Pneumatik Grundstufe. Arbeitsbuch TP 101. Mit CD-ROM. Festo Didactic de 1A1 1B1 1V1 1B1 1S2 1S1

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1 Pneumatik Grundstufe Arbeitsbuch TP 0 Mit CD-ROM A B Z Z V3 V4 V 4 4 V S B S Festo Didactic de

2 Bestell-Nr.: Stand: 09/04 Autoren: Wolfgang Haring, Michel Metzger, Ralph-Christoph Weber Redaktion: Frank Ebel Grafik: Doris Schwarzenberger Layout: /04, Frank Ebel Festo Didactic SE, Rechbergstraße 3, Denkendorf, Deutschland, 05 Alle Rechte vorbehalten Dieses Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung und Verwertung, die nicht ausdrücklich nach dem Urheberrechtsgesetz zugelassen ist bedarf der vorherigen Zustimmung der Festo Didactic SE. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Kopien, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen sowie die Übertragung, Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen, unabhängig ob ganz oder in Teilen. Das Werk darf nur insgesamt weitergegeben werden, ohne dass Kopien, welchen Mediums auch immer zurückbehalten werden. Bei einer Weitergabe muss sichergestellt werden, dass der Empfänger diese Nutzungs- und Verwertungsrechte anerkennt und einhält. Hinweis Soweit in diesem Arbeitsbuch nur von Lehrer, Schüler etc. die Rede ist, sind selbstverständlich auch Lehrerinnen, Schülerinnen etc. gemeint. Die Verwendung nur einer Geschlechtsform soll keine geschlechtsspezifische Benachteiligung sein, sondern dient nur der besseren Lesbarkeit und dem besseren Verständnis der Formulierungen.

3 Inhalt Bestimmungsgemäße Verwendung V Vorwort VI Einleitung IX Arbeits- und Sicherheitshinweise X Trainingspaket Pneumatik (TP 00) XII Lernziele der Grundstufe (TP 0) XIII Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben XIV Gerätesatz der Grundstufe (TP 0) XVI Zuordnung von Geräten und Aufgaben XX Hinweise für den Lehrer/Ausbilder XXI Struktur der Aufgaben XXI Bezeichnung der Geräte XXII Inhalte der CD-ROM XXII Gerätesatz der Aufbaustufe (TP 0) XXIV Lernziele der Aufbaustufe (TP 0) XXV Aufgaben und Lösungen Aufgabe : Pressen von Käselaiben Aufgabe : Nachlaufbremse einer Antriebswelle 9 Aufgabe 3: Spannen von Brettern auf einer Sägevorrichtung 5 Aufgabe 4: Sortieren von Paketen Aufgabe 5: Stoppen von Milchflaschen 3 Aufgabe 6: Öffnen und Schließen einer Rohrleitung 37 Aufgabe 7: Absperren mit Schnellabschaltung 45 Aufgabe 8: Betätigen einer Absperrvorrichtung 5 Aufgabe 9: Erweiterung der Steuerung zum Pressen von Käselaiben 59 Aufgabe 0: Spannen eines Werkstücks 65 Aufgabe : Beladen von Gitterkörben 73 Aufgabe : Ansteuern einer Schiebetür 79 Aufgabe 3: Zuführen von Holzplatten 87 Aufgabe 4: Pressen von Getränkedosen 93 Aufgabe 5: Verpacken von Broschüren 99 Aufgabe 6: Montieren von Verriegelungsbügeln 05 Aufgabe 7: Etikettieren von Farbeimern Aufgabe 8: Reinigen von Werkstücken 7 Aufgabe 9: Einpressen von Typenschildern 5 Festo Didactic III

4 Inhalt Aufgaben und Arbeitsblätter Aufgabe : Pressen von Käselaiben Aufgabe : Nachlaufbremse einer Antriebswelle 9 Aufgabe 3: Spannen von Brettern auf einer Sägevorrichtung 5 Aufgabe 4: Sortieren von Paketen Aufgabe 5: Stoppen von Milchflaschen 3 Aufgabe 6: Öffnen und Schließen einer Rohrleitung 37 Aufgabe 7: Absperren mit Schnellabschaltung 45 Aufgabe 8: Betätigen einer Absperrvorrichtung 5 Aufgabe 9: Erweiterung der Steuerung zum Pressen von Käselaiben 59 Aufgabe 0: Spannen eines Werkstücks 65 Aufgabe : Beladen von Gitterkörben 73 Aufgabe : Ansteuern einer Schiebetür 79 Aufgabe 3: Zuführen von Holzplatten 87 Aufgabe 4: Pressen von Getränkedosen 93 Aufgabe 5: Verpacken von Broschüren 99 Aufgabe 6: Montieren von Verriegelungsbügeln 05 Aufgabe 7: Etikettieren von Farbeimern Aufgabe 8: Reinigen von Werkstücken 7 Aufgabe 9: Einpressen von Typenschildern 5 IV Festo Didactic 54067

5 Bestimmungsgemäße Verwendung Das Trainingspaket Pneumatik, Grundstufe ist nur zu benutzen: für die bestimmungsgemäße Verwendung im Lehr- und Ausbildungsbetrieb in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand Die Komponenten des Trainingspakets sind nach dem heutigen Stand der Technik und den anerkannten sicherheitstechnischen Regeln gebaut. Dennoch können bei unsachgemäßer Verwendung Gefahren für Leib und Leben des Benutzers oder Dritter und Beeinträchtigungen der Komponenten entstehen. Das Lernsystem von Festo Didactic ist ausschließlich für die Aus- und Weiterbildung im Bereich Automatisierung und Technik entwickelt und hergestellt. Das Ausbildungsunternehmen und/oder die Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu tragen, dass die Auszubildenden die Sicherheitsvorkehrungen, die in diesem Arbeitsbuch beschrieben sind, beachten. Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden, des Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei Gebrauch/Einsatz dieses Gerätesatzes außerhalb einer reinen Ausbildungssituation auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche Schäden vorsätzlich oder grob fahrlässig verursacht. Festo Didactic V

6 Vorwort Das Lernsystem Automatisierung und Technik von Festo Didactic orientiert sich an unterschiedlichen Bildungsvoraussetzungen und beruflichen Anforderungen. Abgeleitet hieraus ergibt sich die Gliederung des Lernsystems: Technologieorientierte Trainingspakete Mechatronik und Fabrikautomation Prozessautomation und Regelungstechnik Mobile Robotik Hybride Lernfabriken Parallel zu den Entwicklungen im Bildungsbereich und in der beruflichen Praxis wird das Lernsystem Automatisierung und Technik laufend aktualisiert und erweitert. Die technologieorientierten Trainingspakete befassen sich mit den Technologien Pneumatik, Elektropneumatik, Hydraulik, Elektrohydraulik, Proportionalhydraulik, Mobilhydraulik, Speicherprogrammierbare Steuerungen, Sensorik, Elektrotechnik, Elektronik und elektrischen Antrieben. Der modulare Aufbau des Lernsystems ermöglicht Anwendungen, die über die Grenzen der einzelnen Trainingspakete hinausgehen. Beispielsweise sind SPS-Ansteuerungen von pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Antrieben möglich. VI Festo Didactic 54067

7 Alle Trainingspakete setzen sich aus den folgenden Elementen zusammen: Hardware Medien Seminare Hardware Die Hardware der Trainingspakete besteht aus didaktisch aufbereiteten Industriekomponenten und Systemen. Die Komponentenauswahl und Ausführung in den Trainingspaketen ist speziell an die Projekte der begleitenden Medien angepasst. Medien Die Medien zu den einzelnen Themengebieten sind den Bereichen Teachware und Software zugeordnet. Die praxisorientierte Teachware umfasst: Fach- und Lehrbücher (Standardwerke zur Vermittlung fundamentaler Kenntnisse) Arbeitsbücher (praktische Aufgaben mit ergänzenden Hinweisen und Musterlösungen) Lexika, Handbücher, Fachbücher (bieten Fachinformationen zu vertiefenden Themenbereichen) Foliensammlungen und Videos (zur anschaulichen und lebendigen Unterrichtsgestaltung) Poster (für die übersichtliche Darstellung von Sachverhalten) Aus dem Bereich Software werden Programme für die folgenden Anwendungen bereitgestellt: Digitale Lernprogramme (didaktisch und medial aufbereitete Lerninhalte) Simulationssoftware Visualisierungssoftware Software zur Messdatenerfassung Projektierungs- und Konstruktionssoftware Programmiersoftware für Speicherprogrammierbare Steuerungen Die Lehr- und Lernmedien sind in mehreren Sprachen verfügbar. Sie sind für den Einsatz im Unterricht konzipiert, aber auch für ein Selbststudium geeignet. Lizenzarten der Arbeitsbücher Für Arbeitsbücher bieten wir Ihnen die drei folgenden Lizenzarten an: HomeUse-Lizenz Für den privaten Anwender. Sie bestellen das Arbeitsbuch online als PDF-Dokument. Alle Seiten des Arbeitsbuchs sind mit einem Wasserzeichen versehen. Das PDF-Dokument können Sie auf Ihrem PC abspeichern, ausdrucken und bearbeiten. Die Multimedia CD-ROM ist nicht im Lieferumfang enthalten. Campus-Lizenz Der Standard für den kommerziellen Einsatz. Sie bestellen eine gedruckte Version des Arbeitsbuchs mit Multimedia CD-ROM in der von Ihnen gewünschten Sprache. Die auf der Multimedia CD-ROM gespeicherten Dateien können Sie auf Ihrem PC abspeichern, ausdrucken und bearbeiten. Festo Didactic VII

8 Enterprise-Lizenz Für Großunternehmen und Bildungseinrichtungen mit mehreren Standorten. Sie bestellen entweder eine gedruckte Version des Arbeitsbuchs in der von Ihnen gewünschten Sprache mit einer Multimedia CD-ROM mit mehrsprachigen Inhalten oder eine Multimedia CD-ROM mit mehrsprachigen Inhalten. Die auf der Multimedia CD-ROM gespeicherten Dateien können Sie auf Ihrem PC abspeichern, ausdrucken und bearbeiten. Hinweis Die vollständigen Nutzungsrechte richten sich nach den Regelungen im Impressum des erworbenen Arbeitsbuchs. Seminare Ein umfassendes Seminarangebot zu den Inhalten der Trainingspakete rundet das Angebot in Aus- und Weiterbildung ab. Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Buch? Dann senden Sie eine an: Die Autoren und Festo Didactic freuen sich auf Ihre Rückmeldung. VIII Festo Didactic 54067

9 Einleitung Das vorliegende Arbeitsbuch ist ein Element aus dem Lernsystem Automatisierung und Technik der Firma Festo Didactic SE. Das System bildet eine solide Grundlage für eine praxisorientierte Aus- und Weiterbildung. Das Technologiepaket TP00 enthält ausschließlich rein pneumatische Steuerungen. Die Grundstufe TP0 eignet sich für die Grundausbildung in pneumatischer Steuerungstechnik. Es werden Kenntnisse über die physikalischen Grundlagen der Pneumatik sowie Funktion und Einsatz pneumatischer Geräte vermittelt. Mit dem Gerätesatz können einfache pneumatische Steuerungen aufgebaut werden. Die Aufbaustufe TP0 ist auf die Weiterbildung in pneumatischer Steuerungstechnik ausgerichtet. Mit dem Gerätesatz können umfangreiche kombinatorische Schaltungen mit Verknüpfungen der Eingangs- und Ausgangssignale sowie Steuerungen mit Taktketten-Bausteinen aufgebaut werden. Voraussetzung für den Aufbau der Steuerungen ist ein fester Arbeitsplatz ausgestattet mit einer Festo Didactic Profilplatte. Die Profilplatte hat 4 parallele T Nuten im Abstand von je 50 mm. Zur Druckluftversorgung kann ein mobiler, schallgedämpfter Verdichter (30 V, maximal 800 kpa = 8 bar) verwendet werden. Der Arbeitsdruck soll maximal p = 600 kpa = 6 bar betragen. Eine optimale Ablaufsicherheit erreichen Sie, wenn die Steuerung bei einem Arbeitsdruck von p = 500 kpa = 5 bar ölfrei betrieben wird. Mit dem Gerätesatz der Grundstufe TP0 werden die kompletten Steuerungen der 9 Aufgabenstellungen aufgebaut. Die theoretischen Grundlagen für das Verständnis dieser Aufgabensammlung können dem Lehrbuch Grundlagen der Pneumatik und Elektropneumatik entnommen werden. Des Weiteren stehen Datenblätter der einzelnen Geräte (Zylinder, Ventile, Messgeräte usw.) zur Verfügung. Festo Didactic IX

10 Arbeits- und Sicherheitshinweise Allgemein Die Auszubildenden dürfen nur unter Aufsicht einer Ausbilderin/eines Ausbilders an den Schaltungen arbeiten. Betreiben Sie elektrische Geräte (z. B. Netzgeräte, Verdichter, Hydraulikaggregate) nur in Ausbildungsräumen, die mit einer Fehlerstromschutzeinrichtung (FI, RCD) ausgestattet sind. Beachten Sie die Angaben der Datenblätter zu den einzelnen Komponenten, insbesondere auch alle Hinweise zur Sicherheit! Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen können, dürfen beim Schulungsbetrieb nicht erzeugt werden und sind umgehend zu beseitigen. Tragen Sie Ihre persönliche Schutzausrüstung (Schutzbrille, Sicherheitsschuhe), wenn Sie an den Schaltungen arbeiten. Mechanik Greifen Sie nur bei Stillstand in den Aufbau. Montieren Sie alle Komponenten fest auf die Profilplatte. Grenztaster dürfen nicht frontal betätigt werden. Verletzungsgefahr bei der Fehlersuche! Benutzen Sie zur Betätigung der Grenztaster ein Werkzeug, z. B. einen Schraubendreher. Stellen Sie alle Komponenten so auf, dass das Betätigen von Schaltern und Trenneinrichtungen nicht erschwert wird. Beachten Sie Angaben zur Platzierung der Komponenten. Elektrik Verwenden Sie nur Kleinspannungen, maximal 4 V DC. Herstellen bzw. Abbauen von elektrischen Anschlüssen nur in spannungslosem Zustand! Verwenden Sie für die elektrischen Anschlüsse nur Verbindungsleitungen mit Sicherheitssteckern. Ziehen Sie beim Abbauen der Verbindungsleitungen nur an den Sicherheitssteckern, nicht an den Leitungen. Pneumatik Überschreiten Sie nicht den zulässigen Druck von 600 kpa (6 bar). Schalten Sie die Druckluft erst ein, wenn Sie alle Schlauchverbindungen hergestellt und gesichert haben. Entkuppeln Sie keine Schläuche unter Druck. Verletzungsgefahr beim Einschalten von Druckluft! Zylinder können selbsttätig aus- und einfahren. X Festo Didactic 54067

11 Unfallgefahr durch abspringende Schläuche! Verwenden Sie kürzest mögliche Schlauchverbindungen. Beim Abspringen von Schläuchen: Schalten Sie die Druckluftzufuhr sofort ab. Pneumatischer Schaltungsaufbau Verbinden Sie die Geräte mit dem Kunststoffschlauch mit 4 mm oder 6 mm Außendurchmesser. Stecken Sie dabei den Schlauch bis zum Anschlag in die Steckverbindung. Schalten Sie vor dem Schaltungsabbau die Druckluftversorgung ab. Pneumatischer Schaltungsabbau Drücken Sie den blauen Lösungsring nieder, der Schlauch kann abgezogen werden. Befestigungstechnik Die Trägerplatten der Geräte sind mit der Befestigungsvariante A, B oder C ausgestattet: Variante A, Rastsystem Leichte nicht belastbare Geräte (z. B. Wegeventile). Geräte einfach in die Nut der Profilplatte einklipsen. Lösen der Geräte durch Betätigung des blauen Hebels. Variante B, Drehsystem Mittelschwere belastbare Geräte (z. B. Antriebe). Diese Geräte werden durch Hammerschrauben auf die Profilplatte gespannt. Das Spannen bzw. Lösen erfolgt über die blaue Griffmutter. Variante C, Schraubsystem Für schwer belastbare Geräte bzw. Geräte die selten von der Profilplatte gelöst werden (z. B. Einschaltventil mit Filterregelventil). Die Geräte werden mit Zylinderschrauben und Hammermutter befestigt. Beachten Sie die Angaben in den Datenblättern zu den einzelnen Geräten. Notwendiges Zubehör Zur Auswertung der aufgebauten Steuerungen wird eine Stoppuhr benötigt. Mit der Stoppuhr werden: Drosselrückschlagventile so eingestellt, dass die Hubzeit der Zylinder vorgegebene Werte erreicht, Verzögerungsventile eingestellt. Festo Didactic XI

12 Trainingspaket Pneumatik (TP 00) Das Trainingspaket TP 00 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Ausbildungsmitteln sowie Seminaren. Gegenstand dieses Paketes sind ausschließlich rein pneumatische Steuerungen. Einzelne Elemente aus dem Trainingspaket TP 00 können auch Bestandteil anderer Pakete sein. Wichtige Elemente des TP 00 Fester Arbeitsplatz mit Festo Didactic Profilplatte Verdichter (30 V, 0,55 kw, maximal 800 kpa = 8 bar) Gerätesätze oder Einzelkomponenten (z. B. Zylinder, Wegeventile, Vorwahlzähler, Taktstufenbausteine, Logikelemente, pneumatische Näherungsschalter) Optionale Lernmittel (z. B. optische Anzeigen, 5/3-Wegeventil, ziehende/drückende Last) Praxismodelle Komplette Laboreinrichtungen Ausbildungsunterlagen Lehrbücher Pneumatische Grundsteuerungen Praxiswissen Grundlagen der Pneumatik und Elektropneumatik Arbeitsbücher Pneumatik Grundstufe (TP 0) Pneumatik Aufbaustufe (TP 0) Optionale Teachware DVD Elektropneumatik und Elektrohydraulik, Grundstufe Zeichenschablone Simulationssoftware FluidSIM Pneumatik WBT Pneumatik Schnittmodelle Satz mit Aufbewahrungskoffer Seminare P00 P P P+ENEF P-KOMPAKT P-NEU P-AZUBI IW-PEP Basiswissen Pneumatik Grundlagen der Pneumatik und der Elektropneumatik Vertiefung Pneumatik und Elektropneumatik mit Schwerpunkt Fehlersuche Grundlagen der Pneumatik und Elektropneumatik Schwerpunkt Energieeffizienz Grundlagen und Vertiefung Pneumatik und Elektropneumatik für Instandhalter Auffrischung und Aktualisierung Pneumatik Grundlagen der Pneumatik und Elektropneumatik für Auszubildende Instandhaltung und Wartung in der Steuerungstechnik Schwerpunkt pneumatische und elektropneumatische Steuerungen Veranstaltungsorte, Termine und Preise entnehmen Sie bitte dem aktuellen Seminarplaner. Weitere Ausbildungsmittel ersehen Sie aus unseren Katalogen und im Internet. Das Lernsystem Automatisierung und Technik wird laufend aktualisiert und erweitert. Die Foliensätze, die Filme, CD-ROMs und DVDs sowie die Fachbücher werden in mehreren Sprachen angeboten. XII Festo Didactic 54067

13 Lernziele der Grundstufe (TP 0) Komponenten Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines doppeltwirkenden Zylinders. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines 3/-Wegeventils. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines 5/-Wegeventils. Sie kennen die Funktionsweise eines 5/-Wegeventil mit pneumatischer Ansteuerung. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise magnetischer Näherungsschalter. Sie kennen Aufbau und Funktionsweise eines Druckschaltventils. Sie kennen Aufbau und Funktionsweise eines Druckregelventils. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines Verzögerungsventils. Schaltungen Sie können Betätigungsarten von Wegeventilen erkennen und skizzieren. Sie können eine direkte Ansteuerung erklären und aufbauen. Sie können Schaltungen analysieren und bewerten. Sie können eine indirekte Ansteuerung erklären und aufbauen. Sie kennen den Unterschied zwischen einem Signalglied und einem Steuerglied. Sie können Drosselungsarten unterscheiden und nach Vorgaben einsetzen. Sie kennen eine Art der Signalspeicherung in pneumatischen Steuerungen. Sie können logische Verknüpfungen UND/ODER/NICHT erklären und realisieren. Sie können Selbsthalteschaltungen erklären und aufbauen. Sie kennen eine Möglichkeit der Endlagenabfrage von Zylindern. Sie können logische Verknüpfungen kombinieren. Sie können 5/-Wegeventile unterscheiden und nach Vorgaben auswählen und einsetzen. Sie können bestehende Schaltungen weiter entwickeln. Sie können druckabhängige Steuerungen aufbauen. Sie können bestehende Schaltungen analysieren und nach Vorgaben optimieren. Sie können Schaltungen mit oszillierenden Bewegungen aufbauen. Sie können Verzögerungsventile abhängig von Randbedingungen einsetzen. Sie können Schaltungen mit zwei Zylindern analysieren und aufbauen. Messungen und Einstellungen Sie können den Druck in pneumatischen Steuerungen messen. Sie können Aus- und Einfahrgeschwindigkeiten von Zylindern einstellen. Festo Didactic XIII

14 Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben Lernziel Aufgabe Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines 3/-Wegeventils. Sie können Betätigungsarten von Wegeventilen erkennen und skizzieren. Sie können eine direkte Ansteuerung erklären und aufbauen. Sie können Schaltungen analysieren und bewerten. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines doppeltwirkenden Zylinders. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines 5/-Wegeventils. Sie können eine indirekte Ansteuerung erklären und aufbauen. Sie kennen den Unterschied zwischen einem Signalglied und einem Steuerglied. Sie können den Druck in pneumatischen Steuerungen messen. Sie können Drosselungsarten unterscheiden und nach Vorgaben einsetzen. Sie können Aus- und Einfahrgeschwindigkeiten von Zylindern einstellen. XIV Festo Didactic 54067

15 Aufgabe Lernziel Sie kennen eine Art der Signalspeicherung in pneumatischen Steuerungen. Sie können logische Verknüpfungen UND/ODER/NICHT erklären und realisieren. Sie können Selbsthalteschaltungen erklären und aufbauen. Sie kennen eine Möglichkeit der Endlagenabfrage von Zylindern. Sie können logische Verknüpfungen kombinieren. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise magnetischer Näherungsschalter. Sie können 5/-Wegeventile unterscheiden und nach Vorgaben auswählen und einsetzen. Sie können bestehende Schaltungen weiter entwickeln. Sie kennen Aufbau und Funktionsweise eines Druckschaltventils. Sie können druckabhängige Steuerungen aufbauen. Sie kennen Aufbau und Funktionsweise eines Druckregelventils. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines Verzögerungsventils. Sie können Schaltungen mit oszillierenden Bewegungen aufbauen. Sie können Verzögerungsventile abhängig von Randbedingungen einsetzen. Sie können Schaltungen mit zwei Zylindern analysieren und aufbauen. Festo Didactic XV

16 Gerätesatz der Grundstufe (TP 0) Dieser Gerätesatz ist für die Grundausbildung in pneumatischer Steuerungstechnik zusammengestellt. Er enthält alle Elemente, die für die Erarbeitung der vorgegebenen Lernziele erforderlich sind und kann mit anderen Gerätesätzen beliebig erweitert werden. Zum Aufbau funktionsfähiger Steuerungen werden zusätzlich die Profilplatte und eine Druckluftquelle benötigt. Gerätesatz der Grundstufe (TP 0) Menge Benennung Bestell-Nr. 3/-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung gesperrt /-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung geöffnet 586 3/-Wegeventil mit Wahlschalter, in Ruhestellung gesperrt /-Wege-Rollenstößelventil, in Ruhestellung gesperrt /-Wegeventil, einseitig druckluftbetätigt /-Wegeventil mit Wahlschalter 586 5/-Wegeventil, einseitig druckluftbetätigt /-Wege-Impulsventil, beidseitig druckluftbetätigt Einfachwirkender Zylinder 5887 Doppeltwirkender Zylinder 5888 Näherungsschalter, pneumatisch, mit Zylinderbefestigung Drosselrückschlagventil Schnellentlüftungsventil Druckmessgerät 5865 Druckregelventil mit Druckmessgerät Druckschaltventil 5884 Wechselventil (ODER) Zweidruckventil (UND) Pneumatischer Timer, in Ruhestellung gesperrt Einschaltventil mit Filterregelventil Verteilerblock Steckhülse T-Steckverbinder 538 Kunststoffschlauch 4 x 0,75 silber 0 m 5496 XVI Festo Didactic 54067

17 Symbole des Gerätesatzes Benennung Symbol 3/-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung gesperrt 3/-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung geöffnet 3/-Wegeventil mit Wahlschalter 3/-Wege-Rollenstößelventil, in Ruhestellung gesperrt 3 3/-Wegeventil, einseitig druckluftbetätigt 3 5/-Wegeventil mit Wahlschalter 5/-Wegeventil, einseitig druckluftbetätigt /-Wege-Impulsventil, beidseitig druckluftbetätigt Einfachwirkender Zylinder Festo Didactic XVII

18 Benennung Symbol Doppeltwirkender Zylinder Pneumatischer Näherungsschalter 3 Drosselrückschlagventil Schnellentlüftungsventil 3 Druckmessgerät (Manometer) Druckregelventil mit Druckmessgerät 3 Druckschaltventil 3 XVIII Festo Didactic 54067

19 Benennung Symbol Wechselventil Zweidruckventil Pneumatischer Timer, in Ruhestellung gesperrt t 3 Einschaltventil mit Filterregelventil 3 Verteilerblock Festo Didactic XIX

20 Zuordnung von Geräten und Aufgaben Aufgabe Gerät Zylinder, einfachwirkend Zylinder, doppeltwirkend Drosselrückschlagventil Schnellentlüftungsventil Druckmessgerät (Manometer) 3/-Wegeventil mit Drucktaster, Ruhestellung gesperrt 3/-Wegeventil mit Drucktaster, Ruhestellung geöffnet 3/-Wegeventil mit Wahlschalter, Ruhestellung gesperrt 3/-Wege-Rollenstößelventil, Ruhestellung gesperrt Pneumatischer Näherungsschalter 3/-Wege-Pneumatikventil 3/-Wege-Pneumatik-Impulsventil 5/-Wegeventil mit Wahlschalter 5/-Wege-Pneumatikventil 5/-Wege-Pneumatik-Impulsventil Wechselventil Zweidruckventil Druckschaltventil Druckregelventil mit Manometer Verzögerungsventil, RS geschlossen Verteilerblock Einschaltventil mit Filterregelventil XX Festo Didactic 54067

21 Hinweise für den Lehrer/Ausbilder Lernziele Das Groblernziel der vorliegenden Aufgabensammlung ist der systematische Entwurf von Schaltplänen sowie der praktische Aufbau der Steuerung auf der Profilplatte. Durch diese direkte Wechselwirkung von Theorie und Praxis ist ein schneller und nachhaltiger Lernfortschritt gewährleistet. Die Feinlernziele sind in der Matrix dokumentiert. Konkrete Einzellernziele sind jeder Aufgabenstellung zugeordnet. Richtzeit Die benötigte Zeit für das Durcharbeiten der Aufgabenstellung hängt vom Vorwissen der Lernenden ab. Mit Facharbeiterausbildung im Metall- oder Elektrobereich: ca. Wochen. Mit Techniker- oder Ingenieurausbildung: ca. Woche. Elemente des Gerätesatzes Aufgabensammlung und Gerätesatz sind aufeinander abgestimmt. Für alle 9 Aufgaben benötigen Sie nur Elemente eines Gerätesatzes der Grundstufe TP 0. Jede Aufgabe der Grundstufe kann auf einer Profilplatte aufgebaut werden. Kennzeichnung der Lösungen Lösungstexte und Ergänzungen in Grafiken oder Diagrammen sind grau hinterlegt. Kennzeichnungen in den Arbeitsblättern Zu ergänzende Texte sind durch Schreiblinien oder graue Tabellenzellen gekennzeichnet. Zu ergänzende Grafiken sind grau hinterlegt. Struktur der Aufgaben Alle 9 Aufgaben haben den gleichen methodischen Aufbau. Die Aufgaben sind gegliedert in: Titel Lernziele Problemstellung Randbedingungen Projektauftrag Lageplan Arbeitsblätter Das Arbeitsbuch enthält die Lösung zu jedem Arbeitsblatt aller 9 Aufgaben. Festo Didactic XXI

22 Bezeichnung der Geräte Die Bezeichnung der Elemente erfolgt in den Schaltplänen nach Norm DIN ISO 9-. Alle Bauteile eines Schaltkreises besitzen dieselbe Hauptkennziffer. In Abhängigkeit des Bauteiles werden Buchstaben vergeben. Mehrere Bauteile innerhalb eines Schaltkreises werden durchnummeriert. Druckstränge erhalten die Bezeichnung P und werden getrennt durchnummeriert. Zylinder: A, A, A,... Ventile: V, V, V3, V, V, 3V,... Sensoren: B, B,... Signaleingabe: S, S,... Zubehör: 0Z, 0Z, Z,... Inhalte der CD-ROM Bei den Lizenzarten Campus-Lizenz und Enterprise-Lizenz wird mit dem Arbeitsbuch eine Multimedia CD-ROM geliefert. Das komplette Arbeitsbuch ist auf dieser CD-ROM als PDF-Datei gespeichert. Zusätzlich stellt die CD-ROM Ihnen ergänzende Medien zur Verfügung. Die CD-ROM enthält folgende Ordner: Bedienungsanleitungen Demo Festo Katalog FluidSIM Schaltpläne Industrielle Anwendungen Präsentationen Produkt Informationen Videos Bedienungsanleitungen Bedienungsanleitungen für verschiedene Geräte des Technologiepakets stehen zur Verfügung. Diese Anleitungen helfen bei Einsatz und Inbetriebnahme der Geräte. FluidSIM -Demoversion Eine Demo-Version des Softwarepakets FluidSIM Pneumatik ist auf der CD-ROM gespeichert. Schon diese Version eignet sich zum Testen entwickelter Steuerungen. XXII Festo Didactic 54067

23 Festo Katalog Für ausgesuchte Geräte erhalten Sie Seiten aus dem Festo AG & Co. KG Katalog. Die Darstellung und Beschreibung der Geräte in dieser Form soll zeigen, wie diese Geräte in einem industriellen Katalog dargestellt sind. Zusätzlich finden sich hier ergänzende Informationen zu den Geräten. FluidSIM Schaltpläne Für alle 9 Aufgaben des Technologiepakets sind die FluidSIM Schaltpläne in diesem Verzeichnis hinterlegt. Industrielle Anwendungen Fotos und Grafiken industrieller Anwendungen werden bereitgestellt. Hiermit können eigene Aufgabenstellungen illustriert werden. Auch Projektpräsentationen können durch den Einsatz dieser Abbildungen ergänzt werden. Präsentationen Kurzpräsentationen für Geräte des Technologiepakets sind in diesem Verzeichnis gespeichert. Diese Präsentationen können z.b. bei der Erstellung von Projektpräsentationen verwendet werden. Produkt Informationen In diesem Verzeichnis stehen Ihnen die Produkt Informationen und Datenblätter der Festo AG & Co. KG für die Geräte des Technologiepakets zur Verfügung. Es soll verdeutlicht werden, welche Informationen und Daten für eine industrielle Komponente bereitgestellt werden. Videos Einige Videos industrieller Anwendungen runden die Medien zum Technologiepaket ab. In kurzen Sequenzen werden Anwendungen in realer Umgebung dargestellt. Festo Didactic XXIII

24 Gerätesatz der Aufbaustufe (TP 0) Dieser Gerätesatz der Aufbaustufe ist für die Weiterbildung in pneumatischer Steuerungstechnik zusammengestellt. Die beiden Gerätesätze (TP 0 und TP 0) enthalten Elemente, die für die Erarbeitung der vorgegebenen Lernziele erforderlich sind und können mit anderen Gerätesätzen des Lernsystems Automatisierung und Technik beliebig erweitert werden. Gerätesatz der Aufbaustufe (TP 0) Menge Benennung Bestell-Nr. 3/-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung gesperrt /-Wegeventil mit Schlagtaster (rot), in Ruhestellung geöffnet /-Wege-Kipprollenventil, in Ruhestellung gesperrt /-Wegeventil, einseitig druckluftbetätigt /-Wege-Impulsventil, beidseitig druckluftbetätigt Doppeltwirkender Zylinder 5888 Drosselrückschlagventil Wechselventil (ODER) Wechselventil, 3-fach (ODER) 588 Zweidruckventil, 3-fach (UND) 5883 Pneumatischer Timer, in Ruhestellung geöffnet Vorwahlzähler, pneumatisch 5877 Rückschlagventil, entsperrbare Rückschlagfunktion Staudruckventil 5868 Taktstufen-Baustein Steckhülse T-Steckverbinder 538 Kunststoffschlauch 4 x 0,75 Silber 0 m 5496 XXIV Festo Didactic 54067

25 Lernziele der Aufbaustufe (TP 0) Erkennen von Endlagen ohne Grenztaster Speicherschaltungen verstehen und aufbauen (Flipflop, Impulsventil) Umrüsten eines 3/- und/oder 5/-Wegeventils Unterschiedlichen Sensoren bewerten, einsetzen und justieren Funktion eines Staudruckgebers erklären Funktion von Taktstufen(-Bausteinen) beschreiben Taktstufen-Grundsteuerungen entwerfen (Dauerzyklus) Realisieren einer Taktstufen-Steuerung mit Betriebsarten AUTOMATIK/MANUELL, START und RICHTEN Realisieren der ODER-Verknüpfung von Rückmeldesignalen Einstellen und Abstimmen von Verzögerungen Verzögerungszeiten über eine ODER-Verknüpfung abbrechen können Realisieren einer Taktstufen-Steuerung mit Leertakt (3 Schritte) Variable Schrittwiederholung innerhalb eines Bewegungsablaufes durch einen Vorwahlzähler beschreiben und aufbauen Entwicklung einer Eingabeschaltung mit Selbsthaltung und den Funktionen AUTOMATIK/MANUELL, START, HALT bei ZYKLUSENDE und RICHTEN Einsatz von Sensoren zur Materialabfrage bewerten und realisieren Ansteuerung des Stellgliedes durch zwei Taktstufen über ein Wechselventil (Doppelhub des Zylinders) Einsatz eines Näherungsschalters im Teilhubbereich zur Realisierung der Bewegungsumkehr des Zylinders Entwicklung einer Eingabeschaltung für eine Taktstufen-Steuerung mit abgesicherter Steuerluft und den Funktionen START, NOT-HALT und RICHTEN Anhalten des Zylinders im Teilhubbereich (Positionieren) durch beidseitige Druckbeaufschlagung (Vorspannen) Justieren von Näherungsschaltern in den Endlagen und im Teilhubbereich Kombinierter Einsatz von Schnellentlüftungsventil und Druckregelventil mit Manometer Invertierung eines Zeitglied-Signals aufbauen Realisieren einer Steuerung mit Führungsverhalten in Kombination mit einer Ablaufsteuerung in Taktstufenausführung Festo Didactic XXV

26 XXVI Festo Didactic 54067

27 Aufgabe : Pressen von Käselaiben Lernziele Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben, kennen Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders. können Sie die Kolbenkraft eines einfachwirkenden Zylinders berechnen. kennen Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines 3/-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt. können Sie Betätigungsarten von Wegeventilen erkennen und skizzieren. können Sie eine direkte Ansteuerung erklären und aufbauen. Problemstellung Bei der Käseherstellung werden pneumatische Zylinder zum Pressen der Käselaibe in Formen eingesetzt. Entwickeln Sie eine Steuerung, mit der dieser Prozess durchgeführt werden kann. Lageplan Käseherstellung Festo Didactic 54067

28 Aufgabe : Pressen von Käselaiben Randbedingungen Setzen Sie einen einfachwirkenden Zylinder ein. Führen Sie die pneumatische Steuerung des Zylinders durch ein handbetätigtes Ventil aus. Projektaufträge. Beschreiben Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders.. Berechnung Sie die Kolbenkraft eines einfachwirkenden Zylinders. 3. Beschreiben Sie die Funktionsweise eines 3/-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt. 4. Ergänzen Sie den pneumatischen Schaltplan für die Pressvorrichtung. 5. Erstellen Sie eine Geräteliste. 6. Bauen Sie die Steuerung auf. 7. Überprüfen Sie den Aufbau der Steuerung. 8. Beschreiben Sie den Ablauf der Steuerung. Ablauf. Die Käselaibe werden von Hand in die Vorrichtung eingesetzt.. Durch Betätigen des Drucktasters fährt der Zylinder aus und drückt den Deckel auf die Vorrichtung. 3. Der Drucktaster wird solange gedrückt gehalten, bis der Pressvorgang abgeschlossen ist. 4. Wird der Drucktaster losgelassen, fährt der Zylinder wieder ein und gibt die Vorrichtung frei. 5. Der Käselaib kann entnommen werden. Arbeitshilfen Tabellenbücher Lehrbuch Pneumatik/Elektropneumatik Auszüge aus Herstellerkatalogen Datenblätter der Komponenten Konstruktions- und Simulationssoftware FluidSIM 5 P WBT Pneumatik Sicherheitshinweis Bitte begrenzen Sie für diese Aufgabe den Druck am Filterregelventil (Wartungseinheit) auf max. 350 kpa (3,5 bar). Beim Abspringen von Schläuchen: Schalten Sie die Druckluftzufuhr sofort ab. Festo Didactic 54067

29 Aufgabe : Pressen von Käselaiben. Aufbau und Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders Einfachwirkender Zylinder Schaltzeichen und Schnittbild Vergleichen Sie das abgebildete Schaltzeichen mit der schematischen Darstellung des einfachwirkenden Zylinders. Überprüfen Sie, ob Übereinstimmung zwischen beiden Darstellungen besteht. Zwischen den beiden Darstellungen besteht Übereinstimmung. Dargestellt ist ein einfachwirkender Zylinder. In der Ruhestellung ist die Kolbenstange durch die Rückstellfeder eingefahren. Am Kolben ist ein Permanentmagnet zur Positionsabfrage montiert. Ordnen Sie jedem Bauteil die entsprechende Zahl in der obigen Zeichnung zu. Bauteil Bezeichnung 4 Zylinderrohr Abschlussdeckel 8 Lagerdeckel 6 Kolbenstange 0 Kolben 3 Magnetring Kolbendichtung 9 Rückstellfeder Druckluftanschluss 7 Führungsbuchse 5 Entlüftungsbohrung Festo Didactic

30 Aufgabe : Pressen von Käselaiben Beschreiben Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders Die Druckluft strömt in den Kolbenraum des Zylinders. Dort baut sich der Druck auf und erzeugt über der Kolbenfläche eine Kraft. Steigt diese Kraft über die Haftreibung, dann bewegt sich der Kolben nach vorne. Erst wenn der Kolben ganz ausgefahren ist, baut sich der Druck bis zum vollen Betriebsdruck auf. Wenn dieser Druck abfällt, drückt die eingebaute Rückstellfeder den Kolben wieder in die Ausgangslage zurück. Die Federkraft ist nicht so groß, dass sie schwere Lasten an der Kolbenstange bewegen kann. Einfachwirkende Zylinder leisten daher nur in eine Richtung Arbeit.. Berechnung der Kolbenkraft eines einfachwirkenden Zylinders Die theoretische Kolbenkraft wird nach folgender Formel berechnet: Fth = A p Fth = theoretische Kolbenkraft (N) A = nutzbare Kolbenfläche (m ) = D π ( ) 4 p = Arbeitsdruck (Pa) D = Zylinderdurchmesser (m) Für die Praxis ist die effektive Kolbenkraft Feff von Bedeutung. Bei ihrer Berechnung ist der Reibungswiderstand zu berücksichtigen. Bei normalen Betriebsverhältnissen (Druckbereich 400 bis 800 kpa (4 bis 8 bar)) können die Reibungskräfte (FR) mit ca. 0% der theoretischen Kolbenkraft angenommen werden. Für die effektive Kolbenkraft einfachwirkender Zylinder gilt: Feff = A p (FR + FF) Feff = effektive Kolbenkraft (N) FR = Reibungskraft (ca. 0% von Fth ) (N) FF = Kraft der Rückstellfeder (N) 4 Festo Didactic 54067

31 Aufgabe : Pressen von Käselaiben Berechnen Sie die effektive Kolbenkraft im Vorhub für den eingesetzten Zylinder bei einem Arbeitsdruck von 600 kpa (6 bar). Zylinderdurchmesser in m Arbeitsdruck in Pa 0,0 m 3,4 A = ( ) = 0,00034 m 4 Feff = 0,9 A p FF Zylinderdurchmesser in cm Arbeitsdruck in bar cm 3,4 A = ( ) = 3,4 cm 4 Feff = 0,9 A p FF Feff = 0,9 0,00034 m Pa 3,6 N Feff = 69,56 N 3,6 N = 55,96 N Feff = 0,9 3,4 cm 60 N cm 3,6 N Feff = 69,56 N 3,6 N = 55,96 N Hinweis Entnehmen Sie die benötigten Daten aus dem Datenblatt des Zylinders. Hinweis für den Unterricht Bei dem eingesetzten Zylinder beträgt der Kolbendurchmesser 0 mm und die Federrückstellkraft 3,6 N. 3. Funktionsweise eines 3/-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt Ergänzen Sie das Schaltzeichen eines 3/-Wegeventils, handbetätigt, federrückgestellt, in Ruhestellung gesperrt. 3 Schaltzeichen und schematische Darstellung eines 3/-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt Festo Didactic

32 Aufgabe : Pressen von Käselaiben Beschreiben Sie die Funktionsweise des 3/-Wegeventils. Ein 3/-Wegeventil hat 3 Anschlüsse und Schaltstellungen. Es wird in Ruhestellung dargestellt. In Ruhestellung gesperrt bedeutet, dass die Druckluft nicht durch das Ventil strömen kann. Wird der Handtaster betätigt, öffnet das Ventil den Luftstrom und der Kolben eines angeschlossenen Zylinders fährt aus. 4. Ergänzen des pneumatischen Schaltplans Ergänzen Sie den pneumatischen Schaltplan für die Steuerung und tragen Sie die Anschlussbezeichnungen ein. A S 3 0Z 0Z 3 Pneumatischer Schaltplan 6 Festo Didactic 54067

33 Aufgabe : Pressen von Käselaiben 5. Erstellen der Geräteliste Zu einer vollständigen Projektdokumentation gehört neben dem Schaltplan auch eine Geräteliste. Erstellen Sie die Geräteliste, indem Sie die benötigten Geräte und deren Anzahl in die unten stehende Tabelle eintragen. Menge Benennung Zylinder, einfachwirkend 3/-Wegeventil mit Taster, in Ruhestellung gesperrt Verteilerblock Einschaltventil mit Filterregelventil Druckluftquelle Geräteliste 6. Aufbauen der Steuerung Beachten Sie beim Aufbau der Steuerung die folgenden Punkte: Benutzen Sie den Schaltplan. Bezeichnen Sie die Komponenten. Verlegen Sie die Druckluftschläuche möglichst kurz. Stecken Sie die Druckluftschläuche bis zum Anschlag in die Steckverbindung. Markieren Sie angeschlossene Druckluftschläuche im Schaltplan. 7. Überprüfen des Steuerungsaufbaus Beachten Sie bei der Inbetriebnahme der Steuerung die folgenden Punkte: Kontrollieren Sie alle Schlauchverbindungen. Reduzieren Sie für den ersten Probelauf den Druck am Filterregelventil auf 50 kpa (,5 bar). Schalten Sie die Druckluftzufuhr an der Wartungseinheit ein. Kontrollieren Sie die Funktion der Steuerung. Erhöhen Sie den Druck auf den Wert, der in der Aufgabenstellung vorgegeben ist. Lassen Sie die Steuerung mehrmals einen kompletten Zyklus durchlaufen. Festo Didactic

34 Aufgabe : Pressen von Käselaiben 8. Beschreiben des Ablaufs der Steuerung Beschreiben Sie die einzelnen Schritte des Steuerungsablaufs. Ausgangsstellung In der Ausgangsstellung ist das Ventil S gesperrt. Die Kolbenstange des Zylinders A ist eingefahren. Schritt - Wird der Drucktaster des 3/-Wegeventils S gedrückt, strömt Druckluft in den Kolbenraum des Zylinders A und die Kolbenstange fährt aus. Schritt -3 Wird der Drucktaster losgelassen, entlüftet das Ventil S und der Zylinder A fährt aufgrund der Wirkung der Rückstellfeder in seine Ausgangsstellung zurück. 8 Festo Didactic 54067

35 Inhalt Aufgaben und Arbeitsblätter Aufgabe : Pressen von Käselaiben Aufgabe : Nachlaufbremse einer Antriebswelle 9 Aufgabe 3: Spannen von Brettern auf einer Sägevorrichtung 5 Aufgabe 4: Sortieren von Paketen Aufgabe 5: Stoppen von Milchflaschen 3 Aufgabe 6: Öffnen und Schließen einer Rohrleitung 37 Aufgabe 7: Absperren mit Schnellabschaltung 45 Aufgabe 8: Betätigen einer Absperrvorrichtung 5 Aufgabe 9: Erweiterung der Steuerung zum Pressen von Käselaiben 59 Aufgabe 0: Spannen eines Werkstücks 65 Aufgabe : Beladen von Gitterkörben 73 Aufgabe : Ansteuern einer Schiebetür 79 Aufgabe 3: Zuführen von Holzplatten 87 Aufgabe 4: Pressen von Getränkedosen 93 Aufgabe 5: Verpacken von Broschüren 99 Aufgabe 6: Montieren von Verriegelungsbügeln 05 Aufgabe 7: Etikettieren von Farbeimern Aufgabe 8: Reinigen von Werkstücken 7 Aufgabe 9: Einpressen von Typenschildern 5 Festo Didactic I

36 Inhalt II Festo Didactic 54067

37 Aufgabe : Pressen von Käselaiben Lernziele Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben, kennen Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders. können Sie die Kolbenkraft eines einfachwirkenden Zylinders berechnen. kennen Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines 3/-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt. können Sie Betätigungsarten von Wegeventilen erkennen und skizzieren. können Sie eine direkte Ansteuerung erklären und aufbauen. Problemstellung Bei der Käseherstellung werden pneumatische Zylinder zum Pressen der Käselaibe in Formen eingesetzt. Entwickeln Sie eine Steuerung, mit der dieser Prozess durchgeführt werden kann. Lageplan Käseherstellung Festo Didactic 54067

38 Aufgabe : Pressen von Käselaiben Randbedingungen Setzen Sie einen einfachwirkenden Zylinder ein. Führen Sie die pneumatische Steuerung des Zylinders durch ein handbetätigtes Ventil aus. Projektaufträge Beschreiben Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders. Berechnung Sie die Kolbenkraft eines einfachwirkenden Zylinders. Beschreiben Sie die Funktionsweise eines 3/-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt. Ergänzen Sie den pneumatischen Schaltplan für die Pressvorrichtung. Erstellen Sie eine Geräteliste. Bauen Sie die Steuerung auf. Überprüfen Sie den Aufbau der Steuerung. Beschreiben Sie den Ablauf der Steuerung. Ablauf. Die Käselaibe werden von Hand in die Vorrichtung eingesetzt.. Durch Betätigen des Drucktasters fährt der Zylinder aus und drückt den Deckel auf die Vorrichtung. 3. Der Drucktaster wird solange gedrückt gehalten, bis der Pressvorgang abgeschlossen ist. 4. Wird der Drucktaster losgelassen, fährt der Zylinder wieder ein und gibt die Vorrichtung frei. 5. Der Käselaib kann entnommen werden. Arbeitshilfen Tabellenbücher Lehrbuch Pneumatik/Elektropneumatik Auszüge aus Herstellerkatalogen Datenblätter der Komponenten Konstruktions- und Simulationssoftware FluidSIM 5 P WBT Pneumatik Sicherheitshinweis Bitte begrenzen Sie für diese Aufgabe den Druck am Filterregelventil (Wartungseinheit) auf max. 350 kpa (3,5 bar). Beim Abspringen von Schläuchen: Schalten Sie die Druckluftzufuhr sofort ab. Name: Datum: Festo Didactic 54067

39 Aufgabe : Pressen von Käselaiben. Aufbau und Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders Einfachwirkender Zylinder Schaltzeichen und Schnittbild Vergleichen Sie das abgebildete Schaltzeichen mit der schematischen Darstellung des einfachwirkenden Zylinders. Überprüfen Sie, ob Übereinstimmung zwischen beiden Darstellungen besteht. Ordnen Sie jedem Bauteil die entsprechende Zahl in der obigen Zeichnung zu. Bauteil Bezeichnung Zylinderrohr Abschlussdeckel Lagerdeckel Kolbenstange Kolben Magnetring Kolbendichtung Rückstellfeder Druckluftanschluss Führungsbuchse Entlüftungsbohrung Festo Didactic Name: Datum: 3

40 Aufgabe : Pressen von Käselaiben Beschreiben Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders. Berechnung der Kolbenkraft eines einfachwirkenden Zylinders Die theoretische Kolbenkraft wird nach folgender Formel berechnet: Fth = A p Fth = theoretische Kolbenkraft (N) A = nutzbare Kolbenfläche (m ) = D π ( ) 4 p = Arbeitsdruck (Pa) D = Zylinderdurchmesser (m) Für die Praxis ist die effektive Kolbenkraft Feff von Bedeutung. Bei ihrer Berechnung ist der Reibungswiderstand zu berücksichtigen. Bei normalen Betriebsverhältnissen (Druckbereich 400 bis 800 kpa (4 bis 8 bar)) können die Reibungskräfte (FR) mit ca. 0% der theoretischen Kolbenkraft angenommen werden. Für die effektive Kolbenkraft einfachwirkender Zylinder gilt: Feff = A p (FR + FF) Feff = effektive Kolbenkraft (N) FR = Reibungskraft (ca. 0% von Fth ) (N) FF = Kraft der Rückholfeder (N) 4 Name: Datum: Festo Didactic 54067

41 Aufgabe : Pressen von Käselaiben Berechnen Sie die effektive Kolbenkraft im Vorhub für den eingesetzten Zylinder bei einem Arbeitsdruck von 600 kpa (6 bar). Hinweis Entnehmen Sie die benötigten Daten aus dem Datenblatt des Zylinders. 3. Funktionsweise eines 3/-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt Ergänzen Sie das Schaltzeichen eines 3/-Wegeventils, handbetätigt, federrückgestellt, in Ruhestellung gesperrt. 3 Schaltzeichen und schematische Darstellung eines 3/-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt Festo Didactic Name: Datum: 5

42 Aufgabe : Pressen von Käselaiben Beschreiben Sie die Funktionsweise des 3/-Wegeventils. 4. Ergänzen des pneumatischen Schaltplans Ergänzen Sie den pneumatischen Schaltplan für die Steuerung und tragen Sie die Anschlussbezeichnungen ein. A 0Z 0Z 3 Pneumatischer Schaltplan 6 Name: Datum: Festo Didactic 54067

43 Aufgabe : Pressen von Käselaiben 5. Erstellen der Geräteliste Zu einer vollständigen Projektdokumentation gehört neben dem Schaltplan auch eine Geräteliste. Erstellen Sie die Geräteliste, indem Sie die benötigten Geräte und deren Anzahl in die unten stehende Tabelle eintragen. Menge Benennung Geräteliste 6. Aufbauen der Steuerung Beachten Sie beim Aufbau der Steuerung die folgenden Punkte: Benutzen Sie den Schaltplan. Bezeichnen Sie die Komponenten. Verlegen Sie die Druckluftschläuche möglichst kurz. Stecken Sie die Druckluftschläuche bis zum Anschlag in die Steckverbindung. Markieren Sie angeschlossene Druckluftschläuche im Schaltplan. 7. Überprüfen des Steuerungsaufbaus Beachten Sie bei der Inbetriebnahme der Steuerung die folgenden Punkte: Kontrollieren Sie alle Schlauchverbindungen. Reduzieren Sie für den ersten Probelauf den Druck am Filterregelventil auf 50 kpa (,5 bar). Schalten Sie die Druckluftzufuhr an der Wartungseinheit ein. Kontrollieren Sie die Funktion der Steuerung. Erhöhen Sie den Druck auf den Wert, der in der Aufgabenstellung vorgegeben ist. Lassen Sie die Steuerung mehrmals einen kompletten Zyklus durchlaufen. Festo Didactic Name: Datum: 7

44 Aufgabe : Pressen von Käselaiben 8. Beschreiben des Ablaufs der Steuerung Beschreiben Sie die einzelnen Schritte des Steuerungsablaufs. 8 Name: Datum: Festo Didactic 54067

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