MBA Luftspaltkontr.

DIESES MERKBLATT SOLLTE AN EINER SICHEREN STELLE AUFBEWAHRT WERDEN
THIS LEAFLET SHOULD BE KEPT IN A SAFE PLACE FOR REFERENCE
Montage- und Betriebsanleitung für Steuereinheit pneum. Luftspaltkontrolle
Assembly and Operating Instructions for Pneumatic Air Gap Monitoring
Control Unit
Funktionsbeschreibung
Die Steuereinheit dient zum Kontrollieren eines maximalen
Luftspalts zwischen einem Auflagepunkt und einem
Werkstück, Werkzeug oder einem Maschinenteil. In der
Steuereinheit sind alle Steuerungsfunktionen zum pneumatischen Erkennen eines Luftspalts in einem
Funktionssystem vereint. Mit einem System kann eine
Anlagestelle mit 1 bis 4 Messdüsen kontrolliert werden.
dendem Luftspalt zwischen Auslassdüse und Auflageteil
sinkt. Die Düse D1 ist als Düsenrad mit 7 abgestuften
Düsendurchmessern ausgebildet. Dabei gilt: Je kleiner
der Düsendurchmesser an D1, desto kleinere Luftspalte
können erkannt werden. Bei kleinerem Düsendurchmesser verlängert sich jedoch die Prüfzeit.
X
Pos. 4
D2
Messprinzip der Luftspaltkontrolle
Am Auflagepunkt eines Werkstücks, Werkzeugs oder
Maschinenteils (nachfolgend Auflageteil genannt) befindet
sich eine Auslassdüse, die während der Kontrolle vom
aufliegenden Teil abgedeckt wird.Diese Düse führt man
über einen Druckregler und eine Drossel Luft zu. Bei
abgedeckter Auslassdüse (ohne Luftspalt) steigt der
Luftdruck dort auf den am Regler eingestellten Wert. Kann
die Luft durch das Vorhandenseins eines Luftspalts zwischen dem aufliegenden Teil und dem Auflagepunkt entweichen, bricht der Luftdruck zusammen. Es bildet sich
dort ein wesentlich geringerer Staudruck.
(A) 2
C
Pos. 3
Pos. 1
D1
Pos. 2
Technische Daten Steuerblock
Auslassdüse
Ø 1 bis 2,5 mm
Anzahl der Düsen
1 bis 4
Betriebsdruck
2,5 bis 6 bar
Minimal erkennbarer Luftspalt 0,02 mm
Ansprechzeit
ca. 1,5
(vom schalten des Ventils
Pos. 1 bis Druckabfrage)
Dimensionierung Rohrleitung von Ausgang A bis zur
Auslassdüse D2
Länge
<10 m
Innendurchmesser
4 mm
(P) 1
Pos.5
3 (R)
Physikalische Kriterien
Gestaltung der Anlageflächen
Die Anlagefläche um die Auslassdüse sollte ca. Ø 10 bis
20 mm betragen, um eine sichere Abdichtung bei
Plananlage zu gewährleisten.
Leitungslänge und Leitungsführung
Die Messzeit des Systems wird wesentlich durch die
Leitungslänge beeinflusst. Die Ansprechzeit verlängert
sich linear mit der Leitungslänge. Die Steuereinheit sollte
deshalb möglichst dicht an der Auslassdüse montiert
sein.
Wirkungsweise der Luftspaltkontroll-Steuereinheit
Die Steuereinheit beinhaltet 3 Grundformen:
– Luftstrom absperren
– Auflagepunkt freiblasen
– Luftspalt kontrollieren
Bei Annäherung eines Teils an den Auflagepunkt wird für
eine kurze Zeit das 3/2-Wegeventil Pos. 2 eingeschaltet.
Über das Wechselventil Pos. 5 wird der Eingangsdruck
direkt auf die Auslassdüse D2 geleitet und somit die
Auflagefläche und das zu bearbeitende Teil von Schmutzund Kühlmittelresten befreit. Nach erfolgter Auflage schaltet man das 3/2-Wegeventil Pos. 1 ein. Der am
Druckregler Pos. 3 eingestellte Druck gelangt über die
Düse D1 und das Wechselventil an die Auslassdüse D2.
Der Druckschalter bzw. Sensor Pos. 4 erfasst den
Staudruck vor der Auslassdüse D2, der mit größer wer-
Oberflächengüte am Werkstück
Bei grob bearbeiteten oder gegossenen Auflageflächen ist
eine genaue Spaltmessung nicht möglich. Unebenheiten
oder die Rautiefe bestimmen den kleinsten erkennbaren
Luftspalt.
Nassbearbeitung
Durch Flüssigkeitsreste an der Auflagefläche wird der
Luftspalt abgedichtet und die Messung damit verfälscht.
Abhilfe: Höherer Blasdruck und kleinere Auflagefläche.
Drehdurchführungen
Bei drehenden Spannvorrichtungen muss die Luftleitung
1
7503415.50.08.00
über eine Drehdurchführung zum Spannwerkzeug geführt
werden. Alle marktüblichen Drehdurchführungen haben
Leckage, wodurch die Messstrecke beeinflusst wird. Je
höher die Leckage, desto träger und ungenauer wird die
Messung. In diesen Fällen ist es ratsam, den Messdruck
auf 1,4 bar zu reduzieren, um die Leckage zu verringern.
Inbetriebnahme
1. Simulation Freiblasen
Handbetätigung des Blasventils betätigen. Leitungen,
Auslassdüse und Auflagestelle werden freigeblasen.
Freiblasen
Installation
1. Die Steuereinheit sollte so nahe wie möglich an der
Auslassdüse angebracht werden.
2. Die Montage sollte so erfolgen, dass die Einstell- und
Bedienelemente zugänglich sind. Dies sind:
– Druckregler
– Düsenrad
– Handbetätigung der Ventile.
VentilHandbetätigung
Handbetätigung
Druckregler
2. Einstellung des Messdrucks
Messdruck am Druckregler auf 2 bar einstellen. Dazu
roten Ring am Regler anheben. Ablesung am
Manometer.
Manometer
Druckregler
Düsenrad
3. Pneumatische Anschlüsse:
– Betriebsdruck ca. 6 bar an Anschluss P
– Ausgang zur Messdüse an Anschluss A. Liegt die
Steuereinheit unterhalb der Messstelle, empfiehlt sich
der Einbau eines Rohrbogens direkt nach der
Messstelle, um das Eindringen von Kühl- und
Schmiermittel zu vermeiden.
– Entlüftung an Anschluss R über Schalldämpfer oder
drucklos über Leitung.
4. Elektrische Anschlüsse:
– Anschluss der Ventile für Blasluft und Messluft über
Stecker 3-polig, Spulenspannung 24 V DC oder nach
Wahl
– Anschluss Druckschalter (Sensor) siehe Schrift
7503353.
3. Dichtheitsprüfung des gesamten Systems
Das Düsenrad auf Stellung 1 stellen (Ziffer von oben
lesbar). Achtung: in Stellung 0 ist der Düsendurchmesser = 0, d.h. kein Durchgang. Die Auslassdüse
dicht verschließen. Handbetätigung des Ventils für
Messluft betätigen. Der Druck an Messstelle C muss
bei dichtem System 2 bar betragen.
Ventil für
Messluft
Ventil für
Blasluft
Druckschalter
Düsenrad
2
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4. Einstellung der Toleranzabfrage
Fühlerlehre mit max. zulässiger Toleranz z.B. 0,02 mm
zwischen Werkstück und Auflagefläche legen.
Achtung: Auslassdüse nicht abdecken. Düsenrad um so
viele Stellungen nach links drehen (höhere Zahl =
größerer Düsendurchmesser) bis der Druck an
Messstelle C bzw. am Druckschalter Pos. 4 ca. 1,6 bar
(±0,2 bar) beträgt. Fühlerlehre über max. zulässiger
Toleranz einlegen (z.B. 0,03 bar) Der nun an C gemessene Druck muss deutlich unter 1,6 bar (z.B. 1 bar)
liegen.
5. Auswertung
Werkstück liegt auf, wenn der Druck an C bzw. am
Druckschalter Pos. 4 zwischen 1,6 und 2 bar liegt.
Werkstück liegt nicht auf, wenn der Druck an C bzw. am
Druckschalter Pos. 4 unter 1,6 bar liegt. Bei der
Ausführung mit Drucksensor liefert ein analoges
Ausgangssignal 0 bis 10 V die Zuordnung 1 V = 1 bar.
Druck am Messpunkt C
der Steuereinheit
2 bar
Werkstück liegt auf
1,6 bar
Werkstück
liegt nicht auf
6. Abschlussarbeiten
Die Steuereinheit ist nun betriebsbereit.
Bitte beachten: Alle Ventilhandbetätigungen müssen
wieder auf Stellung 0 stehen, der Stift des Düsenrades
muss eingerastet sein (evtl. mit Plombe versehen) und
der rote Ring am Druckregler nach unten gedrückt sein
(Verriegelung).
Ersatzteilliste
Benennung
3/2-Wegeventil Vorsteuerung
Magnet
Schalldämpfer
Ventilkolben
wahlweise
Druckschalter (18D)
Druckschalter (31D)
Drucksensor kpl.
Typ
9032830.0000
3030.024.00
0014610.0000
0566672.0000
0881218
0885600
0886690
3
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Assembly and Operating Instructions for Pneumatic Air Gap Monitoring
Control Unit
Functional Description
The control unit is used to monitor the maximum air gap
between a placement point and a workpiece, tool or a
machine part. All the control functions for pneumatically
detecting an air gap are combined in one functional
system within the control unit. A placement position can
be monitored by 1 to 4 measuring jets with one system.
Length and routing of pipes
The measuring time of the system is significantly affected
by the length of the pipes. The response time increases
linearly with the pipe length. The control unit should therefore be mounted as close as possible to the outlet jet.
Workpiece surface quality
An accurate gap measurement is not possible with coarsely finished or cast placement surfaces. The unevenness
or the degree of roughness determines the smallest possible detectable air gap.
Air Gap Monitoring Measurement Principle
An outlet jet is situated at the placement point of a workpiece, tool or machine part (hereinafter referred to as placement part), which, during monitoring, is covered by the
part being placed. Air is fed to this air outlet jet via a pressure regulator and a choke. When the air outlet jet is
covered (no air gap), the air pressure there rises to the
value set on the pressure regulator. If the air can escape
due to the presence of an air gap between the part being
placed and the placement point, the air pressure collapses. A significantly lower back pressure is produced there.
Wet working
The air gap is effectively sealed by liquid residues on the
placement surface and the measurement is thereby falsified. Remedy: higher blowing pressure and smaller placement area.
Swivel connections
With rotating clamping devices, the air pipe must be fed
to the clamping tool by way of a swivelling connection. All
commercially available swivel connectors have leakage,
which affects the measuring path. The higher the leakage,
the more sluggish and inaccurate the measurement becomes. In these cases it is advisable to reduce the measuring pressure to 1.4 bar to reduce the leakage.
Technical Data, Control Block
Outlet jet
Ø 1 to 2.5 mm
Number of jets
1 to 4
Operating pressure
2.5 to 6 bar
Minimum detectable air gap 0.02 mm
Response time
approx. 1.5
(from switching of valve
Pos. 1 to reading pressure)
Sizing of pipework from output A to outlet jet D2
Length
<10 m
Internal diameter
4 mm
Installation
1. The control unit should be mounted as close as possible to the outlet jet.
2. Installation should be carried out so that the adjustment and operating controls are easily accessible. These
are:
- Pressure regulator
- Jet wheel
- Manual operation of the valves
Method of Operation of the Air Gap Monitoring Control
Unit
The control unit contains 3 basic functions
- blocking the air flow
- blowing the placement point clean
- checking the air gap
When a component nears the placement point, the 3/2way valve Pos. 2 is energised for a short time. The input
pressure is fed directly to the air outlet jet D2 by means of
the shuttle valve Pos. 5 and thus clears the placement
surface and the component of any dirt or coolant residues. After placement, the 3/2-way valve Pos. 1 is energised. The pressure set on the pressure regulator Pos. 3
passes to the air outlet jet D2 via the jet D1 and the shuttle valve. The pressure switch or sensor Pos. 4 detects the
back pressure before the air outlet jet D2, which reduces
with increasing air gap between the air outlet jet and the
placement part.
The jet D1 is designed as a jet wheel with 7 steps of jet
diameter. In this case, the smaller the jet diameter on D1,
the smaller the air gaps that can be detected. However,
the test time is correspondingly increased.
Physical criteria
Form of placement area
The placement area around the air outlet jet should be
approx. Ø 10 to 20 mm to ensure a definite seal when placing onto flat surfaces.
Manual override
of valve
Pressure
regulator
Jet wheel
3. Pneumatic connections
- Operating pressure approx. 6 bar to connection P
- Output to measuring jet to connection A. If the control
unit is situated below the measurement position, the
installation of an elbow directly after the measuring position is recommended to prevent penetration of coolant and
lubricant.
4
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- Bleed to connection R via silencer or at zero pressure via
pipework.
4. Electrical connections:
- Connection to the air blowing valve and measuring valve
via plugs
3-pole, coil voltage 24 V DC or alternatives
- Pressure switch (sensor) connection - see document
7503353.
3. Checking the whole system for leaks
Set the jet wheel to position 1 (numbers can be read from
above). Note: in position 0 the jet diameter = 0, i.e. no
throughput. Close the outlet jets securely. Manually open
the measuring air valve. The pressure at measuring position C must be 2 bar if there are no leaks in the system.
Measuring
valve
Air blowing
valve
Jet wheel
Pressure
switch
4. Setting the tolerances
Insert a feeler gauge for the maximum permissible tolerance e.g. 0.02 mm between the workpiece and the placement surface. Note: do not obstruct the outlet jet. Turn the
jet wheel to the left (higher number = larger jet diameter)
by as many positions as required until the pressure at
measuring position C or at the pressure switch Pos. 4 is
ca. 1.6 bar (±0.2 bar). Insert a feeler gauge greater than
the maximum tolerance (e.g. 0.03 mm). The pressure
measured at C must now be significantly less than 1.6 bar
(e.g. 1 bar).
5. Evaluation
The workpiece is in position when the pressure at C or at
the pressure switch Pos. 4 lies between 1.6 and 2 bar.
The workpiece is not in position when the pressure at C or
at the pressure switch Pos. 4 is less than 1.6 bar. In the
version with the pressure sensor an analogue output of 0
to 10 V provides the relationship 1 V = 1 bar.
Commissioning
1. Simulation of blowing clear
Manually open the blowing valve. Pipework, outlet jets
and placement position are blown clear.
Blowing
clear
Manual override
Pressure at measuring point C
of the control unit
2. Setting the measuring pressure
Set the measuring pressure on the pressure regulator to 2
bar. For this purpose, lift the red ring on the regulator.
Read off on the manometer.
2 bar
Workpiece in position
Manometer
1,6 bar
Pressure regulator
Workpiece
not in position
5
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6. Final tasks
The control unit is now ready for use.
Please note: All manual valve actuators must be reset to
the 0 position, the jet wheel pin must be engaged (sealed
with lead if required) and the red ring on the pressure
regulator must be pushed down (locked).
Spare parts list
Description
3/2 way valve driver
Solenoid
Silencer
Valve piston
optional
Pressure switch (18D)
Pressure switch (31D)
Pressure sensor compl.
Type
9032830.0000
3030.024.00
0014610.0000
0566672.0000
0881218
0885600
0886690
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7
7503415.50.08.00
Distributed by:
IMI Norgren-Herion Fluidtronic GmbH & Co. KG
Stuttgarter Straße 120
D-70736 Fellbach
Telefon:+49 (0)7 11 - 52 09-0, / Fax: +49 (0)07 11 - 52 09-6 14
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