Pneumatik - TEAMLEARN

Pneumatik
Thema: Grundlagen
Oskar-von-Miller-Schule
- Kassel -
Datum
Blatt Nr. 1
Name: Freitag
Pneumatik
Die verwendete Energie zum Betreiben einer Steuerung kann unterschiedlich
sein, z.B.: Druckluft in pneumatischen Steuerungen, Flüssigkeit (z.B. Öl) in
hydraulischen Steuerungen oder Elektrizität in elektrischen Steuerungen.
Ein Steuerungsaufbau mit Druckluftschläuchen oder elektrischen Leitungen
wird verbindungsprogrammierte Steuerung genannt.
Die Wirkung einer verbindungsprogrammierten Steuerung kann nur geändert
werden, wenn bei einer pneumatischen oder hydraulischen Steuerung die
Verschlauchung oder bei einer elektrischen Steuerung die Verdrahtung
geändert wird.
Pneumatische Steuerungen
In vielen Bereichen der betrieblichen Praxis, in Werkstätten und
Einrichtungen sind pneumatische Steuerungen eingesetzt.
 Die Druckluft transportiert die Steuerungsinformationen,
z.B. Druck liegt an => Spannvorgang
 Zudem liefert die Druckluft die Energie für die Betätigung des
Spannzylinders durch das Verfahren des Kolbens im Zylinder.
Die Druckluft einer pneumatischen Steuerung transportiert die Information
und die Energie.
Der einfache wartungsarme und betriebssichere Aufbau von
Druckluftsteuerungen ist der Grund für ihren verbreiteten Einsatz.
Feuchtigkeit und Staub beeinträchtigen nicht die Funktion.
Pneumatik
Thema: Grundlagen
Oskar-von-Miller-Schule
- Kassel -
Datum
Blatt Nr. 2
Name: Freitag
Luftdruck
Die Lufthülle der Erde bewirkt auf die Erdoberfläche infolge der Luftmasse
und der Erdanziehung einen Druck (atmosphärischer Druck = pamb). In der
Pneumatik und in der Hydraulik wir der Druck in bar (mbar) angegeben. Der
Luftdruck beträgt in Meereshöhe ca. 1,013 bar = 1013 mbar.
(1 bar = 10 N/cm2 = 100000 Pa), (1 Pa = 1 N/m2),
(Luft: 21 % O2 Sauerstoff, 78 % N2 Stickstoff, 1 % Edelgase CO2)
Beispiel: Als Umgebungsdruck des Kessels wirkt der Luftdruck pamb. Wird
der Kessel durch einen Kompressor mit zusätzlicher Luft gefüllt, so entsteht
im Kessel ein Überdruck, der als effektiver Druck pe bezeichnet wird. Die
meisten Druckmessgeräte, z.B. Manometer, zeigen den effektiven Druck an.
Der absolute Druck pabs ergibt sich aus diesen beiden Drücken.
pabs = pamb + pe
Beispielaufgabe: Das Manometer eines Druckkessels zeigt einen Druck pe =
9,8 bar an. Der Atmosphärische Luftdruck beträgt pamb = 1031 mbar. Welcher
absolute Druck pabs herrscht im Kessel?
pabs = pamb + pe
=>
pabs = 9,8 bar + 1,031 bar = 10,831 bar
Übungen:
1.
Bestimmen Sie den absoluten Druck aus der Beispielaufgabe, wenn
sich der Druck im Kessel auf 8,64 bar verringert hat.
2.
Für eine Druckmessung wird ein absoluter Druck von 16,4 bar erwartet.
Welchen effektiven Druck muss das Manometer mindestens anzeigen
können, wenn der atmosphärische Luftdruck mit 1000 mbar
angenommen wird.
3.
Der absolute Druck im Ansaugrohr eines Benzinmotors wird mit 650
mbar angegeben. Wie groß ist der Unterdruck in bar, wenn der
Atmosphärendruck 1033 mbar beträgt?
Oskar-von-Miller-Schule
- Kassel -
Pneumatik
Thema: Grundlagen
Datum
Blatt Nr. 3
Name: Freitag
Druck und Volumen
Gase sind kompressibel, d.h. bei gleicher Temperatur sind Druck und
Volumen umgekehrt proportional
P1 / P2 = V2 / V1
Beispiel: Wird ein Gas auf ein drittel seines Volumens zusammengepresst, so
verdreifacht sich sein Druck.
Druck und Kolbenkraft
Der Druck in einem abgeschlossenen Behälter ist überall gleich.
Drückt ein Gas mit einem bestimmten Druck auf eine bestimmte Fläche so
entsteht eine Kraft F = p  A
p
A
Umkehrung: wird auf die Kolbenstange mit einer bestimmten Kraft gedrückt
entsteht ein Druck im Zylinder p = F / A
Beispiel: Auf einen Kolben mit 60 mm Durchmesser wirkt ein Druck von 5 bar
Berechne die Kolbenkraft: p = 5 bar = 50 N/cm2, d = 6 cm
F=pA
A =   d2 / 4
A = 28,26 cm2
F = 50 N/cm2  28,26 cm2 = 1413 N
Beispiel: Mit einem Kolben von 35 mm Durchmesser wird eine Kraft von 900
N erzeugt. Wie groß ist der Druck ?
F = p  A => p = F / A
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Thema: Grundlagen
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Datum
Blatt Nr. 4
Name: Freitag
Aufbau pneumatischer Steuerungen
Antriebsglieder: Motoren Zylinder
Steuerglieder: Sperrventile, Stromventile, Wegventile => Signalverknüpfung
Stellglieder: Wegeventile => schalten Antriebsglieder
Signalglieder: pneum. Grenztaster => erzeugen Steuersignale (Eingabe)
Beispiel: Bohrvorrichtung
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Pneumatik
Thema: Grundlagen
Datum
Blatt Nr. 5
Name: Freitag
Ventilanschlüsse:
3/2 Ventil mit Handbetätigung
5/2 Impulsventil
Powerpoint-Präsentation
Wegeventile:
Start, Stop und Durchflussrichtung Bsp. 3/2 Ventil
Stromventile:
Steuern die Menge des Druckluftstroms
Bsp. Drosselventil (Drosselrückschlagventil)
Sperrventile:
Sperren den Durchfluss Bsp. Rückschlagventil
Druckventile:
Regeln den Druck oder schalten druckabhängig
Bsp. Druckregelventil
Absperrventile: sperren den Durchfluss (bei größeren Rohrleitungen)