P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Principi Fondamentali della Pneumatica
Vantaggi della Pneumatica
Un po’ di Storia
Pneumatica: Sistemi e Componenti
Generazione di Aria Compressa
Distribuzione di Aria Compressa
Condizionamento e Filtraggio Aria Compressa
Generazione e Controllo di Movimento
Cilindri Pneumatici
Valvole
Modelli Pneumatici Funzionanti
Carrello Elevatore a Pantografo
Pompetta per palloncini
Doppia Porta Scorrevole
Catapulta
Modelli Pneumatici per giocare
Se qualcosa non funziona...
Per Approfondire
Contenuto
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Principi
Fondamentali
della
Pneumatica
■ L’utilizzo dell’aria compressa è così diffuso che è
difficile immaginare come potremmo andare avanti
senza. Probabilmente ne fai uso ogni giorno,
direttamente o indirettamente. Ad esempio se
oggi hai mangiato delle uova dovresti sapere
che probabilmente sono state confezionate grazie
all’ausilio di una pinza pneumatica a vuoto. E anche il
dentista usa un trapano ad aria compressa. Puoi inoltre
vedere la pneumatica in azione nei cantieri (dove
i martelli pneumatici vengono usati per rompere
il pavimento stradale), nel sistema frenante della
tua auto e in molte altre situazioni.
La parola Pneumatica deriva del lemma greco “pneuma”, che significa “aria”. La pneumatica
infatti riguarda la generazione di movimento e il compimento di lavori meccanici mediante
l’utilizzo dell’aria. Praticamente ogni cosa può funzionare ad aria. L’aria può essere utilizzata
come una comoda alternativa alla forza muscolare, o per sostituire qualsiasi altra forma di
energia, dall’olio idraulico all’elettricità, dall’energia idrica a quella eolica.
Vantaggi della
Pneumatica
■ I vantaggi della pneumatica sono...
• l’aria compressa può essere conservata
• l’aria compressa può essere trasportata per lunghe distanze,
attraverso dei tubi o in appositi serbatoi
• l’aria compressa è “pulita” e non può causare alcuna
contaminazione
• grazie all’aria compressa i movimenti possono essere eseguiti
velocemente
• l’aria compressa non è rischiosa (non è esplosiva)
Il tuo Set di Costruzione Pneumatic 3 ti spiegherà praticamente tutti questi vantaggi e ti farà
apprendere anche altre utili e interessanti informazioni. Inoltre vogliamo mostrarti come
funzionano i componenti pneumatici. A questo proposito ti illustreremo ora i vari componenti
inclusi nel set e ti spiegheremo come funzionano. Infine vedremo alcuni dei modelli previsti
dal set, che potrai divertirti a costruire per vedere concretamente come la pneumatica può
essere sfruttata.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
■ Più di 2000 anni fa l’ingegnere greco
Ctesibio inventò le prime macchine di
cui si ha notizia che funzionavano ad
aria compressa: ad esempio costruì
una catapulta che utilizzava l’aria
compressa per lanciare proiettili e
lance. Erone di Alessandria ideò
invece uno dei più conosciuti sistemi
ad aria compressa: esso utilizzava il
fuoco dell’altare per generare aria
compressa che permetteva di aprire
l’imponente porta del tempio, come
per magia.
Un po’ di Storia
Altare
Passaggio
g
Catena
Trasmissione
Serbatoio
Cisterna d’acqua Pressurizzato
Il calore del fuoco riscaldava l’aria contenuta in un serbatoio pressurizzato riempito a metà con
dell’acqua. L’aria riscaldata si espandeva aumentando la pressione all’interno del serbatoio. L’aria
espansa richiedeva infatti più spazio e questo spingeva l’acqua fuori dal serbatoio pressurizzato,
in una cisterna di raccolta. Con l’aumentare del peso la cisterna si abbassava, facendo aprire
la porta.
■Dall’inizio del Ventesimo secolo i sistemi pneumatici sono stati usati
anche
per guidare e controllare macchinari per applicazioni industriali. In ambito
agricolo e nel campo delle costruzioni i sistemi pneumatici sono usati
nel funzionamento di martelli e trapani. La pneumatica è inoltre utilizzata
nelle tecniche di trasporto, ad esempio per aspirare il grano nei mulini o per
trasportare la farina. Persino in campo musicale vengono sfruttati sistemi
pneumatici, come avviene non solo negli organi ma anche nelle pianole, i cui tasti
sono controllati pneumaticamente. Infine potresti osservare sistemi pneumatici
anche nell’industria automobilistica, in quella tessile e in quella alimentare,
nell’ambito dell’ingegneria elettrica e persino nella tecnologia spaziale, oltre che in molti
altri ambiti con cui ti confronti ogni giorno.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Sistemi e
Componenti
Pneumatici
Generare Aria
■
•
•
•
•
•
Ogni sistema pneumatico consiste di cinque sottosistemi per
Generazione aria compressa
Distribuzione aria compressa
Condizionamento e filtraggio aria compressa
Generazione di moto con cilindri pneumatici
Controllo del moto attraverso le valvole
■ L’aria compressa può essere generata con un compressore, un soffiatore o una pompa ad aria
e immagazzinata in bottiglie per aria compressa o altri serbatoi a pressione.
Compressa
Pompa a Membrana come Compressore
La pompa a membrana inclusa nel set fornisce l’energia necessaria al funzionamento dei singoli
modellini che costruirai. In ambito industriale è chiamata fonte di aria compressa.
Collegamento del tubo
C
Connessione per i cavi verde e rosso
Come Funziona
Una pompa a membrana è composta da due cavità, separate da una membrana (diaframma). In
una cavità la membrana elastica è mossa in su e in giù da un pistone o da una camma. Durante
la corsa verso il basso la membrana viene tirata indietro e l’aria viene tirata nella seconda cavità
attraverso la valvola di ingresso. Quando il pistone risale verso l’alto la membrana spinge l’aria
fuori dalla pompa attraverso la valvola di uscita.
Valvole di ingresso/uscita
Pistone
Manovella
Membrana
Copertura
Cilindro
Nota:
La pressione generata dal compressore fischertechnik è approssimativamente tra i 0,7 e i 0,8
bar. La pompa a membrana è esente da manutenzione. È importante utilizzare una batteria
alcalina da 9 V per alimentare il compressore. La soluzione migliore, comunque, resta l’Accu
Set fischertechnik (non incluso), che può fornire significativamente più energia di una normale
batteria da 9 V, dura più a lungo e può essere ricaricato ancora e ancora. Il tempo massimo
richiesto per la ricarica è di 2 ore.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
■ L’aria compressa può essere trasportata verso il luogo desiderato attraverso i tubicini blu. Puoi
sistemare le linee d’aria dal compressore alle valvole e ai cilindri.
Distribuzione di
Aria Compressa
■ Nelle applicazioni industriali, per assicurarsi che i componenti pneumatici operino
correttamente, è importante condizionare adeguatamente l’aria compressa. A questo scopo è
necessario filtrare, raffreddare, deumidificare e lubrificare l’aria. In ogni caso, con i modellini
che costruirai con il tuo set Pneumatic 3 queste operazioni non sono necessarie.
Condizionamento e
Filtraggio
Aria Compressa
Cilindri Pneumatici
■ Utilizziamo i cilindri pneumatici per generare movimento con l’aria. In genere distinguiamo
tra cilindri a “singolo effetto” e cilindri a “doppio effetto”.
Il tuo Set di Costruzione Pneumatic 3 contiene due differenti misure di cilindri pneumatici con
funzione a “doppio effetto”.
Generazione e
Controllo di
Movimento
Cilindro 45
Cilindro 60
Raccordi
Raccordi
Pistone con G
Guarnizioni
Biella
Pistone con G
Guarnizioni
Biella
La biella di colore blu è mobile e sigilla il cilindro. Se soffi dell’aria nel cilindro attraverso uno
dei due raccordi, la biella si muove. Se invece l’aria viene soffiata nella direzione opposta, il
pistone torna indietro. Pertanto il pistone ha una funzione attiva in entrambe le direzioni. Il
raccordo che fa sì che la biella si estenda è chiamato raccordo A, mentre il raccordo che fa sì che
la biella si ritragga è chiamato raccordo B. Visto che la biella del cilindro può essere sia estesa
che ritratta mediante l’azione dell’aria, diciamo che il cilindro è “a doppio effetto”. Puoi eseguire
un esperimento per esaminare questa caratteristica in un’applicazione pratica.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Esperimento:
Fissare un pezzo di tubo blu al raccordo A di un cilindro e connetterlo al raccordo sul
compressore, già collegato al supporto per batterie. Quando accendi il compressore, la biella
si dovrebbe estendere. Visto che il cilindro è a doppio effetto, il pistone dovrebbe tornare
indietro quando connetti il tubo al raccordo B e soffi aria compressa nel compressore.
Raccordo,
accendere il compressore
Collegare il tubo,
accendere il compressore
A
A
B
B
Come già menzionato, esistono anche cilindri “a effetto singolo”. In questo tipo di cilindri la biella
si sposta in una sola direzione. In genere viene usata una molla per far tornare indietro la biella.
Puoi eseguire un altro esperimento per mostrare che l’aria può essere compressa.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Esperimento:
Ora estendi nuovamente il pistone nel cilindro collegando il compressore al raccordo A
attraverso il tubicino blu e soffiandovi aria compressa. Dopo che il pistone si sarà esteso,
spostare il tubicino sul raccordo B e turare il raccordo A con un dito.
Tenere chiuso
Raccordo,
accendere il compressore
Raccordo,
accendere il compressore
A
A
B
B
?
Osservazione:
Il pistone può essere premuto solo per una breve distanza: sai perché?
Spiegazione:
Visto che tieni chiuso il raccordo A non è possibile che l’aria scappi via. Comunque l’aria
può essere compressa. Per questa ragione la biella è tornata leggermente indietro. Tanto più
si comprime l’aria, maggiore è la pressione nel cilindro. La pressione può essere calcolata o
misurata con un manometro. L’unità di misura della pressione sono i “bar” o i “Pascal” (PA).
L’equazione per calcolare la pressione è la seguente:
Pressione = forza/area o p = F/A
Questa equazione mostra che la pressione dipende dall’ammontare della forza esercitata sulla
superficie curva del cilindro.
Come avrai capito dal tuo esperimento è piuttosto scomodo riconnettere ripetutamente i tubi.
Questo lavoro può essere fatto dalle valvole, come spiegato dettagliatamente nel prossimo
capitolo.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Valvole
■ In pneumatica, lo scopo delle valvole è quello di controllare il flusso d’aria del cilindro
pneumatico in modo che il cilindro possa estendersi e ritrarsi. Una valvola può essere azionata
meccanicamente, elettricamente, pneumaticamente o manualmente.
Il tuo Set di Costruzione Pneumatic 3 contiene delle valvole manuali.
Ognuna di queste valvole ha quattro connessioni:
A
P
B
R
La connessione di mezzo, P, fa passare l’aria compressa proveniente dal compressore. L’ingresso
a sinistra o a destra (A o B) guida l’aria compressa dalla connessione A o B al cilindro. Infine la
connessione indicata con R in figura, situata in basso, serve a rilasciare l’aria o ad “alleviare” la
pressione dell’aria. Ciò permette all’aria di ritorno dal cilindro di fuoriuscire.
Esegui il seguente esperimento per vedere come funzionano le valvole.
Esperimento:
Connetti il compressore, già attaccato al supporto per batterie, ad una delle tue valvole.
A questo scopo prendi un pezzo del tubo blu e fissalo al raccordo sul compressore e alla
connessione P sulla valvola. Lascia le altre tre connessioni libere. Imposta l’interruttore
blu sulla valvola manuale in posizione centrale e accendi il compressore.
Osservazione:
Non succede nulla.
Spiegazione:
Quando l’interruttore sulla valvola manuale è impostato sulla posizione centrale, le connessioni
sono chiuse e l’aria non può passare in nessuna direzione.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Ora gira l’interruttore sulla valvola verso destra (in senso orario) e accendi nuovamente
il compressore. Mentre lo fai picchietta con il dito sui raccordi A e B ripetutamente. Fai lo
stesso dopo aver spostato l’interruttore verso sinistra (in senso antiorario).
Osservazione:
L’aria passa sempre dalla connessione A quando l’interruttore è girato verso destra (senso orario)
e attraverso la connessione B quando invece l’interruttore viene spostato verso sinistra (senso
antiorario).
Spiegazione:
Le figure sottostanti ti aiutano a capire come l’aria passa attraverso la valvola quando sposti
l’interruttore nelle varie direzioni. La linea più chiara rappresenta l’aria compressa che fuoriesce
dalla valvola. La linea più scura mostra invece come passa l’aria quando ritorna dal cilindro.
Sinistra
Centro
Destra
P
P
P
B
A
R
B
A
R
B
A
R
La valvola ha quattro connessioni e tre possibili posizioni per l’interruttore (centro - sinistra destra). Per questo motivo, in gergo pneumatico, è chiamata una valvola a 4/3.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Modelli
Pneumatici
Funzionanti
Carrello Elevatore a
Pantografo
■ Ora cerchiamo di capire meglio quanto abbiamo appena imparato
utilizzando i modelli previsti dal set, che permettono di vedere
chiaramente come la pneumatica è usata nella realtà.
A questo proposito monta i modellini uno dopo
l’altro ed esegui almeno una o due attività per
ciascun modello, in modo da avere una miglior
comprensione di ogni elemento.
■ I carrelli elevatori vengono utilizzati per
sollevare carichi pesanti. In particolare
sono usati per caricare pezzi pesanti nelle
macchine industriali. Sono composti da un
telaio di base, sul quale viene posizionato
il carico. A questo telaio sono attaccate due
leve di uguale lunghezza. Queste leve si muovono
lungo il punto centrale di un asse montato sul telaio.
Per comprendere adeguatamente il design di un elevatore a pantografo innanzitutto costruisci
il relativo modellino, seguendo le istruzioni di montaggio.
Carrello Elevatore a Pantografo - Attività 1:
Dopo aver connesso il compressore e aver sistemato i tubi flessibili come descritto nelle
istruzioni di montaggio, gira l’interruttore di colore blu della valvola verso destra (senso
orario). Cosa accade? Il carrello elevatore si solleva. Ma perché?
Il pistone nel cilindro si estende perché hai connesso i tubi sul tuo modello cosicché l’aria
compressa passa dalla connessione A sulla valvola al raccordo A sul cilindro. Questo movimento
di estensione sposta l’asse centrale dell’elevatore verso destra, spingendo le leve - e quindi la
piattaforma - verso l’alto.
Puoi far tornare giù l’elevatore spostando la valvola verso sinistra (senso antiorario) e ritraendo
così il pistone nel cilindro.
Carrello Elevatore a Pantografo - Attività 2:
Ma cosa succede quando il carrello elevatore deve sollevare un carico pesante, come una
tazza o un telefono cellulare? Riesci ancora a sollevare il telaio?
Prova a stabilire quanto peso riesce a sollevare il carrello elevatore. Inserisci i dati
raccolti nella tabella seguente.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Oggetto
Peso in grammi
L’elevatore si solleva?
Sì/No
Carrello Elevatore a Pantografo - Attività 3:
Hai un’idea di come potresti riuscire a sollevare oggetti ancora più pesanti?
Prova a immaginare come aumentare la capacità di sollevamento del carrello elevatore.
Soluzione:
Se la forza fornita dal cilindro non è sufficiente per sollevare un carico pesante, aggiungi un
secondo cilindro pneumatico.
Installa il secondo cilindro sulla piattaforma di sollevamento come illustrato nelle istruzioni di
montaggio e connettilo al modello come illustrato nello schema del tubo flessibile.
Ripeti l’Attività 2 (pagina precedente) con il nuovo modello e analizza le differenze.
Oggetto
Peso in Grammi
L’elevatore si solleva?
Sì/No
Nella sezione “Cilindri Pneumatici” hai imparato che la forza effettiva dipende dalla pressione
e dall’area su cui la pressione viene esercitata (la superficie curva, nel caso del cilindro). Poiché
la pressione generata dal cilindro è costante, sarà necessario aumentare la superficie sulla quale
agisce la pressione. Ciò può essere ottenuto usando due cilindri e permettendo così alla forza di
agire su una superficie doppia rispetto a quella iniziale (le due superfici curve dei due cilindri).
Questo duplica anche la forza e di conseguenza il peso che può essere sollevato dal carrello.
Perciò possiamo aumentare la forza aumentando l’area superficiale del sistema pneumatico.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Pompetta per
Palloncini
■ Certamente avrai gonfiato dei palloncini nella tua vita. E sai
perfettamente quanto può far male la bocca e come ci si possa sentire
senza fiato dopo un po’. Con questa pompetta non ti stancherai più,
perché potrai gonfiare i palloncini pneumaticamente. Per vedere
come funziona, costruisci il modellino con l’aiuto delle istruzioni
di montaggio.
Dopo averlo montato, gira la valvola verso destra (in senso
orario) per permettere all’aria di passare dalla connessione
A nel palloncino. Quando invece la valvola è girata verso
sinistra (senso antiorario) l’aria passa nel palloncino dalla
connessione R.
Palloncino – Attività 1:
Quanto tempo ti serve per gonfiare completamente il palloncino con il compressore?
Usa un cronometro per misurare quanto ci impieghi.
Palloncino – Attività 2:
Ora calcola il volume del palloncino appena gonfiato. Per far ciò fai un nodo all’estremità
del palloncino. Prendi un secchio e riempilo d’acqua fino all’orlo. Ora posiziona un altro
contenitore sotto il secchio. Premi il palloncino dentro il secchio, fino a immergerlo
completamente nell’acqua. A questo punto un po’ d’acqua uscirà dal secchio e cadrà nel
contenitore sottostante. Metti tutta l’acqua fuoriuscita in una tazza graduata in litri.
Ora conosci il volume del palloncino in litri.
A proposito: puoi utilizzare questo metodo anche per misurare il volume di aria nei tuoi
polmoni, semplicemente gonfiando il palloncino con una sola espirazione, cercando di buttar
fuori tutta l’aria che hai.
Palloncino – Attività 3:
L’aria pesa? Esegui questo esperimento per scoprirlo. Hai bisogno solo di una bilancia molto
precisa (ad esempio un pesalettere) e del palloncino incluso nel set. Innanzitutto pesa il
palloncino e annota la misura ottenuta. Quindi gonfia il palloncino completamente con
l’aiuto della pompetta. Ora pesa il palloncino e annota il dato raccolto. Qual è la differenza?
L’aria pesa?
Osservazione:
Il palloncino gonfio è leggermente più pesante del palloncino sgonfio.
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Spiegazione:
Quando viene gonfiato il palloncino contiene dell’aria. L’aria ha un certo peso ed esercita
pressione. Galileo Galilei fu il primo a scoprirlo, nel XVII secolo. Un litro d’aria pesa circa
1,3 grammi. Ma il peso dell’aria non è sempre costante: l’aria calda è più leggera dell’aria
fredda, perché le molecole sono più distanti tra loro. 1,3 grammi non sembra molto, ma
un denso involucro d’aria, spesso circa 100 km circonda la Terra e questo significa che
l’aria preme sul tuo corpo con un peso di quasi 5500 kg! Tu non avverti questo peso
solo perché il tuo corpo esercita una contro-pressione. Ma quando decolli su un aereo,
ad esempio, puoi sentire l’effetto della pressione dell’aria sulle orecchie.
■ Probabilmente passi spesso attraverso delle porte scorrevoli, come quelle del supermercato,
del treno o del bus. Queste porte possono aprirsi manualmente, elettricamente, idraulicamente
o pneumaticamente. I bus e i tram sono spesso dotati di porte scorrevoli che si aprono e
chiudono grazie all’aria compressa e probabilmente avrai notato il suono sibilante provocato
dalla fuoriuscita di aria compressa dalle porte dei mezzi pubblici. Ma forse non sai che già nel
1927 le porte scorrevoli dei tram di Berlino si aprivano pneumaticamente.
Doppia Porta Scorrevole – Attività 1:
Monta la doppia porta scorrevole a controllo pneumatico. Prova a costruirla
in modo che entrambe le porte possano essere aperte e chiuse
utilizzando una sola valvola. Sai immaginare come controllare
due cilindri con una sola valvola?
La soluzione è fornita nelle istruzioni di montaggio. Per svolgere questa
attività connetti i due cilindri in serie come descritto nelle istruzioni di
montaggio. Ciò significa che la stessa aria compressa passerà attraverso entrambi i cilindri.
Quando posizionerai la valvola sulla connessione A entrambi i cilindri aspireranno dell’aria,
e ciò farà aprire le porte. Potrai poi estendere nuovamente il pistone, per chiudere le porte,
girando la valvola verso sinistra (in senso antiorario).
Doppia Porta Scorrevole – Attività 2:
Come sai questi sistemi non sono controllati manualmente nell’uso comune. Riesci a
immaginare come possano essere controllati automaticamente?
Doppia Porta
Scorrevole
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Soluzione:
Nella realtà non sono utilizzate valvole manuali per aprire le porte. Invece ciò è fatto da valvole
che si aprono e si chiudono grazie a un impulso elettrico. Le valvole ricevono l’impulso da un
controllore logico programmabile (PLC). Il programmatore determina la sequenza nella quale
le valvole dovranno essere azionate, salva il programma e il sistema funziona automaticamente.
La sezione “Per approfondire” di questa guida spiega proprio come puoi automatizzare i tuoi
modelli con fischertechnik.
Catapulta
■ All’inizio di questa guida hai imparato che il greco Ctesibio costruì la prima catapulta di cui
si ha notizia moltissimo tempo fa. Se lui è stato in grado di farlo, sicuramente potrai riuscirci
anche tu!
Catapulta – Attività 1:
Costruisci una catapulta controllata pneumaticamente utilizzando un cilindro e senza seguire
le istruzioni. Hai idea di come farlo? Se non ci riesci, puoi leggere i nostri consigli nelle
istruzioni di montaggio.
15 Blocchetti
Catapulta – Attività 2:
Esegui un altro esperimento per determinare la capacità di lancio di una catapulta semplice.
Per far ciò ti occorrono un metro e 15 blocchetti di colore nero.
Posiziona i blocchetti nel “cestino” montato a questo scopo sulla catapulta. Ora attiva
manualmente la valvola e misura quanto lontano vengono gettati i blocchetti. Ricordati
di fissare un punto di inizio da cui misurare la distanza di lancio (ad es.: la fine del
modello, dalla parte del cestino). Inserisci i dati raccolti in una tabella.
Tipo di Modello
Distanza di Lancio in cm
Modello Semplice
Catapulta – Attività 3:
La tua catapulta dovrebbe funzionare bene. Ma ora vogliamo provare a lanciare i
blocchetti un po’ più lontano. Riesci a immaginare un modo per farlo?
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Soluzione 1:
Nel primo modello il compressore era collegato direttamente alla
connessione centrale (P) sulla valvola manuale, senza che vi fosse
un serbatoio per lo stoccaggio dell’aria. Nel prossimo modello
aggiungeremo invece due serbatoi d’aria. Ciò significa
che l’aria compressa dal compressore scorrerà
attraverso i cilindri anziché direttamente
nella valvola manuale. Questi cilindri si
riempiranno perciò di aria compressa,
che vi verrà immagazzinata.
Aggiungi i due cilindri - che serviranno da serbatoi di aria compressa - al tuo modello. Se non
sai come farlo segui le istruzioni di montaggio.
Dopo questa aggiunta al modello, posiziona i blocchetti sulla catapulta e attiva nuovamente
la valvola manuale per lanciarli. Registra il dato relativo alla distanza di lancio raggiunta dalla
catapulta così modificata.
Tipo di Modello
Distanza di Lancio in cm
Modello con Serbatoio d’Aria
Cosa osservi? Quale catapulta da i risultati migliori? Riesci a intuire il perché?
Osservazioni:
I blocchetti sono lanciati più lontano dal modello con i serbatoi d’aria.
Spiegazione:
Il compressore può fornire solo un certo volume d’aria a una data pressione. Ciò significa che, a
una pressione costante di 0,7-0,8 bar emette un volume di circa due litri al minuto. Utilizzando
un serbatoio, un volume maggiore di aria diviene disponibile più velocemente. Questo volume
è disponibile immediatamente, e non deve essere prima prodotto dal compressore. Questo fa
muovere il braccio della catapulta più velocemente e ciò aumenta la forza di accelerazione che
agisce sul blocchetto che viene quindi lanciato più lontano.
Soluzione 2:
Probabilmente conosci già la frase di Archimede: “Datemi una leva abbastanza lunga
e abbastanza robusta e solleverò il mondo.” Questa è la cosiddetta legge della leva ed è
un concetto tecnico. Per quanto riguarda il tuo modello ciò significa che una leva
più lunga esercita più forza.
Pertanto incrementa la lunghezza del braccio della catapulta (la leva) sul
tuo modello e misura quanto lontano viene lanciato un blocchetto. Avrai la
dimostrazione della legge della leva davanti ai tuoi occhi!
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Tipo di Modello
Distanza di Lancio in cm
Modello con Leva più lunga
Ora abbiamo terminato i nostri suggerimenti per le attività. Come hai potuto vedere, la
pneumatica è davvero molto efficiente e interessante. Nella prossima sezione ti indicheremo
anche i modelli per giocare e divertirti con il Set di Costruzione Pneumatic 3.
Modelli
Pneumatici per
giocare
■ Oltre ai modelli operativi il Set Pneumatic 3 prevede quattro modelli aggiuntivi, con funzioni
stimolanti e divertenti. Questi includono un’imballatrice agricola, un veicolo per la presa
dei tronchi, un caricatore frontale e un’escavatore. Anche in questi modelli potrai installare
il compressore e connetterlo alle valvole pneumatiche e ai cilindri. Le valvole manuali ti
permetteranno perciò di controllare manualmente il braccio a pinza dell’imballatrice agricola o
del veicolo per la presa dei tronchi. Potrai inoltre assemblare dei blocchetti per creare un pezzo
unico da spostare con la pinza e caricare su un camion giocattolo o
su un altro veicolo simile.
Nella realtà funzioni come queste sono in genere eseguite con
l’aiuto dell’idraulica, più che della pneumatica. I sistemi
idraulici usano olio invece che aria per muovere i cilindri.
Al contrario dell’aria, l’olio non può essere compresso,
e ciò consente di trasferire forza significativamente
maggiore. Ciò nonostante per i modellini del Set Pneumatic 3
la forza realizzabile grazie all’azione pneumatica è pienamente
sufficiente. Inoltre essa è particolarmente pulita, veloce,
affidabile e, soprattutto, affascinante.
Speriamo che ti divertirai un sacco a costruire e a giocare con questi modelli!
Se Qualcosa non
Funziona
■ Se uno dei tuoi modelli non funziona adeguatamente, controlla la seguente tabella. In essa
troverai una lista di possibili errori e le cause che potrebbero averli provocati. Inoltre troverai
suggerimenti per eliminare questi problemi.
Errore
Il compressore non
funziona
Non c’è movimento
Possibile Causa
Soluzione
•
•
•
Non c’è la batteria
Il supporto per batterie non è acceso
I cavi non sono collegati correttamente
•
Batteria da 9V o Accu Set
•
Controllare i cavi
•
Diverse valvole sono in posizione A o B (passa troppa
aria dalle valvole)
•
Girare le valvole sulla
posizione centrale (OFF)
dopo ogni azione
P r o f i P n e u m at i c 3
P r o p o s t e d i At t i v i tà
ITA
Errore
Possibile Causa
Apparentemente
il compressore
funziona
normalmente, ma il
cilindro pneumatico
che dovrebbe
attivarlo si muove
molto lentamente o
non si muove affatto
•
Il compressore e tutti
i cilindri sono ok, ma
uno dei cilindri non
si estende
•
•
•
•
Soluzione
La valvola manuale perde
Verifica: Sposta la valvola in posizione centrale.
Applica una pressione su ciascuna delle tre
connessioni, una dopo l’altra, e tieni la valvola
sott’acqua. Se compaiono molte bollicine, la valvola
perde
Il cilindro pneumatico perde
Verifica: Applica una pressione su tutte e tre le
connessioni, una dopo l’altra, e tieni il cilindro
sott’acqua. Se compaiono molte bollicine, il cilindro
perde
•
Sostituire la valvola
manuale
•
Sostituire il cilindro
pneumatico
Il tubo è intasato in un punto
Il tubo è attorcigliato
Verifica: Collegare ciascun tubo al compressore e
vedere se l’aria passa. Puoi sentire l’aria che passa, sia
con l’udito che con il tatto
•
Se necessario, sostituisci
il tubo intasato
Assicurarsi che il tubo
non sia attorcigliato
•
■ L’affascinante tema della pneumatica non si esaurisce con il Set PROFI Pneumatic 3. Nella
sezione dedicata alla doppia porta scorrevole abbiamo già accennato al fatto che nella realtà
i modelli pneumatici sono automatizzati. Il Set ROBO TX ElectroPneumatic è ciò che ti
serve per approfondire questo aspetto e scoprire come i modelli possano essere automatizzati
elettropneumaticamente o a vuoto. Con questo set potrai costruire dei modelli che simulano
oggetti reali, come il pinball, un motore ad aria compressa, un robot che seleziona i colori o
un percorso a ostacoli per palline, controllati con valvole elttropneumatiche anziché manuali.
Con l’aiuto del Controller ROBO TX e del software ROBO Pro questi modelli potranno inoltre
essere programmati e controllati attraverso il tuo computer.
Se in futuro, lungo il tuo percorso scolastico o nella tua carriera, ti capiterà di occuparti di
pneumatica quotidianamente, ricorderai sicuramente il tuo Set di costruzione Pneumatic 3.
E capirai ancora meglio che i principi della “vera” pneumatica funzionano esattamente come
nel tuo set di costruzione fischertechnik e che conosci già i concetti basilari di questa materia.
Per
approfondire
P r o f i P n e u m at i c 3
ITA
P r o p o s t e d i At t i v i tà