1.3.6 Stopp-FunktionenSeite 133:

Überlegen Sie!

1. Einen NOT-AUS-Schalter erkennt man am roten Stellteil vor einem gelben Hintergrund.

2. Die beiden Ventile 1.2 und 2.1 sind durch ein 5/3-Wegeventil zu ersetzten, wobei die mittlere Schaltstellung alle Anschlüsse sperrt.

3. Überall, wo Lasten angehoben sind wie z. B. bei Kränen oder Robotern, könnte ein Stopp der Kategorie 0 neue Gefahren hervorrufen.

4.

Mit den Tastern 1.10 und 2.8 kann die Anlagenach einer Betätigung von 0.4 manuell in dieAusgangstellung gebracht (gerichtet) werden.

1.3.5 BetriebsartenSeite 131:

Überlegen Sie!

1.3.3 ZustandsdiagrammSeite 129:

Überlegen Sie!

1. Das Weg-Schritt-Diagramm beschreibt die möglichen Zustände derAusgabebauteile wie z. B. der Zylinder zu jedem Arbeitsschritt. BeimWeg-Zeit-Diagramm wird der zeitliche Verlauf maßstäblich darge-stellt. Das Zustanddiagramm berücksichtigt die Schaltstellungen derSignal- und Stellglieder zu jedem Schritt eines Arbeitsablaufs. Weg-Schritt- und Zustandsdiagramme werden auch oft als Funktions dia -gramm bezeichnet.

2. In diesen Diagrammen wird der Ablauf einer Steuerung grafisch dar-gestellt.

3. Sie erleichtern die Planung einer Steuerungsaufgabe. Außerdem die-nen sie der Dokumentation und sind deshalb oft sehr hilfreich beiInstandhaltungsmaßnahmen und bei der Fehlersuche.

4. Wird 1.1 dauerhaft gedrückt, so endet der Ablauf der Steuerung beiSchritt 3, da 1.2 gleichzeitig ein Signal 1.1 und 2.5 bekommt. 1.2kann nicht schalten, da das zuerst ankommende Signal aufgrund derReibungskräfte dominiert.

1.3.4 Verriegelung von SignalenSeite 130:

Überlegen Sie!

Werden 1.1 und 2.6 in Reihe geschaltet, erfüllt dies den-selben Zweck wie die Verwendung eines Zwei druck -ventils.

21handwerk-technik.de

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 21

22 handwerk-technik.de

4. Man unterscheidet die Stichleitung, die Ringleitung und das Ver -bund netz.

5. Damit kein Kondenswasser in die Ventile und Antriebe gelangenkann.

6. Kupfer, Messing, Edelstahl, verzinkter Stahl, Kunststoff.

1.5 Installation und InbetriebnahmeSeite 144:

Überlegen Sie!

Schülertätigkeit

1.6 LuftverbrauchSeite 145:

Überlegen Sie!

Q = 2 � �s � n � � �pampb

am

+b

pe��

Q = 2 ��25 �mcmin�� 15� � �

5 ba1rb+a1rbar

��Q = 68850 �

cmmin³

� = 68,85 �dmmin³

� = 68,85 �mlin�

Q = s � n � �D²4� ��� �

pampb

am

+b

pe�

Q = 25 �mcmin�� 15� �

3,2² c4m²� ��� �

5 ba1rb+a1rbar

�

Q = 18095 �cmmin³

� = 18,095 �dmmin³

� = 18,095 �mlin�

Qges = 68,85 �mlin� + 18,095 �

mlin�

Qges�87 �mlin�

Mit q = 0,045 �cml�

Einfach wirkender Zylinder:

Q = 25 �mcmin�� 15� 0,045 �

cml�

Q = 16,875 �mlin�

Doppelt wirkender Zylinder:

Q = 2 � 2 � 25 �mcmin�� 15� 0,045 �

cml�

Q = 67,5 �mlin�

Qges = 16,875 �mlin� + 67,5 �

mlin�

Qges = 84,375 �mlin�

Übungen

Seite 146:

1. Führungs-/Haltegliedsteuerungen findet man bei einfachen Steue -rungsaufgaben. Der Bediener legt fest, ob und wie weit ein Zylinderaus- oder einfährt.Bei zeitgeführten Ablaufsteuerungen ist der Ablauf zeitabhängig.Dies geschieht in der Pneumatik durch den Einsatz von Verzöge -rungsventilen.Bei den prozessgeführten Ablaufsteuerungen löst ein Arbeitsschrittden nächsten aus. Sie können somit auch auf Störungen durch einenAbbruch des Ablaufs reagieren.

(D² + (D²� d²))� ���

4

(3,2² cm² +(3,2² cm²� 1² cm²))� �����

4

1.3.8 Signalabschaltung durch Rolltaster mit Leerrückhub

Seite 137:

Überlegen Sie!

Es ist ersichtlich, dass es bei Schritt 1 und Schritt 3 keine Signal -überschneidung mehr gibt.

1.3.8 Signalabschaltung durch UmschaltventilSeite 139:

Überlegen Sie!

1. 1.7 dient zum Verriegeln des Starttasters 1.1.

2. Signale müssen in bestimmten Fällen abgeschaltet werden, da beibe stimm ten Steuerungsabläufen an einem oder mehreren Impuls -ventilen oft gleichzeitig von beiden Seiten ein Signal anliegt und die-ses Ventil nicht mehr umschaltet. Das Signal, das nicht mehr benö -tigt wird, muss dann abgeschaltet werden.

3. Ventile mit Kipphebel sind nicht sehr betriebssicher und deshalbanfällig für Störungen. Schaltungen mit Verzögerungsventilen sindaufwändig und deshalb teuer.

1.4 Druckluftleitungen/Nomogramme1.4.1 Auswahl der LeitungenSeite 142:

Überlegen Sie!

Aus dem Nomogramm (gepunktete Linien) kann man ablesen, dass dielichte Rohrweite ca. 95 mm betragen muss.

1.4.4 LeitungsmaterialSeite 143:

Überlegen Sie!

1. Der erlaubte Druckabfall in den Leitungen und die Frage, ob dasLeitungsnetz später noch erweitert werden soll.

2. Der benötigte Rohrdurchmesser hängt ab vom Luftverbrauch, vonder Länge der Leitungen, vom zulässigen Druckverlust, vom Be -triebs druck und von der Anzahl und Art der Drosselstellen.

3. In Nomogrammen werden mathematische Zusammenhänge grafischdargestellt. Sind genügend viele Größen bekannt, kann mit Nomo -grammen eine unbekannte Größe ermittelt werden.

5000

0,07

Rohr-länge

(m)

Druck-verlust

Achse 1 Achse 2

Volumen-strom(m³/h)

lichteRohr-weite (mm)

bar

C D

E

F G

BA

20001000

500

200100

50

20

10

0,05

0,03

0,04

0,1

0,15

0,2

0,3

0,4

0,5

0,7

1,0

1,5

2000

1000

500

200

100

5000

10000

100

20

25

30

40

50

70

150

200

250

400

500

300

201510

7

54

3

2

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 22

23handwerk-technik.de

zu Seite 146 Übung 4

Klebepresse

Zustandsdiagramm mit2 Alternativen

5. Als Antriebsglied wird ein doppeltwirkender Zylinder mitEndlagendämpfung verwendet. Der Hub des Zylinders ist der Breiteder Tür anzupassen.

2. Bei dem abgebildeten Ventil handelt es sich umein 3/2-Verzö ge rungs ventil, in Ruhestellunggesperrt. Über den Steueranschluss 12 wirdeine kleine Luftkammer gefüllt. Die dafürbenötigte Zeit wird durch die Drosselschraubeeingestellt. Beim Befüllen ist das Rück -schlagventil (schwarze Klappen) geschlossen. Inder Kammer baut sich ein Druck auf und derSteuerkolben wird betätigt. Der Weg der Luftvom Anschluss 1 nach 2 ist frei. Beim Entlüftenentweicht die Luft über das Rückschlagventil,d. h. die Luft kann schnell entweichen.Anschluss 1 ist dann gesperrt, der Weg von 2nach 3 ist dann frei.

3. Zum Schalten von Impulsventilen ist nur ein kur-zes Signal, ein Impuls notwendig. Da das Ventilin einer Schaltstellung verharrt, auch wenn keinSignal mehr vorhanden ist, kann man von einerspeichernden Wirkung dieser Ventile sprechen.Der Umschaltimpuls kann pneumatisch, elek-trisch oder hydraulisch erfolgen. Ventile, die miteiner Feder zurückgestellt werden, können keineSignale speichern.

4. Anfasen der Holzklötze

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 23

24 handwerk-technik.de

20. Gegeben: d = 25 mm; Q = 35 dm³/min; n =30/min; pe = 8 bar

Gesucht: s in mm

Q = s � n � �D²4� ��� �

papm

a

b

m

�

b

pe�

s = �Qn

� � �D²4� ��� �

pampb

am

+b

pe�

s = �353d0mm³�inmin

�� �0,25²

4dm²� ��� �

1 ba1rb+a8rbar

�

s = 2,64 dm = 264 mm

Projektaufgabe Vorrichtung zum Vereinzeln von Scheiben:

Seite 148:

a)

b) Die Einstellung der Aus- und Einfahrgeschwindigkeit erfolgt durchdie beiden Drosselrückschlagventile 1.10 und 1.11.

c) Die beiden Bauteile am Anschluss 3 bzw. 5 sind Geräusch- bzw.Schalldämpfer.

d) 1.6 und 1.7 sind Wechselventile. Sie haben die Aufgabe, die Signalevon 1.1 und 1.2 durch eine ODER-Funktion zu verknüpfen. Das Ventil1.5 ist ein Zweidruckventil. Es verknüpft die Signale von 1.1 und 1.4durch eine UND-Funktion.

6. Ein Signalglied ist verriegelt, wenn trotz Betätigung kein Signal andas Stellglied weitergegeben wird. Die Verriegelung wird durch eineUND-Verknüpfung zweier Signalglieder realisiert. Es kann entwederein Zweidruckventil verwendet werden oder die beiden Signalgliederwerden in Reihe geschaltet.

7. Ein Stopp der Kategorie 1 bewirkt ein gesteuertes Stillsetzen derAnlage. Dabei wird die Energiezufuhr erst dann unterbrochen, wennein Anlagenstillstand erreicht wird. Der Stillstand der Antriebs ele -mente kann dabei z. B. durch Bremsen erreicht werden.

Seite 147:

8. Eine NOT-AUS-Einrichtung erkennt man am roten Stellteil vor einemgelben Hintergrund. Seine Betätigung muss einem Stopp derKategorie 0 oder 1 entsprechen. Die Energiezufuhr zur Anlage mussunterbrochen werden.

9. Ein Stopp der Kategorie 2, d. h. ein gesteuertes Stillsetzen derAnlage, ist deshalb oft sinnvoll, weil sich eine Anlage bei einemStopp der Kategorie 0 oft nicht mehr starten lässt, da der Rolltaster,der den nächsten Schritt auslöst, beim Stillsetzen nicht betätigtwurde. Entscheidend für die Wahl einer der drei Stopp-Kategorien istimmer eine Risikobeurteilung der Anlage.

10. Bei einer Signalüberschneidung kommen bei einem Impulsventilgleichzeitig zwei Signale an. Dadurch kann das Ventil nicht umschal-ten. Wegen der zu überwindenden Reibungskräfte dominiert daszuerst ankommende Signal. Signalüberschneidungen lassen sichdurch Rollen mit Kipphebel, durch Verzögerungsventile und durchUmschaltventile vermeiden.

11. Bei Rollen mit Kipphebel ist zu beachten, dass die Rolle vomSchaltnocken vollständig überfahren wird und dass das Ventil so ein-gebaut wird, dass die Betätigungsrichtung stimmt. DieBetätigungsrichtung ist im Schaltplan durch einen Pfeil gekenn-zeichnet.

12. Der Druckabfall sollte nicht größer als 0,1 bar sein.

13. Für flexible Schlauchleitungen wird Gummi oder Kunststoff(Polyethylen, Polyamid ...) verwendet.

14. Nomogramme stellen mathematische Formeln grafisch dar. Ausbekannten Größen kann man auf die gesuchte Größen schließen. Sokann man aus der Leitungslänge, Druckverlust usw. (bekannteGrößen) auf den Rohrleitungsdurchmesser (gesuchte Größe)schließen.

15. Luftverbrauch = 1,25� 960 m³/h = 1200 m³/h

Rohrlänge = 280 m +75 m = 355 m

Aus dem Nomogramm ergibt sich dann eine Rohrweite von ca. 105 mm

8 T-Stücke haben eine Ersatzlänge von 8 � 13,5 m. 8 Normalkrümmer haben eine Ersatzlänge von 8 � 1,35 m. Ein Durchgangsventil hat eine Ersatzlänge von 41,5 m. Als Summe ergibt sich eine Gesamtersatzlänge von 108 m + 10,8 m + 41,5 m = 160,3 m.

Die Gesamtlänge der Leitung ist somit 160 m + 355 m = 515 m. Mit dieser Gesamtlänge geht man dann in das erste Nomogramm,aus dem sich dann eine benötigte lichte Rohrweite von ca. 120 mmermitteln lässt.

16. Bei einer Ringleitung kann bei einem großen Luftverbrauch die Luftvon zwei Seiten nachströmen.

17. Es werden die Konformitätserklärung (Übereinstimmung mit gelten-dem EU-Recht), Funktionsdiagramme, Schaltpläne, Gerätelisten,Wartungs- und Inspektionspläne übergeben.

18. Der Luftverbrauch hängt von der Kolbenfläche, dem Hub, derHubzahl und vom Verdichtungsverhältnis ab.

19. Gegeben: d = 40 mm; s = 4000 mm; n = 45 /min ; pe = 6 bar

Gesucht: Q

Q = s � n� �D²4� ��� �

papm

a

b

m

�

b

pe�� 2

Q = 400 cm� �m45in�� �

4²cm4²� ��� �

1 ba1rb+a6rbar

�� 2

Q = 226194,67 �cmmin³

�� 1,167 � 2

Q = 3166725,4 �cmmin³

� = 3166,7 �dmmin³

�

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 24

25handwerk-technik.de

e) Durch die Betätigung von 1.1 wird in Kombination mit 1.2 derDauerbetrieb ausgelöst. Wie aus dem Funktionsdiagramm ersicht-lich, fährt der Zylinder aus und dann sofort wieder ein. Mit denSignal gliedern 1.2 und 1.3 wird die Anlage im Einzelbetrieb gesteu-ert. Mit 1.2 fährt der Zylinder aus, mit 1.3 fährt der Zylinder wiederein.

f) 1.8 verriegelt die Signale von 1.1 und 1.2 während des Betriebs derAnlage.

g) Wird der Einbau von 1.5 vergessen, so hat dies keine Auswirkungenauf die Betriebsart Dauerbetrieb. Im Einzelbetrieb hat aber der Taster1.3 keine Wirkung mehr, da der Zylinder bei der Betätigung von 1.2ausfährt, dann auf die Rolle 1.4 trifft und der Zylinder sofort wiedereinfährt.

h) Schülertätigkeit

Projektaufgabe Vorrichtung zum Vereinzeln von Rotoren:

a) Funktionsablauf mit Symbolen

1.5� 1.5� 2.3� 2.3�

Tabellenform

Schritt Antrieb 1.5 Antrieb 2.3

1 fährt ein

2 fährt aus

3 fährt ein

4 fährt aus

b)

c)

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 25

26

2 Elektropneumatik2.3 RelaissteuerungenSeite 153:

Überlegen Sie!

Das Signal von S1 kann nicht gespeichert werden. Der Grund liegt an derFederrückstellung des Ventils 1.1. Lässt man den Taster S1 wieder los,so fällt das Relais K1 ab, MB1 wird stromlos und 1.1 kehrt wieder inseine Ausgangsstellung zurück. Ein elektromagnetisch angesteuertesImpulsventil könnte Signale speichern, da es nach einem kurzen Impulsin der jeweiligen Schaltstellung verharren würde.

2.3.1 Speichern von Signalen – SelbsthaltungSeite 154:

Überlegen Sie!

2.4 Planen, Installieren und Inbetrieb -nehmen einer prozessabhängigenAblaufsteuerung

2.4.1 Aufgabenbeschreibung mit Randbedingungen und Lageplan

Überlegen Sie!

1.

2. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass sich für die Stellglieder von1.3 und 2.3 keine Signalüberschneidungen gibt, da zu keinem Zeit -punkt die entsprechenden Signalglieder gleichzeitig in betätigtemZustand sind. So ist K9 bei Schritt 1 betätigt, B4 ist bei diesemSchritt unbetätigt. Bei Schritt 3 ist dann B.4 betätigt, K9 ist jedochunbetätigt. Dasselbe gilt auch für die Signalglieder B2 und B1, diedas Stellglied von 2.3 ansteuern.

2.4.2 Darstellung eines Funktionsablaufs mit GrafcetSeite 156:

Überlegen Sie!

handwerk-technik.de

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 26

27handwerk-technik.de

2.4.3 GerätelisteSeite 157:

Überlegen Sie!

1. Die Kolben müssen mit einem ringförmigen Permanentmagnetenausgestattet sein.

2. Strompfad 5 bis 26 wird stromlos, das Hauptventil (3/2-Wegeventil)wechselt wegen der Feder in die Grundstellung. Die Anlage wirdsomit entlüftet und „energielos“.

3. Der Schließer im Strompfad 6 bewirkt eine Selbsthaltung, die durchS4 (Dauerbetrieb EIN) gesetzt und durch S5 (Dauerbetrieb AUS)rückgesetzt wird. Im Strompfad 18 wird durch den Schließer K3(ODER-Verknüpfung) S3 umgangen. Somit lässt sich die Anlagedurch S3 oder durch den Schließer K3 starten.

2.4.4 KlemmenanschlussplanSeite 159:

Überlegen Sie!

Übungen:

Projektaufgabe Vereinzelungseinheit

Seite 160:

a) Doppelt wirkender Zylinder mit einstellbarer Endlagendämpfung,Kolben mit Dauermagnet zur Abfrage der Endlage durch Magnet -schalter

b) Der Zylinder fährt dann ungedrosselt aus und zuluftgedrosselt ein.

c)

d) Bei einer Betätigung von S0 zieht das Relais K1 im Strompfad 1 an,gleichzeitig schließt sich K1 im Strompfad 2 und der LeuchtmelderPF1 leuchtet auf. Außerdem schließt K1 im Strompfad 3 die Anlagealle restlichen elektrischen Bauteile werden mit Spannung versorgt.Im Strompfad 13 wird ein weiterer Schließer K1 betätigt, wodurchdas Ventil 0.2 umschaltet und den pneumatischen Teil mit Druckluftversorgt.

Beim Betätigen des NOT-AUS Tasters S1 wird Strompfad 6 geöffnet,wodurch der gesamte elektrische Teil der Steuerung von derSpannungsversorgung getrennt wird. Auch der Magnet MB0 wirdstromlos, wodurch das Ventil in die Grundstellung zurückschaltet unddie Druckluftversorgung unterbrochen wird. Außerdem leuchtet beimBetätigen des NOT-AUS im Strompfad 5 der Leuchtmelder PF2.

Beim Betätigen von S2 wird der Dauerbetrieb ein- und mit S3 wirddieser ausgeschaltet.

Mit S4 fährt der Zylinder im Einzelbetrieb aus, mit S5 fährt derZylinder wieder ein.

e)

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 27

28 handwerk-technik.de

f) Mit dem Schließer K3 im Strompfad 8 wird der Dauerbetrieb durchein kurzes Tippen auf S2 eingeschaltet (Selbsthaltung).

g) Beim Betätigen des Hauptschalters fährt der Zylinder sofort aus, daStrompfad 14 dauerhaft geschlossen ist (K4 unbetätigt). Danachlässt sich die Anlage nicht mehr bedienen, die Taster S2, S4 und S5zeigen keine Wirkung mehr.

h)

i) Schülertätigkeit

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 28

29handwerk-technik.de

Projektaufgabe Paketwender

Seite 162:

a)

b)

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 29

31handwerk-technik.de

Übungen:

Seite 193:

1. a) Eigenschaft des Mediums: Luft lässt sich komprimieren, Öl istnicht komprimierbar

b) Drücke: In der Pneumatik liegt der Druck bei ca. 6 bar, in derHydraulik wird mit Drücken bis 1000 bar und mehr gearbeitet.

c) Positioniergenauigkeit: Wegen der Eigenschaft des Mediums istin der Pneumatik ein genaues Positionieren nicht möglich, wäh -rend dies in der Hydraulik leichter realisierbar ist.

d) Geräuschentwicklung: Wegen der Abluft durch die Ventile ent-steht ein hoher Geräuschpegel. Die Hydraulik arbeitet geräusch -ärmer.

2. Eine Hydraulikanlage besteht aus der Energieversorgung mitDruckmittelaufbereitung (Hydraulikaggregat), aus den jeweiligenVentilen und dem Antriebsteil.

3. Kavitation bedeutet soviel wie „Aushöhlung“. Sie entsteht bei derStrömung von Flüssigkeiten, wenn sich der Druck in den Leitungenverändert. Dabei treten Gasblasen aus, die wieder zusammenbre-chen, was zu der genannten Aushöhlung in den Leitungen, Ventilenusw. führt.

4. Q= n � V

Q= 750/min� 5,5 cm³

Q= 4125 cm³/min = 4,125 dm³/min

v =

A = �d²4� ��

A = 50,24 mm² = 0,5024 cm²

v = �min

4�

102,550c2m4³cm²

�

v = 8210,6 �mcmin� = 1,36 �

ms�

Diese Strömungsgeschwindigkeit ist im geforderten Rahmen, siedürfte sogar noch um ein Vielfaches höher sein (Druckleitungen v =4...7 m/s)

5. Der Überdruck wird mit Manometern gemessen, der Volumenstrommit Turbinen-, Zahnrad- und Flügelradzählern.

6. Der hydro-elektrische Druckschalter überwacht den vorhandenenDruck im hydraulischen System. Er spricht an, wenn der eingestellteDruck über- bzw. unterschritten wird.

7. Q= �Vt�

Q= �367100csm³

�

Q= 367 �cms³

� = 22,02 �dmmin³

� = 22 �mlin�

8. Die innen verzahnte Zahnradpumpe hat den Vorteil, dass sie ruhigerläuft.

9. Bei der dargestellten Pumpe handelt es sich um eine Flügel -zellenpumpe. Durch die linke Stellschraube kann der Hubring in sei-ner Lage und somit auch der Förderstrom verändert werden.

10. Man unterscheidet die Radialkolbenpumpe und die Axialkolben -pumpe. Die wichtigste Eigenschaft der Radialkolbenpumpe ist dieErzeugung sehr hoher Drücke, während die Axialkolbenpumpe zwarauch relativ hohe Drücke liefert, aber auch hohe Volumenströmekönnen gefördert werden.

11. Unter einer hohen Leistungsdichte versteht man hier die Erzeugunggroßer Kräfte bei kompakter Bauweise, was auf die hohen Drückezurückzuführen ist.

12. Der einfach wirkende Zylinder kommt z. B. beim Spannen vonWerkstücken, bei Hebebühnen, bei Kippern und bei hydraulischenHebebühnen zum Einsatz.

13. Der Zapfen hat die Aufgabe, die Bohrung beim Erreichen der End -lage zu verschließen, wodurch weniger Öl abfließen kann. Das Rück -schlagventil verhindert ein Abfließen des Öls über die untere Boh -rung. Mit der Drosselschraube kann die Geschwindigkeit zum Errei -chen der Endlage eingestellt werden.

14. v =

vaus = �min1� 00,6d3m²³d�

m4²� �

�

vaus = 0,32 �mdmin� = 32 �

mmmin�

vein =

vein = 0,43 �mdmin� = 43 �

mmmin�

15. Q= A � v

Q= 19,625 dm²� 0,85 �mdmin� = 16,68 �

mlin�

16. a) A =

A = �4m1ind�

m4³5�mdmin

�

A = 0,91 dm = 91 mm

b) P = F � vausP = 5500 N � 0,75 �

ms�

P = 4125 �Nsm� = 4125 W = 4,125 kW

c) P = U � I

I = �UP

�

I = �4213205VW

�

I = 17,9 A

d) P = M� 2 � �� n

M = �2� �

P� n

�

M = �41s25

� 6N,2m8

� s�

M = 656,8 Nm

17. Sitzventile dichten besser ab als Schieberventile.

18. Bei dem dargestellten Ventil handelt es sich um ein 4/3-Wegeventilmit drucklosem Umlauf in der Mittelstellung. Am Anschluss T wirddie Rücklaufleitung zum Tank angeschlossen.

19. Wegen des größeren Durchmessers befindet sich die Saugleitungunten (Vermeidung von zu großem Unterdruck beim Ansaugen). Diekleinere Öffnung ist dann die Druckseite der Pumpe.

Seite 194:

20. Das Ventil 1.1 ist durch ein 4/3-Wegeventil mit Schwimm-Mittel -stellung auszutauchen.

21. Darunter versteht man das Schaltverhalten von Ventilen. Bei derpositiven Schaltüberdeckung ist der jeweilige Anschluss gegenüberden anderen Anschlüssen „abgedichtet“, bei der negativen Schalt -überdeckung ist dies nicht der Fall. Der jeweilige Anschluss ist dannmit den anderen kurzzeitig verbunden.

22. Die Ausfahrgeschwindigkeit kann mit Stromventilen verändert wer-den. Dies können sein Blenden und Drosseln, Drosselventile und dasStromregelventil.

23. Hier sind am besten die Kolbendrosseln geeignet.

24. Das Stromregelventil ist unabhängig gegenüber äußeren Lasten.

25. Bei negativen Lasten, d. h. wenn am Zylinder gezogen wird, eilt derZylinder vor.

26. F1 = pe1 � A1

F1 = 48 �cNm²�� 113 cm²

F1 = 5424 N

pe2 = �AF12�

pe2 = �45,34224cmN²

�

pe2 = 1256 �cNm²� = 125,6 bar

F = pe2 � A3

F = 1256 �cNm²�� 63,6 cm²

F = 79882 N

10 dm³� 4����min � (0,63² dm²� 0,32² dm²)� �

QA

Qvein

QA

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 31

32 handwerk-technik.de

39. Bei A) handelt es sich um eine laminare Strömung, bei B) um die tur-bulente. Die turbulente Strömung sollte vermieden werden, daextrem hohe Verluste entstehen. Sie kann dadurch verhindert wer-den, indem bestimmte Strömungsgeschwindigkeiten nicht über-schritten werden.

40. Die Kontinuitätsgleichung besagt, dass der Volumenstrom überallgleich ist. Für die Praxis bedeutet das, dass an Verengungen dieStrömungsgeschwindigkeit ansteigt. Dies hat dann Kavitations -effekte zur Folge, was zu einem übermäßigen Verschleiß führenkann.

41. Bei längeren Leitungen Rohrbefestigungen verwenden. Möglich -keiten zur Längendehnung durch Erwärmung vorsehen. Biegestellenvermeiden. Rohre mit Biegegeräten umformen. Rohre nach demTrennen entgraten.

42. Rohr rechtwinklig absägen. Bauteile ausreichend mit Schmierstoffversehen. Überwurfmutter von Hand anziehen. Dabei das Rohr aufAnschlag in die Verschraubung drücken. Überwurfmutter ca. 1,5Umdrehungen mit dem Schraubenschlüssel anziehen. Verschrau -bung wieder demontieren und Schneidring auf festen Sitz auf demRohr kontrollieren. Verschraubung nochmals montieren. Dabei ist zubeachten, dass sich der Kraftaufwand nicht erhöht hat.

43. Schlauchleitungen werden immer dort benötigt, wo sich beweglicheBauteile befinden. Es muss überprüft werden, ob Schlauch undSchlaucharmatur funktionsfähig zusammenpassen, dass die maxi-male Lagerzeit für Schläuche nicht überschritten ist und dass dieSchlauchleitungen nicht beschädigt sind. Auf der Presshülse mussder Hersteller, dass Herstelldatum (Monat/Jahr) und der höchstzulässige dynamische Betriebsdruck eingepresst sein.

Seite 196:

44. Sie müssen alle 50 cm mit dem Hersteller, dem Typ, der Nennweiteund dem Herstelldatum (Quartal/Jahr) gekennzeichnet sein.

45. a) Das Manometer zeigt in der Grundstellung einen sehr niedrigenDruck (theoretisch null) an, weil dem Ölstrom beim drucklosenUmlauf nur ein sehr kleiner Widerstand entgegengesetzt wird.Nur das Durchströmen des Ventils verursacht einen Widerstand.

b) Bei dem Ventil 1.4 handelt es sich um ein Stromregelventil. DieAus fahrgeschwindigkeit bleibt auch bei sich ändernden Lastenkonstand.

c) Zum Ausfahren im Eilgang muss noch zusätzlich das Ventil 1.3betätigt werden.

d) Das Druckbegrenzungsventil 1.6 verhindert ein Voreilen desZylinders bei negativer Last. Es muss in die Rücklaufleitung ein-gebaut werden.

Projektaufgabe Spannen und Bohren von Werkstücken

1. 1.5� 2.5� 2.5� 1.5�

27. �FF1

2� = �

AA1

2�

Vergrößert sich A1, dann vergrößert sich auch F1.Vergrößert sich A2, dann verringert sich F1.Vergrößert sich F2, dann muss auch F1 größer werden.

28. �AF22

� = �AF11

�

F2 = �F1A�

1

A2�

F2 = �120

2N5�1c4m4²cm²

�

F2 = 691,2 N

29. �FF1

2� = �

ss2

1�

s2 = F1 � s1/F2

s2 = �350

1N79

�

585Nmm

� = 16,6 mm

Seite 195:

30. W = F � s

W = 16500 N � 1,65 m

W = 27225 Nm (J; Ws)

31. W = F � s

W = 6400 N � 3,2 m

W = 20480 Nm (J;Ws)

32. P = �Ft� s�

P = �3500

8Ns� 2,5m�

P = 1093,75 �Nsm� (W)

33. P = �Ft� s�

t = �FP� s�

t =

t = 73,9 s

34. W = F � s

W = 4500 N � 9,8 m

W = 44100 Nm (J, Ws)

P = �Ft� s�

P = �4500

6N0

�

s9,8 m�

P = 735 �Nsm� = 0,735 kW

= �0,37,325kWkW

�

= 0,12 = 12%

35. In Drosselrückschlagventilen, um das Antreiben der Pumpe durchsich senkende Lasten zu verhindern und zur Umgehung verschmutz -ter Filter.

36. a) Bei dem Ventil 1.3 handelt es sich um ein entsperrbares Rück -schlagventil.

b) Es verhindert in der vorliegenden Schaltung das Einfahren desZylinders, wenn das Ventil 1.1 unbetätigt ist.

c) Bei einer Betätigung des Ventils 1.1 fährt der Zylinder aus. Imunbetätigten Zustand passiert nichts. Erst durch das Schaltendes Ventils 1.2 fährt der Zylinder wieder ein.

37. a) Erst wenn in der Zuleitung des Zylinders 1.4 der am Ventil 1.2eingestellte Druck erreicht ist, fährt auch der Zylinder 1.5 aus.

b) Zunächst fährt der Zylinder 1.4 aus, dann Zylinder 1.5.c) Beide Zylinder fahren gleichzeitig ein. Das Ventil 1.3 dient zur

Umgehung des Ventils 1.2.

38. Der Druckabfall hängt vom hydraulischen Widerstand ab. Dieser wie-derum ergibt sich aus der Strömungsgeschwindigkeit, der Länge derLeitungen, von der Anzahl der Verschraubungen, den Ventilen undder Strömungsart.

65000 N� 2,5 m� s���

2200 Nm

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 32

33handwerk-technik.de

100

Druc

kver

lust

Dp

9080706050403020100

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500Durchfluss in l/min

2. Mit 2.2 wird die Vorschubgeschwindigkeit des Bohrzylinders einge-stellt, über 2.3 erfolgt ein ungedrosseltes Einfahren des Zylinders imEilgang.

3. Das Ventil 1.1 ist ein Druckregelventil. Mit ihm kann die Spannkrafteingestellt werden.

F = p� A �

p = �AF� �

p = �4520,700cmN²

�

p = 117,1 �cNm²� = 11,7 bar

4. v =

vaus = �mi5n0�1d²md³m� 4²� �

�

vaus = 63,7 �mdmin� = 6370 �

mmmin�

vein =

vein = 176,83 �mdmin� = 17683 �

mmmin�

5. Q= A � v

A =

A = �m5i0n�

d2m7³0�

0mdinm

�

A = 0,01852 dm² = 185,2 mm²

d² = �4

�

� A�

d² = �4 � 185

�

,2 mm²�

d = �d = 15,4 mm

6. P = p� Q

P =

P = �97500

sNcm� = 975 �

Nsm� (W)

7.

117 N � 833,33 cm³���

cm²� s

50 dm³� 4���min� (1² dm²� 0,8² dm²)� �

Aus demDia grammergibt sichein Druckvon ca.7 bar in derGrund -stellung desVentils 0.3.

8. Mit 0.2 kann bei Bedarf der Druck in der Anlage abgelesen werden.

9. Die Baugruppe HQ1 ist ein Rücklauffilter, der das Öl, das von denAntriebsgliedern in den Tank zurückläuft, reinigt. Macht der Filter auf-grund starker Verschmutzung zu, wird dieser durch das Rück -schlagventil umgangen.

4 Field-Assembly of Hoseswith Fittings

Seite 197:

Assignments:

1. C – D – B – A

2. Auswahl der zueinander passenden Argus-Fassungen, Argus-Nippelund Argus-Schläuche mithilfe des Kataloges. Der Schlauch ist mitTyp und DN gekennzeichnet. Der dazu gehörige Nippel muss in dieFassung und zügig in den Schlauch passen. Anschnittlänge desSchlauches errechnet sich aus der Nennlänge der Schlauchleitungab züg lich der x-Maße für die jeweilige Anschlussart.

3. B – D – C – A

4. First you have to screw the hose end into the OWA socket and turnit to the left. Then you should leave a 1-2mm gap between socketbase and hose end. Finally you should check whether the hose ismounted straight.

5. 1 – C; 2 – E; 3 – G; 4 – J; 5 – I; 6 – K; 7 – H; 8 – F; 9 – B; 10 – D; 11 – A; 12 – L

6. B – A – C

7. Gewährleistung:Argus übernimmt im Rahmen ihrer allgemeinen Verkaufs- undLieferbedingungen Gewähr für die Brauchbarkeit der gelieferten Teile(Argus-Fassungen, Argus-Nippel, Argus-Schlauch) und für dieFunktion der OWA-Schraubmontage. Voraussetzung für dieFunktionsgewähr ist, dass Original-Argus-Teile verwendet und dienotwendigen Prüfungen während und nach der Montage durchge-führt werden.

8. a) He can find different types of sockets, fittings and hoses byreferring to the catalogue.

b) Hoses are marked with type and DN number.c) Cut with a straight, right angled cut using a hand saw or jig devi-

ce.d) If the layers were not centred and the cut was not straight and

right angled.e) Screw hose end into the OWA socket, turning it to the left. Leave

1-2 mm gap.f) Lubricate with thick oil or graphite paste.g) You should check whether the fitting is mounted straight.h) If a bulge has formed or pieces of rubber have come loose.

Seite 199:Work with Words1. valves: recovery valve, throttle check valve, double pressure valve,

throttle valve, pressure relief valve, pressure reducing valve, pressu-re valve, unlockable check valve, piston valve, longitudinal slidingvalve, pin valve, check valve, sliding valve, safety valve, seat valve,crack valve, non- return valve, flow regulating valve, flow controlvalve, switching valve, recovery valve, shuttle valve, directional valve,sequence valve, double pressure valve, directional valvecontrols: sequential control, open loop control, combinatorial logicalcontrol, event-driven sequential control, logical control, guidancecontrol, hydraulic control, pneumatic control, time-oriented sequen-tial control, relay control

2. stroke: It's the movement of a cylinder per minute.path-time diagram: It 's a chart in which you can see the movementof a cylinder subjected to path and time. (Es ist ein Diagramm, dasdie Bewegung eines Zylinders in Abhängigkeit vom Weg und der Zeitzeigt.)

3. continuous duty: individual dutynormally open contact: normally closed contacttime- oriented sequential control: event-driven sequential controlpositive circuit switching: negative circuit switching

4. action chart: phase diagramrubber tube: plastic tubenomogram: compressed - air pipingpressure drop: head loss

5. a) valve rocker b) site plan c) emergency cutout d) brass e) main switch

6. Ein Schaltplan ist die zeichnerische Darstellung elektrischer Be -triebs mittel durch Schaltzeichen, gegebenenfalls auch durchAbbildungen oder vereinfachte Konstruktionszeichnungen. Es zeigtdie Art, in der die verschiedenen elektrischen Betriebsmittel zueinan-der in Beziehung stehen und miteinander verbunden sind.

QA

Qv

�4 � 185

�

,2 mm²�

3018_1_3014_1.qxd 13.02.14 15:28 Seite 33

81handwerk-technik.de

"Taster_Start" &

"Automatik"

"Taster_Stopp"

FC2

SR

S

R Q "Freigabe"

"Reset"

"Taster_Start" &

"Automatik"

"Taster_Stopp"

FC2

SR

S

R Q "Freigabe"

"Reset"

>=1

E0.0 A0.0( (

E0.1

E0.0

E0.1

A0.0( (

Lernfeld 13: Sicherstellen der Betriebsfähig -keit automatisierter Systeme

1 Automatisierte Systeme1.2 Speicherprogrammierbare

Steuerungen1.2.3 Programmierung der SPS-

GrundverknüpfungenSeite 502:

Überlegen Sie!

1. U E0.0O E0.1= A0.0

2. U E0.0UN E0.1= A0.0

3. U E0.0S A0.0U E0.1R A0.0

Seite 141:

Überlegen Sie!

1.

2.

1.2.4 Vorgehensweise beim Erstellen des Programms für denRollenförderer

Seite 509 (links):

1. Der Teil-Grafcet beschreibt folgendes: Ist Schritt 1 aktiv und sind dieBedingungen Start, Einrichten und nicht Automatik erfüllt, dann wirdder Variablen „Freigabe“ der Wert 1 zugewiesen. Ist Schritt 2 aktiv,nachdem die Transitionsbedingung Start, Automatik und nicht Ein -richten erfüllt wurden, so wird der Variablen „Freigabe“ der Wert 1zu geordnet. Ist Schritt 3 aktiv, d. h., die Anlage befindet sich nichtmehr im Automatikbetrieb oder der Stopp-Taster wurde gedrückt,wird der Variablen „Freigabe“ der Wert 0 zugeordnet. Der Teil-Graf -cet 1 wirkt sich insofern auf den Grafcet 2 aus, da die Variable „Frei -gabe“ als Transitionsbedingung zwischen Schritt 1 und Schritt 2 ge -nutzt wird.

2. Ein Dauersignal des Starttasters bewirkt jetzt trotzdem einen Dauer -zyklus, obwohl die Anlage nur einen einzigen Zyklus durchlaufensollte.

Seite 509 (rechts):

1. Eine Sekunde, nachdem B17 betätigt wurde, ist Schritt 4 aktiv undder Zylinder 1.0 fährt aus.

Nachdem B16 betätigt wurde, wird Schritt 5 aktiv und 2.0 fährt ein.

Eine Sekunde, nachdem B19 betätigt wurde, ist Schritt 6 aktiv und2.0 fährt wieder aus.

Liefern die Sensoren B18 und B14 ein Signal, wird Schritt 7 aktiv undder Zylinder 3.0 fährt aus und hebt den Blechkörper an. Ebenso wer-den die Griffe aufgesetzt und verschweißt.

Nach der Betätigung des Sensors B23 und nach dem Freigabesignaldes Roboters fährt bei Schritt 8 der Zylinder 3.0 wieder ein und B22wird betätigt.

Im Schritt 9 fährt der Zylinder 4.0 ein, gleichzeitig wird der Variablen„Grüne Leuchte PF1“ und „Gelbe Leuchte PF3“ bei der De ak ti vie -rung des Schrittes 9 der Wert 0 zugeordnet.

Eine Sekunde nach der Betätigung von B21 erfolgt ein Rücksprungzu Schritt 1.

Seite 511:

Überlegen Sie!

1.

2.

Seite 513:

Überlegen Sie!

1. Der Merker_Freigabe wird dauerhaft gesetzt, wenn der Taster_Startgedrückt wurde, sich die Anlage im Automatikbetrieb befindet undder Drehschalter Einrichten nicht gewählt wurde. Befindet sich dieAnlage nicht mehr im Automatikbetrieb oder wurde der Stopp- Tastergedrückt, so wird der Merker_Freigabe zurückgesetzt.

2. Siehe Seite 83.

Seite 514:

Überlegen Sie!

1. Als Übergangsbedingung wurde der Sensor B12 gewählt, der mel-det, ob eine Flasche bereit steht. Dies stimmt auch mit dem Grafcet-Plan überein.

2. Siehe Seite 84.

Seite 515:

Überlegen Sie! (links)

Siehe Seite 85.

Seite 515:

Überlegen Sie! (rechts)

1. Siehe Seite 86 oben.

2. Siehe Seite 86 unten.

1.2.6 SPS und SicherheitSeite 517:

Überlegen Sie!

Würde zum Starten ein Öffner verwendet, würde die Anlage imunbetätigten Zustand unter Spannung stehen. Eine Unterbrechung desStromkreises z. B. durch Drahtbruch würde unweigerlich zum Start derAnlage führen.

3018_3_3016_1.qxd 13.02.14 15:36 Seite 81

82 handwerk-technik.de

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2.

3018_3_3016_1.qxd 13.02.14 15:36 Seite 82

83handwerk-technik.de

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2.

3018_3_3016_1.qxd 13.02.14 15:36 Seite 83

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links

84 handwerk-technik.de

3018_3_3016_1.qxd 13.02.14 15:36 Seite 84

85handwerk-technik.de

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rechts

1.

zu Seite 515

Überlegen Sie!

rechts

2.

"B15"

"Merker-Reset"

"AWO"

Z1

R

ZW

S

ZV

....

....

Q

DUAL

....

DEZ

....

....

"B15" E1.2 BOOL Sensor B15: Flaschen zählen"Merker-Reset" M2.4 BOOL Merker Rücksetzen"AWO" AWO WORD Stückzahl

3018_3_3016_1.qxd 13.02.14 15:36 Seite 85

1

2 Freigabe: =1

3 Freigabe: =0

Start DauerzyklusFreigabe

Dauerzyklus Start

Dauerzyklus + Stopp

X3

87handwerk-technik.de

29. Ein NOT-AUS muss immer über die Hardware erfolgen, da einebeschädigte SPS ein NOT-AUS Signal nicht mehr verarbeiten könn-te.

30. TÜV Siegel, CE Kennzeichen, EX-Schutzsymbol, firmeninternesPrüf siegel (Wiederholungsprüfung nach BGV A3)

31. • Kommunikationsfähigkeit (Kommunikationscontroller)• Adresse

32. • Kein zyklischer Ablauf des Programms. • Interruptfähigkeit. • Kommunikationsfähigkeit.

33. • Notebook mit Entwicklungssoftware mit Verbindung zum Gerät• Angeschlossenes Bediengerät• Angeschlossenes Programmiergerät

34. • Geringere Anzahl von Adern. • Höhere Störsicherheit. • Längere Übertragungswege.

35. • Verbindung zweier Geräte oder Programme. • Anschluss von Peripheriegeräten an einen PC oder ein Note -

book.• Softwareschnittstellen zwischen Programmen oder Pro gramm -

teilen.

36. • Einfache Integration von Geräten unterschiedlicher Hersteller.• Nutzung eines einheitlichen Übertragungsnetzes.

37. • Darstellung des Prozessabbildes• Darstellung aktueller Betriebswerte• Vorgabe von Werten• Eingriffe in Prozesse

38. Bei einer Ventilinsel werden mehrere Ventile zu einer Batterie mon-tiert. Der Vorteil liegt darin, dass nur eine Verschlauchung für dieZuluft notwendig ist.

39. Ein pneumatischer Multipol ist eine pneumatisch Anschlussplatte,auf der sich die Ventilinsel befindet. Bei einem Austausch derVentilinsel müssen somit nicht einmal mehr die Schläuche von denVentilen getrennt werden.

Projektaufgabe: Vorrichtung zum Vereinzeln von Rotoren

a)b)

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88 handwerk-technik.de

c) Strukturiertes Programm (Lösungsvorschlag)

Bedienung

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89handwerk-technik.de

Schrittkette

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90 handwerk-technik.de

Meldungen

Signalausgabe

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