Hi,

wie es der Titel verkündet geht es hier einfach nur um Ventile und deren Einsatz.
Fängt man an seine Raketen mit Hybridmotore anzutreiben benötigt man ein GSE. Dieses dient dazu den Motor zu betanken und die Rakete zu zünden. Bei einem Zwischenfall kann über das GSE der Motor wieder enttankt werden. Es werden also mindestens zwei Ventilfunktionen benötigt tanken und enttanken.
Diese beiden Funktionen werden in der Regel mit Magnetventile realisiert weil diese per Kabel ferngesteuert werden können. Die Investitionskosten sind allerdings mit >200€ sehr hoch. So muss neben den Ventilen noch Elektronik und Druckleitungen dazu gerechnet werden. Die Druckleitungen sollten aus Edelstahl sein um keine Reaktionen mit dem N2O zu haben.
Bei 200€ fange ich an mir zu überlegen ob das nicht preiswerter und einfacher gehen würde. Dies mit folgenden Anforderungen:

1. Kostengünstig
2. Selbst herstellbar
3. Betriebsdruck unabhänige Betätigungskraft
4. Kein großer Energieverbrauch
5. Einfach

Nachdem ich jetzt die fünfte Variation des Ventils gebaut habe kann ich verkünden das es tatsächlich funktioniert. So ganz wurde das Anforderungsprofil nicht erfüllt:

1. Das Ventil besteht nur aus Aluminium und ist dadurch preiswerter herzustellen als ein Ventil aus Edelstahl
2. Das Aluminium ergibt auch die Möglichkeit es selber herzustellen. Es wird kein spezielles Werkzeug benötigt.
3. Hier gibt es einen kleinen Abstrich. Die Schaltkraft des Ventils beträgt 5N dies hauptsächlich durch Reibung hervorgerufen. Dazu kommt dann noch eine Kraft von 4N die in eine Richtung wirkt wenn eine Druckdifferenz von 55bar im Ventil anliegen. Das bedeutet das eine maximale Stellkraft von 9N entsteht. Dies ist mit einem standard Modellbauservo zu realisieren.
4. Da das Ventil mit einem Servo gesteuert wird liegt der Energieverbrauch sehr niedrig. Die Betriebsspannung beträgt 4,8V und es wird kein großer 12V Akku mehr benötigt der die Leistungsaufnahme des Magnetventils bereitstellen muss.
5. Dadurch das beide Funktionen (tanken, enttanken) in einem Ventilblock realisiert wurden ist der äußere Beschlatungsaufwand sehr gering und somit das GSE erheblich einfacher geworden.

Anbei mal der Prototyp:





Am Gehäuse befinden sich drei Anschlüsse mit 1/8" NPT Gewinde. Man kann dort 6mm Rohre anschließen.
Der kleinste Querschnitt im Ventil hat einen Durchmesser von 3mm im Gegensatz von Magnetventilen die in der Regel 1-1,5mm haben. Dadurch kann schneller betank werden.
Das Ventil wurde als Kolbenventil realsiert. Das Prinzip ist relativ einfach. Tricki wird es zu verhindern das die O-Ringe nicht beim betätigen ausgehustet werden.
Um den ganzen Spaß noch einen drauf zu setzen, dadurch dass das Ventil als Kolbenventil realisiert wurde ist es durch eine kleine Modifikation möglich den Gastrom proprtional zu regeln. Damit sind also bei einem einbau im Motor regelbare Triebwerke möglich. Dadurch das man das Ventil mit einem Servo steuert ist der Anschluß an einem MC ala ATMEL ein Kinderspiel.

Der nächste Schritt wird sein ein Serienmodell zu entwerfen. Es wird sich nicht mehr großartig verändern. Ich denke der Block bleibt so erhalten allein die Ansteuerung mit dem Servo wird etwas eleganter gelöst. Dann schauen wir mal ob man preislich unter die 200€ kommt. Sonst würde es sich finaziel nicht lohnen.

Passend zum Ventil ist auch schon der Motor im bau. Bei dem Ventil bin ich auf eine Lösung gekommen wie man auch sehr kleine Hybride per Lanze betanken und zünden kann. Dann könnte man Motoren zwischen Microhybrid und einem H-Impuls realisieren.

Gruß

Neil

So ähnlich?

Mein Motor liegt auch fast fertig vor mir, ich muss nur noch den Einspritzkopf mit integrietem Pyroventil drehen und fräsen =)
Mein Einspritzer ist allerdings nur eine Kopie des SORAC-Designs

Ich fürchte nur, ich muss neue Flaschenventile bauen, die originalen Soda-Ventile geben nicht genug Durchfluss her =(

Gruß
Felix

Hi,

ich habe es gänzlich anders gelöst. Beide Vorschläge von dir benötigen immer noch ein Ventilsystem im GSE. Das letzte Beispiel benötigt sogar einen extra Anschluß zum betanken wenn die Flasche kein eigenes Einschraubventil hat.
Im übrigen finde ich das Design der Kombination Öffnungsventil + Injektor + Zünder sehr toll.

Gruß

Neil

Meine derzeit bevorzugte Ventil-Konstruktion sieht folgendermaßen aus.



Hierbei handelt es sich um eine Exzentergetriebenes Kugel-Sperrventil.
Der Aufbau findet demnächst statt.
Kugeln und Dichtringe hab ich schonmal organisiert.
Es fehlen noch die Sicherungsringe und die Anschlußstutzen.

gruß Marco

Geändert von Zaphod am 14. Januar 2009 um 14:39

Hi,

wie hast du das Problem der Fertigungstoleranzen gelöst? Die Kugel wird ja gegen die Bohrung gepresst. Ist da eine Dichtung vorgesehen? Hast du das schonmal gebaut und getestet?

Gruß

Neil

Sorry, Du hast recht Neil.

Ich hatte vergessen zu erwähnen, das vor und hinter der Kugel Dichtringe reingehören und
zwischen Kugel und Exzenter eine Blechfeder
(Hatte den Beitrag zuerst wesentlich ausführlicher im geschlossenen Bereich reingestellt).
Ich habe die Konstruktion so ausgelegt, das sie mit 1/10mm Toleranzen auskommt.
Fertigungstechnisch also auch auf "günstigen" Werkzeugmaschinen herzustellen
Die Exzenterwelle läßt sich auch einfacher herstellen, als auf dieser Prinzipskizze dargestellt ist.

gruß Marco

Geändert von Zaphod am 14. Januar 2009 um 15:50

Wir haben hier einen geschlossesnen Bereich?

wundert sich
Felix

Zitat:

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Original geschrieben von Felix N

Wir haben hier einen geschlossesnen Bereich?

wundert sich
Felix

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Nein,
haben wir definitiv nicht.

Gruß
Tom

@Neil

Das Bild ist nur eine Prinzipskizze. Die genaueren Zeichnungen mache ich auf Papier,
da mir ein günstiges CAD fehlt.
Gebaut habe ich das Ventil noch nicht.
Die ersten Teile wie Dichtungen, Kugeln und andere Kleinteile habe ich schon.
Material für den Block muß ich noch besorgen und bei den Anschlüssen bin ich noch am überlegen,
ob ich die Leitungen schraubbar mache oder im Falle Messing sogar gleiche verlöte.

Weiter geht's damit aber erst nach meinem Urlaub übernächste Woche. Bis denne

gruß Marco

Geändert von Zaphod am 15. Januar 2009 um 14:55

Hi,

ich habe die bei mir verschraubt gemacht. So kann ich den Block aus Alu fertigen. Das Gewinde für eine Verschraubung ist auch relativ einfach herzustellen. Siehe Stufenbohrer Thread.
Löten ist wieder so eine Sache. Was macht das Lot mit dem N2O?
Was bei den Dichtungen ganz wichtig ist, die Druckdifferent darf die Dichtung nicht aus ihrer Position drücken. Das war bei mir das Problem. So kann es z.B. passieren das der O-Ring verschoben wird und beim schließen dann nicht mehr dichtet.

Gruß

Neil