SLANGHEFFERS EN KETTINGTAKELS (DEEL 2)

EFFICIENT EN ERGONOMISCH

In een vorig artikel kon u al lezen over diverse tilhulpen en de voordelen ervan. In het tweede deel van het dossier rond ergonomie verdiepen we ons deze keer in de wereld van de slangheffers en takelsystemen. We brengen u een overzicht van de opbouw, de diverse technieken, en wegen pro’s en contra’s af.

SLANGHEFFERS

Opbouw

Hoewel er meerdere types bestaan bij de slangheffers, kunnen we toch in grote lijnen een gemeenschappelijke opbouw typeren. De basis wordt gevormd door de hefunit, een vacuümgenerator en de (vacuüm)grijper.

Omdat het systeem bestaat uit variabele, veelzijdig te combineren basiscomponenten, is een eenvoudige aanpassing van het toestel aan individuele wensen mogelijk. Het opgewekte vacuüm wordt via de hefunit en de grijper op het stuk losgelaten, waardoor het vastgezogen wordt. Door te spelen met het afzuigvolume van lucht uit de hefslang, kan men de hefunit optillen dan wel laten zakken, en zo dus ook spelen met de kracht van het vacuüm.

Bij een slangheffer zijn er dus twee vacuümprincipes van belang: er is het vacuüm waarmee het stuk vastgezogen wordt, en er is het tilprincipe waarmee de verticale beweging naar het stuk gebracht wordt. Als dat laatste via vacuüm gebeurt, spreken we over een slangheffer, maar het heffen en dalen kan ook via een stang- of draadbalancer of via een door elektra of perslucht aangedreven kettingtakel. In dit artikel staan we stil bij de beide types.

Bediening

Grosso modo kunnen lasten tot 300 kg verplaatst worden met de slangheffer. De bediening bevindt zich op de hefunit, waarbij veelal uitgegaan wordt van een eenhands- of zelfs een eenvingerbediening waarmee het liften, dalen en lossen van de stukken uit­gevoerd wordt.

De vorm van de bedieningsunit kan eveneens variëren. De meest gangbare systemen zijn de pistoolvorm (voor het nauwkeurig verplaatsen en positioneren van elke last op werktafelhoogte), met een stuurbeugel die rond de hefunit zit (voor het veilig verplaatsen van zware lasten) of een stuurbeugel met draaihandgreep, die een veilige afstand garandeert tussen last en operator.

Elektrisch of pneumatisch

Als we de vacuümgenerator bekijken, zien we hier twee hoofdprincipes opduiken: het vacuüm kan ofwel elektrisch, ofwel pneumatisch opgewekt worden.

In het eerste geval gebeurt dat met een pomp, bij de pneumatische venturiwerkwijze met een ejector. Er zijn nogal wat factoren waarmee je rekening moet houden bij het beslissen van welk principe het best ingezet wordt, maar bij elke toepassing is het sowieso een combinatie van het gewenste vacuümniveau en een passende volumestroom.

De pneumatische ejector kenmerkt zich in het algemeen bijvoorbeeld door de korte cyclustijden, waardoor snelle repetitieve bewegingen gemakkelijk uitgevoerd worden. Dankzij het compacte en lichtgewicht ontwerp kan die ook rechtstreeks (inline) geïntegreerd worden in een geautomatiseerd systeem. De (meertraps)ejectoren die vandaag op de markt zijn, herbergen ook intelligente functies voor energie- en procesregeling, zodat een nauwkeurige af- en instemming mogelijk wordt. Die pneuma­tische vacuümopwekking voor slang­heffers kan worden ingezet voor de iets fijnere taken met beperkte last – grosso modo tot 85 kg. De maximale zuigkracht is niet voldoende voor grotere lasten. In beide gevallen kan daarom altijd gebruikgemaakt worden van de elektrische methodes.

Voor de zwaardere toepassingen – tot 300 kg – wordt vaak het elektrische pomp­systeem of ventilator/blower gebruikt. Dat heeft het bijkomende voordeel dat dat ook een veel energiezuiniger werkingsprincipe is dan een persluchtaangedreven ejector. De elektrische systemen met ventilatoren wekken dan weer een grote volumestroom op bij een laag vacuüm als een lamellenpomp, die een hoog vacuüm creëert bij een relatief laag volume.

Het ventilatortype is het meest ge­schikt voor poreuze materialen. Dat fenomeen kunnen we verklaren uit de fysica: kracht = evenredig met drukverschil x oppervlakte. Als je dezelfde kracht met een lagere onderdruk (vanwege de porositeit) wilt halen, heb je een groter oppervlak nodig voor je zuignappen. Daaruit volgt dan wel dat er ook meer leklucht ontstaat die weggewerkt moet worden, waardoor die sys­temen met ventilatoren ingezet moeten worden.

VOOR GROTE STUKKEN: VACUUMHEFFER MET TAKEL

Wie zware staalplaten op zijn bewerkings­machine wil beladen of afladen, heeft wellicht een iets uitgebreider installatie nodig om met de zwaardere belading om te gaan. In dat geval wordt vaak een kettingtakel met een onderhangend zuignapframe gebruikt, dat ook dienst kan doen als het vacuümreservoir. Op het frame zijn verdere verplichte functies ondergebracht zoals een manometer, een schakelaar, onderdrukbeveiliging en een filter.

Belangrijk in dit geval is de ontbrekende porositeit van metaal, waardoor het vermogen van de pomp en de benodigde vacuümbuffer beperkt kan worden gehouden. Zodra er voldoende onderdruk bereikt wordt, kan die veelal zelfs uitgeschakeld worden.

De tilunit kan gedragen worden door een aluminium of stalen railbaanconstructie. De traversen zijn sleutelcomponenten voor de vlotte behandeling van het geheel. Aluminium is lichter en geeft zo minder weerstand bij de beweging; fabrikanten poneren dat er zo tot er 60% minder kracht vereist is om het geheel van traverse, tilhulp en last in beweging te brengen. Daarbij is de kwaliteit van het rol­systeem – waarmee de takel over de traverse bewogen wordt – minstens even belangrijk voor de ergonomie. De toevoer van elektriciteit en eventueel perslucht/vacuüm naar de tilunit kan via de traversen verlopen.

Voor het optillen en laten zakken van het werkstuk is een (al dan niet aangedreven) kettingtakel nodig. Met dat systeem kunnen er eenvoudig gewichten tot 1.000 kg opgetild worden, al is een uitbreiding voor zwaardere lasten mogelijk (2 tot wel 10 ton).

Door de opbouw met zuignap en takelsysteem kan er ook gespeeld worden met de maximale lengte van het werkstuk. Zo zijn er applicaties die rotorbladen voor windmolens van wel 60 m lang heffen.

Projectspecifiek

Om de beste oplossing te creëren, is een integrale aanpak aangewezen. Breng eerst de productieflow nauwkeurig in kaart: de verwachte volumes, de materiaalstroom door de machines heen, de beschikbare ruimte, de stukken die verwerkt moeten worden. Ver­volgens kan het gebouw bekeken worden om te bepalen welk sys­teem geplaatst kan worden: de kwaliteit van de vloer, de draagkracht van de dakconstructie. Dan kunnen de grijper en de selectie van het type verticale bewe­ging geselecteerd worden, om tot slot over te gaan tot de keuze voor het type ophanging (aan een railbaansysteem, een zwenkkraan …).

"Bij metaal is de poreusheid afwezig, waardoor de zuigkracht groot moet zijn, maar de volumestroom beperkt kan blijven"

VEILIGHEID

Door de snel reagerende terugslagklep, de vacuümbuffer en het grote grijperoppervlak kan de last niet gelijk vallen, zelfs niet als de stroom of het vacuüm wegvalt.

Voor zwaardere lasten kan er ook gebruik­gemaakt worden van een bediening die een zekere afstand garandeert tussen werkstuk en operator. Vaak zijn er ook audioalarmen voorzien die bij een verlies aan vacuüm of energievoorziening een signaal geven.

Door te werken met een vacuümreservoir, wordt er verder redundantie bereikt: als het hoofdsysteem faalt, neemt het reservoir het werk over. Bij slangheffers neemt het rest­vacuüm in de slang zelf deze bufferfunctie over. De tijdsduur waarin het stuk nog aangezogen blijft, hangt af van meerdere factoren, zoals de poreusheid en hoeveel leklucht er verdwijnt. Bij de systemen met niet-poreus materiaal kan dat uren zijn, maar bij slangheffers zal de inherente lekkage ervoor zorgen dat de slang langzaam zakt na het wegvallen van de energietoevoer.

OPTIES

Om energie te besparen, zijn er ook uitvoeringen waarbij de vacuümgenerator rechtstreeks vanaf de hefunit draadloos uitgeschakeld kan worden. Als de aan/uitknop zich elders bevindt, duurt het langer om het toestel uit te schakelen of wordt dit soms helemaal niet gedaan en wordt meer energie nodeloos verbruikt. Bij sommige toestellen wordt het vacuüm voortdurend gemeten en uitgeschakeld als het gewenste vacuüm bereikt is. Dat is handig en energiebesparend bij niet-poreuze werkstukken, want daar is het niet nodig dat er verder lucht aangezogen wordt. Ook is het mogelijk om via handventielen de zuignappen deels uit te schakelen als een stuk dat vereist.

Geluidsdemper

Geluidsemissies worden in industriële settings steeds belangrijker. De gezondheid van werknemers primeert en ook gehoorbescherming is een van de pijlers in dit streven. Fabrikanten spelen daarop in door geluidsdemping mee te nemen in het design van hun toestellen. Lawaaiige blowers kunnen opgesloten worden in specifiek ontworpen dempingskasten.

Stoffilter

Als uw productieproces veel stof of andere vergelijkbare partikels veroorzaakt, kan een extra bescherming met stoffilter de levensduur van het toestel – vooral de pomp – aanzienlijk verlengen. In dezelfde categorie zit een beschermingsslang die over de hefunit ge­schoven kan worden. Zo wordt die be­schermd tegen impact en vuil van buitenaf.

Snelwisselsysteem

De overgrote meerderheid van de hefslangen wordt van een vacuümgrijper voorzien. Deze kan met een optionele snelwisseladapter uitgewisseld worden, zodat er snel geschakeld kan worden tussen werkstukken met andere karakteristieken.