540671 arbeitsbuch 101 de - festo-didactic.com · Bestimmungsgemäße Verwendung Das Lernsystem von...

Arbeitsbuch

TP 101

Mit CD-ROM

Festo Didactic

540671 DE

PneumatikGrundstufe

Pneu

mat

ik, G

rund

stuf

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eits

buch

TP

101

Festo weltweit

ArgentinienFesto S.A.Edison 2392(B1640 HRV) MartinezProv. Buenos AiresTel. ++54 (0)11/47 17 82 00, Fax 47 17 82 82 E-mail: [email protected]

AustralienFesto Pty. Ltd.Head Office (Melbourne)179-187 Browns Road, P.O. Box 261Noble Park Vic. 3174Call Toll Free 1300 88 96 96Fax Toll Free 1300 88 95 95Tel. ++ 61(0)3/97 95 95 55, Fax 97 95 97 87 E-mail: [email protected]

BelarusIP FestoMinsk, 220035Mascherov Prospekt, 78BelarusTel. ++375 (0)17/204 85 58, Fax 204 85 59 E-mail: [email protected]

BelgienFesto Belgium sa/nvRue Colonel Bourg 1011030 Bruxelles/BrusselTel. ++32 (0)2/702 32 11, Fax 702 32 09 E-mail: [email protected]

BrasilienFesto Automação Ltda.Rua Guiseppe Crespi, 76KM 12,5 - Via Anchieta04183-080 São Paulo SP-BrazílTel. ++55 (0)11/50 13 16 00, Fax 50 13 18 68 E-mail: [email protected]

BulgarienFesto EOOD1592 Sofia9, Christophor Kolumb Blvd.Tel. ++359 (0)2/960 07 12, Fax 960 07 13 E-mail: [email protected]

ChileFesto S.A.Mapocho 19016500151 Santiago de ChileTel. ++56 (0)2/690 28 00, Fax 695 75 90 E-mail: [email protected]

ChinaFesto (China) Ltd.1156 Yunqiao RoadJinqiao Export Processing ZonePudong,201206 Shanghai, PRCTel. ++86 (0)21/58 54 90 01, Fax 58 54 03 00 E-mail: [email protected]

DänemarkFesto A/SIslevdalvej 1802610 RødovreTel. ++45 70 21 10 90, Fax ++45 44 88 81 10 E-mail: [email protected]

DeutschlandFesto Didactic GmbH & Co. KGPostfach 10 07 1073707 EsslingenRechbergstraße 373734 EsslingenTel. 08 00/5 60 09 67Fax 08 00/5 60 08 43E-mail: [email protected]

EstlandFesto OY AB Eesti FiliaalLaki 11B12915 TallinnTel. ++372 666 15 60, Fax ++372 666 15 61 E-mail: [email protected]

FinnlandFesto OYMäkituvantie 9, P.O. Box 8601511 VantaaTel. ++358 (09)/87 06 51, Fax 87 06 52 00 E-mail: [email protected]

FrankreichFesto EurlNuméro Indigo Tel. 0820/204640, Fax 204641ZA des Maisons Rouges8 rue du Clos Sainte Catherine94367 Bry-sur-Marne cedexTel. ++33 (0)1/48 82 64 00, Fax 48 82 64 01 E-mail: [email protected]

GriechenlandFesto Ltd.40 Hamosternas Ave.11853 AthensTel. ++30 210/341 29 00, Fax 341 29 05 E-mail: [email protected]

GroßbritannienFesto LimitedApplied Automation Centre, Caswell RoadBrackmills Trading EstateNorthampton NN4 7PYTel. ++44 (0)1604/66 70 00, Fax 66 70 01 E-mail: [email protected]

HongkongFesto Ltd.Unit C&D, 7/F, Leroy Plaza15 Cheung Shun StreetCheung Sha Wan, KowloonHong KongTel. ++ 852/27 43 83 79, Fax 27 86 21 73 E-mail: [email protected]

IndienFesto Controls Private Ltd.237B,Bommasandra Industrial Area,Bangalore Hosur Highway,Bangalore 560 099Tel. ++91 (0)80/22 89 41 00, Fax 783 20 58 E-mail: [email protected]

IndonesienPT. FestoJL. Sultan Iskandar Muda No.68Arteri Pondok IndahJakarta 12240Tel. ++62 (0)21/27 50 79 00, Fax 27 50 79 98 E-mail: [email protected]

IranFesto Pneumatic S.K.# 2, 6th street, 16th avenue,Tehran 1581975411Km 8, Special Karaj Road, P.O.Box 15815-1485Tehran 1389793761Tel. ++98 (0)21 44 52 24 09, Fax ++98 (0)21 44 52 24 08E-mail: [email protected]

IrlandFesto LimitedUnit 5 Sandyford ParkSandyford Industrial EstateDublin 18Tel. ++ 353(0)1/295 49 55, Fax 295 56 80 E-mail: [email protected]

IsraelFesto Pneumatic Israel Ltd.P.O. Box 1076, Ha'atzma'ut Road 48Yehud 56100Tel. ++972 (0)3/632 22 66, Fax 632 22 77 E-mail: [email protected]

ItalienFesto S.p.AVia Enrico Fermi 36/3820090 Assago (MI)Tel. ++39 02/45 78 81, Fax 488 06 20 E-mail: [email protected]

JapanFesto K.K.1-26-10 Hayabuchi, Tsuzuki-kuYokohama 224-0025Tel. ++81 (0)45/593 56 10, Fax 593 56 78 E-mail: [email protected]

KanadaFesto Inc.5300 Explorer DriveMississauga, Ontario L4W 5G4Tel. ++1 (0)905/624 90 00, Fax 624 90 01 E-mail: [email protected]

KolumbienFesto Ltda.Avenida El Dorado No. 98-43BogotáTel. ++57 (0)1/404 80 88, Fax 404 81 01 E-mail: [email protected]

KroatienFesto d.o.o.Nova Cesta 18110000 ZagrebTel. ++385 (0)1/619 19 69, Fax 619 18 18 E-mail: [email protected]

LettlandFesto SIADeglava 601035 RigaTel. ++371 67/57 78 64, Fax 57 79 46 E-mail: [email protected]

LitauenFesto UABKaraliaus Mindago pr. 223000 KaunasTel. ++370 (8)7/32 13 14, Fax 32 13 15 E-mail: [email protected]

MalaysiaFesto Sdn.Berhad10 Persiaran IndustriBandar Sri Damansara, Wilayah Persekutuan52200 Kuala LumpurTel. ++60 (0)3/62 86 80 00, Fax 62 75 64 11 E-mail: [email protected]

MexikoFesto Pneumatic, S.A.Av. Ceylán 3, Col. Tequesquinahuac54020 Tlalnepantla, Edo. de MéxicoTel. ++52 (01)55/53 21 66 00, Fax 53 21 66 55 E-mail: [email protected]

NeuseelandFesto LimitedMT. WellingtonAuckland NZTel. ++64 (0)9/574 10 94, Fax 574 10 99 E-mail: [email protected]

NiederlandeFesto B.V.Schieweg 622627 AN DelftTel. ++31 (0)15/251 88 99, Fax 261 10 20 E-mail: [email protected]

NigeriaFesto Automation Ltd.Motorways Centre, First Floor, Block CAlausa, Ikeja, Lagos, NIGERIATel. ++234 (0)1/794 78 20, Fax 555 78 94 E-mail: [email protected]

NorwegenFesto ASOle Deviks vei 20666 OsloNorwayTel. ++47 22 72 89 50, Fax ++47 22 72 89 51 E-mail: [email protected]

ÖsterreichFesto Gesellschaft m.b.H.Linzer Straße 2271140 WienTel. ++43 (0)1/9 10 75-0, Fax 9 10 75-250 E-mail: [email protected]

PeruFesto S.R.L.Calle Amador Merino Reyna #480San IsidroLima, PerúTel. ++51 (0)1/222 15 84, Fax 222 15 95

PhilippinenFesto Inc.KM 18, West Service RoadSouth Superhighway1700 Paranaque City, Metro ManilaTel. ++63 (0)2/776 68 88, Fax 823 42 19 E-mail: [email protected]

PolenFesto Sp. z o.o.Janki k/Warszawy, ul. Mszczonowska 705090 RaszynTel. ++48 (0)22/711 41 00, Fax 711 41 02 E-mail: [email protected]

Republik KoreaFesto Korea Co., Ltd.470-1 Gasan-dong, Geumcheon-guSeoul #153-803Tel. ++82 (0)2/850 71 14, Fax 864 70 40 E-mail: [email protected]

RumänienFesto S.R.L.St. Constantin 17010217 BucurestiTel. ++40 (0)21/310 29 83, Fax 310 24 09 E-mail: [email protected]

RusslandFesto-RF OOOMichurinskiy prosp., 49119607 MoskowTel. ++7 495/737 34 00, Fax 737 34 01 E-mail: [email protected]

SchwedenFesto ABStillmansgatan 1, P.O. Box 2103820021 MalmöTel. ++46 (0)40/38 38 40, Fax 38 38 10 E-mail: [email protected]

SchweizFesto AGMoosmattstrasse 248953 Dietikon ZHTel. ++41 (0)44/744 55 44, Fax 744 55 00 E-mail: [email protected]

SingapurFesto Pte. Ltd.6 Kian Teck WaySingapore 628754Tel. ++65/62 64 01 52, Fax 62 61 10 26 E-mail: [email protected]

SlowakeiFesto spol. s r.o.Gavlovicová ul. 183103 Bratislava 3Tel. ++421 (0)2/49 10 49 10, Fax 49 10 49 11 E-mail: [email protected]

SlowenienFesto d.o.o. LjubljanaIC Trzin, Blatnica 81236 TrzinTel. ++386 (0)1/530 21 00, Fax 530 21 25 E-mail: [email protected]

SpanienFesto Pneumatic, S.A.Tel. 901243660 Fax 902243660Avenida Granvia, 159Distrito económico Granvia L'HES-08908 Hospitalet de Llobregat, BarcelonaTel. ++ 3493/261 64 00, Fax 261 64 20 E-mail: [email protected]

SüdafrikaFesto (Pty) Ltd.22-26 Electron Avenue, P.O. Box 255Isando 1600Tel. ++27 (0)11/971 55 00, Fax 974 21 57 E-mail: [email protected]

TaiwanFesto Co., Ltd.Head Office24450, No. 9, Kung 8th RoadLinkou 2nd Industrial ZoneLinkou Hsiang, Taipei HsienTaiwan, R.O.C.Tel. ++886 (0)2 26 01 92 81, Fax ++886 (0)2 26 01 92 86-7 E-mail: [email protected]

ThailandFesto Ltd.67/1 Moo 6 Phaholyothin RoadKlong 1, Klong Luang,Pathumthani 12120Tel. ++66 29 01 88 00, Fax ++66 29 01 88 33 E-mail: [email protected]

Tschechische RepublikFesto, s.r.o.Modøanská 543/76147 00 Praha 4Tel. ++420 261 09 96 11, Fax 241 77 33 84 E-mail: [email protected]

TürkeiFesto San. ve Tic. A.S.Tuzla Mermerciler OrganizeSanayi Bölgesi, 6/18 TR34956 Tuzla - Istanbul/TRTel. ++90 (0)216/585 00 85, Fax 585 00 50 E-mail: [email protected]

UkraineFesto UkrainaBorisoglebskaja 11Kiev 04070Tel. ++380 (0)44/239 24 33, Fax 463 70 96 E-mail: [email protected]

UngarnFesto Kft.Csillaghegyi út 32-34.1037 BudapestTel. ++36 1/436 51 11, Fax 436 51 01E-mail: [email protected]

VenezuelaFesto C.A.Av. 23, Esquina calle 71, No. 22-62Maracaibo, Edo. ZuliaTel. ++58 (0)261/759 09 44, Fax 759 04 55 E-mail: [email protected]

Vereinigte StaatenFesto Corporation (New York)Call Toll-free 800/993 3786Fax Toll-free 800/963 3786395 Moreland Road, P.O.Box 18023Hauppauge, N.Y. 11788Tel. ++ 1(0)314/770 01 12, Fax 770 16 84 E-mail: [email protected]

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Bestimmungsgemäße Verwendung

Das Lernsystem von Festo Didactic ist ausschließlich für die Aus- und Weiterbildung im Bereich

Automatisierung und Technik entwickelt und hergestellt. Das Ausbildungsunternehmen und/oder die

Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu tragen, dass die Auszubildenden die Sicherheitsvorkehrungen, die

in diesem Arbeitsbuch beschrieben sind, beachten.

Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden, des

Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei Gebrauch/Einsatz dieses Gerätesatzes

außerhalb einer reinen Ausbildungssituation auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche Schäden

vorsätzlich oder grob fahrlässig verursacht.

Bestell-Nr.: 540671

Stand: 10/2009

Autoren: W. Haring, M. Metzger, R.-C. Weber

Redaktion: Frank Ebel

Grafik: Doris Schwarzenberger

Layout: 12/2009

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, 2009

Internet: www.festo-didactic.com

E-Mail: [email protected]

Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts verboten,

soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte

vorbehalten, insbesondere das Recht, Patent-, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmusteranmeldungen

durchzuführen.

Hinweis

Die Verwendung nur einer Geschlechtsform soll keine geschlechtsspezifische Benachteiligung sein,

sondern dient nur der besseren Lesbarkeit und dem besseren Verständnis der Formulierungen.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 III

Inhalt

Vorwort _________________________________________________________________________________ V

Einleitung ______________________________________________________________________________ VII

Technologiepaket für Pneumatik (TP100) ______________________________________________________X

Lernziele der Grundstufe (TP101) ____________________________________________________________ XI

Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben _____________________________________________________ XII

Gerätesatz der Grundstufe (TP101) __________________________________________________________ XIV

Zuordnung von Geräten und Aufgaben ______________________________________________________ XVIII

Methodische Hilfen für den Ausbilder ________________________________________________________ XIX

Methodische Struktur der Aufgaben _________________________________________________________ XIX

Bezeichnung der Geräte ___________________________________________________________________ XIX

Inhalte der CD-ROM ______________________________________________________________________ XX

Gerätesatz der Aufbaustufe (TP102) ________________________________________________________ XXII

Lernziele der Aufbaustufe (TP102) _________________________________________________________ XXIII

Lösungen

Aufgabe 1: Pressen von Käselaiben ___________________________________________________________ 1

Aufgabe 2: Öffnen eines Futtermittelsilos ______________________________________________________ 9

Aufgabe 3: Spannen von Brettern auf einer Sägevorrichtung _____________________________________ 15

Aufgabe 4: Sortieren von Paketen ___________________________________________________________ 21

Aufgabe 5: Stoppen von Milchflaschen ______________________________________________________ 31

Aufgabe 6: Öffnen und Schließen einer Rohrleitung ____________________________________________ 37

Aufgabe 7: Absperren mit Schnellabschaltung ________________________________________________ 45

Aufgabe 8: Betätigen einer Absperrvorrichtung ________________________________________________ 51

Aufgabe 9: Erweiterung der Steuerung zum Pressen von Käselaiben _______________________________ 59

Aufgabe 10: Spannen eines Werkstücks ______________________________________________________ 65

Aufgabe 11: Beladen von Gitterkörben _______________________________________________________ 73

Aufgabe 12: Ansteuern einer Schiebetür _____________________________________________________ 79

Aufgabe 13: Zuführen von Holzplatten _______________________________________________________ 87

Aufgabe 14: Pressen von Getränkedosen _____________________________________________________ 93

Aufgabe 15: Verpacken von Broschüren ______________________________________________________ 99

Aufgabe 16: Montieren von Verriegelungsbügeln _____________________________________________ 105

Aufgabe 17: Etikettieren von Farbeimern ____________________________________________________ 111

Aufgabe 18: Reinigen von Werkstücken _____________________________________________________ 117

Aufgabe 19: Einpressen von Typenschildern _________________________________________________ 123

IV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 V

Vorwort

Das Lernsystem Automatisierung und Technik von Festo Didactic orientiert sich an unterschiedlichen

Bildungsvoraussetzungen und beruflichen Anforderungen. Abgeleitet hieraus ergibt sich die Gliederung der

Trainingspakete:

• Grundlagenpakete vermitteln technologieübergreifendes Basiswissen

• Technologiepakete greifen die wichtigen Themen Steuerungs- und Regelungstechnik auf

• Funktionspakete erklären die Grundfunktionen automatisierter Systeme

• Anwendungspakete ermöglichen eine an der betrieblichen Realität ausgerichtete Aus- und

Weiterbildung

Die Technologiepakete befassen sich mit den Technologien Pneumatik, Elektropneumatik,

Speicherprogrammierbare Steuerungen, Automatisieren mit dem Personal Computer, Hydraulik,

Elektrohydraulik, Proportionalhydraulik, Sensorik, elektrischen Antrieben und Anwendungstechnik

(Handling).

VI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

Der modulare Aufbau des Lernsystems ermöglicht Anwendungen, die über die Grenzen der einzelnen Pakete

hinausgehen. Beispielsweise sind SPS-Ansteuerungen von pneumatischen, hydraulischen und elektrischen

Antrieben möglich.

Alle Lernpakete besitzen eine identische Struktur:

• Hardware

• Teachware

• Software

• Seminare

Die Hardware setzt sich aus didaktisch aufbereiteten Industriekomponenten und Anlagen zusammen.

Die didaktisch-methodische Aufbereitung der Teachware ist auf die Trainings-Hardware abgestimmt. Die

Teachware umfasst:

• Lehrbücher (mit Übungen und Beispielen)

• Arbeitsbücher (mit praktischen Aufgaben, ergänzenden Hinweisen und Lösungen)

• Transparentfolien und Videos (zur lebendigen Unterrichtsgestaltung)

Das Arbeitsmaterial zum TP 101 bestehen aus einer Aufgabensammlung und einem Arbeitsbuch. Die

Aufgabensammlung besteht aus einem Satz gebrauchsfertiger Arbeitsblätter zu jeder der insgesamt 19

Aufgaben. Das Arbeitsbuch enthält die Lösungen zu jedem einzelnen Aufgabenblatt, die Aufgabenblätter der

Aufgabensammlung und eine CD-ROM. Die Aufgabensammlung kann unabhängig vom Arbeitsbuch

erworben werden und wird als Verbrauchsmaterial eingesetzt. So kann die Aufgabensammlung für die

Schüler ohne Aufwand bereitgestellt werden.

Datenblätter zu den Hardware-Komponenten werden mit dem Trainingspaket und auf der CD-ROM zur

Verfügung gestellt.

Die Lehr- und Lernmedien sind in mehreren Sprachen verfügbar. Sie sind für den Einsatz im Unterricht

konzipiert, aber auch für ein Selbststudium geeignet.

Aus dem Bereich Software werden Computer-Lernprogramme und Programmiersoftware für

Speicherprogrammierbare Steuerungen bereitgestellt.

Ein umfassendes Seminarangebot zu den Inhalten der Technologiepakete rundet das Angebot in Aus- und

Weiterbildung ab.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 VII

Einleitung

Das vorliegende Arbeitsbuch ist ein Element aus dem Lernsystem Automatisierung und Technik der Firma

Festo Didactic GmbH & Co. KG. Das System bildet eine solide Grundlage für eine praxisorientierte Aus- und

Weiterbildung. Das Technologiepaket TP100 enthält ausschließlich rein pneumatische Steuerungen.

Die Grundstufe TP101 eignet sich für die Grundausbildung in pneumatischer Steuerungstechnik. Es werden

Kenntnisse über die physikalischen Grundlagen der Pneumatik sowie Funktion und Einsatz pneumatischer

Geräte vermittelt. Mit dem Gerätesatz können einfache pneumatische Steuerungen aufgebaut werden.

Die Aufbaustufe TP102 ist auf die Weiterbildung in pneumatischer Steuerungstechnik ausgerichtet. Mit dem

Gerätesatz können umfangreiche kombinatorische Schaltungen mit Verknüpfungen der Eingangs- und

Ausgangssignale sowie Steuerungen mit Taktketten-Bausteinen aufgebaut werden.

Voraussetzung für den Aufbau der Steuerungen ist ein fester Arbeitsplatz ausgestattet mit einer Festo

Didactic Profilplatte. Die Profilplatte hat 14 parallele T Nuten im Abstand von je 50 mm. Zur

Druckluftversorgung kann ein mobiler, schallgedämpfter Verdichter (230 V, maximal 800 kPa = 8 bar)

verwendet werden.

Der Arbeitsdruck soll maximal p = 600 kPa = 6 bar betragen.

Eine optimale Ablaufsicherheit erreichen Sie, wenn die Steuerung bei einem Arbeitsdruck von p = 500 kPa =

5 bar ölfrei betrieben wird.

Mit dem Gerätesatz der Grundstufe TP101 werden die kompletten Steuerungen der 19 Aufgabenstellungen

aufgebaut. Die theoretischen Grundlagen für das Verständnis dieser Aufgabensammlung können dem

Lehrbuch

• Pneumatik Grundstufe

entnommen werden.

Des weiteren stehen Datenblätter der einzelnen Geräte (Zylinder, Ventile, Messgeräte usw.) zur Verfügung.

VIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

Arbeits- und Sicherheitshinweise

Allgemein

• Die Auszubildenden dürfen nur unter Aufsicht einer Ausbilderin/eines Ausbilders an den Steuerungen

arbeiten.

• Beachten Sie die Angaben der Datenblätter zu den einzelnen Elementen, insbesondere auch alle

Hinweise zur Sicherheit!

Mechanik

• Montieren Sie alle Komponenten fest auf die Profilplatte.

• Grenztaster dürfen nicht frontal betätigt werden.

• Verletzungsgefahr bei der Fehlersuche!

Benutzen Sie zur Betätigung der Grenztaster ein Werkzeug, z. B. einen Schraubendreher.

• Greifen Sie nur bei Stillstand in den Aufbau.

Elektrik

• Herstellen bzw. Abbauen von elektrischen Verbindungen nur in spannungslosem Zustand!

• Verwenden Sie für die elektrischen Verbindungen nur Anschlussleitungen mit Sicherheitssteckern.

• Verwenden Sie nur Kleinspannungen, maximal 24 V DC.

Pneumatik

• Überschreiten Sie nicht den zulässigen Druck von 600 kPa (6 bar).

• Schalten Sie die Druckluft erst ein, wenn Sie alle Schlauchverbindungen hergestellt und gesichert

haben.

• Entkuppeln Sie keine Schläuche unter Druck.

• Verletzungsgefahr beim Einschalten von Druckluft!

Zylinder können selbsttätig aus- und einfahren.

• Unfallgefahr durch abspringende Schläuche!

– Verwenden Sie kürzest mögliche Schlauchverbindungen.

– Tragen Sie eine Schutzbrille.

– Beim Abspringen von Schläuchen:

Schalten Sie die Druckluftzufuhr sofort ab.

• Pneumatischer Schaltungsaufbau:

Verbinden Sie die Geräte mit dem Kunststoffschlauch mit 4 mm oder 6 mm Außendurchmesser. Stecken

Sie dabei den Schlauch bis zum Anschlag in die Steckverbindung.

• Schalten Sie vor dem Schaltungsabbau die Druckluftversorgung ab.

• Pneumatischer Schaltungsabbau:

Drücken Sie den blauen Lösungsring nieder, der Schlauch kann abgezogen werden.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 IX

Die Trägerplatten der Geräte sind mit der Befestigungsvariante A, B oder C ausgestattet:

Variante A, Rastsystem

Leichte nicht belastbare Geräte (z.B. Wege-Ventile). Geräte einfach in die Nut der Profilplatte einklipsen.

Lösen der Geräte durch Betätigung des blauen Hebels.

Variante B, Drehsystem

Mittelschwere belastbare Geräte (z.B. Aktuatoren). Diese Geräte werden durch Hammerschrauben auf die

Profilplatte gespannt. Das Spannen bzw. Lösen erfolgt über die blaue Griffmutter.

Variante C, Schraubsystem

Für schwer belastbare Geräte bzw. Geräte die selten von der Profilplatte gelöst werden (z.B. Einschaltventil

mit Filterregelventil). Die Geräte werden mit Zylinderschrauben und Hammermutter befestigt.

Beachten Sie die Angaben in den Datenblättern zu den einzelnen Geräten.

Zur Auswertung der aufgebauten Steuerungen wird eine Stoppuhr benötigt. Mit der Stoppuhr werden:

• Drossel-Rückschlagventile so eingestellt, dass die Hubzeit der Zylinder vorgegebene Werte erreicht,

• Verzögerungsventile eingestellt.

X © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

Technologiepaket für Pneumatik (TP100)

Das Technologiepaket TP100 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Ausbildungsmitteln sowie Seminaren.

Gegenstand dieses Paketes sind ausschließlich rein pneumatische Steuerungen. Einzelne Elemente aus dem

Technologiepaket TP100 können auch Bestandteil anderer Pakete sein.

Wichtige Elemente des TP100

• Fester Arbeitsplatz mit Festo Didactic Profilplatte

• Verdichter (230 V, 0,55 kW, maximal 800 kPa = 8 bar)

• Gerätesätze oder Einzelkomponenten (z.B. Zylinder, Wegeventile, Vorwahlzähler, Taktstufenbausteine,

Logikelemente, pneumatische Näherungsschalter)

• Optionale Lernmittel (z.B. optische Anzeigen, 5/3-Wegeventil, ziehende/drückende Last)

• Praxismodelle

• Komplette Laboreinrichtungen

Ausbildungsunterlagen

Lehrbücher Grundstufe TP101

Grundlagen der pneumatischen Steuerungstechnik

Wartung pneumatischer Geräte und Anlagen

Pneumatik / Elektropneumatik

Arbeitsbücher Grundstufe TP101

Aufbaustufe TP102

Optionale Teachware Transparentfoliensätze

Haftbildzeichen, Zeichenschablone

Simulationssoftware FluidSIM® Pneumatik

WBT Pneumatik

Schnittmodelle Satz mit Aufbewahrungskoffer

Seminare

P100 Basiswissen Pneumatik für Maschinenbediener

P111 Grundlagen der Pneumatik und der Elektropneumatik

P121 Instandhaltung und Fehlersuche an pneumatischen und elektropneumatischen Anlagen

P-OP Der Verschwendung auf der Spur – wirtschaftlicher Einsatz der Pneumatik

P-NEU Pneumatik Auffrischung und Aktualisierung

IW-PEP Instandhaltung und Wartung in der Steuerungstechnik – pneumatische und elektropneumatische

Steuerungen

P-AL Pneumatik für die berufliche Ausbildung

P-AZUBI Pneumatik und Elektropneumatik für Auszubildende

Veranstaltungsorte, Termine und Preise entnehmen Sie bitte dem aktuellen Seminarplaner.

Weitere Ausbildungsmittel ersehen Sie aus unseren Katalogen und im Internet. Das Lernsystem

Automatisierung und Technik wird laufend aktualisiert und erweitert. Die Foliensätze, die Filme, CD-ROMs

und DVDs sowie die Fachbücher werden in mehreren Sprachen angeboten.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 XI

Lernziele der Grundstufe (TP101)

• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines 3/2-Wegeventils.

• Sie können Betätigungsarten von Wegeventilen erkennen und skizzieren.

• Sie können eine direkte Ansteuerung erklären und aufbauen.

• Sie können Schaltungen analysieren und bewerten.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines doppeltwirkenden Zylinders.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines 5/2-Wegeventils.

• Sie können eine indirekte Ansteuerung erklären und aufbauen.

• Sie kennen die Funktionsweise eines 5/2-Wegeventil mit pneumatischer Ansteuerung.

• Sie kennen den Unterschied zwischen einem Signalglied und einem Steuerglied.

• Sie können den Druck in pneumatischen Steuerungen messen.

• Sie können Drosselungsarten unterscheiden und nach Vorgaben einsetzen.

• Sie können Aus- und Einfahrgeschwindigkeiten von Zylindern einstellen.

• Sie kennen eine Art der Signalspeicherung in pneumatischen Steuerungen.

• Sie können logische Verknüpfungen UND/ODER/NICHT erklären und realisieren.

• Sie können Selbsthalteschaltungen erklären und aufbauen.

• Sie kennen eine Möglichkeit der Endlagenabfrage von Zylindern.

• Sie können logische Verknüpfungen kombinieren.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise magnetischer Näherungsschalter.

• Sie können 5/2-Wegeventile unterscheiden und nach Vorgaben auswählen und einsetzen.

• Sie können bestehende Schaltungen weiter entwickeln.

• Sie kennen Aufbau und Funktionsweise eines Druckschaltventils.

• Sie können druckabhängige Steuerungen aufbauen.

• Sie kennen Aufbau und Funktionsweise eines Druckregelventils.

• Sie können bestehende Schaltungen analysieren und nach Vorgaben optimieren.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines Verzögerungsventils.

• Sie können Schaltungen mit oszillierenden Bewegungen aufbauen.

• Sie können Verzögerungsventile abhängig von Randbedingungen einsetzen.

• Sie können Schaltungen mit zwei Zylindern analysieren und aufbauen.

XII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben

Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Lernziel

Sie kennen den Aufbau und die

Funktionsweise eines

einfachwirkenden Zylinders.

• • •


Funktionsweise eines 3/2

Wegeventils.

• • •

Sie können Betätigungsarten von

Wegeventilen erkennen und

skizzieren.

• • •

Sie können eine direkte

Ansteuerung erklären und

aufbauen.

• • • •

Sie können Schaltungen

analysieren und bewerten. • •



doppeltwirkenden Zylinders.

•


Funktionsweise eines 5/2

Wegeventils.

• •

Sie können eine indirekte

Ansteuerung erklären und

aufbauen.

• •

Sie kennen den Unterschied

zwischen einem Signalglied und

einem Steuerglied.

•

Sie können den Druck in

pneumatischen Steuerungen

messen.

•

Sie können Drosselungsarten

unterscheiden und nach

Vorgaben einsetzen.

• •

Sie können Aus- und

Einfahrgeschwindigkeiten von

Zylindern einstellen.

• •

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 XIII

Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Lernziel

Sie kennen eine Art der

Signalspeicherung in

pneumatischen Steuerungen.

•

Sie können logische

Verknüpfungen

UND/ODER/NICHT erklären und

realisieren.

• • • • •

Sie können

Selbsthalteschaltungen erklären

und aufbauen.

•

Sie kennen eine Möglichkeit der

Endlagenabfrage von Zylindern. •

Sie können logische

Verknüpfungen kombinieren. • •


Funktionsweise magnetischer

Näherungsschalter.

•

Sie können 5/2-Wegeventile

unterscheiden und nach

Vorgaben auswählen und

einsetzen.

•

Sie können bestehende

Schaltungen weiter entwickeln. • •

Sie kennen Aufbau und


Druckschaltventils.

•

Sie können druckabhängige

Steuerungen aufbauen. • • • •

Sie kennen Aufbau und


Druckregelventils.

•



Verzögerungsventils.

•

Sie können Schaltungen mit

oszillierenden Bewegungen

aufbauen.

•

Sie können Verzögerungsventile

abhängig von Randbedingungen

einsetzen.

•

Sie können Schaltungen mit zwei

Zylindern analysieren und

aufbauen.

•

XIV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

Gerätesatz der Grundstufe (TP101)

Dieser Gerätesatz ist für die Grundausbildung in pneumatischer Steuerungstechnik zusammengestellt. Er

enthält alle Elemente, die für die Erarbeitung der vorgegebenen Lernziele erforderlich sind und kann mit

anderen Gerätesätzen beliebig erweitert werden. Zum Aufbau funktionsfähiger Steuerungen werden

zusätzlich die Profilplatte und eine Druckluftquelle benötigt.

Gerätesatz der Grundstufe (TP101)

Menge Benennung Bestell-Nr.

2 3/2-Wege-Rollenhebelventil, in Ruhestellung gesperrt 152866

1 3/2-Wegeventil mit Drucktaste, in Ruhestellung geöffnet 152861

2 3/2-Wegeventil mit Drucktaste, in Ruhestellung gesperrt 152860

1 3/2-Wegeventil mit Wahlschalter, in Ruhestellung gesperrt 152863

1 3/2-Wegeventil, einseitig druckluftbetätigt 539768

3 5/2-Wege-Impulsventil, beidseitig druckluftbetätigt 539769

1 5/2-Wegeventil mit Wahlschalter 152862


1 Doppeltwirkender Zylinder 152888

2 Drosselrückschlagventil 193967

2 Druckmessgerät 152865

1 Druckregelventil mit Druckmessgerät 539756

1 Druckschaltventil 152884

1 Einfachwirkender Zylinder 152887

1 Einschaltventil mit Filterregelventil 540691

2 Kunststoffschlauch 4 x 0,75 Silber 10 m 151496

2 Näherungsschalter, pneumatisch, mit Zylinderbefestigung 539775

1 Pneumatischer Timer, in Ruhestellung gesperrt 540694

1 Schnellentlüftungsventil 539772

10 Steckhülse 153251

10 T-Steckverbinder 153128

1 Verteilerblock 152896

1 Wechselventil (ODER) 539771

2 Zweidruckventil (UND) 539770

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 XV

Symbole des Gerätesatzes

Benennung Symbol

3/2-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung gesperrt 2

31

3/2-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung geöffnet

5/2-Wegeventil mit Wahlschalter 24

35

1

3/2-Wegeventil mit Wahlschalter

Druckmessgerät (Manometer)

3/2-Wege-Rollenhebelventil, in Ruhestellung gesperrt

31

2

Pneumatischer Näherungsschalter

31

2

3/2-Wegeventil, einseitig druckluftbetätigt 2

31

12

5/2-Wegeventil, einseitig druckluftbetätigt 24

35 1

14

5/2-Wege-Impulsventil, beidseitig druckluftbetätigt 24

35 1

14 12

XVI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

Benennung Symbol

Wechselventil

2

11

Zweidruckventil

2

11

Pneumatischer Timer, in Ruhestellung gesperrt 2

31

t

Schnellentlüftungsventil

2

31

Drosselrückschlagventil

21

Druckschaltventil 2

3112

Einfachwirkender Zylinder

Doppeltwirkender Zylinder

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 XVII

Benennung Symbol

Einschaltventil mit Filterregelventil

2

31

Druckregelventil mit Druckmessgerät

2

31

Verteilerblock

Anschlusselemente

XVIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

Zuordnung von Geräten und Aufgaben

Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Gerät

Zylinder, einfachwirkend 1 1 1 1 1 1

Zylinder, doppeltwirkend 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Drossel-Rückschlagventil 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2

Schnellentlüftungsventil 1 1

Druckmessgerät

(Manometer)

2 2 1 2 1

3/2-Wegeventil, Drucktaster,

RS gesperrt

1 2 1 2 2 1 2 2 1 1 1 1

3/2-Wegeventil, Drucktaster,

RS geöffnet

1 1

3/2-Wegeventil,

Wahlschalter,

RS gesperrt

1 1 2 1

3/2-Wege-Rollenhebelventil,

RS gesperrt

1 1 1

Pneumatischer

Näherungsschalter

2 2 2 1 2 2 2 2

3/2-Wege-Pneumatikventil 1 1

3/2-Wege-Pneumatik-

Impulsventil

1 1

5/2-Wegeventil,

Wahlschalter

1 1 1

5/2-Wege-Pneumatikventil 1 1 1 1

5/2-Wege-Pneumatik-

Impulsventil

1 1 1 1 1 1 1 1

Wechselventil 1 1 1 1 1

Zweidruckventil 1 2 2 1 1 2 1 1

Druckschaltventil 1 1 1

Druckregelventil mit

Manometer

1 2 1 1

Verzögerungsventil, RS

geschlossen

1 1

Verteilerblock 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Einschaltventil mit

Filterregelventil

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 XIX

Methodische Hilfen für den Ausbilder

Lernziele

Das Groblernziel der vorliegenden Aufgabensammlung ist der systematische Entwurf von Schaltplänen

sowie der praktische Aufbau der Steuerung auf der Profilplatte. Durch diese direkte Wechselwirkung von

Theorie und Praxis ist ein schneller und nachhaltiger Lernfortschritt gewährleistet. Die Feinlernziele sind in

der Matrix dokumentiert. Konkrete Einzellernziele sind jeder Aufgabenstellung zugeordnet.

Richtzeit

Die benötigte Zeit für das Durcharbeiten der Aufgabenstellung hängt vom Vorwissen der Lernenden ab. Mit

Facharbeiterausbildung im Metall- oder Elektrobereich: ca. 2 Wochen. Mit Techniker- oder

Ingenieurausbildung: ca. 1 Woche.

Elemente des Gerätesatzes

Aufgabensammlung und Gerätesatz sind aufeinander abgestimmt. Für alle 19 Aufgaben benötigen Sie nur

Elemente eines Gerätesatzes der Grundstufe TP101.

Jede Aufgabe der Grundstufe kann auf einer Profilplatte aufgebaut werden.

Methodische Struktur der Aufgaben

Alle 19 Aufgaben haben den gleichen methodischen Aufbau. Die Aufgaben sind gegliedert in:

• Titel

• Lernziele

• Problemstellung

• Randbedingungen

• Projektauftrag

• Lageplan

• Arbeitsblätter

Das Lehrerhandbuch enthält die Lösung zu jedem Aufgabenblatt aller 19 Aufgaben.

XX © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

Bezeichnung der Geräte

Die Bezeichnung der Elemente erfolgt in den Schaltplänen nach Norm DIN ISO 1219 2. Alle Bauteile eines

Schaltkreises besitzen dieselbe Hauptkennziffer. In Abhängigkeit des Bauteiles werden Buchstaben

vergeben. Mehrere Bauteile innerhalb eines Schaltkreises werden durchnummeriert. Druckstränge erhalten

die Bezeichnung P und werden getrennt durchnummeriert.

Zylinder: 1A1, 2A1, 2A2, ...

Ventile: 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1, ...

Sensoren: 1B1, 1B2, ...

Signaleingabe: 1S1, 1S2, ...

Zubehör: 0Z1, 0Z2, 1Z1, ...

Inhalte der CD-ROM

Die mitgelieferte CD-ROM stellt Ihnen zusätzliche Medien zur Verfügung. Die Aufgabenblätter und Lösungen

sind auf der mit dem Lehrerhandbuch mitgelieferten CD-ROM als pdf-Dateien gespeichert.

Die CD-ROM enthält folgende Ordner:

• Bedienungsanleitungen

• Datenblätter

• Demo

• Festo Katalog

• FluidSIM® Schaltpläne

• Industrielle Anwendungen

• Präsentationen

• Produkt Informationen

• Videos

Bedienungsanleitungen

Bedienungsanleitungen für verschiedene Geräte des Technologiepakets stehen zur Verfügung. Diese

Anleitungen helfen bei Einsatz und Inbetriebnahme der Geräte.

Datenblätter

Die Datenblätter der Geräte des Technologiepakets werden zusammen mit dem Gerätesatz geliefert und

stehen als pdf-Dateien zur Verfügung.

FluidSIM®-Demoversion

Eine Demo-Version des Softwarepakets FluidSIM® Pneumatik ist auf der CD-ROM gespeichert. Schon diese

Version eignet sich zum Testen entwickelter Steuerungen.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 XXI

Festo Katalog

Für ausgesuchte Geräte erhalten Sie Seiten aus dem Festo AG & Co. KG Katalog. Die Darstellung und

Beschreibung der Geräte in dieser Form soll zeigen, wie diese Geräte in einem industriellen Katalog

dargestellt sind. Zusätzlich finden sich hier ergänzende Informationen zu den Geräten.

FluidSIM® Schaltpläne

Für alle 19 Aufgaben des Technologiepakets sind die FluidSIM® Schaltpläne in diesem Verzeichnis

hinterlegt.

Industrielle Anwendungen

Fotos und Grafiken industrieller Anwendungen werden bereitgestellt. Hiermit können eigene

Aufgabenstellungen illustriert werden. Auch Projektpräsentationen können durch den Einsatz dieser

Abbildungen ergänzt werden.

Präsentationen

Kurzpräsentationen für Geräte des Technologiepakets sind in diesem Verzeichnis gespeichert. Diese

Präsentationen können z.B. bei der Erstellung von Projektpräsentationen verwendet werden.

Produkt Informationen

In diesem Verzeichnis stehen Ihnen die Produkt Informationen und Datenblätter der Festo AG & Co. KG für

die Geräte des Technologiepakets zur Verfügung. Es soll verdeutlicht werden, welche Informationen und

Daten für eine industrielle Komponente bereitgestellt werden.

Videos

Einige Videos industrieller Anwendungen runden die Medien zum Technologiepaket ab. In kurzen

Sequenzen werden Anwendungen in realer Umgebung dargestellt.

XXII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

Gerätesatz der Aufbaustufe (TP102)

Dieser Gerätesatz der Aufbaustufe ist für die Weiterbildung in pneumatischer Steuerungstechnik

zusammengestellt. Die beiden Gerätesätze (TP101 und TP102) enthalten Elemente, die für die Erarbeitung

der vorgegebenen Lernziele erforderlich sind und können mit anderen Gerätesätzen des Lernsystems

Automatisierung und Technik beliebig erweitert werden.

Gerätesatz der Aufbaustufe (TP102)

Menge Benennung Bestell-Nr.

1 3/2-Wege-Kipprollenventil, in Ruhestellung gesperrt 152867

2 3/2-Wegeventil mit Drucktaste, in Ruhestellung gesperrt 152860

1 3/2-Wegeventil mit Schlagtaste (rot), in Ruhestellung geöffnet 152864


2 5/2-Wege-Impulsventil, beidseitig druckluftbetätigt 539769

2 Doppeltwirkender Zylinder 152888

2 Drosselrückschlagventil 193967

2 Kunststoffschlauch 4 x 0,75 Silber 10 m 151496

1 Pneumatischer Timer, in Ruhestellung geöffnet 539759

2 Rückschlagventil, entsperrbare Rückschlagfunktion 540715

1 Staudruckventil 152868

10 Steckhülse 153251

1 Taktstufen-Baustein 152886

20 T-Steckverbinder 153128

1 Vorwahlzähler, pneumatisch 152877

1 Wechselventil (ODER) 539771

1 Wechselventil, 3-fach (ODER) 152882

1 Zweidruckventil, 3-fach (UND) 152883

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671 XXIII

Lernziele der Aufbaustufe (TP102)

• Erkennen von Endlagen ohne Grenztaster

• Speicherschaltungen verstehen und aufbauen (Flipflop, Impulsventil)

• Umrüsten eines 3/2- und/oder 5/2-Wegeventils

• Unterschiedlichen Sensoren bewerten, einsetzen und justieren

• Funktion eines Staudruckgebers erklären

• Funktion von Taktstufen(-Bausteinen) beschreiben

• Taktstufen-Grundsteuerungen entwerfen (Dauerzyklus)

• Realisieren einer Taktstufen-Steuerung mit Betriebsarten AUTOMATIK/MANUELL, START und RICHTEN

• Realisieren der ODER-Verknüpfung von Rückmeldesignalen

• Einstellen und Abstimmen von Verzögerungen

• Verzögerungszeiten über eine ODER-Verknüpfung abbrechen können

• Realisieren einer Taktstufen-Steuerung mit Leertakt (3 Schritte)

• Variable Schrittwiederholung innerhalb eines Bewegungsablaufes durch einen Vorwahlzähler

beschreiben und aufbauen

• Entwicklung einer Eingabeschaltung mit Selbsthaltung und den Funktionen AUTOMATIK/MANUELL,

START, HALT bei ZYKLUS¬ENDE und RICHTEN

• Einsatz von Sensoren zur Materialabfrage bewerten und realisieren

• Ansteuerung des Stellgliedes durch zwei Taktstufen über ein Wechselventil (Doppelhub des Zylinders)

• Einsatz eines Näherungsschalters im Teilhubbereich zur Realisierung der Bewegungsumkehr des

Zylinders

• Entwicklung einer Eingabeschaltung für eine Taktstufen-Steuerung mit abgesicherter Steuerluft und

den Funktionen START, NOT-AUS und RICHTEN

• Anhalten des Zylinders im Teilhubbereich (Positionieren) durch beidseitige Druckbeaufschlagung

(Vorspannen)

• Justieren von Näherungsschaltern in den Endlagen und im Teilhubbereich

• Kombinierter Einsatz von Schnellentlüftungsventil und Druckregelventil mit Manometer

• Invertierung eines Zeitglied-Signals aufbauen

• Realisieren einer Steuerung mit Führungsverhalten in Kombination mit einer Ablaufsteuerung in

Taktstufenausführung

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Aufgabe 1: Pressen von Käselaiben

Lernziele

Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben

• kennen Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders.

• können Sie die Kolbenkraft eines einfachwirkenden Zylinders berechnen.

• kennen Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines 3/2-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt.

• können Sie Betätigungsarten von Wegeventilen erkennen und skizzieren.

• können Sie eine direkte Ansteuerung erklären und aufbauen.

Problemstellung

Bei der Käseherstellung werden pneumatische Zylinder zum Pressen der Käselaibe in Formen eingesetzt.

Entwickeln Sie eine Steuerung, mit der dieser Prozess durchgeführt werden kann.

Lageplan

Käseherstellung


2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 540671

Randbedingungen

• Setzen Sie einen einfachwirkenden Zylinder ein.

• Führen Sie die pneumatische Steuerung des Zylinders durch ein handbetätigtes Ventil aus.

Projektauftrag

1. Beschreiben Sie die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders.

2. Beschreiben Sie die Funktionsweise eines 3/2-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt.

3. Vervollständigen Sie den pneumatischen Schaltplan für die Pressvorrichtung.

4. Führen Sie den Aufbau durch.

5. Überprüfen Sie den Steuerungsaufbau.

6. Beschreiben Sie die Funktionsweise der Steuerung.

7. Erstellen Sie eine Geräteliste

Ablauf

1. Die Käselaibe werden von Hand in die Vorrichtung eingesetzt.

2. Durch Betätigen des Drucktasters fährt der Zylinder aus und drückt den Deckel auf die Vorrichtung.

3. Der Drucktaster wird solange gedrückt gehalten, bis der Pressvorgang abgeschlossen ist.

4. Wird der Drucktaster losgelassen, fährt der Zylinder wieder ein und gibt die Vorrichtung frei.

5. Der Käselaib kann entnommen werden.

Sicherheitshinweis

Bitte begrenzen Sie für diese Aufgabe den Druck an der Wartungseinheit auf max. 350 kPa (3,5 bar). Beim

Abspringen von Schläuchen: Schalten Sie die Druckluftzufuhr sofort ab.



Aufbau und Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders

1 2 3 4 5

678

Schaltzeichen und schematische Darstellung eines einfachwirkenden Zylinders

– Vergleichen Sie das abgebildete Schaltzeichen mit der schematischen Darstellung des

einfachwirkenden Zylinders. Überprüfen Sie, ob Übereinstimmung zwischen beiden Darstellungen

besteht.

Zwischen den beiden Darstellung besteht Übereinstimmung.

– Beschreiben Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden Zylinders

Die Druckluft strömt in den Kolbenraum des Zylinders. Dort baut sich der Druck auf und erzeugt über der

Kolbenfläche eine Kraft. Steigt diese Kraft über die Haftreibung, dann bewegt sich der Kolben nach vorne.

Erst wenn der Kolben ganz ausgefahren ist, baut sich der Druck bis zum vollen Betriebsdruck auf.

Wenn dieser Druck abfällt, drückt die eingebaute Rückstellfeder den Kolben wieder in die Ausgangslage

zurück. Die Federkraft ist nicht so groß, dass sie schwere Lasten an der Kolbenstange bewegen kann.

Einfachwirkende Zylinder leisten daher nur in eine Richtung Arbeit.

– Ordnen Sie jedem Bauteil die entsprechende Zahl in der obigen Zeichnung zu.

Bauteil Bezeichnung

3 Zylinderrohr

1 Bodendeckel

6 Lagerdeckel

5 Kolbenstange

8 Kolben

7 Rückstellfeder

2 Druckluftanschluss

4 Entlüftungsbohrung

Tabelle Bauteilbezeichnungen



Berechnung der Kolbenkraft eines einfachwirkenden Zylinders

Die theoretische Kolbenkraft wird nach folgender Formel berechnet:

Fth = A ⋅ p

Fth = theoretische Kolbenkraft (N)

A = nutzbare Kolbenfläche (m2)

= )(4

D2π⋅

p = Arbeitsdruck (Pa)

D = Zylinderdurchmesser (m)

Für die Praxis ist die effektive Kolbenkraft Feff von Bedeutung. Bei ihrer Berechnung ist der

Reibungswiderstand zu berücksichtigen. Bei normalen Betriebsverhältnissen (Druckbereich 400 bis 800 kPa

(4 bis 8 bar)) können die Reibungskräfte (FR) mit ca. 10% der theoretischen Kolbenkraft angenommen

werden.

Für die effektive Kolbenkraft einfachwirkender Zylinder gilt:

Feff = A ⋅ p – (FR + FF)

Feff = effektive Kolbenkraft (N)

FR = Reibungskraft (ca. 10% von Fth ) (N)

FF = Kraft der Rückholfeder (N)

– Berechnen Sie die effektive Kolbenkraft im Vorhub für den eingesetzten Zylinder bei einem Arbeitsdruck

von 600 kPa (6 bar).

A = )(4

3,140,022⋅

= 0,000314

Feff = 0,9 ⋅ A ⋅ p – FF

Feff = 0,9 ⋅ (0,000314) ⋅ 600.000 – 13,5

Feff = 169,56 – 13,6 = 155,96 N

Hinweis

Entnehmen Sie die benötigten Daten aus dem Datenblatt des Zylinders.

Bei dem eingesetzten Zylinder beträgt der Kolbendurchmesser 20 mm und die Federrückzugskraft 13,6 N.



Funktionsweise eines 3/2-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt

– Ergänzen Sie das Schaltzeichen eines 3/2-Wegeventils, handbetätigt, federrückgestellt, in Ruhestellung

gesperrt.

2

31

1

2

3

Schaltzeichen und schematische Darstellung eines 3/2-Wegeventils, in Ruhestellung gesperrt

– Beschreiben Sie die Funktionsweise des 3/2-Wegeventils.

Ein 3/2-Wegeventil hat 3 Anschlüsse und 2 Schaltstellungen. Es wird in Ruhestellung dargestellt.

In Ruhestellung gesperrt bedeutet, dass die Druckluft nicht durch das Ventil strömen kann. Wird der

Handtaster betätigt, öffnet das Ventil den Luftstrom und der Kolben eines angeschlossenen Zylinders

fährt aus.



Pneumatischen Schaltplan vervollständigen

– Vervollständigen Sie den pneumatischen Schaltplan für die Steuerung und tragen Sie die

Anschlussbezeichnungen ein.

2

31

0Z1

0Z2

2

31

1A1

1S1

Pneumatischer Schaltplan



Ablaufbeschreibung

– Bauen Sie die Steuerung auf und beschreiben Sie ihren Ablauf.

Ausgangsstellung

In der Ausgangsstellung ist das Ventil 1S1 gesperrt. Die Kolbenstange des Zylinders 1A1 ist eingefahren.

Schritt 1-2

Wird der Drucktaster des 3/2-Wegeventils 1S1 gedrückt, strömt Druckluft in den Kolbenraum des

Zylinders 1A1 und die Kolbenstange fährt aus.

Schritt 2-3

Wird der Drucktaster losgelassen, entlüftet das Ventil 1S1 und der Zylinder 1A1 fährt aufgrund der

Wirkung der Rückstellfeder in seine Ausgangsstellung zurück.



Geräteliste erstellen

Zu einer vollständigen Projektdokumentation gehört neben dem Schaltplan auch eine Geräteliste.

– Erstellen Sie die Geräteliste, indem Sie die benötigten Geräte und deren Anzahl in die unten stehende

Tabelle eintragen!

Menge Benennung

1 Zylinder, einfachwirkend

1 3/2-Wegeventil mit Taster, in Ruhestellung geöffnet

1 Verteilerblock

1 Einschaltventil mit Filterregelventil

1 Druckluftquelle

Geräteliste

540671 arbeitsbuch 101 de - festo-didactic.com · Bestimmungsgemäße Verwendung Das Lernsystem von...

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