird auf der Polyolseite eine Zahnradvorförderpumpe eingesetzt, die den Vordruck auf etwa 10 bar anhebt. Das ist aber nicht die Regel. Interessant war für mich in dem Zusammenhang, daß der Rundungsgrad der Steuerungskanten als Maß für den Verschleiß einer Pumpe ermittelt wird. Dort gelten Toleranzen und Verschleißgrenzen, die einen Pöler, und nicht nur den, noch ganz ruhig schlafen lassen würden. Es ist einige Jahre, daß ich mich hier bei uns in Sankt Augustin bei der Firma Bayer-Hennecke, die diese Anlagen bauen, vorgestellt habe. Unser Vorstand im Modellfliegerverein war dort Vertriebsmann und hat mich vorgeschult. Da für den Konzern offenbar Enddreißiger zum alten Eisen gehören und ich gleich wieder in der Welt hätte rumfahren müssen, wurde nichts draus. Gut so! Werner |
Date: August 15, 2003 at 18:01:27
From: Hans Fürthbauer, [linzu5-88-99.utaonline.at]
Subject: Re: Füllung der Pumpenelemente (es interessiert noch)
|
Hallo Werner, Du hast den Sachverhalt mit Hintergrund-Informationen sehr interessant dargestellt. Danke! Mir war nicht bekannt, daß Bosch-Pumpen auch für so einen Anwendungsfall verwendet werden. Deshalb hätte ich dazu einige Fragen. Zur leichteren Beantwortung nummeriert, dann brauchst Du auch meinen Text nicht reinkopieren: 1.) Weißt Du zufällig in welchem Bosch-Werk diese Pumpen hergestellt werden. Großserien-Erzeugnisse werden es nicht sein, eher was Spezielles? 2.) Hast Du Informationen über die Pumpen-Baugröße, die Fördermenge pro Hub und den Druck, den sie bringen müssen? 3.) Wieviele Elemente hat so eine Pumpe, hat sie am Element-Ausgang auch ein Entlastungsventil, wie Dieselpumpen? Die Düsen im Mischkopf, haben die eine Ähnlichkeit in der Funktion, wie Dieseldüsen 4.) Die Fördermenge/Hub wird üblicherweise auch bei diesen Pumpen durch die Kantensteuerung bestimmt, habe ich verstanden. Dann ist ein Verstellmechanismus erforderlich. Gibt es da Ähnlichkeiten zur Dieselpumpe? Elementkolben verdrehbar, Regelstange, Mengenstellwerk? 5.) Der "Saugraum" dieser Pumpen wird bei der dünnflüssigen Komponente mit ca. 2 - 3 bar beaufschlagt und bei der dickflüssigen mit bis zu 10 bar. Gibt es da einen ständigen Durchfluß der Medien auf der Niederdruckseite der Pumpe? Es gäbe noch weitere Fragen, aber ich lasse es mal dabei. Es ist eh schon eine ganze Menge. Wenn ich wüßte, woher die Pumpen kommen, könnte ich selbst nach mehr Information schauen. Bevor es also für Dich in Arbeit ausartet, wäre mit der Beantwortung der Frage 1.) schon ein ganz großer Schritt getan. Ob ich damit dann wirklich weiterkomme, weiß ich noch nicht, aber einen Versuch ist es wert. Zu 1.) noch: Die Bosch-Erzeugnisse haben fast immer eine Werkskennzahl am Typenschild. Das ist eine 3-stellige Zahl mit einer ovalen Umrandung. Damit kann man das Herstellerwerk eindeutig identifizieren. Die 10-stellige Bosch-Erzeugnis-Nr. wäre auch hilfreich. Die schaut am Beispiel einer Bosch-VE-Pumpe so aus: 0 460 404 037. MfG Hans F. |
Date: August 16, 2003 at 00:44:29
From: Werner, [p3e9d3a6d.dip.t-dialin.net]
Subject: Füllung und Fördermengen der Pumpen und noch eine quälende Frage
|
Guten Abend Hans, hier schon mal, was ich so aus dem Stand weiß: Das Herstellwerk ist mir nicht bekannt. Die Pumpen haben durchweg viele Elemente, um einen einigermaßen kontinuierlichen Strom zu bekommen. Ich erinnere mich an ein Bild mit je 4 Elementen. Die Mengen und damit auch die Größen der Pumpen sind unterschiedlich. Ich werde typische Anwendungsfälle erfragen, kann aber hierfür noch keinen Termin sagen. Bei den verwendeten Polyurethanschäumen gibt es gewisse Reaktionszeiten im Bereich von 20 bis 120 Sekunden (je nach verwendetem Rohstoff), innerhalb derer man die "Soße" in die Form gebracht haben sollte. Aus der Erinnerung sahen die Reihenpumpen denen von älteren 4-Zylinder Mercedes Modellen absolut ähnlich. Die Regelung erfolgt genau, wie beim PKW, also Zahnstange mit Verdrehung, wobei der Begriff "Regelung" im Sinne von geschlossenem Regelkreis mit Rückmeldung und entsprechender Korrektur hier nicht greift. In diesem Fall wäre richtiger "Einstellung" bzw. Kalibrierung. An den Anlagen wird nach der Inbetriebnahme durch eine Hennecke-Ingenieur nichts mehr verstellt. Das Schäumverfahren wurde vor Jahrzehnten mit den damals gängigen Pumpen entwickelt und hat sich seitdem auf der Mischseite nicht großartig geändert. Mengenstellwerke kommen nicht zum Einsatz. Wenn ein Produktionsautomat z.B. um Kühlmöbel auszuschäumen mehrer "Schüsse" ansetzen muß, die aus verschiedenen Richtungen in den Isolierspalt laufen müssen, so wird durch Robotersteuerung der Mischkopf in die verschiedenen "Schuß"positionen geführt und dann über die Zeit die entsprechende Menge dosiert. Das erfordert einige Versuche, bis es reproduzierbar klappt. Grundsätzlich werden beide Komponenten (auch die zähe) mit ca. 3 bar Vordruck beaufschlagt. Die Zahnradpumpen für 10 bar kommen nur bei Spezialprodukten mit stark erhöhter Viskosität zum Einsatz. Die Drücke liegen auf dem Niveau der Diesel-PKW in den sechziger Jahren, eher etwas darunter. Die Düsen stammen m.W. auch von Bosch und sind Einstrahldüsen. Ich werde aber noch genaueres erfragen. Bosch nennt die Pumpen für Chemieanwendungen dann Presspumpen. Ich lese im Buch gerade, daß die Typen P und ZW(M) hauptsächlich eingesetzt werden. Viskositäten 75 mm²/s ohne Vordruck und 380 mm²/s mit 2 bar Vordruck. Das ist schon recht zäh. Nun, lieber Hans, aber noch eine Frage, die mich schrecklich quält: Ich baue soeben die dritte Einzel-Einspritzpumpe auseinander, immer noch auf der Suche nach einer passenden Pumpe für mein Versuchsmotörchen. Die ersten beiden, gleichen Pumpen erschienen mir viel zu groß und waren für einen Traktor bestimmt. Der Kolbendurchmesser betrug 6,5 mm. Die heute zerlegte Pumpe (Achtung: jetzt kommt der Typ: PFR1K60/152/2 - letzten beiden Ziffern nicht mehr richtig erkennbar wegen Beschädigung) hat einen Kolbendurchmesser von 6 mm und gehörte mal zu einem Hatz E85. Dieser Motor hat ca. 520 cm³ und etwa 11 PS. Sein Verbrauch liegt bei 2-3 l/Stunde. Mein Versuchseinzylinder hat 450 cm³ und soll als Zweitakter mit doppelt so vielen Einspritzhüben einmal knapp 20 PS abgeben, d.h., die Pumpe müßte der Anforderung entsprechen. Wenn ich nun aus der Form der Kantenwendel des Kolbens auf einen Nutzhub von 5-6 mm schließe (zu viel?), bekomme ich bei 3000/min, also 1500/min für die Nockenwelle einen Durchsatz von 15 l/Stunde! Das kann nicht sein! Wo ist der Denkfehler bzw. Wo geht der Überschuß hin? Kompressibilität, Öffnungsbewegung der Düse, Dehnung der Leitungen, Leckströmung..........oder werden die Kantensteuerungen tatsächlich in so kleinen Bereichen geregelt? Ich habe noch eine vierte ESP erstanden, die zum Hatz 79 (420 cm³)gehört. Sie ist noch nicht geliefert, aber ich gehe jetzt schon davon aus, daß sie ebenfalls den für mich unerwartet großen Kolbendurchmesser haben wird. Das ganze ist deshalb so wichtig für mich, weil ich mir den Nocken selber schnitzen muß und keine Vorlage dafür habe. Für Antwort fast unendlich dankbar Werner |
Date: August 16, 2003 at 09:06:43
From: Rhanie, [p213.54.161.204.tisdip.tiscali.de]
Subject: Re: Füllung und Fördermengen der Pumpen und noch eine quälende Frage
|
Hi Werner! Noch nich auf ner Nocke gesessen, aber wenn ich mich da richtig errinnere, währ wohl n Hub von 2-3 mm eher realistisch. Gruß Rhanie. |
Date: August 16, 2003 at 18:53:15
From: Hans Fürthbauer, [linzu3-221-21.utaonline.at]
Subject: Re: Hilfestellung zur quälenden Frage
|
Hallo Werner und Rhanie, zunächst mal danke an Werner für die weiteren Ergänzungen. Mach Dir nicht zuviel Arbeit, wenn es MW- oder P-Pumpen sind, dann weiß ich schon, wen ich fragen kann. Geht aber erst wieder im September. Zur Frage nach dem Nutzhub: Hier ein Beispiel, das ich mir gerade vorher an einer Mercedes 190D-Pumpe (PES 4 M55 usw.) angeschaut habe. Der Kolben-Durchmesser hat 5,5 mm, daher ähnlich Deiner PF-Pumpe. Die Pumpe ist teilzerlegt, der Regler, die Förderpumpe und die Stopdose abgebaut. Ich habe den Druckrohrstutzen und das Entlastungsventil vom 1. Zylinder ausgebaut und mit dem Tiefenmaß und einer starken Inspektionslampe ein wenig gemessen, geleuchtet und ein wenig geschätzt. Hier sind die Erkenntnisse: a.) Gesamthub des Kolbens von UT nach OT: ca. 7,0 mm b.) Vorhub des Kolbens bis Förderbeginn: ca. 2,3 mm c.) Entlastungshub (Entlastungsvolumen ca. 25 mm³): ca. 1,2 mm d.) Resthub nach Förderende: ca. 0,8 mm bei vollem Regelstangenweg bis zum Anschlag am Pumpengehäuse, was es bei montiertem Regler nicht möglich ist, daher wird der Resthub noch etwas größer sein. Daraus ergibt sich bei dieser Pumpe bei max. möglichem (theoretischem) Regelstangenweg ein Nutzhub von ca. 2,7 mm. Das sind weniger als 40% vom Gesamthub! Die Wahrheit wird rein geometrisch, ohne irgendwelchen anderen Effekte, irgendwo zwischen 2,5 und 3,0 mm liegen, wie es Rhanie geschätzt hatte. Noch ein Hinweis: In meiner Geldbörse habe ich schon "ewig und 3 Tage" einen Elementkolben von einer anderen Mercedes-Pumpe. Der hat von der Kolbenoberkante bis zur Oberkante der Absteuernut in der max.-Stellung ca. 7 mm Abstandsmaß. Das paßt recht gut zum Gesamthub. Man kann sich hier also ganz schön verirren, wenn man nicht ins Detail geht. Bevor jemand jetzt fragen muß, wie ich den Förderbeginn und das Förderende am Element bestimmt habe: Ich habe einfach die Verschlußschraube zum Saugraum der Pumpenelemente vorne am 1. Zylinder rausgenommen und mit der Inspektionslampe reingeleuchtet und von oben auf den Elementkolben und in die Stopnut geschaut. Dreht man die Pumpe von UT des Elementkolbens aus in Drehrichtung, dann sieht man in der Stopnut sehr gut den Lichtschein, solange der Kolben sich noch im Vorhub befindet. Nahe Förderbeginn wird der Lichtschein schwächer, bis er plötzlich verschwunden ist. Dann hat die Kolbenoberkante die Zulaufbohrung verschlossen und es wäre Förderbeginn. Dreht man die Pumpe ganz langsam weiter, dann erscheint plötzlich wieder der Lichtschein. Das ist dann der Punkt, wo die Steuerkante die Bohrung wieder öffnet. Das wäre dann Förderende und es beginnt der Resthub. Hoffe damit die Qualen etwas gelindert zu haben und wünsche ein schönes Wochenende! MfG Hans F. |
Date: August 16, 2003 at 22:38:06
From: Werner, [p3e9b9e05.dip.t-dialin.net]
Subject: Vielen Dank!
|
Auch per mail Werner |
|
Generated by UFORUM version 1.00 Last Updated: 17-Jan-2018 20:23:24, 79314 Bytes Author: ulinux |