Anwendung von Stromumkehrventilen
Stromumkehrventile für Vakuumtische
Vakuumtische fixieren Folien, Platten und andere flächige Werkstücke während eines Bearbeitungsprozesses durch Unterdruck. Ein Stromumkehrventil ermöglicht es, nach dem Bearbeitungsschritt die Saugwirkung zu unterbrechen oder den Luftstrom auf Druckbetrieb umzuschalten, damit sich das Werkstück kontrolliert vom Tisch lösen lässt.
Der Seitenkanalverdichter ändert dabei nicht seine Drehrichtung. Das Stromumkehrventil verändert ausschließlich die Führung des Luftstroms zwischen Seitenkanalverdichter und Vakuumtisch.
Funktionsprinzip
Wie arbeitet ein Vakuumtisch mit Stromumkehrventil?
Ein Vakuumtisch besitzt eine luftdurchlässige oder mit Ansaugöffnungen versehene Arbeitsfläche. Der angeschlossene Seitenkanalverdichter saugt Luft unter dem aufgelegten Werkstück ab. Dadurch entsteht zwischen Werkstück und Tischfläche eine Druckdifferenz, die das Werkstück während der Bearbeitung fixiert.
Was passiert am Vakuumtisch?
Wird Luft aus dem Bereich unter dem Werkstück abgesaugt, sinkt dort der Druck. Der höhere Umgebungsdruck drückt das Werkstück auf die Tischfläche. So können Folien, Platten und andere geeignete flächige Materialien während eines Schneid-, Fräs-, Druck- oder Bearbeitungsvorgangs gehalten werden.
Die tatsächlich erreichbare Haltekraft hängt unter anderem von der Werkstückfläche, der Oberflächenbeschaffenheit, möglichen Leckagen, den offenen Ansaugflächen sowie dem erzeugten Vakuum ab.
Aufgabe des Stromumkehrventils
Nach dem Bearbeitungsschritt muss die Haltewirkung wieder aufgehoben werden. Das Stromumkehrventil verändert dazu die Luftführung zwischen Seitenkanalverdichter und Vakuumtisch.
Je nach Ventilbaureihe kann zwischen Saug- und Druckbetrieb umgeschaltet oder zusätzlich eine Neutral- beziehungsweise Zwischenstellung angefahren werden. Ein aktiver Druckstrom kann das Ablösen des Werkstücks vom Tisch unterstützen.
Wichtig: Das Stromumkehrventil erzeugt den Unterdruck oder den Druck nicht selbst. Es steuert den vom Seitenkanalverdichter erzeugten Luftstrom und führt ihn entsprechend der gewählten Ventilstellung zum Prozess.
Drei Prozessschritte
Fixieren, bearbeiten und kontrolliert lösen
Der typische Arbeitsablauf eines Vakuumtisches lässt sich in drei aufeinanderfolgende Prozessschritte unterteilen.
01 Ansaugen und fixieren
Der Seitenkanalverdichter saugt Luft aus dem Vakuumtisch ab. Das Werkstück wird durch die entstehende Druckdifferenz gegen die Tischfläche gedrückt und für den folgenden Arbeitsschritt fixiert.
02 Bearbeiten und halten
Während des Bearbeitungsvorgangs bleibt der Saugbetrieb aktiv. Das Werkstück wird in seiner vorgesehenen Position gehalten und kann beispielsweise geschnitten, bedruckt, beschriftet oder anderweitig bearbeitet werden.
03 Lösen und entnehmen
Nach Abschluss der Bearbeitung wird das Stromumkehrventil umgeschaltet. Je nach Ventilausführung wird die Saugwirkung unterbrochen oder der Tisch mit einem Druckluftstrom beaufschlagt. Dadurch kann sich das Werkstück leichter von der Arbeitsfläche lösen.
Auslegungshinweis: Ein großflächiges, glattes Werkstück verhält sich anders als ein poröses oder unebenes Material. Für die Auswahl von Seitenkanalverdichter und Stromumkehrventil müssen deshalb die Tischfläche, die Anzahl der offenen Ansaugstellen, die Leckluft, das Werkstückmaterial sowie der erforderliche Druck und Unterdruck berücksichtigt werden.
Auswahl der Ventilstellung
Saugen, Neutralstellung oder aktives Lösen?
Welche Ventilfunktion für einen Vakuumtisch erforderlich ist, hängt vom Werkstück, vom Bearbeitungsprozess und vom gewünschten Lösevorgang ab. Nicht jede Anwendung benötigt sämtliche verfügbaren Ventilstellungen.
Werkstück sicher fixieren
Im Saugbetrieb wird Luft unter dem Werkstück abgesaugt. Die dadurch entstehende Druckdifferenz hält das Werkstück auf der Tischfläche. Dieser Betriebszustand bleibt während des Bearbeitungsvorgangs aktiv.
Saugwirkung unterbrechen
Bei einer geeigneten Ventilausführung kann die aktive Saug- oder Druckwirkung am Arbeitsprozess unterbrochen werden. Dadurch lässt sich die Haltewirkung aufheben, ohne das Werkstück unmittelbar mit einem aktiven Druckluftstrom zu beaufschlagen.
Die genaue Luftführung und Drucksituation in der Neutralstellung richtet sich nach der verwendeten Ventilbaureihe und muss bei der konkreten Auslegung berücksichtigt werden.
Werkstück aktiv lösen
Durch Umschalten auf Druckbetrieb kann Luft in Richtung Vakuumtisch geführt werden. Das kann das Ablösen von Folien, Platten oder anderen flächigen Werkstücken unterstützen und die Entnahme erleichtern.
VS: schneller Wechsel zwischen zwei Zuständen
Die Baureihe VS arbeitet mit einem Schieberegler und zwei Schaltstellungen. Sie ist für die Umschaltung zwischen Saug- und Druckbetrieb oder für den Wechsel zwischen verschiedenen Luftleitungen vorgesehen.
- zwei Schaltstellungen
- magnetische oder pneumatische Betätigung
- Reglerbewegung laut Datenblatt etwa 0,10 Sekunden
- verschiedene Strömungs- und Anschlussausführungen
VI6-34: fünf abgestufte Positionen
Das VI6-34 besitzt fünf voreingestellte Positionen. Neben vollständiger Absaugung und vollständigem Druckbetrieb sind teilweise Absaugung, eine Neutralstellung und teilweiser Druckbetrieb möglich.
- fünf Ventilpositionen
- rotierender Schieber mit Schrittmotor
- digitale Eingänge oder Modbus RTU
- Einstellung von Position und Drehgeschwindigkeit bei Feldbusbetrieb
Keine pauschale Produktauswahl: Ob VS oder VI6-34 geeignet ist, hängt nicht nur von der gewünschten Funktion ab. Auch Seitenkanalverdichter, Anschlussgröße, Luftleistung, Steuerung und Einbausituation müssen zur Ventilausführung passen.
Technische Voraussetzungen
Was muss bei einem Vakuumtisch berücksichtigt werden?
Die erforderliche Luftleistung lässt sich nicht allein aus der Größe des Vakuumtisches ableiten. Maßgeblich ist, wie viel Luft während des Betriebs über offene Flächen, Werkstückkanten, poröse Materialien oder Undichtigkeiten nachströmt.
01 Werkstückfläche
Je größer die wirksame Fläche, desto höher kann grundsätzlich die erreichbare Haltekraft sein. Entscheidend ist jedoch, welcher Teil der Tischfläche tatsächlich durch das Werkstück abgedeckt wird.
02 Material und Oberfläche
Glatte und luftundurchlässige Werkstücke lassen sich anders fixieren als poröse, strukturierte oder unebene Materialien. Poröse Werkstoffe können einen deutlich höheren Volumenstrom erfordern.
03 Leckluft
Offene Ansaugöffnungen, Werkstückkanten und Undichtigkeiten verursachen einen kontinuierlichen Luftnachstrom. Der Seitenkanalverdichter muss diesen Leckluftanteil bewältigen können.
04 Erforderliche Haltekraft
Die notwendige Haltekraft richtet sich nach Gewicht, Größe und Bearbeitungsbelastung des Werkstücks. Seitliche Kräfte beim Schneiden, Fräsen oder Verschieben müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
05 Lösen des Werkstücks
Es ist festzulegen, ob die Saugwirkung lediglich unterbrochen oder das Werkstück durch einen aktiven Druckluftstrom vom Tisch gelöst werden soll.
06 Taktzeit und Schalthäufigkeit
Bei automatisierten Prozessen beeinflussen Taktzeit und Schalthäufigkeit die Auswahl von Ventilantrieb und Steuerung. Auch zulässige Einschaltzeiten und Schaltintervalle müssen beachtet werden.
Wichtig für die Auslegung: Ein Vakuumtisch mit vielen offenen Ansaugöffnungen benötigt häufig einen hohen Volumenstrom. Eine Anwendung mit weitgehend abgedichteter Fläche kann dagegen stärker vom erreichbaren Unterdruck abhängen.
Welche Angaben benötigt SKVTechnik für die Vorauswahl?
Für eine belastbare Vorauswahl benötigen wir Angaben zum Vakuumtisch, zum Werkstück, zum Prozess und zur gewünschten Steuerung. Je vollständiger die Daten sind, desto genauer lassen sich Seitenkanalverdichter und Stromumkehrventil aufeinander abstimmen.
Checkliste
- Abmessungen und Aufbau des Vakuumtisches
- Anzahl und Größe der Ansaugöffnungen
- abgedeckte und offene Tischfläche
- Werkstückmaterial und Oberflächenbeschaffenheit
- Gewicht und Abmessungen des Werkstücks
- erforderliche Haltekraft
- Bearbeitungsvorgang und auftretende Querkräfte
- erforderlicher Volumenstrom und Unterdruck, sofern bekannt
- gewünschte Lösefunktion: Neutralstellung oder Druckbetrieb
- vorhandener Seitenkanalverdichter mit Typenschild oder Datenblatt
- Anschlussgrößen und Leitungsführung
- gewünschte elektrische, pneumatische oder feldbusbasierte Steuerung
- Taktzeit und Anzahl der Schaltvorgänge
- Umgebungstemperatur und weitere Betriebsbedingungen
Liegen noch keine vollständigen Leistungsdaten vor, kann SKVTechnik anhand der vorhandenen Prozessangaben eine technische Vorauswahl unterstützen. Für nicht dokumentierte Kombinationen oder besondere Betriebsbedingungen ist gegebenenfalls eine zusätzliche Abstimmung mit dem Hersteller erforderlich.
Nutzen im Arbeitsprozess
Welche Vorteile bietet ein Stromumkehrventil am Vakuumtisch?
Durch die gezielte Umschaltung der Luftführung kann ein Vakuumtisch nicht nur zum Fixieren, sondern auch zum kontrollierten Lösen eines Werkstücks eingesetzt werden. Welche Vorteile tatsächlich erreicht werden, hängt von der Ventilausführung, dem Vakuumtisch und dem jeweiligen Bearbeitungsprozess ab.
1. Sicheres Fixieren (Werkstücke während der Bearbeitung halten)
Unterdruck kann Folien, Platten und andere geeignete flächige Werkstücke auf der Tischfläche fixieren. Mechanische Spannmittel können dadurch je nach Anwendung ergänzt oder teilweise ersetzt werden.
2. Kontrolliertes Lösen (Haltewirkung gezielt aufheben)
Nach dem Bearbeitungsschritt kann die Saugwirkung unterbrochen werden. Bei geeigneter Ventilausführung unterstützt ein umgeschalteter Druckluftstrom das Ablösen des Werkstücks.
3. Schneller Zustandswechsel
(Saugen und Lösen im Prozess verbinden)
Das Stromumkehrventil ermöglicht den Wechsel zwischen den vorgesehenen Betriebszuständen, ohne die Drehrichtung des Seitenkanalverdichters zu verändern.
4. Schonende Werkstückbehandlung (Flächige Materialien ohne punktuelle Klemmung halten)
Die Haltekraft kann über eine größere Werkstückfläche verteilt werden. Das kann bei empfindlichen Oberflächen, dünnen Materialien oder Werkstücken vorteilhaft sein, die nicht mit mechanischen Spannmitteln geklemmt werden sollen.
5. Unterstützung automatisierter Abläufe (Ventilstellung in die Maschinensteuerung einbinden)
Elektrisch, pneumatisch oder feldbusbasiert angesteuerte Stromumkehrventile können abhängig von der Baureihe in automatisierte Bearbeitungs- und Handhabungsprozesse eingebunden werden.
6. Flexible Prozessgestaltung (Unterschiedliche Luftzustände nutzen)
Je nach Stromumkehrventil stehen zwei feste Schaltstellungen oder zusätzliche Zwischen- und Neutralstellungen zur Verfügung. Dadurch kann die Luftführung an unterschiedliche Prozessschritte angepasst werden.
Bitte beachten: Die genannten Vorteile ergeben sich nicht allein aus dem Stromumkehrventil. Entscheidend ist das abgestimmte Zusammenspiel aus Seitenkanalverdichter, Ventil, Rohrleitung, Vakuumtisch, Werkstück und Maschinensteuerung.
Technische Vorauswahl
Vakuumtisch und Stromumkehrventil passend auslegen
SKVTechnik unterstützt Anlagenbauer, Betreiber und Konstrukteure bei der Vorauswahl eines geeigneten Stromumkehrventils und Seitenkanalverdichters für Vakuumtische.
Grundlage sind die Anforderungen des Bearbeitungsprozesses, die Abmessungen des Tisches, das Werkstück, die zu erwartende Leckluft, die gewünschte Lösefunktion und die vorgesehene Steuerung.
Nicht dokumentierte Kombinationen und besondere Betriebsbedingungen werden vor einer verbindlichen Empfehlung zusätzlich geprüft.
Diese Angaben helfen uns bei der Prüfung
- Foto oder Zeichnung des Vakuumtisches
- Tischabmessungen und Ansaugfläche
- Werkstückmaterial und Abmessungen
- Gewicht des Werkstücks
- Beschreibung des Bearbeitungsvorgangs
- vorhandener Seitenkanalverdichter
- gewünschte Ventilfunktion
- Anschlussgrößen und Leitungsführung
- Steuerungsart und Betriebsspannung
- Taktzeit und Schalthäufigkeit
Senden Sie uns vorhandene Datenblätter, Typenschilder, Zeichnungen oder Fotos am besten direkt mit Ihrer Anfrage.
Technischer Hinweis: Die dargestellten Abläufe und Abbildungen sind schematische Beispiele. Sie stellen keine verbindliche Einbau-, Anschluss- oder Produktempfehlung dar. Die konkrete Auswahl erfolgt anhand der Betriebsdaten des Seitenkanalverdichters, der benötigten Luftleistung, der Ventilausführung und der jeweiligen Prozessbedingungen.
Das Stromumkehrventil VI6-34 besitzt laut Datenblatt eine Neutralstellung. Die konkrete Luftführung und Drucksituation am Arbeitsanschluss muss bei der jeweiligen Anlagenkonfiguration geprüft werden.