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Vorbemerkung 1. Um die verbrauchte Druckluftenergie zu messen kann/sollte eine "Energie Station" den Verbrauchern vorgeschaltet werden. Siehe Menü 10 "Energie Station Pneumatik" 2. Bevor Zylindersteuerungen entworfen werden sollten unbedingt die physikalischen Verhältnisse durch einen Versuch ermittelt werden. Beispiel : ew. Zylinder fährt aus -> mit FluidLab P (siehe Lernaufgabe 1) dw. Zylinder schiebt ein Werkstück von einem Förderband (hier Druckverhältnisse, Energieverbrauch.... untersuchen) ***************************************************************** Praxisgerechte energieeffiziente Schaltungen bei 3 typischen Aufgaben bei Zylinderschaltungen: * Werkstück spannen * Werkstück ausschieben * Werkstück heben/senken durchgeführt mit der Software FluidSIM und EasyPort_WLAN, bzw FluidLab P bzw. FluidLab M Auf Anfrage (Menü 28) werden die Arbeitsblätter kostenlos zur Verfügung gestellt -------------------------------------------------------------------------------------------- Lernaufgabe 1 Druckverlauf bei einem einfachwirkenden Zylinder Lernziele: - Anlage zum Messen mit dem PC verstehen - Analyse von Systemen und deren Verhalten interpretieren - Prozess des Druckaufbaus eines ew. Zylinders verstehen (Anfahrsprung, Druckaufbau während des Ausfahrens des Kolbens (Federkonstante), Aufbau des Druckes. - Diagramm analysieren Aufgabe: Ein einfachwirkender Zylinder fährt gedrosselt aus (Zuluftdrosselung). Es wird der Ausfahrvorgang untersucht.
Ergebnis: Diagramm nach der Durchführung des Versuches mit Festo FluidLab P
Lesen des Diagramms: Der Kolben startet, wenn die Federvorspannung hier ca. 0,7 bar überwunden ist. Beim Anfahren zeigt das Diagramm einen kleine Druckantieg. Die Ursache ist der Übergang von der Ruhenden zur gleitenden Reibung . Die Feder verursacht einen Druckanstieg während des Ausfahrens. Danach baut sich der Druck auf (Strecke PT1 )
Arbeitsblatt zum herunterladen: Ein kleines Video zum Versuch: Es wird der Druckverlauf und der Kraftaufbau dargestellt: Schnittstelle= EasyPort, Software = FluidLab P kann kostenlos mit Menü 28 angefordert werden !! ============================================================= Lernaufgabe 2 : Werkstück prägen, Vergleich Zuluft - Abluft - Drosselung Lernziele: - Anlage zum Messen mit dem PC verstehen - Anlage mit FluidSIM entwerfen - Simulationsergebnisse interpretieren - Analyse von Systemen und deren Verhalten interpretieren - Energieeffizienz erleben - Diagramm analysieren
Der dw. Zylinder, Hub (100 mm) trifft nach einem Hub von 25 mm auf das zu prägende Werkstück. Es werden 2 Fälle untersucht. Fall 1: Abluftdrosselung, Drosseln auf 2% Öffnung eingestellt. Fall 2: Energieeffizient !! Zuluft Drosselung, einfahren des Kolbens über ein Druckregelventil (1 bar ) Es ist ein FluidSIM Programm hierfür zu erstellen, danach ist die Steuerung real aufzubauen und mit FluidLab P sind die realen Werte zu messen und mit der FluidSIM-Lösung vergleichen Hierzu kleine Video's zur Erläuterung: Software FluidSIM P: Jeweils doppeltwirkender Zylinder, 5/2 WV federrückgestellt Video 1 = Abluftdrosselung - Druckverhältnisse selbst bei kleinsten Kraftänderungen am Kolben änderd sich die Kolbengeschwindigkeit -> Aussage " eingespannter Kolben" i= ruhiges Ausfahren ist somit sehr fragwürdig!!!
Video 2 = Abluftdrosselung - Druckverhältnisse = der Druck auf der Kolbenstangenseite sinkt entsprechend der Ausschiebekraft. Es ist immer der volle Luftverbrauch, unabhängig von der Ausschiebekraft Video 3: =Abluftdrosselung - Ausfahren mit praxisgerechter Ausschiebekraft Man sieht a) nach dem Umschalten des Ventils dauert es ca. 4 Sekunden bis sich der Kolben bewegt. Es muss die Druckluft aus der Kolbenstangenseite über die Abluftdrossel ausströmen, erst dann hat der Kolben die notwendige Kraft.
Video 4 = Zuluftdrosselung Die Anlage wird umgebaut. Ausfahren mit Zuluftdrossel, Einfahren über ein Druckregelventil, eingestellt auf ca. 0.5 bar. Dies ist dann einen sehr energieeffiziente Schaltung. Es wird nur soviel Luft verbraucht wie zum Ausfahren benötigt wird. Videos auf Anfrage Menü 28 Lösung: FluidSIM
Fragen zu dem Diagrammen: 1 Welche Zeit war nötig um das Teil zu spannen? Fall 1: ....7,5 s....... Fall 2:......4 s... 2 Welche Zeit war nötig um den Kolben zurückzufahren? Fall 1: ........ Fall 2:............ 3 Wo ist beim Fall 2 die Einsparung der Druckluft zu erkennen: Im Fall 1 ist der Druck nach dem Einfahren 6 bar. Im Fall 2 ist der Einfahrdruck max. 1 bar
Arbeitsblatt zu der der Lernaufgabe 2:
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Lernaufgabe 3 : Werkstück energieeffizient auf Förderband schieben " Es wird nur soviel Luft verbraucht wie zum Bewegen des Kolbens benötigt wird. In den Endlagen wird das Ventil sofort auf Mittelstellung gesetzt! Lernziele: - Anlage zum Messen mit dem PC verstehen - Anlage mit FluidSIM entwerfen - Simulationsergebnisse interpretieren - Analyse von Systemen und deren Verhalten interpretieren - Energieeffizienz erleben - Diagramm analysieren
Aufgabe: Mit einem dw. Zylinder wird ein Teil ausgeschoben Nach betätigen des Starttasters wird das Teil ausgeschoben. In der Vorderen Endlage soll der Kolben 3 Sekunden warten, dann wieder einfahren. Der Systemdruck beträgt 6 bar. Die Steuerung wird als Zuluftdrosselung und mit einem 5/3 Wegeventil ausgeführt.
Alternativ eine Steuerung mit 5/2 Wegeventil
Bei dieser Schaltung wird nach erreichen der vorderen Endlage sofort eingefahren.
Beispiel 5/3 Wegeventil real aufgebaut und mit FluidLab P durchgeführt:
Auswerten des Ausschiebevorganges: Pos 1: Das Magnetventil -MB1 schaltet, Kolben fährt im Leerhub bis zum auftreffen auf das Werkstück Pos 2: Der Kolben trifft auf das Werkstück, jetzt wird der Ausfahrdruck aufgebaut. Dieser beträgt nach Diagramm ca. 0.7 bar Pos 3: Wegeventil schaltet auf Kolben einfahren, Einfahrdruck p3 ca.0,3 bar Pos 4: Kolben eingefahren ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Beispiel mit FluidLab M durchgeführt:
================================================================== Lernaufgabe 4: Werkstück energieeffizient und sicher* spannen *einfache Sicherheit Aufgabe: Ein Werkstück wird mit einem doppelt wirkenden Zylinder gespannt. Randbedingungen: - die Ausfahrgeschwindigkeit soll gedrosselt werden - das Einfahren soll energieeffizient mit Hilfe eines Druckregelventils erfolgen - Es wird ein 5/2-Wegeventil als Impulsventil verwendet
Es wird FluidLab P, Menü 1.2 eingesetzt.
Hierzu ein Arbeitsblatt: Weitere Sicherheitsmaßnahme: Als Ergänzung, je nach geforderter Sicherheit, werden direkt an den Zylinder entsperrbare Rückschlagventile angebaut. Diese werden vom Systemdruck freigeschaltet. Wenn dieser wegbricht, wird der Kolben im dem vorhandenen Luftpolster fixiert.
Lernaufgabe 5: Teil heben und senken Praxisbeispiel: Packet-Hebeanlage, energieeffizient, Werkstück heben/senken
1: Daten: Zylinder 20/8/200, Systemdruck 6bar, -QN1=1,5bar , Packet=40 N 2: Die Anlage soll in jeder Position halten können 3: Bei unterbrochener Druckluftversorgung soll die Anlage in Grundstellung gefahren werden können
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am 17.01.2024 ############ Verurteile nur dann jemanden, wenn du 1 Meile in dessen Schuhe gelaufen bist (unbekanntes Zitat) Den Fortschritt verdanken wir nicht den Zufriedenen, den Fortschritt verdanken wir den Unzufriedenen (Karl Maier, Unterkochen) Man kann das Hirn nicht daran hindern dass es lernt (Prof. Spitzer, Ulm) Machen ist wie Wollen nur krasser (unbekannt) Egal wie tief man die Messlatte des geistigen Verstandes setzt, ( Volksmund) Das große Ziel der Bildung ist nicht Wissen sondern Handeln Der Hahn glaubt auch, dass deshalb, weil er kräht, die Sonne aufgeht. (Quelle unbekannt) Einen Esel, der keinen Durst hat, kann man nicht zum Trinken bringen, (franz. Sprichwort ) Wir können den Wind nicht ändern, aber wir können die Segel richtig setzen. (Aristoteles)
Wenn Pferde fehlen, traben Esel Mutter Margareta, Don Bosco Du kannst den Ozean nicht überqueren, wenn du nicht den Mut hast die Küste aus den Augen zu verlieren. (Christoph Columbus)
Ein Computer kann das menschliche Gehirn nicht ersetzen. Engstirnigkeit kann unmöglich simuliert werden. (Gerd W. Heyse)
Man soll alles so einfach wie möglich machen, aber nicht einfacher! (Albert Einstein)
Nichts auf der Welt ist so mächtig wie eine Idee, deren Zeit gekommen ist. (Victor Hugo)
Nicht die Großen werden die kleinen verdrängen, sondern die Schnellen die Langsamen
Der Erfolg ist dann eine Frage des Glücks, wenn man keine Strategie hat!
Wissen, das nicht jeden Tag zunimmt, nimmt jeden Tag ab (chinesische Weisheit) Man sieht nur was man weiß!
Ich hätte es verstanden, wenn man es mir nicht erklärt hätte (Albert Einstein)
Wer viel redet hat keine Zeit zum Denken! (unbekannt)
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