Das Ziel dieser Projektarbeit ist es, mittels eines Prüfstandes die Simulation des hydraulischen Systems eines Modellbaubaggers zu ermöglichen. Dazu wird auf Basis von Komponenten und in Zusammenarbeit mit der Firma Modellbau ein Prüfstand entwickelt und gebaut, welcher den funktionalen Aufbau eines Modellbaubaggers wiedergibt. Der Prüfstand soll die Möglichkeit bieten, veränderlich zu sein, um unterschiedliche Systeme eines Modellbaubaggers nachstellen zu können. Um die Simulation eines Modellbaubaggers zu ermöglichen, müssen elektrisch-hydraulische Komponenten (Pumpe, Ventile) ansteuerbar und regelbar sein. Weiterhin sollen mittels des Prüfstandes Messungen durchgeführt und die Messdaten erfasst werden können. Dazu sind geeignete Messsysteme am Prüfstand unterzubringen.
Um die Funktionalität des Prüfstandes zu verifizieren, wird eine abschließende Versuchsreihe durchgeführt.
In dieser Projektarbeit ist mit den folgenden Software-Produkten gearbeitet worden: Mit Matlab/Simulink sind sowohl die Ansteuerung der Beckhoff-Klemmen als auch für die Programmierung des Arduino MEGA 2560 durchgeführt worden. Mit dem Programm Testmanager ist das in Matlab/Simulink erzeugte Programm für das User Frontend kontrolliert und ist zur Aufnahme der Messdaten verwendet worden. Mittels dem 3D-CAD Programm Solidworks sind komplexere Einzelteile modelliert und als 2D-Zeichnung ausgeleitet worden, damit diese gefertigt werden können. Die Einzelteilzeichnungen sind im Anhang B: Einzelteilzeichnungen zu finden. Alle dargestellten Maße sind, sollten keine Einheiten angegeben sein, in Millimeter [mm] angegeben. Einfache Bauteile sind lediglich als Handskizzen erstellt und der Werkstatt übergeben worden. Alle hydraulischen Schaltpläne sind mit dem Scheme Editor 6 der Firma Bosch Rexroth erstellt worden. Der elektrische Schaltplan ist mit der kostenlosen Software TinyCAD erstellt worden.
Inhalt
Rechtlicher Hinweis
Kurzfassung
Inhalt
Abbildungen
Tabellen
Abkürzungen
Formelindex
1. Einleitung und Zielsetzung
1.1. Vom Modellbaubagger zum Prüfstand
2. Planungsphase
2.1. Aufgaben der Projektarbeit
2.2. Prüfstand zu Beginn der Projektarbeit
3. Vom Modellbaubagger zum Prüfstand (Entwurfsphase)
4. Aufbau des Prüfstandes (Konstruktionsphase)
4.1. Das hydraulische System
4.1.1. Simulation der mechanischen Belastung
4.2. Das elektronische System
4.2.1. Servopumpe
4.2.2. Servoventile
4.2.3. Ansteuerung der Pumpe und Ventile
4.2.4. Einrichtung des Messsystems
4.2.5. Einrichtung der Testumgebung
5. Modellierung (Phase Inbetriebnahme)
6. Nachweis der Funktionstüchtigkeit (Phase Abschluss)
6.1. Versuchsvorbereitung
6.2. Versuchsdurchführung
6.3. Auswertung der Messergebnisse und Beobachtungen
7. Zusammenfassung und Ausblick
8. Literatur
Abbildungen
Abbildung 1: Aufgabenbereiche Projektarbeit
Abbildung 2: Vorheriger Prüfstand
Abbildung 3: Hydraulikschaltplan Modellbaubagger
Abbildung 4: Prüfstand Frontseite
Abbildung 5: Prüfstand Rückseite
Abbildung 6: Minitec Gerüst
Abbildung 7: Prinzipieller Aufbau Etherlab-Technologie
Abbildung 8: Hydraulischer Schaltplan Prüfstand
Abbildung 9: Parametrisierung Befestigungsplatten
Abbildung 10: Schnittstelle Drucksensoren hydraulisches System
Abbildung 11: Verbindung Hydraulikzylinder – Wegaufnehmer
Abbildung 12: Hydraulikzylinder Verbindungsstück Modellbaubagger
Abbildung 13: Parallelschaltung Hydraulikzylinder
Abbildung 14: Schaufelvolumen Maß 1
Abbildung 15: Schaufelvolumen Maß 2
Abbildung 16: Schaufelvolumen Maß 3
Abbildung 17: Mechanisches Modell Belastung Zylinder
Abbildung 18: Prinzipielle Gestaltung Gewichte Prüfstand
Abbildung 19: Elektrischer Schaltplan Prüfstand
Abbildung 20: Aufbau des Pumpensystems
Abbildung 21: Prinzipielle Verbindung der Steuerung mit der Pumpe
Abbildung 22: Simulink-Modell Arduino Ansteuerung Pumpe
Abbildung 23: Verschaltung der Servoventile mit Steuerung
Abbildung 24: Simulink-Modell Arduino Ansteuerung Servoventile
Abbildung 25: Arduino-Progamm für Prüfstandsnutzung
Abbildung 26: Servosteuerung in Simulink für User Frontend
Abbildung 27: Simulink-Modell Spannungsversorgung Wegaufnehmer
Abbildung 28: Verschaltung Wegaufnehmer
Abbildung 29: Prinzipskizze Verschaltung Wegaufnehmer
Abbildung 30: Simulinkmodell Messdatenerfassung
Abbildung 31: Simulink-Modell gesamt für User Frontend
Abbildung 32: Testmanager Layout
Abbildung 33: Versuchsreihe Belastung Zylindersysteme
Abbildung 34: Versuch 1 – Wegmessungen
Abbildung 35: Versuch 1 - Druckmessungen (Arm)
Abbildung 36: Versuch 2 – Wegmessungen
Abbildung 37: Versuch 2 - Druckmessungen (Schaufel)
Abbildung 38: Versuch 3 - Wegmessungen
Abbildung 39: Versuch 3 - Druckmessungen (Parallel)
Abbildung 40: Aufgabenbereiche Projektarbeit
Tabellen
Tabelle 1: Meilensteinplan Projektarbeit 3
Tabelle 2: Hydraulikzylinder Ausfahrlänge
Tabelle 3: Hydrauliksystem Stückliste
Tabelle 4: Gewichte Komponenten Modellbaubagger
Tabelle 5: Maximale Belastung Hydraulikzylinder
Tabelle 6: Gewichte zur Simulation der Belastung
Tabelle 7: Farbcode Servo-Kabel
Tabelle 8: Hydraulikzylinder Längen
Tabelle 9: Farbcode Wegaufnehmer
Tabelle 10: Testmanager Einrichtung Steuerfelder
Tabelle 11: Schlauchlängen Modellbaubagger
Tabelle 12: Modellierung Werte
Tabelle 13: Versuchsreihe Belastung Zylindersysteme
Tabelle 14: Versuch 1 - Wegmessungen
Tabelle 15: Versuch 1 - Druckmessungen (Arm) - Druck A
Tabelle 16: Versuch 1 - Druckmessungen (Arm) - Druck B
Tabelle 17: Versuch 2 - Wegmessungen
Tabelle 18: Versuch 2 - Druckmessungen (Schaufel) - Druck A
Tabelle 19: Versuch 2 - Druckmessungen (Schaufel) - Druck B
Tabelle 20: Meilensteinplan Projektarbeit 3
Abkürzungen
Formelindex
Rechtlicher Hinweis
Um diese Arbeit zu veröffentlichen und dabei die Wahrung des Urheberrechts Dritter zu gewährleisten, sind in diesem Text sensible Daten anonymsiert oder entfernt worden. Dies betritfft dabei Namen, Textinhalte und Bildmaterial, welche Rückschlüsse auf Dritte und interne Inhalte dieser rückschließen lassen würden. Es wurden alle Anhänge aus dieser Projektarbeit entfernt
Kurzfassung
Diese Projektarbeit behandelt die Entwicklung und den Aufbau eines Prüfstandes, um die Simulation eines Modellbaubaggers zu ermöglichen. Dabei beinhaltet diese Dokumentation, welche Anforderungen sich aus dem Ziel ergeben, einen Modellbaubagger zu simulieren. Es wird beschrieben, wie der Modellbaubagger auf den Prüfstand übertragen wird und wie die Umsetzung der Überlegungen erfolgt. Dabei wird auf die konstruktiven, hydraulischen, mechanischen und elektrisch/elektronischen Aspekte eingegangen. Entscheidend bei der Gestaltung des Prüfstandes ist, dass gezielt Abläufe eines realen Modellbaubaggers nachgestellt werden können und entsprechende Messdaten erfasst werden. Die Projektarbeit wird mit einer Versuchsreihe abgeschlossen, um das Ergebnis der Projektarbeit zu testen und festzustellen, ob das Ziel dieser erreicht worden ist
Stichwörter: Projektarbeit, Modellbaubagger, Simulation, Hydraulik, Mechanik, Elektronik
Abbildung in dieser leseprobe nicht enthalten
1. Einleitung und Zielsetzung
Diese Projektarbeit ist im Rahmen des Moduls „Projektarbeit 3“ angefertigt worden. Sie stellt eine Einzelarbeit des Verfassers dar.
Das Ziel der Projektarbeit ist es, mittels eines Prüfstandes die Simulation des hydraulischen Systems eines Modellbaubaggers zu ermöglichen. Dazu wird auf Basis von Komponenten und in Zusammenarbeit mit der Firma Modellbau ein Prüfstand entwickelt und gebaut, welcher den funktionalen Aufbau eines Modellbaubaggers wiedergibt. Der Prüfstand soll die Möglichkeit bieten, veränderlich zu sein, um unterschiedliche Systeme eines Modellbaubaggers nachstellen zu können. Um die Simulation eines Modellbaubaggers zu ermöglichen, müssen elektrisch-hydraulische Komponenten (Pumpe, Ventile) ansteuerbar und regelbar sein. Weiterhin sollen mittels des Prüfstandes Messungen durchgeführt und die Messdaten erfasst werden können. Dazu sind geeignete Messsysteme am Prüfstand unterzubringen.
Um die Funktionalität des Prüfstandes zu verifizieren, wird eine abschließende Versuchsreihe durchgeführt.
In dieser Projektarbeit ist mit den folgenden Software-Produkten gearbeitet worden: Mit Matlab/Simulink sind sowohl die Ansteuerung der Beckhoff-Klemmen als auch für die Programmierung des Arduino MEGA 2560 durchgeführt worden. Mit dem Programm Testmanager ist das in Matlab/Simulink erzeugte Programm für das User Frontend kontrolliert und ist zur Aufnahme der Messdaten verwendet worden. Mittels dem 3D-CAD Programm Solidworks sind komplexere Einzelteile modelliert und als 2D Zeichnung ausgeleitet worden, damit diese gefertigt werden können. Die Einzelteilzeichnungen sind im Anhang B: Einzelteilzeichnungen zu finden. Alle dargestellten Maße sind, sollten keine Einheiten angebeben sein, in Milimeter [mm] angegeben. Einfache Bauteile sind lediglich als Handskizzen erstellt und der Werkstatt übergeben worden. Alle hydraulischen Schaltpläne sind mit dem Scheme Editor 6 der Firma Bosch Rexroth erstellt worden.[1] Der elektrische Schaltplan ist mit der kostenlosen Software TinyCAD erstellt worden.[2]
1.1. Vom Modellbaubagger zum Prüfstand
Die Modellbaufirma Modellbau entwickelt und baut Modellbaubagger im Maßstab 1:12,5 bzw. 1:14. Diese Modellbaubagger sind mit einem elektrischen Fahrwerk ausgestattet. Die Drehung des Oberwagens wird ebenfalls durch einen Elektromotor ermöglicht. Das Bewegen des Baggerarmes und der Baggerschaufel wird durch hydraulisch betätigte Zylinder erreicht. Der hydraulische Kreislauf wird dabei durch eine Pumpe und Servoventile gesteuert. Die Ansteuerung der Modellbaubagger erfolgt durch eine RC (Radio Controlled)-Fernsteuerung[3]. Die Stromversorgung erfolgt bei Modellbaubaggern standardmäßig durch einen Akku.
Gemäß Kapitel 1 Einleitung und Zielsetzung, S. 1 soll mittels eines Prüfstandes die Simulation des funktionalen Aufbaus des Hydrauliksystems eines Modellbaubagger ermöglicht werden. Um die Projektarbeit zu realisieren, wird ein 5-Punkte Meilensteinplan erstellt (siehe Tabelle 1: Meilensteinplan Projektarbeit 3, S. 2).
Tabelle 1: Meilensteinplan Projektarbeit 3
Abbildung in dieser leseprobe nicht enthalten
In der Planungsphase (M1) sind die Aufgabenpakete der Projektarbeit zu definieren, welche sich aus dem Ziel der Projektarbeit ergeben, um dieses zu erreichen. Die Kontaktaufnahme mit der Firma Modellbau soll stattfinden, um die Modellbaubagger zu analysieren und der bisherige Status des Projekts Prüfstandes wird analysiert und ausgewertet, da dieses Projekt bereits zuvor begonnen, aber unterbrochen worden ist. Dies umfasst, festzustellen, was bereits vorhanden ist an Komponenten und Technik und was zusätzlich benötigt wird.
In der Entwurfsphase (M2) wird das Lösungskonzept ausgearbeitet unter Einbezug von anfänglich definierten Anforderungen seitens der betreuenden Professors. Dabei soll festgestellt werden, in welchen Themenbereichen Wissensdefizite vorliegen, um sich frühzeitig in die entsprechenden Themengebiete einarbeiten zu können. Einzelne Werkstücke, welche zur Realisierung des Prüfstandes notwendig und nicht käuflich zu erwerben sind, sind zu entwerfen und in Absprache mit der Zentralen Werkstatt fertigen zu lassen.
In der Konstruktionsphase (M3) soll der Prüfstandsaufbau realisiert werden. Die Konstruktion soll möglichst frühzeitig erfolgen, um feststellen zu können, ob und welche Komponenten ggf. fehlen, bzw. welche weiteren Bearbeitungen notwendig sind, um den Prüfstand funktionstauglich zu gestalten.
In der Phase Inbetriebnahme (M4) soll der Prüfstand getestet werden hinsichtlich der Funktionsfähigkeit. Es soll geprüft werden, ob der hydraulische Aufbau dicht ist oder Komponenten beschädigt sind und somit Leckagen oder Fehlverhalten auftreten. Elektrische und elektronische Komponenten sind auf eine korrekte Arbeitsweise zu überprüfen. Für die Messdatenerfassung sind geeignete Schnittstellen zwischen hydraulischem Kreislauf und den Sensoren zu schaffen sowie ein geeignetes System zur Auswertung aufzusetzen.
In der Abschlussphase (M5) wird die Funktionstüchtigkeit durch eine Versuchsreihe verifiziert. Die Messergebnisse sind entsprechend aufzubereiten und zu bewerten. Weiterhin wird dieser Bericht angefertigt, welcher die Entwicklung des Prüfstandes beschreibt und erläutert, den Prüfstand selbst und dessen Handhabung für nachfolgende Anwender erklärt und den Versuch und dessen Auswertung beinhaltet.
2. Planungsphase
In diesem Kapitel wird das Aufgabenpaket definiert und der Status des Prüfstandes zu Beginn der Projektarbeit beschrieben.
2.1. Aufgaben der Projektarbeit
Das Ziel der Projektarbeit 3 lautet, die Simulation eines Modellbaubaggers mittels eines Prüfstandes zu ermöglichen. Daraus resultieren folgende Teilbereiche, die zu bearbeiten sind:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 1: Aufgabenbereiche Projektarbeit
Im Bereich der Hydraulik ist der Aufbau eines Modellbaubaggers auf die Größe des Prüfstands zu reduzieren, ohne die Funktion einzuschränken. Dies erfordert, je nach Umsetzung ggf. eine Reduktion in Druck und Volumenstrom, um einen Modellbaubagger korrekt zu simulieren.
Die Mechanik des Baggers muss betrachtet werden. Die wirkenden Belastungen auf die Hydraulik eines Baggers sind abzubilden, um ein möglichst reales Verhalten eines Modellbaubaggers simulieren zu können. Es muss eine Lösung generiert werden, wie die Lasten auf den Zylinder darzustellen sind.
Im Bereich Elektrik / Elektronik müssen die Pumpe und die Ventile gezielt angesteuert werden können. Weiterhin soll ein Messdatenerfassungssystem eingerichtet werden. Dies umfasst die Auswahl und den Einbau geeigneter Sensorik sowie das Einrichten eines entsprechenden Interfaces und User Frontend zur Ansteuerung, Aufnahme und Auswertung aufgenommener Daten. Um zusätzlich noch gezielter die Simulation eines Modellbaubaggers zu ermöglichen, soll ein Simulationsprogramm erstellt werden, welches das Verhalten eines Modellbaubaggers nachbildet.
Neben den Themengebieten, die sich durch die primäre Zielsetzung ergeben, wird noch festgelegt, dass der Prüfstand weiterentwickelbar sein muss. Dies soll ermöglichen, den Prüfstand an die jeweilige zu simulierende Situation eines Modellbaubaggers anzupassen, um den jeweiligen Aufbau oder die entsprechende Komponente testen zu können.
2.2. Prüfstand zu Beginn der Projektarbeit
In der Abbildung 2 ist der Prüfstand zu sehen, wie er zu Beginn der Projektarbeit vorgefunden worden ist. Der Prüfstand ist zu diesem Zeitpunkt nicht ansteuerbar, eine Stromversorgung ist nicht vorhanden. Der hydraulische Kreislauf ist nicht vollständig aufgebaut, die Zylinder sind horizontal ausgerichtet. Messtechnik ist zu Beginn der Projektarbeit nicht vorhanden. Die Komponenten sind mit einem Holzbrett verschraubt, weswegen der Prüfstand nicht die Anforderung erfüllen kann, weiterentwickelbar zu sein.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 2: Vorheriger Prüfstand
Das vorhandene Konzept des Prüfstandes wird vollständig verworfen. Daher wird der Prüfstand vollständig demontiert. Ein neues Konzept wird aufgesetzt.
3. Vom Modellbaubagger zum Prüfstand (Entwurfsphase)
Ausgehend von dem mitgesandten Schaltplan der Firma Modellbau[4] wird ein normgerechter Schaltplan erstellt, welcher das hydraulische System eines Modellbaubaggers darstellt (siehe Abbildung 3).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 3: Hydraulikschaltplan Modellbaubagger
Das Hydrauliksystem verwendet einen Tank und ist daher ein offenes System.
Jedes Ventil des Ventilblocks ist ein Proportionalwegeventil mit großer positiver Überdeckung. Die Ventile werden über Servomotoren gesteuert. Die Pumpe besitzt nur eine Drehrichtung, ist aber prinzipiell in der Drehzahl variabel. Die Pumpe und die Servomotoren werden beim Modellbaubagger durch einen Empfänger gesteuert, welcher die Signale von einer Fernbedienung empfängt. Die Pumpe wird bei Modellbaubaggern grundsätzlich als Konstantvolumenstrompumpe verwendet. Das Druckbegrenzungsventil ist nach Auskunft des Datenblatts auf maximal 22 bar einzustellen. In der Praxis wird mit 20bar Maximaldruck gearbeitet. Weiterhin ist ein lokal ablesbares Manometer verbaut, welches den Systemdruck anzeigt.
Für den Prüfstand wird die hydraulische Schaltung des Modellbaubaggers erweitert, um Druckmessungen vornehmen zu können. Die Zylinder werden mit Wegaufnehmern verbunden. Die Schlauchlängen werden deutlich verkürzt im Vergleich zum Modellbaubagger. Weiterhin wird für den Prüfstand ein elektrischer Schaltplan erzeugt, um die Blackbox Steuereinheit aus dem hydraulischen Schaltplan detailliert abzubilden. Die Namensgebung für die Zylinder sind nachfolgend an dem Hydraulikschaltplan orientiert. Der Hydraulikschaltplan ist nicht maßstäblich.
Zur Auswahl geeigneter Wegaufnehmer werden die Zylinder vermessen. Die Ausfahrlänge der Kolben wird gleich der Länge des jeweiligen Zylinders gesetzt, um sicherzustellen, dass Wegaufnehmer gewählt werden, die lang genug sind, um den jeweils gesamten Verfahrweg der Kolben aufzunehmen, ohne möglicherweise beschädigt zu werden durch zu geringe Ausfahrlängen.
Tabelle 2: Hydraulikzylinder Ausfahrlänge
Abbildung in dieser leseprobe nicht enthalten
Auf Grundlage der vorhergegangenen Überlegungen wird im folgenden Kapitel die praktische Umsetzung dargestellt und erläutert.
4. Aufbau des Prüfstandes (Konstruktionsphase)
Dieses Kapitel erläutert und beschreibt den Aufbau des Prüfstandes (siehe Abbildung 4 und Abbildung 5).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 4: Prüfstand Frontseite
Der Aufbau des Prüfstandes wird in das hydraulische System und das elektronische System unterteilt. Das hydraulische System umfasst die hydraulischen Komponenten und die Simulation der Belastung eines Modellbaubaggers. Das elektronische System umfasst dabei sowohl die Ansteuerung der elektronisch-hydraulischen Komponenten Pumpe und Ventile sowie die verwendeten Messgeräte.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 5: Prüfstand Rückseite
Weiterhin wird erklärt, wie die Programmierung des Microcontrollers Arduino MEGA 2560 ermöglicht wird und wie die Programme in Matlab aufgebaut sind.
Das gesamte Kapitel ist so aufgebaut, dass Personen, welche mit dem Prüfstand nicht vertraut sind, mit Hilfe dieses Kapitels in die Lage versetzt werden, den Prüfstand in seinen Funktionen zu verstehen.
Als Grundgerüst für den Prüfstand wird ein Profilsystem der MiniTec GmbH & Co. KG[5] verwendet (siehe Abbildung 6). Dieses ist vor Beginn der Projektarbeit bereits bestellt worden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 6: Minitec Gerüst
Der prinzipielle Aufbau des Prüfstandes folgt der Darstellung in Abbildung 7: Prinzipieller Aufbau Etherlab-Technologie. Die Beckhoff-Klemmen in Verbindung mit dem Arduino-Board repräsentieren dabei das Interface.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 7: Prinzipieller Aufbau Etherlab-Technologie
4.1. Das hydraulische System
Das hydraulische System des Modellbaubaggers (vgl. Abbildung 3: Hydraulikschaltplan Modellbaubagger, S.6) wird für den Prüfstand funktionsmäßig erweitert, um Messungen durchführen zu können (siehe Abbildung 7). Alle verwendeten hydraulischen Komponenten sind von der Fa. Modellbau.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 8: Hydraulischer Schaltplan Prüfstand[6]
Die Black Box Steuereinheit, welche beim Modellbaubagger die Fernsteuerung und den Empfänger repräsentiert, stellt beim Prüfstand nun die gesamte elektrische Verschaltung beginnend bei der Regelstrecke bis zum User Frontend dar. Das System Steuereinheit wird im Detail im nachfolgenden Kapitel 4.2 Das elektronische System behandelt.
Für den Prüfstand sind die in Tabelle 3: Hydrauliksystem Stückliste gelisteten Komponenten verwendet worden, um das Hydrauliksystem aufzubauen. Die exakten Bezeichnungen der einzelnen Komponenten sind dem Anhang A zu entnehmen.
Tabelle 3: Hydrauliksystem Stückliste
Abbildung in dieser leseprobe nicht enthalten
Der Tank, die Pumpe und die Servoventile sind über individuell angefertigte Bauteile mit dem Prüfstand verbunden. Durch die zusätzlichen Befestigungsplatten können der Tank, die Pumpe und die Servoventile an einer beliebigen Position des Prüfstandes verbaut werden. Die Platten unterscheiden sich in ihren Größen voneinander. Allerdings sind alle mit gleicher Parametrisierung bei den Durchsteckverbindungen hergestellt worden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 9: Parametrisierung Befestigungsplatten
Alle Befestigungsplatten besitzen M5er-Durchgangsbohrungen im Abstand von 44,5mm zueinander oder einem ganzen Vielfachen von 44,5 mm. Der Wert 44,5 mm ergibt sich aus dem Abstand zweier Nuten des Minitec Gerüsts zueinander. Die Bohrungen sind alle mittig auf den Befestigungsplatten aufgebracht. Dies ermöglicht, dass die aufgebrachten Komponenten in ihrer Ausrichtung verändert werden können, ohne selbst demontiert werden zu müssen. Lediglich die Befestigungsplatte muss vom Prüfstand gelöst werden. Die Zeichnungen der Befestigungsplatten für die Pumpe, den Tank und die Ventile sind im Anhang B zu finden.
Auf dem Schaltplan sind sechs Drucksensoren gezeigt, da aber aktuell die Drucksensoren der Fa. Festo Didactic verwendet werden, werden nur zwei Drucksensoren gleichzeitig verwendet. Zum Anschluss der Drucksensoren an das hydraulische System sind in jeder Leitung, an welcher ein Druckmessgerät auf dem Schaltplan gezeigt ist, eine Schnittstelle geschaffen. Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 10: Schnittstelle Drucksensoren hydraulisches System
Mittels eingebauter T-Stücke, die bei Nichtverwendung mit einer Schraube verschlossen werden, kann eine einfache (De-)Montage der Drucksensoren an der jeweiligen Schnittstelle erfolgen (siehe Abbildung 10, roter Kreis). Für die Verwendung der Drucksensoren der Fa. Festo Didactic sind die vorhandenen Adapter zu verwenden.
Um die Verfahrwege der Kolben aufzeichnen zu können, werden die Wegaufnehmer, welche auf potentiometrischer Basis arbeiten, mit den Hydraulikzylindern mechanisch gekoppelt (siehe Abbildung 11). Die Wegaufnehmer werden detailliert in Kapitel 4.2.4 behandelt.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 11: Verbindung Hydraulikzylinder – Wegaufnehmer
4.1.1. Simulation der mechanischen Belastung
Um eine realitätsnahe Simulation eines Modellbaubaggers zu ermöglichen, muss die Möglichkeit geschaffen werden, die Hydraulikzylinder des Prüfstandes mechanisch zu belasten. Damit jeder einzelne Zylinder nicht einer ungleichen Abnutzung unterliegt, werden die Hydraulikzylinder vertikal ausgerichtet. Eine horizontale Ausführung kann eine ungleiche Lastverteilung bedeuten und zu einem schnelleren Verschleiß der Zylinder führen. Zudem bedeutet die vertikale Ausführung, dass die Zylinder direkt von den Gewichten belastet werden und diese nicht lediglich verschieben.
[...]
[1] Scheme Editor - Bosch Rexroth Deutschland (https://www.boschrexroth.com/de/de/produkte/produktsupport/konfiguratoren-und-tools/d-c-scheme-editor/d-c-scheme-editor-index, zuletzt aufgerufen am 13.07.2017)
[2] TinyCAD (https://www.heise.de/download/product/tinycad-74730, zuletzt aufgerufen am 13.07.2017)
[3] RC-Modellbau – Modellbau-Wiki (http://www.modellbau-wiki.de/wiki/RC-Modellbau, zuletzt aufgerufen am 13.07.2017)
[4] Anhang A: Aus rechtlichen Gründen entfernt
[5] https://www.minitec.de/
[6] In vergrößerter Darstellung in Anhang G: Aus rechtlichen Gründen entfernt
- Arbeit zitieren
- Malte Kanngießer (Autor:in), 2017, Entwicklung und Konstruktion eines Prüfstands im Modellbaumaßstab, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/452034
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