Industrielle Magnetlager

 

Rotierende und lineare Lager

Handlingsysteme und Manipulatoren

für Vakuum und Reinstraum

 

Bei höchste Anforderungen an Reinheit und Sterilität oder bei der Handhabung von infektiösen, giftigen oder gar radioaktiven Materialien ist es notwendig Prozesse in hermetisch geschlossenen Räumen zu kontrollieren. Je weniger komplex der abgeschlossene Raum ist, desto einfacher lässt sich dieser Raum reinigen, desinfizieren oder dekontaminieren.

Supraleiterlager können Kräfte durch ebene und geschlossene Wände übertragen. Das zu tragende Bauteil schwebt kontaktlos, es gibt keine Reibung, keine Schmierung und keinen Abrieb. Supraleiterlager tragen nicht zur Kontaminierung bei, sie sind chemisch stabil und UHV-tauglich. 

Supraleiterlager mit Werkzeug oder Probenhalter

Ein Anwendungsbeispiel in einem bio-medizinischen oder chemischen Labor ist im Bild links dargestellt. Werkzeuge, Proben und Messinstrumente werden im inneren der Kammer bewegt ohne die Wandung zu berühren.

Sie sind mit einem permanentmagnetischen Lagerteil ausgestattet, das durch magnetische Kräfte vom gekühlten Supraleiter im Gegenlager ausserhalb der Kammer getragen wird. Da sich beide Lagerhälften in einer feste Position zueinander befinden, folgt das Werkzeug jeder Bewegung des äusseren Gegenlagers exakt.

Für Anwendungen in Produktionsprozessen können die Lager auf größere Kräfte und Distanzen ausgelegt werden.

Rotierende Lager

Rotierende Lager

Rotierende Supraleiterlager ermöglichen reibungsfreien Rundlauf ohne Lagererwärmung. Durch ihre intrinsische Dämpfung sind sie für höchste Drehzahlen in schnelllaufenden elektrischen Maschinen und Flywheel-Energiespeichern geeignet.

Analog zu herkömmlichen Kugellagern können rotierende Supraleiterlager als zylindrische, planare oder konische Lager aufgebaut werden. Bei rotatorischen Lagern besteht zumeist das rotierende Bauteil aus einer magnetischen Anordnung deren Magnetfeld entlang einer Kreislinie homogen ist, in axialer und radialer Richtung jedoch starke Gradienten aufweist. Der Supraleiter befindet sich im festen Bauteil. Je nach Anforderung können Steifigkeit und Tragkraft durch Anpassung des Designs eingestellt werden.

Bsp.: Kenndaten eines zylindrischen rotierenden Lagers:

AxialRadial
Kraft> 5000 N1000 N
Steifigkeit2000 N/mm1200 N/mm
Luftspalt1,5 mm
Supraleiterfläche                                                           402 cm2
Abmessungen (aussen)            ø 200 x 120 mm
Lineare Lager

Lineare Lager

Lineare Supraleiterlager eigenen sich für Transportsysteme und als Linearlager in staub- oder keimfreien Produktionsprozessen und Vakuumanlagen.

Sie bestehen aus einer festen magnetischen Führungsschiene deren Feldkonfiguration entlang der Magnetschiene homogen ist, senkrecht zur Führungsschiene aber einen möglichst großen Gradienten aufweist. Der Supraleiter kann sich entlang der Magnetschiene schwebend frei bewegen. Gebogene Führungsschienen sind möglich. Luftspalt, Tragkraft und Lagersteifigkeit können den jeweiligen Anforderungen angepasst werden.

Kenngrößen eines großen Supraleiterlagers für SupraTrans II

Luftspalt10 mm5 mm
Kraft1800 N2800 N
Steifigkeit horizontal                                  40 N/mm60 N/mm
Steifigkeit vertikal200 N/mm           200 N/mm