Supraleiter sind Materialien, die unterhalb einer bestimmten Temperatur das Feld eines Permanentmagneten in einem definierten Abstand „einfrieren“ können und ihn so schweben lassen. Der so entstehende Luftspalt bleibt in jeder Raumlage stabil. Auf diese Weise lassen sich Objekte ganz ohne Regelungstechnik berührungslos lagern und mit wenig Energieaufwand bewegen. „Es gibt zwar 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 – und das ohne aufwendige Regelungstechnik“, erklärt Georg Berner, Leiter Strategische Unternehmensentwicklung Konzern-Holding bei Festo.

Neben klassischen Automatisierungsfeldern wie dem schwebenden energiearmen Transport von Werkstücken in einer Fertigung kann Automatisierung mit Supraleitern in Bereiche vordringen, die bislang als nicht oder nur sehr schwer automatisierbar galten. So sind beispielsweise eine Handhabung von Objekten durch Wände hindurch oder eine berührungslose Übergabe über Systemgrenzen hinweg möglich.

Auf schwebenden Walzen

Beim Future Concept SupraCarrier sind auf einer elektrischen Achse zwei Kryostate mit Supraleitern montiert, über denen jeweils zwei magnetische Transportwalzen schweben. Auf den Walzen liegt ein flacher Werkstückträger. Mit der Achse werden die Supraleiterelemente in horizontaler Richtung verfahren. Zwischen ihnen und den schwebenden 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. Die Transporteinheit ist frei von Schmierstoffen und sehr einfach zu reinigen – die Abdeckung schützt die Automatisierungsmodule vor Verschmutzungen, die passiven Walzen können leicht entfernt und getrennt von der Anlage mit Chemikalien oder Hitze gereinigt werden. Dazu kommen weitere positive Eigenschaften der Supraleiter-Technologie: Die Applikation arbeite nahezu wartungsfrei, sehr robust, lautlos und durch den Luftspalt isolierend.

Nach mehreren Jahren intensiver Forschungsarbeit untersucht Festo nun konkret mit Partnern und Kunden deren Anwendungsideen. bw