Schweben auf Sprungtemperatur

Artikel vom 28. Februar 2014 

SupraMotion 2.0

„Immer schön cool bleiben!“ lautet das Motto der Supraleiter. Unterhalb von Temperaturen im tiefen Minusbereich (etwa -180 °C) erhalten diese Materialien besondere Eigenschaften: Sie verlieren schlagartig ihren elektrischen Widerstand und können zudem das Feld eines Permanentmagneten in einem zuvor festgelegten Abstand speichern, so dass der Magnet über dem Supraleiter schwebt. Die zweite Eigenschaft macht sich Festo in seinen Forschungsträgern zur Supraleitung zu Nutze. Sie zeigen, welche Anwendungsmöglichkeiten die Technologie künftig für die Automatisierungstechnik bieten könnte.

Bereits 2013 hat Festo erste Potenziale und Forschungsfelder der Technologie für die Automatisierung in Hannover vorgestellt. Mit den drei aktuellen Exponaten SupraHandling 2.0, SupraShuttle und SupraChanger  hat Festo diese Ideen weiterentwickelt. Unter dem Titel „SupraMotion 2.0“ zeigen sie auf der Hannover Messe 2014 die lineare und rotative Bewegung von schwebenden Objekten in alle Richtungen und in allen Raumlagen.

SupraHandling 2.0: lineare Bewegung in drei Raumlagen
SupraHandling 2.0: lineare Bewegung in drei Raumlagen

SupraHandling 2.0: lineare Bewegung in drei Raumlagen

Beim SupraHandling 2.0 bewegt sich ein schwebender Schlitten über zwei 2,5 Meter lange Magnetschienen. Der Schlitten ist mit drei Kryostaten (Kühlbehälter) mit Supraleitern versehen. Das komplette System kann bis zu 180 Grad um seine Längsachse gedreht werden und zeigt, dass der Schlitten auch senkrecht  oder über Kopf hängend fahren kann. Das SupraHandling 2.0 demonstriert so eine stabile berührungslose Lagerung, die beispielsweise den schwebenden Transport von Objekten in der Produktion ermöglichen könnte.

SupraShuttle: Schweben und Bewegen in alle Richtungen
SupraShuttle: Schweben und Bewegen in alle Richtungen

SupraShuttle: Schweben und Bewegen in alle Richtungen

Mit dem SupraShuttle zeigt Festo die Bewegung eines schwebenden Objektes in alle Raumrichtungen sowie erstmals die Handhabung des Kryostaten mit dem supraleitenden Material selbst. Dieser wird von einem waagerechten elektrischen Achssystem an ein zweites übergeben, das senkrecht dazu steht. Zusätzlich demonstriert das Exponat, wie schwebende Objekte ganz einfach in hermetisch dichte Räume hinein bewegt werden können. Diese Funktion bietet sich etwa für Anwendungen an, in denen mit Gasen oder einem Vakuum gearbeitet wird.

SupraChanger: kontrollierte Rotation
SupraChanger: kontrollierte Rotation

SupraChanger: kontrollierte Rotation

Mit dem SupraChanger überträgt erstmals eine Applikation eine Rotationsbewegung kontrolliert und berührungslos auf einen Magneten, der dank Supraleitung schwebt. Das Exponat zeigt diesen Effekt an drei automatisch wechselnden, unterschiedlichen Anwendungen: einer Zentrifuge, einem Mixer und einem schwebenden Rundschalttisch. Ein künftiges Einsatzgebiet dieser Applikationen könnte die Laborautomation sein; dort werden oft nacheinander mehrere Bearbeitungsschritte an einem Objekt durchgeführt.

Energieeffiziente elektrische Kühlung

In allen drei neuen Applikationen werden elektrische Kühlaggregate  mit Kryostaten verwendet. Sie haben einen Energiebedarf von nur zwölf Watt pro Kryostat für das Halten der Temperatur. Die Exponate werden dezentral gesteuert und benötigen keine Regelungstechnik für das Schweben lassen der Objekte.

Vielfältige Anwendungen möglich

Denkbare Anwendungen in der Automatisierungstechnik der Zukunft sind energieeffiziente, stabil schwebende Lagerungen, die ohne aufwendige Mess- oder Regelungstechnik auskommen. Ebenso ist mit Supraleitern ein Bewegen von Gegenständen durch Wände hindurch in abgeschlossenen Räumen und in allen Lagen möglich. Die berührungslose Handhabung ist auch überall dort gefragt, wo Anlagen einfach oder während des laufenden Betriebs gereinigt werden müssen, zum Beispiel in der Laborautomation, Medizintechnik oder Lebensmittelindustrie.

Weitere Informationen zu den neuen Supraleiter-Projekten finden Sie hier