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KG und Art Systems • FluidSIM341C. Lehrmaterialübersicht83 Übung: Die ODER-Funktion, Wechselventil – ÜbersichtZur Entnahme von Teilen aus einem Fallmagazin wird ein doppeltwirkenderZylinder verwendet. Die Kolbenstange des Zylinders soll nach Betätigungeines Handtasters oder eines Pedals bis zur vorderen Endlage ausfahren.Nach Erreichen der Endposition soll die Kolbenstange wieder einfahren. ZurAbfrage der Endposition soll ein Rollenhebelventil eingesetzt werden.84 Übung: Die ODER-Funktion, Wechselventil – AufgabeNotwendig ist eine logische ODER-Verknüpfung der Signale, die durch Pedalund Handtaster erzeugt werden.
Hierzu wird ein Wechselventil benötigt. AlsStellglied dient ein Impulsventil.Bei Betätigung von 1S1 oder 1S2 liegt am linken oder rechten Eingang 1des Wechselventils ein 1-Signal an. Die ODER-Bedingung ist erfüllt unddas Signal wird an Eingang 14 des Stellgliedes weitergeleitet. Das Ventilschaltet um, die Kolbenstange des Zylinders fährt aus. Nach Freigabe desbetätigten Signalgliedes wird das 1-Signal am Eingang 14 von 1V2 gelöscht.Da es sich beim Ventil 1V2 um ein Impulsventil (speichernd) handelt, ändertsich dessen Schaltstellung nicht. Erreicht die Kolbenstange die vordereEndlage, wird der Grenztaster 1B1 betätigt. Dadurch wird Steuereingang12 des Stellgliedes 1V2 mit Druckluft beaufschlagt, das Ventil 1V2 steuertum und die Kolbenstange fährt ein.85 Übung: Die ODER-Funktion, Wechselventil – Lösung☞ Die Notwendigkeit des Wechselventils können Sie mithilfe der Bilder derThemen 79 ff erarbeiten.342© Festo Didactic GmbH & Co.
KG und Art Systems • FluidSIMC. Lehrmaterialübersicht86 SchnellentlüftungsventilDer Durchflusswiderstand wird kleingehalten, indem die Luft über einerelativ große Auslassöffnung abgeführt wird. Um störende Abluftgeräuschezu vermeiden, ist das Ventil in der Regel mit Geräuschdämpfung versehen.87 SchnellentlüftungsventilSchnellentlüftungsventile dienen der Erhöhung der Kolbengeschwindigkeitbei Zylindern. Lange Rücklaufzeiten, vor allem bei einfachwirkendenZylindern, werden dadurch verkürzt. Um den Luftwiderstand zu reduzieren,ist es am zweckmäßigsten, das Schnellentlüftungsventil direkt oder so nahwie möglich an den Zylinder zu bauen.Die Animation zeigt den Durchfluss von 1 nach 2 (3 gesperrt) sowie dieDurchströmung in Gegenrichtung (2 nach 3, 1 gesperrt).☞ Benutzen Sie das Bild von Folie 88 als Beispiel-Schaltplan.88 Schaltplan: SchnellentlüftungsventilDie Kolbengeschwindigkeit kann durch den Einbau eines Schnellentlüftungsventils erhöht werden.
Dies wird erreicht, indem jeweils der Strömungswiderstand auf der Abluftseite reduziert wird.☞ Zur Funktionsweise vergleichen Sie bitte das Bild von Folie 70.89 Übung: Das Schnellentlüftungsventil – ÜbersichtWird ein Handtaster betätigt und ist ein Werkstück vorhanden, soll derStempel einer Abkantvorrichtung ausfahren und Flachmaterial abkanten.Der Stempel wird durch einen doppeltwirkenden Zylinder angetrieben. ZurErhöhung der Ausfahrgeschwindigkeit soll ein Schnellentlüftungsventileingesetzt werden. Die Einfahrgeschwindigkeit soll einstellbar sein.
Wirdder Handtaster freigegeben, soll der Stempel in seine Ausgangspositionzurückfahren.© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM343C. Lehrmaterialübersicht90 Übung: Das Schnellentlüftungsventil – AufgabeZur UND-Verknüpfung der Signale von Handtaster und Rollenhebelventildient ein Zweidruckventil. Um die Einfahrgeschwindigkeit regulieren zukönnen, wird auf der Kolbenseite ein Drosselrückschlagventil benötigt.In der Ausgangsstellung sind alle Wegeventile unbetätigt und der Ausgang3 des Schnellentlüftungsventils 1V4 ist gesperrt. Bei Betätigung der Ventile1S1 und 1B1 liegt an beiden Eingängen 1 des Zweidruckventils 1V1 ein1-Signal an.
Die UND-Bedingung ist erfüllt, und das Signal wird an denSteueranschluss 14 des Stellgliedes 1V2 weitergeleitet. Das Ventil schaltetum und die Kolbenstange des Zylinders fährt aus. Durch das Umschaltenvon 1V2 wird Eingang 1 des Schnellentlüftungsventils 1V4 drucklos. DieAbluft von der Stangenseite des Zylinders strömt über Anschluss 2 undAusgang 3 des Schnellentlüftungsventils ins Freie. Dadurch wird derStrömungswiderstand der Arbeitsleitung und des Ventils 1V2 umgangen:Die Kolbenstange fährt schneller aus.91 Übung: Das Schnellentlüftungsventil – Lösung☞ Besprechen Sie, weshalb das Schnellentlüftungsventil möglichst nah anden Zylinderanschluss montiert werden sollte.344© Festo Didactic GmbH & Co.
KG und Art Systems • FluidSIMC. LehrmaterialübersichtC.6Stromventile92 Schaltsymbole StromventileDas Bild zeigt die Schaltsymbole der beiden wichtigsten Stromventile.☞ Arbeiten Sie heraus, dass das Drosselrückschlagventil eine Baueinheitaus Sperr- und Stromventil ist.93 DrosselrückschlagventilDas Ventil dient vor allem zur Geschwindigkeitsbeeinflussung bei Antriebsgliedern. Es wird in der Regel so nah wie möglich am Aktuator angebracht.Normalerweise besitzt das Ventil eine Kontermutter, um die Feinjustierungfixieren zu können.94 DrosselrückschlagventilDrosselrückschlagventile sind Kombinationsventile, bestehend aus Drosselund Rückschlagventil. Sie sind in der Regel einstellbar.Das erste Bild der Animation zeigt die Gesamtansicht des Ventils.
Invergrößerter Darstellung wird dann gezeigt, wie in einer Richtung derDurchfluss gedrosselt und in Gegenrichtung freigegeben wird.☞ Benutzen Sie das Bild von Folie 96 als Beispiel-Schaltplan.95 DrosselventilDrosseln sind in der Regel einstellbar und in die Einstellung fixierbar. Siewerden zur Geschwindigkeitsregulierung von Zylindern eingesetzt undwerden, wenn möglich, direkt am Zylinder angebracht.☞ Vergleichen Sie die Funktionsweise mit der des Drosselrückschlagventils(Folie 94).© Festo Didactic GmbH & Co.
KG und Art Systems • FluidSIM345C. Lehrmaterialübersicht96 Zuluft- und AbluftdrosselungBei der Zuluftdrosselung werden die Drosselrückschlagventile so eingebaut,dass die Luft zum Zylinder gedrosselt wird. Bei der Abluftdrosselung strömtdie Zuluft frei zum Zylinder, und die Abluft wird gedrosselt. Bei Schaltungenmit doppeltwirkenden Zylindern sollte generell Abluftdrosselung eingesetztwerden.☞ Arbeiten Sie die Vorteile der Abluftdrosselung gegenüber der Zuluftdrosselung heraus.C.7Druckventile97 Schaltsymbole DruckventileDruckventile sind meist gegen eine Federkraft einstellbar.
Sie haben dieAufgabe, den Druck in einer pneumatischen Gesamt- oder Teilanlage zubeeinflussen.☞ Vergleichen Sie die Schaltsymbole im Detail sowie die jeweiligeDurchflussrichtung.98 Druckschaltventil (Folgeventil)In der Regel besitzt die Einstellvorrichtung eine Kontermutter, um die Einstellung fixieren zu können. Typische Anwendungen für dieses Ventil sind dasSpannen, Heften oder Kleben eines Werkstückes sowie Sicherheitsverriegelungen.346© Festo Didactic GmbH & Co.
KG und Art Systems • FluidSIMC. Lehrmaterialübersicht99 Druckschaltventil (Folgeventil)Druckschaltventile werden in pneumatischen Steuerungen verwendet, wenndas Erreichen eines bestimmten Drucks Bedingung für einen Schaltvorgangsein soll: Am Ausgang wird ein Signal erzeugt, wenn ein bestimmter Druckam Steueranschluss überschritten ist.Übersteigt der Druck am Steuereingang 12 den eingestellten Wert, wird einSteuerkolben pneumatisch umgesteuert. Dieser öffnet den Durchfluss von 1nach 2.☞ Erläutern Sie das allgemeine Prinzip auch mithilfe des Schaltsymbols.Erläutern Sie, wie man mithilfe eine Druckmessgeräts den Ansprechdruckanzeigen kann.100 Schaltplan: DruckschaltventilEin Werkstück wird mit einem Stempel an der Kolbenstange eines doppeltwirkenden Zylinder geprägt. Diese soll nach Betätigen eines Handtastersausfahren.
Nach Erreichen eines voreingestellten Prägedrucks soll der Zylinder automatisch einfahren. Der gewünschte Prägedruck soll einstellbarsein.☞ Zur Funktionsweise des Ventils vergleichen Sie bitte das Bild von Folie 99.101 Übung: Druckabhängige Steuerung, Prägen von Werkstücken – ÜbersichtWird ein Handtaster betätigt und ist ein Werkstück vorhanden, soll derStempel einer Abkantvorrichtung ausfahren und Flachmaterial abkanten.Der Stempel wird durch einen doppeltwirkenden Zylinder angetrieben. ZurErhöhung der Ausfahrgeschwindigkeit soll ein Schnellentlüftungsventileingesetzt werden.
Die Einfahrgeschwindigkeit soll einstellbar sein. Wirdder Handtaster freigegeben, soll der Stempel in seine Ausgangspositionzurückfahren.102 Übung: Druckabhängige Steuerung, Prägen von Werkstücken – AufgabeEin Werkstück wird mit einem Stempel geprägt, der von einem doppeltwirkenden Zylinder angetrieben wird. Nach Erreichen eines voreingestelltenPrägedrucks soll die Kolbenstange automatisch einfahren. Die Prägepositionsoll mit einem Rollenhebelventil abgefragt werden. Das Signal zum Einfahrendarf nur dann erfolgen, wenn die Kolbenstange die Prägeposition erreichthat.
Der Druck im Kolbenraum soll durch ein Manometer angezeigt werden.© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM347C. Lehrmaterialübersicht103 Übung: Druckabhängige Steuerung, Prägen von Werkstücken – Lösung☞ Weisen Sie darauf hin, dass gegebenenfalls die Schaltung mithilfe derHandhilfsbetätigung des Stellgliedes 1V1 zunächst in die Ausgangsstellunggebracht werden muss.C.8Verzögerungsventil104 VerzögerungsventilZum Einstellen der Verzögerungszeit besitzt das Ventil eine feststellbareEinstellschraube. Die Ventilgröße wird je nach erforderlichem Volumenstromgewählt.105 Verzögerungsventil, Sperr-RuhestellungDas Verzögerungsventil besteht aus einem pneumatisch betätigten 3/2Wegeventil, einem Drosselrückschlagventil und einem kleinen Luftspeicher.Das 3/2-Wegeventil kann vom Typ Sperr-Ruhestellung oder DurchflussRuhestellung sein.
Die maximale Verzögerungszeit beträgt meist 30Sekunden. Durch Zusatzspeicher kann die Zeit verlängert werden.Hat sich der notwendige Druck über den Steueranschluss 12 im Speicheraufgebaut, schaltet das 3/2-Wegeventil um auf Durchfluss von 1 nach 2.☞ Diskutieren Sie die Auswirkungen verschmutzter Druckluft und vonDruckschwankungen auf die Genauigkeit der Schaltzeiten.Diskutieren Sie die Beziehungen zwischen Verzögerungszeit, Drosseleinstellung und Speichergröße.348© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIMC.
Lehrmaterialübersicht106 Schaltplan: VerzögerungsventilAls Antrieb für eine Klebepresse dient ein doppeltwirkender Zylinder. DurchBetätigung eines Tasters soll die Kolbenstange des Presszylinders ausfahren.Ist die Pressposition erreicht, so soll die Presszeit 6 Sekunden betragen.Danach soll die Kolbenstange in die Ausgangsstellung zurückfahren. Einerneuter Start ist nur möglich, wenn sich der Zylinderkolben in der hinterenEndlage befindet. Die Einfahrgeschwindigkeit soll einstellbar sein.☞ Zur Funktionsweise des Ventils vergleichen Sie bitte das Bild vonFolie 104.107 Übung: Das Verzögerungsventil – ÜbersichtEin doppeltwirkender Zylinder wird zum Pressen und Kleben verwendet.Nach Betätigen eines Tasters soll die Kolbenstange des Presszylinderslangsam ausfahren.
Ist die Pressposition erreicht, soll die Kolbenstangenach ca. 6 Sekunden automatisch zurückfahren. Ein erneuter Start soll erstdann möglich sein, wenn sich die Kolbenstange in der hinteren Endlage fürdie Dauer von 5 Sekunden befindet. Die Einfahrgeschwindigkeit soll schnell,jedoch einstellbar sein.108 Übung: Das Verzögerungsventil – AufgabePress- und Verriegelungsdauer wird mithilfe von Verzögerungsventilenerreicht, das Einstellen der unterschiedlichen Kolbengeschwindigkeit imVor- und Rückhub durch zwei Drosselrückschlagventile.Ist das Rollenhebelventil 1B1 ausreichend lange betätigt, dann ist derDruckspeicher des Verzögerungsventils 1V1 gefüllt, das eingebaute 3/2Wegeventil pneumatisch betätigt und rechte Eingang 1 des Zweidruckventils1V2 beaufschlagt.
Wird jetzt 1S1 betätigt, ist die UND-Bedingung erfüllt,das Stellglied 1V4 steuert um und die Kolbenstange fährt aus. Nach kurzemAusfahrweg wird der Grenztaster 1B1 freigegeben, der Druckspeicher desVerzögerungsventils 1V1 wird über das Rollenhebelventil 1B1 entlüftet, unddas integrierte 3/2-Wegeventil geht in Ruhestellung. In der vorderen Endlagewird 1B2 betätigt. Dessen Ausgangssignal wird über 1V3, verzögert um dieeingestellte Pressdauer, an Steuereingang 12 von 1V4 weitergeleitet.© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM349C. Lehrmaterialübersicht109 Übung: Das Verzögerungsventil – Lösung☞ Weisen Sie darauf hin, dass gegebenenfalls die Schaltung mithilfe derHandhilfsbetätigung des Stellgliedes 1V4 zunächst in die Ausgangsstellunggebracht werden muss.110 Übung: Speicherschaltung und Geschwindigkeitssteuerung – ÜbersichtZur Entnahme von Teilen aus einem Fallmagazin soll die Kolbenstange einesdoppeltwirkenden Zylinders nach Betätigen eines Tasters bis zur Endpositionausfahren und danach automatisch wieder einfahren.
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