PNEUMATIK GRUNDLAGEN
Aufbereitungseinheit Um die beschriebenen Bauteile kompakt und kostengünstig vor einzelnen Verbrauchern oder Verbrauchergruppen einzusetzen, werden sie zusammengefasst als Wartungseinheit behandelt. Aufgelöstes Schaltbild der Einzelkomponenten Zusammengefasstes Schaltbild Die Reihenfolge der Bauteile ist zwingend einzuhalten, damit die Luft zuerst gereinigt und entwässert wird um auch den Druckregler zu schützen. Zuletzt wird, wenn gewünscht, der Ölnebel eingebracht, damit dieser nicht von einem Filter wieder gebunden wird. Wartungseinheiten werden nicht vor weiteren Druckbehältern sondern vor den Verbrauchern.
Pneumatische Antriebe Pneumatische Antriebe oder Verbraucher unterscheiden sich in erster Linie durch die Bewegungsrichtung. Linearbewegungen werden durch Zylinder, rotatorische Bewegungen durch Motoren ausgeführt. Zusätzlich können durch Saugeinheiten Lasten gehoben werden, ohne diese zu greifen. Je nach geforderter Kraft/Moment, den Umgebungsbedingungen sowie den Ansprüchen an die gewünschte Bewegung kann aus einer Vielzahl an Verbrauchern gewählt werden. Das Grundprinzip von Bewegungen an Verbrauchern ist immer gleich und ergibt sich aus dem Bestreben eines komprimierten Luftvolumens, sich in Richtung eines geringer komprimierten Luftvolumens auszudehnen. Die Bewegung endet, wenn die Summen aller Kräfte (Reibung, Last, evt. Rückstellfedern und vor allem dem Luftdruck) ausgeglichen sind. Einfach wirkender Zylinder - Luftverbrauch nur in eine Richtung - Eindeutige Position bei Anlagenstillstand - Kraft nur in eine Bewegungsrichtung, abzüglich der Federkraft - Bauart auch ohne Feder mit externer Rückstellkraft möglich Doppelt wirkender Zylinder - Kraftaufbau in beide Richtungen - Durch Flächenverhältnis unterschiedliche Kräfte und Geschwindigkeiten möglich Beidseitige Kolbenstange - gleiche Kräfte in beide Richtungen - gleiche Geschwindigkeiten - höhere seitliche Belastung möglich Ohne Kolbenstange - Kraftübertragung über Magnetkraft, Seile oder den Kolben selbst - Außer bei Magnetantrieb, kritische Abdichtung - Kompakte Bauform, Zylinder kann neben der Last montiert sein.
Ausführungen/Bauformen Sonderbauformen Einfach wirkende Zylinder werden häufig als sog. Balgzylinder, oder auch als Membranzylinder ausgeführt. Beide Bauformen bieten große Kräfte bei geringem Bauraum, jedoch keinerlei Linearführung des bewegten Bauteils. Da, bedingt durch das kompressible Medium, ein Zylinder in Zwischenpositionen nicht sicher verharren kann, kann eine mechanische Bremseinrichtung genutzt werden. Sollen Zylinder über Sensoren ihre Stellung an elektrische Steuerungen weitergeben, muss ein magnetischer Kolben verbaut werden. Nicht-magnetischer Kolben: magnetischer Kolben Um mechanische Antriebe vor Beschädigungen durch zu starte Verzögerungen und Schlägen zu verhindern, werden Zylinder häufig mit Endlagendämpfungen ausgerüstet. Diese sind häufig auch einstellbar. Hierbei wird die abströmende Luft durch den Kolben über einen einstellbaren Drosselquerschnitt geleitet. Alternativ kann die Drosselwirkung über verschiedene, äußere Bauteile hergestellt werden. Zylinder mit beidseitiger, einstellbarer Endlagendämpfung Was ist Druck? Die physikalische Definition von Druck lautet Kraft pro Fläche. Definition SI-Einheiten gebräuchliche Einheiten DDDDDDDDDDDDDDDDkkkk = KKKKDDDDDDDDKKKKkkkk FFFFFFFFäDDDDheeee pppp [PPPPkkkk] = FFFF [NNNN] AAAA [mmmm 2 ] pppp [bbbbkkkkkkkk] = FFFF [ddddkkkkkkkk kkkkkkkk] AAAA [DDDDmmmm 2 ] Genau genommen entspricht 1 kg = 0,981 dan, abhängig von der Erdbeschleunigung. Für ein überschlägiges Abschätzen ist ein gleichsetzen von dan und kg ausreichend genau. 18 Copyright Fluid-Training
Druckluftmotoren Das Bewegungsprinzip eines rotatorischen Antriebs, jedoch ist hier das Drehmoment abhängig von der Druckdifferenz des Motors. Definition DDDDDDDDDDDDDDDDkkkk = DDDDDDDDeeeehmmmmkkkkmmmmeeeeeeeeeeee NNNNeeeeeeeeeeeeNNNNkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk gebräuchliche Einheiten pppp [bbbbkkkkkkkk] = 20ππππ MMMM [NNNNmmmm] VVVV [DDDDmmmm 3 /1] Unterschieden werden folgende Motorbauarten: - Radial- / Axialkolbenmotor - Lamellenmotor - Druckluftturbine und weiterhin in den Wirkrichtungen sowie konstantem oder variablem Nennvolumen. Weitere Kriterien wie der optimale Drehzahlbereich, der gewünschte Drehmomentverlauf, Abmessungen, Ausführungen unterschieden sich Herstellerabhängig und können in entsprechenden Produktkatalogen eingesehen werden. Eine Unterteilung der Bauform zu einer Eigenschaft gilt daher nur grob. Typische Eigenschaften sind: Der Axialkolbenmotor bietet ein hohes Anlaufmoment sowie eine hohe Gesamteffizienz. Der Radialkolbenmotor bietet einen konstanten Drehmomentverlauf bei ruhigem Lauf. Der Lamellenmotor bietet ein Drehzahlband bis c.a. 20.000 1/min bei kompakter Bauform.
Anschluss- und Kurzbezeichnung Die Anschluss- und Kurzbezeichnung von pneumatischen Bauteilen ist in der DIN ISO 5599 (2005-12) und davor in der DIN ISO 1219-1 (1996-03) geregelt. Folgende Anschlussbezeichnungen gibt es: Bezeichnung Bezeichnung nach DIN Alte Bezeichnung Druckanschluss 1 P Arbeitsanschluss 2/4 A/B Entlüftung 3/5 R/S Steueranschluss 10/12/14 X/Y/Z hnung: Ventilbezeic In der Ventilbezeichnung kennzeichnet die erste Ziffer die Anzahl der Anschlüsse (ohne Steueranschlüsse), die zweite Ziffer die Anzahl der möglichen Schaltstellungen. Weiterhin wird im Allgemeinen durch eine Abkürzung die Bauart beschrieben. Im oben abgebildeten Beispiel ein 5/2 WV beidseitig durch Druckbeaufschlagung betätigt (Impulsventil), bistabil mit 5 Anschlüssen und 2 Schaltstellungen. Impulsventile sind Signalspeicher. 20 Copyright Fluid-Training
Kennzeichnungsschlüssel für Bauteile Folgende Kennzeichnungsschlüssel sind in der ISO 1219(2012-09) angegeben: X - X X. X Anlagen- Nummer Besteht der gesamte Schaltkreis aus mehr als einer Anlage, so wird eine Ziffer hierfür vergeben. Medien- Schlüssel H-Hydraulik P-Pneumatik C-Kühlung K-Kühlschmiermittel L-Schmiermittel G-Gastechnik Schaltkreis- Nummer Vorzugsweise werden alle Bauelemente, die zur Energieversorgung gehören mit 0 gekennzeichnet, die weiteren werden je nach Schaltkreis zugeordnet. Bauteil- Nummer Bauteile in einer Anlage, mit gleicher Schaltkreisnummer und gleicher Bauteilbezeichnung werden fortlaufend nummeriert. Damit Bauteile Technologieübergreifend (Elektrotechnik, Pneumatik, Hydraulik) eindeutig identifizierbar sind, werden sie nach EN 81346-2:2009-10 nach folgendem Schlüssel gekennzeichnet: Hauptklassen ( Auszug ) EN 81346-2 ( 2009-10 ) Endschalter, Druckschalter Relais Magnetspule eines Ventils Meldeeinrichtung Schütz, Wegeventil Handbetätigte Taster B K M P Q S Unterklassen ( Auszug ) EN 81346-2 ( 2009-10 ) Wartungseinheit AZ Fluidregler, Ventilblock KH Trennschalter QB Durchflusssensor BF Elektromotor MA Wegeventil QM Endschalter BG Betätigungsspule MB Rückschlagventil RM Drucksensor BP Zylinder MM Drosselventil RN Pumpe GP Meldelampe, LED PF Drosselrückschlagventil RZ Lüfter, Kompressor GQ Anzeigeinstrument PG Taster SF Hilfsschütz, Regler KF Leistungsschütz QA Handbetätigung SJ
Schaltplanaufbau Schaltpläne werden nach der DIN ISO 1219-2 (1996-11) erstellt. Die räumliche Anordnung der Bauteile in der Anlage werden hierbei nicht berücksichtigt. Der Schaltplanaufbau erfolgt von unten (Drucklufteinspeisung) nach oben (Verbraucher) nach dem Energiefluss erstellt: Ausführung z.b. Zylinder, Motoren Signalausgabe Gleichartige Bauglieder oder Baugruppen sollten auf einer Ebene dargestellt sein. Häufig werden jedoch gerade Signaleingabeglieder versetzt dargestellt, da ihr Platzbedarf nebeneinander zu groß ist. z.b. Wegeventile Signalverarbeitung z.b. UND-, ODER-Ventile Signaleingabe z.b. Taster, Wegeventile E n e r g i e f l u s s Energieversorgung z.b. Aufbereitungseinheit Bauteile, die durch Antriebe betätigt werden (Grenztaster, Rollentaster, Näherungsschalter) werden im wirkenden Schaltkreis als Schaltbild dargestellt. An ihrer Betätigungsstelle (Zylinder) wird ein Markierungsstrich mit der Ventilbezeichnung dargestellt. Bei einseitig arbeitenden Signalgliedern (Rollenhebel)wird zusätzlich ein Richtungspfeil dargestellt. Achtung: Das Signalglied wird nach dem signalgebenden Schaltkreis bezeichnet, egal welcher Schaltkreis betätigt wird! 22 Copyright Fluid-Training
Schaltplanvorgaben In Schaltplänen sorgen unterschiedliche Linientypen für eine übersichtliche Darstellung. Erfahrungsgemäß sollte man sich bei vorhandenen Schaltplänen nicht auf die Einhaltung dieser Vorgaben verlassen. Pneumatische Leitungen werden als durchgezogene Linie dargestellt. Verbindungen im Kreuzungspunkt mit einem Punkt versehen. Sich kreuzende Leitungen ohne einen Punkt sind pneumatisch nicht verbunden. Signalgebende Leitungen (Steuerleitungen) werden nach gleichen Vorgaben, jedoch als gestrichelte Linie dargestellt. Zu einem Bauteil zusammengefasste Bauteile (z.b. Wartungseinheit, Zeitglieder etc.) werden von Strich-Punkt-Linien umrandet. Wenn diese Vorgaben eingehalten werden, sind auch umfangreiche Schaltpläne sicher zu verstehen.
Logische Verknüpfungen Logische Verknüpfungen können durch pneumatische Bauteile erstellt werden. Hierbei bleibt der natürliche EX-Schutz, durch den Verzicht auf elektrische Signale, erhalten. Aufwendige Steuerungen werden jedoch häufig durch SPS-Steuerungen ersetzt. Benennung logisches Symbol pneumatisches Symbol ODER UND JA
Notizen HIER ENDET DIE LESEPROBE