Entwicklung eines Pumpenprüfstands. Produktentwicklung nach VDI 2221

Inhaltsverzeichnis

1 Aufgabenbeschreibung

2 Grundlagen

2.1 Pumpentechnik

2.1.1 Die Flügelzellenpumpe

2.1.2 Die Flügelzellenpumpe Niehüser NP-800

2.2 Strömungsmechanik

2.2.1 Der Druck und Eigenschaften von Drücken

2.2.2 Strömungsformen

2.2.3 Energieerhaltung in inkompressiblen Fluidsystemen

3 Produktentwicklungszyklus

3.1 Planungsphase

3.1.1 Analyse der Umfeldsituation

3.1.2 Finden und Auswählen von Produktideen

3.1.3 Formulieren eines Produktvorschlags

3.1.4 Klären der Aufgabe

3.1.5 Erstellung der Anforderungsliste

3.2 Konzeptionsphase

3.2.1 Abstrahieren der Aufgabenstellung

3.2.2 Zerlegung der Gesamtfunktionen in Teilfunktion

3.2.3 Suche nach Wirkprinzipien zum Erfüllen der Teilfunktionen

3.2.4 Bewerten der Lösungen nach technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten

3.3 Entwurfsphase

3.3.1 Entwickeln der Baustruktur

3.3.2 Endgültiges Gestalten der Baustruktur

3.4 Ausarbeitungsphase

4 Produktbeschreibung

4.1 Beschreibung der Hauptfunktion

4.2 Beschreibung des Antriebsstrangs

4.3 Beschreibung der Regeleinrichtung

4.4 Beschreibung der Messtechnik

4.5 Beschreibung der Steuerungstechnologie

5 Weiterentwicklungen

5.1 Prüfstand mit automatisierter Pumpenaufnahme

6 Fazit

Zielsetzung & Themen

Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Fertigung eines automatisierten Pumpenprüfstands für die Flügelzellenpumpe vom Typ Niehüser NP-800, um eine automatisierte Ermittlung der Pumpenkennlinie zu ermöglichen.

• Methodische Produktentwicklung gemäß VDI 2221
• Konstruktion und Auslegung der mechanischen Komponenten und Gestellbauteile
• Integration von Mess- und Steuerungstechnik mittels Siemens Simatic S7
• Erstellung eines automatisierten Prüfablaufs für Fertigungsprüfungen
• Weiterentwicklungskonzepte zur Steigerung der Prozesseffizienz

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Aufgabenbeschreibung: Definition der Zielsetzung zur Entwicklung eines Prüfstands für Flügelzellenpumpen und Beschreibung der technischen Rahmenbedingungen.

2 Grundlagen: Erläuterung der pumpentechnischen und strömungsmechanischen Prinzipien, die als Basis für die Konstruktion dienen.

3 Produktentwicklungszyklus: Detaillierte Darstellung des methodischen Vorgehens nach VDI 2221 von der Planung bis zur Ausarbeitung.

4 Produktbeschreibung: Detaillierte Spezifikation der Komponenten, der Steuerungs- und Messtechnik sowie der Hauptfunktionen des Prüfstands.

5 Weiterentwicklungen: Analyse von Schwachstellen und Darstellung von Optimierungsmöglichkeiten zur Steigerung des Automatisierungsgrades.

6 Fazit: Kritische Reflexion des Projektablaufs und der Herausforderungen bei der Umsetzung der Konstruktionsziele.

Schlüsselwörter

Pumpenprüfstand, Flügelzellenpumpe, Produktentwicklung, VDI 2221, Konstruktionstechnik, Automatisierung, Messwerterfassung, Strömungsmechanik, Hydraulik, SPS, Steuerungstechnik, Fertigungsprüfung, Kennlinienermittlung, Maschinenbau, Niehüser NP-800

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit im Wesentlichen?

Es geht um die Entwicklung und den Produktentwicklungszyklus eines automatisierten Prüfstands für Flügelzellenpumpen des Typs Niehüser NP-800.

Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?

Die Arbeit behandelt die Bereiche Pumpentechnik, Strömungsmechanik, systematische Produktentwicklung, Konstruktion, Messtechnik und Steuerungstechnologie.

Was ist das primäre Ziel der Arbeit?

Das Ziel ist die Entwicklung eines Prüfstands, der eine automatisierte Ermittlung der Pumpenkennlinie ermöglicht.

Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?

Die Arbeit folgt dem methodischen Leitfaden der VDI-Richtlinie 2221 zur Konstruktion und Entwicklung technischer Systeme.

Was deckt der Hauptteil der Arbeit ab?

Der Hauptteil gliedert sich in die Phasen des Produktentwicklungszyklus (Planung, Konzeption, Entwurf, Ausarbeitung) und eine detaillierte technische Produktbeschreibung.

Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit beschreiben?

Wichtige Begriffe sind Pumpenprüfstand, Flügelzellenpumpe, Produktentwicklung, Automatisierung, Messtechnik und Steuerungstechnik.

Warum wurde eine Schutzkabine in das Design integriert?

Die Schutzkabine dient dem Schutz des Bedieners vor rotierenden Bauteilen und dem austretenden Prüfmedium Heizöl.

Wie wurde die Rüstzeit bei der Weiterentwicklung optimiert?

Durch den Einsatz eines hydraulischen Nullpunktspannsystems wurde die Rüstzeit signifikant von 20 Minuten auf 2 Minuten reduziert.

Welches Steuerungssystem findet Anwendung?

Die Steuerung des Prüfstands erfolgt über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) vom Typ Siemens Simatic S7.