Eigenbauzylinder - Hilfe bei Konstruktion

  • Servus,

    ich habe mich in den letzten Tagen mit der Konstruktion der Hydraulikzylinder meines Baggers beschäftigt.
    Soweit mein Entwurf: (ich hoffe man kann einigermaßen etwas erkennen)


    Aktuell stellt sich mir nun die Frage wie ich die 3 Einzelteile des Zylindergehäuses verbinde. Zwischen der äußeren Hülse (orange) und der hinteren Halterung (grün) dachte ich da an löten. Dabei ist aber weiterhin die Frage wie ich das am besten umsetze. Sollte ich einen Spalt zwischen den Teilen lassen, sodass das Lötzinn etwas Platz hat oder fließt das ohnehin in die Spalten und dichtet diese ab?

    Für den vorderen Teil habe ich noch keine wirklich Lösung gefunden. Löten möchte ich nicht unbedingt, da ich nicht gleich den ganzen Zylinder auseinanderreißen will, wenn beispielsweise eine Dichtung den Geist aufgibt. Zusammenschrauben wäre auch eine Möglichkeit. Allerdings ist hier das Problem, dass die beiden M3 Gewinde für die Hydraulikverschraubungen möglichst auf einer Linie liegen sollten (aus optischen Gründen). Zusätzlich bin ich mir nicht sicher, ob sich die Hülsen dann noch auf ganzer Länge schleifen lassen, oder ob die Schleifmaschine dann an ihre Grenzen stößt (ja die Hülsen sollen von innen geschliffen werden :D )

    Den Zylinder nach vorne hin dicker werden lassen möchte ich auch nicht unbedingt, da dies nichtmehr dem Original entspräche, sonst hätte ich ein paar Schrauben radial um den Kolben angeordnet. Aber auch das ist beim Original nicht der Fall. :wacko

    Leider habe ich noch keine Erfahrungen mit Hydraulik machen können. Aber vielleicht hat ja jemand eine Idee oder einen guten Rat für mich


    MFG
    Luis

    Grüße

    Luis

  • Hallo Luis,

    schöner Entwurf. :Top:

    Warum lötest Du nicht den Kopf an und schraubst den Zylinder am Boden zusammen? Um die Gewinde in eine Flucht zu bekommen, kannst Du ja erst den Boden anschrauben und dann den Kopf entsprechend anlöten. Den Spalt würde ich nicht größer wie ein halbes Zentel machen, das Lot zieht es schon in den Spalt. Warum willst Du denn das Rohr von innen schleifen? Ein gezogenes Rohr ist min. genau so gut... wenn nicht besser. :meinung:
    Dann noch was zu den Dichtungen... nimm lieber nur einen O- oder Quadrind und dafür eine größere Schnurrstärke. Zum einen hast Du dann mehr Spielraum bei den Toleranzen und bei zwei Dichtungen weiß man nie was für Druckverhältnisse man im Zwischenraum hat. ;)

    Gruß
    Alexander :hand:

    Wir verlieren keine Freunde, sondern lernen, wer die richtigen sind...

  • Hallo Alexander,

    das mit dem Schleifen war eigentlich vorgesehen um die O-Ringe optimal einpassen zu können, eben um die perfekte Mischung zwischen Abdichten und Lauffähigkeit zu finden. Wenn man die Möglichkeit hat, warum nicht? :D Dabei würde ich gleichzeitig noch einen Einblick in Funktion und Bedienung der Maschine bekommen, was man immer mal brauchen kann.
    Aber wenn du meinst es geht auch ohne will ich es gerne versuchen.
    Nur eine Frage hätte ich dann doch, wenn ich ein gezogenes Rohr nehme, in diesem Fall mit einer Wandstärke von 1mm und darein noch ein Gewinde schneiden will, wird das Material dann nicht zu schwach bzw. zu dünn an dieser Stelle?
    Die andere Möglichkeit wäre einfach eine dickere Wandstärke zu nehmen und aufzubohren o.ä. Dann muss ich aber wieder schauen, dass die Oberfläche schön glatt wird, oder nicht?
    Problem hierbei ist eben auch, dass die zur Verfügung stehende Drehmaschine schonmal bessere Tage gesehen hat, was bedeutet die Oberflächen sahen entsprechend auch schonmal besser aus. Übrigens ein weiterer Grund für das Innenschleifen ;)

    Die Sache mit den einfachen Dichtringe werde ich auf jeden Fall in die Konstruktion einarbeiten. Danke für den Tipp! :thumbup:

    Grüße

    Luis

  • hallo luis...

    haste schon mal dran gedacht ein zylinder bausatz zu nehmen?

    der ist in meinen augen nicht zu teuer wenn ich das material und vorallem die zeit rechne...

    und er ist am kopf aufschraubbar...(dichtungswechsel falls nötig)

    Gruß

    Matthias :Winker:

  • Hi Matthias,

    ja daran hatte ich auch schon gedacht. Allerdings passt mir optisch bisher keiner so wirklich, und auf solche Dinge wollte ich eigentlich großen Wert legen.
    Zusätzlich kann ich mich etwas mehr mit der Materie vertraut machen, wenn ich recht viel selbst fertige, was bei einem gekauften nicht der Fall wäre. ;)

    Außerdem wo bliebe denn da der Spaß? :D

    Grüße

    Luis

  • Servus,

    hier mal 2 Lösungen, damit du weiterhin Spaß am konstruieren und bauen hast:

    bei originalen Zylindern, die nicht geschraubt sind, werden die Teile sehr häufig mit einem Stahldraht zusammengehalten. Der Kopf bzw. das Bodenteil erhält im abgedrehten Bereich, wo er im Rohr steckt, eine (weitere, hinter dem Dichtring sitzende) Nut, die dem halben Drahtdurchmesser entspricht. Analog dazu im Rohr an passender Stelle eine weitere Nut. Damit der Draht da reingezogen werden kann, muß das Zylinderrohr einen kleinen Schlitz bekommen, der genau über der Nut sitzt. Das eingeschobene Stück bekommt noch eine kleine radiale Bohrung in die Nut.
    Zur Montage die Teile zusammenstecken und das Bodenteil im Rohr solange drehen, bis die radiale Bohrung im Schlitz sichtbar ist. Jetzt den Draht am Ende rechtwinklig abbiegen, durch den Schlitz in die Bohrung stecken und dann das Boden-/ Kopfstück drehen. Dabei wird der Draht in die Nut reingezogen. Den Draht so lang machen, das der knapp rum reicht. Zum öffnen des Zylinders mit einen kleinen Schraubendreher unter das Drahtende, leicht anheben und das Zylinderende drehen, so das der Draht wieder raus kommt.

    Bei deinen geringen Wandstärken ist hohe Präzision gefragt und es käme auf einen Versuch an.

    Hier einer der Zylinder meines Schnellwechslers: Das Bodenteil wird mit einem Seegerring, DIN472, in position gehalten. Evtl. könntest du das Bodenstück mehrteilig machen: in das Bodenteil ein Stück durchgebohrte Gewindestange eingeklebt (Loctite). Das Fußteil dann selber mit axialem Innengewinde, wird dann einfach aufgeschraubt. Eventuel brauchts am Kolbenboden noch eine Verdrehsicherung. Das ganze braucht aber auch Platz und stellt eine filigrane Arbeit dar, die präzise auszuführen ist.

    Gruß Markus

  • Hallo Luis,

    wenn Du auf 1mm Wandstärke bestehst, dann wird die Luft bei allen lösbaren Verbindungen sehr dünn... man kann übrigens auch dickwandigere Rohre nach dem Innendurchmesser auswählen und dann außen abdrehen. ;)

    Bei der Sache mit dem Spaß gebe ich Dir zu 100% recht! :Top:

    Gruß
    Alexander :hand:

    Wir verlieren keine Freunde, sondern lernen, wer die richtigen sind...

  • Hallo Markus,

    Das mit dem Draht klingt nicht schlecht, nur ist das Ganze dann nicht etwas arg wackelig? Bzw. um es einigermaßen festsitzend zu machen muss ich die Größen der Nuten doch auch sehr gut treffen, damit da kein Spiel mehr zwischen Draht und Nut ist. Und dann müsste ja auch noch ein extra Dichtring eingebaut werden, wenn ich das richtig sehe.

    Die zweite Lösung gefällt mir schon sehr gut, nur müsste hier doch auch ein weiterer Dichtring rein, damit der Deckel, bzw. der Boden auch wirklich dicht bleibt, richtig?
    Hab auch ich wieder ein paar Ideen. Mal sehen, vielleicht kommt was dabei raus.
    Auf jeden Fall schonmal Danke für die Hilfe! :D:

    Edit: Alexander: Ich bestehe nicht unbedingt darauf, ich dachte mir einfach, dass der Zylinder umso stärker wird, je größer der Kolbendurchmesser ist. Deshalb hatte ich das so dünn bemaßt. Es wird aber wohl zwangsläufig dünner werden mussen schätze ich..

    Grüße

    Luis

  • Ich bestehe nicht unbedingt darauf, ich dachte mir einfach, dass der Zylinder umso stärker wird, je größer der Kolbendurchmesser ist. Deshalb hatte ich das so dünn bemaßt. Es wird aber wohl zwangsläufig dünner werden mussen schätze ich..


    Hi Luis,

    beim Kolbendurchmesser hast Du natürlich recht, aber leider spielt die Physik auch beim Rest des Zylinders eine Rolle. Aber das machst Du schon!

    Gruß
    Alexander :hand:

    Wir verlieren keine Freunde, sondern lernen, wer die richtigen sind...

  • So, ich hab jetzt mehrere von euch vorgechlagene Möglichkeiten versucht anzuwenden und zu durchdenken und bin zu dem Schluss gekommen, dass die Sache mit einmal Löten, einmal Schrauben wohl am besten und hoffentlich auch am einfachsten funktionieren dürfte. Problem war bisher, dass Autodesk Inevntor nur die Gewindegrößen M12 und M14 kennt, dazwischen gibts nix, weshalb ich das ganze erstmal als ziemlich ungünstig abgetan hatte (dummer Fehler, ich weiß :D). Also habe ich mich nochmal besser informiert und kurzerhand den Innendurchmesser des Zylinders etwas verkleinert, zum Glück war nicht viel nötig, wenn alles aufgehen und auch stabil genug sein sollte...
    Das heißt also, dass ich nun ein metrisches Gewinde M13 mit der Steigung 0,5 verwenden will. Damit hätte ich einen Kernlochdurchmesser von 12,5mm, was damit auch der Innendurchmesser des Zylinders wird. Außen wird er 14mm dick, hat damit also eine Wandstärke von 0,75mm, am Gewinde (außen) 0,5. Diese 0,5 waren zuvor für den kompletten Zylinder vorgesehen, weshalb ich hoffe, dass das Ganze so stabil genug sein sollte. Oder nicht?

    Die einzige Frage, die sich mir noch stellt ist, ob man das auch fertigen kann. Ich bin aber der Meinung dass es die Möglichkeit gibt, und wenn ich es von Hand drehen muss :D

    Grüße

    Luis

  • Aus eigener Erfahrung würde ich nicht unter 1,25 mm Wandstärke arbeiten. Außer den hydraulischen Belastungen kommen ja auch noch die mechanischen Kräfte dazu und die werden auf Dauer die 0,5 mm Wandstärke zermürben! :meinung:

    Baulog Baustellenlogistik
    Geschäftsführer, Bauleiter, Mann für Alles etc.

  • Also, um jetzt mal etwas konkreter reden zu können habe ich mir mal die Hubkraft des Zylinders ausrechnen lassen. Ausgegangen bin ich dabei von 30 Bar Betriebsdruck und der dünnsten Wandstärke von 1,25mm. Das bedeutet der Kolben hätte einen Durchmesser von 11mm, wenn mich nicht alles täuscht. Das ergibt dann ziemlich genau die Druckkraft von 29 kg und die Zugkraft von 17 kg, wobei die ja erstmal weniger wichtig ist. Das bedeutet, dass ich bei komplett gestrecktem Ausleger am Schaufeldrehpunkt (ca. 560mm vom Auslegerdrehpunkt entfernt) eine Hubkraft von ca. 3.6 kg habe (Ausleger Eigengewicht nicht mitgerechnet), wenn dieser Punkt auf einer Ebene mit dem Auslegerdrehpunkt liegt.
    Leider hab ich noch nie wirkliche Erfahrungen mit anderen Modellbaggern in dieser Größe machen können, aber für mich klingt das erstmal nicht schlecht. Oder gibts da andere Meinungen? :D
    So wie die Dinge aktuell stehen denke ich, dass der Bagger eher kippen wird als seine volle Hubkraft nutzen zu können. Das kann sich aber auch noch ändern :D
    Aber, wenn dem so ist würde das System auch mit der Wandstärke von 1,25mm ganz gut funktionieren, was mich gerade sehr positiv stimmt :thumbup: In diesem Sinne nochmal danke für die Ratschläge!

    Beim Abdichten dachte ich an Teflonband. Da hab ich schon die eine oder andere Erfahrung mit gemacht und es scheint mir ganz gut zu funktionieren, auch was das Schrauben angeht. ;)

    Grüße

    Luis

  • Weiter oben hast was von 14mm außen und 12.5mm Kernloch geschrieben, was dann auch gleich der Kolbendurchmesser sein soll. In dem Fall 36,8Kg pro Zylinder bei 30 Bar. Hast du bei der Hubkraftberechnung den Angriffswinkel der Zylinder mit einbezogen?

  • Jap, wurde alles berücksichtigt, ich habe die direkte Kraft des Zylinders in die senkrechte und waagrechte Kraft zerlegt und damit gerechnet. ;)
    Ich habe nun auch eine Excel-Tabelle erstellt, mit der sich die theoretischen Werte relativ schnell berechnen lassen.
    Mit den 36,8 kg käme ich dann also auf eine Hubkraft von ca 4,5 kg, ausgehend von den selben Angaben wie vorhin.

    Grüße

    Luis

  • Hi Luis,

    super link! :Top: Die Angaben dort sind richtig.
    Ich würde Dir aber empehlen bei der Vorspannung noch etwas nach unten zu gehen. Für unseren Bereich sind 10- 15% , also eine Nuttiefe von 0,85 bis 0,9mm besser... sonst könnte der Reibungswiderstand etwas zu hoch sein. Ich würde mich da langsam rantasten und ein bisschen probieren. ;)

    Gruß
    Alexander :hand:

    Wir verlieren keine Freunde, sondern lernen, wer die richtigen sind...

  • Servus,

    ich brauche nochmals Hilfe; Ich habe spaßeshalber am Ausleger weiterkonstruiert (ja es gibt noch Mängel und fehlende Teile :D) und möchte nun mit der Verrohrung beginnen:


    Die Frage ist nur, welches Rohr geeignet ist? :Denk:
    Ich hätte es gern, dass das komplette System bis zu 30 Bar Druck aushält, auch wenn das nicht der Dauerbetriebsdruck sein wird, aber man weiß ja nie... :D
    Dann ist noch die Frage wie groß der Innendurchmesser sein muss, damit der Durchfluss das Modell flüssig am Laufen hält?

    Hierzu die Maße der Zylinder:

    1. Kolbendurchmesser: 11mm Stangendurchmesser 7mm Hub: 61mm
    2. Kolbendurchmesser: 11mm Stangendurchmesser 7mm Hub: 80mm
    3. Kolbendurchmesser: 12mm Stangendurchmesser 7mm Hub: 73mm

    (Wie man auf dem Bild sieht ist nur ein Hubzylinder verbaut, in diesem Falle Nr.3)

    Ich wette es gibt Wege den Durchmesser zu berechnen, aber ich weiß leider nicht wie.

    Was man am Hubzylinder schon sieht ist ein Rohr mit 3mm Außendurchmesser und 0,5mm Wandstärke. Ich habe es nur provisorisch gewählt, da ich irgendwo hier gelesen hatte, diese Wandstärke würde dem Druck von 30 Bar locker standhalten. Das Problem ist, dass es sowohl aus optischen als auch aus technischen Gründen zu dick ist, da ich nur mit Mühe 4 bzw 6 Stück davon nebeneinander auf dem Ausleger platzieren kann, weshalb ich sie gerne so dünn wie möglich halten möchte.

    Nun stellt sich also wie gesagt die Frage, welche Maße die Verrohrung mindestens haben sollte, bzw. wie man das Ganze am besten berechnen kann (wir wollen ja auch was dabei lernen ;))
    Ich hoffe ihr könnt mir wiedereinmal weiterhelfen. ;)


    Grüße
    Luis

    Grüße

    Luis

    Einmal editiert, zuletzt von Schräuble (28. April 2014 um 19:09)

  • Hallo Luis!

    Es gibt auch Rohr mit 2,5mm aussen, das passt besser für dein Vorhaben.
    Welcher Typ Bagger wird das denn? Das würde helfen die Zylinderdurchmesser zu bestimmen.

    Mfg Martin