Supraleiter sind Materialien, die unterhalb einer bestimmten Temperatur das Feld eines Permanentmagneten in einem definierten Abstand „einfrieren“ können und ihn schweben lassen. Der entstehende Luftspalt bleibt in jeder Raumlage stabil. Auf diese Weise lassen sich Objekte ohne Regelungstechnik berührungslos lagern und mit nur wenig Energieaufwand bewegen. Es gibt bereits verschiedene Lösungen, um Objekte berührungslos zu lagern und zu führen, aber nur mit Supraleitung gelingt es, gleichzeitig eine räumliche Rotation um 360 Grad in beliebige Richtungen durchzuführen. Neben klassischen Einsatzgebieten wie dem schwebenden energiearmen Transport von Werkstücken in einer Fertigung kann Automatisierung mit Supraleitern in Bereiche vordringen, die bislang als nicht oder nur schwer automatisierbar galten – etwa die Handhabung von Objekten durch Wände hindurch oder eine berührungslose Übergabe über Systemgrenzen. Festo greift diese Potenziale auf und präsentiert in Hannover drei mögliche Applikationen: die Lagerung und Bewegung eines Objekts auf schwebenden Walzen, eine schwebende rotierende Förderwelle mit kontaktfreiem, elektrischen Antriebsprinzip sowie die aktive und kontrollierte Übergabe eines schwebenden magnetischen Objektträgers von einem Supraleiter-Automatisierungsmodul zum nächsten.

Berührungslose Übergabe
Das Supracycle zeigt die aktive Übergabe eines schwebenden Permanentmagneten von einem Supraleiter-Automatisierungsmodul zum anderen. Auf einer Grundplatte sind drei um 360 Grad drehbare Kryostate mit Supraleitern verbaut. Zwei magnetische Objektträger werden jeweils mit einem Schwebeabstand von einigen Millimetern zu den Supraleitern in den Kryostaten eingefroren und anschließend reihum von einem Kryostat auf den nächsten übergeben. Eine mögliche Anwendung hieraus ist die berührungslose Übergabe des Objektträgers zwischen zwei Systemen oder über Systemgrenzen hinweg – gezeigt am Exponat-Beispiel mit Glasfläschchen.

Rotierende 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. Ein Schrittmotor versetzt sie berührungslos in eine Drehbewegung, so dass sie über ihr Gewinde einzelne Metallringe nach oben transportieren kann. Das Exponat zeigt, wie ringförmige Werkstücke von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportiert werden können. Auch denkbar: das Polieren oder Schleifen nicht ferromagnetischer Werkstoffe.

Schwebende Walzen
Auf einer elektrischen Achse sind zwei Kryostate mit Supraleitern montiert, über denen jeweils zwei magnetische Transportwalzen schweben. Hierauf liegt ein flacher Werkstückträger. Mit der Achse werden die Supraleiterelemente in horizontaler Richtung verfahren. Zwischen ihnen und den Walzen befindet sich eine Abdeckung mit Öffnungen, durch die die Walzen durch Absenken der Kryostate verschwinden; der Werkstückträger liegt dann auf der Abdeckung auf. Mit solchen schwebenden Transportwalzen können flache, nicht ferromagnetische Produkte in beliebiger Größe bewegt werden.    pb

Halle 15, Stand D07