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In deiner Ausbildung hast du bestimmt schon von Pneumatik und Pneumatikschaltungen gehört.
Aber wie sind solche Schaltungen aufgebaut? Welche Grundschaltungen gibt es? Und was ist hier wichtig zu wissen?
simpleclub hilft dir, die wichtigsten Inhalte zu dem Aufbau von Pneumatikschaltungen zu verstehen.
Aufbau von Pneumatikschaltungen einfach erklärt
Pneumatische Schaltungen werden mithilfe von Symbolen dargestellt, um deren Funktion und Verbindung einfach zu verstehen. In Schaltplänen sind sie immer von unten nach oben eingezeichnet. Das liegt daran, dass die Druckluft von unten kommt. Es folgt also dem Weg des Energieflusses.
Ein Schaltplan besteht aus den vier Einheiten Signalglied, Steuerglied, Stellglied und Arbeitselement. Um die unterschiedlichen Bauteile eines Schaltplans zu unterscheiden sind die zusätzlich noch mit dem sogenannten Bezeichnungsschlüssel versehen. Dieser Schlüssel ist unterteilt in die Anlagenbezeichnung, den Medienschlüssel, die Schaltkreisnummer und die Bauteilnummer.
Bei den pneumatischen Steuerungen kann zwischen unterschiedlichen Grundsteuerungen unterschieden werden:
- Steuerung einfach wirkender Zylinder
- Steuerung doppelt wirkender Zylinder
- Steuerung der Kolbengeschwindigkeit
Einfach wirkende Zylinder werden häufig über 3/2- Wegeventile gesteuert, also drei Anschlüsse und zwei Schaltstellungen. Bei 3/2-Wegeventilen wird Druckluft in den Zylinder befördert. Dadurch bewegt sich dieser so lange, bis er am Anschlag ankommt oder bis keine Luft mehr reinströmt. Danach geht er mithilfe einer Feder wieder in die Ausgangsstellung zurück.
Bei doppelt wirkenden Zylindern werden 5/2-Wegeventile zur Steuerung genutzt. Sind besondere Anforderungen gegeben, wird manchmal auch auf 4/3-Wegeventile zurückgegriffen.
Bei der Reduzierung der Kolbengeschwindigkeit kommen Drosselrückschlagventile zum Einsatz. Hier kann die Abluft oder die Zuluft gedrosselt werden, obwohl meistens die Abluft bevorzugt wird, da hier der Kolben zwischen Luftpolstern sitzt, was eine gleichmäßige Bewegung ermöglicht.
Aufbau von Pneumatikschaltungen Definition
In Pneumatischen Schaltungen werden die pneumatischen Bauteile als Symbole dargestellt. So kann die Funktion der Schaltung und die Verbindung der einzelnen Bauteile nachvollzogen werden.
Allgemeiner Aufbau einer Pneumatikschaltung
Pneumatische Schaltungen werden in Richtung des Energieflusses angeordnet. Mit anderen Worten: Dem Weg der Druckluft folgend, von unten nach oben, von der Energieversorgung der Druckluftquelle bis zum Arbeitselement, dem Zylinder.
Die Energiequelle befindet sich unten links, der Antrieb oben und geht von links nach rechts und das Steuerungselement geht aufwärts und ebenfalls von links nach rechts.
Der Schaltplan wird in vier Bereiche unterteilt:
- Signalglied
- Steuerglied
- Stellglied
- Arbeitselement
Im Schaltplan werden die Symbole für die Bauteile in Ausgangsstellung gezeichnet. Also so wie sie beim Start der Anlage ohne Betätigung irgendwelcher Signale sind.
Bezeichnung
Im Schaltplan sind die Bauteile jeweils mit einem Bezeichnungsschlüssel gekennzeichnet. Man unterscheidet zwischen der Anlagenbezeichnung, dem Medienschlüssel, der Schaltkreisnummer und der Bauteilnummer.
Anlagenbezeichnung | Eine Anlagenbezeichnung mit einer Zahl oder einem Buchstaben ist notwendig, wenn der fluidtechnische Kreislauf aus mehr als einer Anlage besteht. |
|---|---|
Medienschlüssel | Ein Medienschlüssel ist notwendig, wenn mehr als ein Medium genutzt wird. Man unterscheidet: H = Hydraulik, G = Gastechnik, L = Schmierung, K = Kühlschmiermittel, P = Pneumatik, C = Kühlung |
Schaltkreisnummer | Schaltkreisnummern sind immer angebracht. Man beginnt bei 0 und nummeriert dann weiter durch. |
Bauteilnummer | Bauteile sind immer mit Nummern versehen, stehen hinter der Schaltkreisnummer und sind durch einen Punkt voneinander getrennt. Hier wird mit der Zahl 1 begonnen und dann weiter durchnummeriert. |
Grundschaltungen der Pneumatik
Pneumatische Steuerungen setzen sich aus einzelnen Grundsteuerungen zusammen.
Steuerung einfach wirkender Zylinder
Einfach wirkende Zylinder werden häufig über 3/2- Wegeventile gesteuert. Also drei Anschlüsse und 2 Schaltstellungen. Die Betätigungsart sowie der Umfang der Steuerung sind bei der Auswahl nicht von Bedeutung. Hier wird Druckluft über den Anschluss in den Zylinder gedrückt und dieser bewegt sich nach vorne. Wird keine Luft mehr hinzugefügt, so bewegt sich der Zylinder durch die Feder wieder zurück in die Ausgangsstellung.
Großvolumige Zylinder werden über ein 3/2 Wegeventil als Stellglied mit großer Nennweite gesteuert. Das hat die Vorteile, dass:
- Das Stellglied nah am Zylinder montiert werden kann
- Das Stellglied mit einem Ventil mit kleiner Nennweite aus größerer Entfernung gesteuert werden kann → lange großvolumige Steuerleitungen entfallen → Energiekosten geringer
Steuerung doppelt wirkender Zylinder
Doppelt wirkende Zylinder werden meist über ein 5/2-Wegeventil gesteuert und bei besonderen Anforderungen über ein 4/3-Wegeventil.
Bei einem 4/3-Wegeventil:
- Sind in Mittelstellung beide Zylinderanschlüsse entlüftet.
- Ist der Kolben frei beweglich, wenn eine Mittelstellung der Ventile besteht und dadurch die Zylinderanschlüsse entlüftet sind.
- Mittelstellung = Schwimmstellung
Auch hier wird das Stellglied nah am Zylinder montiert.
Steuerung der Kolbengeschwindigkeit
Um Kolbengeschwindigkeiten zu reduzieren, werden Drosselrückschlagventile eingesetzt. Dieser Fall kommt relativ häufig vor. Dabei wird die Zuluft oder Abluft gedrosselt. In der Realität ist es jedoch so, dass häufiger die Abluft gedrosselt wird. Das liegt an einer gleichmäßigeren Bewegung, die durch zwei Luftpolster entsteht, zwischen denen der Kolben sitzt.
A: Steuerung ins Langsame
Um die Kolbengeschwindigkeit in beide Richtungen zu verringern, werden zwei Drosselrückschlagventile eingesetzt. Es wird jeweils die Abluft gedrosselt.
B: Steuerung ins Schnelle
Um Kolbengeschwindigkeiten ins Schnelle zu steuern, werden Schnellentlüftungsventile genutzt.
- Beim Ausfahren wird die Abluft gedrosselt → Zylinder fährt langsam aus
- Beim Einfahren wird die Abluft direkt über das Schnellentlüftungsventil entlassen und muss nicht den Weg über die Schaltung zurück machen → Kolben fährt schnell ein
Aufbau von Pneumatikschaltungen Beispiel
Aufbau und Funktionsweise eines Schnellentlüftungsventils
Wenn Druckluft an Anschluss 1 anliegt, wird die Kugel nach rechts gedrückt und versperrt den Weg zu 3. Die Druckluft nimmt den Weg über Anschluss 1 nach 2.
Wenn die Druckluft an Anschluss 2 anliegt, wird die Kugel nach links gedrückt und der Weg zu Anschluss 1 wird versperrt. Die Druckluft kann so nur über Anschluss 3, über den Schalldämpfer, in die Umwelt entweichen.
Aufbau von Pneumatikschaltungen Zusammenfassung
Die Funktion und Verbindung von pneumatischen Schaltungen wird durch Symbolen dargestellt. In Schaltplänen sind die Symbole immer in Ausgangsstellung und von unten nach oben eingezeichnet. Das liegt am Energiefluss der Druckluft, der von unten nach oben geht. Ein Schaltplan kann in die vier Einheiten Signalglied, Steuerglied, Stellglied und Arbeitselement unterteilt werden. Zur Unterscheidung der Bauteile gibt es noch einen Bezeichnungsschlüssel der Auskunft über die Anlagenbezeichnung, den Medienschlüssel, die Schaltkreisnummer und die Bauteilnummer gibt.
Bei den pneumatischen Steuerungen kann zwischen unterschiedlichen Grundsteuerungen unterschieden werden:
- Steuerung einfach wirkender Zylinder:
Hier werden häufig 3/2-Wegeventile eingesetzt. - Steuerung doppelt wirkender Zylinder:
Hier kommen fast immer 5/2-Wegeventile zum Einsatz, außer es bestehen besondere Anforderungen, dann wird auf 4/3-Wegeventile zurückgegriffen. - Steuerung der Kolbengeschwindigkeit:
Hier wird ein Drosselrückschlagventil eingesetzt, das die Abluft drosselt. Manchmal wird statt der Abluft die Zuluft gedrosselt.
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