Mehr als Muskelspiele

Auf den ersten Blick sieht er aus wie ein Stück Schlauch. Im Prinzip ist er das auch, der Fluidmuskel von Festo. Und doch wieder nicht. Denn Schläuche wurden von findigen Ingenieuren seit jeher darauf getrimmt, sich selbst unter größtem Druck nicht zu verformen. Und dieser hier tut genau das: Bekommt er Druck, bläht er sich auf und zieht sich gleichzeitig kraftvoll zusammen. Ein Aktor also, wie ein pneumatischer Zylinder. Doch im Vergleich zu diesen komplexen Gebilden aus unzähligen, hochpräzisen Einzelteilen kommt der Fluidmuskel in einem Stück daher. So schön einfach kann Technik sein.

Die Idee eines Membran-Kontraktionssystems, so der technische Artenname, ist nicht neu. Während der störende Nebeneffekt bei Druckschläuchen schon immer bekannt war, wurde 1872 zum ersten mal mit einem Gummischlauch das Prinzip eines Muskels nachgebildet. Mitte der Siebziger entstand dann an der Universität Berlin der erste Prototyp: Ein damals noch mit einem losen Gewebegeflecht ummantelter Gummischlauch, der sich, mit Druckluft gefüllt, zusammenzog. Und eben in diesem Gewebemantel unterscheidet sich der Fluidmuskel von einem gewöhnlichen Schlauch. In einem Druckschlauch bilden die Fäden der Gewebemaschen einen neutralen Winkel, der eine Verformung verhindert. Beim Fluidmuskel dagegen wird dieser Winkel in der Ausgangsstellung absichtlich vermieden, erst in der Endstellung, bei maximaler Verkürzung des Schlauchs, erreichen die Maschen den neutralen Winkel.

Ein Nachteil wird zum Vorteil
Ein alter Hut also? Im Prinzip ja ¿ aber. Zur Serienreife war es ein langer Weg. Die Anforderungen der Industrie sind hoch, die der Esslinger an ihre Produkte noch höher. So kommt das gute Stück erst 2001 in den Handel, aber ich bin sicher, dass er dann die Pneumatiklandschaft verändern wird. Mag er auf den ersten Blick, insbesondere im schlaffen, drucklosen Zustand, wenig technisch und etwas verspielt wirken, so ist der Fluidmuskel ein echter Entwicklungs-Schritt. Nicht nur irgendeine Weiterentwicklung, die schneller, stärker, leichter ist. Abgesehen von der Kleinigkeit, dass er all das auf einmal ist, ist er vor allem anders. Er zwingt zum Umdenken, zum Neudenken. Und das tut bekanntlich weh und braucht seine Zeit.

Fangen wir deshalb mit dem Vergleich zu einem herkömmlichen Pneumatikzylinder an: Leichter als ein Zylinder aus Metall erlaubt der Fluidmuskel extrem hohe Beschleunigungen und Taktfrequenzen. Zwar ist dabei der Hub geringer als bei einem Zylinder gleicher Länge, dafür ist die Kraft jedoch bei gleichem Durchmesser wesentlich höher. Hervorragend also zum sanften Abheben oder Anfahren, zumal sich die höchste Muskelkraft am Anfang der Bewegung und absolut Stick-Slip frei entfaltet. Besteht der Fluidmuskel doch nur aus einem einzigen Teil, das sich folglich auch mit keinem anderen verhakeln kann. Und nicht nur das. Der Einteiler hat natürlich auch keine Dichtungen an bewegten Teilen, durch die Schmutz eindringen oder Medien austreten können. Das Einsatzspektrum reicht so von der Staub bedeckten Gesteinsmühle bis hin zum staubfreien Reinraum.

Der etwas andere Zylinder
Doch damit der Andersartigkeit noch nicht genug. Aufgrund seiner Elastizität zieht sich der Fluidmuskel proportional zum angelegten Druck zusammen, und erlaubt so eine einfache Positionierung. Die Unterhaltungsindustrie hat ihn deshalb gleich als billigen Antrieb für ihre Computer gesteuerten Puppenspielereien entdeckt. Bevor die gestandenen Automatisierungsspezialisten unter ihnen jetzt die Nase rümpfen und den Fluidmuskel als Spielzeug beiseite legen, überlegen Sie mal: Welchen Aufwand müssen Sie mit einem herkömmlichen Pneumatikzylinder treiben, um damit wechselnde Positionen anzufahren. Sicher, ganz ohne Sensoren und Regelung wird es selbst hier nicht gehen. Aber mit etwas Grips und Regelalgorithmen, die ähnlich wie der Aktor selbst der Natur abgeschaut sind, haben wir in fünf bis zehn Jahren womöglich eine neue Generation von Greifern und Manipulatoren. Welche, die ähnlich wie die menschliche Hand zwar unscharf arbeiten, aber in ihrer Universalität und Feinfühligkeit vielleicht an das fünffingrige Meisterwerk der Natur heranreichen.

Doch nicht nur technisch ist der Fluidmuskel ein Novum. Neu ist auch die Art wie er das Licht der Technikwelt erblickte: In der Regel sind technische Entwicklungen eine Reaktion auf Bedürfnisse des Marktes. Doch fragte man die Esslinger bei der großen Präsentation ihres Fluidmuskels auf der Hannovermesse 1999 für wen er denn entwickelt wurde und für welche Anwendungen er vorgesehen sei, zucken sie nur mit den Schultern: ¿Das wollen wir von unseren Kunden wissen¿. Böse Zungen sprachen damals von einem geschickten Werbegag. Doch dafür war der Aufwand zu groß, das entstandene Produkt zu gut. Wahrscheinlich haben die Kritiker nur damit Schwierigkeiten, dass hier plötzlich verkehrte Welt herrscht. Nicht der Kunde fordert Einfallsreichtum von seinem Lieferanten, sondern der Lieferant vom Kunden. Aber sind es nicht gerade Phantasie, Ideen und Mut zu Neuem, die einen Unternehmer ausmachen, sei er Lieferant oder Kunde? Na dann los. Sie wissen doch: (Fluid-) Muskelkraft allein tut¿s nicht, ein bisschen Köpfchen gehört auch dazu.

Matthias Meier

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