Produkte-Nachricht

SMC Pneumatik
Schwer fassbare Teile transportieren - Das sichere Handling mit der Vakuumtechnik

Die Vakuumtechnik nimmt in der industriellen Automation und in nahezu allen Handhabungsbereichen einen fixen Stellenwert ein. Vakuumerzeu- ger, Sauger, Schalter und Ejektoren sorgen dafür, dass mechanisch nicht fassbare Teile transportiert und positioniert werden können. Auch wenn die Vakuumtechnologie nicht mehr neu erfunden wird, vereinfachen Innovationen die Handlingsprozesse oder erschliessen neue Bereiche wie die Solarindustrie.

SMC Pneumatik - Bild 1
Speziell beschichtete Vakuumsauger erlauben das abdruckfreie Handling von Werkstücken mit empfindlichen Oberflächen, wie Silizium- oder Glasplatten.

Die Vakuumtechnik hat ihre Anwendungsdomäne dort, wo Teile, die sich mechanisch schwer oder gar nicht fassen lassen, transportiert und positioniert werden sollen, zum Beispiel in der Halbleiterfertigung, Verpackungstechnik, Glas- und Kunststoffbearbeitung. Alle Produkte mit einer dichten, stabilen und glatten Oberfläche lassen sich mit der Vakuumtechnik handhaben, sofern es das Gewicht
des Werkstücks erlaubt.

Komplette Vakuumerzeugung in einem Gerät.
Das Herzstück von Vakuumanwendungen ist die Vakuumerzeugung. Sie geschieht entweder mechanisch mit Gebläsen und Pumpen oder mit Ejektoren, die das Vakuum direkt dort erzeugen, wo es gebraucht wird. Dies ermöglicht schnellere Taktzeiten, da keine langen Schlauchleitungen evakuiert werden müssen. Vakuumejektoren funktionieren nach dem Venturi-Prinzip und müssen daher mit Druckluft durchströmt werden. Der Eigenluftverbrauch bei einem Betriebsdruck von 0,4 MPa (4 bar) beträgt je nach Düsengrösse 3,5 bis 126 l/min.
Auf denselben Betriebsdruck bezieht sich auch der maximale Unterdruck von –88 kPa (–880 mbar). Die Saugluftleistung liegt, auch abhängig vom Düsendurch- messer (0,3 bis 2 x 1,2 mm), zwischen 2 und 200 l/min. Oft werden in der Praxis mehrstufige Ejektoren eingesetzt, welche zwei oder drei nacheinander geschaltete Düsen besitzen.

Während mit der ersten Düse ein hoher Unterdruck erzeugt wird, erzeugt die zweite einen grossen Saugvolumenstrom mit geringem Unterdruck. Es resultiert eine bis zu 40 Prozent erhöhte Saugleistung, bei dreistufigen Ejektoren gar eine um 250 Prozent höhere.

Heute sind Vakuumejektoren mit integrierten Funktionen «state of the art». Va- kuumeinheiten von SMC Pneumatik zum Beispiel sind mit Magnetventilen für Vakuum- und Ausblassteuerung, Vakuumschalter für die Drucküberwachung sowie Ansaugfilter und Schalldämpfer für die Abluft ausgerüstet. Für die Dosierung der Ausblasmenge ist zudem eine Drossel eingebaut. Solche komplette Vakuumerzeugereinheiten sind gerade mal 10 mm breit und nur 46 g schwer. Zudem können diese zu Mehrfachanschlussplatten zusammengebaut werden.

SMC Pneumatik - Bild 2
Funktionsweise des Vakuumsicherungsventils ZP2 von SMC Pneumatik AG

Abdruckfrei transportieren
.
Um die Werkstücke schliesslich zu transportieren und zu positionieren, bedarf es der richtigen Saugnäpfe. Sie sind in den unterschiedlichsten Formen, Bauarten, Grössen und Materialen erhältlich, um die unterschiedlichen Oberflächen und Formen der Werkstücke optimal greifen zu können. Für glatte, flache und feste Oberflächen eigenen sich insbesondere Saugnäpfe in flacher Ausführung. Besteht die Gefahr, dass flexible Materialien wie Papier und Folien durch das Ansaugen deformiert werden, empfehlen sich flache, dünne Saugnäpfe. Eine hohe Form eignet sich für stark gewölbte Gegenstände wie Kugeln.

Häufigstes Material für Vakuumsaugnäpfe ist NBR, da es preisgünstig ist und in den meisten Fällen den Anforderungen entspricht. Daneben stehen aber eine Reihe weiterer Materialien zur Verfügung, welche an spezielle Anwendungen angepasst sind. Polyuretan zeichnet sich durch seine Verschleissfestigkeit aus, Silikon durch seine Temperatureigenschaften und Fluor-Kautschuk durch Ölbe- ständigkeit. Für die Elektronikindustrie sind zudem elektrisch leitende Saugnäpfe erhältlich, die ein antistatisches Heben der Teile erlauben.

Einen weiteren Spezialfall bilden Anwendungen wie das Handling von Glas- oder Siliziumplatten. Hier dürfen nach dem Heben und Positionieren keine Abdrücke der Vakuumsauger auf den Werkstücken zurückbleiben. Auch für diese beson- deren Fälle führt SMC Pneumatik entsprechende Materialien im Angebot. Sauger aus halogeniertem NBR, beschichtet mit Fluorkunststofffolie oder mit eingebautem Kunststoffteil aus PEEK schaffen Abhilfe und verhindern, dass sich Gummi- rückstände auf den Kontaktflächen ablagern.

SMC Pneumatik - Bild 3
Der Aufbau einer Vakuumapplikation: Links eine Variante mit einem modularen Vakuumejektor mit integriertem Vakuumschalter, Filter sowie Saug- und Aus- blasventil. Rechts eine andere Variante mit Einzelteilen.

Sicheres Vakuumhandling
.
Wenn mehrere Sauger an einen Erzeuger angeschlossen sind, kann dies zu erhöhtem Vakuumbedarf führen, wenn ein Saugnapf das Werkstück nicht richtig greift. Durch die hohe Leckage ist das Vakuum bei den Saugern dann nicht mehr vorhanden. Um dies zu verhindern, wird jeder Saugnapf mit einem mechanischen Tast- oder Sicherungsventil ausgestattet. Dadurch wird sichergestellt, dass der Vakuumzugang nur dann öffnet, wenn der Saugnapf auch richtig am Werkstück sitzt.

Bei den Saugern mit mechanischen Tastventilen ist in deren Mitte ein Ventil mit einem Taster eingebaut. Dieser wird durch das Werkstück betätigt und der Vakuumdurchgang ist offen. Wird ein Vakuumsicherungsventil eingesetzt, ist im Gegensatz zum mechanischen Tastventil der Vakuumzugang mit einem Rück- schlagventil unterbrochen. Berührt der Sauger das Werkstück nicht, wird auch das Rückschlagventil nicht geöffnet. Hat der Sauger Kontakt mit dem Werkstück, wird über eine kleine Bohrung auf beiden Seiten des Rückschlagventils das gleiche Vakuum aufgebaut. Erst dann öffnet sich das Ventil, unterstützt durch die Feder, und gibt so den Vakuumzugang frei.

Geringe Abmessung, niedriges Gewicht. Die Vakuumsauger sind so ausgelegt, dass sie in Verbindung mit Zylindern der Vakuumserie eingesetzt werden können. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, sie direkt an die Kolbenstange anzu- schrauben, die bei dieser Version durchbohrt ist. Die Bohrung dient hier gleich als Vakuumleitung.

Bestimmte Anwendungen kommen ohne exakten Vakuumschalter aus. Anderer- seits ist auch der Vakuumschalter allein erhältlich. Die kleinsten sind nur einige Gramm schwer und können mithilfe eines T-Stücks an beliebiger Stelle in eine Vakuumleitung eingebaut werden. Ebenso mit einer einfachen Steckverbindung sind Vakuumfilter erhältlich. Der Filter zwischen Saugnapf und Vakuumerzeuger schützt den Ejektor vor Schmutzpartikel. Auch hier gelten die für die Vakuum- technik charakteristischen Merkmale, geringe Abmessungen und niedriges Gewicht. Der schwerste Filter wiegt 39 Gramm und besitzt einen Schlauch- anschluss von 10 mm. Wasserabscheider, Sensoren, Vakuumregler sowie das übliche Zubehör an Verschraubungen, Steckverbindungen und Schläuchen komplettieren das Vakuumsortiment von SMC Pneumatik. Nicht zuletzt benötigt die Vakuumerzeugung mit Ejektoren auch die gängigen Geräte für die Druck- luftaufbereitung (Kältetrockner, Filter, Regler), da hier Druckluft verwendet wird.

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