O+P Fluidtechnik 10/2016
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SIMULATION<br />
mobilindustrie aus Kunststoff herstellt: Im Herstellungsprozess wird<br />
flüssiger Kunststoff mit Hilfe von Druckluft in ein Presswerkzeug gefüllt.<br />
Bevor es sich wieder öffnet, wird die Druckluft über eine Entlastungsleitung<br />
kontrolliert abgelassen. Falls dies aber nicht geschieht,<br />
könnte die Druckluft explosionsartig entweichen und Personen in<br />
der Umgebung gefährden. Die Produktionsverantwortlichen sollten<br />
daher ein Sicherheitskonzept entwickeln, um Personenschäden,<br />
aber auch Schäden an der Anlage selbst zu vermeiden.<br />
Eine Schutzvorrichtung, eine sogenannte Schürze, sollte an dem<br />
Werkzeug angebracht werden, die den Luftstrom nach unten<br />
ablenkt und damit mögliche Gefahren abwendet. Doch welche<br />
Materialien sind am besten geeignet, um den Zweck zu erfüllen?<br />
Wie muss die Blende dimensioniert sein? Und welche Kräfte wirken<br />
auf die Befestigungspunkte?<br />
STRAHLKRÄFTE BERECHNEN<br />
Im Auftrag des Anlagenbetreibers beantworteten die Sachverständigen<br />
von TÜV SÜD Industrie Service diese Fragen. Mit fluiddynamischen<br />
Berechnungen ermittelten sie, welche Strahlkräfte auf die<br />
Schürze und ihre Befestigungspunkte im Störfall einwirken, und<br />
bewerten das ausgewählte Material sowie die Dimensionierung der<br />
Schürze und der Verankerung. Dabei waren zwei Parameter maßgebend.<br />
Die Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Luft aus dem<br />
Werkzeug entweicht, und der damit im Zusammenhang stehende<br />
Luftmassestrom, also die Menge der austretenden Luft pro Zeiteinheit.<br />
Direkt nach dem Öffnen des Werkzeugs ist die Druckdifferenz<br />
zwischen dem Inneren des Werkzeugs und der Umgebung und somit<br />
die die Strömungsgeschwindigkeit am größten. Die maximale Austrittsgeschwindigkeit<br />
wird jedoch durch die Schallgeschwindigkeit,<br />
die eine Funktion des Drucks und der Dichte des eingeschlossenen<br />
Gases ist, begrenzt. Sie beträgt im vorliegenden Fall 340 m/s. Gleichzeitig<br />
ist der durch den Spalt austretende Luftmassestrom unmittelbar<br />
nach dem Öffnen aufgrund der schmalen Spaltbreite gering.<br />
<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>10</strong>/<strong>2016</strong> 39<br />
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