Thema: Versuchsstand Gartenwasserhahn hochschule für angewandte wissenschaften hamburg FACHBEREICH MASCHINENBAU UND PRODUKTION hamburg university of applied sciences Laboraufgabe Thema: Versuchsstand Gartenwasserhahn im Rahmen der Vorlesung Konstruktion 4 bei Prof.Dr.-Ing. Hilmar Hoder von Alexander Koch Florian Bockelmann Sascha Hedwig

Inhalt 1. Funktionsstruktur 3. Fehlerquellenanalyse (FMEA) 1.1. Funktionsstruktur Black Box 1.2. Funktionsstruktur Teilfunktionen 1.3. Funktionsstruktur Unterfunktion Ventil 2. Anforderungsliste 3. Fehlerquellenanalyse (FMEA) 4. Versuchsziele und –kriterien 5. Versuchsaufbau 6. Versuchsdaten Anhang 7.1. Abbildungsverzeichnis 7.2. Tabellenverzeichnis 7.3. Quellenverzeichnis 1.: Alex 2.-3.: Flo 4.-6.: Sascha 7.: Abspann

1. Funktionsstruktur 1.1. Funktionsstruktur Black Box Energie: rein geht der Wasserdruck und das mech. Drehen am Hahn – raus geht die Masse der Wassermenge MAL die Fließgeschwindigkeit zum Quadrat Stoff: Wasser geht rein und geht auch wieder raus Signal: rein geht das Steuern bei der Öffnung bzw. Schließung - raus geht die Wassermenge 1

1.2. Funktionsstruktur Teilfunktionen

1.3. Funktionsstruktur Unterfunktion Ventil

2. Anforderungsliste 4

3. Fehlerquellenanalyse (FMEA) [3] ……auf folgender Folie……… 5

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4. Versuchsziele und –kriterien Durch die durchzuführenden Versuche sollen Fehler möglichst schon vorher entdeckt und vermieden werden. Mögliche Fehlerquellen: Gewindeverschmutzungen Gewindebeschädigungen Ventilundichtigkeit Korrosion Des Weiteren müssen noch qualitätsspezifische Betrachtungen berücksichtigt werden: Ventillebensdauer Druckstandhaftigkeit bei 3bar Durchsatzgewährleistung Ventilbelastung durch häufiges Betätigen Anschlussgewinde muss Zugbelastung aushalten 7

4. Versuchsziele und –kriterien Für die Versuchsdurchführung muss dahingehend eine Versuchsbeschreibung festgelegt werden: Der Test soll als Praxistest ausgeführt sein – d.h., dass alle möglichen Situationen aus der praktischen Anwendung des Gartenwasserhahns im Test berücksichtigt werden Die Prüfung der Gewindeverschmutzungen, der Ventilundichtigkeit, der Korrosion, der Ventillebensdauer und der Durchsatzgewährleistung kann dann in einer Testkabine durchgeführt werden. 8

4. Versuchsziele und –kriterien Nach dem Testdurchlauf folgt dann die Prüfung auf Gewindebeschädigungen, Ventilbelastungen und der Zugbelastung der Anschlussgewinde. Als Erweiterung des Testes kann ein Langzeittest durchgeführt werden, welcher ohne Zeitbegrenzung begonnen wird, um die Lebensdauer des Hahns festzustellen. Zum oberen Punkt: Durch an der Kabinendecke installierte Wasserdüsen kann z.B. schmutziges Wasser auf den Hahn gesprüht werden. Dadurch kann dann die Produktlebenszeit in einer Woche von z.B. 5 Jahren simuliert werden. Hinzu kommt dann noch, dass man die Testkabine als Klimakammer ausführt und den Wasserhahn definierte Male einfriert und wieder auftaut. Im gefrorenen Zustand ist der Hahn geschlossen und wird nicht betätigt 9

5. Versuchsaufbau 10

6. Versuchsdaten Für die Durchführung des Versuchs müssen folgende Daten gegeben sein: Wasserdruck 3 bar Temperaturbeständigkeit zwischen -20 und +40°C (wenn < 0°C, dann Stillstand) 2x Öffnen und Schließen in einer Minute (simuliert 1 Tag) Nach 240 Minuten Versuch wird für 125min auf -20°C abgekühlt: Anfang des Versuches ~ Mitte März [Minute 0]; Ende Betriebszeit Mitte November [Minute 240]; Ende Gefrierphase ~ Mitte März [Minute 365]; also insgesamt 365min entspricht 1 Jahr) 11

6. Versuchsdaten Versuch soll 10 Jahre Betrieb simulieren, d.h. 365min * 10 = 3650min = 60,8 Stunden = 2,5 Tage 24 h am Tag muss Versuch überwacht werden Die Wasserdüsen sollen in 365min Versuch 100 Liter Schmutzwasser auf 1m² sprühen. Durch einen normalen Abfluss am Boden wird das Wasser in einer Tonne gesammelt und wieder den Düsen zugeführt. Der Wasserfilter im Kreislauf soll spätestens nach 3650min – also am Ende des Testes - gewechselt werden. 12

7. Anhang 7.1. Abbildungsverzeichnis Abbildung 1.1: Funktionsstruktur Black Box Abbildung 1.2: Funktionsstruktur Teilfunktionen Abbildung 1.3: Funktionsstruktur Unterfunktion Ventil Abbildung 5: Versuchsaufbau 7.2. Tabellenverzeichnis Tabelle 2: Fehler-Möglichkeits-Einfluss-Analyse 7.3. Quellenverzeichnis [1] Skript Entwicklungs- und Konstruktionsmanagement (KON4) von Prof.Dr.-Ing. H.Hoder [2] Skript Konstruktionsmethodik von Prof.Dr.-Ing. S.Kreutz [3] Prof. Dr.-Ing. Peter Gust, http://www.haw-hamburg.de/pers/Gust/vorlesung_1/index.html 13