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[22] Schaltsymbole Linearantriebe
Einfachwirkender und doppeltwirkender Zylinder sind die Grundlage für weitere Konstruktionsvarianten. Die Schaltsymbole werden in der Regel im Schaltplan nach rechts ausfahrend dargestellt.
Arbeiten Sie (auch mithilfe der Folien 25 ff) die Vor - und Nachteile des jeweiligen Funktionsprinzips heraus.
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[23] Schaltsymbole Rotationsantriebe
Drehantriebe werden unterteilt in Motoren mit kontinuierlicher Drehbewegung und Schwenkantriebe mit begrenztem Drehwinkel. Druckluftmotoren arbeiten normalerweise in sehr hohen Drehzahlbereichen. Schwenkantriebe haben entweder feste oder einstellbare Drehwinkel.
Verwenden Sie die Folien 34 und 35 für die Erläuterung der Funktionsweisen.
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[24] Ansteuerung eines einfachwirkenden Zylinders
Die Kolbenstange eines einfachwirkenden Zylinders soll ausfahren, wenn ein Handtaster betätigt ist und wieder einfahren, wenn dieser wieder losgelassen wird. Die Ansteuerung erfolgt über ein federrückgestelltes 3/2-Wegeventil.
Die Animationen zeigen die Betätigung des Handtasters, den Weg der Druckluft und das Ausfahren der Kolbenstange. Der Druckknopf wird losgelassen, die Rückstellfeder bringt das Ventil wieder in Grundstellung und die Kolbenstange fährt ein.
Das Bild kann als Zwischenschritt zur Einführung der beiden Schaltsymbole benutzt werden.
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[25] Einfachwirkender Zylinder
Der Zylinder besitzt einen Anschluss sowie eine Entlüftungsbohrung auf der Stangenseite. Diese muss gegen Verschmutzung gesichert werden, damit die Bewegung des Kolbens nicht durch Luftstau behindert wird. Deshalb wird in der Regel am Entlüftungsausgang ein Filter angebracht.
Weisen Sie darauf hin, dass die gewählte Zylindergröße den erforderlichen Kräften an der Anlage entsprechen muss.
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[26] Einfachwirkender Zylinder
Einfachwirkende Zylinder wie dieser Spannzylinder werden von einer Seite mit Druckluft beaufschlagt. Sie können nur in eine Richtung Arbeit verrichten. Das Einfahren der Kolbenstange erfolgt durch eine Rückstellfeder oder durch äußere Krafteinwirkung.
Die Federkraft der eingebauten Feder ist so bemessen, dass sie den Kolben ohne Last mit genügend großer Geschwindigkeit in seine Ausgangsstellung zurückbringt. Einfachwirkende Zylinder besitzen Hublängen bis zu 100 mm.
Besprechen Sie die Bezeichnungen der Bauteile.
Diskutieren Sie das Verhältnis von Federgröße und Einfahrgeschwindigkeit.
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[27] Ansteuerung eines doppeltwirkenden Zylinders
Obgleich 5/2-Wegeventile in der Praxis häufiger sind, dient hier ein 4/2-Wegeventil zur Veranschaulichung des Prinzips: Die Bewegung der Kolbenstange wird in beide Richtungen durch Zufuhr von Druckluft gesteuert.
Die Animationen zeigen das Ein- und Ausfahren der Kolbenstange. Die Kolbenstange bleibt solange in ausgefahrenem Zustand, wie der Druckknopf betätigt ist.
Das Bild kann als Zwischenschritt zur Einführung der beiden Schaltsymbole benutzt werden.
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[28] Doppeltwirkender Zylinder
Aus Gründen der Rückstellsicherheit werden heute vor allem doppeltwirkende Zylinder eingesetzt. Zwingend erforderlich sind sie dann, wenn Arbeit in beiden Richtungen verrichtet werden muss.
Verweisen Sie auf die Variantenvielfalt in Bezug auf Auslegung, Größe, Werkstoffe usw.
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[29] Doppeltwirkender Zylinder
Der doppeltwirkende Zylinder besitzt zwei Arbeitsanschlüsse und kann in beide Richtungen Arbeit verrichten.
Die Animation zeigt die abwechselnde Beaufschlagung der beiden Arbeitsanschlüsse und das Ein- und Ausfahren der Kolbenstange.
Zeigen Sie die Lage der Bauteile Zylinderrohr, Kolben- und Lagerdeckel, Kolben mit Dichtung, Kolbenstange, Lagerbuchse und Abstreifring.
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[30] Doppeltwirkender Zylinder mit Endlagendämpfung
Werden von einem Zylinder große Massen bewegt, so verwendet man eine Dämpfung in der Endlage. Vor Erreichen der Endlage unterbricht ein Dämpfungskolben den direkten Abflussweg der Luft ins Freie. Durch die eingesperrte Abluft wird im letzten Teil des Hubweges die Kolbengeschwindigkeit reduziert.
Diskutieren Sie den Unterschied zur Abluftdrosselung durch Drosselrückschlagventile.
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[31] Dichtungsarten
Das Bild zeigt verschiedene Dichtungsarten für Zylinderkolben sowie die entsprechenden Bezeichnungen. Als Materialien werden eingesetzt: Perbunan für -20°{C} bis +80°{C}, Viton für -20°{C} bis +190°{C}, Teflon für -80°{C} bis +220°{C}.
Bringen Sie Beispiele für Anwendungen in den genannten Temperaturbereichen.
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[32] Befestigungsarten
Die Befestigungsart richtet sich nach den Erfordernissen der jeweiligen Anlage. Zylinder gibt es mit verschiedenen Standardbefestigungen. In der Regel sind Zusatzteile nach dem Baukastenprinzip erhältlich, mit denen sich spezielle Einbauprobleme lösen lassen.
Diskutieren Sie Anwendungsbeispiele für verschiedene Befestigungsarten.
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[33] Tandemzylinder
Bei dieser Bauart handelt es sich um zwei doppeltwirkende Zylinder, die zu einer Baueinheit zusammengesetzt sind. Hierdurch kann die mit der Kolbenstange ausgeübte Kraft nahezu verdoppelt werden. Dieser Zylinder wird überall dort eingesetzt , wo große Kraft benötigt wird, wo aber auf Grund der Einbaubedingungen der Zylinderdurchmesser verhältnismäßig klein sein muss.
Vergleichen Sie die Funktionsweise mit dem doppeltwirkenden Zylinder im Bild von Folie 29.
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[34] Schwenkantrieb
Pneumatische Schwenkantriebe sind kompakt, überlastsicher und erreichen eine hohes Drehmoment. Der Drehwinkel ist meist im Bereich zwischen 0 und 180 Grad einstellbar.
Der Drehwinkel ist über zwei Anschläge einstellbar. In den Endlagen erfolgt eine Dämpfung durch elastische Dämpfungsringe.
Besprechen Sie die Funktionsweise und ziehen Sie den Vergleich mit der Funktionsweise eines doppeltwirkenden Zylinders.
Besprechen Sie Anwendungsbeispiele für Schwenkantriebe.
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[35] Lamellenmotor
Geräte, bei denen pneumatische Energie in endlos drehende Bewegungen umgeformt wird, nennt man Druckluftmotoren. Neben der abgebildeten Bauart Lamellenmotor gibt es pneumatische Kolbenmotoren, Zahnradmotoren und Turbinenmotoren.
Besprechen Sie stellvertretend für alle Bauarten die Funktionsweise des Lamellenmotors und bringen Sie Anwendungsbeispiele.
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