Pneumatische Steuerungstechnik

ISBN-13: 9783519100812 / Niemiecki / Miękka / 1991 / 307 str.

Rudolf Haug

Opis

1.1 Druckluft in der vergapgephejt Die Anwendung von Druckluft ist keine Erfmdung unserer Tage. Die erste Kunde von der Nutzung der Expansionskraft komprimierter Luft zur Betatigung mechanischer Maschinen und Einrichtungen ist uns in vielfaltiger Form bereits aus der Antike uberliefert. Die meisten dieser Uberlieferungen sind jedoch recht verschwommen und ungenau. Als Urvater der Pneumatik weisen eine ganze Reihe von Quellen auf Ktesibios (um 140v.Chr.) aus Alexandria und dessen Schuler Hero (griechisch Heron um 100 v. Chr.). Von Ktesibios soll ein Druckluft-Katapult stammen, fur dessen Spannen der Sehne uber axial angeordnete Hebel die Luft in zwei Bronzezylinder durch Kolben verdichtet wird. Beim Loslassen der Sehne dehnt kOMprIMI .. rt .. Luft sich die komprimierte Luft aus und beschleunigt das Geschoss. Dies ist nur ein Beispiel einer ganz erstaunlichen Reihe von Er findungen und Konstruktionen im Bereich der Pneumatik und Heiss luft, die aufKtesibios, Heron und Phi/on zuruckzufuhren sind: Bild 1 Druckluftkatapult Wasserorgel, Druckpumpe, Turoffner, Feuerspritze, Heronsbrunnen usw. Wenn auch im Verlauf der folgenden Jahrhunderte immer wieder der Versuch uberliefert ist, die Druckluft in den Dienst der Menschheit zu stellen, kam es doch zu keiner dauerhaften Anwendun

Spis treści

1 Einführung.- 1.1 Druckluft in der Vergangenheit.- 1.2 Anwendungsgebiete der Pneumatik.- 1.2.1 Steuerungstechnik.- 1.2.2 Antriebe.- 1.2.2.1 Schlagende Werkzeuge.- 1.2.2.2 Rotierende Antriebe.- 1.2.2.3 Linearantriebe.- 1.2.2.4 Unmittelbar wirkende Druckluftsysteme.- 1.2.3 Vor- und Nachteile der Pneumatik.- 1.2.4 Eigenschaften der Pneumatik.- 2 Grundlagen der Pneumatik.- 2.1 Druckdefinition.- 2.1.1 Übungen.- 2.2 Chemische und physikalische Werte der Luft.- 2.2.1 Chemische Zusammensetzung.- 2.2.2 Physikalische Werte.- 2.2.2.1 Luftzustandsänderung bei konstanter Temperatur.- 2.2.2 Luftzustandsänderung bei konstantem Volumen.- 2.2.2.3 Luftzustandsänderung bei konstantem Druck (Isobare).- 2.2.2.4 Luftzustandsänderung bei Veränderung aller drei Einflußgrößen.- 2.2.2.5 Luftgewicht und Dichte.- 2.2.2.6 Luftfeuchtigkeit.- 2.2.2.7 Luftmenge (Normvolumen).- 2.2.4 Übung.- 2.3 Grundlagen der Steuerungstechnik.- 2.3.1 Aufgaben der Steuerungstechnik.- 2.3.2 Digitaltechnik.- 2.3.2.1 Begriffsdefinition.- 2.3.2.2 Elementare Schaltfunktionen.- 2.3.2.3 Rechenregeln der Schaltalgebra.- 2.3.2.4 Rechenbeispiele mit den Grundfunktionen.- 2.3.2.5 Integrierte Schaltzeichen DIN 40 900.- 2.3.2.6 Funktionstabelle.- 2.3.2.7 Zeitglieder.- 2.3.2.8 Speicherglieder.- 2.3.2.9 Dynamische Eingangssignale.- 2.3.2.10 Taktflankensteuerung.- 2.3.3 Darstellung von Ablaufsteuerungen.- 2.3.3.1 Programmablaufplan DIN 66 001.- 2.3.3.2 Zustandsdiagramm nach VDI 3260.- 2.3.3.3 Signalflußplan für Ablaufketten (Taktstufensteuerung).- 3 Pneumatische Steuerungen.- 3.1 Pneumatische Schaltzeichen.- 3.1.1 Pneumatische Schaltzeichen DIN-ISO 1219.- 3.1.1.1 Ventile mit festen Schaltstellungen.- 3.1.1.1.1 Bezeichnung der Anschlüsse nach DIN 5599.- 3.1.1.1.2 Signalerzeugung für das “positive” Steuersystem.- 3.1.1.1.3 “Negatives” pneumatisches Steuersystem.- 3.3.1.2 Pneumatische Verknüpfungsglieder DIN-ISO 1219.- 3.1.1.2.1 Realisierung der ODER-Funktionen.- 3.1.1.2.2 Realisierung der UND-Funktionen.- 3.1.1.3 Druck- und Stromventile nach DIN-ISO 1219.- 3.1.1.3.1 Druckventile.- 3.1.1.3.2 Stromventile (Tafel 24).- 3.1.2 Übungen.- 3.2 Nicht genormte Schaltzeichen nach DIN 40 900.- 3.3 Schaltpläne nach VDI 3226.- 3.3.1 Richtlinien zur Schaltplandarstellung.- 3.3.2 Anwendungsbeispiel für nicht genormte pneumatische Schaltzeichen.- 3.4 Pneumatische Lösungsbeispiele für häufig wiederkehrende Steuerungsaufgaben.- 3.4.1 Kombinatorische Steuerungen.- 3.4.2 Beispiele für Grundsteuerungen.- 3.4.2.1 UND-/ODER-Verknüpfungen.- 3.4.2.2 UND-/NICHT-Verknüpfungen.- 3.4.2 Zeitschaltungen.- 3.4.2.1 Anstiegsflanken — Impulsformer.- 3.4.3.2 Triggerbares monostabiles Schaltelement.- 3.4.3.3 Laufzeitüberwachung (Anstiegsflanken-Impulsformer).- 3.4.4 Schaltungen mit Speicherelementen.- 3.4.4.1 Monostabiles Kippglied (Ampelschaltung).- 3.4.4.2 Astabiles Kippghed (mit Startrichtimpuls).- 3.4.3.3 Binärstufenschaltung (T-Kippglied).- 3.4.3.4 Logischer Aufbau der dualcodierten Zählschaltung.- 3.4.4.5 Zweihandsicherheitssteuerung.- 3.5 Steuerungsarten in der Pneumatik.- 3.5.1 Manuelle Steuerungen.- 3.5.2 Zeitabhängige Folgesteuerung.- 3.5.3 Programmschaltwerksteuerung.- 3.5.4 Schrittschaltwerksteuerung.- 3.5.5 Wegabhängige Folgesteuerung.- 3.5.6 Taktstufentechnik (Ablaufkette).- 3.5.6.1 Aufbau der pneumatischen Taktkette.- 3.5.6.2 Peripheriesteuerteil für die Taktkette.- 3.6 Energieversorgungssteuerung.- 3.6.1 Luftaufbereitung.- 3.6.2 Druckluftfreigabe.- 4 Elektropneumatische Steuerung.- 4.1 Elektropneumatischer Schaltplan.- 4.1.1 Elektromechanik-Schaltplan DIN 40 713.- 4.1.1.1 Schaltzeichen und Kennzeichnung elektrischer Schaltglieder.- 4.1.1.2 Darstellung elektromechanischer Schaltpläne DIN 40 719.- 4.1.1.3 Funkenlöschung.- 4.1.2 Logische Gatter im Stromlaufplan.- 4.1.3 Beispiel.- 4.1.3.1 Funktionsbeschreibung für den Stromlaufplan.- 4.2 Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS).- 4.2.1 Aufbau und Arbeitsweise der SPS.- 4.2.2 Reaktionsverzögerung bei der SPS-Pneumatik.- 4.2.3 Ausführung der SPS-Steuerung.- 4.2.4 Beispiel: SPS — pneumatische Steuerung.- 5 Gerätetechnischer Aufbau pneumatischer Steuerungen.- 5.1 Pneumatische Logikbausteine.- 5.1.1 Kolbengesteuerte Wegeventile (Kolbenschieber).- 5.1.2 Längs-Flachschieberventil.- 5.1.3 Drehschieberventil.- 5.1.4 Sitzventile.- 5.1.4.1 Sperrventile.- 5.1.5.2 Wege(Sperr)sitzventile.- 5.1.5 Betätigungsarten der Kolben- und Sitzventile.- 5.1.5.1 Mechanische Steuerkolbenbetätigung.- 5.1.5.2 Pneumatische Steuerkolbenbetätigung.- 5.1.5.3 Elektromechanische Steuerkolbenbetätigung.- 5.1.6 Membranelemente.- 5.1.6.1 Mikromembranelemente.- 5.1.7 Folienelemente.- 5.1.8 Strömungsdynamische Systeme als Wegeventile.- 5.1.8.1 Funktionsprinzip.- 5.1.8.2 Turbulenzverstärker.- 5.1.9 Grenzschichtverstärker (Wandstrahlverstärker).- 5.1.10 Impulsverstärker.- 5.2 Pneumatische Sensoren (strömungsdynamische Signalgeber).- 5.2.1 Luftschranke.- 5.2.1.1 Luftschranken mit Vorverstärkung der Empfängerdüse.- 5.2.2 Staudruckgeber (Rückstaufühler).- 5.2.2.1 Niveauabtastung.- 5.2.2.2 Analogsignalgeber.- 5.2.3 Reflexdüse (Ringdüsenfühler).- 5.2.4 Ultraschallschranken.- 5.3 Druckmeßgeräte — Signalwandler.- 5.3.1 Aussage der Druckmessung.- 5.3.2 Mechanische Druckmeßgeräte (Manometer).- 5.3.2.1 Rohrfederdruckanzeigegerät.- 5.3.2.2 Schraubenfederdruckmeßgerät.- 5.3.2.3 Kapselfederdruckmeßgerät.- 5.2.4.4 Wellenrohrfederdruckmeßgerät.- 5.3.3 Flüssigkeits-Druckmeßgeräte.- 5.3.4 Optische Signalgeber (Sichtanzeiger).- 5.3.5 Signalwandler (pneumatisch — elektrisch — pneumatisch).- 5.3.5.1 Mechanische PE-Wandler.- 5.3.5.2 Elektromagnetische Wandler.- 5.3.5.2.1 Binäre EP-Wandler.- 5.3.5.2.2 Analoge EP-Wandler (Proportional-Servo-Systeme).- 5.3.5.2 Piezoelektrische Wandler.- 5.3.5.3 Piezoresistive PE-Wandler.- 5.4 Druckventile.- 5.4.1 Druckbegrenzungsventile.- 5.4.2 Druckregelventil (Druckminderventil).- 5.4.3 Druckgefälleventil (Differenzdruckventil).- 5.5 Stromventile (Drosselventile).- 5.5.1 Eigenschaften.- 5.5.2 Berechnungsgrundlagen pneumatischer Widerstände.- 5.5.3 Ausführungsbeispiele.- 5.5.3.1 Festwiderstand.- 5.5.3.2 Verstellbare Widerstände.- 6 Arbeitselemente Aktorik.- 6.1 Zylinder.- 6.1.1 Kolbenzylinder.- 6.1.1.1 Doppeltwirkende Zylinder.- 6.1.1.1.1 Zylinderkraft.- 6.1.1.1.2 Kolbengeschwindigkeit.- 6.1.1.1.3 Bewegungscharaktenstik des Zylinders bei der Abluftdrosselung.- 6.1.1.1.4 Zahlenbeispiel zur Bestimmung des unbeeinflußbaren Kolbenweges (abluftgedrosselt).- 6.1.1.1.5 Bewegungsverhalten bei der Zuluftdrosselung.- 6.1.1.1.6 Bewegungsverhalten bei der Endlagendämpfung.- 6.1.1.1.7 Luftverbrauch.- 6.1.2 Einfach wirkender Zylinder.- 6.1.3 Kolbenstangenlose Zylinder.- 6.1.4 Sonderbauarten von Kolbenzylindern.- 6.1.5 Vorschubeinheit mit Ölschleppzylinder.- 6.2 Membranzylinder.- 6.3 Druckluftmotoren (rotierend).- 6.3.1 Anwendungsbereich.- 6.3.2 Bauarten.- 6.3.2.1 Hubkolbenmotoren.- 6.3.2.2 Drehkolbenmotoren.- 6.4 Düsengeräte.- 6.4.1 Spritzgeräte.- 6.4.2 Sandstrahlgeräte.- 6.4.3 Ausblasdüsen.- 6.5 Schwebetisch.- 6.6 Pneumatikfinger (Greifelemente).- 7 Installation und Zubehör für Steuerungen.- 7.1 Wartungselemente.- 7.1.1 Druckluftfilter und Wasserabscheider.- 7.1.2 Öler.- 7.1.3 Wartungseinheit.- 7.2 Druckluftleitungen und Verbindungen.- 7.2.1 Leitungsverbindungen.- 7.2.2 Integrierte Verbindungstechnik.- 7.3 Druckverlust im Pneumatiksystem.- Tafelverzeichnis.- Bilderverzeichnis.

O autorze

Prof. Dipl.-Ing. Rudolf Haug, FH Esslingen