Bestimmungsgemäße Verwendung

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1 Pneumatik Grundstufe Aufgabensammlung TP 101 1A1 1B1 1Z1 1Z2 1V V V B Festo Didactic DE

2 Bestimmungsgemäße Verwendung Das Trainingspaket Sensoren zur Objekterkennung 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. Bestell-Nr.: Stand: 10/2009 Autoren: W. Haring, M. Metzger, R.-C. Weber Redaktion: Frank Ebel Grafik: Doris Schwarzenberger Layout: 12/2009 Festo Didactic GmbH & Co. KG, Denkendorf, 2009 Internet: Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte vorbehalten, insbesondere das Recht, Patent-, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmusteranmeldungen durchzuführen. Hinweis Die Verwendung nur einer Geschlechtsform soll keine geschlechtsspezifische Benachteiligung sein, sondern dient nur der besseren Lesbarkeit und dem besseren Verständnis der Formulierungen.

3 Inhalt Aufgaben Aufgabe 1: Pressen von Käselaiben 1 Aufgabe 2: Öffnen eines Futtermittelsilos 9 Aufgabe 3: Spannen von Brettern auf einer Sägevorrichtung 15 Aufgabe 4: Sortieren von Paketen 21 Aufgabe 5: Stoppen von Milchflaschen 31 Aufgabe 6: Öffnen und Schließen einer Rohrleitung 37 Aufgabe 7: Absperren mit Schnellabschaltung 45 Aufgabe 8: Betätigen einer Absperrvorrichtung 51 Aufgabe 9: Erweiterung der Steuerung zum Pressen von Käselaiben 59 Aufgabe 10: Spannen eines Werkstücks 65 Aufgabe 11: Beladen von Gitterkörben 73 Aufgabe 12: Ansteuern einer Schiebetür 79 Aufgabe 13: Zuführen von Holzplatten 87 Aufgabe 14: Pressen von Getränkedosen 93 Aufgabe 15: Verpacken von Broschüren 99 Aufgabe 16: Montieren von Verriegelungsbügeln 105 Aufgabe 17: Etikettieren von Farbeimern 111 Aufgabe 18: Reinigen von Werkstücken 117 Aufgabe 19: Einpressen von Typenschildern 123 Festo Didactic GmbH & Co. KG III

4 IV Festo Didactic GmbH & Co. KG

5 Lernziele Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben kennen Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders. kennen Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines 3/2-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 GmbH & Co. KG

6 Randbedingungen Setzen Sie einen einfachwirkenden Zylinder ein. Führen Sie die pneumatische Steuerung des Zylinders durch ein handbetätigtes Ventil aus. Projektauftrag 1. Beschreiben Sie die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders. 2. Beschreiben Sie die Funktionsweise eines 3/2-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt. 3. Vervollständigen Sie den pneumatischen Schaltplan für die Pressvorrichtung. 4. Führen Sie den Aufbau durch. 5. Überprüfen Sie den Steuerungsaufbau. 6. Beschreiben Sie die Funktionsweise der Steuerung. 7. Erstellen Sie eine Geräteliste Ablauf 1. Die Käselaibe werden von Hand in die Vorrichtung eingesetzt. 2. 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. Sicherheitshinweis Bitte begrenzen Sie für diese Aufgabe den Druck an der Wartungseinheit auf max. 350 kpa (3,5 bar). Beim Abspringen von Schläuchen: Schalten Sie die Druckluftzufuhr sofort ab. 2 Name: Datum: Festo Didactic GmbH & Co. KG

7 Aufbau und Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders Schaltzeichen und schematische Darstellung eines einfachwirkenden Zylinders Vergleichen Sie das abgebildete Schaltzeichen mit der schematischen Darstellung des einfachwirkenden Zylinders. Überprüfen Sie, ob Übereinstimmung zwischen beiden Darstellungen besteht. Beschreiben Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders Ordnen Sie jedem Bauteil die entsprechende Zahl in der obigen Zeichnung zu. Bauteil Bezeichnung Zylinderrohr Bodendeckel Lagerdeckel Kolbenstange Kolben Rückstellfeder Druckluftanschluss Entlüftungsbohrung Tabelle Bauteilbezeichnungen Festo Didactic GmbH & Co. KG Name: Datum: 3

8 Berechnung der Kolbenkraft eines einfachwirkenden Zylinders Die theoretische Kolbenkraft wird nach folgender Formel berechnet: F th = A p F th = theoretische Kolbenkraft (N) A = nutzbare Kolbenfläche (m 2 ) 2 D π ( ) = 4 p = Arbeitsdruck (Pa) D = Zylinderdurchmesser (m) Für die Praxis ist die effektive Kolbenkraft F eff 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 (F R ) mit ca. 10% der theoretischen Kolbenkraft angenommen werden. Für die effektive Kolbenkraft einfachwirkender Zylinder gilt: F eff = A p (F R + F F ) F eff = effektive Kolbenkraft (N) F R = Reibungskraft (ca. 10% von F th ) (N) F F = Kraft der Rückholfeder (N) 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. 4 Name: Datum: Festo Didactic GmbH & Co. KG

9 Funktionsweise eines 3/2-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt Ergänzen Sie das Schaltzeichen eines 3/2-Wegeventils, handbetätigt, federrückgestellt, in Ruhestellung gesperrt Schaltzeichen und schematische Darstellung eines 3/2-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt Beschreiben Sie die Funktionsweise des 3/2-Wegeventils. Festo Didactic GmbH & Co. KG Name: Datum: 5

10 Pneumatischen Schaltplan vervollständigen Vervollständigen Sie den pneumatischen Schaltplan für die Steuerung und tragen Sie die Anschlussbezeichnungen ein. Pneumatischer Schaltplan Hinweis Das Einschaltventil mit Filterregelventil und der Verteilerblock sind nicht dargestellt. Beim Steuerungsaufbau werden diese Komponenten benötigt. 6 Name: Datum: Festo Didactic GmbH & Co. KG

11 Ablaufbeschreibung Bauen Sie die Steuerung auf und beschreiben Sie ihren Ablauf. Festo Didactic GmbH & Co. KG Name: Datum: 7

12 Geräteliste erstellen 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 8 Name: Datum: Festo Didactic GmbH & Co. KG