Luftdruckblaster Know How

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PlopAutsch

Guest
Luftdruckblaster Know-How​
von "Huh?" zu "Aah!"

Hierbei handelt es sich um einen Sammelthread zum Thema Luftdruckblaster. Ich bitte darum, in diesem Thread auf jegliche Diskussion zu verzichten, und diese stattdessen hier zu führen.
Glossar
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Anschlussgewinde
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Zylindrische Gewinde:
Das Gewinde hat eine Zylindrische Form. Die Dichtigkeit wird durch eine Dichtscheibe oder einen O-Ring erreicht
Metrisch (z.b. M5) - hier ist die Steigung zu beachten M5x0,8 passt nicht mit M5x0,5 (Feingewinde) zusammen
BSB (z.b. G1/8") - Verbreitete Gewindeform für Pneumatikverschraubungen

Konische Gewinde:
Das Gewinde verjüngt sich nach unten hin. Die Dichtigkeit kann nur erreicht werden, wenn das Gewinde "Vorteflonisiert" ist, oder mit Teflonband, Hanfseil umwickelt wird.
BSP (z.b. R3/4") - sehr geläufiger Typ z.b. bei Heizungsamaturen, Wasserleitung
NPT (z.b. 1/8") - eher selten anzufinden, kommt aus Amerika


BSP Gewinde können auch kombiniert werden.
Z.b. passt ein konisches R1/8" Außengewinde in ein zylindrisches G1/8" Innengewinde (umgekehrt aber nicht)
Die Dichtung muss dann auch mittels Teflonband o.ä. erfolgen.

Blast-Tank
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Der Blast-Tank (manchmal auch nur Tank genannt, was jedoch in Systemen mit mehreren Druckluftspeichern irreführend ist) ist ein Druckluftspeicher von relativ geringer Größe, der in unmittelbarer Nähe zum Lauf - oft nur durch ein Ventil getrennt direkt dahinter - verbaut ist. Er speichert die Luftmenge, welche zur Abgabe eines Schusses benötigt wird.

Bei den in Blastern üblichen Systemen wird er an den unter Druck geöffneten Ausgang eines Schnellentlüftungsventils angeschlossen.

Fertige Systeme, wie z.b. Die Blasttankeinheit des Airmax-Systems verfügen über einen Blasttank, der um ein Schnellentlüftungsventil herum verbaut ist.

Druckminderer (einstellbar)
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Ein Druckminderer (oder Druckminderungsventil, Reduzierventil) ist ein Druckventil zum Einbau in ein Schlauch- oder Leitungssystem, das trotz unterschiedlicher Drücke auf der Eingangsseite (Eingangsdruck) dafür sorgt, dass auf der Ausgangsseite ein bestimmter Ausgangsdruck nicht überschritten wird.

Quelle: Druckminderer – Wikipedia

Anwendung im Blaster:
Als Regulator zwischen einer Druckquelle wie z.b. einer Bladder und dem eigentlichen Tank des Systems. Der Druckminderer lässt bis zu einem einstellbaren Druck das Fluid von der Druckquelle in den Tank strömen und schliesst dann den weiteren Zufluss. Sinkt der Druck im Tank unter den eingestellten Wert öffnet das Ventil wieder bis der eingestellte Druck erreicht ist.

federbelastetes Rückschlagventil (opt. mechanisch entsperrbar)
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Ein Rückschlagventil ist ein Ventil, welches die Strömung eines Fluids in nur einer Richtung zulässt. Bei federbelasteten Rückschlagventilen wird das Schliesselement in einer Richtung durch die Feder geschlossen, in der anderen Richtung dagegen vom strömenden Fluid freigegeben. Hierbei wird entweder eine Kugel, ein Kegel, eine Klappe oder eine Membran an den jeweiligen Sitz gedrückt.

Ein entsperrbares Rückschlagventil ist die erweiterte Ausführung. Das Ventil kann durch ein Steuersignal (in der Regel mechanisch) auch in der gesperrten Richtung geöffnet und damit durchflossen werden.

Quelle: Rückschlagarmatur – Wikipedia

Einsatz von Rückschlagventilen in Blastern wären:
-zwischen Luftdruckquelle (z.b. Pumpe) und Tank, um das Zurückströmen der im Tank gespeicherten Luft zu verhindern.
-mechanisch entsperrbar: Der Blastbutton der Airmax-Systeme ist ein mechanisch entsperrbares federbelastetes Rückschlagventil

geschlossenes System
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Das Geschlossene System ist neben dem offenen und isolierten System eines der drei thermodynamischen Systeme, und somit ein räumlich eingegrenzt betrachtetes physikalisches System, für das eine Energiebilanz erstellt werden kann. Beim geschlossenen System werden nur die Energien betrachtet, die über die Systemgrenze fließen und dadurch mit der Änderung der inneren Energie den Zustand des Systems verändern.

Als geschlossen wird ein System immer dann bezeichnet, wenn keine Masse die Systemgrenze überschreitet. Wärme, Strahlung und Arbeiten können zu- oder abgeführt werden.

Quelle: Thermodynamisches System – Wikipedia

In Luftdruckblastern handelt es sich immer dort um ein geschlossenes System, wo Druck aufgebaut und somit Energie gespeichert wird. Diese gespeicherte Energie aus einem geschlossenen System wird beim Auslösen des Schusses durch die schlagartige Änderung der Systemart von geschlossen zu offen und die der Änderung folgende gezielte Ausleitung der der gespeicherten Energie aus einem einzigen Ventil als Arbeitsenergie zum Beschleunigen des Darts verwendet.

Halbautomatikventil
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Umgangssprachliche Bezeichnung für ein "geöffnet stabiles, drucktasterbetätigtes 3/2 Wegeventil mit Federrückstellung.
Das Schaltzeichen sieht so aus: ventil vom köter.jpg

Funktionsweise im Blaster:
-an Anschluss P hängt der Haupttank (z.b. Bladder)
-an Anschluss A hängt der Blasttank (z.b. Airmax-Tank)
-an Anschluss R hängt nichts oder höchstens ein Schalldämpfer

leicht vereinfacht: Beim Aufpumpen des Blasters mittels Pumpe wird zwischen Haupttank und Blasttank ein geschlossenes System mit somit konstantem Druck hergestellt. Bei Betätigung des Halbautomatikventils schliesst dieses die Verbindung zum Haupttank und öffnet den Teil des geschlossenen Systems, der sich zwischen Ventil und Blasttank befindet. Dadurch:
-wird ein geschlossenes System zwischen Haupttank und Ventil hergestellt
-wird das Schnellentlüftungsventil im Blasttank geöffnet, wodurch der Blasttank die gespeicherte Energie in den Lauf entlädt.

Wird der Drucktaster des Halbautomatikventils entlastet, erfolgt durch die Feder eine Rückstellung in geöffnete Position, wodurch wieder ein geschlossenes System zwischen Haupttank und Blasttank hergestellt wird. Lediglich der Druck im System sinkt um einen Wert X, der Abhängig vom Leitungsvolumen zwischen Ventil und Blasttank und dem Volumen des Blasttanks selbst ist.

Video zum Verständnis
Achtung! Es ist darauf zu achten, ein Ventil mit Betriebsdruck ca. -0,95-8 oder 0-8 bar zu verwenden. Höhere Betriebsdrücke führen dazu, daß das Ventil nicht schaltet, weil wir im Niederdruckbereich arbeiten.


Luftpumpe
Spoiler: 
Eine Luftpumpe ist ein Gerät zum Befüllen eines geschlossenen Behälters (geschlossenes System) mit Luft, dabei erhöht sich der Innendruck des Behälters.

Quelle: Luftpumpe – Wikipedia

Die Wikipedia ist leider unvollständig und nicht mehr auf neuestem Stand. Mittlerweile existieren doppeltwirkende Pumpen, welche sowohl beim Aus- als auch beim Einfahren des Kolbens Druck erzeugen. In Blastern stellen sie eine Möglichkeit dar, zu speichernde Energie in das geschlossene System zu befördern.

Manometer
Spoiler: 
Ein Manometer ist eine Messeinrichtung zur Erfassung und Anzeige des physikalischen Druckes eines Mediums (z.B. Gas). In den meissten Anwendungen wird der Relativdruck bezogen auf den atmosphärischen Luftdruck gemessen. Sie unterscheiden sich in Bau- und Wirkungsweise

Quelle: Druckmessgerät – Wikipedia

In Blastern können Manometer - je nach Bauweise des Blasters auch mehrere - integriert werden, um den Druck in einem bestimmten geschlossenen System zu überwachen.

Nennweite
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Auszug aus Wikipedia:

Als Nennweite bezeichnet man den inneren Durchmesser eines Rohres/Schlauchleitung oder die Größe/Anschlussmaß einer Armatur (Ventil, Schieber). Zusammen mit der Nenndruckstufe und der Werkstoffklasse werden durch die Angabe der Nennweite sämtliche Abmessungen einer Rohrleitung, z. B. Flanschabmessungen, festgelegt

Quelle:Nennweite – Wikipedia

Für das Erreichen eines hohen Volumenstroms ist eine große Nennweite des Systems weitaus wichtiger als ein Hoher Druck. Die Nennweite gerade bei den Ventilen ist dabei nicht zu vernachlässigen. Es macht beispielsweise keinen Sinn einen Schlauch mit 8mm Innendurchmesser an eine M5 Verschraubung oder ein kleines Ventil mit Nennweite 2mm anzuschließen. GLeiches gilt natürlich auch wenn man einen kleinen Schlauch an ein großes Ventil anschließt.
Es ist also Wichtig das Ventil und die Verschraubung so auszulegen, dass ausreichen Luft durch das System gepumpt werden kann.

Schnellentlüftungsventil
Spoiler: 
hier ist die Wikipediaerklärung für uns nicht zweckdienlich, deshalb in meinen eigenen Worten:

technisch gesehen handelt es sich um ein Ventil mit Rückschlagfunktion. Es besitzt drei Anschlüsse und erfüllt eine Weichenfunkion, die einer bestimmten Logik folgt:
-Phase 1: Wenn das Fluid von Anschluss 1 in das Ventil strömt, gibt das Ventil den Weg zu Anschluss 2 frei und sperrt Anschluss 3
-Phase 2: Wenn der Druck hinter Anschluss 1 abfällt, gibt das Ventil durch die Sogwirkung des entstehenden Unterdrucks den Weg zu Anschluss 3 frei und sperrt gleichzeitig Anschluss 1.

Im Blaster wird dieses Ventil eingesetzt, um die im Tank gespeicherte Luft schlagartig in das Dartlager zu entlüften, und ist somit ein Schlüsselelement.

hier zur Visiualisierung ein kurzes Video von cc-top:

Geeignete Ventile sind z.b. SE-1/8 von Festo, oder AQ340F-06-06 von SMC. Wichtig dabei ist, daß drei Anschlüsse vorhanden sind, statt zwei Anschlüssen und einem Schalldämpfer.

Überdruckventil

Spoiler: 
Auch als Sicherheitsventil zu finden. Es dient dem Schutz der im System befindlichen Bauteile vor zu hohem Druck.
Kann auch einstellbar realisiert sein, z.B. per Schraube, die dann ihrerseits die Kompression einer Feder ändert, die eine Kugel in ihren entsprechenden Sitz presst.

http://de.m.wikipedia.org/wiki/Sicherheitsventil

Anwendungsbereich in Blastern: wird der Einfachheit halber in Blastern oft direkt in die Luftpumpe verbaut. Kann aber theoretisch sowohl in einem Haupttank als auch einem daran angeschlossenen kleineren " Blasttank" verbaut sein.

{Hab ich auf ner englischsprachigen Seite auch schon als DIY-Version gesehen - dort zu finden unter dem Begriff PRV also Pressure-Release-Valve. Hierbei ist anzumerken, dass wenn man die Angriffsfläche des internen Systemdruck auf die Kugel kleinhält, man auch schwächere Federn benutzen kann. }


Wegeventil
Spoiler: 
Wegeventile dienen in der Fluidtechnik (Pneumatik und Hydraulik) dazu, den Weg für das Arbeitsmedium (Druckluft, Hydraulikflüssigkeit) freizugeben, zu sperren oder die Durchflussrichtung zu ändern. Die Ventile unterscheiden sich nach folgenden Hauptmerkmalen:

-Bauart des Steuerelements, z. B. Schieber, Ventilkegel
-Anzahl der Schaltstellungen
-Art der Betätigung, z. B. elektrisch (Elektromagnet), pneumatisch, hydraulisch, mechanisch, manuell
-Anzahl der Durchflusswege
-Anzahl, Größe und Art der Anschlüsse, z. B. Nennweite, Gewinde

Wegeventile werden nach der Anzahl der Schaltstellungen sowie der Anzahl der Anschlüsse pro Schaltstellung beschrieben. Die Schaltstellung wird von links beginnend mit Kleinbuchstaben in alphabetischer Reihenfolge angegeben.

Beispiel: Ein 3/2 (gesprochen: drei-strich-zwei oder oft auch drei-zwei)-Wegeventil besitzt drei Anschlüsse und zwei Schaltstellungen.

Mit Wegeventilen werden die Richtung des Volumenstromes, d. h. die Ausfahrrichtung eines Zylinders und durch Start-Stopp-Befehle die Weglänge des Hubes gesteuert.

Quelle: Wegeventil – Wikipedia

Anhang anzeigen 20859

Das sind einfache Ventile z.B. Drucktaster, die Luft von A nach B weiter leiten und im Falle der Pneumatik auch wieder bei C entweichen lassen.

Anmerkung von PlopAutsch: Begriff umbenannt von 3/2 Wegeventil in Wegeventil, da die Beschreibung nicht direkt auf ein 3/2 eingeht.


Bezugsquellen
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Halbautomatikventil
Druckminderer
Rückschlagventil



Schaltpläne
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einfacher Schaltplan "Laden, Pumpen, Schiessen, Laden, Pumpen, Schiessen" - wie z.b. Airmax Systeme
Spoiler: 
airmax schaltplan.jpg
Funktionsweise:
-mittels der Pumpe wird der Druck in den Leitungen zwischen dem Rückschlagventil und dem Blasttank bis auf 25 psi erhöht
-der Blastbutton wird betätigt, wodurch der zwischen Blastbutton und Schnellentlüftungsventil entstehende Druckabfall als Steuerdruck zum Schalten des Schnellentlüftungsventils dient.
-Das Schnellentlüftungsventil schliesst den Anschluss der Zuleitung, wodurch gleichzeitig der Anschluss der Ableitung geöffnet wird, und der Blasttank dorthin entleert wird.


Danke an alle Mitwirkenden, die es ermöglicht haben, diesen Sammelthread zu verwirklichen. Ich beanspruche keine Credits für das Gesamtwerk!
Alle Angaben ohne Gewähr!

Update: Ich bin gerade über eine kostenlose Version von Festo´s FluidSim gestolpert. Ladbar ***Link aufgrund zweifelhafter legalität entfernt***

Zip öffnen, den Pneumatikordner an den gewünschten Speicherort kopieren. Die .exe befindet sich im Ordner "bin".
 
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