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

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.