Berufsbildung
InhaltsverzeichnisPneumatik 7Normen 13Pneumatische Systeme 15Elektropneumatik 49Prüfungsfragen 59
5. Auflage – Juni 2014
Art. Nr. 2412
Modul Montagetechnik Pneumatik
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Montagetechnik Pneumatik
Berufsbildung
InhaltsverzeichnisPneumatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Bauelemente pneumatischer Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Grundlagen der Pneumatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Eigenschaften der Druckluft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Anwendungsgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Instandhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Energieeffiziente Nutzung der Druckluft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Eigenschaften von Gasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Pneumatische Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Energieversorgung, Versorgungselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Drucklufterzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Verdichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Verdichterbauarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Entwässerung der Druckluft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Wartungseinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Signalelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Bedienungseinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Schalldämpfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Steuerelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Druckventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Stromventil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Rückschlagventil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Drosselrückschlagventil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Schnellentlüftungsventil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Folgeventil (Druckschaltventil) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Stellelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Wegeventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283/2-Wegeventil, pneumatisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285/2-Wegeventil, pneumatisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Arbeitselemente (Ausgabeelemente) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Geradlinige Bewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Einfachwirkender Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Doppeltwirkender Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Linear-Antrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Dreh- und Schwenkantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Greifer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Hinweise zur Inbetriebnahme einer Pneumatikanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Unfallverhütung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
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Montagetechnik Pneumatik
Darstellung pneumatischer Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Schaltzeichen und Symbole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Wegeventile: Anschlüsse und Schaltstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Betätigungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Beispiele für Bezeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Pneumatik-Sinnbilder (Symbole) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Beispiel Schaltplanzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Grundschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Aufbau einer pneumatischen Anlage (Ablaufsteuerung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Lageplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Schaltplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Weg-Schritt-Diagramm (Bewegungsdiagramm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Grafcet (Ablaufbeschrieb) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Funktionsdiagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Elektropneumatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Elektropneumatische Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Steuerungsaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Vergleich Pneumatik und Elektropneumatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Elektro-/Elektropneumatische Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Versorgungselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Signalelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Taster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Verarbeitungselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Stellelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Einzelventil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Ventilinseln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Hinweise zur Inbetriebnahme einer elektropneumatischen Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Entsorgungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Schematische Darstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Elektropneumatische Grundsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Vergleich Pneumatik - Hydraulik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Prüfungsfragen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
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Berufsbildung
Pneumatische Systeme
Doppeltwirkender Zylinder
mit Endlagendämpfung und Permanentmagnet
Anschluss
einstellbareEndlagendämpfung
Kolben-dichtungen
Kolbenstange
Kolben
Schmutz-abstreifer
Permanentmagnet
Führung
www.festo.ch
www.festo.ch
Animation, Funktion Endlagendämpfung
Animation, Funktion Doppeltwirkender Zylinder
152888
Doppeltwirkender Zylinder
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 02/2009 Änderungen vorbehalten 1/1
Der doppeltwirkende Zylinder mit Schaltnocken und Steckverschraubungen ist in
einer Kunststoffaufnahme montiert. Die Befestigung der Einheit auf der Profilplatte
erfolgt über das Drehsystem mit zwei blauen Griffmuttern
(Befestigungsvariante "B").
Die Kolbenstange des doppeltwirkenden Zylinders wird durch wechselseitiges
Zuschalten der Druckluft umgesteuert. Eine beidseitige Endlagendämpfung
vermeidet das harte Aufschlagen des Kolbens auf das Zylindergehäuse. Die
Endlagendämpfung ist mit zwei Regulierschrauben einstellbar.
Auf dem Zylinderkolben befindet sich ein Permanentmagnet, über dessen
Magnetfeld Näherungsschalter betätigt werden können.
Pneumatik
Medium gefilterte, geölte oder nicht geölte Druckluft
Bauart Kolbenzylinder
Betriebsdruck max. 1000 kPa (10 bar)
Kolbendurchmesser 20 mm
Kolbenstangendurchmesser 8 mm
Hublänge max. 100 mm
Schubkraft bei 600 kPa (6 bar) 189 N
Rückzugskraft bei 600 kPa (6 bar) 158 N
Anschluss QS-G1/8-4 für Kunststoffschlauch PUN 4 x 0,75
Aufbau
Funktion
Technische Daten
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Montagetechnik Pneumatik
Berufsbildung
Drehantriebe werden unterteilt in Motoren mit kontinuierlicher Drehbewegung und in Drehflügelzylinder mit begrenz-tem Drehwinkel.
Bei pneumatischen Schwenkmodulen kann der Schwenkwinkel stufenlos eingestellt werden. Dies ermöglicht das abfahren beliebiger Positionen.
Die Baugruppen mit Drehwinkelbegrenzung haben entweder feste oder einstellbare Drehwinkel undkönnen abhängig von der Last und Drehgeschwindigkeit gedämpft werden.
Greifer
Grundsätzlich sind Greifer doppelwirkende Zylinder. Pneumatisch angetriebene Greifer werden zur Handhabung von Werkstücken verwendet. In der folgenden Abbildung sind verschiedene Greifertypen dargestellt. Die Auswahl von Greifertyp, Greiferbaugröße und Greiferbacken richtet sich nach Form und Gewicht der Werkstücke.
Hinweis:Die Steuerung (z.B. über Ventilfunktionen) regelt die Versorgung mit Druckluft für die zwei verschiedenen Schaltfunk-tionen NC/NO:NC (normally closed) − drucklos geschlossen d.h. Greifkraftsicherung beim schliessenNO (normally open)− drucklos offen d.h. Greifkraftsicherung beim öffnen
Pneumatische Systeme
Dreh- und Schwenkantrieb
Pneumatischer Drehantrieb Pneumatischer Schwenkantrieb
Parallel-Greifer Winkel-Greifer
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Montagetechnik Pneumatik
Berufsbildung
Elektropneumatik
ElektropneumatikElektropneumatische Steuerungen
In der Elektropneumatik wird die Steuerungsluft durch einen elektrischen Steuerteil ersetzt. Das bedeutet, dass pneumatisch angetrieben aber elektrisch gesteuert wird.Im Gegensatz zu rein pneumatischen Steuerungen erlauben elektropneumatische Steuerungen wesentlich komple-xere Funktionen, insbesondere durch Verwendung elektronischer Schaltungen wie z.B. einer SPS (Speicher-Pro-grammierbaren- Steuerung).
Steuerungsaufbau
Die elektrische Steuerung nimmt über Eingabeelemente die Schaltzustände auf.Verarbeitungselemente verarbeiten die Signale und geben sie an die elektropneumatischen Stellelemente weiter. Diese schalten die pneumatischen Arbeitselemente. Das Stellelement nimmt also die wichtige Aufgabe des «Übersetzers» war, der das elektrische Signal in ein pneuma-tisches Signal umwandelt.
Vergleich Pneumatik und Elektropneumatik
Automatisierte Verpackungsmaschine1. Verpackung füllen 2. Verpackung verschweissen 3. Verpackte Produkte
Baugleiche Teile
Pneumatik Elektropneumatik
Aktuator - Zylinder
- Anzeigen
Energieversorgung - Kompressor
Zusatzelemente
Stellelemente - Wegeventile
Steuerelemente - Prozessorsignale
Signalelemente - Sensoren/Schalter
1 3 5
4 2
A1
A2
1 1
2
1 1
2
3 1
2
2 4
3 5 1
Stellelemente - Wegeventile/Magnetventil
Signalelemente - Sensoren/Schalter
Steuerelemente - Relais
M1 M2
+24V
0V
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