Introductieles voor cursus Pneumatiek - hoofdstuk 2

Hoofdstuk 2 - Schematechniek en codering

Het zou handig zijn als iedereen op dezelfde manier symbolen zou tekenen. Er zijn dus nog al wat verschillende manieren van tekenen en coderen. Grafische symbolen en stroomschema’s zijn vastgelegd in de verschillende delen van de norm NEN-ISO 1219-2.

In dit onderwerp komen de volgende paragrafen aan bod:

• Schematechniek
• Tekenen en coderen

Schematechniek

In de elektropneumatische tekening van figuur 22 is cilinder K aangesloten op een ventiel. In de getekende stand is er een verbinding tussen persaansluiting 1 en de stangzijde van de cilinder. Tegelijkertijd is er ook een verbinding tussen de bodemzijde van de cilinder en retouraansluiting 3. Als schakelaar a sluit, wordt spoel 1 magnetisch. De spoel trekt de weekijzeren kern naar binnen, die op zijn beurt de schuif naar rechts verplaatst. Het ventiel schakelt om, waardoor persaansluiting 1 in verbinding komt met de bodemzijde van de cilinder. De stangzijde staat dan in verbinding met de buitenlucht. Cilinder K maakt de uitgaande slag. In figuur 23 is het elektropneumatisch schema weergegeven.

Figuur 22. Doorsnedetekening van een ventiel en cilinder K

Figuur 23. Elektropneumatisch schema van een ventiel en cilinder K

Tekenen en coderen

De persluchtaansluiting op poort 1 zit links en de retour zit dus rechts. Dit gebeurt lang niet overal. We kunnen er dus niet automatisch van uit gaan. Aan de hand van het symbool kunnen we bepalen welke aansluiting de perspoort is. In figuur 25 zijn een aantal symbolen getekend, echter niet volgens afspraak. Als bij het 5/2-ventiel in figuur 24 poort 14 bekrachtigd wordt gaat de lucht stromen van poort 1 naar poort 4. Zodra poort 12 weer bekrachtigd wordt gaat de lucht stromen van poort 1 naar 2. Dus 12 betekent; van poort 1 naar 2 bij bediening van 12 door bijvoorbeeld lucht, spoel of knop.

Figuur 24. Cijfercodering

Bij het coderen van de stuurpoorten van een luchtbediend 3/2-ventiel is de codering 14 niet zinvol. Er ontstaat namelijk geen verbinding tussen perspoort 1 en werkpoort 4. Deze stuurpoort krijgt daarom de code 10.

Figuur 25. Afwijkende tekenwijze

Technische begrippen

In dit onderwerp worden de volgende paragrafen behandeld:

• Monostabiel en bistabiel
• Begrippen Normaal Gesloten en Normaal Open
• Snelheidsregelingen in pneumatiek
• Smoren in de toevoer of in de afvoer (retour)
• Reduceerventielen
• Indirect gestuurd

Monostabiel en bistabiel

Binnen de pneumatiek gebruikt men voor ventielen de aanduidingen monostabiel en bistabiel. Een monostabiel ventiel komt als de bediening wegvalt terug in de ruststand en heeft dus één vaste stand (de veerzijde). Een bistabiel ventiel blijft na het wegvallen van de bediening in de geschakelde stand staan en heeft dus 2 of meer vaste standen. Figuur 26 geeft enkele voorbeelden van bistabiele en monostabiele ventielen.

Figuur 26. Monostabiele en bi-stabiele ventielen

Begrippen normaal gesloten en normaal open

Bij monostabiele ventielen met maar één uitgang, dat wil zeggen monostabiele 2/2- en 3/2-ventielen, hanteert men in de praktijk de begrippen ‘normaal gesloten en ‘normaal open’. Bij een normaal gesloten ventiel komt er in ruststand geen lucht uit de uitgang. Bij een normaal open ventiel wel. Figuur 27 maakt deze begrippen duidelijk. Een normaal gesloten ventiel is te vergelijken met een maakcontact in de elektrotechniek. Een normaal open ventiel is te vergelijken met een verbreekcontact.

Figuur 27. Normaal open en Normaal gesloten ventielen

Snelheidsregelingen in de pneumatiek

De snelheid waarmee een pneumatische cilinder beweegt, hangt af van de hoeveelheid lucht die per seconde de cilinder in wordt geperst (luchtflow). De snelheid waarmee de cilinder beweegt kan dus worden geregeld door de hoeveelheid lucht te regelen, bijvoorbeeld met behulp van een smoring. In de pneumatiek gebruikt men voor het regelen zogenaamde snelheidsregelventielen: smoringen met ingebouwde terugslagklep (zie figuur 28). Als de lucht van aansluiting 1 naar aansluiting 2 twee stroomt, wordt deze gesmoord en is de luchtflow regelbaar door de smoordoorlaat te vergroten of verkleinen. Van twee naar één stroomt de lucht ongehinderd door het snelheidsregelventiel. De terugslagklep wordt dan gelicht.

Figuur 28. Een snelheidsregelventiel bestaat uit een smoring met ingebouwde terugslagklep

Smoren in de toevoer of in de afvoer (retour)

De snelheid waarmee een cilinder UIT beweegt kan op twee manieren worden geregeld:

• Door de luchttoevoer naar de bodemzijde van de cilinder te smoren of,
• Door de lucht die aan de stangzijde de cilinder verlaat te smoren.

In het eerste geval spreekt men van een toevoersmoring, in het tweede geval van een afvoersmoring.

Toevoersmoring

Bij een toevoersmoring zit de smoring dus tussen de aangevoerde perslucht en de cilinder. De persdruk (zie figuur 29) bouwt via de smoring een druk in de cilinder op. Vooral bij flink geknepen smoring (= lage zuigersnelheid) en licht belaste cilinders kan dit tot een schokkerige beweging leiden. Dit verschijnsel heet ‘stickslip’.

Verklaring: op het moment dat de druk is opgelopen tot de waarde waarbij de last en wrijving wordt overwonnen, begint de zuiger te bewegen. Omdat de wrijvingskracht bij beweging veel kleiner is dan bij stilstand, schiet de zuiger naar rechts. De ruimte in de cilinder wordt dus snel groter waardoor de druk afneemt en de zuiger stil komt te staan. Vervolgens wordt de druk langzaam opgebouwd totdat de zuiger weer wegschiet.

Figuur 29. Snelheidsregeling door het smoren van de toevoer

Afvoersmoring

Bij een afvoersmoring zit de smoring dus tussen de uit de cilinder af te voeren perslucht en de retouraansluiting naar de buitenlucht (zie figuur 30).

De luchttoevoer naar de bodemzijde wordt niet gesmoord. Het probleem van luchttoevoer zoals bij een toevoersmoring speelt hier dus niet en de cilinder zal bij lage belastingen en flink geknepen smoring relatief gelijkmatig bewegen. De lucht aan stangzijde wordt nu gesmoord en aan stangzijde staat een bepaalde ‘tegendruk’.

Figuur 30. Snelheidsregeling door het smoren van de afvoer

Figuur 31. Snelheidsregeling voor zowel de IN- als UIT-gaande slag van cilinder A

Reduceerventielen

In de pneumatiek wordt de reduceerventiel toegepast om de ‘hoge’ druk van de lucht uit het persluchtvat te reduceren tot een gewenste werkdruk voor de componenten in het pneumatisch systeem. De luchtdruk in het persluchtvat is bijvoorbeeld 10 bar. Voor de meeste pneumatische systemen ligt de gewenste maximale werkdruk op 6 bar en dat wordt dan de ingestelde waarde voor de reduceerventiel die tussen het persluchtvat en de pneumatische installatie zit.

De toegepaste reduceerventielen zijn de reduceerventiel zonder correctie-uitlaat en de reduceerventiel met correctie-uitlaat (zie figuur 32).

Figuur 32 Reduceerventiel zonder (links) en reduceerventiel met correctie-uitlaat (rechts)

De reduceerventiel zonder correctie-uitlaat reduceert de binnenkomende druk tot de gewenste uitgangsdruk, net zoals de reduceerventiel met correctie-uitlaat. Het verschil tussen beide ventielen is dat als de reduceerventiel zonder correctie-uitlaat op een lagere waarde wordt teruggeschroefd, deze waarde niet onmiddellijk aan de uitgang van de ventiel staat: eerst zal er lucht moeten worden verbruikt. Bij het verstellen van de reduceerventiel met correctie-uitlaat volgt de uitgaande druk de ingaande druk onmiddellijk.

Het reduceerventiel in de FRL (Filter, Reducer, Lubricator) ofwel de conditioneringseenheid is meestal een reduceerventiel met correctie-uitlaat. In het systeem zelf kunnen beide reduceerventielen terugkomen.

In figuur 33 is afvoersmoring en een reduceerventiel toegepast. De afvoersmoring regelt de snelheid van de uitgaande slag. Bij het IN-sturen van de cilinder wordt de luchtdruk gereduceerd van 6 bar naar 3 bar. Dit kan als tijdens de ingaande slag geen kracht/arbeid hoeft te worden geleverd. Zonder deze reduceerventiel zou de cilinder met een luchtdruk van 6 bar worden teruggestuurd. Nu is dat 3 bar en dat scheelt 50% luchtverbruik op de retourleiding en bespaart dus energie!

Figuur 33. Reduceerventiel met afvoersmoring en snelontluchter

Test jouw kennis

Er is een 10-vragentest over pneumatiek! In deze korte test kun je gratis jouw huidige technische kennis over pneumatiek testen, zodra de test is afgerond wordt direct online een advies gegeven over passende cursussen. Let op: in deze test worden meer onderwerpen behandeld dan in deze introductieles.

Inschrijven

Heb je de smaak te pakken gekregen, schrijf je dan in voor één van de pneumatiekcursussen van ROVC, bekijk hier het totale aanbod. Nog advies nodig, bel dan met de studieadviseurs! Kies ROVC als opleider voor opleiden zonder ballast.