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Die Auslegung des Sauggreifers hängt stets vom konkreten Anwendungsfall ab. Deshalb sind für die richtige Auslegung vorab Berechnungen und Ermittlungen von physikalischen Größen notwendig. Die Auslegung eines Vakuum-Systems wird anhand eines Berechnungsbeispiels auf dieser Seite genauer beschrieben.
Für die Saugkraft sind einerseits die Höhe des Unterdrucks und andererseits der Volumenstrom entscheidend, der den Unterdruck aufbaut. Das Material des Werkstücks ist die Bestimmungsgröße für das erforderliche Saugvermögen. In der Tabelle finden Sie Richtwerte für den Volumenstrom bzw. das Saugvermögen in Abhängigkeit vom Sauggreifer-Durchmesser.
Richtwert-Tabelle (bei glatter, dichter Oberfläche)
| Sauggreifer Ø | Saugfläche A | Volumenstrom Vͦ | |
|---|---|---|---|
| [cm2] | [m3/h] | [l/min] | |
| bis 60 mm | 28 | 0,5 | 8,3 |
| bis 120 mm | 113 | 1,0 | 16,6 |
| bis 215 mm | 363 | 2,0 | 33,3 |
| bis 450 mm | 1540 | 4,0 | 66,6 |
Wichtig
Bei porösen Teilen unbedingt Saugversuche durchführen!
Der Reibungskoeffizient „μ“ bezeichnet das Verhältnis von Reibungskraft zur Normalkraft. Allgemein gültige Angaben zum Reibungskoeffizienten zwischen Sauggreifer und Werkstück können nicht gemacht werden. Dieser muss durch Versuche konkret ermittelt werden, dabei haben Beschaffenheit der Werkstückoberfläche (rau / trocken / freucht / ölig) oder die Eigenschaften des Sauggreifers (Bauform / Dichtlippe / Dichtkante / Saugerwerkstoff / Shorehärte) wesentlichen Einfluss.
Bei der Berechnung von Haltekräften kann es sich nur um theoretische Werte handeln. In der Praxis spielen viele Faktoren, wie die konstruktive Auslegung des Sauggreifers sowie die Oberflächen-Beschaffenheit und Eigenstabilität des Werkstückes (Deformation) eine entscheidende Rolle. Aus diesem Grund empfehlen wir einen Sicherheitsfaktor S von mindestens 2. Die Unfallverhütungsvorschrift UVV schreibt verbindlich einen Sicherheitsfaktor von 1,5 vor. Dabei ist zu beachten, dass der Sicherheitsfaktor bei „Werkstück schwenken“ unter Berücksichtigung auftretender Kippmomente mit 2,5 oder höher anzusetzen ist.
Die Haltekraft eines Sauggreifers ergibt sich aus dem Produkt von:
F = Δp x A
F = Haltekraft (ohne Sicherheitsfaktor, rein statisch)
Δp = Differenz zwischen Umgebungsdruck und Systemdruck
A = Effektive Saugfläche (die mit Vakuum beaufschlagte Fläche eines Sauggreifers)
Die Haltekraft eines Sauggreifers ist abhängig von seinem wirksamen Durchmesser. Darüber hinaus sind die Beschaffenheiten des Werkstücks sowie die Anzahl der Sauggreifer ausschlaggebend für die Haltekraft, die ein Vakuum System aufbringen kann.
Der erforderliche Durchmesser eines Sauggreifers lässt sich nach den folgenden Formeln berechnen:
Bei horizontalem Ansaugen:
d = 1,12 × √ (m × S) ⁄ (PU × n)
Bei vertikalem Ansaugen:
d = 1,12 × √ (m × S) ⁄ (PU× n x µ)
d = Saugerdurchmesser in cm
(bei Doppellippe ˜ innere Durchmesser, bei Balgsauggreifer = Innendurchmesser der Dichtlippe)
m = Masse des Werkstücks in kg
PU = Unterdruck in bar
n = Anzahl der Sauggreifer
µ = Reibungskoeffizient
S = Sicherheitsfaktor
Berechnungsbeispiel bei horizontalem Ansaugen
d =1,12 × √ (50kg x 2) ⁄ (0,4bar x 4)
d = 8,85 cm
Kunststoffplatte:m = 50 kg
Unterdruck: PU = -0,4 bar
Anzahl der Sauggreifer: n = 4
Gemessener Reibungskoeffizient: µ = 0,5
Sicherheitsfaktor: S = 2
Eine sinnvolle Wahl ist der Sauggreifer PFYN 95 mit einem Nenndurchmesser von 95 mm.
Berechnungsbeispiel bei vertikalem Ansaugen
d = 1,12 × √ (50kg x 2) ⁄ (0,4bar x 4 x 0,5)
d = 12,5 cm
Kunststoffplatte: m = 50 kg
Unterdruck: PU = -0,4 bar
Anzahl der Sauggreifer: n = 4
Gemessener Reibungskoeffizient: µ = 0,5
Sicherheitsfaktor: S = 2
Eine sinnvolle Wahl ist der Sauggreifer PFYN 150 mit einem Nenndurchmesser von 150 mm.
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