Hydraulischer Widder - media.sharefoodforest.orgmedia.sharefoodforest.org/literatur/technik/technik.-.widder... · stopped by the waste valve rapidly. This action causes a waterhammer

Höhere Technische Bundeslehranstalt Salzburg Abteilung für Maschineningenieurwesen Ausbildungsschwerpunkt Umwelttechnik

Diplomarbeit Hydraulischer Widder 5HMB 1999/2000

Tobias Reiter, Alexander Schober, Simon-Alexander Zerawa, Daniel Zöller Seite 1/139

Hydraulischer

Widder




Inhaltsverzeichnis Deckblatt Seite 001 „Erste Seite“ Seite 002 Inhaltsverzeichnis Seite 003 1. Kurzzusammenfassung des Projektes Seite 004 bis 005 2. Der Verlauf des Projektes Seite 006 bis 011 3. Geschichte des Hydraulischen Widders Seite 012 bis 014 4. Funktionsweise eines Hydraulischen Widders Seite 015 bis 016 5. Pflichtenheft Seite 017 bis 024 6. Vokabelliste Seite 025 bis 028 7. Verschiedene Entwürfe für die Konstruktion Seite 029 bis 031 8. Konstruktion Seite 032 bis 067 9. Fertigung Seite 068 bis 083 10. Testlauf Seite 084 bis 086 11. Montage Seite 087 bis 090 12. Berechnung Seite 091 bis 097 13. Projekttagebücher Seite 098 bis 126 14. Kalkulation des Projektes Seite 127 bis 136 15. Kommentar zum Projekt Seite 137 bis 139 16. Werksatteste




Kurzzusammen-

fassung




1. Kurzzusammenfassung des Projektes In Auftrag und in Zusammenarbeit mit der GROHAG (Großglockner Hochalpenstraßen Aktiengesellschaft) wurde ein Hydraulischer Widder entworfen und gefertigt. Darunter versteht man eine wasserbetriebene Stoßpumpe, die keine weiteren Energiequellen zum Betrieb benötigt und das Prinzip des sogenannten Druckstoßes ausnützt. Ein Hydraulischer Widder wandelt die kinetische Energie des Wassers in potentielle Energie um, um damit einen Teil des Wassers, welches den Widder betreibt, auf ein höhergelegenes Niveau anzuheben. Ein, aus einem stehenden oder fließenden Gewässer durch die Druckleitung entnommener, Volumenstrom wird durch das Stoßventil plötzlich abgestoppt. Dadurch wird ein Druckstoß ausgelöst. Der Druck im Widder und in der Druckleitung erhöht sich schlagartig, wodurch sich das Druckventil im Windkessel des Hydraulischen Widders öffnet. Ein Volumenstrom kann mit diesem höheren Druck in den Windkessel „entweichen“ und gelangt daraufhin durch die Steigleitung zu einem Springbrunnen, der mit diesem Wasser betrieben wird. Während des Betriebes eines Hydraulischen Widders wird in jedem Arbeitstakt die kinetische Energie des Wassers in potentielle Energie umgewandelt. Der Hydraulische Widder wurde in der WasserWunderWelt in Krimml aufgestellt und soll den Besuchern das Funktionsprinzip eines solchen veranschaulichen und begreiflich machen. Da dieser im Freien steht, musste er unbedingt witterungsbeständig (rostfrei) ausgeführt werden. Auf die Sicherheit der Konstruktion wurde großer Wert gelegt. In commission and in cooperation with the GROHAG we’ve designed and constructed a hydraulic ram. Such a device is a waterpowered impulse pump which doesn’t need any other source of energy for its operation and makes use of the socalled waterhammer. A hydraulic ram converts the velocity energy of the water into potential energy. Therefore a part of the water the ram is powered by is lifted to a higher level. A flow of water which comes from a stagnant or flowing lake or river flows through the drive pipe and is stopped by the waste valve rapidly. This action causes a waterhammer. The pressure in the ram and in the drive pipe increases suddenly. Therefore the delivery valve opens and a flow of water at a higher pressure can get into the air chamber and through the delivery pipe to a fountain which is powered by this flow of water. Every power stroke causes the conversion of velocity energy into potential energy. The hydraulic ram will be used in the WasserWunderWelt in Krimml and is supposed to show its operation principle to the visitors. The ram will be placed outside and therefore it has to be weatherproof (use of stainless steel). An important point was the safety of the design.




Verlauf des Projektes




3. Der Verlauf des Projektes Am Ende des letzten Schuljahres galt es ein Ingenieurprojekt zu finden. Unser Jahrgang hatte sich schon in Gruppen zu zwei bis vier Personen unterteilt. Als uns unser AV Dr. Kittl über einige Einzelheiten zum Ingenieurprojekt informierte, sprach er unter anderem ein mögliches Projekt, betitelt mit Hydraulischer Widder, an. Wir informierten uns zu diesem Thema durch Artikel aus dem Internet und bekundeten Dr. Kittl unser Interesse am genannten Projekt. Da es keine anderen Mitinteressenten auf dieses Projekt gab, wurde uns dieses Projekt als Ingenieurprojekt für das folgende Schuljahr zugeteilt. Auftraggeber dieses Projektes war die GROHAG (Großglockner Hochalpenstraßen Aktiengesellschaft). Der Hydraulische Widder war als eine der Attraktionen in der WasserWunderWelt in Krimml geplant. Unsere erste Aufgabe am Beginn des Schuljahres bestand darin, uns mit dem Auftraggeber in Verbindung zu setzen. Es war geplant den Hydraulischen Widder direkt mit einer Goldwäscheranlage zu koppeln. Aufgrund einer zu geringen Ausgangsleistung des Widders musste dieses Projekt leider eingestellt werden. So standen uns für das Projekt 200.000 ATS zur Verfügung. Gleich in der zweiten Schulwoche bekamen wir einen Termin bei der GROHAG. Dieser Termin diente hauptsächlich dazu die Vorgaben zu fixieren, also die genaue Aufgabenstellung festzulegen. Die von der GROHAG gestellten Vorgaben waren sehr offen und boten uns damit viele Freiheiten bezüglich der Konstruktion. Es wurde nur verlangt, dass der Hydraulische Widder möglichst anschaulich und vandalensicher sein soll, wobei auch historische Konstruktionen nicht ganz außer Acht gelassen werden sollten. Wir entschieden uns den Widder so weit wie möglich aus transparentem Acrylglas zu fertigen. In den ersten Wochen des Schuljahres beschäftigten wir uns hauptsächlich mit der Einbausituation des Widders und erstellten einige Entwürfe für die Konstruktion. Am 30. September 1999 besuchten wir das Freilichtmuseum Großgmain. Wir hatten einen Termin bei Ing. Unterberger, dem technischen Berater des Freilichtmuseums. Im Freilichtmuseum steht ein restaurierter Hydraulischer Widder. Diesem galt unser Besuch. Wir konnten anhand des Widders die genaue Arbeitsweise eines solchen erkennen. Dem dort aufgestellten Widder steht ein Gefälle von zwei Metern zur Verfügung, er wird aus einem Becken gespeist. Wir schätzten die Förderhöhe des Hydraulischen Widders auf etwa zehn Meter. Am oberen Ende der Steigleitung fanden wir lediglich einen geringen Durchfluss vor. Der Widder förderte zwar kontinuierlich und nicht stoßweise, jedoch war der Volumenstrom, der in den Hochbehälter floss sehr gering. Zusätzlich zur Besichtigung eines im Betrieb befindlichen Hydraulischen Widders konnten wir auch einen in Reparatur befindlichen Widder besichtigen und uns diesen entleihen. Wir bedankten uns bei Ing. Unterberger für die wichtigen Erkenntnisse, die wir durch den Besuch gewannen. Da wir auch die Erlaubnis hatten, den Hydraulischen Widder zu zerlegen, machten wir uns noch am selben Tag daran dies zu tun. Durch die Zerlegung erhielten wir viele wichtige Informationen über den Aufbau eines Hydraulischen Widders. Durch die Informationen, die wir an diesem Tag erhielten und durch eine kurze Leistungsabschätzung mussten wir feststellen, dass die Goldwäscheranlage nicht antreibbar ist. Daraufhin wurde das Projekt von der GROHAG gestrichen.




Eine Woche später begannen wir mit der Erstellung eines Pflichtenheftes. Dieses sollte beinhalten: - Einleitung (Projektbezeichnung, Einführung, Hintergrundinformationen) - Verwendungszweck des Produktes - Bezugsunterlagen (Normen, Literatur zum Thema) - Begriffe (Definition diverse Begriffe zum Projekt) - Spezifikationen (Termine, Kosten, Funktion, Betriebsdaten und andere) Da sich beispielsweise öfters Änderungen der Konstruktion ergaben, musste auch das Pflichtenheft öfters abgeändert und auf den neuesten Stand gebracht werden. Am 11. Oktober 1999 hatten wir einen weiteren Termin bei der GROHAG. Diesmal präsentierten wir die ersten Entwürfe und einige Erkenntnisse, die wir in den vergangenen Wochen gewonnen hatten. Ing. Pils, einer unserer Ansprechpartner bei der GROHAG, war mit den Entwürfen einverstanden und bat uns bis Mitte November einen Kostenvoranschlag zu erstellen. Anschließend an die Besprechung besuchten wir die Stadtbücherei, um einige Informationen über Hydraulische Widder zu erhalten. In einem Buch über Pumpen fanden wir einige Seiten, die dem Thema Hydraulischer Widder gewidmet waren. Bezüglich des Kostenvoranschlages besprachen wir uns mit Dr. Kittl, der uns beim Aufbau desselben behilflich war. Um konstruktive Fehler frühzeitig zu erkennen starteten wir die Konstruktion mit Pro-Engineer, kurz Pro-E. Da Pro-E ein 3D-Zeichenprogramm ist, erhöht sich die Anschaulichkeit während der Konstruktion erheblich gegenüber einer zweidimensionalen Darstellung. Dies war auch ein Grund, warum wir mit der Konstruktion in 3D begannen. Kurzzeitig überlegten wir die Berechnung der instationären Strömungsvorgänge mit dem sogenannten Charakteristikenverfahren um unseren Widder auslegen zu können. Da aber die Anforderungen unseres Widders mit den Daten des im Freilichtmuseums besichtigten Stoßhebers in etwa übereinstimmten, genügte es die dort vorhandenen Dimensionen leicht abgeändert zu übernehmen. Außerdem wäre der zeitliche Aufwand einer solchen Berechnung viel größer als ihr eigentlicher Nutzen gewesen, da der Widder rasch in die Fertigung gehen sollte. In den folgenden Wochen entwickelte sich das Projekt stetig weiter. Da ein herkömmlicher Plexiglaszylinder den hohen Drücken im Betrieb nicht standhalten kann, überlegten wir uns eine andere Variante. Eine Möglichkeit war die Verwendung einer dicken Plexiglasplatte, die anschließend in die richtige Form gebogen wird. Die optisch störende Klebstelle könnte man eventuell mit einer Füllstandsmessung verschönern. Aber auch diese Variante schlug später fehl, da uns kein Hersteller garantieren konnte, dass der Werkstoff druckstabil ist. Daraufhin beschlossen wir den Zylinder mit einem Schaufenster zu versehen. Die Konstruktion des Flatterventils lehnten wir an historische Konstruktionen an. Falls diese Variante nicht funktionieren sollte, sahen wir vor, dass ein Normrückschlagventil verwendet werden kann.




Nachdem wir mit Pro-E einige Zeichnungen erstellt hatten, besprachen wir uns mit einigen Werkstättenlehrern bezüglich der Fertigung. Nachdem wir mit den Werkstättenlehrern, die uns mit nützlichen Verbesserungsvorschlägen versorgten, gesprochen hatten, änderten wir die Konstruktion teilweise ab. Besonders wichtig bei der Konstruktion war es, zu beachten, ob die gewählten Materialien in den gewünschten Abmessungen zur Verfügung stehen. Weiters sind Werkstoffkombinationen nicht ohne weiteres durchführbar, da elektrolytische Vorgänge die Werkstückoberflächen zerstören. Nachdem wir die Konstruktion mit Pro-E im Wesentlichen abgeschlossen hatten, erstellten wir die Werkstattzeichnungen mit Autocad. Am 11. Februar 2000 schickte uns die GROHAG die endgültigen Pläne bezüglich Einbausituation und Verwendungszweck des Hydraulischen Widders zu. Zu Beginn des Projektes stand der Verwendungszweck noch nicht definitiv fest. Falls keine entsprechende Anwendung gefunden werden würde, sollte der Widder, wie auch bei seinen historischen Verwendungen, Wasser in einen Hochbehälter fördern. Kurzzeitig überdachten wir die Möglichkeit, mit Hilfe des Widders einen Wasserstrahl („Springendes Wasser“) zu erzeugen. Schließlich entschied sich die GROHAG aber dafür mit dem Hydraulischen Widder einen Springbrunnen zu betreiben. Nach einigen Überlegungen bezüglich Schaufenster, entschlossen wir uns dazu dieses nicht zu realisieren, da man durch ein solches Schaufenster lediglich erkennen kann, dass der Zylinder mit Wasser gefüllt ist. Weiters stehen die Kosten nicht dafür ein Schaufenster zu verwirklichen. Nachdem die Konstruktion nun so gut wie abgeschlossen war, begannen wir damit das nötige Material zu bestellen beziehungsweise bei diversen Firmen über die Verfügbarkeit der benötigten Materialien Einkünfte einzuholen. Das größte Problem hierbei stellt die Materialverfügbarkeit dar. Deshalb lohnte es sich, sofort nach Fixierung der endgültigen Konstruktion, diverse Firmen anzurufen oder anzuschreiben, um eventuelle Liefer- oder Verfügbarkeitsprobleme frühzeitig zu erkennen und zu berücksichtigen. Als wir die Einzelteilzeichnungen fertiggestellt hatten, begannen wir mit Unterstützung der Werkstätte die Fertigung. Die interessantesten Abschnitte der Fertigung sind in diesem Buch dokumentiert.




Am 6. April 2000 führten wir nach Abschluss der Fertigung und nach dem Zusammenbau des Hydraulischen Widders den Testlauf im Werkstättenhof der HTL durch. Nach kleinen anfänglichen Schwierigkeiten arbeitete der Widder einwandfrei. Wir simulierten beim Testlauf auch in etwa den geplanten Springbrunnenbetrieb. Genauere Ausführungen zum Testlauf siehe im dazugehörigen Kapitel. Ein paar Tage später, am 10. April 2000, nahmen wir eine ungefähre Wirkungsgradabschätzung vor. Auch hierzu sind in den entsprechenden Kapiteln (Testlauf und Berechnung) genauere Informationen enthalten. Eine Woche nach dem Testlauf besuchten wir die WasserWunderWelt in Krimml. Wir klärten noch alle ausstehenden Unklarheiten mit den Vertretern der GROHAG ab und besichtigten kurz das noch unfertige Gelände. Weitere Informationen hierzu sind im Kapitel Montage zu finden. Nachdem der Widder bis auf einige Kleinigkeiten vollständig fertig war, konnten wir uns ganz der Dokumentation der Diplomarbeit widmen. Neben der Dokumentation musste auch noch die Präsentation des Projektes vorbereitet werden. Zu dieser verwendeten wir PowerPoint, wobei wir auch für etwaige technische Probleme Folien parat hatten.




Balkendiagramm

Kalenderwoche 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Vorgaben festlegen (Arbeitsaufgabe definieren), Entwürfe, Kostenvoranschlag

Pflichtenheft erstellen und abändern

Vokabelliste erstellen und ergänzen

Konstruktion mit Pro-Engineer

Kalenderwoche 49 50 51 51 1 2 3 4 5 6 7 8

Entwürfe für die Konstruktion

Pflichtenheft abändern

Vokabelliste ergänzen


Konstruktion mit Autocad, Stückliste

Materialbeschaffung

Fertigung des Hydraulischen Widders

Projektbuch (Dokumentation) erstellen

Kalenderwoche 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Pflichtenheft abändern

Vokabelliste ergänzen


Konstruktion mit Autocad, Stückliste

Materialbeschaffung

Fertigung des Hydraulischen Widder

Projektbuch (Dokumentation) erstellen




Geschichte des Hydraulischen

Widders




4. Geschichte des Hydraulischen Widders Vor mehr als 200 Jahren, im Jahr 1797, machte der Franzose Joseph Montgolfier eine bedeutende Erfindung – eine hydraulische Wasserpumpe, die zum Betrieb außer einem vorhandenen Gefälle und einem entsprechenden Volumenstrom keinerlei andere natürliche (Mensch oder Tier) oder künstliche Energiequellen (Motor) benötigt. Im Hügelland des Mostviertels war es für die Bauern, deren Höfe etwas höher lagen, früher meist unmöglich, einen Brunnen beim Haus graben zu lassen, da das Wasser zu tief unter der Oberfläche war. Für diese Leute war die Erfindung des Hydraulischen Widders von großer Bedeutung. Mit einem Hydraulischen Widder, der vor allem in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts auch bei uns von den Brunnenmachern hergestellt wurde, war es möglich Wasser über große Strecken und Höhenunterschiede hinweg zu pumpen. Eine Widderanlage war damals eine große Erleichterung und bedeutete einen gewissen Komfort für ein Gehöft, da das Wasser nicht mehr mühsam auf dem Rücken angeschleppt werden musste. Ein Hydraulischer Widder war zur damaligen Zeit verhältnismäßig teuer. Ein Bauer musste dafür etwa zwei schwere Ochsen verkaufen, um eine solche Anlage zu erwerben, wobei zu bedenken ist, dass früher auch auf großen Bauernhöfen verhältnismäßig wenig Vieh gehalten wurde. Überall, wo Fließwasser in Trinkwasserqualität im Überfluss vorhanden ist, auch hunderte Meter entfernt vom Haus, kann ein Hydraulischer Widder betrieben werden. Das Wasser aus einem Bach oder einer Quelle wurde aufgefangen und floss in einem Rohr zum Widder. Dort konnte dann etwa ein Fünftel bis ein Zehntel davon in einem kleinen Rohr nach oben in ein Reservoir in der Nähe des Hauses gepumpt werden. Für jeden Meter Gefälle, der zur Verfügung stand, konnte man das Wasser etwa zehn Meter hoch heben. Der Widder arbeitete Tag und Nacht und förderte stetig eine zwar geringe aber ausreichende Menge, die zur Versorgung von einem oder mehreren Häusern diente. Im 19. Jahrhundert wurden im Mostviertel tausende Widder gebaut. In so manchem Graben kann man auch noch heute das regelmäßige Klopfen eines Hydraulischen Widders hören, der schon über hundert Jahre im Betrieb ist.




Mit der Zeit geriet der Hydraulische Widder in Vergessenheit. Zwar war er bis nach dem Zweiten Weltkrieg noch weit verbreitet, jedoch wurde dieser seit damals immer weniger verwendet. Die Erfindung des Hydraulischen Widders hat trotz moderner Pumpen besonders in entlegenen Gebieten und elektrizitätsfernen Regionen ihre Existenzberechtigung. In Länder der Dritten Welt finden Hydraulische Widder auch heute noch eine Anwendung.




Funktionsweise




Trie

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efäl

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För

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Hochbehälter

Triebwasserbehälter

Stoßventil Druckventil

Steigleitung

Windkessel

5. Funktionsweise eines Hydraulischen Widders

Die obige schematische Skizze dient dazu die folgenden Erklärungen besser zu verstehen. Ein Hydraulischer Widder nutzt zum Betrieb das Prinzip des sogenannten Druckstoßes. Durch die linke Druckleitung fließt das Wasser, das von einem stehenden oder fließenden Gewässer stammt, zum Widder. Dieses fließt durch den Widder hindurch und strömt durch das Stoßventil wieder aus. Durch den Volumenstrom des Wassers wird der Stössel nach oben bewegt, bis er schließlich den Durchfluss absperrt. Dadurch wird eine Druckwelle ausgesendet, ein Druckstoß findet statt. Der Druckstoß bewirkt, dass der Druck im Widder und in der Druckleitung schlagartig ansteigt. Durch den hohen Druck öffnet sich das Flatterventil, welches im Prinzip ein Überdruckventil ist. Das Wasser strömt nun aufgrund der vorhandenen Druckdifferenz in den Druckkessel. Dadurch gleicht sich das vorhandene Ungleichgewicht teilweise aus. Da am oberen Ende der Steigleitung Atmosphärendruck herrscht und im Druckkessel ein entsprechend höherer Druck vorhanden ist, ergibt sich auch hier wiederum eine Strömung. Ein Teil des Wassers wird durch die Steigleitung zum Hochbehälter gefördert. Wenn der Druck, der am Stoßventil anliegt wieder abnimmt, sinkt dieses durch sein Gewicht nach unten. Der Strömungsquerschnitt wird wieder freigegeben und das Wasser strömt wieder aus, wobei auch der Stössel wiederum nach oben bewegt wird und der Vorgang von neuem beginnt. Ein Hydraulischer Widder eignet sich neben seiner historischen Anwendung auch dazu kleinere Apparate anzutreiben. Er dient in der WasserWunderWelt zum Betrieb eines Springbrunnens, der nach der vorhandenen Förderhöhe beziehungsweise nach dem vorhandenen Druck ausgelegt wurde.




Pflichtenheft




6. Pflichtenheft Im Pflichtenheft wurde zu Beginn des Projektes die Aufgabenstellung genau formuliert. Im Laufe der Diplomarbeit ergaben sich immer wieder einige Veränderungen, die im Pflichtenheft zu berücksichtigen waren. Deshalb wurde dieses stets auf dem neuesten Stand gehalten. Neben der Formulierung der Aufgabenstellung enthält das Pflichtenheft auch noch zahlreiche andere Informationen. Unter anderem sind dies eine Kostenübersicht, eine Aufgabenaufteilung unter den einzelnen Gruppenmitgliedern und den Verwendungszweck des Hydraulischen Widders. Auf den folgenden sechs Seiten ist die Endversion des Pflichtenheftes zu sehen.

Tobias Reiter, Alexander Schober, Simon-Alexander Zerawa, Daniel Zöller Seite 1 von 6

Pflichtenheft 5HMB 1999/20001. Einleitung Projektbezeichnung: Hydraulischer Widder (engl. hydraulic ram) Einführung in das Projekt: Ein Hydraulischer Widder ist eine wasserbetriebene Stoßpumpe, die einen Teil des Wassers, durch den sie angetrieben wird, auf ein höheres Niveau fördert. Der Hydraulische Widder nutzt dabei die kinetische Energie des in einem Rohr fließenden Wassers und wandelt diese in potentielle Energie um. Hintergrundinformationen: Im Jahre 1797 machte der Franzose Joseph Montgolfier eine bedeutende Erfindung, eine Wasserpumpe, die ohne Menschenkraft oder Motorantrieb arbeitet. Diese Pumpe, ein sogenannter Hydraulischer Widder, ist überall dort einsetzbar, wo ein ausreichendes Wassergefälle aus einem stehenden oder fließenden Gewässer zur Verfügung steht. Bis nach dem Zweiten Weltkrieg war diese Pumpe weit verbreitet, heute wird sie nur mehr selten verwendet. Hydraulische Widder haben trotz moderner Pumpen ihre Existenzberechtigung in entlegenen Gebieten und elektrizitätsfernen Regionen. Besonders in den Entwicklungsländern der Dritten Welt finden Hydraulische Widder auch heute noch ihre Anwendung. 2. Verwendungszweck des Produkts Der Hydraulische Widder wird in Zusammenarbeit mit der GROHAG (Großglockner Hochalpenstraßen Aktiengesellschaft) entworfen und gebaut und soll in der WasserWunderWelt in Krimml, die im Juli 2000 eröffnet wird, aufgestellt werden. Die Funktion eines Hydraulischen Widders soll möglichst einfach und auch für Laien verständlich präsentiert werden. Der Hydraulische Widder wird zum Betrieb eines Springbrunnens verwendet. Die genaue Ausführung des Springbrunnens wird von der GROHAG festgelegt (eventuell Stein mit einigen Pflanzen). 3. Begriffe In der folgenden schematischen Abbildung ist der prinzipielle Aufbau eines Hydraulischen Widders zu erkennen. Alle wichtigen Größen sind zum besseren Verständnis eingetragen und werden anschließend erklärt. Nach der Erklärung ist der Widder im tatsächlichen Einbauzustand in der WasserWunderWelt dargestellt. Prinzipieller Aufbau eines Hydraulischen Widders

Trie

bwas

serg

efäl

le

För

derh

öhe

Hochbehälter

Triebwasserbehälter

Stoßventil

Druckventil

Steigleitung

Windkessel


Pflichtenheft 5HMB 1999/2000Triebwasserbehälter (engl. supply source): Behälter, aus welchem bei stehenden Gewässern das Wasser, das den Hydraulischen Widder betreibt, stammt. Druckleitung (engl. drive pipe): Verbindungsleitung zwischen Triebwasserbehälter oder fließendem Gewässer und Widder. Triebwassergefälle (engl. supply head): Höhenunterschied zwischen dem Anfang der Treibleitung und dem Eintritt derselben in den Hydraulischen Widder. Stoßventil (engl. waste valve): Ventil, durch welches das überschüssige Wasser entweicht. Druckventil (engl. delivery valve): Ventil, am unteren Ende des Windkessels. Wenn ein genügend hoher Druck an diesem anliegt, so öffnet es sich. Windkessel (engl. air chamber): Behälter, in welchen das Druckwasser durch das Druckventil einströmt und durch die Steigleitung, die zum Hochbehälter führt, wieder verläßt. Steigleitung (engl. delivery pipe): Verbindungsleitung zwischen Windkessel und Hochbehälter. Hochbehälter (engl. storage tank): Behälter, in den das Wasser gefördert wird. Förderhöhe (engl. delivery head): Höhenunterschied zwischen dem Anfang der Steigleitung und dem Auslass in den Hochbehälter. Tatsächlicher Aufbau des Hydraulischen Widders in der WasserWunderWelt


Pflichtenheft 5HMB 1999/20004. Bezugsunterlagen Normen und gesetzliche Vorschriften: Zum Bau, zur Montage und zum Betrieb eines Hydraulischen Widders sind keinerlei Normen oder gesetzliche Vorschriften bekannt. Druckführende Teile sind entsprechend dem Stand der Technik im Druckrohrleitungsbau zu dimensionieren. Literatur zum Stand der Technik: Zum Thema Hydraulischer Widder gibt es in der Literatur ausreichend Informationen. Aus folgenden Quellen gewannen wir unsere Informationen zum Thema. - Internet: Im Internet findet man ausschließlich unter "hydraulic ram" Informationen zu

diesem Thema. Wir fanden vielerlei Informationen zum Bau, zur Auslegung und zur Berechnung eines Hydraulischen Widders.

- Freilichtmuseum Großgmain: Durch einen Besuch im Freilichtmuseum erhielten wir

diverse Kopien, unter anderem von der Schautafel, die im dort aufgestellt ist, einige grundlegende Informationen, ein Produktblatt der Gebrüder Roittner und einen Artikel aus den Salzburger Nachrichten über Hydraulische Widder. Weiters wurde uns ein historischer Widder zur Ansicht zur Verfügung gestellt.

- Firma Garvens: Die Firma Garvens stellte uns eine Kopie des Produktblattes vom Mai

1961 zur Verfügung, aus der wir einige Informationen gewinnen konnten. Besonders hilfreich waren die Informationen über den Betrieb und Probleme beim Betrieb eines Hydraulischen Widders.

- Stadtbücherei: Durch einen Besuch in der Stadtbücherei erhielten wir weitere

Informationen zum Thema aus dem Fachbuch "Die Pumpen" von Hellmuth Schulz (Springer Verlag, Berlin 1977).


Pflichtenheft 5HMB 1999/20005. Spezifikationen Wirtschaftliche: - Marktsituation:

Das derzeitige Angebot an Hydraulischen Widdern ist recht beschränkt. Diese werden kaum mehr in Serie produziert, sondern meist als Einzelstücke angefertigt.

- Termine:

Konstruktion

Entwürfe Zusammenstellungszeichnung Optimierte Zusammenstellungszeichnung Einzelteilzeichnungen Stückliste

seit Projektbeginn 2. 3. 2000 13. 4. 2000 13. 4. 2000 13. 4. 1999

Berechnung

Berechnung des Hydraulischen Widders Eventuelle Abänderung der Konstruktion Kostenvoranschlag Kalkulation des Projektes

13. 4. 2000 2. 3. 2000 4. 11. 1999 März / April 2000

Fertigung

Fertigung der Einzelteile in der Schule Probebetrieb (Testlauf) Montage in Krimml

ab 24 . 2. 2000 April 2000 Juni 2000

Dokumentation Pflichtenheft (Endversion) Projekttagebuch Präsentationsvorbereitung Projektbuch

23. 3. 1999 laufend bis Projektende ab April 2000 ab 24. 2. 2000

- Kosten: Vorhandenes Budget: 150.000 ATS

Materialkosten - Druckbeständiger Zylinder aus Edelstahl - Basisblock aus rostfreiem Edelstahl - Stoßventil und Ventilstange - Kappe und Flansche aus rostfreiem Edelstahl - Sonstige Materialien (z.B. Schrauben) Fertigungskosten und sonstige Kosten - Maschinenbenützung zur Fertigung - Auswärtig vergebene Arbeiten - Planung, Konstruktion und Berechnung - Kostenreserve

4.000 ATS

10.000 ATS 2.000 ATS 3.000 ATS 11.000ATS

35.000 ATS 10.000 ATS 45.000 ATS 30.000 ATS


Pflichtenheft 5HMB 1999/2000Technische: - Funktionsbeschreibung: Der Hydraulische Widder wandelt die kinetische Energie des

Wassers in potentielle Energie um, um damit einen Teil des Wassers, welches den Widder betreibt, auf ein höhergelegenes Niveau anzuheben. Ein, aus einem stehenden oder fließenden Gewässer durch die Druckleitung entnommener, Volumenstrom wird durch das Stoßventil abrupt abgestoppt. Dadurch wird ein sogenannter Druckstoß ausgelöst. Der Druck in der Druckleitung erhöht sich schlagartig, wodurch sich das Druckventil in den Windkessel des Hydraulischen Widders öffnet. Ein Volumenstrom kann mit diesem höheren Druck in den Windkessel „entweichen“ und gelangt daraufhin durch die Steigleitung zum Springbrunnen.

- Betriebsdaten und Leistungsmerkmale: Das zur Verfügung stehende Triebwassergefälle

beträgt ein bis zwei Meter, die Förderhöhe beziehungsweise die zur Verfügung stehende Druckhöhe ist abhängig vom Fördervolumenstrom und ist daher in einem gewissen Bereich variabel. Der Hydraulische Widder soll vandalensicher ausgeführt werden. Weiters muss Rostfreiheit gewährleistet sein. Hierzu wird der Widder aus korrosionsfreiem Material hergestellt werden. Die Größe des Hydraulischen Widders läßt sich bereits gut einschätzen. Die Abmessungen werden etwa 0,5 Meter x 0,3 Meter x 0,5 Meter (Länge x Breite x Höhe) betragen.

- Design: Beim Design des Hydraulischen Widders soll primär die Anschaulichkeit im

Vordergrund stehen. Bei der Konstruktion wird darauf geachtet, dass auch historische Elemente in diese eingebunden werden.

- Sicherheit: Damit keine Verletzungsgefahr besteht, wird rund um den Hydraulischen

Widder ein kleiner „Wassergraben“ angelegt. Dadurch ist ein Einklemmen bei bewegten Teilen bei vorschriftsgemäßen Verhalten unmöglich. Da die WasserWunderWelt auch für Kinder gedacht ist, besitzt die Sicherheit einen entsprechenden Stellenwert.

- Zuverlässigkeit: Ein Hydraulischer Widder arbeitet bei richtiger Bauweise und Montage

sehr zuverlässig. - Umweltverträglichkeit: Da ein Hydraulischer Widder durch Wasserkraft betrieben wird,

kommt es beim Betrieb desselben zu keinerlei umweltschädlichen Emissionen, jedoch entstehen beim Betrieb laute Geräusche. Die Wassermenge, die aus dem fließenden oder stehenden Gewässer entnommen wird, gelangt wieder zu etwa 90 Prozent in dieses zurück. In der WasserWunderWelt in Krimml wird das benötigte Wasser aus einem künstlichen Bach entnommen, wodurch sich eine sehr gute Umweltverträglichkeit ergibt, da in diesem Fall kein massiver Eingriff in einen Lebensraum erfolgt.

Allgemeines: - Lager-, Transportbedingungen und Verpackung: Lagerbedingungen und Verpackung

entfallen aufgrund des Verwendungszwecks. Beim Transport des Hydraulischen Widders sollte darauf geachtet werden, dass das Produkt nicht beschädigt wird.

- Wartung: Prinzipiell ist ein Hydraulischer Widder relativ wartungsfrei. Konstruktiv wird

darauf geachtet, dass jedes Element des Hydraulischen Widders, wenn es beschädigt wird leicht ersetzt werden kann.


Pflichtenheft 5HMB 1999/20006. Arbeitsaufteilung Folgend ist die Arbeitsaufteilung angeführt, wobei einige Arbeiten kollektiv von der gesamten Projektgruppe durchgeführt werden, andere werden von einzelnen Gruppenmitgliedern alleine bearbeitet. - Kollektiv:

!!Entwürfe !!Probebetrieb (Testlauf) !!Montage des Hydraulischen Widders in der WasserWunderWelt !!Vorbereitung und Erstellung der Präsentation

- Tobias Reiter:

!!Einzelteilzeichnungen !!Zusammenstellungszeichnung !!Stückliste !!Materialbeschaffung !!Fertigung

- Alexander Schober (Schriftführer):

!!Kostenvoranschlag !!Pflichtenheft !!Projekttagebücher !!Kalkulation des Projektes !!Projektbuch !!Berechnung

- Simon-Alexander Zerawa (Gruppenleiter):

!!Kostenvoranschlag !!Einzelteilzeichnungen !!Konstruktion mit Pro-E !!Materialbeschaffung !!Projektbuch !!Fertigung

- Daniel Zöller:

!!Einzelteilzeichnungen !!Zusammenstellungszeichnung !!Stückliste !!Materialbeschaffung !!Fertigung




Vokabelliste




7. Vokabelliste Die Wörter und Ausdrücke sind in drei Klassen unterteilt:

- N . . . Nomen (nouns)

- V . . . Verben (verbs)

- A . . . Adjektive (adjectives)

Klasse Deutscher Ausdruck Englischer Ausdruck N Änderung correction N Apparat, Gerät device N Austrittsflansch output flange N Auswahl selection N Auswertung evaluation, analysis N Basisblock basic block N Bearbeitung treatment, processing N Bearbeitung working N Berechnung calculation N Berechnungsprogramm calculation program N Beschleunigung acceleration N Besprechung discussion, meeting N Betrieb operation N Betriebskosten running costs N Charakteristikenverfahren characteristical method N CNC computer numeric controlled N Daten facts N Deckel lid N Diagramm diagram N Dichtung seal N Dreherei turning workshop N Drehmaschine lathe, turning machine N Druck pressure N Druckstoß waterhammer N Druckventil delivery valve N Durchmesser diameter N Eingabe input N Eintrittsflansch input flange N entlegenes Gebiet remote area N Entwicklungsländer developing countries N Ergänzung completion N Fallbeschleunigung gravitational acceleration N Fertigung manufacture, production N Flansch flange N Flatterventil flutter valve N Fluss river N Förderhöhe delivery head (height)




N Fräserei milling workshop N Fräsmaschine milling machine N geodätische Höhe geodetical height N Geschwindigkeit velocity (speed) N Geschwindigkeitsenergie velocity energy N Geschwindikeitsdifferenz difference in speed N Gießerei foundry N Graph graph N Hauptstrang main pipe N Hochbehälter storage tank N Hochheben elevation lift N Höhe height N Höhendifferenz difference in height N Hohlzylinder hollow cylinder N Hydraulischer Widder hydraulic ram N instationäre Strömung instationary flow N Knotennummer nodnumber N Knotentyp nodtype N ländliches Gebiet rural area N Länge length N Leitung pipe N Leitungsschema pipe system N Menge amount N Programmablauf programme flowing N Programmierung programming N Pumprate pumping rate N Quadratwurzel square root N Quelle spring N Quellenvolumenstrom source flow rate N Querschnittsfläche cross-section N Reibungsverlust loss due to friction N Schallgeschwindigkeit speed of sound N Schraube bolt N Spannschraube tension screw N Springbrunnen fountain N stationäre Strömung stationary flow N Steigleitung delivery pipe N Stoßventil waste valve N Tabelle table N Termin appointment N Termin (Abgabe) deadline N Treibleitung drive pipe N Triebwasserbehälter supply source N Triebwassergefälle supply head (height) N überschüssiges Wasser waste water N Ventilstange valve rod N Verhältnis ratio N Versorgungsvolumenstrom supply flow




N Vervollständigung completion N Verzweigung branching out N Volumenstrom (Wasser) flow of water N Wartung maintenance N Wasserauslass water output N Wassereinlass water input N Wasserfluss flow of water N Werkzeug tool N Windkessel air chamber N Wirkungsgrad efficiency N zusätzliche Energiequelle additional power source V bearbeiten to work on, to deal with V bearbeiten to machine V berechnen to calculate V beschleunigen to accelerate V besprechen to discuss V drehen to turn V ergänzen to complete V erstellen (Zeichnung) to draw up V fertigen to manufacture, to produce V fräsen to mill V gießen to cast, to found V produzieren to manufacture V vervollständigen to complete A diverse several A emissionsfrei pollution free A gedreht turned A gefertigt manufactured, produced A gefräst milled A gegossen casted, founded A preiswert inexpensive




Entwürfe für die

Konstruktion




8. Entwürfe für die Konstruktion Während des Projektes ergaben sich bis zur endgültigen Ausführungsvariante diverse mögliche Entwürfe. Folgend sind diese kurz beschrieben. Verwendung möglichst vieler transparenter Teile Um die Funktionsweise eines Hydraulischen Widders möglichst anschaulich darzustellen, wollten wir den Widder transparent (Material Polyacryl) ausführen. Dabei ergab sich das Problem, dass Polyacryl sehr schlecht druckbeständig ist beziehungsweise nur sehr geringen Drücken standhalten kann. Da uns kein Hersteller garantieren konnte, dass die verwendeten Teile, die im Betrieb auftretenden hohen Drücke unbeschadet überstehen würden, mussten wir diese Ausführungsvariante leider bei Seite legen und uns eine andere Möglichkeit der Ausführung überlegen. Verwendung einer dicken transparenten Kunststoffplatte Nachdem die erste Variante nicht möglich war, überlegten wir uns den Druckkessel aus einer dicken transparenten Kunststoffplatte herzustellen. Dazu müsste man diese biegen und an der Überlappungsstelle zusammenkleben. Auch diese Variante mussten wir wieder verwerfen, da leider auch diese Ausführungsmöglichkeit keine Druckstabilität garantiert. Außerdem wäre die Optik durch den enorm dicken Druckkessel (geschätzte Wandstärke etwa 40 mm) stark gestört. Ob man das Innere des Druckkessels beziehungsweise das Flatterventil überhaupt deutlich erkennen könnte, war äußerst fraglich. Ausführung des Druckkessels mit einem/zwei Schaufenster(n) Als letzte Möglichkeit Einsicht in den Druckkessel zu ermöglichen, sahen wir die Ausführung des Kessels mit einem oder zwei Schaufenster(n). Nach einigen Überlegungen und konstruktiven Einschränkungen beschlossen wir den Druckkessel nicht mit Schaufenstern zu versehen. Gegen die eben beschriebene Ausführung sprachen der hohe zusätzliche Kosten- und Fertigungsaufwand und die Tatsache, dass man durch das Schaufenster lediglich erkennen könnte, dass der Druckkessel mit Wasser gefüllt ist (fehlendes Gegenlicht). Verwendung verschiedener Materialien Da auch die eben beschriebene Variante nicht möglich war, entschieden wir uns dafür auf transparente Teile zu verzichten. Aus fertigungstechnischen Gründen und aufgrund einer großen Gewichtsersparnis überdachten wir die Ausführung des Grundblocks aus Aluminium oder Messing. Das Problem bei solchen Materialkombinationen ist, dass durch elektrolytische Vorgänge das unedlere Material beschädigt wird. Diese Vorgänge werden durch das Führen von Wasser in Bauteilen unterschiedlichen Materials noch enorm verstärkt. Wenn die Fließrichtung von unedleren zum edleren Material ist, so werden die Effekte etwas abgeschwächt.




Jedoch ist bei unserer Konstruktion der Grundblock als zentrales Bauteil beidseitig (unedler, edler und edler, unedler) durchflossen. Aufgrund der aufwendigen Isolierung der einzelnen Materialien gegeneinander, entschieden wir uns schließlich für die Aufführung der gesamten Konstruktion aus rostfreiem Edelstahl. Ausführung aller Teile aus Edelstahl Nachdem wir uns über das Material geeinigt hatten, konnten wir mit der eigentlichen Konstruktion des Hydraulischen Widders beginnen. Während dieser ergaben sich immer wieder kleinere Änderungen, bis die endgültige Ausführung fertig konstruiert war. Unten einige Bilder der zuvor beschriebenen Konstruktion mit Schaufenster.




Konstruktion




9. Konstruktion Stückliste Pos.-Nr. Stück Bezeichnung Werkstoff Rohmaße Zeich.-Nr. Zulieferer

1 1 Grundblock 1.4301 500 x 300 x 70 1.1 Eisenmetall

2 1 Flansch Druckkessel 1.4404 168,3 x 4,5 2.1 (DIN 2633) Avesta

3 1 Rohr 1.4404 168,3 x 2 2.2 (DIN 1127) Avesta

4 1 Kappe 1.4571 168,3 x 3 2.3 (DIN 2617) Avesta

5 1 Flansch Stoßventil 1.4306 76,1 x 2,9 DIN 2633 Avesta

6 1 Stoßventil 1.4301 d80 x 150 3.1 Eisenmetall

7 1 Kunststoffbüchse Kunststoff d35 x 40 3.2 Altbestand

8 1 Ventilstange 1.4301 d20 x 250 4.2 (DIN 671) Avesta

9 1 Ventilteller 1.4301 d60 x 50 4.1 Eisenmetall

10 1 Flatterventilhalterung 1.4301 20 x 25 x 100 5.1 Eisenmetall

11 1 Flatterventil 1.4301 15 x 40 x 80 5.2 Eisenmetall

12 1 Bolzen 1.4301 d20 x 60 5.3 (DIN 671) Avesta

13 8 Schraube Druckkessel 1.4301 M20 x 50 DIN 933 Höller

14 4 Schraube Stoßventil 1.4301 M16 x 45 DIN 936 Höller

15 2 Schraube Flatterventilhalterung 1.4301 M8 x 16 DIN 933 Höller

16 2 Schraube Flatterventil 1.4301 M6 x 16 DIN 912 Höller

17 4 Hutmutter Grundblock 1.4301 M16 - Höller

18 4 Gewindestange Grundblock 1.4301 M16 x 250 - Höller

19 2 Mutter Ventilstange 1.4301 M16 DIN 936 Höller

20 4 Scheibe Stoßventil 1.4301 M16 - Höller

21 4 Scheibe Grundblock 1.4301 M20 - Höller

22 2 Scheibe Flatterventilhalterung 1.4301 M8 - Höller

23 2 Scheibe Flatterventil 1.4301 M6 - Höller

24 1 Schraube Ventilteller 1.4301 M10 x 20 DIN 933 Höller

25 1 Dichtung Druckkessel Klingerit D215 / d150 - Haidenth.

26 1 Dichtung Stoßventil Klingerit D120 / d72 - Haidenth.

27 1 Dichtung Flattervenil Gummi D35 / d5 - Altbestand

28 1 Schweißmuffe 1/2" 1.4436 1/2" 34 lang 2.4 (DIN 2986) Schloetter

29 1 Schweißnippel 1/2" 1.4436 1/2" 35 lang DIN 2982 Schloetter

30 1 Blindpfropfen 1/2" 1.4571 1/2" DIN 2982 Frankstahl

31 1 Blindpfropfen 1" 1.4571 1“ DIN 2982 Frankstahl




Den Zusammenbau des Hydraulischen Widders soll folgende Explosionszeichnung veranschaulichen.




Im Folgendem soll der Zusammenbau illustriert werden. Der Grundblock ist das Herzstück der Konstruktion. Er ist die Verlängerung der Zulaufleitung, in ihm werden die Auslässe für das Stoß- und Überdruckventil realisiert. Außerdem werden im Grundblock zwei Auslässe aus dem Druckkessel vorgesehen, einer der in die Steigleitung mündet und einer der als Entleerungsstelle dient.




Zuerst werden die Dichtungen für Stoßventil und Druckkessel auf die Dichtflächen gelegt. Für unser Projekt wurden selbst zugeschnittene Dichtungen verwendet, da in unserer Konstruktion Normflansche verwendet wurden, können aber auch handelsübliche Normdichtungen verwendet werden.




Nach dem Auflegen der Dichtungen wird das Flatterventil (Überdruckventil) am Grundblock angebracht. In diesem Fall wird aber keine Klingerit-Dichtung sondern eine flexible Dichtung aus Gummi verwendet.




Anschließend wird das Stoßventil mit dem Stössel zusammengesetzt und am Grundblock montiert. Der Wasserauslass des Ventils kann parallel oder quer zu der Widderachse stehen. Die Montage des Ventils kann daher beliebig gewählt werden. Wir haben uns für die unten dargestellte Variante entschieden, da bei dieser das überschüssige Wasser problemlos zur Seite wegfließen kann.




Um den Zusammenbau abzuschließen, muss nur mehr der Druckkessel montiert werden. Bevor man den Widder in Betrieb nehmen kann, muss der Druckkessel über die obige Anschluss-Stelle komplett mit Wasser gefüllt werden. Danach ist der Druckkessel zu schließen und der Widder kann in Betrieb genommen werden.




Anschließend werden einige Ansichten des zusammengebauten Widders dargestellt. Die 3D-Konstruktion wurde ausschließlich mit der Software Pro-Engineer erstellt.








































Fertigung




10. Fertigung Fertigung des Grundblocks

Die Fertigung des Grundblocks erfolgte, abgesehen von der auswärts vergebenen Arbeit, fast ausschließlich auf der EMCO VMC-200 CNC-Fräsmaschine. Neben der Bearbeitung mit der genannten Maschine wurden lediglich die Außenflächen und die Fasen mit einer konventionellen Fräsmaschine bearbeitet. Auf die Bearbeitung der Außenflächen und der Fasen wird im folgenden nicht näher eingegangen. Bevor die Fertigung mit der CNC-Fräsmaschine gestartet wurde, sollte zur Erleichterung der

weiteren Arbeit ein Einrichteblatt erstellt werden. Dieses beinhaltet im Wesentlichen die Aufspannsituation des Werkstücks, die Lage der Werkstücknullpunkte und die Hauptabmessungen des Werkstücks. Die genaue Aufspannsituation ergab sich bei unserem Werkstück erst bei der praktischen Ausführung, da die Abmessungen desselben an der Grenze des Bearbeitungsbereiches der Maschine lagen. Dem Einrichteblatt beigelegt ist ein Arbeitsplan (Auflistung und Beschreibung der einzelnen Bearbeitungsschritte) und eine Werkzeugliste (Auflistung aller benötigten Werkzeuge mit den dazugehörigen Werkzeugdaten (Drehzahl, Vorschub und Spindeldrehrichtung)). Nachdem diese Vorbereitungen getroffen waren, konnte mit der Erstellung des CNC-Programms begonnen werden. Dazu musste

zuerst die Kontur des Werkstücks gezeichnet werden. Anschließend wurden Schritt für Schritt die einzelnen Bearbeitungsschritte programmiert. Wenn das Programm fertiggestellt ist, kann dieses am PC simuliert werden. Mögliche grobe Fehler können so schon vor der eigentlichen Bearbeitung erkannt und korrigiert werden. Nachdem das Programm vollständig fertig ist, kann dieses in den Maschinenspeicher übertragen werden. Nun musste das Werkstück am Maschinentisch

aufgespannt werden. Nachdem dies erfolgt ist, muss das Werkstück noch eingerichtet werden. Hierzu diente uns ein 3D-Kantentaster. Wenn nun alle Vorbereitungen getroffen worden sind, kann die eigentliche Fertigung beginnen. Wichtig ist es zu beachten, dass die Fertigung zweckmäßigerweise im Betrieb „Einzelsatz“ erfolgt. Auch eine ständige Überwachung der Fertigung ist sinnvoll, da mögliche Programmfehler so meist noch rechtzeitig korrigiert werden können.




Nun folgend sind die zuvor angesprochenen Unterlagen (Einrichteblatt, Arbeitsplan, Werkzeugliste und CNC-Programme) beigelegt.

HTL-SALZBURG C A D - C A M - C N C WERKSTÄTTENLABOR MASCHINENBAU E I N R I C H T E B L A T T Name: Hydraul ischer Widder

WERKSTÜCK: Grundblock MASCHINE: EMCO VMC-200 Prog. Nr.: 1

Arbeitsauftrag: Diplomarbeit Zeichnung Nr.: 1.1 Nullpunkt: siehe Skizze Rohmaße: 500 x 300 x 70 Werkstoff: 1.4301 Spannmittel: Spanntisch Abmessungen siehe Zeichnung Arbeitsplan: siehe Beilage Werkzeuge: siehe Beilage

Blatt: 1

W1

W2W1

W2




Arbeitsplan 1: 1. T17 Taschen 15 tief und Dichtungsfläche 0,1 tief schruppen 2. T29 Taschen 15 tief schlichten 3. T13 Vertiefung 2 tief schruppen 4. T25 Vertiefung 2 tief schlichten 5. T41 Alle Bohrungen zentrieren 6. T70 Bohrungen d6,8 20 tief bohren 7. T58 Bohrungen d17,5 40 tief, d22 72 tief und d25 40 tief vorbohren 8. T65 Bohrungen d17,5 40 tief bohren 9. T66 Bohrungen d22 72 tief bohren 10. T68 Bohrungen d25 40 tief bohren 11. T90 Alle Bohrungen senken 12. T34 Gewinde M8 schneiden Werkzeugliste 1: T01 17 Schrupp-Schaftfräser d20 F120 S350 M03 T02 29 Schlicht-Schaftfräser d20 F120 S350 M03 T03 13 Schrupp-Schaftfräser d10 F100 S600 M03 T04 25 Schlicht-Schaftfräser d10 F100 S600 M03 T05 41 Zentrierbohrer d2 F60 S2000 M03 T06 70 Spiralbohrer d6,8 F60 S500 M03 T07 58 Spiralbohrer d10 F100 S400 M03 T08 65 Spiralbohrer d17,5 F200 S150 M03 T09 66 Spiralbohrer d22 F200 S150 M03 T10 68 Spiralbohrer d25 F200 S150 M03 T11 90 Spitzsenker 90° F200 S300 M03 T12 34 Gewindebohrer M8 F1250 S100 M03 Arbeitsplan 2: 1. T17 Taschen 15 tief, Auslass 40 tief und Dichtungsfläche 0,1 tief schruppen 2. T29 Taschen 15 tief und Auslass 40 tief schlichten 3. T41 Alle Bohrungen zentrieren 4. T58 Bohrungen d14 40 tief und d22 72 tief vorbohren 5. T64 Bohrungen d14 40 tief bohren 6. T66 Bohrungen d22 72 tief bohren 7. T90 Alle Bohrungen senken Werkzeugliste 2: T01 17 Schrupp-Schaftfräser d20 F120 S350 M03 T02 29 Schlicht-Schaftfräser d20 F120 S350 M03 T03 41 Zentrierbohrer d2 F60 S2000 M03 T04 58 Spiralbohrer d10 F100 S400 M03 T05 64 Spiralbohrer d14 F150 S200 M03 T06 66 Spiralbohrer d22 F200 S150 M03 T07 90 Spitzsenker 90° F200 S300 M03

HTL - SALZBURG CAD - CAM - CNC Name: Hydraulischer Widder MASCHINENBAU NC - PROGRAMMAUSDRUCK Maschine: EMCO VMC-200

Z. Nr.: 1.1 Werkstück: Grundblock Programm Nr.: 1

N0000 G54 N0010 T117 F300 S300 G95 N0020 G95 M08 M03 N0030 G92 X150. Y147.05 Z50. N0040 G59 N0050 G00 X-170. Y138.05 S300 N0060 Z2. N0070 G01 Z-15. F100 N0080 X-106. F300 N0090 Y152.05 N0100 G00 Z20. N0110 X-172. Y119.05 N0120 Z-15. N0130 G01 X-110. N0140 Y132.05 N0150 X-111. N0160 G00 Z20. N0170 X-165. Y102.05 N0180 Z2. N0190 G01 Z-15. F100 N0200 G41 N0210 G01 X-150. Y91.55 F300 N0220 X-124. N0230 G03 X-94.5 Y121.05 I0. J29.5 N0240 G01 X-94.5 Y147.05 N0250 G40 N0260 G01 X-109. Y152.05 N0270 G00 Z2. N0280 Z50. N0290 X-166. Y-103.05 N0300 Z-15. N0310 G01 X-141. N0320 Y-138.05 N0330 X-122. N0340 Y-110.05 N0350 G00 Z2. N0360 X-132. Y-153.05 N0370 G01 Z-15. F100 N0380 G41 N0390 G01 X-94.5 Y-147.05 F300 N0400 Y-121.05 N0410 G03 X-124. Y-91.55 I-29.5 J0. N0420 G01 X-150. Y-91.55 N0430 G40 N0440 G01 X-166. Y-105.05 N0450 G00 Z2. N0460 Z50. N0470 X94. Y0. N0480 Z2. N0490 G01 Z-0.3 F100 N0500 G41 N0510 G01 X110. F300 N0520 G03 X110. Y0. I-110. J0. N0530 G40 N0540 G01 X94. N0550 G00 Z2. N0560 G01 Z-0.3 F100 N0570 G41

N0580 G01 X75. F300 N0590 G02 X75. Y0. I-75. J0. N0600 G40 N0610 G01 X94. N0620 G00 Z2. N0630 Z80. N0640 T229 F300 S300 G95 N0650 G00 X-110. Y-151.05 N0660 Z2. N0670 G01 Z-15. F100 N0680 G41 N0690 G01 X-94. Y-147.05 F300 N0700 Y-121.05 N0710 G03 X-124. Y-91.05 I-30. J0. N0720 G01 X-150. Y-91.05 N0730 G40 N0740 G01 X-166. Y-103.05 N0750 G00 Z2. N0760 Z50. N0770 X-170. Y107.05 N0780 Z2. N0790 G01 Z-15. F100 N0800 G41 N0810 G01 X-150. Y91.05 F300 N0820 X-124. N0830 G03 X-94. Y121.05 I0. J30. N0840 G01 X-94. Y147.05 N0850 G40 N0860 G01 X-110. Y151.05 N0870 G00 Z2. N0880 Z80. N0890 T541 F70 S2000 G95 N0900 G00 X-45.922 Y110.866 S2000 N0910 Z2. N0920 G81 X-45.922 Y110.866 Z-3. P3=2. F70 S2000 N0930 G81 X45.922 Y110.866 Z-3. P3=2. F70 S2000 N0940 G81 X110.866 Y45.922 Z-3. P3=2. F70 S2000 N0950 G81 X110.866 Y-45.922 Z-3. P3=2. F70 S2000 N0960 G81 X45.922 Y-110.866 Z-3. P3=2. F70 S2000 N0970 G81 X-45.922 Y-110.866 Z-3. P3=2. F70 S2000 N0980 G81 X-124. Y-121.05 Z-18. P3=2. F70 S2000 N0990 G81 X-110.866 Y-45.922 Z-3. P3=2. F70 S2000 N1000 G81 X0. Y-60. Z-3. P3=2. F70 S2000 N1010 G81 X28. Y-27. Z-3. P3=2. F70 S2000 N1020 G81 X28. Y27. Z-3. P3=2. F70 S2000 N1030 G81 X0. Y0. Z-3. P3=2. F70 S2000 N1040 G81 X0. Y60. Z-3. P3=2. F70 S2000 N1050 G81 X-110.866 Y45.922 Z-3. P3=2. F70 S2000 N1060 G81 X-124. Y121.05 Z-18. P3=2. F70 S2000 N1070 G00 Z80. N1080 T670 F70 S1500 G95 N1090 G00 X28. Y27. S1500 N1100 Z2. N1110 G83 X28. Y27. Z-3. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1120 G83 X28. Y-27. Z-3. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1130 G00 Z80.



N1140 T758 F70 S1200 G95 N1150 G00 X0. Y0. S1200 N1160 Z2. N1170 G83 X0. Y0. Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1180 G83 X0. Y60. Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1190 G83 X45.922 Y110.866 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1200 G83 X110.866 Y45.922 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1210 G83 X110.866 Y-45.922 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1220 G83 X45.922 Y-110.866 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1230 G83 X0. Y-60. Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1240 G83 X-45.922 Y-110.866 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1250 G83 X-124. Y-121.05 Z-75. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1260 G83 X-110.866 Y-45.922 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1270 G83 X-110.866 Y45.922 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1280 G83 X-45.922 Y110.866 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1290 G83 X-124. Y121.05 Z-75. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=3000 N1300 G00 Z80. N1310 T865 F200 S250 G95 N1320 G00 X-45.922 Y110.866 S250 N1330 Z2. N1340 G83 X-45.922 Y110.866 Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1350 G83 X45.922 Y110.866 Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1360 G83 X110.866 Y45.922 Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1370 G83 X110.866 Y-45.922 Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1380 G83 X45.922 Y-110.866 Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1390 G83 X-45.922 Y-110.866 Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1400 G83 X-110.866 Y-45.922 Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1410 G83 X-110.866 Y45.922 Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1420 G83 X0. Y0. Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1430 G83 X0. Y60. Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1440 G83 X0. Y-60. Z-38. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1450 G00 Z80. N1460 T866 F200 S250 G95 N1470 G00 X-124. Y121.05 S250

N1480 Z2. N1490 G83 X-124. Y121.05 Z-75. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1500 G00 Z50. S250 N1510 Y-121.05 N1520 Z2. N1530 G83 X-124. Y-121.05 Z-75. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=10000 N1540 G00 Z80. N1550 T990 F200 S250 G95 N1560 M09 N1570 G00 X-45.922 Y-110.866 S300 N1580 Z2. N1590 G81 X-45.922 Y-110.866 Z-6.5 P3=2. F200 S300 N1600 G81 X45.922 Y-110.866 Z-6.5 P3=2. F200 S300 N1610 G81 X110.866 Y-45.922 Z-6.5 P3=2. F200 S300 N1620 G81 X110.866 Y45.922 Z-6.5 P3=2. F200 S300 N1630 G81 X45.922 Y110.866 Z-6.5 P3=2. F200 S300 N1640 G81 X-45.922 Y110.866 Z-6.5 P3=2. F200 S300 N1650 G81 X-110.866 Y45.922 Z-6.5 P3=2. F200 S300 N1660 G81 X-110.866 Y-45.922 Z-6.5 P3=2. F200 S300 N1670 G00 X28. Y27. Z2. N1680 G81 X28. Y27. Z-2.5 P3=2. F200 S300 N1690 G81 X28. Y-27. Z-2.5 P3=2. F200 S300 N1700 G00 Z80. N1710 T313 F100 S400 G95 N1720 G00 X20. Y0. S400 N1730 Z2. N1740 G01 X19.875 F100 N1750 Z-2. N1760 G41 N1770 G01 X25. N1780 G03 X25. Y0. I-25. J0. N1790 G40 N1800 G01 X19.875 N1810 G00 Z2. N1820 G01 Z-0.2 N1830 G41 N1840 G01 X10. N1850 G02 X10. Y0. I-10. J0. N1860 G40 N1870 G01 X19.875 N1880 G00 Z2. N1890 G01 X0. N1900 G88 X0. Y0. Z-2. P1=24.5 P3=2. D3=4000 D5=2. N1910 G00 Z80. N1920 T425 F100 S400 G95 N1930 G00 Z2. S400 N1940 G88 X0. Y0. Z-2. P1=24.5 P3=2. D3=4000 D5=2. N1950 G01 X19.875 Z-2. F100 S400 N1960 G41 N1970 G01 X25. N1980 G03 X25. Y0. I-25. J0. N1990 G40 N2000 G01 X19.875 N2010 G00 Z2. N2020 Z80. N2030 T1034 F1250 S50 G95



N2040 G00 X28. Y27. S50 N2050 Z2. N2060 G84 X28. Y27. Z-5. P3=2. F1250 S50 N2070 G84 X28. Y-27. Z-5. P3=2. F1250 S50 N2080 G00 Z80. N2090 T1137 F2500 S50 G95 N2100 G00 X45.922 Y-110.866 N2110 Z5. N2120 G84 X45.922 Y-110.866 Z-5. P3=5. F2500 S50 N2130 G84 X110.866 Y-45.922 Z-5. P3=5. F2500 S50 N2140 G84 X110.866 Y45.922 Z-5. P3=5. F2500 S50 N2150 G84 X45.922 Y110.866 Z-5. P3=5. F2500 S50 N2160 G84 X-45.922 Y110.866 Z-5. P3=5. F2500 S50 N2170 G84 X-110.866 Y45.922 Z-5. P3=5. F2500 S50 N2180 G84 X-110.866 Y-45.922 Z-5. P3=5. F2500 S50 N2190 G84 X-45.922 Y-110.866 Z-5. P3=5. F2500 S50 N2200 G00 Z80. N2210 X0. Y150. N2220 G53 G56 T0000 M09 M30



N0000 G54 N0010 T117 F250 S250 G95 N0020 G95 M08 M03 N0030 G92 X-98.4 Y147.05 Z50. N0040 G59 N0050 G00 X114.4 Y-138.05 S250 N0060 Z2. N0070 G01 Z-15. F100 N0080 X54.4 F250 N0090 Y-150.05 N0100 G00 Z20. N0110 X113.4 Y-119.05 N0120 Z-15. N0130 G01 X63.4 N0140 Y-137.05 N0150 G00 Z20. N0160 X115.4 Y-103.05 N0170 Z2. N0180 G01 Z-15. F100 N0190 G41 N0200 G01 X98.4 Y-91.35 F250 N0210 X72.4 N0220 G03 X42.7 Y-121.05 I0. J-29.7 N0230 G01 X42.7 Y-147.05 N0240 G40 N0250 G01 X59.4 Y-151.05 N0260 G00 Z2. N0270 Z50. N0280 X114.4 Y139.05 N0290 Z-15. N0300 G01 X89.4 N0310 Y109.05 N0320 X101.4 N0330 G00 Z2. N0340 Y149.05 N0350 G01 Z-15. F100 N0360 X71.4 F250 N0370 Y111.05 N0380 X87.4 Y117.05 N0390 G00 Z2. N0400 X77.4 Y153.05 N0410 G01 Z-15. F100 N0420 G41 N0430 G01 X42.7 Y147.05 F250 N0440 Y121.05 N0450 G03 X72.4 Y91.35 I29.7 J0. N0460 G01 X98.4 Y91.35 N0470 G40 N0480 G01 X115.4 Y107.05 N0490 G00 Z2. N0500 Z80. N0510 T541 F30 S1500 G95 N0520 G00 X72.4 Y121.05 S1500 N0530 Z2. N0540 G81 X72.4 Y121.05 Z-18. P3=2. F30 S1500 N0550 G81 X51.265 Y51.265 Z-3. P3=2. F30 S1500

N0560 G81 X-51.265 Y51.265 Z-3. P3=2. F30 S1500 N0570 G81 X0. Y0. Z-3. P3=2. F30 S1500 N0580 G81 X-51.265 Y-51.265 Z-3. P3=2. F30 S1500 N0590 G81 X51.265 Y-51.265 Z-3. P3=2. F30 S1500 N0600 G81 X72.4 Y-121.05 Z-18. P3=2. F30 S1500 N0610 G00 Z80. N0620 Z2. N0630 G83 X72.4 Y-121.05 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=4000 N0640 G83 X51.265 Y-51.265 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=4000 N0650 G83 X-51.265 Y-51.265 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=4000 N0660 G83 X0. Y0. Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=4000 N0670 G83 X-51.265 Y51.265 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=4000 N0680 G83 X51.265 Y51.265 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=4000 N0690 G83 X72.4 Y121.05 Z-40. P3=2. D3=6000 D4=10 D5=80 D6=4000 N0700 G00 Z80. N0710 T664 F100 S300 G95 N0720 G00 X51.265 Y51.265 S300 N0730 Z2. N0740 G83 X51.265 Y51.265 Z-39. P3=2. D3=8000 D4=10 D5=80 D6=5000 N0750 G83 X-51.265 Y51.265 Z-39. P3=2. D3=8000 D4=10 D5=80 D6=5000 N0760 G83 X0. Y0. Z-39. P3=2. D3=8000 D4=10 D5=80 D6=5000 N0770 G83 X-51.265 Y-51.265 Z-39. P3=2. D3=8000 D4=10 D5=80 D6=5000 N0780 G83 X51.265 Y-51.265 Z-39. P3=2. D3=8000 D4=10 D5=80 D6=5000 N0790 G00 Z80. N0800 T866 F200 S200 G95 N0810 G00 X72.4 Y-121.05 S200 N0820 Z2. N0830 G83 X72.4 Y-121.05 Z-75. P3=2. D3=10000 D4=10 D5=80 D6=6000 N0840 G83 X0. Y0. Z-40. P3=2. D3=10000 D4=10 D5=80 D6=6000 N0850 G00 X72.4 Y121.05 Z2. S200 N0860 G83 X72.4 Y121.05 Z-75. P3=2. D3=10000 D4=10 D5=80 D6=6000 N0870 G00 Z80. N0880 T990 F300 S200 G95 N0890 G00 X-51.265 Y51.265 S200 N0900 Z2. N0910 G81 X-51.265 Y51.265 Z-5. P3=2. F300 S200 N0920 G81 X51.265 Y51.265 Z-5. P3=2. F300 S200



N0930 G81 X51.265 Y-51.265 Z-5. P3=2. F300 S200 N0940 G81 X-51.265 Y-51.265 Z-5. P3=2. F300 S200 N0950 G00 Z80. N0960 T1269 F200 S160 G95 N0970 G00 X0. Y0. S160 N0980 Z2. N0990 G83 X0. Y0. Z-40. P3=2. D3=15000 D4=10 D5=80 D6=8000 N1000 G00 Z80. N1010 T117 F250 S250 G95 N1020 G00 Z2. S250 N1030 G01 Z0. F100 N1040 G88 X0. Y0. Z-40. P1=69.7 P3=0. D3=15000 D5=2. N1050 G00 Z80. N1060 T229 F200 S250 G95 N1070 G00 Z2. S250 N1080 G01 Z-40. F100 N1090 G41 N1100 G01 X35. F200 N1110 G03 X35. Y0. I-35. J0. N1120 G40 N1130 G01 X0. N1140 G00 Z2. N1150 Z50. N1160 X116.4 Y-101.05 N1170 Z2. N1180 G01 Z-15. F100 N1190 G41 N1200 G01 X98.4 Y-91.05 F200 N1210 X72.4 N1220 G03 X42.4 Y-121.05 I0. J-30. N1230 G01 X42.4 Y-147.05 N1240 G40 N1250 G01 X58.4 Y-153.05 N1260 G00 Z2. N1270 Z50. N1280 Y154.95 N1290 Z2. N1300 G01 Z-15. F100 N1310 G41 N1320 G01 X42.4 Y147.05 F200 N1330 Y121.05 N1340 G03 X72.4 Y91.05 I30. J0. N1350 G01 X98.4 Y91.05 N1360 G40 N1370 G01 X118.4 Y102.95 N1380 G00 Z2. N1390 Z50. N1400 T117 F200 S250 G95 N1410 M03 N1420 G00 X50.5 Y0. S300 N1430 Z2. N1440 G01 Z-0.2 F100 N1450 G41 N1460 G01 X62.5 F200

N1470 G03 X62.5 Y0. I-62.5 J0. N1480 G40 N1490 G01 X50.5 N1500 G00 Z2. N1510 G01 Z-0.2 F100 N1520 G41 N1530 G01 X30. F200 N1540 G02 X30. Y0. I-30. J0. N1550 G40 N1560 G01 X50.5 N1570 G00 Z2. N1580 Y150. Z80. N1590 G53 G56 T0000 M09 M30




Schweißen des Druckkessels und des Stoßventils Um die Bauteile Druckkessel und Stoßventil zu schweißen wurde die schuleigene WIG-Schweißanlage verwendet.

Eine Wolfram-Inertgas-Schweißanlage besteht aus einer Stromquelle, die in den meisten Fällen auf Gleichstrom- oder Wechselstromschweißen geschaltet werden kann,

und einem Schweißbrenner, der mit der Stromquelle durch ein Schlauchpaket verbunden ist. Im Schlauchpaket befinden sich die Schweißstromleitung, die Schutzgasführung, die Steuerleitung und bei größeren Brennern der Zu- und Rücklauf des Kühlwassers. Ein Hochfrequenz-Zündgerät ermöglicht ein berührungsloses Zünden des Lichtbogens. Beim WIG-Schweißen wird von rechts nach links geschweißt. Der Brenner wird

ca. 15° schräg zur Schweißrichtung und in einem Abstand von 2mm bis 3mm (Lichtbogenlänge) über das Werkstück geführt. Der Zusatzwerkstoff (Schweißstab) wird seitlich von Hand mit tupfenden Bewegungen zugeführt. Durch Absenken des Schweißstromes am Ende einer Schweißnaht werden Endkrater und mögliche Risse vermieden. Nach dem Abschalten des Schweißstromes muss die Brennerdüse solange über der Schweißstelle gehalten werden, bis das Schmelzbad unter dem nachströmenden Schutzgas erkaltet ist.




Für unsere Werkstücke wurde das Gleichstromschweißen mit negativ gepolter Wolframelektrode verwendet, es eignet sich besonders für das Schweißen von NE-Metallen und legierten Stählen (in unserem Fall nicht rostender Edelstahl). Durch das Fließen der Elektronen von der Elektrode zum Werkstück entstehen am Werkstück die höheren und am Lichtbogenansatzpunkt der Wolframelektrode die niedrigeren Temperaturen. Die Wolframelektrode kann daher spitz zugeschliffen werden, wodurch der Lichtbogen stabil brennt und beim Schweißen besser geführt werden kann. Die Schmelzzone ist schmal und tief.

Als Schutzgas wurde das inerte Gas Argon verwendet. Dieses Gas geht auch bei hohen Temperaturen des Lichtbogens keine chemischen Verbindungen mit dem flüssigen Schweißgut ein. Bevor mit der eigentlichen Schweißnaht begonnen werden konnte, wurden die Bauteile etwa 2mm übereinander ausgerichtet und zusammen geheftet. Um auch auf der Innenseite des Stoßventils bzw. des Druckkessels eine schöne Schweißnaht ohne Schweißspritzer zu erhalten wurden sowohl der Druckkessel als auch das Stoßventil mit einem Formiergas (Argon) gefüllt. Dazu wurden die beiden Bauteile weitgehend abgedichtet und den ganzen Schweißvorgang über mit dem Schutzgas durchspült. Dadurch wurde gewährleistet, dass auch auf der Innenseite der Schweißnaht keine unerwünschten chemischen Reaktionen stattfinden konnten.




Schleifen und Beizen: Um die Schweißnähte an Druckwindkessel und Stoßventil zu reinigen und gegen unerwünschte Umwelteinflüße zu schützen, mussten diese durch Beizen und Schleifen nachbearbeitet werden.

Zu Beginn wurde die Schweißnaht und deren Umgebung grob gereinigt, das heißt es wurden diverse größere Verunreinigungen mit einer Handfeile oder eventuell mit einem Winkelschleifer entfernt. Darauffolgend musste die Schweißnaht und deren umliegende Fläche fettfrei gemacht werden.

Der gewünschte Erfolg wurde durch eine sehr feinkörnige Polierscheibe erzielt. Nun war die Fläche ausreichend vorbereitet und es konnte mit dem eigentlichen Beizen der Schweißfläche begonnen werden.




Es wurde per Hand mit einem Haarpinsel ein spezielles Beizmittel auf der gesamten Schweißnaht und deren geschliffenen, umliegenden Flächen aufgetragen, es war dabei besonders darauf zu achten, dass dies sehr sorgfältig und flächendeckend erfolgte. Nun wurden die gebeizten Werkstücke zum Trocknen bzw. zum Einwirkenlassen des Beizmittels aufgelegt, im Normalfall hätte dieser Trockenvorgang zwei Stunden in Anspruch nehmen sollen, jedoch wurde bei unseren Teilen der gewünschte Erfolg schon nach einer Stunde erreicht.

Nachdem das Beizmittel auf den Flächen deutlich erkennbare Spuren zurückließ, wurden diese mit einem nassen Tuch und einer sehr feinen Polierscheibe entfernt. Um nun die Schweißnaht optisch den anderen Flächen wirklich exakt anzugleichen, wurde nach dem beendeten Beizvorgang das gesamte Werkstück mit einer Schleifscheibe poliert um die Oberfläche des Edelstahls auf Hochglanz zu bringen.




Druckprobe des Windkessels Nachdem wir die Vorbereitungsarbeiten für den Windkessel (Organisation der benötigten Teile und deren Schweißnahtvorbereitung) getroffen hatten, wurde er zusammengeschweißt. Da wir nicht ausreichende und keine geprüften Schweißkenntnisse besitzen, übernahm diese Tätigkeit VL Klaus Haipl. Nachdem der Windkessel zusammengeschweißt war, befassten wir uns sogleich mit dessen Prüfung. Da wir unseren Hydraulischen Widder für einen Höchstdruck von maximal 16 bar auslegten, „pressten“ wir den Windkessel mit dem maximal möglichen Betriebsdruck sowie der gebräuchlichen 1,5-fachen Sicherheit ab (24 bar). Versuchsaufbau:

Platte mit Einschweißmuffe

Druck-schlauch Entlüftung




Versuchserläuterung: Um den Druck prüfen zu können, mussten wir als ersten Schritt den Windkessel geeignet, am unteren Ende (beim Flansch) abdichten. Wir verwendeten dabei eine Metallplatte der Stärke 8mm und bohrten in diese 8 Durchgangslöcher, um sie auf den Flansch zu schrauben und eines für den Druckschlauch. Auf das Loch für den Druckschlauch der Handpumpe wurde eine Muffe mit Außengewinde angeschweißt, um den Druckschlauch befestigen zu können. Als wir nun diesen Deckel fertig hatten, legten wir eine Dichtung zwischen Windkesselflansch und der Platte und verschraubten sie miteinander. Anschließend füllten wir den Kessel mit Wasser und „drückten“ ihn mit einem Druck von 24 bar ab. Kommentar: Der Versuch verlief reibungsfrei und ohne Probleme. Wie von uns erwartet, hielt der Windkessel den Druck von 24 bar stand und war somit voll einsatzbereit. Versuchsort: Werkstättenhof der HTBLA-Salzburg Verwendete Geräte:

- Windkessel - mit Wasser gefüllte Abpresspumpe - diverse Werkzeuge und Schrauben




Testlauf




Absperrventil

Druckleitung

Zuleitung

Stahlfass Steigleitung

Hydraulischer Widder

WasserstrahlDüse

überschüssiges Wasser

11. Testlauf Am 6. April 2000 führten wir im Werkstättenhof der HTL den Testlauf des Hydraulischen Widders durch. Folgend ist eine schematische Skizze des Aufbaus für den Testlauf zu sehen.

Bevor der Testlauf durchgeführt werden konnte, musste das Stahlfass zuerst über die Zuleitung mit Wasser gefüllt werden. Als dies geschehen war, konnte das Absperrventil geöffnet werden. Das Wasser floss nun durch die Druckleitung zum Hydraulischen Widder. Über das Stoßventil entwich das überschüssige Wasser. Nachdem ein Druckstoß erfolgte, wurde ein Teil des Wassers durch die Steigleitung zur Düse gefördert. Durch die Düse (Simulation des Springbrunnenbetriebs) wurde ein etwa eineinhalb Meter hoher Wasserstrahl erzeugt. Die einzelnen Arbeitstakte waren deutlich erkennbar, wobei der Wasserstrahl aber nie ganz abriss. Der Testlauf verlief jedoch nicht ganz ohne Probleme.

Flatterventil

Stoßventil




Der Vorgang wie er oben beschrieben ist, funktionierte nicht von Anfang an reibungslos. Da die Ventilstange im Stoßventil zuwenig Spiel hatte, kam kein Druckstoß zustande. So mussten wir die Hülse, die in das Stoßventil eingepresst war zunächst entfernen. Später bearbeiteten wir diese noch nach, indem wir den Innendurchmesser derselben vergrößerten. Nachdem dieses Problem gelöst war, funktionierte der Widder einwandfrei.

Am 10. 4. 2000 machten wir uns daran den Wirkungsgrad des Hydraulischen Widders grob abzuschätzen. Die Bedingungen für die Bestimmung des Wirkungsgrads waren nicht optimal, da der Wasserspiegel im Stahlfass nicht konstant war, sondern stetig abnahm. Trotzdem gelang uns eine gute Abschätzung des Wirkungsgrades. Die Bestimmung des Wirkungsgrades sowie die Aufnahme aller sonst benötigten Daten siehe Berechnung.




Montage




12. Montage Am 13. 4. 2000 besuchten wir erstmals die WasserWunderWelt in Krimml. Wir nahmen auch den schon fertigen Widder mit. Nach einer Besprechung mit einigen Vertretern der GROHAG und den Architekten der WasserWunderWelt besichtigten wir das noch unfertige Gelände. Nach Absprache mit Herrn Haubner legten wir als Montagezeitraum die Tage vom 8. bis zum 11. Juni 2000 fest. Da die mündliche Reifeprüfung beziehungsweise die Präsentation der Diplomarbeit bereits vor dem Montagetermin stattfinden, kann die Montage nur ansatzweise dokumentiert werden. Anschließend sind die Pläne, die die Einbausituation des Hydraulischen Widders zeigen, eingefügt.










Berechnung




13. Berechnung Berechnung der Spannung in Längsrichtung p = 1600000 Pa D = 168,3 mm s = 2 mm

Sl = p . (D - 2 . s)

2 . s =

1600000 Pa . (168,3 mm - 2 . 2 mm)2 . 2 mm

= 65,72 N

mm2

Berechnung der Spannung in Querrichtung

Sq = Sl

2 =

65,72 N

mm2

2 = 32,86

Nmm2

Auslegung des Springbrunnens Für die Berechnung des Wirkungsgrades eines Hydraulischen Widders gilt folgende Formel.

n = Vab . hab

Vzu . hzu

n . . . Wirkungsgrad des Hydraulischen Widders (einheitenlos) Vab . . . Fördervolumenstrom in l/s hab . . . Förderhöhe in m Vzu . . . Versorgungsvolumenstrom in l/s hzu . . . Versorgungsgefälle in m Der Wirkungsgrad wurde im durchgeführten Testlauf ermittelt. Dazu wurden folgende Daten aufgenommen.

Vab = 0,1111 ls hab = 1,95 m

Vzu = 1,1556 ls hzu = 1,6875 m

Aus diesen Größen kann nun der Wirkungsgrad berechnet werden.

n = Vab . hab

Vzu . hzu =

0,1111 ls . 1,95 m

1,1556 ls . 1,6875 m

= 0,11




Durch die Gültigkeit der Gleichung V = A . v kann nun unter Annahme eines Düsenquerschnitts A beziehungsweise eines Düsendurchmessers d die Austrittsgeschwindigkeit v des Wasserstrahls aus der Düse berechnet werden. Die Höhe H des aus der Düse ausströmenden Wasserstrahls kann mit dem Gesetz des Vertikalen Wurfs nach oben ermittelt werden. Die entsprechende Gleichung lautet wie folgt.

H = v2

2 . g

Die Auswertung der obigen Gleichungen wurden mit Excel durchgeführt, wobei für den Versorgungsvolumenstrom Vzu und den Düsendurchmesser d verschiedene Werte angenommen wurden. Die Höhen h ab und h zu sind von der GROHAG vorgegeben und somit fix festgelegt. Der Fördervolumenstrom Vab ergibt sich durch den Wirkungsgrad. Auslegung des Springbrunnens mit zeitgetaktetem Ventil Neben der obig durchgeführten Auslegung gibt es noch eine zweite Möglichkeit den Springbrunnen zu betreiben. Mit Hilfe eines zeitgetakteten Ventils kann man den Fördervolumenstrom für eine bestimmte Zeit anstauen, bis dieser einen entsprechenden Druck erreicht hat. Wenn nun das Ventil öffnet, entsteht ein wesentlich größerer Wasserstrahl als bei herkömmlichem Betrieb. Da aber in der WasserWunderWelt eine solche Attraktion mit dem Titel „Geysir“ schon vorhanden ist, entschied sich die GROHAG für die erste Variante. Trotzdem ist anschließend die zugehörige Berechnung angeführt. Die Auswertung der folgenden Berechnung ist wie zuvor der zugehörigen Exceltabelle zu entnehmen.

Vab = Vzu . hzu

hab . n = Vzu .

pzu

pab . n

Vzu . pzu . n = konst. = 1 (ls) . 0,165 (bar) . 0,11 = 0,01833 = K1

pabi . Vneui

K = konst. = 0,165 bar . (9,6 l)1,3 = 3,122 = K2

pabi = K2

Vneui-1K

Vabi = K1

pabi

Vneui = Vneui-1 - Vabi . t




Diese Berechnung wird nun solange durchgeführt, bis ein entsprechender Druck erreicht ist. Die zur Berechnung notwendige Öffnungszeit des Flatterventils t errechnet sich wie folgt.

t = 2 . LvSch

= 2 . 6 m

1485 ms

= 0,0081 s

Wenn nun ein Druck p ab von beispielsweise 9 bar erreicht ist, kann das zeitgetaktete Ventil öffnen und den Wasserstrahl erzeugen. Zur Berechnung der Zeit t Öffn, nach welcher das zeitgetaktete Ventil öffnen soll, muss man noch berücksichtigen, dass sich der Stössel nach jedem Druckstoß senkt und wieder nach oben bewegen muss, bevor der nächste Druckstoß stattfindet. Diese Zeit t D wird für die folgende Berechnung mit 1 s angenommen. Durch den durchgeführten Testlauf hat sich diese Annahme in guter Näherung bestätigt. i = 55 (aus Exceltabelle) tÖffn = i . (t + tD) = 55 . (0,0081 s + 1 s) = 55,44 s Die Zeit t Öffn beträgt in etwa eine Minute. Mit einer solchen Zeitspanne wäre der Geysir gut betreibbar. p zu . . . Versorgungsdruck in bar p ab . . . Förderdruck in bar Vneu . . . „Neues“ Luftvolumen im Druckkessel in l t . . . Öffnungszeit des Flatterventils in s L . . . Länge der Druckleitung in m vSch . . . Schallgeschwindigkeit in Wasser in m/s (=Geschwindigkeit des Druckstoßes) i . . . Anzahl der Druckstöße, die notwendig sind um den gewünschten Druck zu erreichen (einheitenlos) t Öffn . . . Zeit, nach der das zeitgetaktete Ventil öffnet in s t D . . . Zeit, die der Stössel benötigt, um abzusinken und den Wasserdurchfluss wieder abzusperren in s




Auswertungstabelle für die Auslegung des Brunnens ohne zeitgetaktetes Ventil

Vzu in l/s hzu in m hab in m eta Vab in l/s Vab in m³/s d in mm d in m A in m² v in m/s H in m 0,7 1,65 2,5 0,11 0,051 0,0000513 1 0,001 0,00000079 65,360 217,731 0,7 1,65 2,5 0,11 0,051 0,0000513 1,5 0,0015 0,00000177 29,049 43,009 0,7 1,65 2,5 0,11 0,051 0,0000513 2 0,002 0,00000314 16,340 13,608 0,7 1,65 2,5 0,11 0,051 0,0000513 2,5 0,0025 0,00000491 10,458 5,574 0,7 1,65 2,5 0,11 0,051 0,0000513 3 0,003 0,00000707 7,262 2,688 0,7 1,65 2,5 0,11 0,051 0,0000513 3,5 0,0035 0,00000962 5,335 1,451 0,7 1,65 2,5 0,11 0,051 0,0000513 4 0,004 0,00001257 4,085 0,851 0,7 1,65 2,5 0,11 0,051 0,0000513 4,5 0,0045 0,00001590 3,228 0,531 0,7 1,65 2,5 0,11 0,051 0,0000513 5 0,005 0,00001963 2,614 0,348 0,7 1,65 2,5 0,11 0,051 0,0000513 5,5 0,0055 0,00002376 2,161 0,238 0,8 1,65 2,5 0,11 0,059 0,0000587 1 0,001 0,00000079 74,697 284,383 0,8 1,65 2,5 0,11 0,059 0,0000587 1,5 0,0015 0,00000177 33,199 56,174 0,8 1,65 2,5 0,11 0,059 0,0000587 2 0,002 0,00000314 18,674 17,774 0,8 1,65 2,5 0,11 0,059 0,0000587 2,5 0,0025 0,00000491 11,951 7,280 0,8 1,65 2,5 0,11 0,059 0,0000587 3 0,003 0,00000707 8,300 3,511 0,8 1,65 2,5 0,11 0,059 0,0000587 3,5 0,0035 0,00000962 6,098 1,895 0,8 1,65 2,5 0,11 0,059 0,0000587 4 0,004 0,00001257 4,669 1,111 0,8 1,65 2,5 0,11 0,059 0,0000587 4,5 0,0045 0,00001590 3,689 0,694 0,8 1,65 2,5 0,11 0,059 0,0000587 5 0,005 0,00001963 2,988 0,455 0,8 1,65 2,5 0,11 0,059 0,0000587 5,5 0,0055 0,00002376 2,469 0,311 0,9 1,65 2,5 0,11 0,066 0,0000660 1 0,001 0,00000079 84,034 359,923 0,9 1,65 2,5 0,11 0,066 0,0000660 1,5 0,0015 0,00000177 37,348 71,096 0,9 1,65 2,5 0,11 0,066 0,0000660 2 0,002 0,00000314 21,008 22,495 0,9 1,65 2,5 0,11 0,066 0,0000660 2,5 0,0025 0,00000491 13,445 9,214 0,9 1,65 2,5 0,11 0,066 0,0000660 3 0,003 0,00000707 9,337 4,443 0,9 1,65 2,5 0,11 0,066 0,0000660 3,5 0,0035 0,00000962 6,860 2,398 0,9 1,65 2,5 0,11 0,066 0,0000660 4 0,004 0,00001257 5,252 1,406 0,9 1,65 2,5 0,11 0,066 0,0000660 4,5 0,0045 0,00001590 4,150 0,878 0,9 1,65 2,5 0,11 0,066 0,0000660 5 0,005 0,00001963 3,361 0,576 0,9 1,65 2,5 0,11 0,066 0,0000660 5,5 0,0055 0,00002376 2,778 0,393 1 1,65 2,5 0,11 0,073 0,0000733 1 0,001 0,00000079 93,371 444,349 1 1,65 2,5 0,11 0,073 0,0000733 1,5 0,0015 0,00000177 41,498 87,773 1 1,65 2,5 0,11 0,073 0,0000733 2 0,002 0,00000314 23,343 27,772 1 1,65 2,5 0,11 0,073 0,0000733 2,5 0,0025 0,00000491 14,939 11,375 1 1,65 2,5 0,11 0,073 0,0000733 3 0,003 0,00000707 10,375 5,486 1 1,65 2,5 0,11 0,073 0,0000733 3,5 0,0035 0,00000962 7,622 2,961 1 1,65 2,5 0,11 0,073 0,0000733 4 0,004 0,00001257 5,836 1,736 1 1,65 2,5 0,11 0,073 0,0000733 4,5 0,0045 0,00001590 4,611 1,084 1 1,65 2,5 0,11 0,073 0,0000733 5 0,005 0,00001963 3,735 0,711 1 1,65 2,5 0,11 0,073 0,0000733 5,5 0,0055 0,00002376 3,087 0,486

1,1 1,65 2,5 0,11 0,081 0,0000807 1 0,001 0,00000079 102,708 537,662 1,1 1,65 2,5 0,11 0,081 0,0000807 1,5 0,0015 0,00000177 45,648 106,205 1,1 1,65 2,5 0,11 0,081 0,0000807 2 0,002 0,00000314 25,677 33,604 1,1 1,65 2,5 0,11 0,081 0,0000807 2,5 0,0025 0,00000491 16,433 13,764 1,1 1,65 2,5 0,11 0,081 0,0000807 3 0,003 0,00000707 11,412 6,638 1,1 1,65 2,5 0,11 0,081 0,0000807 3,5 0,0035 0,00000962 8,384 3,583 1,1 1,65 2,5 0,11 0,081 0,0000807 4 0,004 0,00001257 6,419 2,100 1,1 1,65 2,5 0,11 0,081 0,0000807 4,5 0,0045 0,00001590 5,072 1,311 1,1 1,65 2,5 0,11 0,081 0,0000807 5 0,005 0,00001963 4,108 0,860 1,1 1,65 2,5 0,11 0,081 0,0000807 5,5 0,0055 0,00002376 3,395 0,588 1,2 1,65 2,5 0,11 0,088 0,0000880 1 0,001 0,00000079 112,045 639,862 1,2 1,65 2,5 0,11 0,088 0,0000880 1,5 0,0015 0,00000177 49,798 126,393 1,2 1,65 2,5 0,11 0,088 0,0000880 2 0,002 0,00000314 28,011 39,991 1,2 1,65 2,5 0,11 0,088 0,0000880 2,5 0,0025 0,00000491 17,927 16,380 1,2 1,65 2,5 0,11 0,088 0,0000880 3 0,003 0,00000707 12,449 7,900 1,2 1,65 2,5 0,11 0,088 0,0000880 3,5 0,0035 0,00000962 9,147 4,264 1,2 1,65 2,5 0,11 0,088 0,0000880 4 0,004 0,00001257 7,003 2,499 1,2 1,65 2,5 0,11 0,088 0,0000880 4,5 0,0045 0,00001590 5,533 1,560 1,2 1,65 2,5 0,11 0,088 0,0000880 5 0,005 0,00001963 4,482 1,024 1,2 1,65 2,5 0,11 0,088 0,0000880 5,5 0,0055 0,00002376 3,704 0,699 1,3 1,65 2,5 0,11 0,095 0,0000953 1 0,001 0,00000079 121,382 750,950 1,3 1,65 2,5 0,11 0,095 0,0000953 1,5 0,0015 0,00000177 53,948 148,336 1,3 1,65 2,5 0,11 0,095 0,0000953 2 0,002 0,00000314 30,346 46,934 1,3 1,65 2,5 0,11 0,095 0,0000953 2,5 0,0025 0,00000491 19,421 19,224 1,3 1,65 2,5 0,11 0,095 0,0000953 3 0,003 0,00000707 13,487 9,271 1,3 1,65 2,5 0,11 0,095 0,0000953 3,5 0,0035 0,00000962 9,909 5,004 1,3 1,65 2,5 0,11 0,095 0,0000953 4 0,004 0,00001257 7,586 2,933 1,3 1,65 2,5 0,11 0,095 0,0000953 4,5 0,0045 0,00001590 5,994 1,831 1,3 1,65 2,5 0,11 0,095 0,0000953 5 0,005 0,00001963 4,855 1,202 1,3 1,65 2,5 0,11 0,095 0,0000953 5,5 0,0055 0,00002376 4,013 0,821




Vzu in l/s hzu in m hab in m eta Vab in l/s Vab in m³/s d in mm d in m A in m² v in m/s H in m

1,4 1,65 2,5 0,11 0,103 0,0001027 1 0,001 0,00000079 130,719 870,924 1,4 1,65 2,5 0,11 0,103 0,0001027 1,5 0,0015 0,00000177 58,097 172,034 1,4 1,65 2,5 0,11 0,103 0,0001027 2 0,002 0,00000314 32,680 54,433 1,4 1,65 2,5 0,11 0,103 0,0001027 2,5 0,0025 0,00000491 20,915 22,296 1,4 1,65 2,5 0,11 0,103 0,0001027 3 0,003 0,00000707 14,524 10,752 1,4 1,65 2,5 0,11 0,103 0,0001027 3,5 0,0035 0,00000962 10,671 5,804 1,4 1,65 2,5 0,11 0,103 0,0001027 4 0,004 0,00001257 8,170 3,402 1,4 1,65 2,5 0,11 0,103 0,0001027 4,5 0,0045 0,00001590 6,455 2,124 1,4 1,65 2,5 0,11 0,103 0,0001027 5 0,005 0,00001963 5,229 1,393 1,4 1,65 2,5 0,11 0,103 0,0001027 5,5 0,0055 0,00002376 4,321 0,952 1,5 1,65 2,5 0,11 0,110 0,0001100 1 0,001 0,00000079 140,056 999,785 1,5 1,65 2,5 0,11 0,110 0,0001100 1,5 0,0015 0,00000177 62,247 197,488 1,5 1,65 2,5 0,11 0,110 0,0001100 2 0,002 0,00000314 35,014 62,487 1,5 1,65 2,5 0,11 0,110 0,0001100 2,5 0,0025 0,00000491 22,409 25,594 1,5 1,65 2,5 0,11 0,110 0,0001100 3 0,003 0,00000707 15,562 12,343 1,5 1,65 2,5 0,11 0,110 0,0001100 3,5 0,0035 0,00000962 11,433 6,662 1,5 1,65 2,5 0,11 0,110 0,0001100 4 0,004 0,00001257 8,754 3,905 1,5 1,65 2,5 0,11 0,110 0,0001100 4,5 0,0045 0,00001590 6,916 2,438 1,5 1,65 2,5 0,11 0,110 0,0001100 5 0,005 0,00001963 5,602 1,600 1,5 1,65 2,5 0,11 0,110 0,0001100 5,5 0,0055 0,00002376 4,630 1,093 1,6 1,65 2,5 0,11 0,117 0,0001173 1 0,001 0,00000079 149,393 1137,533 1,6 1,65 2,5 0,11 0,117 0,0001173 1,5 0,0015 0,00000177 66,397 224,698 1,6 1,65 2,5 0,11 0,117 0,0001173 2 0,002 0,00000314 37,348 71,096 1,6 1,65 2,5 0,11 0,117 0,0001173 2,5 0,0025 0,00000491 23,903 29,121 1,6 1,65 2,5 0,11 0,117 0,0001173 3 0,003 0,00000707 16,599 14,044 1,6 1,65 2,5 0,11 0,117 0,0001173 3,5 0,0035 0,00000962 12,195 7,580 1,6 1,65 2,5 0,11 0,117 0,0001173 4 0,004 0,00001257 9,337 4,443 1,6 1,65 2,5 0,11 0,117 0,0001173 4,5 0,0045 0,00001590 7,377 2,774 1,6 1,65 2,5 0,11 0,117 0,0001173 5 0,005 0,00001963 5,976 1,820 1,6 1,65 2,5 0,11 0,117 0,0001173 5,5 0,0055 0,00002376 4,939 1,243 1,7 1,65 2,5 0,11 0,125 0,0001247 1 0,001 0,00000079 158,731 1284,168 1,7 1,65 2,5 0,11 0,125 0,0001247 1,5 0,0015 0,00000177 70,547 253,663 1,7 1,65 2,5 0,11 0,125 0,0001247 2 0,002 0,00000314 39,683 80,261 1,7 1,65 2,5 0,11 0,125 0,0001247 2,5 0,0025 0,00000491 25,397 32,875 1,7 1,65 2,5 0,11 0,125 0,0001247 3 0,003 0,00000707 17,637 15,854 1,7 1,65 2,5 0,11 0,125 0,0001247 3,5 0,0035 0,00000962 12,958 8,558 1,7 1,65 2,5 0,11 0,125 0,0001247 4 0,004 0,00001257 9,921 5,016 1,7 1,65 2,5 0,11 0,125 0,0001247 4,5 0,0045 0,00001590 7,839 3,132 1,7 1,65 2,5 0,11 0,125 0,0001247 5 0,005 0,00001963 6,349 2,055 1,7 1,65 2,5 0,11 0,125 0,0001247 5,5 0,0055 0,00002376 5,247 1,403 1,8 1,65 2,5 0,11 0,132 0,0001320 1 0,001 0,00000079 168,068 1439,690 1,8 1,65 2,5 0,11 0,132 0,0001320 1,5 0,0015 0,00000177 74,697 284,383 1,8 1,65 2,5 0,11 0,132 0,0001320 2 0,002 0,00000314 42,017 89,981 1,8 1,65 2,5 0,11 0,132 0,0001320 2,5 0,0025 0,00000491 26,891 36,856 1,8 1,65 2,5 0,11 0,132 0,0001320 3 0,003 0,00000707 18,674 17,774 1,8 1,65 2,5 0,11 0,132 0,0001320 3,5 0,0035 0,00000962 13,720 9,594 1,8 1,65 2,5 0,11 0,132 0,0001320 4 0,004 0,00001257 10,504 5,624 1,8 1,65 2,5 0,11 0,132 0,0001320 4,5 0,0045 0,00001590 8,300 3,511 1,8 1,65 2,5 0,11 0,132 0,0001320 5 0,005 0,00001963 6,723 2,304 1,8 1,65 2,5 0,11 0,132 0,0001320 5,5 0,0055 0,00002376 5,556 1,573 1,9 1,65 2,5 0,11 0,139 0,0001393 1 0,001 0,00000079 177,405 1604,099 1,9 1,65 2,5 0,11 0,139 0,0001393 1,5 0,0015 0,00000177 78,847 316,859 1,9 1,65 2,5 0,11 0,139 0,0001393 2 0,002 0,00000314 44,351 100,256 1,9 1,65 2,5 0,11 0,139 0,0001393 2,5 0,0025 0,00000491 28,385 41,065 1,9 1,65 2,5 0,11 0,139 0,0001393 3 0,003 0,00000707 19,712 19,804 1,9 1,65 2,5 0,11 0,139 0,0001393 3,5 0,0035 0,00000962 14,482 10,690 1,9 1,65 2,5 0,11 0,139 0,0001393 4 0,004 0,00001257 11,088 6,266 1,9 1,65 2,5 0,11 0,139 0,0001393 4,5 0,0045 0,00001590 8,761 3,912 1,9 1,65 2,5 0,11 0,139 0,0001393 5 0,005 0,00001963 7,096 2,567 1,9 1,65 2,5 0,11 0,139 0,0001393 5,5 0,0055 0,00002376 5,865 1,753 2 1,65 2,5 0,11 0,147 0,0001467 1 0,001 0,00000079 186,742 1777,396 2 1,65 2,5 0,11 0,147 0,0001467 1,5 0,0015 0,00000177 82,996 351,090 2 1,65 2,5 0,11 0,147 0,0001467 2 0,002 0,00000314 46,685 111,087 2 1,65 2,5 0,11 0,147 0,0001467 2,5 0,0025 0,00000491 29,879 45,501 2 1,65 2,5 0,11 0,147 0,0001467 3 0,003 0,00000707 20,749 21,943 2 1,65 2,5 0,11 0,147 0,0001467 3,5 0,0035 0,00000962 15,244 11,844 2 1,65 2,5 0,11 0,147 0,0001467 4 0,004 0,00001257 11,671 6,943 2 1,65 2,5 0,11 0,147 0,0001467 4,5 0,0045 0,00001590 9,222 4,334 2 1,65 2,5 0,11 0,147 0,0001467 5 0,005 0,00001963 7,470 2,844 2 1,65 2,5 0,11 0,147 0,0001467 5,5 0,0055 0,00002376 6,173 1,942




Auswertungstabelle für die Auslegung des Springbrunnens mit zeitgetaktetem Ventil

pab in bar pges in bar Vab in l Vneu in l i K1 0,01833 9,6 0

0,165 0,165 0,111 9,599 1 K2 3,12203 0,165 0,330 0,111 9,598 2 0,165 0,495 0,111 9,597 3 t 0,00808 0,165 0,660 0,111 9,596 4 0,165 0,825 0,111 9,596 5 0,165 0,990 0,111 9,595 6 0,165 1,155 0,111 9,594 7 0,165 1,321 0,111 9,593 8 0,165 1,486 0,111 9,592 9 0,165 1,651 0,111 9,591 10 0,165 1,816 0,111 9,590 11 0,165 1,981 0,111 9,589 12 0,165 2,147 0,111 9,588 13 0,165 2,312 0,111 9,587 14 0,165 2,477 0,111 9,587 15 0,165 2,642 0,111 9,586 16 0,165 2,808 0,111 9,585 17 0,165 2,973 0,111 9,584 18 0,165 3,138 0,111 9,583 19 0,165 3,304 0,111 9,582 20 0,165 3,469 0,111 9,581 21 0,165 3,635 0,111 9,580 22 0,165 3,800 0,111 9,579 23 0,165 3,966 0,111 9,578 24 0,165 4,131 0,111 9,578 25 0,166 4,297 0,111 9,577 26 0,166 4,462 0,111 9,576 27 0,166 4,628 0,111 9,575 28 0,166 4,793 0,111 9,574 29 0,166 4,959 0,111 9,573 30 0,166 5,124 0,111 9,572 31 0,166 5,290 0,111 9,571 32 0,166 5,456 0,111 9,570 33 0,166 5,621 0,111 9,570 34 0,166 5,787 0,111 9,569 35 0,166 5,953 0,111 9,568 36 0,166 6,118 0,111 9,567 37 0,166 6,284 0,111 9,566 38 0,166 6,450 0,111 9,565 39 0,166 6,616 0,111 9,564 40 0,166 6,781 0,111 9,563 41 0,166 6,947 0,111 9,562 42 0,166 7,113 0,111 9,561 43 0,166 7,279 0,111 9,561 44 0,166 7,445 0,111 9,560 45 0,166 7,611 0,111 9,559 46 0,166 7,777 0,110 9,558 47 0,166 7,943 0,110 9,557 48 0,166 8,109 0,110 9,556 49 0,166 8,275 0,110 9,555 50 0,166 8,441 0,110 9,554 51 0,166 8,607 0,110 9,553 52 0,166 8,773 0,110 9,553 53 0,166 8,939 0,110 9,552 54 0,166 9,105 0,110 9,551 55 0,166 9,271 0,110 9,550 56 0,166 9,437 0,110 9,549 57 0,166 9,603 0,110 9,548 58 0,166 9,769 0,110 9,547 59 0,166 9,936 0,110 9,546 60




Projekttagebücher




14. Projekttagebuch Projekttagebuch Tobias Reiter

P R O J E K T T A G E B U C H von Tobias Reiter

Pos. Datum Zeit Tätigkeit Ort Zeit in h

von bis POD KB F

1 Fr 17. 9. 1999 12:00 12:30Gespräch mit AV Kittl, Telefonkontakt

mit GROHAG (Ing. Pils) S 0,5

2 Mo 20. 9. 1999 8:00 9:00 Supplierung durch AV Kittl,

Vorgehensweise beim Projekt besprechen

S 1,0

3 Mo 20. 9. 1999 10:00 12:00Termin bei der Firma GROHAG,

wichtige Fakten sammeln S 2,0

4 Do 23. 9. 1999 8:00 12:30Besprechung mit Prof. Palir, Skizze des

Hydraulischen Widders anfertigen S 4,5


Leistungsabschätzung für den Widder S 1,0

6 Do 30. 9. 1999 8:00 10:00Besuch im Freilichtmuseum

Großgmain, Besichtigung des Hydr. Widders

S 2,0

7 Do 30. 9. 1999 10:00 12:30Kurze Druckstoßberechnung

durchführen, Hydraulischen Widder zerlegen

S 2,5

8 Do 7. 10. 1999 8:00 9:00 Besuch bei der Firma Garvens, Produktblatt von 1969 erhalten S 1,0

9 Do 7. 10. 1999 9:00 12:30Erstellung des Pflichtenheftes und

einiger Entwürfe S 3,5

10 Mo 11. 10. 1999 12:00 14:30Termin bei der Firma GROHAG, Kostenvoranschlag, Vorgaben

festlegen S 2,5

11 Mo 11. 10. 1999 14:30 15:00Besuch in der Stadtbücherei, Erhalt

einiger Informationen S 0,5

12 Do 14. 10. 1999 8:00 12:30Bearbeitung des Pflichtenheftes und

Titelblattes, Konstruktion S 2,5 2,0

13 Do 21. 10. 1999 8:00 12:30Konstruktion des Basisblocks mit

Autocad S 4,5

14 Do 11. 11. 1999 8:00 12:30Konstruktion des Basisblocks und des

Flatterventils mit Autocad S 4,5

15 Do 18. 11. 1999 8:00 12:30Konstruktion des Stossventils mit

Autocad S 4,5

16 Do 25. 11. 1999 8:00 12:30Konstruktion des Stossventils mit

Autocad S 4,5

17 Do 2. 12. 1999 8:00 12:30Konstruktion der Einzelteile

(Flatterventil, Stoßventil) mit Autocad S 4,5

18 Do 9. 12. 1999 8:00 12:30Konstruktion und Optimierung des

Stoßventils mit Autocad S 4,5

19 Do 16. 12. 1999 8:00 12:30Konstruktion und Optimierung der

Einzelteile mit Autocad S 4,5



Summe der Arbeitsstunden: 61,5 23,5 38,0 0,0






von bis POD KB F

21 Do 13. 1. 2000 8:00 12:30Entwürfe für Konstruktion des

Hydraulischen Widders erstellen S 4,5

22 Do 20. 1. 2000 8:00 12:30Entwürfe anfertigen, Ausführliche

Projektbesprechnung mit Prof. Palir S 4,5

23 Do 27. 1. 2000 8:00 16:30Konstruktion des Stoßventils mit Autocad,

Lieferanten kontaktieren S 1,0 6,0

24 Do 3. 2. 2000 8:00 16:30 Konstruktion der Einzelteile mit Autocad S 7,0

25 Do 10. 2. 2000 8:00 16:30Einzelteilzeichnungen (Pro-E-Ausdrucke)

bemaßen und mit Autocad zeichnen S 7,5

26 Mo 14. 2. 2000 13:00 16:00Anfertigung einer Einzelteilzeichnung des

Stoßventils mit Autocad H 3,0

27 Di 15. 2. 2000 13:00 16:00Anfertigung einer Einzelteilzeichnung des

Stoßventils mit Autocad H 3,0

28 Mi 16. 2. 2000 12:00 14:00Einzelteilzeichnung des Stoßventils mit

Autocad, Organisation H 1,0 1,0

29 Mo 21. 2. 2000 13:00 14:30Besprechung der Fertigung mit einigen

Werkstättenlehrern S 1,5

30 Di 22. 2. 2000 14:00 16:00 Organisatorische Tätigkeiten H 2,0

31 Mi 23. 2. 2000 18:00 19:00 Organisatorische Tätigkeiten H 1,0

32 Do 24. 2. 2000 8:00 12:30Einzelteilzeichnungen (Autocad)

überarbeiten S 4,5

33 Fr 25. 2. 2000 13:30 17:00 Fertigung der Ventilstange H 3,5

34 Sa 26. 2. 2000 9:00 9:30 Fertigung der Ventilstange S 0,5

35 Mi 1. 3. 2000 15:00 16:00Organisatorische Tätigkeiten (Diverse

Telefonate führen) H 1,0

36 Do 2. 3. 2000 8:00 12:30 Konstruktion des Stoßventils mit Autocad S 4,5

37 Do 2. 3. 2000 14:00 16:30Fertigung (Rohr, Stössel, Kappe,

Einschweißmuffe) S 2,5

38 Fr 3. 3. 2000 15:00 15:30 Firmenkontakt, Telefonat führen H 0,5

39 So 5. 3. 2000 20:00 21:00Einzelteilzeichnungen überarbeiten

(Autocad) H 1,0

40 Mi 8. 3. 2000 12:30 13:30 Materialbeschaffung (Kunststofflager) S 1,0







von bis POD KB F

41 Do 9. 3. 2000 8:00 12:30Einzelteilzeichnungen überarbeiten (Grundblock, Stoßventil), Fertigung

S 2,0 2,5

42 Do 9. 3. 2000 14:00 16:30 Fertigung des Stoßventils S 2,5

43 Fr 10. 3. 2000 13:00 13:30 Materialbeschaffung S 0,5

44 Sa 11. 3. 2000 9:45 11:45 Fertigung des Stoßventils H 2,0

45 Mo 13. 3. 2000 13:00 15:30 Fertigungsplanung für den Grundblock S 2,5

46 Do 16. 3. 2000 8:00 12:30Fertigung des Stoßventils (Fräsen),

Dichtungen zuschneiden S 4,5



48 Mo 20. 3. 2000 13:00 15:30 Fertigungsplanung des Basisblocks S 2,5

49 Mi 22. 3. 2000 10:15 11:15Organisation (Schweißen, Vorbereitung

der Schweißnähte) S 1,0

50 Do 23. 3. 2000 8:00 12:30Fertigung (Schweißnahtvorbereitung, Dichtungen, Flatterventil, Stoßventil)

S 4,5

51 Do 23. 3. 2000 14:00 16:30Fertigung (Schweißnahtvorbereitung, Dichtungen, Flatterventil, Stoßventil) S 2,5

52 Sa 25. 3. 2000 9:00 12:00 Grundblock planfräsen (Oberseite) S 3,0

53 Mo 27. 3. 2000 8:00 11:30 Grundblock planfräsen S 3,5


55 Do 30. 3. 2000 8:00 12:30Fertigung Flatterventil, Schrauben und

Zubehör besorgen S 2,0 2,5


Zubehör besorgen S 2,5

57 Mi 5. 4. 2000 18:00 21:00 Organisation des Testlaufs H 3,0

58 Do 6. 4. 2000 16:30 17:30 Durchführung des Testlaufs S 1,0

59 Do 6. 4. 2000 18:00 20:00 Organisation des Testlaufs H 2,0

60 Fr 7. 4. 2000 10:00 11:00 Durchführung des Testlaufs S 1,0







von bis POD KB F

61 Mo 10. 4. 2000 13:00 15:30 Durchführung des Testlaufs S 2,5

62 Do 13. 4. 2000 8:00 15:00 Organisation, GROHAG, WWW in Krimml S 7,0

63 Di 18. 4. 2000 20:00 22:00Konstruktion diverser Einzelteile mit

Autocad H 2,0

64 Mi 19. 4. 2000 9:00 11:30Konstruktion diverser Einzelteile mit

Autocad H 2,5

65 Fr 21. 4. 2000 9:30 12:30Konstruktion diverser Einzelteile mit

Autocad H 3,0

66 Sa 22. 4. 2000 13:00 15:00Konstruktion diverser Einzelteile mit

Autocad H 2,0

67 Sa 22. 4. 2000 18:00 21:00Konstruktion diverser Einzelteile mit

Autocad H 3,0

68 Do 27. 4. 2000 8:00 12:30Konstruktion diverser Einzelteile mit

Autocad, Ausdrucken S 4,5

69 Do 27. 4. 2000 14:00 16:30Bericht über Beizen und Schleifen,

Projekttagebuch S 2,5

Fr 28. 4. 2000 Dokumentation des Projektes (Erstellung

und Verbesserung des S

70 bis Projektbuches), Vorbereitungen für die

Präsentation, Drucken und und 10,0

Mo 5. 6. 2000 Binden der Projektbücher, Unterlagen für

die GROHAG zusammenstellen H





Projekttagebuch Alexander Schober

P R O J E K T T A G E B U C H von Alexander Schober


von bis POD KB F

1 Do 16. 9. 1999 8:00 12:30Gespräch mit AV Kittl, Erste Entwürfe des

Hydraulischen Widders S 4,5

2 Fr 17. 9. 1999 12:00 12:30Gespräch mit AV Kittl, Telefonkontakt mit

GROHAG (Ing. Pils) S 0,5


Vorgehensweise beim Projekt besprechen S 1,0





6 Do 30. 9. 1999 8:00 10:00Besuch im Freilichtmuseum Großgmain,

Besichtigung des Hydr. Widders S 2,0

7 Do 30. 9. 1999 10:00 12:30Kurze Druckstoßberechnung durchführen,

Hydraulischen Widder zerlegen S 2,5

8 Do 7. 10. 1999 8:00 9:00 Das Windkesselvolumen mittels Befüllung

bestimmen S 1,0

9 Do 7. 10. 1999 9:00 12:30Erstellung des Pflichtenheftes und einiger

Entwürfe S 3,5


Kostenvoranschlag, Vorgaben festlegen S 2,5

11 Mo 11. 10. 1999 14:30 15:00Besuch in der Stadtbücherei, Erhalt einiger

Informationen S 0,5



13 Di 19. 10. 1999 12:00 12:30Besprechung mit AV Kittl bezüglich des

Kostenvoranschlages S 0,5

14 Do 21. 10. 1999 8:00 12:30Bearbeitung Pflichtenheft,

Kostenvoranschlag und Vokabelliste S 4,5

15 Sa 30. 10. 1999 10:00 12:00Vervollständigung der Vokabelliste und

des Pflichtenheftes H 2,0

16 Do 4. 11. 1999 8:00 12:30Vervollständigung des Pflichtenheftes und

des Kostenvoranschlages S 4,5

17 So 7. 11. 1999 10:00 11:00 Ergänzung des Pflichtenheftes H 1,0

18 Do 11. 11. 1999 8:00 12:30Ergänzung der Vokabelliste und Erstellung

des Projekttagebuches S 4,5

19 Do 18. 11. 1999 8:00 12:30Technische Berechnung beginnen,

Projekttagebuch, Vokabelliste S 4,5

20 Sa 20. 11. 1999 10:00 11:00Vokabelliste durch weitere Vokabeln

ergänzen H 1,0







von bis POD KB F

21 Do 25. 11. 1999 8:00 12:30Text für Maschinenbauzeitung,

Besprechung mit Prof. Palir über Berechnung

S 4,5

22 Di 30. 11. 1999 16:00 16:30Erlernen der Grundlagen der Berechnung

einer instationären Strömung H 0,5

23 Do 2. 12. 1999 8:00 12:30Technische Berechnung

(Charakteristikenverfahren), Visual Basic 5.0

S 4,5

24 Mi 8. 12. 1999 13:00 14:00Einarbeitung in das Programm

Visual Basic 5.0 H 1,0

25 Do 9. 12. 1999 8:00 12:30Vokabelliste ergänzen und überarbeiten,

Text für M-Zeitung kontrollieren S 4,5

26 Di 14. 12. 1999 16:00 16:30Erlernen der Grundlagen zu

Visual Basic 5.0 H 0,5

27 Do 16. 12. 1999 8:00 12:30Erlernen der Grundlagen zu

Visual Basic 5.0 S 4,5

28 Do 23. 12. 1999 8:00 12:30Visual Basic, Pflichtenheft erneuern,

Vokabelliste vervollständigen S 2,5 2,0

29 Do 13. 1. 2000 8:00 12:30Vervollständigung von Text für M-Zeitung

und Vokabelliste, Konstruktion S 2,0 2,5

30 Mo 17. 1. 2000 13:00 15:00Lieferfirmen im Internet suchen, Auskünfte

über Material einholen S 2,0

31 Mo 17. 1. 2000 15:30 17:30Berechnungen durchführen, Abschätzen

des maximalen Drucks S 2,0


Projektbesprechung mit Prof. Palir S 4,5

33 Do 27. 1. 2000 8:00 16:30Projekttagebuch vervollständigen,

Überschlägige Berechnungen durchführen S 2,0 5,0

34 So 30. 1. 2000 16:00 18:00Vokabelliste vervollständigen,

Berechnungen durchführen, Mappe ordnen H 1,0 1,0

35 Do 3. 2. 2000 8:00 16:30Rücksprache mit Werkstätte, Pflichtenheft,

Berechnung Wasserstrahl S 5,0 2,0

36 So 6. 2. 2000 15:00 16:00 Stückliste schreiben, Bestellung erstellen H 1,0

37 Di 8. 2. 2000 15:00 16:00Auskünfte bezüglich Materialverfügbarkeit

bei Firma Avesta einholen H 1,0

38 Mi 9. 2. 2000 15:00 16:00Auskünfte bezüglich Materialverfügbarkeit

bei Firma Bogner einholen H 1,0

39 Do 10. 2. 2000 8:00 16:30Gespräch mit Prof. Langwieser, Auskünfte

einholen, Stückliste, Zeichnungen S 5,0 2,5

40 Mo 14. 2. 2000 9:00 10:00 Bestellung (Firma Avesta) aufgeben H 1,0







von bis POD KB F

41 Mo 14. 2. 2000 11:30 12:00Telefongespräche mit Hr. Pils und

Hr. Haubner (Schauglas?) H 0,5

42 Sa 19. 2. 2000 14:00 15:30Anfertigung der Schweißzeichnung Flansch-Rohr-Kappe mit Autocad H 1,5

43 So 20. 2. 2000 14:00 16:00Unterlagen überarbeiten, Berechnungen

durchführen H 1,0 1,0



45 Mi 23. 2. 2000 20:00 20:30 Projekttagebuch überarbeiten H 0,5

46 Do 24. 2. 2000 8:00 12:30Pflichtenheft ergänzen, Genehmigung und

Vokabelliste bearbeiten S 4,5

47 Sa 26. 2. 2000 14:00 16:00Berechnung Schweißnähte, Erstellung des

Projektbuches H 1,0 1,0

48 So 27. 2. 2000 14:00 16:00Zusammenfassung des Projektes schreiben, Projektbuch bearbeiten H 2,0

49 Di 29. 2. 2000 21:00 22:00Stückliste überarbeiten, Zusammenfassung

kontrollieren, Projektbuch H 1,0

50 Do 2. 3. 2000 8:00 12:30Projekttagebuch, Vokabelliste, Stückliste,

Projektbuch, Balkendiagramm S 5,0

51 Do 2. 3. 2000 14:00 16:30Projektbuch bearbeiten, Organisatorische

Tätigkeiten S 2,5

52 So 5. 3. 2000 18:00 19:00Dateien überarbeiten (Vokabelliste, Schweißzeichnung Druckkessel)

H 0,5 0,5

53 Mi 8. 3. 2000 20:30 22:00 Kosten bei den einzelnen Firmen auflisten H 1,5

54 Do 9. 3. 2000 8:00 13:00Pflichtenheft, Zusammenfassung, Kosten,

Projektbuch, Projekttagebuch S 5,0

55 Do 9. 3. 2000 14:00 16:30Bearbeitung des Pflichtenheftes und des

Projektbuches S 2,5

56 Sa 11. 3. 2000 15:00 17:00 Bearbeitung des Projektbuches H 2,0

57 Mo 13. 3. 2000 13:00 15:30 Fertigungsplanung für den Grundblock S 2,5

58 Do 16. 3. 2000 8:00 13:30Kostenschema erstellen, Kalkulation,

Auslegung des Springbrunnens S 3,0 2,5

59 Do 16. 3. 2000 14:00 16:30Kalkulation des Projektes, Auslegung des

Springbrunnens S 1,0 1,5

60 So 19. 3. 2000 14:00 16:00Kalkulation des Projektes, Auslegung des

Springbrunnens, Projektbuch H 1,0 1,0







von bis POD KB F


62 Di 21. 3. 2000 16:00 16:30Telefonat mit Hr. Haubner (Auslegung des

Springbrunnens) H 0,5

63 Mi 22. 3. 2000 21:00 22:00Überarbeitung diverser Dateien

(Projektbuch, Kalkulation) H 0,5 0,5

64 Do 23. 3. 2000 8:00 13:00Pflichtenheft fertigstellen, Kalkulation,

Fertigungsplanung Grundblock S 5,0

65 Do 23. 3. 2000 14:00 16:30Kalkulation des Projektes,

Fertigungsplanung Grundblock S 2,5

66 Do 23. 3. 2000 20:30 23:30Zusammenstellung eines Schreibens an die

GROHAG H 3,0

67 So 26. 3. 2000 16:30 17:30Projektbuch bearbeiten, CNC-Programm

Grundblock vorbereiten H 1,0

68 Mo 27. 3. 2000 13:00 15:30CNC-Programm Grundblock

(Vorbereitungen) S 2,5

69 Di 28. 3. 2000 15:30 16:30Vorbereitungen für das CNC-Programm

Grundblock H 1,0

70 Mi 29. 3. 2000 15:00 17:00CNC-Fräsmaschine für die Fertigung

vorbereiten H 2,0

71 Do 30. 3. 2000 8:00 13:30Fertigung Grundblock vorbereiten und

beginnen, Werkzeuge einmessen S 1,0 4,5

72 Do 30. 3. 2000 14:00 16:30Fertigung Grundblock, Werkzeuge

einmessen S 2,5

73 Fr 31. 3. 2000 13:30 15:00Zweiten Teil der Fertigung des Grundblocks

vorbereiten S 2,5

74 Sa 1. 4. 2000 8:00 9:00 Vorbereitungen zum Schweißen des

Stoßventils treffen S 1,0

75 So 2. 4. 2000 15:30 17:00Projekttagebuch überarbeiten,

Berechnungen durchführen H 1,0 1,5

76 Mo 3. 4. 2000 13:00 15:30 Abschluss der Fertigung des Grundblocks S 2,5

77 Di 4. 4. 2000 16:00 16:30CNC-Programm Grundblock für das

Projektbuch überarbeiten H 0,5

78 Do 6. 4. 2000 8:00 13:00Testlauf des Hydraulischen Widders

vorbereiten und durchführen S 5,0

79 Do 6. 4. 2000 14:00 16:30Testlauf des Hydraulischen Widders

vorbereiten und durchführen S 2,5

80 So 9. 4. 2000 17:30 20:00Projekttagebücher überarbeiten (vier einzelne Projekttagebücher erstellen)

H 2,5







von bis POD KB F

81 Mo 10. 4. 2000 13:00 15:30Wirkungsgradbestimmung, diverse kleine

Verbesserungen durchführen S 2,5

82 Mi 12. 4. 2000 11:00 12:30Vorbereitungen für den Besuch in der

WWW treffen, Widder reinigen S 1,5

83 Do 13. 4. 2000 8:00 16:30Besuch der WWW in Krimml, Besichtigung

der WWW, Besprechung S 8,5

84 Di 18. 4. 2000 12:30 15:00Kurzz. in E, Pflichtenheft, Testlauf,

Montage, Balkendiagramm, Projekttagebuch

H 2,5

85 Mi 19. 4. 2000 13:00 15:30Schweißz. Druckkessel, Einzelteilz.,

Fertigung Grundblock, Text für GROHAG H 1,5 1,0

86 Do 20. 4. 2000 13:00 15:30Verlauf des Projektes, Verschiedene

Entwürfe für die Konstruktion, Berechnung H 2,5

87 Fr 21. 4. 2000 11:00 14:30Berechnung, Verlauf des Projektes,

Kalkulation (Word) H 3,5

88 Sa 22. 4. 2000 14:30 16:30Einzelteilzeichnungen (Bemaßung),

Pflichtenheft, Text für WasserWunderWelt H 1,0 1,0

89 So 23. 4. 2000 12:00 14:00Projektbuch bearbeiten (Stückliste,

Kalkulation (Excel)) H 2,0

90 Mo 24. 4. 2000 13:00 14:00Projektbuch bearbeiten (Kalkulation (Excel)

und Kommentar zum Projekt) H 1,0

91 Di 25. 4. 2000 11:00 12:00Diverse Dateien kontrollieren und allenfalls

verbessern H 1,0

92 Mi 26. 4. 2000 13:30 15:30Diverse Dateien kontrollieren und allenfalls

verbessern S 2,0

93 Mi 26. 4. 2000 16:00 17:00Diverse Dateien kontrollieren und allenfalls

verbessern H 1,0

94 Do 27. 4. 2000 8:00 13:00Dokumentation (Projektbuch)

zusammenstellen und verbessern S 5,0

95 Do 27. 4. 2000 13:30 16:30Dokumentation (Projektbuch)

zusammenstellen und verbessern S 3,0

96 Fr 28. 4. 2000 12:00 14:00Projekttagebücher überarbeiten, Kalkulation

der Fertigungskosten S 2,0

97 Mo 1. 5. 2000 13:00 15:30Projekttagebücher überarbeiten, Kalkulation

der Fertigungskosten H 2,5

98 Di 2. 5. 2000 15:00 16:00Zusammenfassung des Projektes (Deutsch

und Englisch) überarbeiten H 1,0

99 Mi 3. 5. 2000 16:30 17:30Diverse Dateien für die Dokumentation

überarbeiten H 1,0

Mo 4. 5. 2000 Dokumentation des Projektes (Erstellung










Projekttagebuch Simon-Alexander Zerawa

P R O J E K T T A G E B U C H von Simon-Alexander Zerawa


von bis POD KB F







4 Mo 20. 9. 1999 10:00 12:00Termin bei der Firma GROHAG, wichtige

Fakten sammeln S 2,0





7 Di 28. 9. 1999 8:00 9:00 Eine e-mail-Adresse erstellen ([email protected])

S 0,5



9 Do 30. 9. 1999 10:00 12:30kurze Druckstoßberechnung durchführen,


10 Mo 4. 10. 1999 13:00 13:30Mit FL Diemling die Fertigung des

Basisblocks besprechen S 0,5

11 Do 7. 10. 1999 8:00 9:00 Besuch bei der Firma Garvens, Produktblatt von 1969 erhalten

S 1,0


Entwürfe S 3,5




Informationen S 0,5





17 Do 21. 10. 1999 8:00 12:30Erstellen einer Pro-E-Zeichnung des

Basisblocks S 4,5

18 Do 4. 11. 1999 8:00 12:30Bearbeitung der Pro-E-Zeichnung des

Basisblocks S 4,5


Basisblocks S 4,5

20 Do 18. 11. 1999 8:00 12:30 Pro-E-Zeichnung des Stossventils erstellen S 4,5







von bis POD KB F

21 Do 25. 11. 1999 8:00 12:30Pro-E-Zeichnung des Stossventils

fertigstellen S 4,5

22 Do 2. 12. 1999 8:00 12:30Konstruktion von Flatterventil, Stoßventil,

ZSZ mit Pro-E S 4,5

23 Sa 4. 12. 1999 10:00 10:30Gespräch mit

AV Kittl bezüglich Projektkosten

S 0,5

24 Do 9. 12. 1999 8:00 12:30Pro-E-Zeichnungen der Einzelteile und

ZSZ überarbeiten S 4,5


Einzelteile mit Pro-E S 4,5

26 Do 23. 12. 1999 8:00 12:30Erstellung und Optimierung der

Zusammenstellungszeichnung mit Pro-E S 4,5

27 Do 13. 1. 2000 8:00 12:30Entwürfe für Konstuktion des




29 Mo 24. 1. 2000 19:00 20:00Pro-E-Zeichnungen der Einzelteile und

ZSZ abändern H 1,0

30 Di 25. 1. 2000 15:00 16:00Pro-E-Zeichnungen der Einzelteile und

ZSZ abändern H 2,0

31 Do 27. 1. 2000 8:00 16:30Pro-E-Zeichnungen nach neuen Erkenntnissen umkonstruieren

S 7,0

32 Do 3. 2. 2000 8:00 16:30Konstruktion der Einzelteile und Erstellung

der ZSZ mit Pro-E S 7,0

33 Sa 5. 2. 2000 14:00 15:00Konstruktion der Einzelteile und Erstellung

der ZSZ mit Pro-E H 1,0

34 So 6. 2. 2000 14:00 15:00Konstruktion der Einzelteile und Erstellung


35 Mo 7. 2. 2000 19:00 20:00Konstruktion der Einzelteile und Erstellung


36 Di 8. 2. 2000 15:00 16:00Konstruktion der Einzelteile und Erstellung


37 Mi 9. 2. 2000 15:00 16:30Organistatorische Tätigkeiten, diverse

Auskünfte einholen H 1,0


bemaßen und Pro-E zeichnen S 5,0

39 Sa 12. 2. 2000 14:00 14:30 Bestellung (Firma Avesta) schreiben H 0,5

40 Mo 14. 2. 2000 9:00 10:00 Bestellung (Firma Avesta) aufgeben H 1,0







von bis POD KB F


Flatterventils mit Autocad H 3,0

42 Di 15. 2. 2000 14:00 16:00Organistatorische Tätigkeiten, Bestellung

(Firma Adelgasser) schreiben H 2,0



44 Mo 21. 2. 2000 14:30 15:00Erkundigungen über Dichtmaterial (Firma

Habalit) einholen S 0,5

45 Mo 21. 2. 2000 18:30 20:00Organistatorische Tätigkeiten, Konstruktion

mit Pro-E H 0,5 1,0

46 Mi 23. 2. 2000 18:00 20:00Organistatorische Tätigkeiten, Konstruktion

mit Pro-E H 1,0 1,0

47 Do 24. 2. 2000 8:00 16:30Pro-E-Zeichnungen überarbeiten, Fertigung

der Ventilstange S 2,0 5,0

48 Fr 25. 2. 2000 13:30 14:30 Erkundigungen über Material einholen H 1,0

49 Mo 28. 2. 2000 13:00 16:00 Materialorganisation H 3,0

50 Di 29. 2. 2000 13:30 15:00Einkauf des Dichtungsmaterials für die

beiden Flansche H 1,5

51 Do 2. 3. 2000 8:00 12:30Material abholen (Adelgasser), Fertigung

(Kappe, Einschweißmuffe) S 1,0 3,5



53 Mo 6. 3. 2000 13:30 16:30 Fertigung des Ventiltellers S 3,0

54 Do 9. 3. 2000 8:00 12:30Grundblock überarbeiten, Auftrag (Fertigung

Grundblock), Fertigung S 2,5 2,0

55 Do 9. 3. 2000 14:00 16:30 Fertigung der Kunststoffbüchse S 2,5

56 Sa 11. 3. 2000 9:45 11:45 Fertigung des Stoßventils H 2,0

57 Mo 13. 3. 2000 13:00 15:30 Fertigung des Stoßventils S 2,5












von bis POD KB F


S 4,5

62 Do 23. 3. 2000 14:00 16:30Fertigung (Schweißnahtvorbereitung, Dichtungen, Flatterventil, Stoßventil) S 2,5


64 Mo 27. 3. 2000 13:00 15:30CNC-Programm Grundblock

(Vorbereitungen) S 2,5

65 Mi 29. 3. 2000 15:00 17:00CNC-Fräsmaschine für die Fertigung

vorbereiten H 2,0


Zubehör besorgen S 2,0 2,5


Zubehör besorgen S 2,5

68 Fr 31. 3. 2000 13:30 15:00Zweiten Teil der Fertigung des Grundblocks

vorbereiten H 1,5

69 Sa 1. 4. 2000 8:00 9:00 Vorbereitungen zum Schweißen des

Stoßventils treffen S 1,0

70 Mo 3. 4. 2000 13:00 15:30Abschluss der CNC-Fertigung des

Grundblocks S 2,5

71 Do 6. 4. 2000 8:00 13:00Gewinde des Grundblocks fertigen, Testlauf

vorbereiten S 2,0 3,0

72 Do 6. 4. 2000 14:00 16:30 Testlauf durchführen S 2,5

73 Fr 7. 4. 2000 10:00 12:00 Testlauf optimieren (höhere Steigleitung) S 2,0

74 Mo 10. 4. 2000 13:00 15:30 Wirkungsgradbestimmung, Messungen S 2,5

75 Mi 12. 4. 2000 11:00 12:30Vorbereitungen für den Besuch in der

WWW treffen S 1,5

76 Do 13. 4. 2000 8:00 16:30Besuch der WWW in Krimml, Besichtigung

des Geländes, Besprechung S 8,5

77 So 16. 4. 2000 15:00 16:00 Aktualisierung der Pro-E-Zeichnungen H 1,0

78 Mo 17. 4. 2000 20:00 22:00 Aktualisierung der Pro-E-Zeichnungen H 2,0

79 Do 20. 4. 2000 18:00 19:00 Diplomarbeit, Dokumentation H 1,0

80 Mo 24. 4. 2000 10:00 11:00 Diplomarbeit, Dokumentation H 1,0







von bis POD KB F

81 Mi 26. 4. 2000 18:00 19:30 Diplomarbeit, Dokumentation H 1,5

82 Do 27. 4. 2000 8:00 16:30 Diplomarbeit, Dokumentation S 8,0





Mo 5. 6. 2000 Binden der Projektbücher, Unterlagen für die

GROHAG zusammenstellen H





Projekttagebuch von Daniel Zöller

P R O J E K T T A G E B U C H von Daniel Zöller


von bis POD KB F













7 Do 30. 9. 1999 10:00 12:30kurze Druckstoßberechnung durchführen,


8 Mo 4. 10. 1999 13:00 13:30Mit FL Diemling die Fertigung des

Basisblocks besprechen S 0,5

9 Do 7. 10. 1999 8:00 9:00 Das Windkesselvolumen mittels Befüllung

bestimmen S 1,0


Entwürfe S 3,5




Informationen S 0,5





15 Do 21. 10. 1999 8:00 12:30 Konstruktion des Basisblocks mit Autocad S 4,5


Basisblocks S 4,5

17 Do 11. 11. 1999 8:00 12:30Konstruktion des Basisblocks und des

Flatterventils mit Autocad S 4,5

18 Do 18. 11. 1999 8:00 12:30 Konstruktion des Flatterventils mit Autocad S 4,5

19 Do 25. 11. 1999 8:00 12:30 Konstruktion des Flatterventils mit Autocad S 4,5

20 Do 2. 12. 1999 8:00 12:30Konstruktion der Einzelteile (Flatterventil,

Stoßventil) mit Autocad S 4,5







von bis POD KB F

21 Do 9. 12. 1999 8:00 12:30Konstruktion der Einzelteile, Berechnung

des Windkessels (Abmessungen) S 4,5





24 Do 13. 1. 2000 8:00 12:30Entwürfe für Konstruktion des




26 Do 27. 1. 2000 8:00 16:30Lieferanten kontaktieren, Überschlägige

Berechnungen, Entwürfe S 6,0 1,0

27 Do 3. 2. 2000 8:00 16:30Rücksprache mit Werkstätte, Konstruktion

der Einzelteile S 2,0 5,0


bemaßen S 5,0

29 Sa 12. 2. 2000 14:00 17:00Anfertigung einer Einzelteilzeichnung des

Grundblocks mit Autocad H 3,0

30 So 13. 2. 2000 14:00 16:00Anfertigung einer Einzelteilzeichnung des




32 Mo 21. 2. 2000 13:00 14:30Besprechnung der Fertigung mit einigen


33 Mo 21. 2. 2000 14:30 15:00Erkundigungen über Dichtmaterial (Firma

Habalit) einholen S 0,5

34 Do 24. 2. 2000 8:00 16:30Einzelteilzeichnungen (Autocad)

überarbeiten, Fertigung der Ventilstange S 2,0 5,0

35 Fr 25. 2. 2000 13:30 17:00 Fertigung der Ventilstange H 3,5

36 Sa 26. 2. 2000 9:00 9:30 Fertigung der Ventilstange S 0,5

37 Mo 28. 2. 2000 13:00 16:00 Materialorganisation H 3,0

38 Mo 28. 2. 2000 20:00 20:30Konstruktion des Grundblocks mit

Bohrungen (Firma Berger Mondsee) H 0,5

39 Di 29. 2. 2000 13:30 15:00Einkauf des Dichtungsmaterials für die

beiden Flansche H 1,5

40 Mi 1. 3. 2000 19:00 21:00Konstruktion des Grundblocks mit Bohrung

(Firma Berger Mondsee) H 2,0







von bis POD KB F

41 Do 2. 3. 2000 8:00 12:30Material abholen (Adelgasser), Fertigung

(Kappe, Einschweißmuffe) S 1,0 3,5



43 Fr 3. 3. 2000 14:00 14:30Organisatorische Tätigkeiten

(Fertigung, Firma Berger) H 0,5

44 Mo 6. 3. 2000 13:30 16:30 Fertigung des Ventiltellers S 3,0

45 Do 9. 3. 2000 8:00 12:30Grundblock überarbeiten, Auftrag (Fertigung

Grundblock), Fertigung S 1,5 3,0

46 Do 9. 3. 2000 14:00 16:30 Fertigung des Stoßventils S 2,5

47 Mo 13. 3. 2000 13:00 15:30 Fertigung des Stoßventils S 2,5






51 Di 21. 3. 2000 15:30 16:00Organisation (Grundblock), Fotographie des

Grundblocks (unbearbeitet) H 0,5

52 Mi 22. 3. 2000 10:15 11:15Organisation (Schweißen, Vorbereitung der

Schweißnähte) S 1,0


S 4,5


S 2,5

55 Do 23. 3. 2000 17:30 18:00 Organisation Grundblock H 0,5

56 Fr 24. 3. 2000 17:00 18:00Grundblock abholen, Kontrolle durchführen

(Abmessungen) H 1,0

57 Sa 25. 3. 2000 9:00 12:00 Grundblock planfräsen (Oberseite) S 3,0


59 Di 28. 3. 2000 8:30 9:30 Basisblock planfräsen (Stirnseite) S 1,0

60 Mi 29. 3. 2000 15:00 17:00 Basisblock fräsen (Fasen 10 x 45°) H 2,0







von bis POD KB F


beginnen, Werkzeuge einmessen S 2,0 3,5


beginnen, Werkzeuge einmessen S 2,5

63 Fr. 31. 3. 2000 13:30 15:00 CNC-Fertigung Grundblock H 1,5

64 Mo 3. 4. 2000 13:00 15:30CNC-Fertigung Grundblock abschließen,

Kontrolle, Gewinde M8 fertigen S 2,5

65 Do 6. 4. 2000 8:00 12:30 Gewinde M16 und M20 fertigen S 4,5

66 Do 6. 4. 2000 14:00 16:30Gewinde M16 und M20 fertigen und

Testlauf durchführen S 2,0 0,5

67 Mo 10. 4. 2000 13:00 15:30 Testlauf durchführen S 2,5

68 Do 13. 4. 2000 8:00 15:00 Organisation, GROHAG, WWW in Krimml S 7,0

69 Fr. 14. 4. 2000 8:00 9:30 Bericht über die Druckprobe verfassen H 1,5

70 Mi 19. 4. 2000 14:00 15:30 Konstruktion des Flatterventils mit Autocad H 1,5

71 Mi 19. 4. 2000 19:00 23:30 Konstruktion des Grundblocks mit Autocad H 4,5

72 Do 27. 4. 2000 8:00 12:30Ausdrucken diverser Dokumente,

Kommentar zum Projekt S 4,5

73 Do 27. 4. 2000 14:00 16:30Ausdrucken diverser Dokumente für die

Dokumentation S 2,5











Diagramme zu den Projekttagebüchern

Stunden pro Monat / Tobias Reiter

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Septe

mber

Oktobe

r

Novembe

r

Dezembe

rJa

nuar

Febru

ar April Mai

Monat

Stu

nden

anza

hl Planung, Organisation undDokumentationKonstruktion und Berechnung

Fertigung

Vergleich Arbeitsstunden / Tobias Reiter

0

10

20

30

40

50

60

Septe

mber

Oktobe

r

Novembe

r

Dezembe

rJa

nuar

Febru

ar April

Mai

Monat

Pro

zent

Arbeiten in der SchuleHeim- oder Freizeitarbeit




Vergleich Gesamtarbeitsstunden / Tobias Reiter

49%

32%

19%

Planung, Organisation undDokumentationKonstruktion und Berechnung

Fertigung

Vergleich Gesamtarbeitsstunden / Tobias Reiter

82%

18%

Arbeitsstunden in der SchuleHeim- oder Freizeitarbeiten




Stunden pro Monat / Alexander Schober

0

10

20

30

40

50

60

Septe

mber

Oktobe

r

Novem

ber

Dezem

ber

Janu

ar

Febru

ar April

Mai

Monat

Stu

nden

anza


Fertigung

Vergleich Arbeitsstunden / Alexander Schober

0

10

20

30

40

50

60

70

Septe

mber

Oktobe

r

Novembe

r

Dezem

ber

Janu

ar

Febru

ar April

Mai

Monat

Pro

zent

Heim- oder FreizeitarbeitArbeiten in der Schule




Vergleich Gesamtarbeitsstunden / Alexander Schober

82%

15%3%


Fertigung

Vergleich Gesamtarbeitsstunden / Alexander Schober

72%

28%





Stunden pro Monat / Simon-Alexander Zerawa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Septe

mber

Oktobe

r

Novembe

r

Dezem

berJan

uar

Febru

ar April

Mai

Monat

Stu

nden

anza


Fertigung

Vergleich Arbeitsstunden / Simon-Alexander Zerawa

0

10

20

30

40

50

60

Septe

mber

Oktobe

r

Novem

ber

Dezembe

rJa

nuar

Febru

ar April

Mai

Monat

Pro

zent

Heim- oder FreizeitarbeitenArbeiten in der Schule




Vergleich Gesamtarbeitsstunden / Simon-Alexander Zerawa

52%

28%

20%


Fertigung

Vergleich Gesamtarbeitsstunden / Simon-Alexander Zerawa

80%

20%





Stunden pro Monat / Daniel Zöller

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Septe

mber

Oktobe

r

Novem

ber

Dezem

ber

Janu

ar

Febru

ar April

Mai

Monat

Stu

nden

anza


Fertigung

Vergleich Arbeitsstunden / Daniel Zöller

0

10

20

30

40

50

60

70

Septe

mber

Oktobe

r

Novem

ber

Dezembe

rJa

nuar

Febru

ar April

Mai

Monat

Pro

zent





Vergleich Gesamtarbeitsstunden / Daniel Zöller

44%

28%

28%Planung, Organisation undDokumentationKonstruktion und Berechnung

Fertigung

Vergleich Gesamtarbeitsstunden / Daniel Zöller

84%

16%





Stunden pro Monat / Gesamte Gruppe

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Septe

mber

Oktobe

r

Novembe

r

Dezem

berJan

uar

Febru

ar April

Mai

Monat

Stu

nden

anza


Fertigung

Vergleich Arbeitsstunden / Gesamte Gruppe

0

50

100

150

200

250

Septe

mber

Oktobe

r

Novem

ber

Dezembe

rJa

nuar

Febru

ar April

Mai

Monat

Pro

zent





Vergleich Gesamtarbeitsstunden / Gesamte Gruppe

58%25%

17%


Fertigung

Vergleich Gesamtarbeitsstunden / Gesamte Gruppe

79%

21%





Kalkulation




16. Kalkulation Die Kalkulation des Projektes wurde großteils mit Excel durchgeführt. Folgend sind einige Erklärungen zur Kalkulation sowie die Ermittlung der Projektgesamtkosten angeführt. Die Kalkulation umfasst zwei Tabellen, eine für die Materialgesamtkosten und eine für die Fertigungsgesamtkosten. Materialgesamtkosten Die Materialgesamtkosten umfassen die Materialkosten (Kosten für das Material) und die Materialgemeinkosten (alle Kosten, die mit dem Material in Zusammenhang stehen, diesem aber nicht direkt zugeordnet werden können, wie beispielsweise Lieferkosten, Lagerkosten und sonstige mittelbar anfallende Kosten). Die Materialgemeinkosten werden den Materialkosten prozentuell zugerechnet. Der angenommene Prozentsatz beträgt 10 %. Bei der Berechnung der Materialkosten ist zu beachten, dass die Mehrwertsteuer (MWSt) nicht veranschlagt wird. Die Mehrwertsteuer wird erst bei der Ermittlung des Bruttoverkaufspreises berücksichtigt. Die Materialkosten umfassen bei der Kalkulation die Kosten für das reine Material, den Legierungszuschlag, die Bearbeitungskosten der Lieferfirmen, die Frachtkosten, die Kosten für ein Werksattest sowie die Kosten für die Verpackung der Teile. Diese Kosten sind nicht genau aufgeschlüsselt, sondern in einer Summe dargestellt, wobei für jedes Teil des Hydraulischen Widders die Kosten extra berechnet sind. Aus der zugehörigen Tabelle können die Werte für die Materialkosten und die Materialgemeinkosten des Hydraulischen Widders entnommen werden. Materialkosten 22.877,88 ATS 1.662,60 EUR Materialgemeinkosten (10 %) 2.153,64 ATS 156,51 EUR Materialgesamtkosten 25.031,52 ATS 1.819,11 EUR Fertigungsgesamtkosten Die Berechnung der Fertigungsgesamtkosten ist etwas aufwendiger als die der Materialgesamtkosten. Die zugehörige Tabelle ist so aufgebaut, dass jedem Bauteil des Hydraulischen Widders in Abhängigkeit der Bearbeitungsstunden in der jeweiligen Werkstätte ein Kostenbetrag zugewiesen ist. Jeder Kostenstelle sind fünf Spalten zugeteilt. Eine für die Bearbeitungsstundenanzahl, eine für die Lohnkosten (angenommen mit 60 ATS/h), eine für die Lohnnebenkosten (angenommen mit 100 % der Lohnkosten), eine für die Fertigungsgemeinkosten und die letzte für die Fertigungsgesamtkosten in der jeweiligen Kostenstelle. Die Fertigungsgemeinkosten werden wieder prozentuell zu den Fertigungskosten zugerechnet. Die Fertigungskosten ergeben sich aus der Summe aus Lohnkosten und Lohnnebenkosten. Wie zuvor schon erwähnt, hängen die Fertigungsgemeinkosten von der Art der Kostenstelle ab.




Die Fertigungsgemeinkosten bestehen aus den Kosten für Werkzeuge, Kühlmittel und sonstige Hilfsstoffe der Fertigung, den Kosten für Wartung und Reparatur der eingesetzten Maschinen, den Kosten für die Arbeitsvorbereitung der einzelnen Fertigungstätigkeiten sowie allen sonstigen Kosten, die mittelbar anfallen. Folgend sind die entsprechenden Prozentsätze zur Berücksichtigung der Fertigungsgemeinkosten aufgelistet. Werkstätte / Tätigkeit Prozentsatz

Handarbeit 100 % Schweißerei 150 % Dreherei 200 % Fräserei 200 % CNC-Fräserei 300 % Aus der zugehörigen Tabelle können die Werte für die Fertigungskosten und die Fertigungsgemeinkosten des Hydraulischen Widders entnommen werden. Fertigungskosten 258.640,00 ATS 18.796,10 EUR Fertigungsgemeinkosten 150.612,00 ATS 10.945,40 EUR Fertigungsgesamtkosten 409.252,00 ATS 29.741,50 EUR Gesamtkosten des Projektes / Bruttoverkaufspreis des Hydraulischen Widders Zur Ermittlung der Gesamtkosten des Projektes, die dem Bruttoverkaufspreis des Hydraulischen Widders entsprechen, wird das Kostenschema, das auf der nächsten Seite zu sehen ist verwendet. Materialgesamtkosten 25.031,52 ATS 1.819,11 EUR Fertigungsgesamtkosten 409.252,00 ATS 29.741,50 EUR Herstellkosten 434.283,52 ATS 31.560,61 EUR Verwaltungsgemeinkosten (5 %) 21.714,18 ATS 1.578,03 EUR Vertriebsgemeinkosten (0 %) 0,00 ATS 0,00 EUR Selbstkosten 455.997,70 ATS 33.138,65 EUR Gewinn (10 %) 45.599,77 ATS 3.313,87 EUR Nettoverkaufspreis 501.597,47 ATS 36.452,51 EUR Mehrwertsteuer (20 %) 100.319,49 ATS 7.290,50 EUR Bruttoverkaufspreis 601.916,96 ATS 43.743,00 EUR Die Gesamtkosten des Projektes betragen somit 601.916,96 ATS (43.743,- EUR).




Kostenschema für die Kalkulation

Materialkosten

Materialgemeinkosten M

ater

ialg

esam

tkos

ten

Fertigungskosten

Fertigungsgemeinkosten

Fer

tigun

gsge

sam

tkos

ten

Her

stel

lkos

ten

Verwaltungsgemeinkosten

Vertriebsgemeinkosten

Sel

bstk

oste

n

Gewinn

Net

tove

rkau

fspr

eis

Mehrwertsteuer

Bru

ttove

rkau

fspr

eis




Kalkulationstabelle für die Materialgesamtkosten Bezeichnung Material MWSt Skonto MK incl. MWSt MK excl. MWSt MGK GESAMT Grundblock 7572,75 1514,55 -181,75 8905,55 7391,00 739,10 8130,10

Flansch Druckkessel 1429,35 285,87 -34,30 1680,92 1395,05 139,50 1534,55 Rohr 3615,45 723,09 -86,77 4251,77 3528,68 352,87 3881,55

Kappe 457,01 91,40 -10,97 537,44 446,04 44,60 490,65 Flansch Stoßventil 691,25 138,25 -16,59 812,91 674,66 67,47 742,13

Stoßventil 693,00 138,60 -16,63 814,97 676,37 67,64 744,00 Kunststoffbüchse 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Ventilstange 293,61 58,72 -7,05 345,29 286,56 28,66 315,22 Ventilteller 720,00 144,00 -17,28 846,72 702,72 70,27 772,99

Flatterventilhalterung 360,00 72,00 -8,64 423,36 351,36 35,14 386,50 Flatterventil 360,00 72,00 -8,64 423,36 351,36 35,14 386,50

Bolzen 293,61 58,72 -7,05 345,29 286,56 28,66 315,22 Schr. Druckkessel 421,45 84,29 -15,17 490,57 406,28 40,63 446,91

Schraube Stoßventil 112,61 22,52 -4,05 131,08 108,56 10,86 119,41 Schr. Flatterventilh. 8,66 1,73 -0,31 10,08 8,35 0,83 9,18 Schr. Flatterventil 5,43 1,09 -0,20 6,32 5,23 0,52 5,76 Mutter Grundblock 126,32 25,26 -4,55 147,04 121,77 12,18 133,95

Sicherheitsm. Ventils. 99,01 19,80 -3,56 115,25 95,45 9,54 104,99 Mutter Ventilstange 38,12 7,62 -1,37 44,37 36,75 3,67 40,42 Sch. Stoßv. Ventils. 46,94 9,39 -1,69 54,64 45,25 4,53 49,78 Scheibe Grundblock 56,58 11,32 -2,04 65,86 54,54 5,45 60,00 Sch. Flatterventilh. 3,22 0,64 -0,12 3,75 3,10 0,31 3,41

Scheibe Flatterventil 0,98 0,20 -0,04 1,14 0,94 0,09 1,04 Sicherungssch. B. g. 0,93 0,19 -0,03 1,08 0,90 0,09 0,99 Sicherungssch. B. k. 1,23 0,25 -0,04 1,43 1,19 0,12 1,30 Schraube Ventilteller 12,27 2,45 -0,44 14,28 11,83 1,18 13,01 Federring Ventilteller 2,02 0,40 -0,07 2,35 1,95 0,19 2,14 Scheibe Flatterventil 2,59 0,52 -0,09 3,01 2,50 0,25 2,75

Dichtung Druckk. 365,08 73,02 0,00 438,10 365,08 36,51 401,59 Dichtung Stoßventil 365,08 73,02 0,00 438,10 365,08 36,51 401,59 Dichtung Flattervenil 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Schweißmuffe ½" 29,00 5,80 0,00 34,80 29,00 2,90 31,90 Schweißnippel ½" 18,00 3,60 0,00 21,60 18,00 1,80 19,80 Schweißmuffe ¾" 69,00 13,80 0,00 82,80 69,00 6,90 75,90 Schweißnippel ¾" 26,00 5,20 0,00 31,20 26,00 2,60 28,60 Schweißmuffe 1" 34,00 6,80 0,00 40,80 34,00 3,40 37,40 Schweißnippel 1" 63,00 12,60 0,00 75,60 63,00 6,30 69,30 Blindpfropfen 1/2" 56,90 11,38 -20,00 48,28 36,90 3,69 40,59 Blindpfropfen 1" 108,11 21,62 -38,00 91,73 70,11 7,01 77,12 Schweißdraht 404,96 80,99 -14,58 471,37 390,38 39,04 429,42 Abdruckplatte 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Abdichtplatte 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Gewindebohrer M16 996,00 199,20 -23,90 1171,30 972,10 97,21 1069,31 Gewindebohrer M20 1426,00 285,20 -34,22 1676,98 1391,78 139,18 1530,95 Plattenzuschnitte 350,00 70,00 -8,40 411,60 341,60 34,16 375,76

Rundstahl d50 241,01 48,20 -5,78 283,43 235,23 23,52 258,75 Fächerschleifer 139,20 27,84 -5,01 162,03 134,19 13,42 147,61

Zusätzliche Kosten 1341,50 268,30 0,00 1609,80 1341,50 0,00 1341,50 S U M M E 23.457,23 4.691,45 -579,35 27.569,33 22.877,88 2.153,64 25.031,52




Kalkulationstabelle für die Fertigungsgesamtkosten (POD und KB)

Planung, Organisation, Dokumentation Konstruktion und Berechnung Bezeichnung h LK LNK FGK FK h LK LNK FGK FK Grundblock 120,0 14400 14400 11520 40320 60,0 12000 12000 12000 36000

Flansch Druckkessel 24,0 2880 2880 2304 8064 5,0 1000 1000 1000 3000 Rohr 24,0 2880 2880 2304 8064 5,0 1000 1000 1000 3000

Kappe 24,0 2880 2880 2304 8064 5,0 1000 1000 1000 3000 Flansch Stoßventil 24,0 2880 2880 2304 8064 13,5 2700 2700 2700 8100

Stoßventil 42,0 5040 5040 4032 14112 42,0 8400 8400 8400 25200 Kunststoffbüchse 17,0 2040 2040 1632 5712 5,0 1000 1000 1000 3000

Ventilstange 27,0 3240 3240 2592 9072 15,0 3000 3000 3000 9000 Ventilteller 27,0 3240 3240 2592 9072 19,0 3800 3800 3800 11400

Flatterventilhalterung 27,0 3240 3240 2592 9072 29,0 5800 5800 5800 17400 Flatterventil 27,0 3240 3240 2592 9072 29,0 5800 5800 5800 17400

Bolzen 12,0 1440 1440 1152 4032 3,0 600 600 600 1800 Schraube Druckkessel 4,0 480 480 384 1344 0,5 100 100 100 300 Schraube Stoßventil 4,0 480 480 384 1344 0,5 100 100 100 300

Schraube Flatterventilhalterung 4,0 480 480 384 1344 0,5 100 100 100 300 Schraube Flatterventil 4,0 480 480 384 1344 0,5 100 100 100 300

Mutter Grundblock 4,0 480 480 384 1344 0,0 0 0 0 0 Sicherheitsmutter Ventilstange 3,0 360 360 288 1008 0,0 0 0 0 0

Mutter Ventilstange 4,0 480 480 384 1344 0,5 100 100 100 300 Scheibe Stoßventil Ventilstange 3,0 360 360 288 1008 0,0 0 0 0 0

Scheibe Grundblock 4,0 480 480 384 1344 0,5 100 100 100 300 Scheibe Flatterventilhalterung 4,0 480 480 384 1344 0,5 100 100 100 300

Scheibe Flatterventil 4,0 480 480 384 1344 0,5 100 100 100 300 Sicherungsscheibe Bolzen groß 3,0 360 360 288 1008 0,0 0 0 0 0 Sicherungsscheibe Bolzen klein 3,0 360 360 288 1008 0,0 0 0 0 0

Schraube Ventilteller 4,0 480 480 384 1344 0,5 100 100 100 300 Federring Ventilteller 3,0 360 360 288 1008 0,0 0 0 0 0 Scheibe Flatterventil 4,0 480 480 384 1344 0,5 100 100 100 300

Dichtung Druckkessel 10,0 1200 1200 960 3360 2,0 400 400 400 1200 Dichtung Stoßventil 10,0 1200 1200 960 3360 2,0 400 400 400 1200 Dichtung Flattervenil 8,0 960 960 768 2688 2,0 400 400 400 1200 Schweißmuffe 1/2" 12,0 1440 1440 1152 4032 2,0 400 400 400 1200 Schweißnippel 1/2" 2,0 240 240 192 672 0,0 0 0 0 0 Schweißmuffe 3/4" 2,0 240 240 192 672 0,0 0 0 0 0 Schweißnippel 3/4" 2,0 240 240 192 672 0,0 0 0 0 0 Schweißmuffe 1" 2,0 240 240 192 672 0,0 0 0 0 0 Schweißnippel 1" 2,0 240 240 192 672 0,0 0 0 0 0 Blindpfropfen 1/2" 7,0 840 840 672 2352 1,0 200 200 200 600 Blindpfropfen 1" 7,0 840 840 672 2352 1,0 200 200 200 600 Schweißdraht 12,0 1440 1440 1152 4032 0,0 0 0 0 0 Abdruckplatte 6,0 720 720 576 2016 1,0 200 200 200 600 Abdichtplatte 6,0 720 720 576 2016 1,0 200 200 200 600

Gewindebohrer M16 9,0 1080 1080 864 3024 0,0 0 0 0 0 Gewindebohrer M20 9,0 1080 1080 864 3024 0,0 0 0 0 0 Plattenzuschnitte 0,0 0 0 0 0 0,0 0 0 0 0

Rundstahl d50 6,0 720 720 576 2016 0,0 0 0 0 0 Fächerschleifer 6,0 720 720 576 2016 0,0 0 0 0 0

SUMME 572,0 68.640 68.640 54.912 192.192 247,5 49.500 49.500 49.500 148.500




Kalkulationstabelle für die Fertigungsgesamtkosten (Handarbeit und Schweißerei)

Handarbeit Schweißerei Bezeichnung h LK LNK FGK FK h LK LNK FGK FK Grundblock 10,0 600 600 1200 2400 0,0 0 0 0 0
















SUMME 27,0 1.620 1.620 3.240 6.480 3,0 180 180 540 900




Kalkulationstabelle für die Fertigungsgesamtkosten (Dreherei und Fräserei)

Dreherei Fräserei Bezeichnung h LK LNK FGK FK h LK LNK FGK FK Grundblock 0,0 0 0 0 0 18,0 1080 1080 4320 6480
















SUMME 66,5 3.990 3.990 15.960 23.940 49,0 2.940 2.940 11.760 17.640




Kalkulationstabelle für die Fertigungsgesamtkosten (CNC-Fräserei und Ausw. Werkst.)

CNC-Fräserei Auswärtige Werkstätte Bezeichnung h LK LNK FGK FK h LK LNK FGK FK Grundblock 20,0 1200 1200 7200 9600 x 1250 1250 7500 10000
















SUMME 20,0 1.200 1.200 7.200 9.600 0,0 1.250 1.250 7.500 10.000




Verteilung der Gesamtkosten auf die verschiedenen Kostenstellen

Planung, Organisation undDokumentation

48%

AuswärtigeArbeiten

2%

CNC-Fräsen2%

Fräsen4%

Drehen6%

Schweißen0%

Handarbeit2%

Konstruktion undBerechnung

36%




Kommentar zur

Diplomarbeit




17. Kommentar zur Diplomarbeit Als wir gegen das Ende des zweiten Semesters des vierten Jahrganges unsere Diplomarbeit zugeteilt beziehungsweise zugesichert bekamen, waren wir noch relativ unvertraut mit der Thematik Hydraulischer Widder. Die Alternative zur Diplomarbeit war eine herkömmliche Matura in Form einer technischen Projektarbeit, die nach Ende des 5. Jahrgangs in einer Dauer von einer Woche abgehalten werden würde. Da sich die Möglichkeit einer Diplomarbeit interessant anhörte und diese über das ganze Jahr läuft, entschied sich der gesamte Jahrgang für sie. Von dort an begann der Trubel, jeder versuchte Gruppen zu bilden, da die Diplomarbeit eine Gruppenarbeit werden würde und die Arbeit im Team abläuft. Als dann die Gruppen einigermaßen gebildet waren, fing der eigentliche Stress an, die Jagd nach den Projekten. Unsere Projektgruppe hatte ziemliches Glück, denn wir bekamen ein sehr interessantes und aufregendes Projekt. Dieses Projekt wurde von AV Walter Kittl forciert und wir kamen dadurch auch gleich zu einem Sponsor. Zu Beginn des 5. Jahrganges waren die Arbeitsaufgabe und das Thema an sich relativ fremd. Im Laufe des Projektes änderte sich dies jedoch sehr schnell. Nach und nach verstanden wir die genaue Arbeitsweise eines Hydraulischen Widders. Besonders hilfreich war der historische Widder, den wir uns vom Freilichtmuseum Großgmain zur genaueren Ansicht entleihen durften. Bei der Konstruktion unseres Widders nahmen wir einige Details dieses Widders als Vorlage. Im Laufe des Projektes entwickelte sich unser eigener Widder, den wir aufgrund seines Verwendungszweckes vollständig aus Edelstahl ausführten. Der einzige Nachteil von Edelstahl ist die, im Vergleich zu Aluminium oder Messing, relativ große Dichte und damit das hohe Gesamtgewicht des ganzen Widders. Dieser Nachteil wird von den vielen Vorteilen, wie beispielsweise die optimale Witterungsbeständigkeit oder der ansprechende optische Eindruck, mehr als kompensiert. Die Abmaße übernahmen wir soweit wie möglich vom historischen Widder, der Druckkessel sollte jedoch nicht wie bei diesem in Birnenform sondern in zylindrischer Form ausfallen. Um Einblick in den Widder zu bekommen und seine Funktionsweise leichter verstehen zu können, versuchten wir den Druckkessel aus transparentem Material auszuführen. Die Endkonstruktion beinhaltete jedoch dann einen Edelstahlzylinder, da das transparente Material den ausgelegten Höchstdruck von 16 bar (bzw. 24 bar) nicht aushalten würde. Der zusätzliche Fertigungs- und Kostenaufwand sprachen auch eindeutig gegen eine solche Realisierung. Nachdem wir die endgültige Konstruktionsvariante gewählt hatten, begannen wir damit die notwendigen Materialien zu bestellen beziehungsweise Auskünfte über deren Verfügbarkeit einzuholen. Dies gestaltete sich manchmal nicht ganz nach unseren Wünschen, jedoch im Großen und Ganzen waren wir recht zufrieden mit der Verfügbarkeit und der Lieferzeit der jeweiligen Materialien.




Auch die Fertigung musste entsprechend geplant werden, da nicht jede Werkstätte täglich besetzt war oder eine andere Projektgruppe noch eine Maschine belegte. Eine weitere Hürde war die Bearbeitung des Edelstahls, da dieser sehr hart ist und die Maschinen und Werkzeuge der HTL für eine solche Bearbeitung nicht ausgelegt sind. Trotzdem konnten wir, dank der großen Hilfsbereitschaft der Werkstättenlehrer, die uns immer mit Ratschlägen und Manpower unterstützten, die Fertigung durchführen. Vor dem Testlauf in der Schule hatten wir so manchen Zweifel, ob unser Widder wie gewollt funktionieren würde. Als der Widder zusammengebaut war, waren wir auf den Testlauf gespannt. Als wir unseren Widder dann aber zum ersten Mal in Betrieb sahen, fiel uns ein Stein vom Herzen. Die ganze Arbeit, die wir über Monate in das Projekt investierten, trug ihre Früchte. Erstmals in der gesamten HTL-Ausbildung hatte man das Gefühl ein Projekt vom ersten Entwurf bis zum letzten Schliff hin zu bearbeiten. Die Diplomarbeit war sicher eine der lehrreichsten und interessantesten Abschnitte unserer Ausbildung, den keiner von uns missen möchte. Wir hoffen diese Diplomarbeit ist für Sie genauso interessant gewesen wie für uns die Planung, Konstruktion und Fertigung des Hydraulischen Widders. Die Projektgruppe Hydraulischer Widder:

Tobias Reiter:

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Simon-Alexander Zerawa:

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Alexander Schober:

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Daniel Zöller:

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Die Geschichte des hydraulischen Wasserwidders

1. Erfindung2. Entwicklung USA3. Entwicklung Europa

1. Erfindung des Wasserwidders in FrankreichDie Geschichte des hydraulischen Wasserwidders begann 1772, als John Whitehurst inEngland einen ersten hydraulischen Widder konzipierte, der allerdings noch nicht von selberfunktionierte. Der Franzose Joseph Michael Montgolfier entwickelte im Jahre 1796 eineausgeklügelte Ventilsteuerung, die es ermöglichte, dass der Widder von selbst lief. Er entdecktedie Stosskraft des Wassers, als er am unteren Ende eines Rohres schnell einen Hahn schloss(vgl: schnelles Schließen eines Gartenschlauches hat Zuckung des Gartenschlauches zurFolge). Diese beträchtliche Stoßenergie, die bei jedem Schließen des Hahnes wieder auftrat,nutzte schließlich Montgolfier, als er nach einigen Fehlversuchen endlich die grundlegendenVoraussetzungen für die Konstruktion und den Bau eines hydraulischen Widders entdeckt hatte.

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2. Die Entwicklung des Wasserwidders in den USA:In den folgenden Jahrzehnten wurde der hydraulische Widder immer weiter verbessert, 1809bekamen J. Cerneau and S.S. Hallet in New York das erste amerikanische Patentzugesprochen. Es dauerte aber bis ca. 1832, dass sich die Kunde über diese einfache, abereffektive Erfindung in den USA herumsprach. Bis 1840 wurden die meisten Widder von Europain die USA importiert, bis im Jahre 1843 H.H. Strawbridge aus Louisiana den ersten komplett inden USA hergestellten Widder präsentieren konnte. Sein erster Widder war aus Holz hergestelltund explodierte bei den ersten Vorführungen, kurz darauf folgte dann ein Widder aus Gußeisen.Das Interesse an ihm wurde in Amerika durch Artikel in großen Farmerzeitungen, wie z.B. im"Farmer's Cabinet" und "American Farmer", noch weiter gesteigert. Ein detailliertes Buch überdie Erfindung, das 1842 veröffentlicht wurde, war 1870 bereits in seiner 16. Auflage! In denJahren von 1840 bis 1850 kam es wahrlich zu einer Inflation an Patenten für das Gerät, dieallerdings ab 1858 nicht mehr geschützt wurden, bis 1870, als innerhalb von drei Jahrennochmal vier Patente zugelassen wurden. Die Popularität begründet sich auf der Tatsache,dass der Widder relativ billig war, es wird von Preisen zwischen 60$ und 12$ für amerikanischeWidder berichtet, wobei sich die durchschnittlichen Instandhaltungskosten auf ca. 0,25$ bis 1$jährlich beliefen. Neben der privaten Nutzung von kleinen Widdern für Privatleute und Farmerwurden sehr große Widderexemplare auch eingesetzt, um Ortschaften mit Trinkwasser zuversorgen, so wird von einem Widder berichtet, der die Ortschaft Naples im Bundesstaat New

York pro Tag mit 80 m Trinkwasser versorgte. Ein sehr bekannter Widder war die sog. RifeHydraulic Engine, die bis zu 200 m Wasser pro Tag über eine vertikale Höhe von bis zu 60Meter pumpen konnte.Weitere Einsatzgebiete lagen in der Versorgung der Eisenbahnstationen, die das Wasser für dieDampfloks benötigten, sowie in der Versorgung von Industieanlagen. Das Ende derWasserwidder Ära wurde mit der Erfindung der elektrischen Pumpe eingeläutet, die denhydraulischen Widder mehr und mehr von dessen angestammten Aufgabenbereichenverdrängte.

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3. Die Entwicklung des Wasserwidders in EuropaÄhnlich wie in Amerika entwickelte sich der Widder auch in Europa. Hier wurde er ebenfalls inden Jahrzehnten nach seiner Erfindung immer wieder weiterentwickelt, das ist durch zahlreichePatentschriften dokumentiert.Die Preise für die Widder waren allerdings im Gegensatz zu denen in Amerika wesentlich höher.Es wird berichtet, dass im 19. Jahrhundert ein hydraulischer Widder so teuer wie zwei schwereOchsen war, also verhältnismäßig teuer, wenn man bedenkt, dass auch auf großenBauernhöfen relativ wenig Vieh gehalten wurde. Dennoch wurden die Widder zu Tausendenverkauft und eingebaut, da sie einen enormen Komfort für seinen Besitzer darstellten - dasWasser musste nicht mehr mühsam auf dem Rücken herbeigeschleppt werden.In der Praxis zeigte sich aber trotz aller Verbesserungen, dass der Bau von Widdern mit vielenUnbekannten behaftet war. Im 20. Jahrhundert erst wurde das Funktionsprinzip mit Hilfe vonsystematischen Versuchen richtig erforscht und daraus leitete man empirischeGesetzmäßigkeiten ab, die noch heute Gültigkeit haben. Daraus entstanden nun unter anderemdie SANO Widder (SANO = eingetragenes Warenzeichen und leitet sich vom lateinischenBegriff "sanus" - gesund - ab). Bei dem in der Schule ausgestellten Widder handelt es sichebenfalls um einen SANO Widder. Die jüngste Erfindung im Bereich der hydraulischenStoßheber ist der sogenannte Weinmansche Bachwidder. In Europa, vor allem aber in Deutschland, wurden die Widder mit der Einführung der zentralenWasserversorgung verdrängt.

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Funktionsweise des hydraulischen Widders:Zum besseren Verständnis der Erklärung dient folgende schematische Skizze

schematische Skizze für den Aufbau einer Wasserhebeanlage mit Bezeichnung Bezeichnungen:

V = Volumen des vorhandenen Triebwassers; v = Volumen des geförderten Wassers H = senkrechte Triebwassergefällehöhe; h = senkrechte Förderhöhe

Ein hydraulischer Widder nutzt zum Betrieb das so genannte Prinzip des Druckstoßes. EinWasserbehälter, in der Skizze mit Triebwasserbehälter bezeichnet, sammelt das Wasser. DerBehälter liegt mindestens 1,50 Meter über der Widderanlage und ist über dieTriebwasserleitung, die auch als Druckleitung bezeichnet wird, mit der Widderanlageverbunden. Das Stoßventil (Schnellschlussventil) des Widders wird durch den Volumenstromdes Wassers schlagartig geschlossen, d.h., wenn das Wasser seine maximaleFließgeschwindigkeit hat, schließt sich auch das Stoßventil. Es läuft also ein Teil des Wassers scheinbar ungenutzt durch den Widder und tritt beimStoßventil aus. Dieses Wasser wird jedoch gebraucht, um überhaupt die maximaleFließgeschwindigkeit aufzubauen. Nachdem das Stoßventil geschlossen hat, entsteht eine Druckwelle und es kommt zum sogenannten Prinzip des Druckstoßes, da das Wasser zuvor in der Triebleitung noch in Bewegungwar und jetzt abrupt gestoppt wurde, die kinetische Energie der bewegten Wassersäule wird inpotentielle Energie umgewandelt. Damit erhöht sich sowohl der Druck in der Triebleitung alsauch der im Widder. Der starke Druckanstieg hat zur Folge, dass das Wasser über einDruckventil (Rückschlagventil), es handelt sich hierbei im Prinzip um ein Überdruckventil, in denWindkessel gedrückt wird. Hier befindet sich ein Luftpolster, dieses wird jetzt beim Eintritt desWassers komprimiert. Sobald der Druck der Luft im Windkessel größer ist als der sich am Endeder Steigleitung befindende Atmosphärendruck, beginnt sich die Luft im Windkessel dannwieder zu dekomprimieren. Das Wasser im Windkessel wird wieder zurückgedrückt, in diesem

Moment schließt sich das Druckventil und das Wasser kann nur noch in die Steigleitungentweichen. Das Wasser wird zum Hochbehälter gefördert. In der Zwischenzeit hat auch derDruck, der das Stoßventil geschlossen hielt, wieder abgenommen, ein Teil des Drucks wurde jain den Windkessel, der Rest an die Steigleitung abgegeben. Beim Schließen des Druckventilsist auch ein leichtes Vakuum entstanden, sodass das Stoßventil durch sein Gewicht wiedernach unten sinkt. Je nach Bauweise des Widders wird das Stoßventil auch durch eine Spiral-bzw. Blattfeder wieder geöffnet. Der Strömungsquerschnitt wird wieder freigegeben, und derPumpzyklus beginnt von neuem.


Wirkungsgrad des Widders

Der Wirkungsgrad des hydraulischen Widder berechnet sich nach der allgemeinen Formel fürden Wirkungsgrad

Pn ist die abgegebene NutzleistungPa ist die aufgewandte LeistungDie abgegebene Nutzleistung berechnet sich beim Widder durch das in einer bestimmtenZeiteinheit geförderte Wasser, also wieviel potentielle Energie das geförderte Wasser nachDurchführung des Versuchs hat. Diese berechnet sich durch m*g*h, wobei m, der Masse desWassers entspricht, und diese berechnet sich über Volumen v mal der Dichte des gefördertenWassers. Die Höhe über dem Bezugsniveau stellt h, die Förderhöhe, wie in der Abbildunggeschildert, dar:

Die aufgewandte Leistung berechnet sich ebenfalls durch die potentielle Energie. Hier ist dieMasse m gleich dem Volumen V mal der Dichte des Wassers im Triebwasserbehälter und dasTriebwassergefälle H die Höhe. Dichte und Erdbeschleunigung darf man als konstant ansehenund kürzen, daraus folgt:

In der Praxis ist ein Wirkungsgrad von bis zu n = 0,8, also 80 %, möglich, allerdings ist dieserWert stark abhängig vom richtigen Einbau des Widders. Ein Wirkungsgrad von n = 0,6 ist üblich.Häufig sieht man die Formel für den Wirkungsgrad in der Weise umgestellt, dass man direkt dasgeförderte Wasservolumen bei bekanntem Wirkungsgrad ausrechnen kann:


Navigationsmenü:

1. Quellsammler und Triebschacht Gehe zu

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Aufbau einer kompletten WidderanlageDa der Widder nie alleine funktionieren kann, bedarf es des Aufbaus einer komplettenWidderanlage. Die einzelnen Komponenten möchte ich hier vorstellen.

1. Der Triebwasserbehälter und QuellsammlerIm Quellsammler wird das Wasser, das aus einem Bach, einer Quelle oder sonstigemWasserreservoir stammen kann, zunächst gesammelt. Er dient auch als Absetzbecken fürGrobverschmutzungen im Wasser. Von dort gelangt das Wasser weiter über einVerbindungsrohr, das mit Gefälle zum Triebschacht verlegt ist und unter der Wasseroberflächeeinmündet, in diesen. Dadurch entstehen keine Luftblasen, die unter Umständen den Widderzum Stehen bringen könnten. Im Triebschacht ist ein Überlauf eingebaut, sodass sich derWasserspiegel im Triebschacht selbständig auf eine konstante Höhe reguliert, was für denkontinuierlichen Lauf des Widders ebenfalls von Vorteil ist.

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2. Die Triebleitung

a) Beschaffenheit der TriebleitungDa die Triebleitung quasi den Motor der Widderanlage darstellt, muss man ihr beim Baubesondere Aufmerksamkeit schenken. Ganz wichtig ist die Wahl des Materials, eine Triebleitungmuss immer aus Stahl sein, denn ein Kunstoffrohr oder gar ein Schlauch würden beimWidderstoß federn oder sogar bersten und das kompensiert die Wirkung des Widders erheblich.Die innere Beschaffenheit des Rohres sollte möglichst immer glatt und ohne Kanten, wie z.B.Schweißnähte, sein. Die Rohrmündung, wo das Wasser vom Triebschacht in die Triebleitungmündet, sollte möglichst trompetenähnlich geweitet sein (siehe Abb. 3), damit hier die Strömungnicht abreißt. Ansonsten würde es zu Verwirbelungen kommen, welche auch zuReibungsverlusten des Wassers führen, in der Folge könnten Gasbläschen aus dem Wasserfrei werden und sich in der Triebleitung als eine Art federndes Luftpolster absetzen, dies würdewiederum den Widdergang hemmen.zurück zur Auswahl

b) Einbau der TriebleitungGrundsätzlich hängt der Einbau und damit das Gefälle der Triebleitung von der Beschaffenheitdes Geländes ab, dennoch sollte man versuchen, die Triebleitung möglichst wie in folgenderAbbildung zu verlegen:

Diese Leitung, die leicht durchhängt und sich dem Widder vom Trieb-schacht aus wie eineAsymptote annähert, gibt dem darin laufenden Wasser die beste Möglichkeit maximaleGeschwindigkeit zu erreichen. Durch diese Anordnung ist es auch nicht möglich, dass sichLuftbläschen in der Leitung sammeln können, welche den Widdergang mindern und über einenlängeren Zeitraum zu Lochfraß in der Triebleitung führen würden.

folgende Abbildung zeigt das Beispiel einer falsch eingebauten Triebleitung:

Hier hat das Wasser im unteren Teil der Leitung das Bestreben schneller zu fallen als im oberenTeil. Beim Widderstoß prallen die Wasserteile, die durch den Unterdruck auseinandergerissenwurden, wieder zusammen und wirken dem Widdergang entgegen. Außerdem besteht wiederdie Gefahr der Luftbläschen-bildung.

Die Länge der Triebleitung steht im Zusammenhang mit dem Gefälle, das überwunden werdenmuss, und dem Durchmesser, den die Triebleitung besitzt . Eine Faustregel beim Widdereinbaubesagt, dass das Verhältnis Triebwassergefälle : Triebleitungslänge wie 1: 4 angenommenwerden kann. Dieser Wert hat sich in der Praxis als günstig erwiesen und gilt alsanzustrebender Idealwert. Wenn man ein genügend hohes Wasseraufkommen hat, kann manauch eine kürzere Triebleitung einsetzen, die einer Länge von etwa 3 mal der Gefällehöheentspricht. Ist umgekehrt die Quellschüttung relativ gering, so sollte man die Triebleitung um biszu 50% verlängern, sodass sie dann schließlich 6 mal so lang wie die Gefällehöhe ist, denndann wird die Wassersäule langsamer durch die innere Reibung im Rohr, aber auch durch diegrößere Länge besitzt sie auch mehr Masse und damit mehr potentielle Energie. Damit sinkt dieFrequenz der Widderschläge, die Hubleistung jedoch bleibt gleich. Die Leitungslänge darf jedoch nicht länger als 10 mal der Gefällehöhe sein, denn dann ist dieWassersäule in der Treibleitung vergleichbar mit einer massiven Metallstange. Durch dieMassenträgheit und die zunehmende Reibung an der Rohrwand findet der Widder seinen

typischen Rhythmus nicht mehr, er bleibt immer wieder stehen.Ein anderer Weg, um die Triebleitungslänge zu bestimmen, bietet sich durch den Durchmesserder Triebleitung. Ein gewisser Herr Calvert ermittelte 1958 aufgrund von empirischenMessdaten aus systematischen Versuchen den Zusammenhang zwischen Durchmesser undLänge der Triebleitung folgendermaßen: das Verhältnis zwischen Triebleitungslänge undDurchmesser (also Länge / Durchmesser) muss im Bereich zwischen 150 und 1000 liegen.Somit berechnet man die minimale Leitungslänge der Triebleitung mit 150 x Durchmesser, diemaximale Länge mit 1000 x Durchmesser.zurück zur Auswahl

c) spezielle Triebleitung für den BachwidderFür den Bachwidder genügt ein Gefälle von 25-30 cm, hier darf aber die Triebleitung eine Längevon 10 Meter nicht überschreiten. Der Bau von Quellsammler und Triebleitungsschacht entfällt,die Triebleitung wird direkt in einem Bach installiert. Um das nötige Gefälle von 25 cmherzustellen, wird eine kleine Staustufe eingebaut und der Einlauf der Triebleitung soangebracht, dass er kein Treibgut aufnimmt. In der Praxis wird der Einlauf deutlich unter derWasseroberfläche angesetzt, so gerät auch keine Luft in die Widderanlage. zurück zur Auswahl

3. Der Wasserwidder

a) Das Stoßventil beim SANO WidderWenn das Wasser durch die Triebleitung den Widder erreicht hat, wird es durch das Stoß-, auchSchnellschlußventil genannt, abrupt gestoppt. Beim SANO Widder hält ein Federsystem dasVentil so lang offen, bis das Wasser seine maximale Geschwindigkeit erreicht hat. Dann überwindet die Wasserkraft die Federkraft und schließt das Ventil schlagartig. Heutzutage ist dieForm des Stoßventils ein sog. sphärischer Körper. Er hat eine tropfenförmige Gestalt, die vomWasser schnell, ohne energieverzehrenden Strömungsabriss und Verwirbelung, umströmt wird.Das Gehäuse und das Ventil mit seiner Führung sind aus korrosionsbeständiger Bronzegefertigt. Es gibt keinerlei Schmierung für das Ventil. Bei größeren Exemplaren des SANO- Widders verwendet man ein Kegelventil mit einerEichenholzkuppel. Das Wasser strömt dann über die hydrodynamisch günstig geformte Kuppeund verteilt sich gleichmäßig im Ringauslassspalt. Die Holzkuppe dient derGewichtsreduzierung, durch die Feuchtigkeit quillt sie auf und gewährleistet somit einendauerhaft festen Sitz. Des weiteren verwendet man eine Blattfeder, statt der Spiralfeder.

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b) Stoßventil beim herkömmlichen Widder

Hier wird das Stoßventil im Vergleich zum SANO-Widder quasi andersherum eingebaut und aufdie Feder verzichtet. Das ankommende Wasser strömt beim Stoßventil aus, durch denVolumenstrom des Wassers wird der Stössel nach oben bewegt, bis er schließlich denDurchfluss absperrt, es kommt genau wie beim SANO-Widder zur Druckwelle, die einenDruckstoß zur Folge hat. Ist der Druckstoß verebbt, fällt der Stössel durch sein Eigengewichtwieder herunter und öffnet das Ventil wieder, sodass das Wasser wieder Geschwindigkeitaufbauen kann und ein neuer Zyklus beginnt. Da hier die Schließfrequenz nur von der Massedes Ventils abhängt, kann man hier die Durchflussmenge nicht wie beim SANO Widder durchJustierung der Federstärke regulieren.zurück zur Auswahl

c) Stoßventil beim BachwidderHier sind alle Bauteile, die das Wasser durchfließt, in einer geraden Linie angeordnet. Diewaagerechte Anordnung herkömmlicher Stoßventile scheitert nämlich an der Tatsache, dass einVentilkegel aus Bronze sich nach kürzester Zeit einlaufen und somit undicht werden würde.Deshalb verwendet man anstatt des Bronzeventilkegels einen Ventilkegel aus Kunstoff, der dasgleiche spezifische Gewicht besitzt wie Wasser, also ca. 1 g/cm , und somit nahezu schwerelosund in der Führung schwimmend sich ohne Verschleiß bewegen kann. Durch das leichteMaterial ergibt sich noch ein weiterer Vorteil. Auf Grund der niedrigeren Masse bewegt er sich

schneller, dadurch sind pro Zeiteinheit mehr Widderstöße möglich.zurück zur Auswahl

d) Das Rückschlagventil Das Rückschlagventil ist bei allen Widderarten am unteren Ende des Windkessels zu finden,man kann es praktisch als den Partner des Stoßventils bezeichnen. Es muss so langegeschlossen bleiben, bis der Druck im System seinen höchsten Wert erreicht hat. In diesemMoment öffnet es, um den Druck nach oben in den Windkessel und die Steigleitung abzugeben.Die eingebaute Spiralfeder muss so dimensioniert sein, dass das Ventil so lange dicht schließt,bis der richtige Druckpunkt erreicht wird. Nachdem das Wasser mit hohem Druck in denWindkessel eingeströmt ist, muss das Ventil schließen, damit das Wasser nur noch in dieSteigleitung entweichen kann und somit auf das gewünschte Niveau angehoben wird.

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e) Der WindkesselBei allen Widderarten ist die Funktion die gleiche: Der Windkessel muss die ständig folgendenDruckstöße aufnehmem, dadurch entsteht ein gleichmäßiger Fluss in der Steigleitung und nicht,wie man es eigentlich erwarten würde bzw. bei kaputten oder schlecht gewarteten Widdernvorfindet, ein stoßweiser Austritt des Wassers aus der Triebleitung. Der Windkessel wird sogenannt, weil der obere Teil des Kessels mit Luft gefüllt ist. Diese Luft wird komprimiert, sobaldWasser unter entsprechendem Druck in den Kessel einfließt. Da Wasser in der Lage ist,wechselweise Gase aufzunehmen oder abzugeben (vergleiche Mineralwasserflasche mitKohlensäure), wird die Luft durch den ständigen Wassernachschub aufgenommen und durchdie Steigleitung abgegeben. Die Luft im Kessel wird sozusagen verbraucht und weniger. Damitwürden die Schläge auf den Windkessel und die Triebwassersäule härter werden. Das eleganteSchwingen der Triebwassersäule wird reduziert und führt letztendlich zum Stillstand. Deshalbbesitzen richtig konstruierte Widder ein automatisches Belüftungsventil. Wichtig ist die richtigePositionierung des Ventils. Beim SANO-Widder befindet sich es direkt unterhalb desRückschlagventils. Während das Triebwasser durch das Stoßventil fließt, herrscht hier Überdruck, der sich dadurch äußert, dass beim Belüftungsventil ein dünner Wasserstrahlaustritt. Sobald das Wasser durch das Rückschlagventil in den Windkessel schießt, herrschthier Unterdruck und es wird nach dem Wasserstrahlpumpenprinzip Luft eingesaugt, welche alsLuftblasen in den Windkessel aufsteigt. Wie wichtig die korrekte Funktion des Belüftungsventilsist, kann man daran sehen, dass der Widder schon nach wenigen Sekunden stehen bleibt,wenn man das Belüftungsventil absichtlich mit dem Daumen zuhält.zurück zur Auswahl

4. Die SteigleitungDie Steigleitung befördert das Wasser von Windkessel des Widders zum Hochbehälter. In ihrtreten normalerweise keine Widderschläge auf, sie kann aus einem Kunststoffschlauch oder auseinem Stahlrohr bestehen. Eine Kunstoffleitung ist sogar in diesem Fall günstiger, da sieweniger Reibungsverluste aufweist. Wenn die Steigleitung hingegen über mehrere 100 Meterhinweg verläuft, ist es unter Umständen günstiger eine Stahlrohrkonstruktion zu verwenden,denn einmal richtig aufgebaut, verursacht sie einen verhältnismäßig geringenWartungsaufwand, während ein Schlauch mit der Zeit und vor allem unter Einfluß vonTemperaturschwankungen schnell porös und löchrig werden kann, wasInstandsetzungsmaßnahmen zur Folge hat. Auf der anderen Seite kostet ein normalerGartenschlauch wesentlich weniger als eine fest installierte Rohrkonstruktion, man sollte aberbei der Wahl des Schlauches nicht unterschätzen, dass der Widder enorme Drücke erzeugenkann, dem unter Umständen ein schlecht verarbeiteter Schlauch nicht gewachsen ist. DerNutzer einer Widderanlage muss hier individuell entscheiden, welche Variante er einbauen will.Grundsätzlich sind beide Varianten möglich.zurück zur Auswahl

5. ÜbersichtSo sind die einzelnen Komponenten einer Widderanlage im Gelände angeordnet:


Heutige Einsatzgebiete des WasserwiddersSeine ehemals große Bedeutung als Wasserversorger für ganze Dörfer und Gemeinden hat derWasserwidder im Zuge der zentralen Wasserversorgung durch Wasserwerke natürlich verloren.Diese Entwicklung wurde auch durch die Vergiftung und Verunreinigung von Quellen durchlandwirtschaftliche Pflanzenschutzmittel und Düngemittel eingeleitet, damit konnten dieoberirdischen Quellen nicht mehr für die Trinkwasserversorgung eingesetzt werden und dasTrinkwasser musste aus Grundwasser gewonnen werden, damit man es zentral reinigenkonnte. Hier war aber der Wasserwidder nicht mehr einsetzbar, da beim Grundwasser keinnatürliches Gefälle vorhanden ist, was, wie bereits erläutert, für seinen Betrieb nötig ist. Somitgeriet der Wasserwidder mit der Zeit zumindest in Deutschland in Vergessenheit.Dennoch ist er in Gebieten, die die Voraussetzungen für sein Betreiben erfüllen, heutzutagenicht ausgestorben, sondern wird wieder vermehrt eingesetzt. Hauptargument für seinenEinsatz ist vor allem die Tatsache, dass außer dem einmaligen Anschaffungspreis und demEinbau nahezu keine Wartungsarbeiten und Kosten anfallen. Aber auch dieUmweltverträglichkeit spricht für den Wasserwidder, einzige Umweltbelastung ist dieLärmerzeugung durch die Ventile, aber Lärm entsteht auch bei elektrischen und natürlich erstrecht bei Diesel betriebenen Pumpen. Der Widder erzeugt auch wesentlich höhere Drücke alsnormale Pumpen. So schaffen große Widderexemplare Drücke bis zu 30 bar, damit kann mandas Wasser 300 Meter senkrecht in die Höhe pumpen. Vergleichbare herkömmliche Pumpenmit ähnlichen Leistungsdaten sind extrem teuer und verbrauchen entsprechend viel Energie.Konkrete Einsatzgebiete des Widders sind heutzutage v.a. in der Landwirtschaft zu finden,durch ihn werden Wasserversorgungsaufgaben für Feld und Vieh erfüllt. Da die Wassermenge,die durch den Widder gefördert wird, im Vergleich zu herkömmlichen Pumpen relativ gering ist,verwendet man hier auch noch Hochbehälter, in denen das vom Widder geförderte Wasserzwischengespeichert wird und dann bei Bedarf in großer Menge abrufbar ist.Ein weiteres wichtiges Betätigungsfeld für den Widder erschließt sich in Entwicklungsländern.Durch die einfache Technik kann er nach einer kurzen Einführung selbständig von denEinheimischen gewartet und betrieben werden, der Widder benötigt keine zusätzlicheEnergiequelle, ist also unabhängig von der Stromversorgung, und läuft meist über Jahrzehntehinweg zuverlässig.In Deutschland und Österreich wird der Widder heutzutage noch in Gebirgsregionen zurWasserversorgung von Hütten eingesetzt, aber auch in manchen Wochenendhäusern, die nichtan die zentrale Wasserversorgung angeschlossen sind. Der Widder wird heutzutage aber auchganz gezielt wieder von Denkmalpflegern gezeigt. Dazu werden meist historische Widderreaktiviert, instandgesetzt und einem breiten öffentlichen Publikum zur Besichtigung angeboten,damit diese Erfindung nicht in Vergessenheit gerät. Erst vor kurzem wurde von so einemhistorischen Widder, der besichtigt werden kann, im "Boten", in der Ausgabe vom 2./3.Dezember 2000 berichtet. Der Artikel befindet sich im Downloadbereich. Zum Teil werden diese Widder auch eingesetzt, um Wasserspiele kostengünstig mit Wasser zuversorgen.Sie werden manchmal auch parallel geschaltet, wenn ein einziger Widder nicht die gewünschteFördermenge erbringt oder wenn die Quellschüttung im Laufe des Jahres stark schwankt. Dennwenn der Wasservorrat zu gering ist, um einen großen Widder zu betreiben, dann reicht erunter Umständen immer noch aus, um mehrere kleine Wasserwidder zu betreiben, denn beiparallel geschalteten Stoßhebern kann man jederzeit einen abschalten, damit ist es möglich sicheiner schwankenden Quellschüttung anzupassen. Bei großem Wasservorrat läßt man alleWidder laufen, sobald weniger Wasser zur Verfügung steht, schaltet man die entsprechendeAnzahl an Widdern ab, damit die restlichen ungestört weiterlaufen können. Wenn man zweioder mehr Widder in einer Batterie betreiben will, benötigt man für jeden eine eigeneTriebleitung und einen gemeinsamen Wasservorrat. Die Steigleitung kann aber gekoppelt sein,sodass alle Widder in eine gemeinsame Steigleitung pumpen.

Neben Parallelschaltungen sind selbstverständlich auch Reihen-schaltungen oderHintereinander-schaltungen von Stoßhebern möglich. Sie werden eingesetzt, um sehr hoheFörderhöhen zu überwinden. Ein großer 1.Widder überwindet einen Teil der Förderhöhe, ein 2.kleinerer nutzt das gelieferte Wasser um die restlichen Höhenmeter zurückzulegen.


NEU! Das Buch und dasVideo zum hydraulischenWidder sind in unseremOnlineshop verfügbar! DieISBN Nummer des Bucheslautet: 3-00-013342-9

Hydraulische Widder oder Stoßheber

Was ist das?

Eine geniale Erfindung zum Heben von Wasser.

Warum genial ?

Er arbeitet ohne Energiezufuhr Tag und Nacht, und ist wo ereingesetzt werden kann ökologisch unschlagbar.Der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand sind äußerst gering.Er pumpt bis 700 l/min auf 300 m.Die Leistung kann durch Reihenanordnung erhöht werden.Die Anschaffungskosten sind demgegenüber bescheiden.

Die Erfindung gelang dem Franzosen Mongolfier 1796, also zu einerZeit, als es weder Benzin noch Strom gab, und die Dampfmaschine,gerade 31 Jahre alt, schwer, anfällig und teuer war.

Wie funktioniert ein Hydraulischer Widder?

Der hydraulische Widder nützt die Bewegungsenergie oder Stoßkraftaus, die ein in einem Rohr fließendes Wasser abgibt, wenn dessenLauf schlagartig gestoppt wird.

Der Motor ist also ein einfaches Rohr in dem Wasser strömt.

Der Widder ist dazu die Ventilsteuerung oder Energiewandler

Diese Wasserstöße treten überall in Rohrleitungen auf, ob gewollt oder ungewollt. In derHausinstallation werden diese Schläge hörbar, wenn das Magnetventil der Waschmaschine, desGeschirrspülers, oder der Druckspüler der Toilette schließt.

Hier sind die Konstrukteure gefordert durch geeignete Maßnahmen (Dämpfung) denSchließschlag zu minimieren.

Beim Widder ist das genau umgekehrt.

Je abrupter das Stoppen erfolgt, desto größer die Stoßenergie. (Man denke an einenAuffahrunfall)

Ein Wasserbehälter (Treibwasserschacht) sammelt Wasser. Der Behälter liegt mindestens 1,50Meter über der Widderanlage, mit der er durch die Treibwasserleitung verbunden ist. Eingewichtsabhängiges Stoßventil des Widders öffnet bei erreichen eines bestimmten Fließduckesund schließt sofort wieder. Für den Moment der Öffnung wird die potentielle Energie desgesammelten Wassers zur kinetischen Energie. Das Schließen des Stoßventils hat eineDrucksteigerung zur Folge, die das Wasser durch ein Rückschlagventil in einen Kessel und weiterdurch eine Steigleitung nach oben stößt. Die Bewegungsenergie und damit die Pumpleistung istabhängig von der Fallhöhe und der Wassermenge in der Treibleitung.

Durch Anwendung dieses einfachen physikalischen Prinzips läuft ohne Fremdenergie automatischein ununterbrochener, oszillierender Pumpvorgang.

Das Funktionsprinzip (Animation)

Animation zum Funktionsprinzip des hydraulischen Widders. Bitte wählen Sie ihr bevorzugtesAbspielprogramm:

Quicktime | Windows Media

© by Sondermaschinen und Steuerungsbau GmbH

Das Schnellschlussventil:

Das Besondere an unserem Universalwidder ist das zweifach einstellbareSchnellschlussventil (Pat. Nr. 199 26 226).

Mit der mittleren Führungs- und Anschlaghülse wird der Öffnungsspalt des Ventilseingestellt. Hülse nach oben drehen vergrößert den Spalt ; was bedeutet, dass vielTriebwasser mit wenig Druck entsteht. Mit der unteren Führungshülse wird über dieFedervorspannung der Schließdruck eingestellt, also hohe Vorspannung für hohenAnstehdruck der Triebwassersäule.

Kompaktwidder:

Die zwei kleinsten Weinmann-Universalwidder®, ( “ und 1“) sind Kompaktwidderund werden direkt an die Triebleitung angeschlossen, d.h. sie benötigen keinenSockel. Dieser Widder hat Eigenschaften vergleichbar mit denen des SANO-Widders.

Standwidder:

a b c

Standwidder sind Weinmann-Universalwidder ®, die größer als 1“ sind. Sie müssen auf einemSockel montiert werden.

Oben kann man sehr schön sehen, welche Bauarten sich mit diesem Widder realisieren lassen.

Weinmann Bachwidder®:

Der neuartige Weinmann Bachwidder® zum Patent angemeldet

Der Weinmann Bachwidder Der SANO Widder


Welche Widder Größe brauche ich?

Berechnungsbeispiel von Fördermengen:

Zuerst wird aus Tabelle 02 die Erforderliche Größe des Widders für die jeweilige verfügbareTreibwassermenge abgelesen (z.B. 150l/min, also Widder Nr.6). Tabelle 01 gibt dann für dasvorhandene Höhenverhältnis (z.B. 1:6) die erreichbare Fördermenge an, bezogen auf 1 l/minTreibwassermenge. ( Unter Höhenverhältnis ist das Verhältnis "Höhe des Gefälles" zu"Förderhöhe" zu verstehen - es ergibt sich in unserem Beispiel eine Fördermenge von 0,139 l/min). Die effektive Fördermenge errechnet sich schließlich durch Multiplikation des entnommenenTabellenwertes mit der tatsächlichen Literzahl der Treibwassermenge ( 0,139 l/min x 150 = 20,85l/min ). Die Wahl des richtigen Widders (Stoßhebers) und dessen Einbau im Gelände ist beijeder Widderanlage außerordentlich wichtig. Man kann einen Widder nicht einfach wie einemotorbetriebene Pumpe einbauen, da insbesondere die Treibwasserleitung des Widders einfunktionswichtiger Bestandteil der Anlage ist und den guten Wirkungsgrad maßgeblich beeinflußt.

Der Widder wird individuell von uns auf Ihre örtlichen Geländeverhältnisse und IhrenWasserbedarf optimal konzipiert. Deshalb sind für jede Widderanlage die Wasser-, Gelände-sowieEinbauverhältnisse zu ermitteln und anzugeben.

Wir bitten bei Bestellungen um folgende Angaben ( siehe Bild Widder allgemein AufbauWidderanlage)

. 1 Vorhandenen Quellschüttung: Minimum und Maximum in l/min.

. 2 Gefälle: Höhe H und Länge L des Gefälles bis zum vorgesehenen Standort des Widders.

. 3 Förderhöhe: Höhendifferenz h.

. 4 Fördermenge: tägliche Bedarfsmenge in l oder m (und die zahlenmäßige Angeben, wasdamit versorgt werden soll).

Tabelle 02 = Treibwassermenge, Größen, Maße und Gewichte

Welche Fördermenge erreiche ich?

Tabelle 01 = Fördermenge in Liter/Min bezogen auf 1Liter/MinTreibwassermenge

Preise der verschiedenen Widdergrößen erfragen sie bitte bei unserem Werk in Hersbruck.


Belüftung eines Forellenweihers mit Frischwasser aus dem nahegelegenenFluß:

Wasser wird über einen Bypass entnommen und in einen höhergelegenen Forellenweiher zurBelüftung des Weihers hochgepumpt. 24h am Tag selbsttätig und ohne fremde Energie.

Der hydraulische Widder im Widderschacht unterhalb des Flußpegels:

Bachwidder und Brunnen:

Ein Musterbeispiel an Ökologie ist dieser vom nahegelegenen Bach durch einen hydraulischenWidder versorgte Brunnen.

Die Widder in der Oberlausitz

Unsere imposanteste Anlage konnten wir im Dezember 2003 montieren und in Betrieb nehmen.Sie wird ein Wasserschloss vor dem Verfall retten.

Zur Vorgeschichte:

Südlich von Görlitz, nahe der polnischen Grenze, wurde zu DDR-Zeiten Braunkohle abgebaut.Durch den großflächigen Abtrag wurde zwangsläufig auch der Grundwasserspiegel mit abgesenkt.Der Schlossteich des in der Nähe befindlichen Wasserschlosses drohte auszutrocknen.

Die 4 Widder, die im Parallelbetrieb laufen, benötigen in jederSekunde 25 l Triebwasser, um dann 4 l in der Sekunde 13 mnach oben zu befördern.

Mit motorisch angetriebenen Pumpen musste nun das Wasser für die Versorgung des Teicheshochgepumpt werden. Im Zuge der Rekultivierung des gesamten Abbaugebietes wurde man aufdie Widdertechnologie aufmerksam und beschloss, die vermutlich größte Widderanlage, die jegebaut wurde, zu planen und zu realisieren.

Mit 3,3 Meter Gefälle rauscht nun das Wasser in 4 Triebleitungen von je 150 mm Durchmesser zuden Widdern.

Die Widder fördern das Wasser 13 Meter hoch in ein offenes Gerinne, welches in denSchlossteich mündet. Ein konstanter Wasserstand ist nötig, damit die Eichenpfähle, auf denen dasunter Denkmalschutz stehende Gebäude gebaut ist , nicht verrotten. Ansonsten wäre die gesamteStatik des Schlosses nicht mehr gewährleistet.

Das Geniale der Anlage ist die Planung unter maximaler Ausnutzung der örtlichen Gegebenheiten.Auf dem Gebiet, wo die Braunkohle abgebaut worden ist, wird ein großer See, der Berzdorfer See,entstehen. Dazu wird aus dem nahe gelegenen Fluss, der Pließnitz, Wasser durch einenkünstlichen Kanal abgeführt, und hin zum neuen See geleitet.

Aus diesem Kanal wird nun ein winzig kleiner Teil des Wassers, mit welchen der See geflutet wird,zunächst über die Widderanlage geleitet.

Diesem, in den Rohren fließenden Wasser entnehmen die Widder die kinetische Energie, umdavon wieder einen kleinen Teil in den Schlosssee 13 m höher zu pumpen. Der Überlauf des

Widderschachts fließt wiederum dem neuen See zu. Es geht also in diesem Beispiel nicht einWassertropfen verloren.

Die Widder von Oederan

Oederan ein Städtchen in Sachsen in der Nähe von Freiberg wurde für sein Umwelt-Engagementausgezeichnet.

Eines der Projekte, welche dort mit dem ökologischen Denken angegangen wurde ist derMühlgraben und die Kaskade mit den Widdern.

Hier im Bild zu sehen: links Sammelschacht und Triebschacht und rechts der Widderschacht.

Die Widder entnehmen einen kleinen Teil des Wassers aus dem Mühlgraben und fördern dieseszu der Kaskade in der Ortsmitte.

Herr Veit, Unternehmer und Inhaber der Firma Veit Pumpen aus Oederan, hatte die Idee hierWidder einzusetzen. Trotz Mehrkosten hatten die Stadträte sich für die ökologisch sinnvolleLösung entschieden. Der Erfolg und Umweltpreis steht den Verantwortlichen mit Recht zu.


WAMA Hydraulische Widder - Übersicht lieferbare Grössen:

GrösseTreibwasser-verbrauch inLiter / Minute

Treibrohr-anschluss

Steigrohr-anschluss

Höhe desWindkessels in

mm

ca. Gewicht inkg

1 3 - 12 ” 3/8 ” 320 18

2 7 - 21 1 ” ” 400 25

3 12 - 35 1 ” ” 500 30

4 20 - 50 1 ” 1 ” 600 46

5 40 - 70 2 ” 1 ” 700 72

6 60 - 100 2 ” 1 ” 800 80

7 60 - 130 2 ” 1 ” 900 114

8 100 - 180 3 ” 1 ” 1000 197

9 150 - 300 4 ” 2 ” 1100 296

10 150 - 350 4 ” 2 ” 1200 318

11 200 - 400 5 ” 2 ” 1300 370

12 300 - 600 6 ” 2 ” 1400 427

WAMA Widder werden entsprechend dem vorhandenen Gefälle mit regelbaren

Treibwasser - Widderventilen geliefert.

Natürlich ist auch eine Reihen- bzw. Parallelschaltung von WAMA Hydraulischen

Widdern möglich, um einen größtmöglichen Nutzen zu erzielen!

Ebenso sind bei Bedarf Sonderkonstruktionen für “Wildwasserwidder” mit 2

getrennten Wasserkreisläufen (Förderwasser vom Treibwasser unabhängig) lieferbar.

Höchste Betriebssicherheit und größte Leistungsfähigkeit bei minimaler Wartung

und Pflege sind die besonderen Merkmale der WAMA Widder. Dieses ist auf die

Optimierung folgender Baugruppen zurückzuführen:

1. Regelbare Stoßventile

Regelbare Stoßventile garantieren eine restlose Ausnützung der Treibwassermenge

in nassen und trockenen Jahreszeiten. Die elastischen, auswechselbaren Ventilsitz-

aufschlagflächen garantieren ein stetes absolutes Abdichten und deshalb gleich-

bleibende Höchstleistung auch bei längerem Gebrauch. Zugleich sind diese

Einlagen geräuschvermindernd.

2. Optimiertes Rückschlagventil

Das Rückschlagventil, welches sich im Windkessel befindet, ist neben dem

Arbeitsventil von weiterer wesentlicher Bedeutung für höchste Betriebssicherheit und

Leistungs- fähigkeit der WAMA Widder. Das Rückschlagventil bildet eine

eigenständige Bau- gruppe und besteht aus einem auf die Widder Grundplatte

aufgeschraubten Gehäuse mit 2 Ventilklappen und Begrenzungshalter. Sollte durch

widrige Umstände ein Schaden am Ventil entstehen, wird die Grundplatte somit nicht

in Mitleidenschaft gezogen. Die Durchführung von Reparaturen oder Auswechslungen

kann also schnell und wirtschaftlich erfolgen. Die besonders großen

Durchgangsöffnungen durch Doppelventilklappen begünstigen die nahezu restlose

Ausnutzung der kinetischen Energie, was eine hohe Nutzleistung ermöglicht. Als

Ventilklappen kommt eine hochwertige langlebige Gummimischung zum Einsatz.

Die große Elastizität des Materials gewährleistet darüberhinaus die absolute

Dichtigkeit des Ventils.

3. Großer Windkessel

Der Einsatz eines großen und reichlich dimensionierten Windkessels schafft einen

größeren Rauminhalt, der wiederum ein größeres und weicheres Luftpolster zur

Folge hat. Das Eindringen des Nutzwassers wird somit entscheidend erleichtert was

zur weiteren Leistungssteigerung der WAMA Widder beiträgt. Der größere

Luftinhalt hat ausserdem den Vorteil, dass die Wartungs- und Pflegeintervalle für

die Be- und Entlüftung entscheidend verlängert werden konnten, wenn auf eine

automatische Be-/ Entlüftung verzichtet werden soll. - Selbstverständlich ist bei

sämtlichen WAMA Widdern aber auch eine automatische Be-/ Entlüftung möglich!

- WAMA Widder Windkessel werden übrigens aus verzinktem Stahlblech gefertigt

und haben somit nur ca. 1/3 des Gewichtes von aus Guß gefertigten Hydraulischen

Widdern vergleichbarer Leistung.

4. Kontroll - Entlüftungshahn

Zur leichteren Durchführung der Be- bzw. Entlüftung wurde ein Kontroll-Entlüftungs-

hahn angebracht. Dieser befindet sich leicht zugänglich am unteren Drittel des

Windkessels.

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Hydraulischer Widder - media.sharefoodforest.orgmedia.sharefoodforest.org/literatur/technik/technik.-.widder... · stopped by the waste valve rapidly. This action causes a waterhammer