Durchmesser Zylinder berechnen Pneumatisch + Hydrauliköl

Wie berechne ich, welche Fläche der goldene Zylinder rechts haben muss, um gegen die Federkraft und die "Hydrauliköl-Kraft" zu wirken?
Das blaue stellt das Hydrauliköl dar. Jetzt muss der kleine Zylinder ja das Öl verdrängen, damit er vollständig einfahren kann nach links, wie der rote Pfeil zeigt.

Druckgleichung und Kreisflächengleichung sind bekannt.

F_ges = Gesamtkraft = F_feder + F_öl
p=F_ges / A


Die Federkraft lässt sich ja mit der Federkonstanten mal Strecke berechnen. F_feder=c*x .

Wie bekomme ich aber die Kraft für das Öl raus? Ich kenne die Viskosität bzw. E-Modul E und das Volumen. Kann ich hieraus irgendwie eine "Ölkraft" berechnen? Oder wie habe ich hier vorzugehen?
 

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Wie bekomme ich aber die Kraft für das Öl raus? Ich kenne die Viskosität bzw. E-Modul E und das Volumen. Kann ich hieraus irgendwie eine "Ölkraft" berechnen? Oder wie habe ich hier vorzugehen?
Bernoulli Gleichung?
Über die Geschwindigkeit, mit der der Kolben einfahren soll, bekommst du die Fließgeschwindigkeit des Öls. Den Querschnitt hast du gegeben, damit solltest du den Druck ausrechnen können, den das Öl aufbaut. Über den Druck kommst du dieder auf die Gegenkraft am kleinen Kolben.
Sollten starke Querschnittsänderungen oder viele 90° Abzweigungen vorliegen, wirds noch komplexer.
Nicht vergessen: Reibkräfte der Dichtungen.

Ich stelle mir die Frage: Warum muss das berechnet werden? Und wie genau muss das Ergebnis sein?
 
Wo geht denn das Öl hin? Ist das Drucklos (Rücklauf)?
Wenn der kleine Kolben von rechts nach links fährt, dann wird das Öl in eine abgeschlossene Kammer gepumpt. Wenn der Kolben wieder einfährt und sich somit nach rechts bewegt, dann fließt das Öl teilweise wieder in die rechte Kammer.

Bernoulli Gleichung?
Über die Geschwindigkeit, mit der der Kolben einfahren soll, bekommst du die Fließgeschwindigkeit des Öls. Den Querschnitt hast du gegeben, damit solltest du den Druck ausrechnen können, den das Öl aufbaut. Über den Druck kommst du dieder auf die Gegenkraft am kleinen Kolben.
Die Gleichung werde ich mir nochmal anschauen und mich wieder melden, sobald ich neue Ergebnisse habe. Das ist die einzige 90° Bohrung, die im Bild zu sehen ist.

Ich stelle mir die Frage: Warum muss das berechnet werden? Und wie genau muss das Ergebnis sein?
Damit ich den Durchmesser der Kolben und Zylinder vordimensionieren kann.
Es muss jetzt nicht 100% genau sein, nur dass ich einen groben Richtwert habe, den ich in meiner Hausarbeit angeben kann.
 
Die Bernoulli-Gleichung lautet ja wie folgt:
[tex] p_1+\rho\cdot g\cdot H_1+\frac{\rho\cdot {\dot{x_1}}^2}{2}=p_2+\rho\cdot g\cdot H_2+\frac{\rho\cdot {\dot{x_2}}^2}{2} [/tex]

Jetzt treffe ich die Annahmen:
[tex] \dot{x_1}= 0 [/tex]
[tex] p_2=0 [/tex]
[tex] H_2=0 [/tex]
[tex] p_1=\frac{F}{A} [/tex]

Die Austrittsgeschwindigkeit beträgt dann:
[tex] v_2=\sqrt{\frac{2}{\rho}\cdot(\frac{F}{A}+\rho\cdot g\cdot H_1)}=\sqrt{\frac{2}{\rho}\cdot(p_1-p_2)} [/tex]

Ist das der richtige Weg? Und wie gehe ich dann weiter vor?
 
Wenn der kleine Kolben von rechts nach links fährt, dann wird das Öl in eine abgeschlossene Kammer gepumpt. Wenn der Kolben wieder einfährt und sich somit nach rechts bewegt, dann fließt das Öl teilweise wieder in die rechte Kammer.
Hast du mal ein Hydraulikschema dazu?
Denn so ganz verstanden habe ich es noch nicht, macht mich jetzt aber neugierig, da das Öl anscheinend nicht zum Ausfahren benötigt wird. Denn warum fließt es nur teilweise in die rechte Kammer (du meinst damit die kleine blaue Kammer?)?
Ist das Öl dann zum Dämpfen beim Einfahren da und es ist noch irgendwo eine Drossel verbaut?
Damit ich den Durchmesser der Kolben und Zylinder vordimensionieren kann.
Es muss jetzt nicht 100% genau sein, nur dass ich einen groben Richtwert habe, den ich in meiner Hausarbeit angeben kann.
Schon klar, dass man rechnet, um was dimensionieren zu können 😉 Aber mit dem Wort "Hausarbeit" hast du die Antwort dann schon gegeben.
 
Ich hab die Konstruktion daheim nur als step Datei, deswegen kann ich die leider nicht im 3D bewegen, um es darzustellen, deshalb versuche ich es zu erklären.

Zuerst drückt 1 auf die Flüssigkeit 2. Der Raum links, also 3, ist bereits weitestgehend mit Hydrauliköl gefüllt. Wenn jetzt 1 quasi auf das restliche Hydrauliköl drückt, was sich noch in 2 befindet, dann wird mehr Öl in 3 reingepresst, als eigentlich reinpasst. Aufgrund der Inkompressibilität hat das zur Folge, dass sich 4 und 5 nach rechts bewegen mit x als Geschwindigkeit. 4 und 5 sind miteinander verschraubt durch ein Außengewinde.
Position 1 hält jetzt seine Position, während sich 4 und 5 nach rechts auf 1 hinzu bewegt haben.

Hab ich das einigermaßen verständlich erklärt?
 

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Jawohl, genau so ist die Funktionsweise der Baugruppe.
F2 entsteht dann durch den Druck bzw. durch das Hydrauliköl.


Ist das Öl dann zum Dämpfen beim Einfahren da und es ist noch irgendwo eine Drossel verbaut?
Nein, es ist nicht zum Dämpfen gedacht, sondern um die Kraft quasi in die Gegenrichtung (=nach rechts) einzuleiten
 
Aber wozu brauche ich dann das Hydrauliköl da drin? Das erschließt sich mir noch nicht so ganz. Irgendwas muss ich dann doch mit dem Öl machen? Viskosität, EModul oder Ähnliches verwenden? Das erscheint mir sonst zu leicht :ROFLMAO:
 
Dann hast Du doch alles? F1 aus P1 und A1. P2 aus F1 und A2. F2 aus P2 und A3.
Was soll das eigentlich werden? Weil F2 müsste kleiner als F1 sein...
Da ist noch eine Feder dabei, die auch noch ins System eingreift.
Aber auf die Antwort, was das werden soll, bin ich auch gespannt. So ganz kann ich mir den Sinn der Konstruktion noch nicht erklären.

@Timgabel , Viskosität wird wahrscheinlich nur interessant, wenn das System z.B. bei kalter Umgebung sehr schnell reagieren soll. Deshalb wäre es eben prinzipiell interessant, wenn du uns mehr zum kompletten System erzählen könntest.
 
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