Was kommt zuerst - Austritt des Dias oder Einschlag des Kolbens?

Zitat

Kompliment für dieses Widerlegen einer Legende...

Danke für die Vorschusslorbeeren, aber ich möchte sie mir dann doch noch endgültig verdienen.
Dafür muss der Messaufbau aber erst sicher stehen.

Stefan

Ich bin der Meinung, dass das ZF hauptsächlich durch den Schlag gekillt wird, wenn der Kolben auf den Zylinderkopf aufschlägt, nicht schon durch den Aufschlag auf den Luftpolster.
Letzterer ist zwar kräftig, aber er folgt dennoch einer Kurve.
Der endgültige mechanische Kontakt der beiden Teile ist hingegen annähernd momentan, es erfolgt also quasi in Nullzeit eine 100%ige Verzögerung.
Mit 56G ist es da nicht getan, ich vermute eher etwas drei- bis vierstelliges.

Was während der Kolbenbewegung nach vorne auch noch auftritt und schön in einigen Wavefiles zu hören ist:
Das "Twänng" der Feder, hervorgerufen durch ihre Reibung an Führungsstange und Kolbenhülsenwand.
Nicht zu vergessen die Rotation der Federenden!.
Eine Feder verdreht sich eigentlich immer, entweder verbiegt sie sich dabei wellenförmig oder ein Ende dreht sich auf seiner Auflagefläche.
Also springt beim Entspannen der Feder entweder ein Ende rotierend über seine Auflage oder die Wellen der Feder lassen einzelne Windungen über die seitlichen Führungen der Feder springen.
Ich muss da wohl mal einen Vergleich zwischen den sonst ziemlich gleichen FWB150 (eine Feder) und FWB300 (zwei gegenläufige Federn) machen.

All diese Effekte machen gleitoptimierende Maßnahmen (Teflonführung für Kolben und Feder, Lazaglide, usw...) so sinnvoll werden.
Kann sich die Feder schwingungsfrei entspannen und/oder hat der Kolben kein Seitenspiel, so erfolgt auch kein Einfluss auf die Seiten-/Höhenbewegung des Systems.
Die Längsbewegung wurde ja schon bei den Systemen von FWB, Anschütz und Diana minimiert bzw. ihre Einflussnahme vom Schuss entkoppelt.

Ich denke, im Anschluss an die Suche nach dem reinen Prellschlagzeitpunkt werde ich noch ein Mikro quer ans System kleben, um auch mal die Seiten- bzw. Höhenschwingungen messen.
Da könnte der Vergleich der beiden erwähnten FWBs auch interessant sein.

Stefan

Edit:
Noch eine Anmerkung zu deiner Messkurve:
Der erste Ausschlag ist das Luftpolster (recht sanfter Anstieg), der große Ausschlag nach unten ist der endgültige Materialkontakt, also deutlich größer.
Interessant wäre die maximale Messfähigkeit des Sensors, an die "nur" 56G kann ich nicht so recht glauben.

Ich kenne gerade nur das hier:

http://www.arld1.com/images/swfs/pistonpelletdynamics.swf

Zitat

Passen deine Ergebnisse dazu (oder auch umgekehrt)?
Läßt sich deine Testreihe nicht mit der Sim verbinden?

Lass´ mich erstmal wiederholbar durchtesten!

Stefan

Oh, klingt interessant, der Thread.

Das fiel letztes Jahr in meinen Urlaub, da habe ich nicht so viel vom mitbekommen.

Da waldos Berechnung keinerlei Einflüsse wie reales Losbrechmoment und Reibung von Kolben und Feder berücksichtigt, bin ich mir fast sicher, dass meine Ergebnisse wahrscheinlich etwas anders aussehen werden.

Stefan

Zitat

Mal ganz blauäugig gefragt: Wird der Aufprall des Kolbens auf das Luftpolster als Vorwärtsbewegung des Systems weitergegeben ?

Ein klares Ja!
Meine ich jedenfalls.

Hier mit Dia:

Hier ohne:

Auf dem oberen Bild ist in der oberen Körperschallkurve auf halbem Weg zwischen Auslösung und Kolbenanschlag eine Doppelwelle sichtbar.
Die fehlt im zweiten (nur Körperschall, das Mündungsmikro war schon nicht mehr).
Die "Weichheit" der Kurve spricht für ein elastisches Medium, das dürfte m.E. das Luftpolster sein.
Luft mit dreistelliger Barzahl ist ziemlich hart, aber immer noch weicher als Stahl.

Zitat

Die Verzögerung durch das Luftpolster verringert die Aufprallgeschwindigkeit auf den Zylinderkopf.

Das unterschreibe ich auch sofort.
Es ist in den beiden Bildern ein deutlicher Unterschied in der Stärke des Prellschlags erkennbar.

Stefan

Nein, es ist noch ganz gut drauf.
Die Brünierung ist etwas fleckig, aber viel mehr auch nicht.

Ein paar Leerschüsse sollten kein Problem darstellen, es waren in der Testreihe bisher nur zwei.

Stefan

Die linke sieht irgendwie verbrannt aus.
Ich vermute eher, sie wurde durch den Weihrauch-spezifischen Dieseleffekt gebräunt, mechanisch sieht ja noch ganz brauchbar aus.
Die rechte Waffe wurde, wie ich dich kenne, bei ihrer Umrüstung garantiert dieselfrei geschmiert.
Aufschlagen tut der Kolben immer recht hart.
Die HF-Schwingungen sind immer noch Schwingungen, der Kolbenanschlag ist hingegen ein echter "Knaller".
Sieht man doch auch an deiner Beschleunigungsmesskurve.
Aber ist auch egal!
Derart harte Schläge sind zuviel für viele Gläser.
Nehmen wir mal eine scharfe Waffe:
0,5m Lauflänge, 1000m/s (.17Rem könnte da passen).
Eine lineare Beschleunigung angenommen, braucht das Geschoss für die Laufstrecke 1ms.
In der Realität ist es aber vermutlich mehr.
Aber immer noch recht kurz.
Bei einem LG-Kolbeneinschlag ist eine Millisekunde aber laaannngg!
Nehmen wir die Werte aus der unteren Messung.
Der Einschlag des Kolbens beschleunigt das System innerhalb von 68 Mikrosekunden von Null auf Maximalausschlag, um es dann in 227 Mikrosekunden in Gegenrichtung zu beschleunigen.
Die erneute völlige Umkehr der Bewegungsrichtung des Systems erfolgt dann in 339 Mikrosekunden.
Ein LG (D35) schafft in einer Millisekunde etwa viermal soviele Beschleunigungswechsel wie ein scharfes Gewehr.
Und bei dem wirkt der einzig vorhandene Impuls auch nur in eine Richtung.

Aber nun zu meinen neuen Messungen!
Ich habe die Halterung für die Lichtschranke fertig.
PVC-Rundmaterial mit 7,5er Längsbohrung, hinten 5cm auf Laufaußendurchmesser aufgebohrt.
Etwa 5mm vor innerer Laufauflage ist eine 1,5er Querbohrung, in dessen auf 3mm gebohrten Außenenden Sende- und Empfangsdiode stecken.
Das Systemmikro ist das gleiche.

Hier das Bild, diesmal nicht akustisch gestreckt, es sind 1865 Samples (bei 44,1kHz, das Bild gibt also 42ms wieder):

Das Rauschen unten sind irgendwelche Einstreuungen (Streufelder von PC oder Beleuchtung hier).
Ich hätte eigentlich beim Durchgang des Dias durch die Schranke eine kurze Flatline erwartet, aber offensichtlich ist der Line-In vom PC noch mit einem kleinen Kondensator versehen, der den Impuls etwas glättet.

Da ich die Kurve nicht bearbeitet habe, sieht man jetzt in der oberen Kurve auch schön jede einzelne Systembewegung incl. Richtung.

Die kleinen Höcker auf der weißen Fläche könnten das Entspannen der Kugelverschlussfeder sein (Vermutung!), die folgenden großen Schwingungen sind das Entspannen der Hauptfeder.
Die Schwingungen sind m.E. leicht erklärbar:
Ist die Feder im gedrückten Zustand wellig, so ist sie anfangs mit Sicherheit am welligsten, sie reibt also stärker in ihrer Führung.
Das nimmt auf dem Weg ab., irgendwann geht die Schwingung in der Rückwärtsbewegung des Systems unter.
Dann kommt ein kleiner Bauch nach unten, der Kolben läuft auf das Luftpolster.
Davon dieselt er ab (riecht hinterher jedenfalls nach Dieseln) und drückt das System recht kräftig nach hinten.
Danach läuft der Kolben wieder nach vorne, begleitet von kleinen Schwingungen der Kolbenfeder.
Kurz zur unteren Kurve:
Irgendwann während der Druckspitze setzt sich das Dia in Bewegung (genauer Zeitpunkt unbekannt, aber das bekomme ich noch irgendwie raus), läuft durch den Lauf und erzeugt dann vor der Mündung die Spitze in der unteren Kurve.
Zurück zur oberen Kurve:
Der Kolben läuft weiter nach vorne und schlägt irgendwann in den Zylinderkopf, welches einen harten Impuls auf das System gibt, deutlich zu sehen am spitzen Peak nach unten.
Die Elastizität des Stahls oder des Dichtungshalters (Lederdichtung) lässt den Kolben dann noch etwas prellen.
Danach schwingt die Feder noch etwas nach.

Weitere Tests folgen morgen, dan verbessere ich auch mal die Spannungversorgung der Lichtschranke, da sind im Moment nur Batterien mit Isoband an die Drähte geklemmt.

Stefan

ps:
Interessant ist, das man die harten Peaks oben auch unten erkennen kann.
Entweder sind sie so hochfrequent, dass es auf der Leitungslänge zu einer gegenseitigen Beeinflussung kommt, oder aber es tritt irgendein anderer merkwürdiger Effekt auf.
Aber das ist eh´ nur ein Randphänomen ohne praktische Bedeutung für die Testreihe.

Nun, der endgültige Einschlag, also der böse, harte Knall, der kommt danach.
Das Abfedern vom Luftpolster kommt vorher.

Evtl. gibt es ja auch verschiedene Auslegungen des Begriffes.
Für mich war es immer der Zeitpunkt, an dem der Kolben den Zylinderkopf berührt.

Und der ist, wie zumindest bei diesem LG mit diesen Dias, definitiv irrelevant.

Ich habe noch ein kleine Fehlannahme (bedeutungslos!) in meinem letzten Geschreibsel entdeckt:

Zitat

Ich hätte eigentlich beim Durchgang des Dias durch die Schranke eine kurze Flatline erwartet, ...

Die Flatline kann garnicht aufgelöst werden!
Das Dia ist 6mm lang und mit 168m/s (bei der letzten Messung waren die JSB jedenfalls so schnell) unterwegs.
Es unterbricht die Schranke also für nur ~35 Mikrosekunden.
Ein Sample (bei 44,1kHz) ist 22,67 Mikrosekunden lang.
Der Durchgang wird also in max. zwei Samples erkennbar sein.
Dabei ist eher keine nennenswerte Nullinie, nur ein kurzes Zucken.

Stefan

Es geht weiter!

Am Setup wurde etwas geändert.
Dadurch ist der Diabolodurchgang durch die Schranke jetzt nicht mehr als Unterbrechung des Signal zu sehen, sondern als kurze Welle.
Ansonsten blieb alles gleich.

An der Bilddarstellung habe ich auch noch etwas getan.
Die Bilder sind jetzt wie folgt: 1200 Samples, 1200 Pixel.
1000 S/P bis zum Kolbenanschlag, 200 danach.
Von jeder Diasorte gibt es zwei Bilder, einfach um sehen zu können, ob irgendwo merkwürdige Abweichungen auf einen Fehler in der Messmethode hindeuten.

Diana 35 mit JSB Exact 4,51, erster Schuss:

Diana 35 mit JSB Exact 4,51, zweiter Schuss:

Ein leichter Unterschied ist erkennbar, evtl. durch unterschiedliche Eindrücktiefe des Dias.

Diana 35 mit Prometheus, erster Schuss:

Diana 35 mit Prometheus, zweiter Schuss:

Der etwas andere Ausschlag unten ist darauf zurückzuführen, dass der Kunststoffkörper der Prometheus weiß-durchsichtig ist.
Das streut natürlich das Messlicht etwas.
Der Peak des Prellschlags ist zwar nicht höher als bei den Schulz, aber das Nachschwingen ist heftiger.
Evtl. kann auch mein Mikro den Peak aufgrund seiner Kürze nicht voll auflösen.
Und wieder: Ein leichter Unterschied ist erkennbar, evtl. durch unterschiedliche Eindrücktiefe des Dias.
Zwischen Schussauslösung und Laufaustritt brauchen sie 15 Samples oder 0,34ms weniger als die Schulz.

Diana 35 mit RWS Supermag, erster Schuss:

Diana 35 mit RWS Supermag, zweiter Schuss:

Recht ähnliche Kurven, evtl. weil:
Die Supermag sind ziemlich hart, eine unterschiedliche Eindrücktiefe ist mit der Weichheit eines Fingers kaum zu schaffen (jedenfalls wenn der Lauf nicht zu weit ist).
Zwischen Schussauslösung und Laufaustritt brauchen sie 30 Samples oder 0,68ms länger als die Schulz.

Diana 35 mit Geco Flachkopf, erster Schuss:

Diana 35 mit Geco Flachkopf, zweiter Schuss:

Sieht ziemlich so wie bei den Schulz aus.
Zwischen Schussauslösung und Laufaustritt brauchen sie auch genausolang wie die Schulz.

Diana 35 mit RWS Meisterkugel gelb, erster Schuss:

Diana 35 mit RWS Meisterkugel gelb, zweiter Schuss:

Keine Überraschungen
Zwischen Schussauslösung und Laufaustritt brauchen sie 10 Samples oder 0,23ms länger als die Schulz.

Diana 35 mit H&N Match (handsortiert, 60er/70er Jahre), erster Schuss:

Diana 35 mit H&N Match (handsortiert, 60er/70er Jahre), zweiter Schuss:

Keine Überraschungen.
Zwischen Schussauslösung und Laufaustritt brauchen sie 5 Samples oder 0,11ms länger als die Schulz.

Diana 35 mit Akah Spitzkugel (neue Spitz), erster Schuss:

Diana 35 mit Akah Spitzkugel (neue Spitz), zweiter Schuss:

Soweit ähnlich, aber der Prellschlag ist härter.
Die Dias ließen sich etwas indifferent laden, ich merkte nicht so richtig, wie tief sie sitzen.
Das erklärt vermutlich den Unterschied in der Verdichtungsamplitude.
Zwischen Schussauslösung und Laufaustritt brauchen sie 25 Samples oder 0,56ms länger als die Schulz.

Diana 35 mit H&N Spitzkugel (ganz alte Hütchen-Spitzdias), erster Schuss:

Diana 35 mit H&N Spitzkugel (ganz alte Hütchen-Spitzdias), zweiter Schuss:

Es wird interessanter.
Der Kolbeneinschlag ist zumindest manchmal sanfter.
Diese Dias waren für Glattlauf-LGs gedacht, sie reiben mit Mini-Längsrippen auf ihrer zylindrischen Oberfläche an der Laufwandung.
Da ihre Seite etwa 3-3,5mm lang ist, kommt da einige Reibfläche zusammen.
Offesichtlich ist deren Fertigungsstreuung daher relevanter, wie man an den unterschiedlichen Lauzeiten sieht.
Einen Geschwindigkeitsunterschied zu den JSB lasse ich deshalb mal sein.

Diana 35 mit MountStar Silver Jet (Spitzdias mit drei Schultern), erster Schuss:

Diana 35 mit MountStar Silver Jet (Spitzdias mit drei Schultern), zweiter Schuss:

Zu denen könnt ihr euch euer eigenes Urteil bilden.
Fragt nicht, wo sie her sind, sie haben sich in den letzten 20 Jahren irgendwie mal angefunden.

So, für heute habe ich keine Lust mehr.

Stefan