Vakuumpumpen

Welche Pumpe ist für ein Vakuumfutter geeignet ?

Zur Beantwortung dieser Frage überlegen wir zunächst, welche Pumpeneigenschaften dafür wichtig sind.

Zum einen wollen wir das Werkstück mit einer möglichst großen Kraft an das Futter pressen können, damit das Werkstück gut festgehalten wird. Dafür müssen wir einen möglichst hohen Unterdruck im Futter erzeugen (siehe physikalische Grundlagen).

Mit einem Unterdruck von 900 mbar (= 100mbar abs) kann ich 90% der theoretisch möglichen Andruckkraft realisieren; das ist gut. Mit 500 mbar abs kann ich nur noch 50% der möglichen Kraft erzeugen; damit kann man in vielen Bereichen noch gut arbeiten, aber gerade beim Spannen kleinerer Objekte erreicht man schnell die Grenzen.

Anzustreben wäre also eine Pumpe, die < 100 mbar abs als Enddruck erreicht.

Zum anderen müssen wir uns klar machen, das sowohl die technischen Anlagen, als auch das Holz selbst nicht beliebig dicht sind (Poren, Risse, etc.) und so immer einen gewissen Luftstrom in das Vakuum verursachen.

Die Pumpe muss also die eindringende Luft gut wegsaugen können. Wenn sie das gut schafft, kommt sie problemlos an ihr Endvakuum heran und das Vakuumfutter funktioniert. Hat sie dagegen Mühe, die eindringende Luft abzuführen, wird sie gar nicht in die Nähe ihres Endvakuums gelangen; das ist nicht gut für den Vakuumfutterbetrieb.

Die für die Pumpe dabei entscheidende Größe nennt sich Saugvermögen und wird z.B. in m³/h angegeben. Je größer also dieser Wert bei einer Pumpe ist, desto größere Undichtigkeiten können gehandhabt werden (desto mehr Risse darf das Werkstück haben).

Das Saugvermögen soll also möglichst groß sein. Allerdings ist es schwieriger, hier klare Grenzen anzugeben, da die Frage immer ist, was ich spannen möchte; große und dichte Objekte gehen mit weniger Saugvermögen, kleine und undichte nicht.

Ein Saugvermögen von 10 m³/h oder mehr ist für fast alles geeignet, 2 oder 5 m³/h werden auch noch gehen; wie gesagt, es hängt von der Anwendung ab.

Damit sind die beiden entscheidenden Parameter für die Anschaffung einer Vakuumpumpe grob beschrieben:

zum Umrechnen:

• 1 l/min = 0,06 m³/h   und   1 cfm = 1,7 m³/h
• 1 mbar = 1hPa = 100 Pa

Pumpen, die für den genannten Druckbereich geeignet sind, sind v.a. Wasserstrahlpumpen, Drehschieberpumpen und Membranpumpen.

Wasserstrahlpumpen ...

...  können einen Enddruck von 16 mbar abs erreichen; das Saugvermögen wird 1 m³/h kaum überschreiten.

Sie sind prinzipiell ölfrei, einfach in der Anwendung und eher günstig in der Anschaffung. Im Betrieb wird Wasser verbraucht, z.B. 200 l/h, bei höherem Saugvermögen auch deutlich mehr.

Drehschieberpumpen ...

...  können (bereits in der einstufigen Ausführung) 1 mbar abs erreichen; das Saugvermögen beginnt bei wenigen m³/h bis über 100 m³/h. Sie sind ölgedichtet und können einen Ölnebel ausstoßen, der weggefiltert oder abgeführt werden sollte. Sie sind im Betrieb eher laut.

Membranpumpen ...

...  können einstufig einen Enddruck von ca. 100 mbar erreichen, zweistufig auch unter 10 mbar; das Saugvermögen kann einige m³/h erreichen.

Sie sind ölfrei und pumpen mittels einer bewegten Membrane, die nicht verschleißfrei ist, die aber die Einsatzdauern von Vakuumfuttern leicht überleben sollte.