Vakuumkammer aus Stahl - welche Wandstärke?
Hallo!
Ich brauche eine kleine Vakuumkammer - 1200x800x200mm (LxBxH) mit abnehmbarem Deckel. Jetzt ist die Frage, wie stark ich das Stahlblech dimensionieren muss, damit das ganze nicht implodiert.. :D Das Vakuum wird ca. -850mbar erreichen, sollte aber auch auf -980mbar ausgelegt werden.
Boden und Deckel können zusätzlich mit Winkeln oder stehenden Flacheisen verstärkt werden.
Kennt sich da jemand aus?
5 Antworten
Die Belastung von ThomasJNewton stimmt. Pro cm³ wird eine Krat von 1kg drücken.
Nur mit Blechen wird es sehr dickes Blech werden und dadurch sehr schwer.
Ich würde dahe anders an die Sachen ran gehen.
Als ersten würde ich ein Gestell schweißen. Dafür würde ich Vierkantrohr mit den Außenabmessungen 50x50 nehmen. Wandstärke ca. 4 mm.
Daraus ein Gestell mit den Außenkanten. In die beiden großen Flächen würde ich ein Kreuz in die Ecken schweißen. In die Mitte zwischen die beiden großen Flächen sollte eine Abstützung rein. Das bringt viel.
Wenn die entstandenen Flächen immernoch zu groß sind kannst du nchmal kleinere Profile reinsetzen. Außenflächen immer bündig.
An Ende würde ich außen Bleche drauf schweißen. Geschäzt min 4 mm.
Das sind alles schätzungen. Ich würde es vorhermit CAD simulieren.
Die Steben in den Flächen würde ich mit mit Rechteckprofil ausführen. Dieses sollte hochkant stehen. So ist das Widerstandsmoment in der Richtung größer. Dadurch kannst du ein wenig gewicht sparen. Aber nur minimal.
Die Mittelstrebe kannst du natürlich nicht nehmen, wenn du etwas in ie Kammer rein packen willst.
Innen kann ich leider keine Verstrebungen machen - den Platz brauche ich.. Außen jedoch wäre das kein Problem.
Wie ändert sich das ganze, wenn ich außen Flacheisen im Abstand von ca. 150mm anbringe, Querschnitt 5x50mm stehend?
Hab gerade gesehen, dass ich den Druck ungeprüft übernommen habe und dort ein kleiner Fehler drin war.
Ich kann das am Montag mal machen. Ist kein Problem. Erinnerung michruhig Mal dran. Dann vergesse ich es nicht.
Der Luftdruck entspricht einem Gewicht von 1 kg pro cm².
Das große "Blech" müsste also das Gewicht von 1000 Tonnen tragen können, etwas Sicherheit für Hochdruckwetterlagen eingerechnet.
Ein paar Winkel werden da nicht reichen. Das ganze Blech müsste m.E. gewölbt sein und bogenförmige Verstärkungen haben.
das große Blech hat die Abmessungen 120 cm x 80 xm
120 x 80 x 1 = 9.600 kg, das sind dann 10 Tonnen
Danke für den Hinweis.
War mir zwischenzeitlich auch schon aufgefallen, dass ein Meter nur 100 cm hat, nicht 1000.
Man sollte sich halt auch an sein Gefühl halten, 1000 Tonnen kamen mir arg viel vor, aber wenn man's berechnet hat ...
Sowas passiert ;-)
Klar sind 1000 Tonnen viel, aber für Luftdruck hat man kein echtes Gefühl, wenn man bedenkt was der alles zerstören kann, klingt jedes Ergebnis plausibel
(1.) siehe Bemerkung von Jackie251
(2.) "Sicherheit für Hochdruckwetterlagen" ?
.... das soll doch wohl eher ein Witz sein, oder ? ...
Mit "Sicherheit für Hochdruckwetterlagen" meinte ich den Unterschied zwischen meinen 1000 Tonnen und 960 Tonnen. Ohne meinen Rechenfehler natürlich zwischen 10.000 kg und 9.600 kg.
Natürlich nicht den Faktor 100, um den ich mich verrechnet hatte.
1kg/cm2 stimmt. Abe das heisst noch nicht, dass man derart massiv bauen muss.
Vakuumgefässe sind oft erstaunlich dünn und leicht, z.B. Glaswaren in der Chemie.
Warum muss es ein Kubus sein? Muss es in zwei Dimensionen so riesig sein?
Runde Formen sind da viel praktischer.
Ich empfehle ein rundes Rohr, da reichen bei Stahl ca. 3-4mm Wandstärke. Für Boden und Deckel idealerweise eine Kalotte /Halbkugel, falls ein gerader Deckel, dann abhängig vom Durchmesser eine Platte von 2cm Dicke.
Die Form ist wichtiger als die Wandstärke. Eine Kugel wäre ideal, ein Zylinder aus einem Rohr in passender Grösse kommt der Sache am Nächsten.
Eine Viereckige Form ist prinzipiell ungünstig wegen der Kantenbelastung, aber überdimensioniert aus 6-8mm hält natürlich auch das.
Rechteck hat ebene Flächen mit geringem Widerstand uns die Verformung bringt hohe Spannung an den Ecken. Sinnvoller ist ein Rohr, am besten mit Klöpperboden an den Enden, genau wie die üblichen Gasflaschen. Da könnte man vielleicht 2 fertige Flaschen (33 kg Methan) mit Standardabmessungen nehmen.
Ich habe es mal grob simuluert. Ich habe 10er Stahlblech genommen, ohne Versteifungen. Hält theoretisch gerade so. Nur bei idealer Schweißnaht. Die großen Flächen in der Mitte würden sich jeweils um 6-7 mm eindrücken. Wiegt 200 kg.
Bei 12er Blech ist man bei ca. 50% der Streckgrenze und einer Verschiebung von 4 mm in der Mitte der großen Flächen. Wiegt 250 kg.
Bei 15er Blech bist du bei 30% der Streckgrenze und einer Verschiebung von 2 mm. Das Gewicht beträgt 305 kg.
Also ohne Streben wirds sehr schwer und teuer. Ich würde mindestens 12er Blech nehmen.