Elektrohydraulik Grundstufe - Festo Didactic€¦ · Elektrohydraulik Grundstufe -QM1-XM1PG1-QM2 A P T B-MB1-MM1-PG2-RZ1 A B-PG1-MB1 24V 12 0V-KF1-SF1 13 14 14 11 A1 A2 12-KF1 12

ArbeitsbuchTP 601

Mit CD-ROM

Festo Didactic

550143 de

ElektrohydraulikGrundstufe

-QM1

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TP

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Bestell-Nr.: 550143

Stand: 08/2015

Autoren: Renate Aheimer, Eberhard Bauer, Frank Ebel,

Christine Löffler, Dieter Merkle, Helmut Werner

Grafik: Doris Schwarzenberger

Layout: 03/2016, Susanne Durz, Frank Ebel, Beatrice Huber

© Festo Didactic SE, Rechbergstraße 3, 73770 Denkendorf, Deutschland, 2016

Alle Rechte vorbehalten.

+49 711 3467-0 www.festo-didactic.com

+49 711 34754-88500 [email protected]

Der Käufer erhält ein einfaches, nicht-ausschließliches, zeitlich unbeschränktes und geografisch nur auf die

Nutzung innerhalb des Standortes/Sitz des Käufers beschränktes Nutzungsrecht wie folgt.

• Der Käufer ist berechtigt, die Inhalte des Werkes zur Fortbildung seiner Mitarbeiterinnen und

Mitarbeiter, des Standortes zu nutzen und hierzu auch Teile der Inhalte zur Erstellung eigener

Fortbildungsunterlagen zur Fortbildung seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Standortes unter

Angabe der Quelle zu verwenden und für die Fortbildung am Standort zu kopieren. Bei

Schulen/Hochschulen und Ausbildungsstätten umfasst das Nutzungsrecht auch die Nutzung für deren

Schüler, Lehrgangsteilnehmer und Studenten des Standortes für den Unterricht.

• Ausgeschlossen ist in jedem Fall das Recht zur Veröffentlichung sowie zur Einstellung und Nutzung in

Intranet- und Internet- sowie LMS-Plattformen und Datenbanken wie z. B. Moodle, die den Zugriff einer

Vielzahl von Nutzern auch außerhalb des Standortes des Käufers ermöglichen.

• Weitere Rechte zu Weitergabe, Vervielfältigungen, Kopien, Bearbeitungen, Übersetzungen,

Mikroverfilmungen sowie die Übertragung, Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen

Systemen, unabhängig ob ganz oder in Teilen, bedürfen der vorherigen Zustimmung der Festo Didactic.

Hinweis

Soweit in diesem Arbeitsbuch nur von Lehrer, Schüler etc. die Rede ist, sind selbstverständlich auch

Lehrerinnen, Schülerinnen etc. gemeint. Die Verwendung nur einer Geschlechtsform soll keine

geschlechtsspezifische Benachteiligung sein, sondern dient nur der besseren Lesbarkeit und dem

besseren Verständnis der Formulierungen.

© Festo Didactic 550143 III

Inhalt

Bestimmungsgemäße Verwendung ____________________________________________________________ V

Vorwort __________________________________________________________________________________ VI

Einleitung ________________________________________________________________________________ IX

Arbeits- und Sicherheitshinweise _____________________________________________________________ X

Trainingspaket Elektrohydraulik Grundstufe (TP 601) __________________________________________ XIII

Lernziele der Grundstufe (TP 601) ____________________________________________________________ XIV

Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben ______________________________________________________ XVI

Gerätesatz der Grundstufe (TP 601) __________________________________________________________ XIX

Zuordnung von Komponenten und Aufgaben _________________________________________________ XXIII

Hinweise für den Lehrer/Ausbilder __________________________________________________________ XXIV

Struktur der Aufgaben _____________________________________________________________________ XXV

Referenzkennzeichnung der Geräte _________________________________________________________ XXVI

Inhalte der CD-ROM ______________________________________________________________________ XXVI

Aufgaben und Lösungen

Aufgabe 1: Ausstatten eines Hydraulikarbeitsplatzes __________________________________________ 3

Aufgabe 2: In Betrieb nehmen einer hydraulischen Zweisäulenpresse ____________________________ 13

Aufgabe 3: Zuführen von Pressteilen _______________________________________________________ 21

Aufgabe 4: Aussortieren von Kisten ________________________________________________________ 37

Aufgabe 5: Ansteuern eines Hubtischs ______________________________________________________ 53

Aufgabe 6: Spannen von Ventilblöcken _____________________________________________________ 67

Aufgabe 7: Spannen von Motorblöcken _____________________________________________________ 87

Aufgabe 8: Biegen von Metallrohren _______________________________________________________ 99

Aufgabe 9: Einpressen eines Getriebelagers ________________________________________________ 111

Aufgabe 10: Anfasen von Werkstücken _____________________________________________________ 129

Aufgabe 11: Öffnen und Schließen einer Härteofentür _________________________________________ 143

Aufgabe 12: Tiefziehen von Blechteilen _____________________________________________________ 159


Aufgabe 14: Transportieren von Containern _________________________________________________ 187

Aufgabe 15: Beheben einer Störung in einer Container-Handhabungseinrichtung __________________ 201

Inhalt

IV © Festo Didactic 550143

Aufgaben und Arbeitsblätter
















© Festo Didactic 550143 V

Bestimmungsgemäße Verwendung

Das Trainingspaket „Elektrohydraulik Grundstufe“ ist nur zu benutzen:

• für die bestimmungsgemäße Verwendung im Lehr- und Ausbildungsbetrieb

• in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand

Die Komponenten des Trainingspakets sind nach dem heutigen Stand der Technik und den anerkannten

sicherheitstechnischen Regeln gebaut. Dennoch können bei unsachgemäßer Verwendung Gefahren für Leib

und Leben des Benutzers oder Dritter und Beeinträchtigungen der Komponenten entstehen.

Das Lernsystem von Festo Didactic ist ausschließlich für die Aus- und Weiterbildung im Bereich

Automatisierung und Technik entwickelt und hergestellt. Das Ausbildungsunternehmen und/oder die

Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu tragen, dass die Auszubildenden die Sicherheitsvorkehrungen, die

in diesem Arbeitsbuch beschrieben sind, beachten.

Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden, des

Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei Gebrauch/Einsatz dieses Gerätesatzes

außerhalb einer reinen Ausbildungssituation auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche Schäden

vorsätzlich oder grob fahrlässig verursacht.

VI © Festo Didactic 550143

Vorwort

Das Lernsystem Automatisierung und Technik von Festo Didactic orientiert sich an unterschiedlichen

Bildungsvoraussetzungen und beruflichen Anforderungen. Abgeleitet hieraus ergibt sich die Gliederung des

Lernsystems:

• Technologieorientierte Trainingspakete

• Mechatronik und Fabrikautomation

• Prozessautomation und Regelungstechnik

• Mobile Robotik

• Hybride Lernfabriken

Parallel zu den Entwicklungen im Bildungsbereich und in der beruflichen Praxis wird das Lernsystem

Automatisierung und Technik laufend aktualisiert und erweitert.

Die technologieorientierten Trainingspakete befassen sich mit den Technologien Pneumatik,

Elektropneumatik, Regelpneumatik, Hydraulik, Elektrohydraulik, Proportionalhydraulik, Regelhydraulik,

Mobilhydraulik, Speicherprogrammierbare Steuerungen, Sensorik, Elektrotechnik, Elektronik und

elektrischen Antrieben.

Der modulare Aufbau des Lernsystems ermöglicht Anwendungen, die über die Grenzen der einzelnen

Trainingspakete hinausgehen. Beispielsweise sind SPS-Ansteuerungen von pneumatischen, hydraulischen

und elektrischen Antrieben möglich.

© Festo Didactic 550143 VII

Alle Trainingspakete setzen sich aus den folgenden Elementen zusammen:

• Hardware

• Medien

• Seminare

Hardware

Die Hardware der Trainingspakete besteht aus didaktisch aufbereiteten Industriekomponenten und

Systemen. Die Komponentenauswahl und Ausführung in den Trainingspaketen ist speziell an die Projekte

der begleitenden Medien angepasst.

Medien

Die Medien zu den einzelnen Themengebieten sind den Bereichen Teachware und Software zugeordnet. Die

praxisorientierte Teachware umfasst:

• Fach- und Lehrbücher (Standardwerke zur Vermittlung fundamentaler Kenntnisse)

• Arbeitsbücher (praktische Aufgaben mit ergänzenden Hinweisen und Musterlösungen)

• Lexika, Handbücher, Fachbücher (bieten Fachinformationen zu vertiefenden Themenbereichen)

• Foliensammlungen und Videos (zur anschaulichen und lebendigen Unterrichtsgestaltung)

• Poster (für die übersichtliche Darstellung von Sachverhalten)

Aus dem Bereich Software werden Programme für die folgenden Anwendungen bereitgestellt:

• Digitale Lernprogramme (didaktisch und medial aufbereitete Lerninhalte)

• Simulationssoftware

• Visualisierungssoftware

• Software zur Messdatenerfassung

• Projektierungs- und Konstruktionssoftware

• Programmiersoftware für Speicherprogrammierbare Steuerungen

Die Lehr- und Lernmedien sind in mehreren Sprachen verfügbar. Sie sind für den Einsatz im Unterricht

konzipiert, aber auch für ein Selbststudium geeignet.

Lizenzarten der Arbeitsbücher

Für Arbeitsbücher bieten wir Ihnen die drei folgenden Lizenzarten an:

• HomeUse-Lizenz

Für den privaten Anwender. Sie bestellen das Arbeitsbuch online als PDF-Dokument. Alle Seiten des

Arbeitsbuchs sind mit einem Wasserzeichen versehen. Das PDF-Dokument können Sie auf Ihrem PC

abspeichern, ausdrucken und bearbeiten. Die Multimedia CD-ROM ist nicht im Lieferumfang enthalten.

• Campus-Lizenz

Der Standard für den kommerziellen Einsatz. Sie bestellen eine gedruckte Version des Arbeitsbuchs mit

Multimedia CD-ROM in der von Ihnen gewünschten Sprache. Die auf der Multimedia CD-ROM

gespeicherten Dateien können Sie auf Ihrem PC abspeichern, ausdrucken und bearbeiten.

VIII © Festo Didactic 550143

• Enterprise-Lizenz

Für Großunternehmen und Bildungseinrichtungen mit mehreren Standorten. Sie bestellen entweder

– eine gedruckte Version des Arbeitsbuchs in der von Ihnen gewünschten Sprache mit einer

Multimedia CD-ROM mit mehrsprachigen Inhalten

oder

– eine Multimedia CD-ROM mit mehrsprachigen Inhalten.

Die auf der Multimedia CD-ROM gespeicherten Dateien können Sie auf Ihrem PC abspeichern,

ausdrucken und bearbeiten.

Hinweis

Die vollständigen Nutzungsrechte richten sich nach den Regelungen im Impressum des erworbenen

Arbeitsbuchs.

Seminare

Ein umfassendes Seminarangebot zu den Inhalten der Trainingspakete rundet das Angebot in Aus- und

Weiterbildung ab.

Haben Sie Tipps, Anregungen oder Vorschläge zur Verbesserung dieses Arbeitsbuchs?

Dann senden Sie diese bitte per E-Mail an [email protected].

Die Autoren und Festo Didactic freuen sich auf Ihre Rückmeldung.

© Festo Didactic 550143 IX

Einleitung

Das vorliegende Arbeitsbuch ist ein Element aus dem Lernsystem Automatisierung und Technik von

Festo Didactic. Das System bildet eine solide Grundlage für eine praxisorientierte Aus- und Weiterbildung.

Die Trainingspakete TP 601 und TP 602 enthalten ausschließlich elektrohydraulische Steuerungen.

Die Grundstufe TP 601 eignet sich für die Grundausbildung in elektrohydraulischer Steuerungstechnik.

Anhand praxisorientierter Problemstellungen vermittelt das Arbeitsbuch Kenntnisse zu den physikalischen

Grundlagen der Elektrohydraulik, zu Funktion und Einsatz elektrohydraulischer Komponenten sowie zu den

typischen elektrischen Grundschaltungen. Mit dem Gerätesatz können einfache elektrohydraulische

Steuerungen aufgebaut werden. Grundkenntnisse in hydraulischer Gerätetechnik werden dabei

vorausgesetzt.

Die Aufbaustufe TP 602 ist auf die Weiterbildung in elektrohydraulischer Steuerungstechnik ausgerichtet.

Mit dem Gerätesatz können weiterführende Schaltungen der Elektrohydraulik aufgebaut werden.

Technische Voraussetzungen für den Aufbau der Steuerungen sind:

• Ein Learnline oder Learntop-S Arbeitsplatz ausgestattet mit einer Festo Didactic Profilplatte. Die

Profilplatte hat 14 parallele T Nuten im Abstand von je 50 mm.

• Ein Hydraulikaggregat (Betriebsspannung 230 V, 50 Hz, Betriebsdruck 6 MPa (60 bar),

Volumenstrom 2 l/min).

• Ein kurzschlusssicheres Netzgerät (Eingang: 230 V, 50 Hz, Ausgang: 24 V, max. 5 A).

• Sicherheits-Laborleitungen.

Mit dem Gerätesatz der Grundstufe TP 601 werden die kompletten Schaltungen der 15 Aufgabenstellungen

aufgebaut. Die theoretischen Grundlagen für das Verständnis der Aufgaben dieses Arbeitsbuchs können

dem Lehrbuch

• Grundlagen der Hydraulik und Elektrohydraulik.

entnommen werden.

Des Weiteren stehen Datenblätter der einzelnen Komponenten (Zylinder, Ventile, Sensoren usw.) zur

Verfügung.

X © Festo Didactic 550143

Arbeits- und Sicherheitshinweise

Allgemein

• Die Auszubildenden dürfen nur unter Aufsicht einer Ausbilderin/eines Ausbilders an den Schaltungen

arbeiten.

• Betreiben Sie elektrische Geräte (z. B. Netzgeräte, Verdichter, Hydraulikaggregate) nur in

Ausbildungsräumen, die mit einer Fehlerstromschutzeinrichtung (RCD) ausgestattet sind.

• Beachten Sie die Angaben der Datenblätter und Bedienungsanleitungen zu den einzelnen

Komponenten, insbesondere auch alle Hinweise zur Sicherheit!

• Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen können, dürfen nicht erzeugt werden.

• Tragen Sie Ihre persönliche Schutzausrüstung (Schutzbrille, Gehörschutz, Sicherheitsschuhe), wenn Sie

an den Schaltungen arbeiten.

Mechanik

• Energieversorgung ausschalten!

– Schalten Sie sowohl die Arbeitsenergie als auch die Steuerenergie aus, bevor Sie an der

Schaltung arbeiten.

– Greifen Sie nur bei Stillstand in den Aufbau.

– Beachten Sie mögliche Nachlaufzeiten von Antrieben.

• Montieren Sie alle Komponenten fest auf die Profilplatte.

• Stellen Sie sicher, dass Grenztaster nicht frontal betätigt werden.

• Verletzungsgefahr bei der Fehlersuche!

Benutzen Sie zur Betätigung der Grenztaster ein Werkzeug, z. B. einen Schraubendreher.

• Stellen Sie alle Komponenten so auf, dass das Betätigen von Schaltern und Trenneinrichtungen nicht

erschwert wird.

• Beachten Sie Angaben zur Platzierung der Komponenten.

Elektrik

• Spannungsfrei schalten!

– Schalten Sie die Spannungsversorgung aus, bevor Sie an der Schaltung arbeiten.

– Beachten Sie, dass elektrische Energie in einzelnen Komponenten gespeichert sein kann.

Informationen hierzu finden Sie in den Datenblättern und Bedienungsanleitungen

der Komponenten.

• Verwenden Sie nur Schutzkleinspannungen, maximal 24 V DC.

• Herstellen bzw. Abbauen von elektrischen Anschlüssen

– Stellen Sie elektrische Anschlüsse nur in spannungslosem Zustand her.

– Bauen Sie elektrische Anschlüsse nur in spannungslosem Zustand ab.

© Festo Didactic 550143 XI

• Verwenden Sie für die elektrischen Anschlüsse nur Verbindungsleitungen mit Sicherheitssteckern.

• Verlegen Sie Verbindungsleitungen so, dass sie nicht geknickt oder geschert werden.

• Verlegen Sie Leitungen nicht über heiße Oberflächen.

– Heiße Oberflächen sind mit einem Warnsymbol entsprechend gekennzeichnet.

• Achten Sie darauf, dass Verbindungsleitungen nicht dauerhaft unter Zug stehen.

• Ziehen Sie beim Abbauen der Verbindungsleitungen nur an den Sicherheitssteckern, nicht an den

Leitungen.

Hydraulik

• Drucklos schalten!

– Schalten Sie das Hydraulikaggregat aus, bevor Sie an der Schaltung arbeiten.

– Prüfen Sie mit Druckmessgeräten, ob die komplette Schaltung drucklos ist.

– Beachten Sie, dass in Druckspeichern Energie gespeichert sein kann.

Informationen hierzu finden Sie in den Datenblättern und Bedienungsanleitungen

der Komponenten.

• Begrenzen Sie den Systemdruck auf 6 MPa (60 bar).

• Der maximal zulässige Höchstdruck beträgt für alle Geräte des Trainingspaketes 12 MPa (120 bar).

Bei doppeltwirkenden Zylindern kann durch die Druckübersetzung ein entsprechend dem

Flächenverhältnis erhöhter Druck entstehen. Bei einem Flächenverhältnis von 1:1,7 und einem

Systemdruck von 6 MPa (60 bar) können es über 10 MPa (100 bar) sein.

• Verletzungsgefahr durch Öltemperaturen > 50 °C!

Austretendes Hydrauliköl mit einer Temperatur > 50 °C kann zu Verbrennungen oder Verbrühungen

führen.

• Die Komponenten (Geräte, Ventile, Schlauchleitungen) sind in der Regel mit selbstabdichtenden

Verschlusskupplungen ausgerüstet.

– Ausnahmen sind Anschlüsse von Komponenten, die nicht für den vollen Betriebsdruck ausgelegt

sind. Diese Komponenten haben aus Sicherheitsgründen offene Kupplungen.

• Verletzungsgefahr beim Einschalten des Hydraulik-Aggregats!

Zylinder können selbsttätig aus- und einfahren.

• Kuppeln der Schlauchleitungen

– Nie bei laufendem Hydraulik-Aggregat oder unter Druck an- oder abkuppeln!

Kupplungen müssen drucklos gekuppelt werden.

– Kupplungsdosen senkrecht auf Kupplungsnippel aufsetzten!

Vermeiden Sie unbedingt ein Verkanten von Kupplungsdose und Kupplungsnippel.

– Kontrollieren Sie nach jedem Entkuppeln, ob sich die Kupplungen geschlossen haben!

• Beachten Sie bei der Montage der Kupplungsnippel oder Kupplungsdosen das maximale

Anzugsdrehmoment von 20 Nm.

XII © Festo Didactic 550143

• Hydraulischer Schaltungsaufbau

– Während des Aufbaus der Schaltung müssen das Hydraulik-Aggregat und das elektrische

Netzteil ausgeschaltet sein.

– Kontrollieren Sie vor der Inbetriebnahme, ob Sie alle Tank- und Leckölleitungen angeschlossen

und alle Kupplungen fest aufgesteckt haben.

– Stellen Sie sicher, dass am Zylinder angeschlossene Schlauchleitungen mit Hydrauliköl gespült

werden, wenn das Ölvolumen, das der Zylinder fasst, kleiner ist als das Ölvolumen, das die

Schlauchleitung aufnehmen kann.

• Inbetriebnahme

– Nehmen Sie einen Zylinder immer nur mit Abdeckhaube in Betrieb.

– Schalten Sie zuerst das elektrische Netzteil ein und danach das Hydraulik-Aggregat.

• Hydraulischer Schaltungsabbau

– Achten Sie vor dem Abbau der Schaltung auf Druckentlastung.

– Schalten Sie zuerst das Hydraulikaggregat aus und danach das elektrische Netzteil.

• Werden Verbindungen unter Druck gelöst, wird durch das Rückschlagventil in der Kupplung Druck in

das Gerät eingesperrt. Mit der Druckentlastungseinheit kann dieser Druck abgebaut werden.

Befestigungstechnik

Die Trägerplatten der Geräte sind mit der Befestigungsvariante A, B, C oder D ausgestattet:

• Variante A, Rastsystem

Leichte nicht belastbare Geräte (z. B. Wegeventile). Geräte einfach in die Nut der Profilplatte einklipsen.

Lösen der Geräte durch Betätigung des blauen Hebels.

• Variante B, Drehsystem

Mittelschwere belastbare Geräte (z. B. Antriebe). Diese Geräte werden durch Hammerschrauben auf die

Profilplatte gespannt. Das Spannen bzw. Lösen erfolgt über die blaue Griffmutter.

• Variante C, Schraubsystem

Für schwer belastbare Geräte bzw. Geräte die selten von der Profilplatte gelöst werden (z. B.

Einschaltventil mit Filterregelventil). Die Geräte werden mit Zylinderschrauben und Hammermutter

befestigt.

• Variante D, Stecksystem

Leichte nicht belastbare Geräte mit Steckbolzen (z. B. Meldeeinrichtung). Sie werden mit Steckadaptern

befestigt.

Notwendiges Zubehör

Zur Untersuchung der Kontaktbelastbarkeit von Tastern wird ein Digital-Multimeter benötigt.

Mit dem Digital-Multimeter werden Ströme gemessen.

© Festo Didactic 550143 XIII

Trainingspaket Elektrohydraulik Grundstufe (TP 601)

Das Trainingspaket TP 601 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Ausbildungsmitteln. Gegenstand dieses

Paketes sind elektrohydraulische Steuerungen. Einzelne Komponenten aus dem Trainingspaket TP 601

können auch Bestandteil anderer Pakete sein.

Wichtige Komponenten des TP 601

• Fester Arbeitsplatz mit Festo Didactic Profilplatte

• Gerätesätze oder Einzelkomponenten (zum Beispiel Zylinder, Ventile, Druckmessgeräte)

• Komplette Laboreinrichtungen

Medien

Die Teachware zum Trainingspaket TP 601 besteht aus einem Lehrbuch und einem Arbeitsbuch. Das

Lehrbuch vermittelt anschaulich und übersichtlich die elektrischen und hydraulischen Grundlagen zu

elektrohydraulischen Steuerungen. Das Arbeitsbuch enthält zu jeder der 15 Aufgaben die Aufgaben- und

Arbeitsblätter, die Lösungen zu jedem Arbeitsblatt und eine CD-ROM. Ein Satz gebrauchsfertiger Aufgaben-

und Arbeitsblätter zu jeder Aufgabe wird mit jedem Arbeitsbuch geliefert.

Datenblätter zu den Hardware-Komponenten werden mit dem Gerätesatz zur Verfügung gestellt.

Medien

Lehrbuch Grundlagen der Hydraulik und Elektrohydraulik

Arbeitsbücher Elektrohydraulik, Grundstufe (TP 601)

Elektrohydraulik, Aufbaustufe (TP 602)

DVD Elektropneumatik und Elektrohydraulik, Grundstufe

Software Simulationssoftware FluidSIM® Hydraulik

WBT Hydraulik – Grundlagen der Hydraulik

WBT Elektrohydraulik – Grundlagen der Elektrohydraulik

WBT Elektrik 1 – Grundlagen der Elektrotechnik

WBT GRAFCET – Einführung in GRAFCET

Als Software zum Trainingspaket TP 601 stehen FluidSIM® H und die digitalen Lernprogramme Hydraulik,

Elektrohydraulik und Elektrik 1 zur Verfügung. Diese Lernprogramme beschäftigen sich ausführlich mit den

Grundlagen der Hydraulik, Elektrohydraulik und Elektrik. Das Lernprogramm GRAFCET liefert eine

anschauliche Einführung in die neue Norm zu GRAFCET. Die Lerninhalte sind sowohl fachsystematisch als

auch anwendungsbezogen an praxisnahen Fallbeispielen dargestellt. FluidSIM® H unterstützt bei der

Unterrichtsvorbereitung. Hydraulische Steuerungen können erstellt und simuliert werden.

Weitere Ausbildungsmittel ersehen Sie aus unseren Katalogen und im Internet. Das Lernsystem

Automatisierung und Technik wird laufend aktualisiert und erweitert. Die Foliensätze, die Filme, CD-ROMs

und DVDs sowie die Fachbücher werden in mehreren Sprachen angeboten.

XIV © Festo Didactic 550143

Lernziele der Grundstufe (TP 601)

Komponenten

• Sie kennen den Aufbau und die Funktion einer Hydraulikpumpe.

• Sie kennen die wichtigsten Kenngrößen einer Hydraulikpumpe.

• Sie können ein Hydraulikaggregat nach Vorgaben auswählen.

• Sie kennen Bauarten und Einsatzmöglichkeiten von Druckbegrenzungsventilen.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktion eines doppeltwirkenden Zylinders.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktion eines 4/2-Wege-Magnetventils.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktion von elektrischen Tastern und Schaltern.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktion eines Relais.

• Sie kennen Aufbau und Funktion von 2/2- und 3/2- Wege-Magnetventilen.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktion eines 4/2-Wege-Magnetimpulsventils.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktion eines Grenztasters.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktion eines elektronischen Druckschalters.

• Sie kennen den Aufbau und die Funktion eines 4/2-Wege-Magnetimpulsventils.

Schaltungen

• Sie können hydraulische Steuerungen sicher in Betrieb nehmen.

• Sie können eine direkte Ansteuerung erklären und aufbauen.

• Sie können lastabhängige Geschwindigkeitssteuerungen entwerfen und aufbauen.

• Sie können eine indirekte Ansteuerung einsetzen.

• Sie können hydraulische und elektrische Komponenten nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten

auswählen und einsetzen.

• Sie kennen zwei Möglichkeiten der Signalspeicherung: mit Magnetimpulsventil, durch elektrische

Selbsthaltung.

• Sie können eine Signalspeicherung im hydraulischen Leistungsteil erklären und aufbauen.

• Sie können Magnetventile den steuerungstechnischen Anforderungen entsprechend auswählen.

• Sie können den Bewegungsablauf einer Steuerung als Funktionsdiagramm darstellen.

• Sie können Grenztaster zur Endlagenkontrolle einsetzen.

• Sie kennen logische Grundfunktionen, können diese anwenden und aufbauen.

• Sie können eine Ablauftabelle erstellen und anwenden.

• Sie können lastunabhängige Geschwindigkeitssteuerungen entwerfen und aufbauen.

• Sie können eine elektrische Selbsthalteschaltung mit dominierendem Ausschaltsignal erklären und

aufbauen.

• Sie kennen Selbsthalteschaltungen mit unterschiedlichem Verhalten.

• Sie können druckabhängige Steuerungen entwerfen und aufbauen.

© Festo Didactic 550143 XV

• Sie können Umströmschaltungen entwerfen und aufbauen.

• Sie können die Signale einer Relaissteuerung elektrisch und mechanisch verriegeln.

• Sie können Schaltungen für ziehende Lasten entwerfen und aufbauen.

• Sie können eine Druckstufensteuerung für zwei Stufen entwerfen und aufbauen.

• Sie kennen verschiedene Arten der Endlagenkontrolle eines Zylinders und können die geeignete

auswählen.

• Sie können den Energieverbrauch einer Anlage durch drucklosen Pumpenumlauf reduzieren.

• Sie kennen einfache Betriebsarten und können diese in der Steuerung berücksichtigen.

• Sie können bestehende Steuerungen erweitern und die Dokumentation entsprechend anpassen.

• Sie können eine Ablaufsteuerung mit zwei Zylindern realisieren.

• Sie können einen einfachen Ablauf in GRAFCET darstellen.

• Sie können Fehler in einfachen elektrohydraulischen Steuerungen erkennen und beheben.

Messungen und Berechnungen

• Sie können den elektrischen Strom in einer elektrohydraulischen Anlage messen und berechnen.

• Sie kennen die Kontaktbelastbarkeit von elektrischen Signalgebern und können diese in der

elektrischen Schaltung berücksichtigen.

XVI © Festo Didactic 550143

Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben

Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Lernziel

Sie kennen den Aufbau und die Funktion einer

Hydraulikpumpe. •

Sie kennen die wichtigsten Kenngrößen einer

Hydraulikpumpe. •

Sie können ein Hydraulikaggregat nach

Vorgaben auswählen. •

Sie kennen Bauarten und Einsatzmöglichkeiten

von Druckbegrenzungsventilen. •

Sie können hydraulische Steuerungen sicher in

Betrieb nehmen. •

Sie kennen den Aufbau und die Funktion eines

doppeltwirkenden Zylinders. •


4/2-Wege-Magnetventils. •

Sie kennen den Aufbau und die Funktion von

elektrischen Tastern und Schaltern. •

Sie können eine direkte Ansteuerung erklären

und aufbauen. •

Sie können lastabhängige

Geschwindigkeitssteuerungen entwerfen und

aufbauen.

•


Relais. •

Sie können eine indirekte Ansteuerung

einsetzen. • •

Sie können den elektrischen Strom in einer

elektrohydraulischen Anlage messen und

berechnen.

•

Sie kennen die Kontaktbelastbarkeit von

elektrischen Signalgebern und können diese in

der elektrischen Schaltung berücksichtigen.

•

Sie kennen Aufbau und Funktion von 2/2- und

3/2- Wege-Magnetventilen. •

Sie können hydraulische und elektrische

Komponenten nach wirtschaftlichen

Gesichtspunkten auswählen und einsetzen.

•

© Festo Didactic 550143 XVII

Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Lernziel


4/2-Wege-Magnetimpulsventils. •

Sie kennen zwei Möglichkeiten der

Signalspeicherung: mit Magnetimpulsventil,

durch elektrische Selbsthaltung.

•

Sie können eine Signalspeicherung im

hydraulischen Leistungsteil erklären und

aufbauen.

•

Sie können Magnetventile den

steuerungstechnischen Anforderungen

entsprechend auswählen.

•

Sie können den Bewegungsablauf einer

Steuerung als Funktionsdiagramm darstellen. •


Grenztasters. •

Sie können Grenztaster zur Endlagenkontrolle

einsetzen. • •

Sie kennen logische Grundfunktionen, können

diese anwenden und aufbauen. • •

Sie können eine Ablauftabelle erstellen und

anwenden. •

Sie können lastunabhängige

Geschwindigkeitssteuerungen entwerfen und

aufbauen.

•

Sie können eine elektrische Selbsthalteschaltung

mit dominierendem Ausschaltsignal erklären und

aufbauen.

• •

Sie kennen Selbsthalteschaltungen mit

unterschiedlichem Verhalten. •


elektronischen Druckschalters. •

Sie können druckabhängige Steuerungen

entwerfen und aufbauen. •

Sie können Umströmschaltungen entwerfen und

aufbauen. •

XVIII © Festo Didactic 550143

Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Lernziel

Sie kennen Aufbau und Funktion verschiedener

4/3- Wege-Magnetventile. •

Sie können Signale einer Relaissteuerung

elektrisch und mechanisch verriegeln. •

Sie können Schaltungen für ziehende Lasten

entwerfen und aufbauen. •

Sie können eine Druckstufensteuerung für zwei

Stufen entwerfen und aufbauen. •

Sie kennen verschiedene Arten der

Endlagenkontrolle eines Zylinders und können

die geeignete auswählen.

•

Sie können den Energieverbrauch einer Anlage

durch drucklosen Pumpenumlauf reduzieren. •

Sie kennen einfache Betriebsarten und können

diese in der Steuerung berücksichtigen. •

Sie können bestehende Steuerungen erweitern

und die Dokumentation entsprechend anpassen. •

Sie können eine Ablaufsteuerung mit zwei

Zylindern realisieren. •

Sie können einen einfachen Ablauf in GRAFCET

darstellen. •

Sie können Fehler in einfachen

elektrohydraulischen Steuerungen erkennen und

beheben.

•

© Festo Didactic 550143 XIX

Gerätesatz der Grundstufe (TP 601)

Dieser Gerätesatz ist für die Grundausbildung in elektrohydraulischer Steuerungstechnik zusammengestellt.

Er enthält alle Komponenten, die für die Erarbeitung der vorgegebenen Lernziele erforderlich sind und kann

mit anderen Gerätesätzen beliebig erweitert werden.

Zum Aufbau funktionsfähiger Steuerungen werden zusätzlich die Profilplatte, Schlauchleitungen mit

Schnellverschlusskupplungen und ein Hydraulikaggregat benötigt.

Gerätesatz Elektrohydraulik, Grundstufe (TP 601), Bestell-Nr. 573037

Menge Benennung Bestellnummer

1 2-Wege Stromregelventil 544338

1 4/2-Wege-Magnetventil, federrückgestellt 544346

1 4/2-Wege-Magnetimpulsventil, rastend 544352

1 4/3-Wege-Magnetventil, Mittelstellung gesperrt 544347

1 Absperrventil 152844

1 Anbausatz für Zylinder 544371

2 Doppeltwirkender Zylinder, 16/10/200, mit Abdeckhaube 572746

1 Drosselrückschlagventil 152843

1 Druckbegrenzungsventil 544335

2 Druckmessgerät 152841

1 Druckschalter, elektronisch 548612

1 Gewicht, 9 kg, für Zylinder 152972

1 Grenztaster, elektrisch, Betätigung von links 183322

1 Grenztaster, elektrisch, Betätigung von rechts 183345

2 Näherungsschalter, elektronisch 2342009

2 Relais, 3-fach 162241

1 Rückschlagventil mit Schlauch, Öffnungsdruck 0,6 MPa (6 bar) 548618

1 Signaleingabe, elektrisch 162242

2 T-Verteiler 152847

2 Verteilerplatte, 4-fach, mit Druckmessgerät 159395

XX © Festo Didactic 550143

Symbole des Gerätesatzes

Komponente Symbol

2-Wege-Stromregelventil

4/2-Wege-Magnetventil,

federrückgestellt

4/2-Wege-Magnetimpulsventil,

rastend

4/3-Wege-Magnetventil,

Mittelstellung gesperrt

Absperrventil

Doppeltwirkender Zylinder, 16/10/200,

mit Abdeckhaube

© Festo Didactic 550143 XXI

Komponente Symbol

Drosselrückschlagventil

Druckbegrenzungsventil

Druckmessgerät

Druckschalter, elektronisch EN 60617-7 ISO 1219-1

Gewicht, 9 kg, für Zylinder

Grenztaster, elektrisch

Näherungsschalter, elektronisch

XXII © Festo Didactic 550143

Komponente Symbol

Relais, 3-fach

Rückschlagventil mit Schlauch,

Öffnungsdruck 0,6 MPa (6 bar)

Signaleingabe, elektrisch

T-Verteiler

Verteilerplatte, 4-fach,

mit Druckmessgerät

© Festo Didactic 550143 XXIII

Zuordnung von Komponenten und Aufgaben

Gerätesatz TP 601

Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Komponente

2-Wege-Stromregelventil 1 1 1 1 1

4/2-Wege-Magnetventil, federrückgestellt 1 1 1 1 1 1 1 1

4/2-Wege-Magnetimpulsventil, rastend 1 1 1 1 1

4/3-Wege-Magnetventil, gesperrt 1 1 1 1 1

Absperrventil 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Anbausatz für Zylinder 1 1 1 1

Doppeltwirkender Zylinder, mit Abdeckhaube 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2

Drosselrückschlagventil 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Druckbegrenzungsventil 1 1 1 1 1 1

Druckmessgerät 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2

Druckschalter, elektronisch 1 1

Gewicht, 9 kg, für Zylinder 1 1 1

Grenztaster, elektrisch 1 2 2 2

Näherungsschalter, elektronisch 1 2 2 2

Relais, 3-fach 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 2

Rückschlagventil, 0,6 MPa (6 bar) 1 1 1

Signaleingabe, elektrisch 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

T-Verteiler 2 1 2 2 2 2 2

Verteilerplatte, 4-fach, mit Druckmessgerät 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

XXIV © Festo Didactic 550143

Notwendiges Zubehör

Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Komponente

Abdeckhaube für Gewicht 1 1 1

Digital-Multimeter 1

Hydraulikaggregat 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Netzgerät, 24 V DC 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Schlauchleitung, 600 mm 3 3 3 2 3 3 4 2 6 4 6 6 7 7

Schlauchleitung, 1000 mm 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Schlauchleitung, 1500 mm 2 2 4 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4

Hinweise für den Lehrer/Ausbilder

Lernziele

Das Groblernziel des vorliegenden Arbeitsbuchs ist das Verstehen, Entwerfen, Aufbauen und die sichere

Inbetriebnahme von Grundschaltungen der Elektrohydraulik. Die Erkenntnisse werden durch theoretische

Fragestellungen und durch den praktischen Aufbau der Schaltungen auf der Profilplatte gewonnen. Durch

diese direkte Wechselwirkung von Theorie und Praxis ist ein schneller und nachhaltiger Lernfortschritt

gewährleistet. Die Feinlernziele sind in der Matrix dokumentiert. Konkrete Einzellernziele sind jeder

Aufgabenstellung zugeordnet.

Richtzeit

Die benötigte Zeit für das Durcharbeiten der Aufgabenstellungen hängt vom Vorwissen der Lernenden ab.

Pro Aufgabe kann angesetzt werden: ca. 1 bis 1,5 Stunden.

Komponenten des Gerätesatzes

Lehrbuch, Arbeitsbuch und Gerätesatz sind aufeinander abgestimmt. Für alle 15 Aufgaben benötigen Sie

Komponenten eines Gerätesatzes TP 601.

Jede Aufgabe kann auf einer Profilplatte mit 1100 mm Breite aufgebaut werden.

Normen

Im vorliegenden Arbeitsbuch werden die folgenden Normen angewendet:

ISO 1219-1 Fluidtechnik, Graphische Symbole und Schaltpläne

EN 60617-2 bis EN 60617-8 Graphische Symbole für Schaltpläne

EN 81346-2 Industrielle Systeme, Anlagen und Ausrüstungen und Industrieprodukte;

Strukturierungsprinzipien und Referenzkennzeichnung

© Festo Didactic 550143 XXV

Kennzeichnung der Lösungen

Lösungstexte und Ergänzungen in Grafiken oder Diagrammen sind rot dargestellt.

Kennzeichnungen in den Arbeitsblättern

Zu ergänzende Texte sind durch Schreiblinien oder graue Tabellenzellen gekennzeichnet.

Zu ergänzende Grafiken sind durch Raster hinterlegt.

Hinweise für den Unterricht

Hier werden zusätzliche Informationen zur didaktisch-methodischen Vorgehensweise, zu den einzelnen

Komponenten und den aufgebauten Steuerungen gegeben. Diese Hinweise sind in den Arbeitsblättern nicht

enthalten.

Lösungen

Die in diesem Arbeitsbuch angegebenen Lösungen sind Ergebnisse von Testmessungen. Die Resultate Ihrer

Messungen können von diesen Daten abweichen.

Lernfelder

Im Folgenden ist eine Zuordnung der Lernfelder der Berufsschule auf das Ausbildungsthema

„Grundschaltungen der Elektrohydraulik“ für ausgewählte Ausbildungsberufe dargestellt.

Ausbildungsberuf Lernfeld Thema

Mechatroniker/in 4 Untersuchen der Energie- und Informationsflüsse in elektrischen, pneumatischen

und hydraulischen Baugruppen

7 Realisieren mechatronischer Teilsysteme

Industriemechaniker/in 6 Installieren und Inbetriebnehmen steuerungstechnischer Systeme

Elektroniker/in für

Automatisierungstechnik

3 Steuerungen analysieren und anpassen

6 Anlagen realisieren und deren Sicherheit prüfen

Struktur der Aufgaben

Alle 15 Aufgaben haben den gleichen methodischen Aufbau. Die Aufgaben sind gegliedert in:

• Titel

• Lernziele

• Problemstellung

• Lageplan

• Arbeitsaufträge

• Arbeitshilfen

• Arbeitsblätter

Das Arbeitsbuch enthält die Lösungen zu jedem Arbeitsblatt aller 15 Aufgaben.

XXVI © Festo Didactic 550143

Referenzkennzeichnung der Geräte

Die Referenzkennzeichnung in den Schaltplänen erfolgt nach DIN EN 81346-2:2010-05 Industrielle Systeme,

Anlagen und Ausrüstungen und Industrieprodukte – Strukturierungsprinzipien und Referenzkennzeichnung

– Teil 2: Klassifizierung von Objekten und Kennbuchstaben von Klassen. Der produktbezogene Aspekt der

Geräte wird betrachtet, daher beginnen alle Referenzkennzeichen mit einem Bindestrich. Abhängig vom

Gerät werden Kennbuchstaben vergeben. Haben mehrere Geräte innerhalb eines Schaltkreises den gleichen

Kennbuchstaben, werden diese Geräte durchnummeriert.

Zylinder: -MM1, -MM2, ...

Ventile: -QM1, -QM2, -KH1, -KH2, -RM1, -RZ1, …

Sensoren: -BG1, -BG2, -BF1, -BP1, ...

Signaleingabe: -SF1, -SF2, -SJ1, -SJ2, ...

Zubehör: -AZ1, -AZ2, -XM1, -XM2, -PG1, …

Inhalte der CD-ROM

Bei den Lizenzarten Campus-Lizenz und Enterprise-Lizenz wird mit dem Arbeitsbuch eine Multimedia

CD-ROM geliefert. Das komplette Arbeitsbuch ist auf dieser CD-ROM als PDF-Datei gespeichert. Zusätzlich

stellt die CD-ROM Ihnen ergänzende Medien zur Verfügung.

Die CD-ROM enthält folgende Ordner:

• Bedienungsanleitungen

• Bilder

• Datenblätter

• FluidSIM® Schaltpläne

• Präsentationen

Bedienungsanleitungen

Bedienungsanleitungen für verschiedene Komponenten des Trainingspakets stehen zur Verfügung. Diese

Anleitungen helfen bei Einsatz und Inbetriebnahme der Komponenten.

Bilder

Fotos und Grafiken von Komponenten und industriellen Anwendungen werden bereitgestellt. Hiermit

können eigene Aufgabenstellungen illustriert werden. Auch Projektpräsentationen können durch den

Einsatz dieser Abbildungen ergänzt werden.

© Festo Didactic 550143 XXVII

Datenblätter

Die Datenblätter der Komponenten des Trainingspaketes werden zusammen mit dem Gerätesatz geliefert

und stehen zusätzlich als pdf-Dateien zur Verfügung.

FluidSIM® Schaltpläne

Für alle 15 Aufgaben des Trainingspaketes sind die FluidSIM® Schaltpläne in diesem Verzeichnis hinterlegt.

Präsentationen

Kurzpräsentationen für Komponenten des Trainingspaketes sind in diesem Verzeichnis gespeichert. Diese

Präsentationen können zum Beispiel bei der Erstellung von Projektpräsentationen verwendet werden.

XXVIII © Festo Didactic 550143

Inhalt

Aufgaben und Lösungen
















Inhalt

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Aufgabe 1: Ausstatten eines Hydraulikarbeitsplatzes

Lernziele

Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben,

• kennen Sie den Aufbau und die Funktion einer Hydropumpe.

• kennen Sie die wichtigsten Kenngrößen einer Hydropumpe.

• können Sie ein Hydraulikaggregat nach Vorgaben auswählen.

Problemstellung

In der Ausbildung soll ein neuer Hydraulikarbeitsplatz aufgebaut werden. Eingesetzt werden Komponenten

der Baugröße NG 4. Der maximale Betriebsdruck ist auf 6 MPa (60 bar) begrenzt. Ein 230 V

Wechselspannungsanschluss ist vorhanden. Ein geeignetes Hydraulikaggregat ist auszuwählen.

Lageplan

Hydraulikarbeitsplatz

Aufgabe 1 – Ausstatten eines Hydraulikarbeitsplatzes


Arbeitsaufträge

1. Beschreiben Sie Aufbau und Funktionsweise von Hydropumpen.

2. Berechnen Sie den Volumenstrom einer Hydropumpe.

3. Berechnen Sie den Wirkungsgrad einer Hydropumpe.

4. Wählen Sie ein Hydraulikaggregat nach Vorgaben aus.

Arbeitshilfen

• Tabellenbücher

• Lehrbuch Grundlagen der Hydraulik und Elektrohydraulik

• Datenblätter der Komponenten

• Konstruktions- und Simulationssoftware FluidSIM® H

• WBT Hydraulik

1. Aufbau und Funktion von Hydropumpen

Information

Hydropumpen sind Verdrängerpumpen und funktionieren nach dem Prinzip „Saugen und

Verdrängen“. Anhand des Verdrängungsvolumens lassen sich drei Grundtypen von Hydropumpen

unterscheiden:

• Konstantpumpen konstantes Verdrängungsvolumen

• Verstellpumpen verstellbares Verdrängungsvolumen

• Regelpumpen Verdrängungsvolumen wird nach Druck, Volumenstrom bzw.

Leistung geregelt

Die Hydropumpe erzeugt einen Volumenstrom (aber keinen Druck). Die Fördermenge/Umdrehung

und die Antriebsdrehzahl bestimmen den Pumpenförderstrom, angegeben in l/min.

Druck entsteht nur durch Widerstand gegen den Pumpenförderstrom z. B. Strömungswiderstand,

Lastwiderstand, Druckbegrenzungsventil-Einstellung. Der Druck wird in MPa oder bar angegeben.


© Festo Didactic 550143 5

a) Beschreiben Sie die Funktion der dargestellten Zahnradpumpe.

Zahnradpumpe – Schnittbild; 1: Quetschflüssigkeit, 2: Druckraum, 3: Saugraum

Bei Zahnradpumpen handelt es sich um Konstantpumpen, da das verdrängte Volumen, das durch die

Zahnlücke bestimmt wird, nicht veränderbar ist.

Die Zahnradpumpe arbeitet nach folgendem Prinzip:

• Ein Zahnrad ist mit dem Antrieb verbunden, das andere wird über die Verzahnung mit gedreht.

• Durch die Volumenvergrößerung, die sich ergibt, wenn ein Zahn aus einer Zahnlücke heraustritt,

entsteht ein Unterdruck im Saugraum.

• Die Druckflüssigkeit füllt die Zahnkammern und wird außen am Gehäuse entlang in den

Druckraum gefördert.

• Dort wird die Druckflüssigkeit durch Ineinandertauchen der Zähne und Zahnlücken aus den

Zahnkammern herausgedrückt und in die Leitungen verdrängt.

Hinweis für den Unterricht

In den Zahnzwischenräumen zwischen Saug- und Druckraum tritt Quetschflüssigkeit auf. Diese wird

über eine Nut dem Druckraum zugeführt, da durch Komprimierung des eingeschlossenen Öls

Druckspitzen auftreten würden, die Geräusche und eine Zerstörung der Pumpe zur Folge hätten.

Das Lecköl der Pumpe wird durch die Größe der Spalte (zwischen Gehäuse, Zahnköpfen und

Zahnseitenflächen), die Überdeckung der Zahnräder, die Viskosität und die Drehzahl bestimmt.



b) Benennen Sie die hinterlegten Schaltzeichen und beschreiben Sie kurz die Funktion der Komponenten.

Hydraulikaggregat – Schaltzeichen

1. Elektromotor mit einer Drehrichtung

Antrieb für Hydropumpen.

2. Hydraulikpumpe

Pumpe mit konstantem Fördervolumen. Der Volumenstrom ist bestimmt durch Motordrehzahl

und Verdrängungsvolumen pro Umdrehung.

3. Druckmessgerät

Zeigt die Höhe des Druckes mit einer bestimmten Toleranz an.

4. Druckbegrenzungsventil

Einstellbares Druckbegrenzungsventil ohne Leckölanschluss. Bei einem einstellbaren Druck

beginnt das Ventil zu öffnen.



c) Ordnen Sie den einzelnen Komponenten des Hydraulikaggregats die entsprechende Zahl in der

Zeichnung zu.

Hydraulikaggregat – Schematische Darstellung

Komponenten-Nr. Komponente (Bezeichnung)

6 Ablassschraube

3 Ansaugkammer

2 Ansaugrohr

10 Belüftung mit Luftfilter

4 Beruhigungsblech

8 Einfüllfilter

9 Füllstandsanzeige, maximaler Füllstand

7 Füllstandsanzeige, minimaler Füllstand

1 Motor und Pumpe

11 Rücklauf

5 Rücklaufkammer



2. Berechnen des Volumenstroms einer Hydropumpe

Information Das Verdrängungsvolumen V (auch Fördervolumen oder Hubvolumen genannt) ist ein Maß für die

Größe der Pumpe. Es bezeichnet das Flüssigkeitsvolumen, das von der Pumpe pro Umdrehung

(bzw. pro Hub) gefördert wird.

Das geförderte Flüssigkeitsvolumen pro Minute wird als Volumenstrom q (Förderstrom) bezeichnet.

Dieser ergibt sich aus dem Verdrängungsvolumen V und der Drehzahl n:

q n V= ⋅

– Berechnen Sie den Förderstrom einer Zahnradpumpe.

Gegeben

Drehzahl n = 1450 min-1

Verdrängungsvolumen V = 2,8 cm3 (pro Umdrehung)

Gesucht

Förderstrom q in l/min

Rechnung

3 3

-1 3 cm dm1450 min 2,8 cm = 4060 = 4,06 = 4,06 l/minmin min

q n V ⋅= ⋅ =



3. Berechnen des Wirkungsgrads einer Hydropumpe

Information

Mechanische Leistung wird durch Pumpen in hydraulische umgewandelt, dabei entstehen

Leistungsverluste, die mit dem Wirkungsgrad ausgedrückt werden.

Die von der Pumpe abgegebene hydraulische Nutzleistung Phyd ist abhängig vom Betriebsdruck p

und vom effektiven Förderstrom qeff. Die Nutzleistung errechnet sich nach

hyd effP p q= ⋅

Der volumetrische Wirkungsgrad ist das Verhältnis von effektivem Förderstrom und dem

theoretisch errechneten Förderstrom der Pumpe.

effvol

th

qq

η =

th thq V n= ⋅

eff th volq V n= ⋅ ⋅η

– Berechnen Sie den Wirkungsgrad einer Hydropumpe.

Gegeben



effektiver Förderstrom effl8,6

minq = bei 100 bar

Gesucht

Wirkungsgrad ηvol

Rechnung

3 -1th

l6,5 cm 1450 min = 9,4min

q = ⋅

effvol

th

l8,6min = 0,92 = 92 %

l9,4min

qq

η = =



4. Auswahl eines Hydraulikaggregats

Information

Im Folgenden finden Sie Auszüge aus drei Datenblättern von Hydraulikaggregaten. Wählen Sie das

Aggregat aus, welches die folgenden Bedingungen erfüllt:

• Antriebsmotor mit 230 V Nennspannung

• Frequenz 50 Hz

• Fördermenge bei Nenndrehzahl 2,2 l/min

• Gewicht ohne Ölbefüllung max. 20 kg

Allgemein HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Abmessungen

Länge

Breite

Höhe

580 mm

300 mm

180 mm

580 mm

300 mm

180 mm

580

300

180 mm

Gewicht

leer

mit Ölbefüllung

19 kg

24 kg

19 kg

24 kg

19 kg

29 kg

Elektrik HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Motor Wechselstrom, einphasig Wechselstrom, einphasig Wechselstrom, dreiphasig

Nennleistung 650 W 550 W 550 W

Nennspannung 230 V 110 V 400 V

Frequenz 50 Hz 60 Hz 50 Hz

Nenndrehzahl 1320 min-1 1680 min-1 1390 min-1

Schutzart IP 20 IP 20 IP 20

Einschaltdauer 50 % 50 % 100 %



Hydraulik HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Medium Mineralöl, empfohlen 22 cSt (mm2/s)

Pumpenbauart Außenzahnradpumpe

Geometrisches Fördervolumen 1,6 cm3 1,6 cm3 1,6 cm3

Fördermenge bei Nenndrehzahl 2,2 l/min 2,7 l/min 2,2 l/min

Betriebsdruck 0,5–6 MPa (5–60 bar)

Einstellung manuell

Druckmessgerät Anzeigebereich 0–10 MPa (0–100 bar)

Druckmessgerät Güteklasse 1,6

Ölvolumen des Tanks ca. 5 l ca. 5 l ca. 10 l

Rücklauffilter, Filterfeinheit 90 µm

Anschluss je eine Kupplungsdose für P und T, eine Kupplung für Tankleitung des Speichers, ein Anschluss für

Abflussmessbehälter

– Welches Hydraulikaggregat haben Sie ausgewählt? Begründen Sie Ihre Auswahl.

Ausgewählt wurde das Hydraulikaggregat mit der Bezeichnung HA-5L-230-50. Es erfüllt die

geforderten Bedingungen:


• Frequenz 50 Hz






Inhalt

Aufgaben und Arbeitsblätter
















Inhalt



Aufgabe 1: Ausstatten eines Hydraulikarbeitsplatzes

Lernziele

Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben,

• kennen Sie den Aufbau und die Funktion einer Hydropumpe.

• kennen Sie die wichtigsten Kenngrößen einer Hydropumpe.

• können Sie ein Hydraulikaggregat nach Vorgaben auswählen.

Problemstellung

In der Ausbildung soll ein neuer Hydraulikarbeitsplatz aufgebaut werden. Eingesetzt werden Komponenten

der Baugröße NG 4. Der maximale Betriebsdruck ist auf 6 MPa (60 bar) begrenzt. Ein 230 V

Wechselspannungsanschluss ist vorhanden. Ein geeignetes Hydraulikaggregat ist auszuwählen.

Lageplan

Hydraulikarbeitsplatz


4 Name: __________________________________ Datum: ____________ © Festo Didactic 550143

Arbeitsaufträge

1. Beschreiben Sie Aufbau und Funktionsweise von Hydropumpen.

2. Berechnen Sie den Volumenstrom einer Hydropumpe.

3. Berechnen Sie den Wirkungsgrad einer Hydropumpe.

4. Wählen Sie ein Hydraulikaggregat nach Vorgaben aus.

Arbeitshilfen

• Tabellenbücher

• Lehrbuch Grundlagen der Hydraulik und Elektrohydraulik

• Datenblätter der Komponenten

• Konstruktions- und Simulationssoftware FluidSIM® 5 H

• WBT Elektrohydraulik

1. Aufbau und Funktion von Hydropumpen

Information

Hydropumpen sind Verdrängerpumpen und funktionieren nach dem Prinzip „Saugen und

Verdrängen“. Anhand des Verdrängungsvolumens lassen sich drei Grundtypen von Hydropumpen

unterscheiden:

• Konstantpumpen konstantes Verdrängungsvolumen

• Verstellpumpen verstellbares Verdrängungsvolumen

• Regelpumpen Verdrängungsvolumen wird nach Druck, Volumenstrom bzw.

Leistung geregelt

Die Hydropumpe erzeugt einen Volumenstrom (aber keinen Druck). Die Fördermenge/Umdrehung

und die Antriebsdrehzahl bestimmen den Pumpenförderstrom, angegeben in l/min.

Druck entsteht nur durch Widerstand gegen den Pumpenförderstrom z. B. Strömungswiderstand,

Lastwiderstand, Druckbegrenzungsventil-Einstellung. Der Druck wird in MPa oder bar angegeben.


© Festo Didactic 550143 Name: __________________________________ Datum: ____________ 5

a) Beschreiben Sie die Funktion der dargestellten Zahnradpumpe.

Zahnradpumpe – Schnittbild; 1: Quetschflüssigkeit, 2: Druckraum, 3: Saugraum

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b) Benennen Sie die hinterlegten Schaltzeichen und beschreiben Sie kurz die Funktion der Komponenten.

Hydraulikaggregat – Schaltzeichen

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c) Ordnen Sie den einzelnen Komponenten des Hydraulikaggregats die entsprechende Zahl in der

Zeichnung zu.

Hydraulikaggregat – Schematische Darstellung

Komponenten-Nr. Komponente (Bezeichnung)

Ablassschraube

Ansaugkammer

Ansaugrohr

Belüftung mit Luftfilter

Beruhigungsblech

Einfüllfilter

Füllstandsanzeige, maximaler Füllstand

Füllstandsanzeige, minimaler Füllstand

Motor und Pumpe

Rücklauf

Rücklaufkammer



2. Berechnen des Volumenstroms einer Hydropumpe

Information Das Verdrängungsvolumen V (auch Fördervolumen oder Hubvolumen genannt) ist ein Maß für die

Größe der Pumpe. Es bezeichnet das Flüssigkeitsvolumen, das von der Pumpe pro Umdrehung

(bzw. pro Hub) gefördert wird.

Das geförderte Flüssigkeitsvolumen pro Minute wird als Volumenstrom q (Förderstrom) bezeichnet.

Dieser ergibt sich aus dem Verdrängungsvolumen V und der Drehzahl n:

q n V= ⋅

– Berechnen Sie den Förderstrom einer Zahnradpumpe.

Gegeben



Gesucht

Förderstrom q in l/min

Rechnung



3. Berechnen des Wirkungsgrads einer Hydropumpe

Information

Mechanische Leistung wird durch Pumpen in hydraulische umgewandelt, dabei entstehen

Leistungsverluste, die mit dem Wirkungsgrad ausgedrückt werden.

Die von der Pumpe abgegebene hydraulische Nutzleistung Phyd ist abhängig vom Betriebsdruck p

und vom effektiven Förderstrom qeff. Die Nutzleistung errechnet sich nach

hyd effP p q= ⋅

Der volumetrische Wirkungsgrad ist das Verhältnis von effektivem Förderstrom und dem

theoretisch errechneten Förderstrom der Pumpe.

effvol

th

qq

η =

th thq V n= ⋅

eff th volq V n= ⋅ ⋅η

– Berechnen Sie den Wirkungsgrad einer Hydropumpe.

Gegeben



effektiver Förderstrom effl8,6

minq = bei 100 bar

Gesucht

Wirkungsgrad ηvol

Rechnung



4. Auswahl eines Hydraulikaggregats

Information

Im Folgenden finden Sie Auszüge aus drei Datenblättern von Hydraulikaggregaten. Wählen Sie das

Aggregat aus, welches die folgenden Bedingungen erfüllt:


• Frequenz 50 Hz



Allgemein HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Abmessungen

Länge

Breite

Höhe

580 mm

300 mm

180 mm

580 mm

300 mm

180 mm

580

300

180 mm

Gewicht

leer

mit Ölbefüllung

19 kg

24 kg

19 kg

24 kg

19 kg

29 kg

Elektrik HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Motor Wechselstrom, einphasig Wechselstrom, einphasig Wechselstrom, dreiphasig

Nennleistung 650 W 550 W 550 W

Nennspannung 230 V 110 V 400 V

Frequenz 50 Hz 60 Hz 50 Hz

Nenndrehzahl 1320 min-1 1680 min-1 1390 min-1

Schutzart IP 20 IP 20 IP 20

Einschaltdauer 50 % 50 % 100 %



Hydraulik HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Medium Mineralöl, empfohlen 22 cSt (mm2/s)

Pumpenbauart Außenzahnradpumpe

Geometrisches Fördervolumen 1,6 cm3 1,6 cm3 1,6 cm3

Fördermenge bei Nenndrehzahl 2,2 l/min 2,7 l/min 2,2 l/min

Betriebsdruck 0,5–6 MPa (5–60 bar)

Einstellung manuell

Druckmessgerät Anzeigebereich 0–10 MPa (0–100 bar)

Druckmessgerät Güteklasse 1,6

Ölvolumen des Tanks ca. 5 l ca. 5 l ca. 10 l

Rücklauffilter, Filterfeinheit 90 µm

Anschluss je eine Kupplungsdose für P und T, eine Kupplung für Tankleitung des Speichers, ein Anschluss für

Abflussmessbehälter

– Welches Hydraulikaggregat haben Sie ausgewählt? Begründen Sie Ihre Auswahl.

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Documents

Elektrohydraulik Grundstufe - Festo Didactic€¦ · Elektrohydraulik Grundstufe -QM1-XM1PG1-QM2 A P T B-MB1-MM1-PG2-RZ1 A B-PG1-MB1 24V 12 0V-KF1-SF1 13 14 14 11 A1 A2 12-KF1 12