Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Wie Kolben möglichst schnell Beschleunigen?


von anton (Gast)


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Hallo,

bin auf der suche einen weg, einen Kolben in einem Zylinder möglichst 
schnell zu bewegen. Dachte da so an geschwindigkeiten um 1000 m/s und 
einen Kolbenhub um 30 cm.

Würde man hier eher auf Preumatik oder auf Hydraulik setzen?
Ich würde ja eher zu Preumatik oder. dampf tendieren, da sich hohe 
drücke hier meiner meinug nach einfach relativ einfach erzeugen lassen.

habt ihr ideen?

gruß anton

von Alfred Nobel (Gast)


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Dynamit.

von Peter II (Gast)


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welche Masse hat der Kolben, dann könnte man schon mal die Energie 
ausrechnen die man dafür braucht.

von Mike Glotzkowski (Gast)


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Dee Reibwert im Zylinder ist auch wichtig.

von michl (Gast)


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Hallo,

1000m/s kommt mir schon recht schnell vor.

Wikipedia:
>Die Schallgeschwindigkeit in trockener Luft von 20 °C ist 343 m/s.

Also willst du fast dreifache Schallgeswindigkeit haben.

Öl ist da auf jeden Fall zu viskos!
Vieleicht Schwarzpulver?

vg Michl

von anton (Gast)


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sagen wir 10 Kg für den kolben.

von T.R. (Gast)


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anton schrieb:
> Dachte da so an geschwindigkeiten um 1000 m/s

Traust du dich nicht an Mach 3 ran?
Nimm einen Linearantrieb mit entsprechend gesteuertem magnetischen 
Wanderfeld.

von MaWin (Gast)


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> Dachte da so an geschwindigkeiten um 1000 m/s
> und einen Kolbenhub um 30 cm.

Das übertrifft die Projektilgeschwindigkeit eines Gewehrs.

Also bleibt wohl nur die Rail-Gun
http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/toedliche-kraft-das-schnellste-geschoss-der-welt-a-119994.html

aber auch die ist bei einfachem Aufbau zerstörend.

von MaWin (Gast)


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> sagen wir 10 Kg für den kolben.

Prust. Zu viele Drogen genommen ?

von michl (Gast)


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Noch eine Frage:

Du schreibst von Kolbenhub. Soll der Kolben also innerhalb der 30cm 
beschleunigt und am Ende wieder abgebremmst werden? Oder ist das ganze 
sozusagen eine Einbahnstraße? Dann hört es sich aber arg nach Geschoss 
an :)

von anton (Gast)


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MaWin schrieb:
>> sagen wir 10 Kg für den kolben.
>
> Prust. Zu viele Drogen genommen ?

warum?

von Michael .. (thing)


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anton schrieb:
> Würde man hier eher auf Preumatik oder auf Hydraulik setzen?
Weder noch, weil beide Systeme so hohe Beschleunigungen gewöhnlich
gar nicht zu lassen. Das schafft man nur mit chemischen Explosionen.
Die schnellste Pneumatik die ich kenne ist die eines Druckluftnaglners
und dürfte gefühlt allenfalls Beschleunigungen im zweistelligem Bereich 
haben. Ist natürlich vom Betriebsdruck abhängig.
> Ich würde ja eher zu Preumatik oder. dampf tendieren, da sich hohe
> drücke hier meiner meinug nach einfach relativ einfach erzeugen lassen.
Pneumatik ist von den Drücken auch schnell an der Leistungsgrenze
des Materials angelangt. Bei Hydraulik sind zwar große Drücke möglich,
aber das geht dann wieder zu Lasten der Geschwindigkeit. Dürfte 
schwierig
bis unmöglich sein ohne nähere Angaben zum Vorhaben da eine nützliche
Idee beitragen zu können.

von asdf (Gast)


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anton schrieb:
> Dachte da so an geschwindigkeiten um 1000 m/s

das Geht nicht.

von anton (Gast)


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michl schrieb:
> Noch eine Frage:
>
> Du schreibst von Kolbenhub. Soll der Kolben also innerhalb der 30cm
> beschleunigt und am Ende wieder abgebremmst werden? Oder ist das ganze
> sozusagen eine Einbahnstraße? Dann hört es sich aber arg nach Geschoss
> an :)

nein, er soll am ende wieder zum stehen kommen.

von michl (Gast)


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Nur so zum Vergleich:

Schwarzpulver hat eine Explosionsgeschwindigkeit von 600 m/s. Also 
deinen Kolben köntest du nichtmal mit (herkömlichen) Schwazpulver (egal 
wie viel) auf solche Geschwindigkeiten beschleunigen.

von MaWin (Gast)


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> > > sagen wir 10 Kg für den kolben.
> > Prust. Zu viele Drogen genommen ?
> warum?

Weil deine Vorstellung physikalisch unmöglich ist.

rechne doch einfach mal die benötigte Kraft aus,
reche aus wie viel Kraft der Körper aushält
bevor er sich verformt/zerlegt.
Mangelt es den Kindern heute an simpelster Mathematik?

Ein richtig fettes Artilleriegeschützt beschleunigt zwar auf mehr als 
1km/s, aber in einem längeren Rohr, und beim Abbremsen ist das Teil 
kaputt.

von Kartoffelsalat (Gast)


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Cordit schafft dass gerade so. Natürlich geht es auch mit Druckluft. 
Aber sein wir ehrlich... Es ist Schwachsinn. Wer solche fragen stellt, 
ist ganz sicher zu blöd so was zu bauen.

von Peter II (Gast)


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Nur mal als vergleich

http://de.wikipedia.org/wiki/Kolbengeschwindigkeit
[...]
Die maximale mittlere Kolbengeschwindigkeit ist nur durch die 
Werkstoffpaarung von Kolben und Zylinder begrenzt und überschreitet nur 
bei wenigen Großserienmotoren 20 m/s.
[...]

von michl (Gast)


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Da das Ganze ja innerhalb der 30cm wieder abbremsen soll geh ich von 
15cm Weg für die Beschleunigung aus:

Benötigte Energie: W=0.5*m*v^2 =5MJ

W=F*s  -->  F=W/s  =5MJ/0,15m = 33MN (Mega Newton)

Und wem das noch nicht reicht:

F=m*a  -->  a=F/m  =33MN/10kg = 3,3Mm/s^2 (Mega-Meter/Quadratsekunden) 
;)

Das sind schon ordentliche Größen, auf die man hier mit ein bisschen 
Grundschulphysik kommt.

von gggg (Gast)


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Okay, 5MJ = 1,38 KW

also garnicht so viel...

von Joe (Gast)


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gggg schrieb:
> Okay, 5MJ = 1,38 KW
>

Das geht nicht.

Energie ist nicht gleich Leistung !!

von Bastler (Gast)


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1,38 KiloWattStunden. Die müssen in Sekundenbruchteilen erbracht werden.
Zum Überschlagen mal 1Sekunde angenommen, Braucht man rund 5GW Leistung, 
Nur kurz, aber woher?

von Joe (Gast)


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TNT liefert eine Explosionsenergie von 4,184 MJ/kg.

Also benötigt der TO mindestens 1,2kg THT pro Bescheunigung.

Viel Vergnügen.

von Bastler (Gast)


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Kein Problem, einen Teil bekommt er ja beim abbremsen wieder zurück ;-)

von gggg (Gast)


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Bastler schrieb:
> 1,38 KiloWattStunden. Die müssen in Sekundenbruchteilen erbracht
> werden.
> Zum Überschlagen mal 1Sekunde angenommen, Braucht man rund 5GW Leistung,
> Nur kurz, aber woher?

Kondensatoren, aber man müsste die elektrische energie dann umwandeln, 
damit der TO sie nutzen kann.

von MatzeIhring (Gast)


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anton schrieb:
> sagen wir 10 Kg für den kolben.

Dieses Prinzip wird in der Uran-Atombombe verwendet. Corditladung nennt 
sich das.

von michl (Gast)


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Das mit einer Sekunde ist leider schlecht geschätzt:

a=v/t  --> t=v/a = 1000/3.333.333 s = 300µs (300 Mykro-Sekunden)

Ergibt dann eine Leistung von:

P=W/t = 5MJ/300µs = 16 GW

16 Gigawatt sind schon eine Hausnummer.

Wenn man den Durchmesser des Kolbens wüsste, könnte man den (Luft-)Druck 
ausrechnen der (theoretisch) nötig wäre. Das wäre wohl auch das absolute 
KO-Kriterium für die Pneumatikvariante!

vg michl

von Bastler (Gast)


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Es ging mir drum die Größenordnung zurecht zurücken. Ob 5 oder 16 ist 
dann nicht mehr so wichtig.

von Peter F. (peter_f)


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michl schrieb:
> Schwarzpulver hat eine Explosionsgeschwindigkeit von 600 m/s. Also
> deinen Kolben köntest du nichtmal mit (herkömlichen) Schwazpulver (egal
> wie viel) auf solche Geschwindigkeiten beschleunigen.

Ein Agressives Zweibasiges Pulver Niropulver kann die 1000m/s schaffen, 
ja ich hab eine Sprengstofferlaubnis und weiss das.
Das Angesprochene Kordit währe eine veraltete Version davon.
Gibt auch Gewehre die auf eine Solche Leistung kommen, auch wenn man sie 
gut suchen muss.

Das Problem ist den Kolben am Ende des Weges zum stehen zu bekommen ohne 
das er sich und den ganzen Linaraktuator selbst zerlegt.
Eine lange Lebensdauer hätte die Anlage sowieso nicht und sie müsste 
äußerst massiv sein. Die Drücke und Kräfte sind nicht von schlechten 
Eltern.
Mit genug Know-How und Geld ist das also möglich :)

Grüße,
Peter

von MWS (Gast)


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Peter F. schrieb:
>> Schwarzpulver hat eine Explosionsgeschwindigkeit von 600 m/s. Also
> Ein Agressives Zweibasiges Pulver Niropulver kann die 1000m/s schaffen,
> ja ich hab eine Sprengstofferlaubnis und weiss das.

Hm, gib' Deine Erlaubnis besser wieder ab.

Was hat die Detonationsgeschwindigkeit eines Stoffes, also die 
Fortpflanzung der Reaktionsfront innerhalb selbigem, mit der 
Vortriebsgeschwindigkeit eines Objektes zu tun, welches mit den Gasen 
daraus angetrieben wird?

von Kartoffelsalat (Gast)


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> Das Angesprochene Kordit währe eine veraltete Version davon.
> Gibt auch Gewehre die auf eine Solche Leistung kommen, auch wenn man sie
> gut suchen muss.
>
> Das Problem ist den Kolben am Ende des Weges zum stehen zu bekommen ohne
> das er sich und den ganzen Linaraktuator selbst zerlegt.
> Eine lange Lebensdauer hätte die Anlage sowieso nicht und sie müsste
> äußerst massiv sein. Die Drücke und Kräfte sind nicht von schlechten
> Eltern.
>
es gibt garantiert kein Gewehr, das eine derartige Leistung hat. 
Bestenfalls so was wie eine Kanone.
Und wenn ich darüber nachdenke... Auch die gibt es nicht. Das Problem 
ist heute technisch nicht zu lösen. Eine Konstruktion, die so was mehr 
als einmal aushält, wirst du auch mir viel Geld nicht bauen können.

von Peter F. (peter_f)


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MWS schrieb:
> Hm, gib' Deine Erlaubnis besser wieder ab.

Ach, dann lass ma, tu so als hätt ich nix gesagt. Hab von sowas ja keine 
Ahnung :)

von Peter F. (peter_f)


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Eins lass ich noch im Raum stehen, weil ich extra nachgeschaut hab.

http://en.wikipedia.org/wiki/.204_Ruger

Das ist nichtmal eine Wildcat sondern was ganz normal Käufliches...

von MaWin (Gast)


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> > sagen wir 10 Kg für den kolben.
> Dieses Prinzip wird in der Uran-Atombombe verwendet.
> Corditladung nennt sich das.

Was für ein hanebüchener Unsinn.
Hast du wohl in Peter Moosleitners Interessantem Magazin gelesen.

von icke (Gast)


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Joe schrieb:
> Also benötigt der TO mindestens 1,2kg THT pro Bescheunigung.

Ich glaube diese Menge an THC hat der TO schon konsumiert :)

von gggg (Gast)


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Wie wäres mit einem elektromotor, einem getriebe, und einem zahnrad 
welches statt dem kolben eine zahnstange antreibt?

von Stefan (Gast)


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Die Idee mit dem THC ist gut. Dann muss er den Kolben nur noch auf 
1cm/Stunde beschleunigen und es sieht für ihn aus wie 1000m/s.
Stefan

von MWS (Gast)


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Peter F. schrieb:
> Das ist nichtmal eine Wildcat sondern was ganz normal Käufliches...

Nun, dann siehst Du ja selbst, dass es schneller geht und das mit 
Nitropulver. Entscheidend ist die aktiv brennende Oberfläche des 
Pulvers, damit das Verhältnis der expandierenden Gase zum sich 
vergrößernden Gasraum.
Die Detonationsgeschwindigkeit des Stoffes, hier des Pulvers, ist nur 
ein Teilaspekt bei der Geschossgeschwindigkeit. Das solltest Du als 
Wiederlader auch wissen.

http://en.wikipedia.org/wiki/.22_Eargesplitten_Loudenboomer
Das sind dann 1400m/s.

von Peter F. (peter_f)


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MWS schrieb:
> Nun, dann siehst Du ja selbst, dass es schneller geht und das mit
> Nitropulver. Entscheidend ist die aktiv brennende Oberfläche des
> Pulvers, damit das Verhältnis der expandierenden Gase zum sich
> vergrößernden Gasraum.

Natürlich, hab ich doch auch geschrieben das es mit einem Zweibasigen NC 
Pulver geht und eben nicht mit Schwarzpulver.
Selbst mit einem einbasigem NC Pulver würd es nicht gehen, da braucht es 
das Nitroglyzerin.

> Die Detonationsgeschwindigkeit des Stoffes, hier des Pulvers, ist nur
> ein Teilaspekt bei der Geschossgeschwindigkeit. Das solltest Du als
> Wiederlader auch wissen.

Na sicher. Durckverlauf, Abbrand, Gasvolumen und noch so lustige Sachen 
spielen da mit.

> http://en.wikipedia.org/wiki/.22_Eargesplitten_Loudenboomer
> Das sind dann 1400m/s.

Bis darauf das das ein Scherz ist und sie die Patrone nieh gebaut haben. 
:)

Grüße,
Peter

von MWS (Gast)


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Peter F. schrieb:
> Bis darauf das das ein Scherz ist und sie die Patrone nieh gebaut haben.
> :)

Ist das derselbe Scherz wie der, dass Geschossgeschwindigkeit gleich 
Detonationsgeschwindigkeit ist?

Da gibt's doch sicher einen Beleg für das was Du sagst, zeig doch mal.

von Peter F. (peter_f)


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MWS schrieb:
> Ist das derselbe Scherz wie der, dass Geschossgeschwindigkeit gleich
> Detonationsgeschwindigkeit ist?

Ich weiss nich wo du gelesen hast das, ich hab das nicht gleichgesetzt.
Aber dein Roß ist mir auch zu hoch, also setz ich mich jetzt auf meinen 
Esel und reite gen Sonnenuntergang :)

von klugschwaetzer (Gast)


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Wo liegt das Problem ?
Zylinder massivst möglich bauen, Kolben hermetisch einsetzen und dann 
bissle C4 oder Semtex ranpappen BUMM
Und gebremst wird durch die kochende Luft im inneren des Zylinders :-P
duckundwech

von Paul Baumann (Gast)


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Je größer das WUMM, desto schneller das Sssssitttt!

;-)

MfG Paul

von MWS (Gast)


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Peter F. schrieb:
> Ich weiss nich wo du gelesen hast das, ich hab das nicht gleichgesetzt.

Deine Antwort war:

Peter F. schrieb:
> michl schrieb:
>> Schwarzpulver hat eine Explosionsgeschwindigkeit von 600 m/s. Also
>> deinen Kolben köntest du nichtmal mit (herkömlichen) Schwazpulver (egal
>> wie viel) auf solche Geschwindigkeiten beschleunigen.
>
> Ein Agressives Zweibasiges Pulver Niropulver kann die 1000m/s schaffen,
> ja ich hab eine Sprengstofferlaubnis und weiss das.

Wer sagt denn, dass bei geeigneten Voraussetzungen die 1000m/s nicht mit 
Schwarzpulver erreichbar wären?

Nimm den Kolben ausreichend klein, das Pulver-Volumen ausreichend groß, 
den Lauf entsprechend lang und die Zündung möglichst gut verteilt an, 
dann wird der Druck aufgrund der entstehenden Gasmenge entsprechend groß 
werden. Nur die Höhe des Drucks und der nachgelieferten Gasmenge 
entscheidet aber über die erreichbare Geschwindigkeit.

Dass Du überhaupt auf die bereits unsinnige Argumentation Deines 
Vorposters eingestiegen bist, hat gezeigt dass Deine Ahnung hier 
begrenzt ist, evtl. einfach auf das, was Dir als Wiederlader geläufig 
ist.

Natürlich ist das beschriebene theoretische Gebilde nicht mehr das, was 
man landläufig unter einem Gewehr verstehen oder das irgend jemand als 
solches benutzen würde. Im Gegenteil, aufgrund anderer, besserer 
Möglichkeiten würde man so etwas nicht herstellen, den Nutzwert gäbe es 
nicht. Aber das bedeutet doch nicht, dass es nicht möglich wäre.

Dann mal auf in die Abenddämmerung.

von Stefan M. (derwisch)


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Ein 10Kg Kolben mit 1000m/s?
Dann ist dein Kolben ja aus Kryptonit oder dem Kernmaterial eines 
Neutronensterns.
Mit 5000m/s kann man schon Stahlträger durchtrennen ( Schneidladung ).
Wenn du das hinkriegst wirst du beim Militär ein gefragter Spezialist.

von Martin (Gast)


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Peter F. schrieb:
> Eins lass ich noch im Raum stehen, weil ich extra nachgeschaut hab.
>
> http://en.wikipedia.org/wiki/.204_Ruger

Wenn für Dich ein 3g leichtes Projektil und ein 10kg schwerer Kolben das 
selbe sind, solltest Du die Erlaubnis wirklich wieder abgeben...

von Stöhn (Gast)


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Alles Zeitverschwendung.

von amüsierterLeser (Gast)


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Wirklich interessante Idee!

Den Ausgangsspezifikationen nach würde ich zu einem Pneumatiksystem 
raten (sinnvoll oder -los sei mal dahin gestellt). Aber vielleicht 
solltest du dir deine Spezifikationen nochmal anschauen und überlegen, 
ob du dich nicht um eine oder zwei Kommastellen irgendwo vertan hast.

Ich denke, wenn du die Überarbeitet hast, dann wird dir hier bestimmt 
auch weitere Hilfe angedeihen.

von Gerhard W. (gerhard86)


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Und wann kommt die Frage wie man das Feuerleitsystem und die 
Motorsteuerung für die Ketten von der Selbstfahrlafette bauen kann? :-D

PS: Für solche Geschwindigkeiten und Massen ist der Antrieb 
üblicherweise im "Kolben"....

von (prx) A. K. (prx)


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Hier hat die NSA endlich mal Futter fürs Schnüffeln. ;-)

von (prx) A. K. (prx)


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michl schrieb:
> Benötigte Energie: W=0.5*m*v^2 =5MJ
> Das sind schon ordentliche Größen,

Kann man so sagen. 1kg TNT hat eine Detonationsenergie von 4,2MJ.

von Jürgen D. (poster)


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Ich hatte mal einen Bericht gelesen da ging es um eine Schußvorrichtung 
um die Einschläge von Micrometeriten auf Raumfahrzeugen zu simulieren.
Da war von Kaltgasskanonen die Rede. Im Grunde waren die ähnlich 
aufgebaut wie ein klassisches Luftgewehr aber deutlich grösser. Nur war 
hier die Feder durch ein Pyrotechniksatz ersetzt der einen grossen 
Kolben angetrieben hat.
Der Kolbenraum war mit Wasserstoff gefüllt, die Moleküle sind deutlich 
kleiner als bei Luft und können daher eine grössere 
Strömungsgeschwindigkeit durch dem Transferport erreichen. Um ein 
definiertes Losbrechmoment des Geschosses zu erreichen war hier eine 
Berstplatte eingebaut. Das Geschoss selber entsprach vom Durchmesser und 
Gewicht in etwa einen 4,5mm Diabolo mit 0,5g.
Es wurde da Geschwindigkeiten bis etwa 40Km/s erreicht.

Aber das mit einem 10Kg Kolben auf 15cm und dan auch wieder auf 15cm 
abbremsen wollen ist schon mehr als sportlich

von Martin S. (sirnails)


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Jürgen D. schrieb:
> Aber das mit einem 10Kg Kolben auf 15cm und dan auch wieder auf 15cm
> abbremsen wollen ist schon mehr als sportlich

Ach wieso. Wenn bis 2020 die nötigen 15 Kernkraftwerke abgeschaltet 
wurden, kann er sie ja für die Beschleunigung seines Geschosses nutzen.

Dann bräuchte er auch keinen Sprengstoff mehr, dann könnte er einfach 
ein bisschen Kabel im Zylinder verdampfen lassen.

von Jürgen D. (poster)


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Ein paar Kondensatoren und ein bischen Draht dann klappt das auch im 
Hobbykeller:
http://www.youtube.com/watch?v=1ix62_oBGtg

von Henrik V. (henrik_v)


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Eine Oberflächen-Sinusschwingung mit 150mm Amplitude bei 1,061kHz hat 
eine Spitzengeschwindigkeit von 1000 m/s ....
Spitzenbeschleunigung knapp 6,6Mm/s²
Ein Stahl, Titan, Berillium Stab (Hopkinson Bar) in Resonanz?
Die Enden verjüngen, bringt mehr Amplitude, und dann Energie 
reinpumpen...
Wahrscheinlich ist die Materialdämpfung schon zu hoch....
Wo die Atomkraftwerke abgeschaltet werden, sollten Berilliumstäbe 
anfallen :)

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Die Schnüffeldienste werden über diesen Thread begeistert sein. So viele 
"Experten" mit Sprengstofferfahrung...

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