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Ventile können manuell, mechanisch, elektrischoder pneumatisch betätigt werden. Die Betätigungsart richtet sich nach denAnforderungen der Steuerung.Bei Betätigung des Ventilstößels wird der Druckluftanschluss 1 durch denStößel abgesperrt, und der Ventilteller wird vom Sitz abgehoben. Die Abluftkann nun von 2 nach 3 entweichen.☞ Vergleichen Sie den Ventilaufbau und die Durchströmung mit demgleichen Ventil in Sperr-Ruhestellung (Folie 43).45 3/2-Wegeventil, einseitig pneumatisch betätigt, Sperr-RuhestellungIst der Steueranschluss 12 entlüftet, verschließt der federbelasteteDichtteller den Druckluftanschluss 1, der Arbeitsanschluss 2 ist mitEntlüftungsanschluss 3 verbunden.Ein Signal liegt am Eingang 12 an und der Ventilstößel wird gegen dieRückstellfeder gepresst.
Die Druckluft strömt dadurch von 1 nach 2. DerDruck bei 12 muss groß genug sein, um die Gegenkraft der Rückstellfederüberwinden zu können.☞ Vergleichen Sie Schaltsymbol und Funktionsdarstellung.Vergleichen Sie den Ventilaufbau mit dem manuell betätigten 3/2Wegeventil (Folie 43).330© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIMC. Lehrmaterialübersicht46 3/2-Wegeventil, einseitig pneumatisch betätigtDie Anschlüsse des Ventils tragen Bezeichnungen, um das korrekte Anschließen zu erleichtern. Pneumatisch betätigte Ventile sind in verschiedenenGrößen erhältlich, abhängig von der Durchflussmenge.☞ Betonen Sie die Notwendigkeit, auch im Schaltplan Anschlussbezeichnungen vorzunehmen.47 3/2-Wegeventil, mit RollenhebelDiese Ventilart kann wahlweise in der Sperr- oder Durchfluss-Ruhestellungeingesetzt werden.
Es müssen lediglich die Anschlüsse 1 und 3 vertauschtund der Betätigungsaufbau um 180 Grad gedreht werden. Auf Grund derVorsteuerung werden nur geringe Betätigungskräfte benötigt.☞ Vergleichen Sie den Ventilaufbau mit der vorhergehenden Folie.48 3/2-Wegeventil, mit Rollenhebel, vorgesteuert, Sperr-RuhestellungUm die notwendige Betätigungskraft zu reduzieren, können Wegeventile miteinem Vorsteuerventil versehen werden. Eine kleine Bohrung verbindet denDruckluftanschluss 1 mit dem Vorsteuerventil. Wird der Rollenhebel betätigt,so öffnet das Vorsteuerventil. Die anstehende Druckluft strömt zur Membranund drückt den Ventilteller nach unten.☞ Vergleichen Sie Ventilaufbau und Schaltsymbol.49 4/2-Wegeventil, mit RollenhebelEs handelt sich um ein robustes Ventil.
Die beiden Stößel betätigen dieTellersitze direkt. Die notwendige Betätigungskraft ist vergleichsweise groß.☞ Vergleichen Sie den Aufbau mit dem eines 3/2-Wegeventils.© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM331C. Lehrmaterialübersicht50 4/2-Wegeventil, TellersitzprinzipDieses 4/2-Wegeventil kann als Baueinheit von zwei 3/2-Wegeventilenbetrachtet werden, wobei ein Ventil in Sperr-Ruhestellung und das andere inDurchfluss-Ruhestellung ist. Beachten Sie, dass Anschluss 3 zum Betrachterhin herausgeführt ist.Werden die beiden Stößel gleichzeitig betätigt, so werden alle Anschlüssezunächst gesperrt. Durch weiteres Drücken der Ventilstößel gegen die Kraftder Rückstellfedern werden die Anschlüsse 1 nach 4 und 2 nach 3 geöffnet.☞ Zeigen Sie die Parallelen zu den entsprechenden 3/2-Wegeventilen.Lassen Sie die Teilnehmer herausfinden, ob das Ventil überschneidungsfähigist.51 4/3-Wegeventil, DrehschieberprinzipDas 4/3-Wegeventil hat 4 Anschlüsse und 3 Schaltstellungen.
Ein Beispielfür ein 4/3-Wegeventil ist dieses Plattenschieberventil. Wegen der erforderlichen Drehbewegung ist es nur mit Hand- oder Fußbetätigung erhältlich. Beider Betätigung werden durch Verdrehen von zwei Scheiben die Durchflusskanäle miteinander verbunden.☞ Erläutern Sie die Schaltstellungen an der Funktionsdarstellung und amSchaltsymbol.52 5/2-Wegeventil (Impulsventil), LängsschieberprinzipDiese Bauart ist zur Montage auf Norm-Anschlussplatten geeignet.
Durch diekompakte Bauweise entstehen nur geringe Strömungsverluste.☞ Besprechen Sie die entsprechende Norm DIN ISO 5599/1 in Bezug aufImpulsventile.332© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIMC. Lehrmaterialübersicht53 5/2-Wegeventil (Impulsventil), LängsschieberprinzipIst der Steueranschluss 12 beaufschlagt, herrscht Durchfluss von 1 nach2.
Wie bei allen pneumatischen Schieberventilen sollte die Spaltbreitezwischen Schieber und Gehäusebohrung nicht mehr als 0.002-0.004 mmbetragen. Um eine Beschädigung der Dichtelemente zu vermeiden, kann derLufteintritt auf den Umfang der Kolbenlaufbüchse verteilt werden.Ist der Steueranschluss 14 beaufschlagt, herrscht Durchfluss von 1 nach4. Der Betätigungsweg ist bei Schieberventilen wesentlich größer als beiSitzventilen.☞ Besprechen Sie die Beanspruchung der Dichtelemente.Vergleichen Sie dieses Bauprinzip mit Tellersitzventilen.54 5/2-Wegeventil (Impulsventil) mit SchwebetellersitzEine weitere Dichtungsmethode ist die Verwendung einer Schwebetellerdichtung.
Ein Vorteil dieses Prinzips ist der kleine Schaltweg. In dieser Darstellung ist Steueranschluss 12 beaufschlagt, es herrscht Durchfluss von 1 nach2.Die letzte Schaltungsposition wird solange beibehalten, bis ein 1-Signalvon der gegenüberliegenden Seite erfolgt: Hier ist Steuereingang 14beaufschlagt, das Ventil hat umgeschaltet auf Durchfluss von 1 nach 4.Die Animation zeigt das Umschalten des Ventils zwischen den beidenSchaltstellungen. Die Betätigung erfolgt sowohl pneumatisch als auch durchdie Handhilfsbetätigung.☞ Vergleichen Sie den Ventilaufbau mit dem Längsschieberprinzip(Bild Folie 53).Besprechen Sie die Funktionsweise der Handhilfsbetätigung und dasentsprechende Schaltsymbol.55 5/3-Wegeventil, beidseitig pneumatisch betätigtDas Ventil wird über die Steueranschlüsse 12 und 14 betätigt.
Ist das Ventilunbetätigt, nimmt es die Sperrmittelstellung ein.Ist der Steueranschluss 14 beaufschlagt, strömt die Druckluft von 1 nach 4,Anschluss 2 wird über 3 entlüftet.Ist der Steueranschluss 12 beaufschlagt, strömt die Druckluft von 1 nach 2,Anschluss 4 wird über 5 entlüftet.☞ Erläutern Sie die Begriffe Sperrmittelstellung und Federzentrierung.Vergleichen Sie diese mit den anderen Ventilpositionen.© Festo Didactic GmbH & Co.
KG und Art Systems • FluidSIM333C. Lehrmaterialübersicht56 Schaltplan: Impulsventil und SpeicherverhaltenDie Kolbenstange eines doppeltwirkenden Zylinders soll bei Betätigungeines Handtasters ausfahren und in der vorderen Endlage bleiben, bis einzweiter Handtaster betätigt wird. Die Kolbengeschwindigkeit des Zylinderssoll in beide Richtungen einstellbar sein.☞ Diskutieren Sie das Speicherverhalten von Impulsventilen.57 Schaltplan: Impulsventil und SpeicherverhaltenAuf Grund des Speicherverhaltens von Impulsventilen braucht das Ausfahrsignal nur von kurzer Dauer zu sein.
Durch Betätigen von 1S1 wird ein 1-Signalam Eingang 14 des Stellgliedes 1V3 erzeugt. Das 5/2-Wegeventil wird umgeschaltet und der Zylinder 1A1 fährt aus.☞ Der Schaltplan zeigt den Zustand der Schaltung kurz nach Betätigung von1S1.58 Schaltplan: Impulsventil und SpeicherverhaltenNach Loslassen von 1S1 wird die Steuerleitung an Anschluss 14 desStellgliedes entlüftet. Es bleibt jedoch in aktueller Position.☞ Erarbeiten Sie das Thema mithilfe der vorhergehenden Folien.59 Schaltplan: Impulsventil und SpeicherverhaltenWird jetzt der Handtaster 1S2 betätigt, wird 1V3 wieder umgesteuert.
DerZylinder fährt ein.☞ Das Bild zeigt den Zylinder halb eingefahren. Erarbeiten Sie das Themamithilfe der vorhergehenden Folien.334© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIMC. Lehrmaterialübersicht60 Schaltplan: Impulsventil und SpeicherverhaltenDer Zylinder bleibt eingefahren, bis ein neues Startsignal anliegt. An Drosselrückschlagventilen lässt sich über den einstellbaren Volumenstrom dieGeschwindigkeit des Kolbens in beide Richtungen regulieren.
(Abluftdrosselung).☞ Diskutieren Sie die Situation, wenn sowohl 1S1 als auch 1S2 betätigtwerden.61 Direkte AnsteuerungEin einfachwirkender Zylinder mit 25 mm Durchmesser soll nach Betätigeneines Handtasters ein Werkstück spannen. Dieses soll eingespannt bleiben,solange der Taster betätigt ist.Da der Zylinder das einzige Antriebsglied ist, erhält er die Bezeichnung 1A1,das zugehörige Stellglied die Nummer 1S1.☞ Diskutieren Sie Darstellung, Nummerierung und Arbeitsweise derSchaltung.62 Indirekte AnsteuerungEin einfachwirkender Zylinder mit großem Kolbendurchmesser soll nachBetätigung eines Handtasters ausfahren. Der Zylinder soll nach Loslassendes Tasters wieder einfahren.Das Signal am Steuereingang 12 bleibt erhalten, solange der Taster betätigtist.
Erst wenn er losgelassen wird, schließt die Federkraft das Ventil und dieKolbenstange fährt ein. Der Kolbenraum wird über das Stellglied entlüftet.☞ Diskutieren Sie Darstellung, Nummerierung und Arbeitsweise derSchaltung.Zeigen Sie den hohen Druckluftbedarf bei großen Zylinderdurchmessern aufund erarbeiten Sie die Vorteile indirekter Steuerung.63 Übung: Direktes Ansteuern eines doppeltwirkenden Zylinders – ÜbersichtDie Kolbenstange eines doppeltwirkenden Zylinders soll nach Betätigeneines Tasters ausfahren und nach Freigabe des Tasters wieder einfahren.Der Zylinder hat einen Durchmesser von 25 mm und benötigt deshalb einegeringe Druckluftmenge zur Ansteuerung.© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM335C. Lehrmaterialübersicht64 Übung: Direktes Ansteuern eines doppeltwirkenden Zylinders – AufgabeAls Stellglieder können ein 5/2-Wegeventil oder ein 4/2-Wegeventileingesetzt werden.
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