Hallo zusammen,
mich würde mal interessieren, wer von Euch eigentlich einen Motorenprüfstand besitzt, egal ob gekauft oder selbst gebaut. Welche Messmethoden sind erfolgversprechend, wie aufwändig ist die ganze Sache, gehts vielleicht auch mit einfachen Mitteln, wo liegen die Probleme, Messfehler usw.
Meldet Euch!

Hallo Achim,

Michael Witthaus, hat zu genau diesem Thema mal einen Workshop in Roggden abgehalten (Juli 2001). Leider war es mir nicht möglich daran teilzunehmen und ich konnte die dabei gezeigten Prüfstande nur im vorbeigehen begutachten. Soweit ich mich noch erinnern kann, waren dort vier Prüfstande ausgestellt. Einer war von Winfried und Peter (bereits hier im Forum bekannt), ein weiterer von Uwe Brewka und bei den beiden anderen bin ich mir bei den Namen nicht mehr sicher. Vielleicht kann Michael (oder einer der Teilnehmer) hier noch weitere Ausführungen machen.

Grundsatzlich gibt es der Möglichkeiten viele. Die einfachste ist mechanisch über z.B. eine Feder. Ich halte die dabei zu erzielenden Ergebnisse allerdings für sehr mäßig, weshalb ich es mir schenke darauf näher einzugehen.

Hauptsächlich dürften DMS bzw. Piezzo-Sensoren als Meßaufnehmer in Betracht kommen, deren Signal aber dann noch verstärkt werden muß. Manche zerlegen zu diesem Zweck einfach eine elektronische Waage. Zur Aufzeichnung der Messkurve ist es am besten, wenn das Signal digitalisiert und in den PC eingelesen wird. Dies hat den Vorteil, daß eine genaue Auswertung möglich ist. Ich habe aber auch schon davon gehört, daß einige einfach einen xy-Schreiber bzw. ein Speicheroszilloskop verwenden.

Vielleicht erstelle ich noch eine kleine Tabelle in der unterschiedliche Systeme (soweit mir bekannt) und deren Vor- und Nachteile dargestellt sind. Ich hoffe jedoch, daß sich in der Zwischenzeit hier noch Einige zu Wort melden.

Viele Grüße
Erwin

Hi Erwin,
ich habe ne digitale Badezimmerwaage zerlegt. Sie arbeitet mit einem DMS auf einem Biegebalken.
Den Ausgang der Elektronik der Waage habe ich einfach mal in ein Speicheroszilloskop eingegeben und siehe da - es ergibt sich eine richtige Kurve.
Nun bin ich mir allerdings nicht sicher, ob der Kraftanstieg zur Y-Achse wirklich ganz proportional ist, aber das lässt sich ja mit Eichgewichten feststellen. So weit klappt das also, wenngleich der Messbereich auf ca. 180N beschränkt ist. Dann stösst der Biegebalken nämlich am Anschlag an. Nun dachte ich, man könnte ja einen einarmigen Hebel verwenden, um den Messbereich zu erweitern. Erste Versuche haben allerdings gezeigt, dass sich bei höheren Kräften auch massive Aluprofile für den Hebelarm geringfügig elastisch verformen. es ist nicht viel, vielleicht 0,5mm Durchbiegung bei 50 cm Länge. Da aber der messweg des Biegebalkens selbst nur ca. 1mm beträgt, habe ich die Befürchtung, dass das Durchbiegen des Hebelarms die Ergebnisse verfälschen könnte.
Im Moment verwende ich eine lineare Führung des Schlittens, auf dem der Motor sitzt. Bei einem Hebelarm wäre es ja dann eine Kreisbewegung, treten da dann nicht wieder Ungenauigkeiten auf?
Die Lagerung eines Hebelarms mit einem Kugellager wäre allerdings erheblich einfacher zu bewerkstelligen, als die lineare Bewegung in Linearkugellagern oder Laufbüchsen.

Gruß,
Achim

Hallo Achim,

ich kenne jetzt zwar nicht den Aufbau deiner zerlegten Waage, aber ich denke doch das sich diese weitgehend linear verhält. Das ist übrigens der Vorteil von DMS gegenüber von Piezzo-Sensoren sie sind von Hause aus linear. Piezzo dagegen muß man sich die Kurve erst "zurechtbiegen".

Der Biegebalken hat leider ein kleinen Nachteil, er neigt zum Schwingen. Nachdem bei einer Waage die Anzeige ja ruhig ein wenig träge sein darf, ist vermutlich in dieser schon ein Filter (Tiefpass) eingebaut. Nachteil: Die Flankensteilheit ist nicht mehr da und das Meßergebnis dadurch verfälscht. Trotzdem ist das Ergebnis für die meisten Anwender brauchbar. Zu welchem Zweck willst du eigentlich einen Prüfstand?

Viele Grüße
Erwin

Zitat:

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Original geschrieben von Achim
Bei einem Hebelarm wäre es ja dann eine Kreisbewegung, treten da dann nicht wieder Ungenauigkeiten auf?

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Die Ungenauigkeiten halte ich für gering. Um wieviel Grad dreht sich der Arm den schon. Größer ist das Problem der erhöten Neigung zum Schwingen.

Zitat:

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Original geschrieben von Erwin Behner
Hallo Achim,

Nachteil: Die Flankensteilheit ist nicht mehr da und das Meßergebnis dadurch verfälscht. Trotzdem ist das Ergebnis für die meisten Anwender brauchbar. Zu welchem Zweck willst du eigentlich einen Prüfstand?

Viele Grüße
Erwin

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Hi Erwin,
das mit der Flankensteilheit kann natürlich sein.
Ist das aber soooo wichtig? Der Millisekundenbereich interessiert mich ja gar nicht so sehr.
Hm... wozu braucht man einen Prüfstand....


Gruß,
Achim

Hallo Achim,

schon klar, mit einem Prüfstand will man Raketenmotoren messen. Worauf ich abzielte war die erforderliche Genauigkeit. Nachdem dein Prüfstand scheinbar nicht so exakt sein muß, ist die Signaldämpfung für dich sicherlich nicht weiter tragisch.

Brauchst du das Ergebnis im Computer oder reicht dir die Anzeige über das Speicheroszi?

Viele Grüße
Erwin

Hallo Leute !

Vor einiger Zeit (...ich weiß...schon Monate...Sorry Erwin !) hatte mich Erwin gebeten etwas über mein Standschubmessgerät im Forum zu schreiben. Da die Homepage meines Astrovereins immer noch nicht freigeschaltet ist, hier zunächst eine Kurzinformation über meine Diplomarbeit:


Kurzfassung der Diplomarbeit von Michael Witthaus

Thema: Entwicklung, Aufbau und Erprobung einer Raketen-Schubmeßeinrichtung mit Hilfe digital-gesteuerter-Meßwerterfassung zur grafischen PC- Ausgabe FH Lippe, Mai 1996

Einleitung

Die maximal erreichbare Gipfelhöhe einer ballistischen Rakete hängt hauptsächlich von dem verwendeten Raketenmotor ab. Um diese theoretisch bestimmen zu können, wird unter anderem ein Schub-/Zeitdiagramm von einem Raketentreibsatz benötigt. Aus dem Schub-/Zeitdiagramm können Gesamtimpuls, maximaler Schub, Schubverlauf, Brenndauer und eventuell, wenn vorhanden, die Verzögerungszeit der Ausstoßladung (die dann das Bergungssystem aktivieren soll ; siehe z.B. Modellrakete) berechnet bzw. abgelesen werden.
Da es für Modellraketentreibsätze kein geeignetes Schubmeßgerät auf dem Markt gibt und Sonderanfertigungen mindest etliche tausende Mark kosten, kommt nur eine Eigenentwicklung in Frage.

Die Schubmeßeinrichtung

Die innerhalb der Diplomarbeit entwickelte Schubmeßeinrichtung ist in Modulbauweise aufgebaut. Um einen Nachbau zu vereinfachen wurde hardwareseitig auf TTL-Logikbausteine (74er-Familie) zurückgegriffen. Die Hauptbestandteile des Meßgrätes sind Kraftmeßdose (Drucksensor, DMS-Meßbrücke), Verstärker, AD-Umsetzer, RAM-Baustein und die dazuge-hörige Steuerelektronik. Die Steuerelektronik steuert den Meßablauf zwischen AD-Umsetzer und RAM-Baustein. Für den Meßvorgang wird ein PC nicht benötigt. Erst wenn die Meßdaten grafisch dargestellt werden sollen, werden Meßgerät und PC miteinander verbunden.
Mit Hilfe einer dazu entwickelten Software können die Meßwerte gespeichert, grafisch dargestellt und ausgedruckt werden.

Bisherige Ergebnisse und Erfahrungen

In den vergangenen drei Jahren wurde das Meßgerät auf verschiedenen Modellraketenwett-bewerben und -veranstaltungen der Öffentlichkeit vorgestellt und getestet.
Die elektronische Schaltung läuft bisher stabil.
Die mechanischen Komponenten der Kraftmeßdose sind noch nicht ausgereift. Die Eigenfrequenz der Kraftmeßdose ist wesentlich geringer als die Grenzfrequenz der elektronischen Schaltung. Dadurch überlagern sich Eigenfrequenz und Meßsignal miteinander.
Die gewünschte Auflösung von 1ms ließ sich daher bisher noch nicht verwirklichen.

Weiterentwicklungen

Zur Zeit wird ein Datenlogger in SMD- und Mikrokontroller-Technik entwickelt. Dadurch ergeben sich, neben einer baulichen Verkleinerung des Standschubmeßgrätes, weitere Ein-satzgebiete im Modellbausektor. So soll z.B. ein derartiges elektronisches System Meßdaten während eines Experimentalraketenfluges aufnehmen. Auch der Einsatz in einem Modellflugzeug ist geplant.
Die Kraftmeßdose soll demnächst durch eine andere, mit geändeter Geometrie, ausgetauscht werden.


Nachtrag (August 2002)

Der SMD-Datenlogger ist inzwischen realisiert und funktioniert. Mehrere Sensoreinheiten befinden sich leider noch in Entwicklung (die liebe Arbeit geht vor). Der mechanische Messaufbau meiner Diplomarbeit ist inzwischen ebenfalls geändert worden (durch horizontaler Aufbau, Treibsatz befindet sich auf einen sogen. "Schlitten").

Ein Workshop, wie er in Roggden stattfand, wird voraussichtlich im nächsten Jahr wiederholt. Demnächst mehr...

Michael

Am 29. März 2003 findet in Oerlinghausen (Nähe Bielefeld) ein weiterer Workshop mit dem Hauptthema „Standschubmeßgeräte – Aufbau, Entwicklung und Erprobung“ statt.
Alles weitere ist unter dem Thread „Termine&Flugtage / Workshop in Oerlinghausen“ zu finden.

Fly save,

Michael