Style-1-Zylinder:Dichtheit

Armin Rohnen, 11.02.2025

Am überarbeiteten Boilerboden treten Undichtigkeiten an den Einschraubungen des Füllstandssensors und des Temperaturfühlers auf. Zur Behebung ist eine weitere Konstruktionsänderung am Boilerboden erforderlich. Hierbei sollen weitere erkannte Probleme mit behoben werden.

• Es ist zu prüfen, ob möglichst alle Durchbrüche und Einschraubungen mit Messinghülsen versteift werden können. Die Idee dazu ist, eine Messinghülse über ein xx X 1 mm Gewinde in den gedruckten Boilerboden einzuschrauben. Das Gewinde wird mit Loctite 9480 Epoxidkleber zusätzlich mit dem Boilerboden verklebt. Bei korrekter Handhabung führt dies zur zuverlässigen Dichtheit und der Klebstoff ist ausreichend Wärmefest. Das zu befestigende Bauteil wird entweder in die Messinghülse verschraubt oder durch die Messinghülse durchgesteckt. In allen Fällen erfolgt die Abdichtung zwischen Bauteil und Messinghülse.
• Die Dichtung zwischen Boilerboden / Boilerdeckel und Glaszylinder erfolgt mit dem Dichtring 108 x 2 mm
• Die Führung für den Boiler-Glaszylinder (Bauteil Nr. 1, AD 115) soll auf den vorhandenen Glaszylinder angepasst werden.
• Die Führung für den Außenzylinder (Bauteil Nr. 2, AD 160) soll auf den vorhandenen Glaszylinder angepasst werden
• Der Boilerdeckel soll ebenfalls für die Dichtung 108 x 2 mm abgeändert werden
• Es ist zu überlegen, ob der Boilerdeckel bis zum Außenzylinder weitergeführt werden kann

End Bulliqi, 08.12.2024

kalte Dichtheitsprüfung nach Austausch des Boilerboden

Die kalte Dichtheitsprüfung wurde mehrfach durchgeführt, wobei die Dichtheit maßgeblich von der Position des Glaszylinders und den Dichtungen abhängt. Das Verspannen des Glaszylinders mithilfe des Verspannsystem führt zu einem Verrutschen des Zylinders in Bezug auf die Dichtung. Die Dichtungen sind etwas zu groß und schmiegen sich nicht vollständig an den Innendurchmesser der Nut an. In Kombination mit den Fertigungstoleranzen des Glaszylinders entstehen dadurch Undichtigkeiten. Grundsätzlich konnten die Stellen konkreter Undichtigkeit nicht festgestellt werden. Abfall des Ausgangsdrucks von 2,5 bar auf 1 bar innerhalb einer Stunde.

Ein Lösungsansatz für eine reproduzierbare Dichtheit besteht in der Fertigung von Distanzquadern im 3D-Druck, die zwischen der Außenkante des Glaszylinders und der Führungsnut eingesetzt werden. Darüber hinaus wird die Bestellung kleinerer Dichtringe (statt 108x3, 107x3) in Erwägung gezogen, um eine bessere Passgenauigkeit und Dichtheit zu erreichen. Die Bearbeitung der Führungsnut des Glaszylinders wird in die Mängelliste aufgenommen. (Mängelliste: lfd-Nr. 70)

Tobias Schumann, 26.11.24

Da sich die Klebeverbindung des Glaszylinders und der Bodengruppe als undicht erwiesen hat, wurde die Nut für den O-Ring im Boilerboden anhand des Roloff/Matek Maschinenelemente 14.Auflage ausgelegt und beträgt nun einen Nutaußendurchmesser von 114 mm, eine Nut Tiefe von 2,3 mm und eine Nutbreite von 4 mm.

Armin Rohnen, 19.10.2024

Die Behebung der Probleme wird durch die Projektgruppe Prototypenbau im WiSe 2024/25 übernommen. Am Ende der Änderungsmaßnahmen ist eine kalte Dichtheitsprüfung gem. Druckbehälterverordnung bei 2250 mbar und eine heiße Dichtheitsprüfung bei max. Boilernenndruck (1500 mbar) durchzuführen.

Felix Forster, 11.06.2024

1. Boilerboden

Die Undichtigkeit zwischen Glaszylinder und Bodengruppe konnte auch durch Verwendung des TPU-Dichtrings nicht beseitigt werden. Um die für den Prototypenbau erforderlichen Funktionstest durchführen zu können, wurde der Glaszylinder mit 2 Komponenten Kleber in die Bodengruppe eingeklebt. Die Klebeverbindung erwies sich im Test als dicht.

2. Boilerdeckel

Ab einem Druck von ca. 2,2 bar entweicht hörbar Luft über den Boilerdeckel. Durch eine höhere Federverspannung steigt dieser Wert. Es ist allerdings nicht auszuschließen, dass sich dann der Deckel durch die Verspannung der Tellerfeder verformt, und der Druck dadurch entweicht.

Bleibt der Druck unter den genannten 2,2 bar, entweicht die Luft nur langsam über mehrere Stunden. Dies ist auf eine Undichtigkeit am Prüfadapter zwischen Pumpe und Anschluss zum Boiler zurückzuführen. Gemeinsam wurde die Entscheidung getroffen, dass die erzielten Ergebnisse ausreichend sind, um mit den Funktionstests wie geplant zu beginnen. Für die Serienlösung ist weiterhin eine 100%ige Dichtigkeit vorgesehen.

Felix Forster, Florian Buchholz, 27.05.2024

1. Boilerdeckel

Der Glaszylinder wurde vermessen, und für den Prototypenbau ein dazu passender Deckel neu konstruiert und 3D-gedruckt. Dieser hat deutlich weniger Spiel in der Führungsnut, und ragt weiter in den Boiler hinein. Im Testbetrieb erwies sich der Deckel als dicht.

2. Boilerboden

Bei der Dichtheitsprüfung des neuen Deckels wurde eine weitere Undichtigkeit festgestellt, diese wurde mittels Seifenlauge auf den Boilerboden zurückgeführt. Als Alternative für den dort verwendeten gestauchten O-Ring, wird ein neu konstruierter Dichtring aus flexiblem TPU-Filament 3D-gedruckt. Dieser ist maßlich an die Bodengruppe angepasst, und muss nicht gestaucht werden. Aktuell werden mehrere Versionen des Dichtrings mit verschieden hohen Überständen getestet.

Dadurch soll die Undichtigkeit an Deckel und Boden beseitigt werden, damit der Prototypenbau wie geplant fortgeführt werden kann. Als Serienlösung ist weiterhin der Konstruktionsstand von Felix Kistler vom 18.02.2024 vorgesehen.

Florian Buchholz, Felix Forster, 16.05.2024

Für den Prototypenaufbau ist es ausreichend, den bodenseitigen Dichtring in die Nut am Boilerboden zu stauchen. Es fiel auf, dass nun an der Boileroberseite viel Luft entweichen kann. Es sind zwei konstruktive Maßnahmen am Boilerdeckel (Teile Nr. 5) vorzunehmen: Es bedarf einer Neudimensionierung der Nut für den Dichtring (Teile Nr. 160) nach Herstellervorgaben, sowie einer Überarbeitung der Führungsnut zum Glaszylinder. Diese soll tiefere Flanken und generell präzisere Maße aufweisen. Dazu muss der Glaszylinder neu vermessen werden, um Rundheitstoleranzen zu berücksichtigen.

Florian Buchholz, 13.05.2024

Als Quelle der Undichtigkeit wurde die Verschraubung der geraden Verschraubung (Teile Nr. 109) mit dem Zweikantenschneidring (Teile Nr. 108) identifiziert. Hier zeigt sich bei einer der beiden Verschraubungen erhebliches Spiel in der Verschraubung. Beide Verschraubungen wurden mit Gewindedichtmittel abgedichtet. Beim Zusammenfügen des Prototyps fiel auf, dass der Dichtring (Behelfslösung: 108x4,5), der den inneren Glaszylinder mit dem Boilerboden abdichten soll, etwas zu groß für die gefertigte Nut ist. Die Montage befindet sich momentan in Klärung.

Felix Forster, Florian Buchholz, 10.05.2024

Der Unterbau wurde kopfüber in die Styropor-Montagevorrichtung eingesetzt, um die ELSA-Anschlüsse an der Unterseite besser erreichen zu können. Die Anschlüsse der beiden Steigrohre wurden mit einem Endstopfen versehen, während über die Boilerentleerung mit einer Luftpumpe Luft zugeführt wurde. Trotz Überprüfung des Verspannmechanismus am Boilerdeckel konnte jedoch kein Druck aufgebaut werden. Ein kurzes Zischen beim Entfernen eines Verschlusstopfens kurz nach Luftzufuhr deutete jedoch darauf hin, dass die Leckage kein enormes Ausmaß hatte. Die ELSA-Anschlüsse im Boilerboden wurden mit Seifenwasser benetzt um eventuelle Leckagen besser erkennen zu können. Einer der Anschlüsse des Steigrohrs bzw. des Druckrohrs wurde als Undichtigkeit identifiziert.

Florian Wörle, 05.11.2023

Die ELSA Einschraub-Verschraubung M5 im Boilerboden (Anschluss an Entschichtung) dichtet nur gegenüber dem Gerbkonus ab. Diese Risikostelle für Undichtigkeiten ist im Betrieb zu überprüfen. Falls diese Stelle undicht ist, kann der Kerbkonus mit Hilfe eines zuvor gekühlten Sekundenklebers eingeklebt werden. Zuvor müsste ein Aktivator in die Bohrung eingebracht werden.

Armin Rohnen, 17.08.2023

Die Glasboilermaschine ist ausführlich auf Dichtheit zu überprüfen. Dazu ist ein Prüfprogramm zu erstellen, welches in die Dokumentation übernommen wird. Es sind einzelne Schritte der Dichtheitsprüfung zu definieren und zu protokollieren.

In einem Langzeittest ist die dauerhafte Dichtheit des Boilerdeckels zu überprüfen.

Dokumentation

Alle erforderlichen Arbeitsschritte der Dichtheitsprüfung sind in einer Montageanleitung zu dokumentieren.