Im Test ermitteltes Fließverhalten von Luft

Im Test ermitteltes Fließverhalten von Luft
D
ie Grundlage der empirischen Berechnungsformel (Formel 1) lieferten
umfangreiche Versuche, die die Illig
GmbH & Co. KG durchgeführt und mit der
Praxis, d. h. mit gut funktionierenden
Werkzeugen verglichen hat. Abgeglichen
wurden die Versuchsergebnisse stets mit
berechneten, theoretisch realisierbaren
Werten. Für die Versuche wurden Ronden
aus Aluminium mit einer Dicke von 8 mm
gefertigt (Bild 1). Die Ronden hatten zentrisch die zu untersuchenden Abluftöff-
den, sowohl bei Druckluft- als auch bei
Vakuumbeaufschlagung. Variierte Parameter waren der Bohrungsdurchmesser
und die Anzahl der Bohrungen sowie das
Druckverhältnis (Verhältnis von Gegendruck zu Vordruck) beim Durchströmen
der Ronden (Bild 2).
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen haben u. a. Folgendes gezeigt:
Beim Beaufschlagen mit Druckluft
(Druckluft-Formung) ist die Volumenstromdichte bei gleichem Druckverhält-
nis bei allen Ronden im Bereich der Fertigungs- und Messgenauigkeit in etwa
gleich, unabhängig von Form und Größe
der Abluftöffnung: Bei einem Druckverhältnis von 0,6 fließen pro mm² Bohrungsfläche ca. 15 l Luft pro Minute. Dies
ergibt umgerechnet einen erforderlichen
Abluftquerschnitt von 4 mm² für den
Durchfluss von 1 l Luft pro Sekunde. Bei
Abluftquerschnitten mit starkem Grat
sinkt die Durchflussmenge (berücksichtigt als Faktor Fk in Formel 1); Einzelquerschnitte ergeben additiv den Gesamtquerschnitt für die Abluft.
A= 4i
Bei Vakuumformung (Luft wird durch
die Testronden gesaugt) besteht ein linearer Zusammenhang zwischen Volumenstrom und Unterdruck. Im Gegensatz zur
Strömung von Druckluft haben bei Vakuum der Vakuumerzeuger und die Zuleitung erheblichen Einfluss auf den Volumenstrom, sodass die Leitungslängen bei
einer „vereinfachten“ Berechnung berücksichtigt werden müssen (Faktor Fr in
Formel 1). W
Bild 1. Beispiel für
eine Versuchsronde
mit 25 0,4-mm-Bohrungen, abflussseitig
ist der Kanal jeweils
auf 3 mm Durchmesser erweitert (Bilder:
Illig)
nungen (Bohrungen, Schlitze, Schlitzdüsen), angelehnt an die Ausführung der
von Illig gebauten Thermoformwerkzeuge: Eine Abluftöffnung ist 2 mm tief, danach wird sie auf einen größeren Querschnitt erweitert.
Die Ronden wurden in eine sogenannte Beruhigungsstrecke eingesetzt,
um sie mit einem gleichmäßigen Volumenstrom zu durchströmen. Gemessen
wurde der Luftdurchfluss durch die Ron-
FV
100
zu evakuierendes Volumen
i
i
i Fr i Fk
0,5 Ziehtiefe spezifische Absaugzeit
Bild 2. Prüfkammer mit Aufnahme der Versuchsronden; der Luftdurchfluss erfolgt von rechts
nach links
© Carl Hanser Verlag, München Kunststoffe 8/2015
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