Wie Sie Ihren Vakuumsauger auswählen

Durch die Automatisierung von Montage- und Spannverfahren stiegen Effizienz und Zuverlässigkeit in der Fertigung auf ein höheres Niveau, Das führte dazu, dass die meisten Hersteller auf hochtechnische computergesteuerte und -überwachte Systeme setzen, bei denen Roboter viele Aufgaben übernehmen, die früher von Menschen erledigt wurden.

Eine Reihe dieser computergesteuerten und robotergestützten Systeme wären ohne den Vakuumsauger nichts weiter als nutzlose Bausätze. Bei der Entwicklung von automatisierten Spannsystemen spielen Vakuumsauger eine wichtige Rolle, denn sie sind es, die mit dem zu greifenden Blech oder Teil in Kontakt kommen und es weiterbeförden.

Wir werden die Bedeutung von Vakuumsaugern in Produktionsautomatisierungssystemen beleuchten, indem wir die besonderen Betriebseigenschaften und Parameter erläutern, die bei der Auswahl des idealen Saugers für Ihre Aufgabe zu berücksichtigen sind.

Keine Saugnäpfe

Richtig ist: Vakuum-Sauger sind keine Saugnäpfe.

Saugnäpfe erzeugen einen abgedichteten Hohlraum, aus dem die Luft verdrängt wird, was einen Unterdruck auf den Gegenstand erzeugt, der gehalten werden soll. Eigentlich ist es der Luftdruck, der dem Saugnapf ermöglicht, an einem Objekt zu kleben. Vakuumsauger unterscheiden sich von Saugnäpfen dadurch, dass sie pneumatische Vakuumgeneratoren mit Venturis verwenden, die mittels Druckluft das Vakuum zu erzeugen.

Der Vakuumgenerator zieht die Luft aus dem Sauggreifer, wodurch der Luftdruck im Inneren des Sauggreifers unter den der umgebenden Atmosphäre sinkt. Der größere atmosphärische Druck schiebt das Objekt auf den Sauggreifer und ermöglicht es ihm so, es anzuheben. Je niedriger der Druck im Inneren des Sauggreifers (d. h. je stärker das Vakuum), desto größer ist die Hubkraft des Saugers. Wenn das Objekt seine neue Position erreicht, wird die Druckluftzufuhr zum Venturi abgeschnitten. Das stoppt die Vakuumerzeugung und das Objekt wird freigegeben.

Typische Vakuumgeneratoren erzeugen Druckluft mit etwa vier Bar, die sie über flexible Polyurethan-Luftleitungen an den Venturi abgeben. Die Betreiber müssen sicherstellen, dass die Luftleitungen frei von Feuchtigkeit und Schmutz bleiben, da Verunreinigungen in der Luft das Venturi verstopfen und zu Fehlfunktionen führen können.

Die Art des Sauggreifers hängt von den Materialeigenschaften ab

Materialien lassen sich generell in zwei Kategorien einteilen: porös oder nicht porös. Das Aufnehmen des Objekts erfordert in der Regel einen höheren Vakuumfluss, aber nicht notwendigerweise eine starke Vakuumerzeugung. Nicht poröse Materialien wie Stahl, Aluminium und harter Kunststoff können über einen geringeren Vakuumstrom angehoben werden.

Oberflächen lassen sich ebenfalls in zwei Kategorien einteilen: trocken oder ölig. Die meisten Objekte sind trocken, aber einige Materialien weisen eine feine Ölschicht auf der Oberfläche auf. Bleche, die vor dem Stanzen mit Rostschutzmitteln behandelt wurden, können eine dünne Ölschicht haben.

Was die Kontur betrifft, so hängt die Wahl des Sauggreifers davon ab, ob das Material flach ist oder Kurven bzw. abgerundete Kanten aufweist. In einigen Fällen, in denen ein Objekt zu viele Kurven oder Wölbungen enthält, funktioniert ein Vakuumsauger nicht. Auch für Gegenstände mit zu vielen Löchern in geringen Abständen sind Sauger nicht geeignet.

Für unterschiedliche Verwendungen konzipiert

Anwender haben traditionell die Wahl zwischen zwei Saugerformen: rund oder oval. Runde Vakuumsauger sind die Standardausführung, aber wenn z.B. eine dünne Schiene um ein Autotürfenster gehalten werden soll, können lange ovale Vakuumsauger erforderlich sein. Glockenförmige Vakuumsauger haben jedoch an Beliebtheit gewonnen. Der Hauptvorteil des Designs ist folgender: Der glockenförmige Vakuumsaugerkörper haftet leicht an konvexen oder konkaven Oberflächen – und zwar durch ein ausgeklügeltes internes Reibungsmuster, das hohen Scherkräften standhält.

Bei den Saugerfamilien gibt es zwei grundsätzliche Konstruktionsarten: flach und als Faltenbalg. Ein Vakuumsauger mit Faltenbalg ähnelt einer Ziehharmonika, was ihn flexibler macht und das Greifen von Gegenständen ermöglicht, die keine einheitliche Form haben oder nicht gut auf den Sauger ausgerichtet sind. In diesen Fällen ist jedoch ein höherer Vakuumfluss erforderlich, um das größere Luftvolumen im Vakuumsauger zu entfernen. Bei Flachsaugern muss weniger Luft ausgesaugt werden, dafür sind sie nicht so biegsam wie Faltenbälge.

Der Härtegrad des Sauggreifers definiert die möglichen Anwendungen

Der Härtegrad gibt die Härte eines Materials an – meist eines Polymers, Elastomers oder Gummis. Die meisten Anbieter von Vakuumsaugern prüfen dies anhand der Shore-A-Härteskala, mit der die Härte von flexiblen Formgummis gemessen wird. Die Härte dieser Kautschuke reicht von sehr weich und flexibel über mittelhart und etwas flexibel bis hin zu hart und ziemlich unflexibel. Höhere Zahlen weisen auf härtere Materialien hin.

Hier sind einige Zahlen der Skala und was sie bedeuten:

• 30 - weich, ideal für den Einsatz mit konturierten Platten. Ein Sauggreifer mit dieser Abmessung weist jedoch eine kürzere Lebensdauer auf als ein härterer Sauggreifer.
  
  
• 45 - ein mittelharter Kautschuk, der die meisten Konturen effektiv abdichtet und sich der Form gut anpasst, wodurch er sich für viele Einsatzbereiche eignet. Ein solcher Sauggreifer lebt meist länger als ein Sauggreifer mit Härtegrad 30.
  
  
• 60 - Der höchste Härtegrad gilt für Sauggreifer, die für extrem ölige, ebene Oberflächen geeignet sind. Sie besitzen eine längere Lebensdauer als Sauggreifer mit Härtegrad 45.

Einige Hersteller von Vakuumsaugern kennzeichnen die Härtegraden farblich, um die Identifizierung, die Wartung und den Austausch zu erleichtern. Bei der Wahl des richtigen Härtegrads für die Anwendung ist zu beachten, dass für konturierte Teile oder solche mit scharfen Ecken oder Kanten weichere Sauger benötigen, die solche Konturen besser greifen können. Flache Oberflächen sind geeiegnet für höhere Härtegrade, da der Vakuumsauger stärkere Halteeigenschaften hat.

Wie die Hersteller von Autoreifen haben auch die Anbieter von Vakuumsaugern ihr eigenes, einzigartiges Profil entwickelt. Das Profildesign bestimmt die Haltekraft oder den Grip des Vakuumsaugers auf der Oberfläche eines Teils oder einer Platte. Was bei einer Anwendung funktioniert, kann bei einer anderen nicht funktionieren, insbesondere wenn die Materialoberfläche trocken oder ölig ist. Einige Vakuumsauger kombinieren ihr einzigartiges Profil mit verschiedenen Härtegraden, um die Griffigkeit zu erhöhen.

Montagetyp mit Automatisierung abgleichen

Anwender können unter verschiedenen Anschlussarten auswählen, darunter Außen-/Innengewinde, Zoll-NPT- und metrisches-G-Gewinde, quadratische T-Montage und Schnellkupplung. Neue Gewindehalterungen aus leichtem Kunststoff sind ebenfalls erhältlich. Überprüfen Sie vor der Wahl einer Befestigungsart zuerst die Art des verwendeten Automatisierungssystems. Wenn der Vakuumsauger nicht auf der Halterung angebracht werden kann, funktioniert das System nicht.

Anwendung, Eigenschaften und Verwendungstabelle für Vakuumsauger

Diese Tabelle dient zur der Auswahl der richtigen Sauggreiferfamilie für allgemeine Oberflächen, Konturen und Anwendungen.

Sonstige Überlegungen

Falls erforderlich, führen Sie Tests durch, um den richtigen Vakuumsauger für Ihre Anwendung zu bestimmen. Während Sie vielleicht zwei große Vakuumsauger für eine Anwendung geplant hatten, können Tests zeigen, dass sechs kleinere Vakuumsauger besser funktionieren.

Neben dem Material sollten Sie Gewicht und Größe des Objekts berücksichtigen, das angehoben werden soll. Eine Motorhaube aus Leichtmetall hat eine leicht zu greifende, flache Oberfläche. Ein einzelner Vakuumsauger könnte zwar das Gewicht der Haube halten, aber etwas so Großes kann durch eine Bewegung aus dem Gleichgewicht geraten und abstürzen. In diesem Fall kann die Verwendung von vier oder mehr Vakuumsaugern die Last ausgleichen und den Transfer absichern.

Außerdem kann die Bedeutung von Saugnapfgröße, Profil und Härtegrad bei Hochgeschwindigkeits- und Pick-and-Place-Transfers gar nicht genug betont werden. Der Vakuumsauger muss die Platte auch bei der höchsten Belastung während der Beschleunigungs- und Abbremsphasen zuverlässig halten – immer und immer wieder.

Bei spezialisierten Anwendungen müssen weitere Eigenschaften berücksichtigt werden. Z.B. entstehen beim Transport während der Warmumformung von Stahlblechen Temperaturen von rund 250° Celsius. Während einige Standard-Vakuumsauger solche Hitze vertragen, kann in einigen Fällen doch ein spezieller Hochtemperatur-Vakuumsauger erforderlich sein.

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