Worldwide China

Neuartige Fördertechnologie

Muskeln aus Silikon transportieren Schüttgüter

| Redakteur: Marc Platthaus

Professor Stefan Seelecke (l.) und Ingenieur Steffen Hau demonstrieren die neue Fördertechnik auf der Hannover Messe mit einem Modell: Silikon-Muskeln unter der Förderbahn ermöglichen dieser, sich dem Transportgut nach Größe, Gewicht und gewünschtem Tempo individuell anzupassen.
Bildergalerie: 1 Bild
Professor Stefan Seelecke (l.) und Ingenieur Steffen Hau demonstrieren die neue Fördertechnik auf der Hannover Messe mit einem Modell: Silikon-Muskeln unter der Förderbahn ermöglichen dieser, sich dem Transportgut nach Größe, Gewicht und gewünschtem Tempo individuell anzupassen. (Bild: Oliver Dietze)

Wie ein künstlicher Muskel kontrahiert sich ein elektroaktives Polymer unter einer Förderbahn und transportiert so Schüttguter aller Art wie Lebensmittel oder Metallteile. Vorteil der neuen Art der Fördertechnik, die Wissenschaftler der Universität des Saarlandes entwickelt haben: Die Muskeln sind zugleich Sensoren und können das Gewicht der transportierten Dinge erkennen.

Saarbrücken – Tabletten, Schrauben, Elektrobauteile, Gummibärchen – Soll eine massenhafte Fülle kleiner Dinge in Fabriken von A nach B transportiert werden, kommen Vibrations- oder Schwingförderer zum Einsatz. Die gängigen Förderstraßen werfen entweder ihr Transportgut durch die Unwucht eines rotierenden Motors vorwärts oder nutzen die Trägheit des Schüttguts, indem sie es in Schwingbewegungen gleitend vorantreiben. Diese Systeme vibrieren oder schwingen bislang immer gleich. An ihr befördertes Gut können sie sich nicht flexibel anpassen.

Passt sich an das Fördergut an

Dies ist anders bei der neuen Fördertechnologie, die das Forscherteam von Stefan Seelecke am Lehrstuhl für intelligente Materialsysteme der Universität des Saarlandes und am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik entwickelt hat. Ihr Fördersystem passt sich individuell an Größe, Gewicht und Besonderheiten seines Transportgutes an. Es kann Fragiles vorsichtig transportieren und eiliges schneller.

Die Saarbrücker Ingenieure sind Spezialisten für künstliche Muskeln, die sie aus verschiedenen Materialien für den Einsatz in technischen Geräten wie Robotern oder Maschinen entwickeln. In diesem Falle setzen die Forscher auf Silikon, ein elastisch verformbarer Kunststoff, den sie mittels elektrischer Spannung dazu bringen, wie ein Muskel zu kontrahieren, also dazu, sich zusammenzuziehen.

Schlüsselelement: dielektrisches Elastomer

„Wir drucken auf eine Silikon-Folie von beiden Seiten eine elektrisch leitfähige Schicht auf. Dadurch können wir eine elektrische Spannung an die Folie anlegen. Es handelt sich um ein so genanntes elektroaktives Polymer oder spezifischer um ein dielektrisches Elastomer“, erläutert Professor Stefan Seelecke. Verändern die Forscher die elektrische Spannung, bewirken elektrostatische Anziehungskräfte, dass sich die Folie zusammendrückt, so dass sie sich nach oben hin ausdehnt. Je drei dieser Silikon-Muskeln kombinieren sie übereinander in einem Bauteil. Dieses montieren sie in Abständen unter eine Förderbahn aus glattem Edelstahl. „Wir erzielen bei 1800 Volt einen deutlich höheren Hub und damit eine bessere Wurfweite im Vergleich zu heute üblichen Fördersystemen. Der Frequenzbereich und der Vibrations-Takt sind größer. Außerdem haben diese Bauteile geringes Gewicht, sind günstig herzustellen und verbrauchen wenig Energie“, sagt Steffen Hau, der Doktorand hat die Förderbahn mitentwickelt.

Von hochfrequentem Vibrieren bis zu kräftigen Stößen

Die Forscher können ihre Silikon-Muskeln gezielt ansteuern und die Frequenz und Schwingungen beliebig verändern: vom hochfrequenten Vibrieren bis hin zu kräftigen Stößen mit großem Hub und großer Beschleunigung können sie ihren Förderer an Gewicht und Größe des jeweiligen Schüttguts anpassen. So kann dieselbe Förderstraße direkt nacheinander verschiedenste Dinge transportieren, ohne dass Umbauarbeiten am Fördersystem nötig wären. Und: Die Förderstraße soll selbst erkennen, was auf ihr liegt und sich daran anpassen.

Bauteil mit sensorischen Eigenschaften

In der Regelungseinheit lassen sich die Bewegungsabläufe genau berechnen und programmieren. „Wir können den Verformungen der Folie exakt Messwerte der elektrischen Kapazität zuordnen. Anhand der Messwerte kennen wir also zu jedem Zeitpunkt genau ihre mechanische Auslenkung. Dadurch hat das Bauteil sensorische Eigenschaften. Wir können es sehr präzise ansteuern, indem wir die elektrische Spannung verändern“, erklärt Ingenieur Paul Motzki, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand in Seeleckes Team. Die Forscher nutzen die Messwerte, um eine Wiegefunktion im System zu integrieren, die das Gewicht des Transportgutes erfasst. Ziel ist, dass das Fördersystem seine Ansteuersignale selbst flexibel an das, was es transportiert, anpasst.

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.


copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 45218680 / Wissenschaft & Forschung)