Die Oberseite des Original-Vakuumsaugers 388-8N von Pannkoke
Die Oberseite des Original-Vakuumsaugers 388-8N von Pannkoke
Die Unterseite des Original-Vakuumsaugers 388-8N von Pannkoke
Die Unterseite des Original-Vakuumsaugers 388-8N von Pannkoke
Tragfähigkeit von Saugern bei Minustemperaturen

eine Untersuchung durch die Fachhochschule Kiel
(durchgeführt im ersten Halbjahr 2003)

unter Leitung von Herrn Professor Dr.-Ing. Michael Klausner

Versuchsaufbau

Die Sauger werden auf eine gereinigte Glasplatte gelegt und an 0,6 bar Unterdruck angeschlossen, als Unterdruckversorgung dient eine Venturidüse mit Vakuumspeicher. Die gesamte Versuchsanordnung zeigt Bild 1. Die Sauger werden durch einen Hydraulikzylinder dynamisch belastet, die Zugkraft wird von einer Kraftmesszelle erfasst und von einer Messbrücke registriert. Abgelesen wird der Spitzenwert der Kraft. Für die Zugversuche quer zum Glas wurde die Zugvorrichtung schräg in der Tiefkühltruhe angeordnet, der dabei entstehende Messfehler bleibt kleiner als 0,3%.

Das Foto zeigt die Versuchsanordnung für eine Tieftemperatur-Messung an Saugern.
Das Foto zeigt die Versuchsanordnung für eine Tieftemperatur-Messung an Saugern.

Bei den Messungen Zugrichtung parallel zum Glas konnte die Anordnung senkrecht platziert werden. Die Zugrichtung parallel zum Glas ist der Lastfall bei einem vertikalen Transport des Glases.

Versuchsdurchführung

Die Sauger sowie die Zugvorrichtung werden auf die Versuchstemperatur gebracht, dabei blieben alle Sauger in der Truhe, um nicht stets erneut herabgekühlt zu werden.

Es wurden für den Sauger „388-8N“ (neuere Gummimischung der Firma Pannkoke) sechs Temperaturen von – 30,8°C bis – 5,5°C eingestellt. Die Temperatur wurde durch zwei Messstellen kontrolliert:

  • direkt auf dem Sauger
  • durch einen schnell ansprechenden Pt100-Fühler für die Lufttemperatur

Für eine gleichmäßige Temperaturverteilung wurde teils ein Radial-Ventilator in die Truhe eingebracht. Damit war jedoch nur die Lufttemperatur zu beeinflussen, Messvorrichtung und Sauger reagierten sehr träge. Während des Zugversuchs wurde die Truhe verschlossen wie im Bild dargestellt.

Das Foto zeigt die Situation während des Zugversuchs - vorn die Temperaturanzeige für die Messstelle am Sauger.
Das Foto zeigt die Situation während des Zugversuchs – vorn die Temperaturanzeige für die Messstelle am Sauger.

Ergebnisse

Sauger „388-8N“
(neue Gummimischung, die seit Anfang 2003 von Pannkoke eingesetzt wird)

Der Sauger war bis –31,6°C geschmeidig und dadurch in der Lage, auch bei deutlich fühlbaren Eisstellen einen luftdichten Abschluss zu sichern. Beim Abriss konnte beobachtet werden, dass die Lippe sich stark einzieht, der Reibwert der Gummimischung auf Raureif oder Eis liegt etwas unter dem Wert für die Kombination Sauger/trockenes Glas.

Nahezu unabhängig von der Temperatur betrug die Zugkraft 2800 N bei Zug senkrecht zur Glasscheibe.

Bei Zug parallel zur Scheibe wurde ein Abfall der Zugkraft von 3119N bei –10,9°C auf 1185N bei –29,8°C ermittelt. Die Messwerte für Parallelzug streuen sehr stark und sind abhängig von der Oberfläche (geputzt, trocken, vereist, Raureif) und Zuggeschwindigkeit. Es konnte eine maximale Kraft von 1750 bei leichtem Reif registriert werden. Bei geringer Zuggeschwindigkeit wird eine erhöhte Kraft beobachtet.

Das Foto zeigt den Sauger 388 - Belastungsanordnung senkrecht zur Scheibe.
Das Foto zeigt den Sauger 388 – Belastungsanordnung senkrecht zur Scheibe.
Das Foto zeigt den Sauger 388 beim Parallelzug. Oben zieht die Lippe unter Kräuseln ein.
Das Foto zeigt den Sauger 388 beim Parallelzug. Oben zieht die Lippe unter Kräuseln ein.

Sauger „388-8N“
(Gummimischung, die bis Ende 2002 von Pannkoke eingesetzt wurde)

Der Sauger ist bei –11,4°C nur eingeschränkt funktionsfähig, darunter überhaupt nicht. Das Bild zeigt, dass die Gummilippe bei –30,8°C starr ist. Oberhalb von -5,1°C funktioniert der Sauger.

Die Haltekraft senkrecht beträgt 3400N, beim Parallelzug wurden 3700N gemessen.

DDas Foto zeigt, bei –30,8°C ist der Sauger steifgefroren und funktionsunfähig.
Das Foto zeigt, bei –30,8°C ist der Sauger steifgefroren und funktionsunfähig.

Sauger „388-4N“
(Gummimischung, die bis Ende 1999 von Pannkoke eingesetzt wurde)

Der Sauger ist ab –17,4°C eingeschränkt einsetzbar, Zugkraft senkrecht dort 2100N. Gut verwendbar ab  –5,4°C, Zugkraft steigt auf 3300N. Beim Parallelzug wurde bei –10,8°C eine Funktionsfähigkeit festgestellt, die Kraft beträgt 3100N.

Sauger „540“

Der Sauger ist ab –11,5°C eingeschränkt einsetzbar, Zugkraft senkrecht dort 1300N. Gut verwendbar ab  –5,5°C, Zugkraft verharrt bei 1300N. Beim Parallelzug wurde bei –11,5°C eine Funktionsfähigkeit festgestellt, die Kraft beträgt 1200N.
Bemerkenswert ist, dass der Sauger nicht gleitet sondern durch Drehung über die Vorderkante abreißt. Das könnte durch den in Relation zum Durchmesser hohen Ansatzpunkt der Zugkraft erklärt werden.

Abschlussbemerkung

Insgesamt zeigte sich eine deutliche Streuung der Messwerte in Abhängigkeit vom Oberflächenzustand.

Messergebnisse

Zugrichtung:                                  senkrecht zur Scheibe
Druck:                                             -0,6 bar
mittlere Zuggeschwindigkeit:      3,6 mm/s

Sauger: 388-2003   Sauger: 388-2000
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-31,6 2856,0 -30,8 1851
-31,1 2773,0 -30,8 1632
-30,1 2955,0 -29,9 1769
-30,6 2906,0 -29,6 1750
-30,6 2781,0 -30,3 Mittel 1750,5
-30,8 2856,0 Sauger steifgefroren, saugt nur an, wenn stark aufgedrückt.
-30,8 Mittel 2854,5
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-24,5 2735,0
-25,2 2798,0
-26,3 2867,0
-26,0 2783,0
-25,5 2708,0
-26,0 2957,0 Sauger steifgefroren, saugt nur an, wenn stark aufgedrückt.
-25,6 Mittel 2808,0
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-19,9 -20,2 2962,0
-20,2 -20,6 2991,0
-20,2 -20,6 2971,0
-19,8 -19,6 2957,0
-19,2 -18,6 3190,0
-19,8 -20,7 2997,0 Sauger steifgefroren, saugt nur an, wenn stark aufgedrückt.
-19,9 Mittel 3011,3

Zugrichtung:                                  senkrecht zur Scheibe
Druck:                                             -0,6 bar
mittlere Zuggeschwindigkeit:      3,6 mm/s

Sauger: 388-2003   Sauger: 388-2000
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-16,8 -16,8 2853,0 -16,9 4057
-16,6 -16,6 2804,0 -16,4 3756
-16,4 -16,3 2871,0 -15,3 3928
-16,2 -16,0 2863,0 -16,2 Mittel 3913,7
-16,2 -16,4 2817,0 Sauger steif, saugt nicht allein an, muss stark von Hand aufgedrückt werden.
-16,5 -16,5 2817,0
-16,5 Mittel 2837,5
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-11,2 -11,2 2967,0
-10,6 -10,4 2699,0 -11,6 3741
-11,2 -13,0 2719,0 -11,2 3515
-11,9 -11,4 3004,0 -11,3 3524
-11,7 -11,4 2961,0 -11,9 3588
-11,4 -11,4 2871,0 -11,2 3559
-11,3 Mittel 2870,2 -11,4 Mittel 3585,4
mit Eisinseln > 1 mm, nach Kratzen keine besseren Ergebnisse Sauger wird gerade eben biegsam, saugt sich mit leichtem Druck an.
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-6,1 2791,0 -5,9 3626
-5,4 2703,0 -5,4 3486
-4,6 2756,0 -4,7 3406
-5,0 2784,0 -5,3 3326
-6,3 2779,0 -5,0 3405
-5,6 2748,0 -4,5 3368
-5,5 Mittel 2760,2 -5,1 Mittel 3436,2
abgewischt 2802,0 Sauger zieht brauchbar an

Zugrichtung:                                  senkrecht zur Scheibe
Druck:                                             -0,6 bar
mittlere Zuggeschwindigkeit:      3,6 mm/s

Sauger: 388-1998   Sauger: 540
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
Sauger steifgefroren, saugt nur an, wenn stark aufgedrückt. Sauger steifgefroren, saugt nur an, wenn stark aufgedrückt.
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-24,5 -24,5 1115
-25,5 -25,3 927
-26,3 -26,1 628
-25,4
Sauger steifgefroren, saugt nur an, wenn stark aufgedrückt. Sauger steif, saugt nicht allein an, muss von Hand stark aufgedrückt werden.
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-21 2830 -20,9 -20,2 1485
-20,9 2995 -19,5 -19,6 1767
-21,5 3213 -19,3 -17,4 1889
-21,8 3516 -19,4 -19,5 1868
-20,1 3665 -19,8 Mittel 1752,3
-21,06 Mittel 3243,8
Sauger gerade eben biegsam, wird im Versuch zunehmend weicher. Von Hand aufgedrückt oberster Wert auf vereister Scheibe,

dann eisfrei gekratzt; Sauger steif, von

Hand aufgedrückt.

Zugrichtung:                                  senkrecht zur Scheibe
Druck:                                             -0,6 bar
mittlere Zuggeschwindigkeit:      3,6 mm/s

Sauger: 388-1998   Sauger: 540
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-16,8 1959 -16,6 -16,4 1751
-17,7 2281 -17,6 -17,6 1853
-17,6 2282 -16,4 -16,1 1851
-17,4 Mittel 2174,0 -16,9 Mittel 1818,3
Sauger wird gerade eben biegsam, saugt sich mit leichtem Druck an. Sauger steif, saugt nicht allein an, muss von Hand aufgedrückt werden.
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-11,5 3172 -11,2 1076
-11,3 -11,1 3119 -11,2 1093
-11,7 2513 -12,9 1583
-11,6 -11,7 2103 -12,0 1546
-12,6 3677 -11,0 1540
-11,7 Mittel 2916,8 -10,9 1540
Bei 3 und 4 Scheibe leicht vereist, Ansaugen mit kräftigem Druck

Bei 5 Scheibe abgewischt und 3 min gewartet, ansaugen mit leichtem Druck

-11,5 Mittel 1396,3
Bei Wert 3 Sauger und Scheibe abgewischt leichter Druck
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-6,3 3478 -5,1 1449
-5,7 3441 -5,8 1497
-5,1 3301 -5,8 1492
-4,6 3511 -5,3 1489
-5,4 3259 -5,3 821
-5,1 3408 -5,5 Mittel 1349,6
-5,4 Mittel 3399,7 Bei Wert 4 Scheibe mit Eis dünn überzogen Sauger zieht brauchbar an
Bei Wert 4 Sauger abgewischt – Sauger zieht gut an

Zugrichtung:                                  parallel zur Scheibe
Druck:                                             -0,6 bar
mittlere Zuggeschwindigkeit:      3,6 mm/s

Sauger: 388-2003   Sauger: 388-2000
Temperatur Kraft Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] [°C] [°C] [N]
-12,3 2750,0 -10,5 2830
-11,8 -12,1 3016,0 -10,2 3487
-11,2 -11,5 3227,0 -10,2 3870
-11,0 11,2 3269,0 -9,4 4048
-11,0 -10,9 3208,0 -9,5 4092
-9,6 -10,4 3245,0 -10,8 3982
-10,9 Mittel 3119,2 -10,1 Mittel 3718,2
  Sauger steifgefroren, saugt nur an, wenn aufgedrückt, wird geschmeidig im Versuchsverlauf
Temperatur Kraft
vor Zugtest nach Zugtest
[°C] [°C] [N] langsamer Zug, 0,3 mm/sec, Kriechbeginn 1970 N
-29,9 902,0
-29,9  geputzt 1284,0 dünner Raureif bewirkt Reibwertsteigerung:
-29,7 1271,0 geputzt: 1067 N, dann
-29,5 1165,0 max. Zugkraft nach mehreren Durchgängen:
-29,6 1288,0
-30,1 1221,0 Weitere Sauger bei -29,8°C-mittel nicht funktionsfähig.
-29,8 Mittel 1188,5
Share on:

Leave a Reply

Your email address will not be published.