Neu: Um die verbrauchte Druckluftenergie zu messen kann/sollte eine "Energie Station" den Verbrauchern vorgeschaltet werden. Im Menü "pneu. Energie Station"  ist dies komplett beschrieben. Dies ist eine wichtige "Unterrichtseinheit".

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Praktische Versuche  im Unterricht 

durchgeführt mit der Software FluidSIM und FluidLab P bzw. FluidLab M
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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:

Dateidownload
Arbeitsblatt zum herunterladen

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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


 Aufgabe:

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: Zuluftdrosselung, 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

 

Lösung: FluidSIM             

Dateidownload
Programm kann mit FLuidSIM 5.x geladen werden


 


 

Fragen zu dem Diagrammen:

1 Welche Zeit war nötig um das Teil zu spannen?  Fall 1: ....7,5 s.......  Fall 2:......4 s...

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:

 

Dateidownload
Arbeitsblatt zur Verwendung

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Lernaufgabe 3 :  Werkstück energieeffizient auf Förderband schieben

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.

 

Hinweis: 

Bei der kleinen Profilplatte entspricht der Kolbenhub nur der Länge des Zylinder- endstückes.Der untere Grenztaster wird als Öffner beschaltet.

Bei de rgroßen Profilplatte ist genügend Platz, so dass der Kolbenhub größer sein kann.Das Ende des Ausfahrens kann mit einem kap. Sensor erfasst werden.

In beidenFällen wäre das Werkstück z.B. ein Wegeventil. Mit Hilfe der Klemmung wird eine Reibkraft erzeugt. Falls eine größere Reibkraft gewünscht wird kann hier einfach ein 2. Ventil mit aufgeklemmt werden. 


 


 

 


 

  Beispiel  5/2 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

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Beispiel mit FluidLab M durchgeführt: 
Die Software FluidLab M ermöglicht den Ablauf einfach mit ein paar Anweisungen selbst festzulegen.

 


        

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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


 Zum Testen kann das FluidSIM - Programm geladen werden:

Dateidownload
Programm geht mit FluidSIM 5


 

Versuchsaufbau bei einer Messung der Drücke mit dem PC. Es wird FLuidLab P, Menü 1.2 eingesetzt.

 


      

Hierzu ein Arbeitsblatt:

Dateidownload
Arbeitsblatt zur Verwendung

  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.


 


 


 


 



 


 


  Praxisbeispiel: Packethebeanlage, energieeffizient:

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

 

 

   

  1. Analyse des Schaltplans

    1.1 Welche Aufgabe hat das Rückschlagventil   - RM1? ……………………………………….

    1.2 Warum werden die entsperrbaren Rückschlagventile –RM2,-RM3 eingebaut?...........

     1,3 Welche Drosselungsart wird hier eingesetzt Hochfahren:................................................ Abwärtsfahren:............................................... 2. Welche Aufgabe har das Druckregelventil –QN1?..............................................................

  2.  Welche Aufgabe haben die Elemente –RM1 und –CM1?....................................................

  1. Berechnen Sie näherungsweise die mögliche Hubkraft des Kolbens? …………………………….

  1. Erstellen Sie die Steuerung der Anlage mit FluidSIM im Logikplan (Digitalplan)

 

 

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  Aktualisiert  

  am 15.02. 2018

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