Montage- und Betriebsanleitung für Steuereinheit pneum. Luftspaltkontrolle

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1 DIESES MERKBLATT SOLLTE AN EINER SICHEREN STELLE AUFBEWAHRT WERDEN THIS LEAFLET SHOULD BE KEPT IN A SAFE PLACE FOR REFERENCE Montage- und Betriebsanleitung für Steuereinheit pneum. Luftspaltkontrolle Assembly and Operating Instructions for Pneumatic Air Gap Monitoring Control Unit Funktionsbeschreibung Die Steuereinheit dient zum Kontrollieren eines maximalen Luftspalts zwischen einem Auflagepunkt und einem Werkstück, Werkzeug oder einem Maschinenteil. In der Steuereinheit sind alle Steuerungsfunktionen zum pneumatischen Erkennen eines Luftspalts in einem Funktionssystem vereint. Mit einem System kann eine Anlagestelle mit 1 bis 4 Messdüsen kontrolliert werden. Messprinzip der Luftspaltkontrolle Am Auflagepunkt eines Werkstücks, Werkzeugs oder Maschinenteils (nachfolgend Auflageteil genannt) befindet sich eine Auslassdüse, die während der Kontrolle vom aufliegenden Teil abgedeckt wird.diese Düse führt man über einen Druckregler und eine Drossel Luft zu. Bei abgedeckter Auslassdüse (ohne Luftspalt) steigt der Luftdruck dort auf den am Regler eingestellten Wert. Kann die Luft durch das Vorhandenseins eines Luftspalts zwischen dem aufliegenden Teil und dem Auflagepunkt entweichen, bricht der Luftdruck zusammen. Es bildet sich dort ein wesentlich geringerer Staudruck. Technische Daten Steuerblock Auslassdüse Ø 1 bis 2,5 mm Anzahl der Düsen 1 bis 4 Betriebsdruck 2,5 bis 6 bar Minimal erkennbarer Luftspalt 0,02 mm Ansprechzeit ca. 1,5 (vom schalten des Ventils Pos. 1 bis Druckabfrage) Dimensionierung Rohrleitung von Ausgang A bis zur Auslassdüse D2 Länge <10 m Innendurchmesser 4 mm Wirkungsweise der Luftspaltkontroll-Steuereinheit Die Steuereinheit beinhaltet 3 Grundformen: Luftstrom absperren Auflagepunkt freiblasen Luftspalt kontrollieren Bei Annäherung eines Teils an den Auflagepunkt wird für eine kurze Zeit das 3/2-Wegeventil Pos. 2 eingeschaltet. Über das Wechselventil Pos. 5 wird der Eingangsdruck direkt auf die Auslassdüse D2 geleitet und somit die Auflagefläche und das zu bearbeitende Teil von Schmutzund Kühlmittelresten befreit. Nach erfolgter Auflage schaltet man das 3/2-Wegeventil Pos. 1 ein. Der am Druckregler Pos. 3 eingestellte Druck gelangt über die Düse D1 und das Wechselventil an die Auslassdüse D2. Der Druckschalter bzw. Sensor Pos. 4 erfasst den Staudruck vor der Auslassdüse D2, der mit größer werdendem Luftspalt zwischen Auslassdüse und Auflageteil sinkt. Die Düse D1 ist als Düsenrad mit 7 abgestuften Düsendurchmessern ausgebildet. Dabei gilt: Je kleiner der Düsendurchmesser an D1, desto kleinere Luftspalte können erkannt werden. Bei kleinerem Düsendurchmesser verlängert sich jedoch die Prüfzeit. X (P) 1 Pos. 1 3 (R) Pos. 3 Pos. 2 (A) 2 Physikalische Kriterien Gestaltung der Anlageflächen Die Anlagefläche um die Auslassdüse sollte ca. Ø 10 bis 20 mm betragen, um eine sichere Abdichtung bei Plananlage zu gewährleisten. Leitungslänge und Leitungsführung Die Messzeit des Systems wird wesentlich durch die Leitungslänge beeinflusst. Die Ansprechzeit verlängert sich linear mit der Leitungslänge. Die Steuereinheit sollte deshalb möglichst dicht an der Auslassdüse montiert sein. Oberflächengüte am Werkstück Bei grob bearbeiteten oder gegossenen Auflageflächen ist eine genaue Spaltmessung nicht möglich. Unebenheiten oder die Rautiefe bestimmen den kleinsten erkennbaren Luftspalt. Nassbearbeitung Durch Flüssigkeitsreste an der Auflagefläche wird der Luftspalt abgedichtet und die Messung damit verfälscht. Abhilfe: Höherer Blasdruck und kleinere Auflagefläche. Drehdurchführungen Bei drehenden Spannvorrichtungen muss die Luftleitung D2 Pos.5 C D1 Pos

2 über eine Drehdurchführung zum Spannwerkzeug geführt werden. Alle marktüblichen Drehdurchführungen haben Leckage, wodurch die Messstrecke beeinflusst wird. Je höher die Leckage, desto träger und ungenauer wird die Messung. In diesen Fällen ist es ratsam, den Messdruck auf 1,4 bar zu reduzieren, um die Leckage zu verringern. Installation 1. Die Steuereinheit sollte so nahe wie möglich an der Auslassdüse angebracht werden. 2. Die Montage sollte so erfolgen, dass die Einstell- und Bedienelemente zugänglich sind. Dies sind: Druckregler Düsenrad Handbetätigung der Ventile. Ventil- Handbetätigung Druckregler Inbetriebnahme 1. Simulation Freiblasen Handbetätigung des Blasventils betätigen. Leitungen, Auslassdüse und Auflagestelle werden freigeblasen. Freiblasen Handbetätigung 2. Einstellung des Messdrucks Messdruck am Druckregler auf 2 bar einstellen. Dazu roten Ring am Regler anheben. Ablesung am Manometer. Manometer Druckregler Düsenrad 3. Pneumatische Anschlüsse: Betriebsdruck ca. 6 bar an Anschluss P Ausgang zur Messdüse an Anschluss A. Liegt die Steuereinheit unterhalb der Messstelle, empfiehlt sich der Einbau eines Rohrbogens direkt nach der Messstelle, um das Eindringen von Kühl- und Schmiermittel zu vermeiden. Entlüftung an Anschluss R über Schalldämpfer oder drucklos über Leitung. 4. Elektrische Anschlüsse: Anschluss der Ventile für Blasluft und Messluft über Stecker 3-polig, Spulenspannung 24 V DC oder nach Wahl Anschluss Druckschalter (Sensor) siehe Schrift Dichtheitsprüfung des gesamten Systems Das Düsenrad auf Stellung 1 stellen (Ziffer von oben lesbar). Achtung: in Stellung 0 ist der Düsendurchmesser = 0, d.h. kein Durchgang. Die Auslassdüse dicht verschließen. Handbetätigung des Ventils für Messluft betätigen. Der Druck an Messstelle C muss bei dichtem System 2 bar betragen. Ventil für Messluft Ventil für Blasluft Druckschalter Düsenrad

3 4. Einstellung der Toleranzabfrage Fühlerlehre mit max. zulässiger Toleranz z.b. 0,02 mm zwischen Werkstück und Auflagefläche legen. Achtung: Auslassdüse nicht abdecken. Düsenrad um so viele Stellungen nach links drehen (höhere Zahl = größerer Düsendurchmesser) bis der Druck an Messstelle C bzw. am Druckschalter Pos. 4 ca. 1,6 bar (±0,2 bar) beträgt. Fühlerlehre über max. zulässiger Toleranz einlegen (z.b. 0,03 bar) Der nun an C gemessene Druck muss deutlich unter 1,6 bar (z.b. 1 bar) liegen. 5. Auswertung Werkstück liegt auf, wenn der Druck an C bzw. am Druckschalter Pos. 4 zwischen 1,6 und 2 bar liegt. Werkstück liegt nicht auf, wenn der Druck an C bzw. am Druckschalter Pos. 4 unter 1,6 bar liegt. Bei der Ausführung mit Drucksensor liefert ein analoges Ausgangssignal 0 bis 10 V die Zuordnung 1 V = 1 bar. Druck am Messpunkt C der Steuereinheit 2 bar 1,6 bar Werkstück liegt auf Werkstück liegt nicht auf 6. Abschlussarbeiten Die Steuereinheit ist nun betriebsbereit. Bitte beachten: Alle Ventilhandbetätigungen müssen wieder auf Stellung 0 stehen, der Stift des Düsenrades muss eingerastet sein (evtl. mit Plombe versehen) und der rote Ring am Druckregler nach unten gedrückt sein (Verriegelung). Ersatzteilliste Benennung Typ 3/2-Wegeventil Vorsteuerung Magnet Schalldämpfer Ventilkolben wahlweise Druckschalter (18D) Druckschalter (31D) Drucksensor kpl

4 Assembly and Operating Instructions for Pneumatic Air Gap Monitoring Control Unit Functional Description The control unit is used to monitor the maximum air gap between a placement point and a workpiece, tool or a machine part. All the control functions for pneumatically detecting an air gap are combined in one functional system within the control unit. A placement position can be monitored by 1 to 4 measuring jets with one system. Air Gap Monitoring Measurement Principle An outlet jet is situated at the placement point of a workpiece, tool or machine part (hereinafter referred to as placement part), which, during monitoring, is covered by the part being placed. Air is fed to this air outlet jet via a pressure regulator and a choke. When the air outlet jet is covered (no air gap), the air pressure there rises to the value set on the pressure regulator. If the air can escape due to the presence of an air gap between the part being placed and the placement point, the air pressure collapses. A significantly lower back pressure is produced there. Technical Data, Control Block Outlet jet Ø 1 to 2.5 mm Number of jets 1 to 4 Operating pressure 2.5 to 6 bar Minimum detectable air gap 0.02 mm Response time approx. 1.5 (from switching of valve Pos. 1 to reading pressure) Sizing of pipework from output A to outlet jet D2 Length <10 m Internal diameter 4 mm Method of Operation of the Air Gap Monitoring Control Unit The control unit contains 3 basic functions - blocking the air flow - blowing the placement point clean - checking the air gap When a component nears the placement point, the 3/2- way valve Pos. 2 is energised for a short time. The input pressure is fed directly to the air outlet jet D2 by means of the shuttle valve Pos. 5 and thus clears the placement surface and the component of any dirt or coolant residues. After placement, the 3/2-way valve Pos. 1 is energised. The pressure set on the pressure regulator Pos. 3 passes to the air outlet jet D2 via the jet D1 and the shuttle valve. The pressure switch or sensor Pos. 4 detects the back pressure before the air outlet jet D2, which reduces with increasing air gap between the air outlet jet and the placement part. The jet D1 is designed as a jet wheel with 7 steps of jet diameter. In this case, the smaller the jet diameter on D1, the smaller the air gaps that can be detected. However, the test time is correspondingly increased. Physical criteria Form of placement area The placement area around the air outlet jet should be approx. Ø 10 to 20 mm to ensure a definite seal when placing onto flat surfaces. Length and routing of pipes The measuring time of the system is significantly affected by the length of the pipes. The response time increases linearly with the pipe length. The control unit should therefore be mounted as close as possible to the outlet jet. Workpiece surface quality An accurate gap measurement is not possible with coarsely finished or cast placement surfaces. The unevenness or the degree of roughness determines the smallest possible detectable air gap. Wet working The air gap is effectively sealed by liquid residues on the placement surface and the measurement is thereby falsified. Remedy: higher blowing pressure and smaller placement area. Swivel connections With rotating clamping devices, the air pipe must be fed to the clamping tool by way of a swivelling connection. All commercially available swivel connectors have leakage, which affects the measuring path. The higher the leakage, the more sluggish and inaccurate the measurement becomes. In these cases it is advisable to reduce the measuring pressure to 1.4 bar to reduce the leakage. Installation 1. The control unit should be mounted as close as possible to the outlet jet. 2. Installation should be carried out so that the adjustment and operating controls are easily accessible. These are: - Pressure regulator - Jet wheel - Manual operation of the valves Manual override of valve Jet wheel Pressure regulator 3. Pneumatic connections - Operating pressure approx. 6 bar to connection P - Output to measuring jet to connection A. If the control unit is situated below the measurement position, the installation of an elbow directly after the measuring position is recommended to prevent penetration of coolant and lubricant

5 - Bleed to connection R via silencer or at zero pressure via pipework. 4. Electrical connections: - Connection to the air blowing valve and measuring valve via plugs 3-pole, coil voltage 24 V DC or alternatives - Pressure switch (sensor) connection - see document Checking the whole system for leaks Set the jet wheel to position 1 (numbers can be read from above). Note: in position 0 the jet diameter = 0, i.e. no throughput. Close the outlet jets securely. Manually open the measuring air valve. The pressure at measuring position C must be 2 bar if there are no leaks in the system. Measuring valve Air blowing valve Pressure switch Jet wheel Commissioning 1. Simulation of blowing clear Manually open the blowing valve. Pipework, outlet jets and placement position are blown clear. Blowing clear Manual override 4. Setting the tolerances Insert a feeler gauge for the maximum permissible tolerance e.g mm between the workpiece and the placement surface. Note: do not obstruct the outlet jet. Turn the jet wheel to the left (higher number = larger jet diameter) by as many positions as required until the pressure at measuring position C or at the pressure switch Pos. 4 is ca. 1.6 bar (±0.2 bar). Insert a feeler gauge greater than the maximum tolerance (e.g mm). The pressure measured at C must now be significantly less than 1.6 bar (e.g. 1 bar). 5. Evaluation The workpiece is in position when the pressure at C or at the pressure switch Pos. 4 lies between 1.6 and 2 bar. The workpiece is not in position when the pressure at C or at the pressure switch Pos. 4 is less than 1.6 bar. In the version with the pressure sensor an analogue output of 0 to 10 V provides the relationship 1 V = 1 bar. 2. Setting the measuring pressure Set the measuring pressure on the pressure regulator to 2 bar. For this purpose, lift the red ring on the regulator. Read off on the manometer. Manometer Pressure regulator Pressure at measuring point C of the control unit 2 bar 1,6 bar Workpiece in position Workpiece not in position

6 6. Final tasks The control unit is now ready for use. Please note: All manual valve actuators must be reset to the 0 position, the jet wheel pin must be engaged (sealed with lead if required) and the red ring on the pressure regulator must be pushed down (locked). Spare parts list Description Type 3/2 way valve driver Solenoid Silencer Valve piston optional Pressure switch (18D) Pressure switch (31D) Pressure sensor compl

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