Drehen, Schütteln und Messen
Schwebende Objekte wiegen und in Bewegung versetzen
Supraleitende Automatisierungsmodule können mit einer Vielzahl von aktiven Antrieben realisiert werden. Das ermöglicht ihnen, selbst ausgefallene Bewegungsabläufe, Lagerungsformen und Handhabungen schwebend auszuführen.
SupraSensor: berührungsloses Messen und Wiegen
Der SupraSensor besteht aus einer mit Flüssigkeit gefüllten, geschlossenen Röhre, die über einer Präzisionswaage angebracht ist. Auf der Waage ist ein Kryostat mit einem Supraleiter montiert. Im Inneren der Röhre befindet sich ein Auftriebskörper mit einem Permanentmagneten an der Unterseite, der berührungslos mit dem außerhalb liegenden Supraleiter und damit auch mit der Waage gekoppelt ist.
Das Exponat arbeitet nach dem Auftriebsprinzip: Je mehr Auftrieb der Körper mit dem Magneten erhält, desto geringer wird sein spezifisches Gewicht. Beispielhaft wird dies durch Luftbläschen demonstriert, die sich am Auftriebskörper sammeln und ihn nach oben drücken. Die Waage zeigt dies an, da sie über den Supraleiter berührungslos mit dem Körper verbunden ist.
Trennung von Arbeitsraum und Arbeitsmittel
Weil sich die Dichte und somit auch der Auftrieb in einer Flüssigkeit je nach ihrer Zusammensetzung ändert, lässt sich mit diesem Prinzip auch feststellen, in welcher Konzentration andere lösliche Stoffe hinzugegeben werden. Zu sehen ist dieser Effekt beispielsweise auch im Meerwasser: Je mehr Salz enthalten ist, desto größer der Auftrieb und desto weniger sinkt ein Körper nach unten. Der SupraSensor zeigt damit eindrucksvoll, wie sich voneinander getrennte Arbeitsräume und Arbeitsmittel inklusive Sensorik berührungslos miteinander koppeln lassen.
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Steuerung CPX-Terminal mit CEC
Proportional-Druckregelventil VEAB-L
Im Zuge der Entwicklung des SupraSensor entstand ein weiterer Aufbau für berührungsloses Wiegen mit einem schwebenden Wiegeteller.
SupraShaker: schwebendes Rüttelsystem mit Neigemöglichkeit
Beim SupraShaker schwebt eine Platte über einem Kryostaten mit Supraleitern. Ein Elektromotor mit Exzenter versetzt sie über eine Magnetkopplung in eine Rüttelbewegung. Zusätzlich kann sie über eine magnetische Kraftfeldübertragung in jede beliebige Richtung geneigt werden.
Der Schwebespalt zwischen der Platte und dem Automatisierungssystem sorgt für eine mechanische Trennung von Werkzeug und Maschine und verhindert, dass sich die Schwingungen auf die gesamte Anlage übertragen.
Leises, effizientes und sauberes Arbeiten
Rüttelvorgänge, wie sie bei Vibrationsförderern angewendet werden, ließen sich mit solch einem Aufbau deutlich leiser und effizienter vornehmen. Die Platte kann sehr einfach ausgetauscht und gereinigt werden, was insbesondere bei der Anwendung in staubreichen Umgebungen von Vorteil ist.
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SupraHelix: Transport auf einer schwebenden Förderwelle
Beim Exponat SupraHelix sind zwei Kryostate mit Supraleitern nebeneinander auf einem Schwenkantrieb angebracht. Unter ihre Sprungtemperatur gekühlt bringen sie eine darunter hängende Welle mit integrierten Permanentmagneten zum Schweben und halten diese in einem Abstand von acht Millimetern. Mit Hilfe des Schwenkantriebs wird die Welle in eine Neigung von 40 Grad gebracht.
Berührungsloser Antrieb durch Supraleitung
Ein integrierter permanenterregter Schrittmotor versetzt die Welle berührungslos in eine Drehbewegung, sodass sie über ihr spiralförmiges Gewinde einzelne Metallringe nach oben befördern kann. Das Exponat zeigt, wie ringförmige Werkstücke von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportiert werden können. Auch zum Polieren oder Schleifen nicht ferromagnetischer Werkstoffe könnte diese federnde angetriebene Welle eingesetzt werden.
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SupraChanger: kontrollierte Bewegung auf schwebende Magnete übertragen
Mit dem SupraChanger überträgt erstmals eine Applikation eine Drehbewegung kontrolliert und berührungslos auf Magneten, die dank Supraleitung schweben. Dazu sind auf einer Tischplatte drei verschiedene Stationen angebracht, an denen jeweils eine rotative Anwendung gezeigt wird: eine Zentrifuge, ein Mixer und ein Rundschalttisch.
Unter der Tischplatte ist ein Supraleiter-Modul mit einem Schrittmotor montiert. Die Tischplatte dreht sich automatisch um 120 Grad, sodass immer eine der drei Anwendungen über dem Modul positioniert ist.
In jeder Station liegt eine Magnetscheibe, deren Schwebeabstand einmal über dem aktiv gekühlten Supraleiter-Modul eingefroren wurde. Sobald sich eine Station wieder über dem Modul befindet, reagiert die Scheibe auf den Supraleiter und beginnt zu schweben.
Supraleitende Regelung für schnellen Werkzeugwechsel
Der Schrittmotor und eine Magnetkupplung unter der Platte bringen die Magnetscheibe in der Station und damit die jeweilige Anwendung gezielt zum Rotieren. Die Anwendungen müssen so nicht elektrisch geregelt oder manuell justiert werden, was einen schnellen und unkomplizierten Werkzeugwechsel ermöglicht.
