a a

VB: Klepafdichting

Een metalen ring (met radius R1) wordt middels een sluitkracht  (F) op een flexibele rubber zitting gedrukt, waardoor een onder de ring aanwezige druk (p) is opgesloten. Welke klepconfiguraties zijn mogelijk die een druk van 8 bar aankunnen?

01

Een voorbeeld

Neem een eenvoudig product als een klep (afdichting) weergegeven in de slider 01 (ten gevolge van symmetrie is slechts de helft van de klep getekend, de symmetrielijn is in streep stip getekend).

Een metalen ring (met radius R1) wordt middels een sluitkracht  (F) op een flexibele rubber zitting gedrukt waardoor een onder de ring aanwezige druk (p) is opgesloten. Vragen die de ontwerper zich zou kunnen stellen zijn; uit welk materiaal kan ik de zitting maken opdat ik bij een druk van 8 bar geen lekkage krijg of wat is de kleinst mogelijke aandrukkracht F om voldoende afdichting te krijgen bij 8 bar, en vervolgens hoe moet ik in die situatie de overige ontwerpparameters dimensioneren? Hoeveel vrijheid om die parameters te kiezen heb ik dan nog?

Een veel gebruikte methode is dat het ontwerpteam zich buigt over deze vraag en middels kennis- en ervaringsgegevens komt tot een klepconfiguratie waarvan men met redelijke zekerheid zou zeggen dat deze wel zou kunnen gaan voldoen. Via testen zou uiteindelijk ook aangetoond worden dat deze klep inderdaad voldoet, zij het dat het geheel wel wat overgedimensioneerd lijkt te zijn en dat het ontwikkeltraject veel tijd heeft gekost.

Hoe past dit in Mr Reves?

De medewerkers van Reden (allemaal technisch experts op academisch niveau) maken een virtueel model van de klep en de leiding (in dit geval een Eindige Elementen Model). Dit model berekent bij welke druk een bepaalde klepconfiguratie gaat lekken. Deze configuratie wordt gevalideerd middels een echte test. Als blijkt dat het model goed is wordt een serie experimenten met het model uitgevoerd waarbij alle ontwerpparameters gevarieerd worden (Design of Experiments). Uit deze testresultaten worden vervolgens kennisregels afgeleid die een verband leggen tussen de ontwerpparameters en de performance.

Deze kennisregels implementeren we in MrReves, samen met andere binnen het bedrijf al aanwezige kennisregels die op uw project van toepassing kunnen zijn. 

Vervolgens kan aan MrReves de vraag gesteld worden ; geef mij alle mogelijke klepconfiguraties die een druk van 8 bar aan kunnen .

Het resultaat ziet eruit als op afbeelding 02 in de slider:

Iedere blauwe stip vertegenwoordigt een werkende (!) oplossing. In de huidige grafiek zijn als assen de indrukkracht F (horizontaal)  en de rubberblokdikte t (verticaal) uitgezet. Hiermee laat de gewenste oplossing (een zo laag mogelijke indrukkracht F) zich direct aflezen. Door de meest linkse stip als oplossing te kiezen volgen de overige ontwerpparameters vanzelf (oranje kader rechtsboven).

Wat heeft u hieraan?

Dit principe kan worden toegepast op het ontwerpen van vrijwel alle producten en verzekert u van het maken van de juiste beslissingen tegen de minimale kosten.