Bau eines luftdichten Behälters für ein Vakuum (ca. 15 mBar)

Hallo, ich möchte einen luftdichten Behälter aus Metall bauen. Er soll oben eine Glasscheibe haben und einem Vakuum von 15 Millibar aushalten und eine Kantenlänge von jeweils 30 cm haben
So würde ich es bis jetzt machen: Verbundglasscheibe mit 8 mm Stärke, liegt oben auf, mit einfachem Schanier. (das Vakuum zieht die Scheibe an eine umlaufende Gummierung) 5 Metallplatten, 5mm Stärke erhalten jeweils eine Nut, in der ich ein Gummi einlege. Die Seiten werden dann jeweils verschraubt (das Gummi quetscht sicht dann).
Folgende Fragen beschäftigen mich: Wie dick muss mindestens das Metall/Glas sein, um den Unterdruck standzuhalten? (Sind die Wände zu dick oder zu dünn?) Wie sollen die Behälterwände am besten mit einander verbunden werden? Gibt es eine bessere Lösung? (für einen 30 cm Behälter mit Glasfenster)

Moin,
Stefan schrieb:
  Quoted Text Here  
Ob 15mbar oder 15*10^-8 macht für die Statik keinen Unterschied.
  Quoted Text Here  
Ausreichend dickes Acrylglas geht auch. Acryl wird gerne für U-Bootfenster genommen und ist mit Hausmitteln etwas angenehmer zu bearbeiten als Verbundglas.
  Quoted Text Here  
Welches Metall? Wie verschraubt? Kannst Du die Platten 45° anfasen?
Je nach Deinen Ansprüchen könnte auch ein Verkleben mit Silikon ausreichen.
Vakuumkessel baut man normalerweise rund. Wenn Du eine low-Budget Lösung anstrebst: Wie wärs's mit einem Schnellkochtopf mit selbstgemachtem Deckel? (Habe ich selber für Vakuum benutzt, hält.)
O.J.

Ole Jansen schrieb:
  Quoted Text Here  
Gute Idee, aber wie dick sollte es mindestens sein? Und wieviel Druck wird darauf ausgeübt?
  Quoted Text Here  
Aluminium oder Kupfer ich wollte das kurze mit dem langen Ende verschrauben. Die Platten also etwas nach innen versetzen. Anfasen könnte ich das Metal mit einer Oberfräse
  Quoted Text Here  
Habe ich auch dran gedacht, ich möchte aber noch Anschlüsse daran befestigen, das geht besser bei einem rechteckigen Behälter.

On 15 Jul 09 at group /de/sci/ing/misc in article
  Quoted Text Here  
Aussen(Luft)druck - Innendruck. Bei 15mBar innen kannste den auch gleich null setzen und nur mit dem Luftdruck rechnen. 1Bar = 1 kp/cm^2...
Bei 30x30cm kommen locker fast 1000kp zusammen, das drückt schon etwas :-o
Sicherheitszuschlag nicht vergessen, zul. Durchbiegung der Platten beachten...
Saludos Wolfgang

  Quoted Text Here  
"Das drückt schon etwas". Ist das jetzt ironisch gemeint? 1000kp sind für mich schlecht vorzustellen. Was würde eine Federwaage einzeigen, wenn man die obere Platte mit der unteren verbinden würde (davon ausgehend, dass die obere Platte beweglich ist)?
Noch eine Frage: Wenn ich Kupfer oder Aluminium für die Seitenwände benutzen würde, wie stark sollte die Wand mindestens sein? bzw. wie kann ich das berechnen? (Ein Würfel mit Kantenlänge von 30 cm soll ein Vakuum im innern aushalten)

Stefan schrieb:
  Quoted Text Here  
Bei einem Bar Druckdifferenz: 10N/cm^2 Also recht genau eine Tonne.
Robert

On 16 Jul 09 at group /de/sci/ing/misc in article
  Quoted Text Here  
Mal sehen, wann er es endlich glaubt, das mit der Tonne...
Saludos Wolfgang

  Quoted Text Here  
Hmm. Aber es gibt doch auch kleinere dünne Gefäße aus Glas, die ein Vakuum enthalten können. Zum Beispiel Exsikkatoren, halten die auch einer Tonne belastung aus? Ah. Nein, weil die Oberfläche kleiner ist. Richtig? <- grad selbst beantwortet. Das bedeutet, das auf einem 30x30 cm Behälter ca. 900 kg auf allen Seiten drücken!?

Moin,
Stefan schrub:
  Quoted Text Here  
Ach je. Welche Kraft braucht man, um ein Ei zu zerdrücken? Antwort: Nicht viel. Das loslassen im 5. Stock auf dem Balkon reicht....:-) Ja ja.
Es kommt drauf an, wie und wo die Kraft wirkt. Eine Coladose kann auch gut 1bar Überdruck im inneren ab. Das heißt aber längst nicht, dass eine Person mit 80kg diese Dose nicht einbeulen könnte wenn sie sich draufstellt (was auch nur nach passender Rechnung 1bar ausmacht).
  Quoted Text Here  
Ja. Und? Ein Gewicht von 900kg kannst du an einen Draht von 7mm Durchmesser dranhängen (Baustahl, einfachst). Die praktischen Probleme (und die Gründe für dickeres Material) kommen wo anders her: Schwingende Belastung, Stoßbelastung, Dauerbelastung, Korrosion und vor allem Kombination aus all dem. In wie weit das für die Vakuumkammer relevant ist? Nicht sehr, aber man sollte mal drüber nachgedacht haben.
CU Rollo

On 16 Jul 09 at group /de/sci/ing/misc in article
  Quoted Text Here  
Jein, rechnen hilft, drum hab ichs vorgerechnet. Ich hoffe nicht, Du hast Physik und Mathematik abgewählt und durch Klatschen und Singen ersetzt :-> Das Gewicht eines Kleinwagens auf jede Seite hat schon was.
  Quoted Text Here  
Dann guck mal bei den "Magdeburger Halbkugeln" nach, wenn Du mir nicht glaubst. Das Experiment hat Otto Guericke (Magdeburger Bürgermeister) weltberühmt gemacht.
Oder saug halt Deinen Schneewitchensarg leer, aber geh weit genug zurück und in Deckung, kann sein, dass da bei der zu erwartenden Implosion anschliessend was durch die Gegend fliegt.
Falls Du die Vakuumpumpe noch nicht hast, kannste den Sarg auch auf 2Bar aufpumpen, geht die Durchbiegung eben nach aussen. Schätze das Ding kriegt Annäherungen an einen Fussball, bevor es rummst! Noch weiter weg in Deckung gehen, als bei Vakuum!
Du willst mit dem Stunt auch berühmt werden? Dann geh näher ran :-o
  Quoted Text Here  
Irgendwas versteh ich an diesem Aufbau nicht.
  Quoted Text Here  
Steht doch da oben ziemlich genau 900kp (also fast 1000kp) auf jede Seite. Das drückt schon etwas :-)
Saludos Wolfgang

  Quoted Text Here  
Okay. ich habs gerade verstanden (hoffe ich). Danke nochmal. Ich habe es wohl irgendwie unterschätzt und nicht die Oberfläche berücksichtig. Wenn ich bei meiner Vakuumpumpe den Finger draufhalte dann ziehts mich nicht in die Maschine rein (nicht lachen, habs ja nun soweit verstanden).
Ich vermute, dass gleiche ist mit einem rundes Loch mit einem Durchmesser von 5mm im Würfel (wo dann schon das Vakuum herrscht) man kann sich nicht verletzen, da sich auf das Loch (Oberfläche: 0,25*0,25*pi)=0,20 cm² maximal bei einem Bar unterschied 200 gr Druck ausgeübt wird.
Ich hoffe, ich habs richtig verstanden.

Stefan schrieb:
  Quoted Text Here  
Hallo,
ein Würfel ist die ungünstigste Form, am besten wäre eine Kugel, praktisch sollte man einen Zylinder mit kreisrunder Sichtscheibe nehmen. Aber das müsste jemand berechnen der davon etwas versteht.
Bye

  Quoted Text Here  
kannst du die nicht in den Deckel setzen?
Gruß Heiner

Heiner Hass schrieb:
  Quoted Text Here  
ein Gestell drunter und die Anschlüsse im Boden machen
Steffen

  Quoted Text Here  
oder so, je nach Anwendungsfall.
Gruß Heiner

Steffen Stein schrieb:
  Quoted Text Here  
Anschlüsse im Boden halte ich für unpraktisch, die könnten durch Dinge im Inneren blockiert werden.
MfG, André

"Steffen Stein" schrieb
  Quoted Text Here  
Der Behälter soll schon möglichst stabil auf dem Tisch stehen. Er wird vermutlich auch etwas mehr wiegen, somit würde der erhöhte Schwerpunkt das ganze unter Umständen etwas wackelig machen. Der Behälter soll auf jeden Fall rechteckig werden, somit ist an den Seiten genügend Platz. MUSS rechteckig werden, da mir meine Tiefziehpresse gerade kaputt gegangen ist. **habgarkeine**

Moin,
Stefan schrub:
  Quoted Text Here  
Ein Stück Rohr nehmen. Ein runder Behälter hat ja den Vorteil, dass man einfacher einen O-Ring als Dichtung auflegen kann. Und in eine Rohrwand kann man auch Löcher bohren und Gewinde reinschneiden. Du willst ja nur 15mbar, also kein Hochvakuum, also brauchst du auch keine Anschlüsse mit sonderlich großem Durchmesser.
Aber wenn es denn eckig sein soll... deine Frage war wohl, welche Materialstärken man braucht, damit der Behälter nicht wie eine Konservendose zusammenklappt. Die Antwort kenne ich nicht, aber ich würde die Seitenwände einfach mal wie einen Biegebalken mit zwei Aflagerpunkten (gelenkig) und Streckenlast rechnen. Also z.B. Seitenwand ist 20*30cm groß, 10mm dickt:
Balken mit l0cm, b 0mm, hmm. Belastung 1bar=0.1N/mm^2 -> Streckenlast q N/mm
Nun kann man mal ausrechnen, wie viel sich der Balken biegt.
Die Länge von 30cm deswegen, weil diese Rechnung sozusagen eine worst-case-Abschätzung sein soll. Dass sich die Wände und vorallem der Deckel nicht nur in eine Richtung abstützen können sondern auch noch senkrecht dazu, lässt die Abschätzung auf die sichere Seite wandern.
Also wenn es nach dieser Rechnung hält, dann hält es bestimmt.
CU Rollo

  Quoted Text Here  
Sehr guter Ansatz. Aber vielleicht gehts noch einfacher. http://de.wikipedia.org/wiki/Streckgrenze Dort gibt es Tabellen mit den Dehngrenzen von bestimmten Stoffen (in N/mm²) Nur damit ich es auch richtig verstehe. Ich könnte mit den oben genannten Wert 20N/mm² den Behälter mit jedem Metall erstellen, da keiner einen kleinere Dehnungsgrenze als 20 hat. Mit diesen Werten kann ich dann auch Testen/berechnen, mit welchem Metall ich das am Besten umsetze.

X-No-Archive: Yes
begin quoting, Stefan schrieb:
  Quoted Text Here  
Wenn Du ihn verstanden hättest, schon.
  Quoted Text Here  
Ein solcher "Wert" wurde aber nicht genannt. Da stimmt nämlich bereits die Dimension nicht.
  Quoted Text Here  
Ich habe den deutlichen Eindruck, daß Du das nicht kannst.
Für Dich gibt es eigentlich nur zwei sinnvolle Ratschläge:
1. Ein implodierender Behälter dieser Größe kann durchaus erhebliche Schäden anrichten und Leute umbringen, also laß die Finger davon. 2. Steck die Nase in ein Buch. 3. Falls Du es nicht lassen kannst, dann mach wenigstens einen Test unter kontrollierten Bedingungen: Wenn der Kasten für 1 bar ausgelegt ist, dann sollte er einen Testdruck von 10 bar aushalten - wenn er dann nicht kaputt ist, dann kannst Du ihn als Vakuumbehälter einsetzen. Also latsch zu jemandem, der eine Druckkammer hat, und probier's aus, alternativ besorg Dir eine genügend tiefes Gewässer, mach eine Leine und ein Gewicht dran und laß ihn hundert Meter runter - wenn er nach dem Raufziehen kein Wasser enthält, ist er auch ok.
Na gut, noch ein Tip: Nimm einfach eine Seitenwand, leg sie auf einen stabilen Rahmen und belaste sie in der Mitte mit einem Gewicht von 1 t - wenn sie dann einknickt, dann hätte sie das auch unter der Gasdruckbelastung getan, aber Du hast Dir das Zusammenbauen gespart.
Gruß aus Bremen Ralf