WO2016019968A1 - Fördereinrichtung mit einer supraleiter/permanentmagneten antriebsanordnung - Google Patents

Fördereinrichtung mit einer supraleiter/permanentmagneten antriebsanordnung Download PDF

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transport
cooling
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permanent magnet
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Uwe Neuhoff
Wolfgang Trautwein
Marco STOCKER
Martin Fuss
Georg Berner
Elvira STEGMEYER
Josef Sauer
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/0408—Passive magnetic bearings
    • F16C32/0436—Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part
    • F16C32/0438—Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part with a superconducting body, e.g. a body made of high temperature superconducting material such as YBaCuO
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C37/00—Cooling of bearings
    • F16C37/005—Cooling of bearings of magnetic bearings

Definitions

  • the invention relates to a conveyor for contactless conveying of goods to be transported, with a transport, which is designed for assignment to a cargo and with a guide assembly which is formed for guiding the transport and the associated cargo along a transport path, wherein the transport and the guide assembly form at least one magnet arrangement, which comprises at least one superconductor and at least one permanent magnet and which is designed for a contactless Beabstan- tion of the transport means of the guide assembly, wherein the guide assembly is associated with at least one cooling device, which is designed for cooling of the superconductor below its transition temperature ,
  • a conveyor device in which a magnetic web made up of permanent magnets is designed for contactless, floating guidance of a superconductor, which is provided for the transport of goods to be transported.
  • a plurality of coils is provided, which extend along the path of movement of the superconductor and which can exert a drive force without contact on the superconductor by targeted control.
  • the object of the invention is to provide a conveyor which has a simplified structure on ⁇ .
  • the at least one magnet arrangement is assigned a drive device in order to effect a movement of the superconductor and the associated permanent magnet along the transport path.
  • the magnet assembly is moved by means of the associated drive means, thereby the desired movement of the
  • the magnet arrangement is preferably designed such that there is a substantially rigid coupling between the at least one permanent magnet and the at least one superconductor.
  • This substantially rigid coupling is achieved by a suitable magnetization of the at least one permanent magnet and a corresponding "storage" of the magnetic field of the permanent magnet in the superconductor.
  • the permanent magnet provides a magnetic field which is not uniform in any of the three spatial directions, so that in the case of " Storage "of this magnetic field in the superconductor, which takes place during the cooling of the superconductor below its transition temperature, a unique spatial relationship between the at least one permanent magnet and the at least one superconductor is achieved.
  • the process of "storing" the magnetic field of the at least one permanent magnet in the at least one superconductor comprises firstly arranging the at least one permanent magnet in the desired spatial position with respect to the superconductor, wherein the superconductor at this time has a temperature above its transition temperature. Subsequently, the superconductor is cooled down to its transition temperature or below, so that the magnetic field provided by the at least one permanent magnet is stored analogously in the at least one superconductor.
  • transition temperature for the superconductor changing the spatial position of the at least one permanent magnet relative to the at least one superconductor results in reaction forces, so that the desired spatial relationship between the permanent magnet and the superconductor can be maintained without contact.
  • the drive device can be provided for a direct or indirect coupling of drive forces to the magnet arrangement.
  • An immediate coupling of driving forces is present, for example, when the drive device is connected directly to the at least one permanent magnet or to the at least one superconductor.
  • the transport path is a flat or spatially curved path, preferably with a variable radius of curvature, in particular around a twisted at least partially in itself torsion.
  • the at least one superconductor can be equipped with an individually assigned cooling device, in particular with a cryostat.
  • the cooling device may be a stationary cooling device which is provided for cooling a volume of space which is greater than the spatial extent of the at least one superconductor, such that indirect cooling of the superconductor he follows.
  • the cooling device surrounds the guide arrangement in regions, in particular completely.
  • the predetermined spatial arrangement between the at least one superconductor and the at least one permanent magnet should be maintained during the implementation of the transport process for the transported goods. If no direct assignment of a cryostat to the superconductor is provided, the temperature of the at least one superconductor must be maintained at or below the material-specific transition temperature of the superconductor by other measures.
  • the guide arrangement is at least partially surrounded by the cooling device, so that the can be cooled below its transition temperature, at least one superconductor with a movement in this Be ⁇ preferably rich. It is particularly advantageous if thedeein ⁇ direction completely surrounding the guide assembly as ⁇ here is ensured by at each point of the transport path to cool the at least one superconductor.
  • the cooling means having walls defining a volume of space in which the guide arrangement is partially recorded where ⁇ passes through at least one wall in the guide arrangement, comprising a lock device with a movable lock gate for an introduction and / or removal of means of transport and associated goods to be transported.
  • the term of the cooling device is not just one
  • the cooling device also includes other components such as walls that limit the volume of space to be cooled and that can be made of materials such as plastic, glass or metal or composites thereof.
  • a cooling device can be provided, for example, for the storage of heat-sensitive substances, for example chemical or biological samples.
  • a lock device can be provided in the wall, which is provided with a movable lock gate, only in the case of a Einschleusungsvorgangs a means of transport in the volume or in the event of a discharge process for a transport from the volume of space a communicating connection between the volume of space and to enable an environment.
  • this communicating connection an undesirable heat input from the environment into the Volume space can take place, the lock device is only briefly opened in each case to perform the appropriate Einschleusevorgang or ejection process.
  • the cooling device is designed as a continuous cooler, which ensures cooling of the superconductor during a movement along the transport path.
  • the cooling device only partially surrounds the guide arrangement and is intended to ensure a rapid cooling of the superconductor.
  • the cooling device completely encloses a section of the guide arrangement and comprises two lock devices which make it possible to introduce and discharge the transport means along the transport route. In this way, upon arrival of the means of transport and the at least one associated superconductor in the region of the cooling device efficient cooling can be effected.
  • the cooling device comprises a cooling bath, which is designed for a temporary, at least partial dipping of the superconductor in a cooling fluid, in particular in a liquefied cooling gas.
  • the cooling device comprises a spray arrangement which is designed for spraying a cooling fluid, in particular a liquefied cooling gas, onto the superconductor.
  • a cooling device has the advantage that it can be provided at almost any arbitrary location of the transport route and, in contrast to immersion of the superconductor in a cooling fluid, requires no adapted course of the transport route. Rather, when the cooling device passes through the transport means equipped with at least one superconductor, the cooling fluid is sprayed onto the superconductor, whereby a particularly targeted and therefore energy-efficient cooling of the at least one superconductor can be achieved.
  • Another advantage of such a procedure is that the cooling device can be operated particularly low-loss in periods in which no cooling of a superconductor must be made, since no provision of cooling fluid must take place at these times.
  • the guide assembly is designed as an endlessly circulating elastic bending conveyor belt or articulated rigid belt on which a plurality of superconductors or more permanent magnets, in particular in a fixed predetermined pitch, ange ⁇ arranged, wherein the drive means is designed for providing a circulating movement for the conveyor belt.
  • the guide arrangement is of particular interest when a large number of Preferably, the same kind of transport goods are to be conveyed along the transport route, for example in order to pass the transport goods past one or more processing devices, which preferably exert no or only slight processing forces on the transport goods.
  • the guide assembly may be formed as an endlessly circulating, flexible elastic conveyor belt on which either permanent magnets or superconductors are arranged so as to be moved along the respective transport path during a circulating movement of the conveyor belt.
  • the cooling of the assigned superconductor (s) preferably takes place locally, in particular by means of a cooling device which is designed as a throughflow cooler.
  • an articulated rigid belt is to be preferred.
  • rigid link parts are articulated, in particular via plain bearings, movably connected.
  • the drive device may be, for example, an electric motor, in particular a geared motor. With Help the drive device is caused a circulation movement for the guide assembly.
  • the guide arrangement may comprise a suitable number of deflection means, in particular guide rails or deflection rollers, which are intended to determine the transport route for the guide arrangement by suitable deflection of the conveyor belt or the rigid link chain.
  • the transport means comprises a permanent magnet, in particular as a permanent magnet or permanent magnet - is formed arrangement, and for a temporary, in particular magnetic and / or cohesive, fixing on an inner surface or outer surface of the transported material is formed
  • the means of transport may comprise a platform or a trough on which or in which the transported goods can be received.
  • This platform or trough may be equipped with a permanent or detachable permanent magnet or permanent magnet assembly intended to interact with the at least one superconductor of the guide assembly.
  • the transport may be formed as a permanent magnet or permanent magnet assembly, for example, to be able to transport transported goods hanging against the guide assembly.
  • the transported material can be received between the guide arrangement and the permanent magnets or the permanent magnet arrangement, so that it rests on the permanent magnet arrangement and the weight of the transported good supported by the holding forces, which form between superconductor and permanent magnet or permanent magnet assembly can be.
  • the means of transport on the cargo in particular on an inner surface or an outer surface, is set.
  • such a determination can take place cohesively, in which, for example, the transport is glued to the cargo.
  • An advantageous embodiment of a cohesive connection which is preferably usable in a cooled environment, uses one or more liquid drops which are introduced between the transporting means and the transported goods before cooling takes place, wherein the liquid droplets freeze during cooling and thus the cohesive one Ensure connection between means of transport and goods to be transported.
  • the transport means comprises a superconductor, in particular as a superconductor or superconductor arrangement is formed, and for a temporary, in particular magnetic and / or cohesive, fixing is formed on an inner surface or outer surface of the transported.
  • a superconductor in particular as a superconductor or superconductor arrangement is formed, and for a temporary, in particular magnetic and / or cohesive, fixing is formed on an inner surface or outer surface of the transported.
  • the item to be transported comprises a permanent magnet or has permanent-magnetic properties, so that contactless coupling with the guide arrangement and the permanent magnets provided thereon can be created with the aid of the superconductor or the superconductor arrangement.
  • This separating layer may be, for example, a housing wall, so that, for example, the transporting means and the transported goods picked up there are accommodated within a cooled, enclosed space section, while the guiding arrangement is provided outside this space, to be able to realize the conveying movement by conventional means without consideration of the special requirements for the cooled volume.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a conveying device in which the guide arrangement outside a cooled region and the transporting means with the associated transportable goods are optionally arranged outside or within a cooled region, a first embodiment of a guide arrangement designed as a rigid link belt with associated superconducting transport means and arranged thereon Transport goods, a side view of the conveyor according to the figure 2, a second embodiment of a trained as a rigid link belt guide assembly in which a spacing and guiding of the individual rigid members is carried out by means of permanent magnets and superconductors,
  • Figure 5 is a side view of the conveyor according to the
  • FIG. 6 shows another embodiment of a conveyor with a running as a bending elastic conveyor belt guide assembly.
  • an exemplary box-shaped cooling device 2 is arranged in an exemplary box-shaped cooling housing 3.
  • the cooling housing 3 comprises a plurality of housing walls 4 to 7, which are each arranged at right angles to each other and delimit a cooling volume 8.
  • the housing wall 6 is slidably movable relative to the other housing walls 4, 5 and 7 and can be moved by means of a drive device not shown along the drawn movement arrow between the closed position shown in Figure 1 and an open position, not shown. In this way, a movement of a transport means 9 with an associated transport item 10 from the cooling volume 8 into an environment 11 or from the environment 11 into the cooling volume 8 is made possible.
  • a linearly mounted carriage 15 which is equipped with a drive device, not shown, to allow movement along the rails 12.
  • a drive device 16 which is designed by way of example as an electrical linear divider and which comprises a linearly movable rod-shaped actuator 17 which is mounted in a linearly displaceable manner on the drive device 16 in accordance with the movement arrow 18.
  • the actuator 17 is associated with a permanent magnet assembly 19, which is provided for a magnetic interaction with the form of a superconductor transport 9.
  • the transport means 9 and the permanent magnet arrangement 19 form a magnet arrangement which is designed to maintain or reduce a material-specific condition. Fishing transition temperature for the superconductor assembly of the transport means 9 to ensure a contactless power transmission between the transport means 9 and permanent magnet assembly 19.
  • the cargo is playing cup-shaped in ⁇ 10 and is to be transported within the cooling housing 3 in a hanging assembly to a loading, for example, in the cooling housing 3 coating the outer surface of the transport material 10 with a not illustrated coating apparatus to allow ,
  • a suspended transport for the cargo 10 which can be transmitted from the transport 9 to the cargo 10 for transferring holding and conveying forces without further action, since the cargo 10 rests with its weight on the transport means 9.
  • a temperature is maintained in the cooling housing 3 by the cooling device 2, which temperature is below the transition temperature of the superconductor arrangement. Accordingly, such a conveyor 1 is particularly suitable for moving individually ⁇ ner transport goods 10 within the cooling housing 3.
  • the guide assembly is formed of an endlessly circulating chain of movably coupled to each other guide members 32, which may also be referred to as rigid members.
  • Each of the guide elements 32 comprises a base body 33, which is equipped at a first end region with a joint ball 34 and at a second end region with a joint socket 35. Adjacent guide elements 32 are connected to one another such that a joint ball 34 of a preceding guide element 32 is received in a socket pan 35 of a subsequent guide element 32.
  • the base body 33 has exemplary projecting guide tongues 36 which are each received in exemplary U-shaped guide rails 37, as can be seen from FIG.
  • the guide rails 37 can be curved in a straight line or curved in a single plane of curvature or curved in a plurality of mutually aligned curvature planes to determine a straight or one-dimensional or multi-dimensional curved transport path for the guide elements 32.
  • each of the guide elements 32 is associated with a patch on the base body 33 permanent magnet 38, which is provided for a magnetic interaction with a respective associated superconductor 39.
  • the cargo 40 is in each case not shown in detail, in particular cohesive manner determined.
  • the transport goods 40 off the determined by the guide members 32 and the guide rails 37 transport cohesively to the superconductors 39 and the superconductor 39 in a suitable spatial arrangement relative to a stationary, non-illustrated permanent magnet below her
  • the superconductors 39 provided with the goods to be transported 40 can be brought into the magnetic field of the respective permanent magnet 38 with the aid of a manipulator, not shown, in order thereby to achieve the desired magnetic coupling with the permanent magnet 38
  • the desired movement thus automatically takes place magnetically contactless coupled cargo 40 a.
  • the guide elements 42 of the conveyor 41 illustrated in FIGS. 4 and 5 likewise have base bodies 43 and associated permanent magnets 48, as has already been described above for the conveyor 31.
  • the design of the superconductor 49 and the goods to be transported 50 is performed in accordance with the figures 2 and 3, so that can be dispensed with a more detailed description.
  • a coupling between the guide elements 42 and a guide of the guide elements 42 by means of magnetic means is provided in the conveyor 41, each of which corresponding to each other permanent magnets 44, 45 and superconductors 46, 47.
  • oppositely arranged permanent magnets 44 and superconductor 46 serve for the axial Coupling of the adjacently arranged conveyors 41.
  • rail-shaped permanent magnets 45 in magnetic interaction with superconductors 47 which are fixed to the base body 43, for contactless lateral guidance and contactless vertical guidance of the guide elements 42nd
  • FIG. 5 shows by way of example how an introduction of a conveying movement to the guide elements 42 can be carried out.
  • a selective power supply for the respective solenoid 22 is made to partially take over the guiding function instead of the radially inner rail-shaped permanent magnet 45, while exemplarily a guide function is maintained by a radially outer permanent magnet 45, the having a suitable curvature for this purpose.
  • the adjacently arranged guide elements 42 due to the interaction of each arranged in the or against the transport direction permanent magnets 44 and superconductors 46 have the tendency to assume a constant distance from each other, the forces introduced by the feed wheel 21 on the guide elements 42 also act away from the feed wheel 21st so that a non-contact circulating conveyor 41 may be provided in the manner of a conveyor belt.
  • such a conveyor 41 is provided for use in a cooling housing, not shown, in which temperatures below the critical temperature of Supralei ⁇ ter 46, 47 and 49 are present, so that additional individual cooling devices for the individual superconductors 46, 47 and 49 can be omitted .
  • a conveyor 41 is advantageous to operate under such environmental conditions, since complete freedom from friction is ensured and thus neither bearing wear can occur nor the need for lubrication of bearings occurs.
  • the drive means for the conveyor wheels are arranged outside the cooling housing and coupled in the manner of magnetic clutches contactlessly with the conveyor wheels.
  • the conveying means 51 shown as an example in Figure 6 is for use in normal ambient conditions, particularly at a normal room environment with, for example, 20 ° Cel ⁇ SIUS room temperature, is provided.
  • the conveyor 51 comprises a circulating conveyor belt 52 made of a rubber-elastic material, on which permanent magnets 53 are arranged at regular pitch.
  • the permanent magnets 53 exemplarily pass through the conveyor belt 52 such that they protrude both on an upper side of the conveyor belt 52 and on an underside of the conveyor belt 52.
  • projecting portions of the permanent magnets 53 may serve as teeth for engagement with gears 54, 55 and 56, of which at least one is equipped with a drive device, not shown. Accordingly, initiation of a driving force via the gears 54, 55 and 56 may be provided on the conveyor belt 52 to effect the desired orbital motion.
  • the transport means 57 provided for use with the conveyor 51 is a supercalve ter.
  • the transport means 57 is placed on a cooling surface 58 in a first step, in order then to apply a liquid drop of a coupling fluid 59 to the transport means 57 in a further step.
  • the cargo 60 is on the liquid drop and the
  • Transport means 57 attached. Due to the effect ofdeflä ⁇ che 58, a freezing process for the coupling fluid 59 takes place, so that an easily releasable cohesive connection between the transport means 57 and the transported material 60 is produced. Subsequently, the cohesively coupled composite of transport means 57 and 60 transported by means of a manipulator not shown to the input of a cooling device designed as a cooling device 61 and held there in a desired spatial arrangement relative to the respective associated permanent magnet 53 until a cooling of the Transport means 57 is carried out below the transition temperature of the superconductor.
  • a cooling device designed as a cooling device 61
  • the transport means 57 has already reached its critical temperature after passing through half of the length of the cooling device 61, so that further support by the manipulator, not shown, is no longer required and the further cooling process for the transport means 57 without support of the Manipulator can expire.
  • the transport means 57 is cooled so that it after Exit from the cooling device 61 can perform an at least almost complete circulation along the conveyor belt 52, without a occurring due to the ambient heating of the transport means 57 leads to a temperature increase above the critical temperature, whereby an undesirable separation from the magnetic field of the permanent magnet 53 would occur. Rather, the transport means 57 and the transport goods 60 fixed thereto are conveyed along the substantially triangular conveying path due to the circulating movement of the conveyor belt 52 and the permanent magnets 53 fixed thereto.
  • a processing of the transported material 60 may be provided in a bath 63 which pass through the transported goods 60 upside down to be placed after passing the gear 56 again in an upright position by a manipulator, not shown, on a hot plate 64 on the heating the transport means 57 takes place above the freezing temperature for the coupling fluid 59, so that subsequently the transported goods 60 can be released from the transport means 57 in a simple manner.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zur kontaktlosen Förderung von Transportgütern (10), mit einem Transportmittel (9) und mit einer Führungsanordnung (19) zur Führung des Transportmittels (9) und des zugeordneten Transportguts (10), wobei das Transportmittel (9) und die Führungsanordnung (19) eine Magnetanordnung bilden, die einen Supraleiter (9) und einen Permanentmagenten (19) für eine kontaktlose Beabstandung von Transportmittel (9) und Führungsanordnung (19) umfasst, wobei der Führungsanordnung (19) eine Kühleinrichtung (2) zugeordnet ist, die für eine Abkühlung des Supraleiters (9) unterhalb seiner Sprungtemperatur ausgebildet ist. Eine Antriebseinrichtung ist der Magnetanordnung zugeordnet, um eine Bewegung des Supraleiters (9) und des zugeordneten Permanentmagneten (19) längs der Transportstrecke zu bewirken.

Description

FÖRDEREINRICHTUNG MIT EINER SUPRALEITER/PERMANENTMAGNETEN ANTRIEBSANORDNUNG
Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zur kontaktlosen Förderung von Transportgütern, mit einem Transportmittel, das für eine Zuordnung zu einem Transportgut ausgebildet ist und mit einer Führungsanordnung, die zur Führung des Transportmittels und des zugeordneten Transportguts längs einer Transportstrecke ausbildet ist, wobei das Transportmittel und die Führungsanordnung wenigstens eine Magnetanordnung bilden, die wenigstens einen Supraleiter und wenigstens einen Permanentmagneten umfasst und die für eine kontaktlose Beabstan- dung des Transportmittels von der Führungsanordnung ausgebildet ist, wobei der Führungsanordnung wenigstens eine Kühleinrichtung zugeordnet ist, die für eine Abkühlung des Supraleiters unterhalb seiner Sprungtemperatur ausgebildet ist.
Aus der EP 0 483 748 A2 ist eine Fördereinrichtung bekannt, bei der eine aus Permanentmagneten erstellte Magnetbahn zur kontaktlosen, schwebenden Führung eines Supraleiters ausgebildet ist, der zum Transport von Transportgütern vorgesehen ist. Für einen Vortrieb des Supraleiters ist eine Vielzahl von Spulen vorgesehen, die sich längs der Bewegungsbahn des Supraleiters erstrecken und die durch gezielte Ansteuerung eine Antriebskraft kontaktlos auf den Supraleiter ausüben können . Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fördereinrichtung bereitzustellen, die einen vereinfachten Aufbau auf¬ weist.
Diese Aufgabe wird für eine Fördereinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Hierbei ist vorgesehen, dass der wenigstens einen Magnetanordnung eine Antriebseinrichtung zugeordnet ist, um eine Bewegung des Supraleiters und des zugeordneten Permanentmagneten längs der Transportstrecke zu bewirken. Im Unterschied zu dem bekannten Stand der Technik ist somit erfindungsgemäß vorgesehen, die Magnetanordnung mit Hilfe der zugeordneten Antriebseinrichtung zu bewegen, um dadurch die gewünschte Bewegung des
Transportmittels und des zugeordneten Transportguts längs der Transportstrecke zu bewirken. Dabei ist die Magnetanordnung vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine im Wesentlichen starre Kopplung zwischen dem wenigstens einen Permanentmagneten und dem wenigstens einen Supraleiter vorliegt. Diese im Wesentlichen starre Kopplung wird durch eine geeignete Magnetisierung des wenigstens einen Permanentmagneten und eine entsprechende „Speicherung" des Magnetfelds des Permanentmagneten im Supraleiter erreicht. Vorzugsweise stellt der Permanentmagnet ein Magnetfeld bereit, das in keiner der drei Raumrichtungen gleichförmig ausgebildet ist, sodass bei der „Speicherung" dieses Magnetfelds in dem Supraleiter, die bei der Abkühlung des Supraleiters unter seine Sprungtemperatur erfolgt, eine eindeutige räumliche Zuordnung zwischen dem wenigstens einen Permanentmagneten und dem wenigstens einen Supraleiter erreicht wird. Der Vorgang der „Speicherung" des Magnetfelds des wenigstens einen Permanentmagneten in dem wenigstens einen Supraleiter umfasst zunächst eine Anordnung des wenigstens einen Permanentmagneten in der gewünschten räumlichen Position gegenüber dem Supraleiter, wobei der Sup- raleiter zu diesem Zeitpunkt eine Temperatur oberhalb seiner Sprungtemperatur aufweist. Anschließend erfolgt eine Abkühlung des Supraleiters auf seine Sprungtemperatur oder darunter, so dass das von dem wenigstens einen Permanentmagneten bereitgestellte Magnetfeld sinngemäß in dem wenigstens einen Supraleiter abgespeichert wird. Bei Beibehaltung der Sprungtemperatur für den Supraleiter führt eine Veränderung der räumlichen Lage des wenigstens einen Permanentmagneten gegenüber dem wenigstens einen Supraleiter zu Reaktionskräften, so dass die gewünschte räumliche Beziehung zwischen dem Permanentmagenten und dem Supraleiter kontaktlos aufrechterhalten werden kann.
Die Antriebseinrichtung kann für eine unmittelbare oder mittelbare Einkopplung von Antriebskräften auf die Magnetanordnung vorgesehen sein. Eine unmittelbare Einkopplung von Antriebskräften liegt beispielsweise dann vor, wenn die Antriebseinrichtung direkt mit dem wenigstens einen Permanentmagneten oder mit dem wenigstens einen Supraleiter verbunden ist. Bei der Transportstrecke handelt es sich um eine ebene oder räumlich gekrümmte Bahn, vorzugsweise mit variablem Krümmungsradius, insbesondere um eine zumindest bereichsweise in sich verdrehte Torsionsbahn.
Der wenigstens eine Supraleiter kann mit einer individuell zugeordneten Kühleinrichtung, insbesondere mit einem Kryosta- ten, ausgerüstet sein. Hierdurch wird ein besonders energie¬ effizienter Betrieb gewährleistet, da die von der Kühleinrichtung zu erbringende Kühlleistung direkt auf den Supraleiter eingekoppelt werden kann. Alternativ kann es sich bei der Kühleinrichtung um eine stationäre Kühleinrichtung handeln, die zur Abkühlung eines Raumvolumens vorgesehen ist, das größer als die räumliche Ausdehnung des wenigstens einen Supraleiters ist, so dass eine indirekte Kühlung des Supraleiters erfolgt. Hierdurch kann der wenigstens eine Supraleiter in einer einfachen Aufbauweise ausgeführt werden, was insbeson¬ dere dann von Interesse ist, wenn die Fördereinrichtung eine Vielzahl von Transportmitteln und zugeordneten Magnetanordnungen umfasst, wie dies beispielsweise bei einem Einsatz der Fördereinrichtung in einem industriellen Fertigungsprozess der Fall sein kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Zweckmäßig ist es, wenn die Kühleinrichtung die Führungsan¬ ordnung bereichsweise, insbesondere vollständig, umgibt. Die vorgegebene räumliche Anordnung zwischen dem wenigstens einen Supraleiter und dem wenigstens einen Permanentmagneten soll während der Durchführung des Transportvorgangs für die Transportgüter aufrecht erhalten werden. Sofern keine direkte Zuordnung eines Kryostaten zum Supraleiter vorgesehen ist, muss die Temperatur des wenigstens einen Supraleiters durch andere Maßnahmen auf der materialspezifischen Sprungtemperatur des Supraleiters oder darunter gehalten werden. Hierzu kann vorgesehen werden, dass die Führungsanordnung zumindest bereichsweise von der Kühleinrichtung umgeben ist, sodass der wenigstens eine Supraleiter bei einer Bewegung in diesem Be¬ reich vorzugsweise unter seine Sprungtemperatur abgekühlt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kühlein¬ richtung die Führungsanordnung vollständig umgibt, da hier¬ durch an jedem Punkt der Transportstrecke eine Kühlung des wenigstens einen Supraleiters gewährleistet ist.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung mit Wänden ein Raumvolumen begrenzt, in dem die Führungsanordnung bereichsweise aufgenommen ist, wo¬ bei die Führungsanordnung wenigstens eine Wand durchsetzt, die eine Schleuseneinrichtung mit einem beweglichen Schleusentor für ein Einschleusen und/oder Ausschleusen von Transportmitteln und zugeordneten Transportgütern umfasst. Hierbei ist unter dem Begriff der Kühleinrichtung nicht nur ein
Kryostat zu verstehen, der unter Verwendung von tiefgekühltem Gas, insbesondere Helium, oder verflüssigtem Gas wie beispielsweise verflüssigtem Stickstoff, oder durch Zufuhr von elektrischer Energie zu einer Wärmepumpe oder einem Sterling- Motor eine Wärmeabfuhr aus einem Raumvolumen, in dem die Führungsanordnung und die Transportmittel angeordnet sind, sicherstellt. Vielmehr umfasst die Kühleinrichtung auch weitere Komponenten wie Wände, die das zu kühlende Raumvolumen begrenzen und die aus Werkstoffen wie Kunststoff, Glas oder Metall oder Verbundwerkstoffen hieraus hergestellt sein können. Eine derartige Kühleinrichtung kann beispielsweise zur Aufbewahrung von wärmeempfindlichen Stoffen, beispielsweise chemischen oder biologischen Proben, vorgesehen sein. Um eine Handhabung dieser Stoffe zu vereinfachen kann es vorgesehen sein, Behälter, die mit diesen Stoffen gefüllt sind, als Transportgüter jeweils Transportmitteln zuzuordnen, die längs der Führungsanordnung bewegt werden können, wobei die Füh- rungsanordnung wenigstens eine Wand durchsetzt, um ein Verlassen des von der Kühleinrichtung bestimmten Raumvolumens für zumindest ein Transportmittel und das zugeordnete Trans¬ portgut zu ermöglichen. Hierzu kann in der Wand eine Schleuseneinrichtung vorgesehen sein, die mit einem beweglichen Schleusentor versehen ist, um nur für den Fall eines Ein- schleusungsvorgangs eines Transportmittels in das Raumvolumen oder für den Fall eines Ausschleusungsvorgangs für ein Transportmittel aus dem Raumvolumen eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Raumvolumen und einer Umgebung zu ermöglichen. Da aufgrund dieser kommunizierenden Verbindung jedoch auch ein unerwünschter Wärmeeintrag aus der Umgebung in das Raumvolumen stattfinden kann, wird die Schleuseneinrichtung nur jeweils kurzzeitig geöffnet, um den entsprechenden Einschleusevorgang oder Ausschleusevorgang durchzuführen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung als Durchlaufkühler ausgebildet ist, der eine Abkühlung des Supraleiters während einer Bewegung längs der Transportstrecke gewährleistet. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Kühleinrichtung die Führungsanordnung nur abschnittsweise umgibt und eine rasche Abkühlung des Supraleiters gewährleisten soll. Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass die Kühleinrichtung einen Abschnitt der Führungsanordnung vollständig umschließt und zwei Schleuseneinrichtungen umfasst, die ein Einschleusen und ein Ausschleusen des Transportmittels längs der Transportstrecke ermöglichen. Hierdurch kann bei Eintreffen des Transportmittels und des wenigstens einen zugeordneten Supraleiters im Bereich der Kühleinrichtung eine effiziente Abkühlung bewirkt werden. Zum Zweck der Abkühlung des wenigstens einen Supraleiters kann vorgesehen werden, eine Transportgeschwindigkeit des Transportmittels mit dem wenigstens einen zugeordneten Supraleiter während des Passierens der Kühleinrichtung zu reduzieren oder das Transportmittel gegebenenfalls kurzzeitig zu stoppen, um eine Abkühlung des wenigstens einen Supraleiters auf ein Temperaturniveau zu gewährleisten, das einen sicheren Weitertransport des Transportmittels auch in denjenigen Bereichen der Führungsanordnung gewährleistet, die nicht von der Kühleinrichtung umfasst sind.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kühleinrichtung ein Kühlbad, das für ein zeitweiliges, zumindest bereichsweises Eintauchen des Supraleiters in ein Kühlfluid, insbesondere in ein verflüssigtes Kühlgas, ausgebildet ist. Durch eine derartige Ausführung der Kühleinrich- tung wird eine effiziente Kühlung des wenigstens einen Supraleiters gewährleistet, da ein unmittelbarer fluidischer Kontakt des Supraleiters mit dem Kühlfluid vorliegt, was eine rasche Abkühlung des wenigstens einen Supraleiters gewährleistet .
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Kühleinrichtung eine Sprühanordnung umfasst, die für ein Aufsprühen eines Kühl- fluids, insbesondere eines verflüssigten Kühlgases, auf den Supraleiter ausgebildet ist. Eine derartige Kühleinrichtung hat den Vorteil, dass sie an nahezu jedem beliebigen Ort der Transportstrecke vorgesehen werden kann und im Gegensatz zu einem Eintauchen des Supraleiters in ein Kühlfluid keinen an- gepassten Verlauf der Transportstrecke erfordert. Vielmehr erfolgt bei einem Passieren der Kühleinrichtung durch das mit wenigstens einem Supraleiter ausgestattete Transportmittel ein Aufsprühen des Kühlfluids auf den Supraleiter, wodurch eine besonders zielgerichtete und daher energieeffiziente Abkühlung des wenigstens einen Supraleiters erzielt werden kann. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Vorgehensweise liegt darin, dass die Kühleinrichtung in Zeitabschnitten, in denen keine Kühlung eines Supraleiters vorgenommen werden muss, besonders verlustarm betrieben werden kann, da zu diesen Zeitpunkten keine Bereitstellung von Kühlfluid stattfinden muss .
Bevorzugt ist die Führungsanordnung als endlos umlaufendes biegeelastisches Förderband oder gelenkiges Starrgliederband ausgebildet, an dem mehrere Supraleiter oder mehrere Permanentmagnete, insbesondere in fest vorgegebener Teilung, ange¬ ordnet sind, wobei die Antriebseinrichtung für eine Bereitstellung einer Umlaufbewegung für das Förderband ausgebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung der Führungsanordnung ist insbesondere dann von Interesse, wenn eine Vielzahl von vor- zugsweise gleichartigen Transportgütern längs der Transport - strecke gefördert werden sollen, beispielsweise um die Transportgüter an einer oder mehreren Bearbeitungsvorrichtungen vorbeizuführen, die vorzugsweise keine oder nur geringe Bearbeitungskräfte auf die Transportgüter ausüben. Beispielsweise kann die Führungsanordnung als endlos umlaufendes, biegeelastisches Förderband ausgebildet sein, an dem wahlweise Permanentmagnete oder Supraleiter angeordnet sind, um bei einer Umlaufbewegung des Förderbands längs der jeweiligen Transportstrecke bewegt zu werden.
Bei einer Verwendung des Förderbands in einer Umgebung, in der übliche biegeelastische Materialien, insbesondere faserverstärkte Gummimatten, eingesetzt werden können, wird vorzugsweise eine Bestückung des biegeelastischen Förderbands mit Permanentmagneten vorgesehen. In diesem Fall erfolgt die Kühlung des oder der zugeordneten Supraleiter vorzugsweise lokal, insbesondere mittels einer Kühleinrichtung, die als Durchlaufkühler ausgebildet ist.
Sofern ein Einsatz der Fördereinrichtung in einer stark gekühlten Umgebung, insbesondere in einer Kühleinrichtung, die beispielsweise für eine Kühlung biologischer und/oder chemischer Proben in einem Temperaturbereich kleiner 100 Kelvin ausgelegt ist, vorgesehen sein soll, ist die Verwendung eines gelenkigen Starrgliederbands zu bevorzugen. Bei einem Starrgliederband sind starre Gliederteile gelenkig, insbesondere über Gleitlager, beweglich miteinander verbunden. Bei einer Verwendung eines gelenkigen Starrgliederbandes kann wahlweise eine Anbringung der Supraleiter oder der Permanentmagnete an der Führungsanordnung vorgesehen werden, dies hängt insbesondere von den Transportmitteln und den Transportgütern ab. Bei der Antriebseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor, insbesondere einen Getriebemotor, handeln. Mit Hilfe der Antriebseinrichtung wird eine Umlaufbewegung für die Führungsanordnung hervorgerufen. Ferner kann die Führungsanordnung zusätzlich zum biegeelastischen Förderband oder zum gelenkigen Starrgliederband eine geeignete Anzahl von Umlenkmitteln, insbesondere Führungsschienen oder Umlenkrollen umfassen, die dazu vorgesehen sind, die Transportstrecke für die Führungsanordnung durch geeignete Umlenkung des Förderbands oder der Starrgliederkette zu bestimmen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Transportmittel einen Permanentmagneten um- fasst, insbesondere als Permanentmagnet oder Permanentmagnet - anordnung ausgebildet ist, und für eine zeitweilige, insbesondere magnetische und/oder stoffschlüssige , Festlegung an einer Innenoberfläche oder Außenoberfläche des Transportguts ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Transportmittel eine Plattform oder eine Wanne umfassen, auf der beziehungsweise in der die Transportgüter aufgenommen werden können. Diese Plattform oder Wanne kann mit einem fest installierten oder abnehmbar ausgeführten Permanentmagneten oder Permanentmagnetanordnung ausgerüstet sein, die für eine Wechselwirkung mit dem wenigstens einen Supraleiter der Führungsanordnung vorgesehen ist. Alternativ kann das Transportmittel als Permanentmagnet oder Permanentmagnetanordnung ausgebildet sein, beispielsweise um Transportgüter hängend gegenüber der Führungsanordnung transportieren zu können. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn das Transportgut zwischen die Führungsanordnung und den Permanentmagneten beziehungsweise die Permanentmagnetanordnung aufgenommen werden kann, so dass es auf der Permanentmagnetanordnung aufliegt und die Gewichtskraft des Transportguts durch die Haltekräfte, die sich zwischen Supraleiter und Permanentmagnet oder Permanentmagnetanordnung ausbilden, abgestützt werden kann. Je nach Ein- satzfall kann vorgesehen werden, dass das Transportmittel am Transportgut, insbesondere an einer Innenoberfläche oder einer Außenoberfläche, festgelegt wird. Beispielsweise kann eine derartige Festlegung stoffschlüssig erfolgen, in dem beispielsweise das Transportmittel am Transportgut angeklebt wird. Eine vorteilhafte Ausführungsform einer stoffschlüssi - gen Verbindung, die vorzugsweise in einer gekühlten Umgebung einsetzbar ist, nutzt einen oder mehrere Flüssigkeitstropfen, die zwischen das Transportmittel und das Transportgut eingebracht werden, bevor eine Abkühlung stattfindet, wobei die Flüssigkeitstropfen während der Abkühlung gefrieren und somit die stoffschlüssige Verbindung zwischen Transportmittel und Transportgut gewährleisten.
Bei einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Transportmittel einen Supraleiter umfasst, insbesondere als Supraleiter oder Supraleiteranordnung ausgebildet ist, und für eine zeitweilige, insbesondere magnetische und/oder stoffschlüssige , Festlegung an einer Innenoberfläche oder Außenoberfläche des Transportguts ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Transportgut einen Permanentmagneten umfasst oder permanentmagnetische Eigenschaften aufweist, sodass mit Hilfe des Supraleiters oder der Supraleiteranordnung eine kontaktlose Kopplung mit der Führungsanordnung und den daran vorgesehenen Permanentmagneten geschaffen werden kann.
Vorteilhaft ist es, wenn zwischen dem Transportmittel und der Führungsanordnung eine Trennschicht angeordnet ist. Bei dieser Trennschicht kann es sich beispielsweise um eine Gehäusewand handeln, sodass beispielsweise das Transportmittel und das daran aufgenommene Transportgut innerhalb eines gekühlten, abgeschlossenen Raumabschnitts aufgenommen sind, während die Führungsanordnung außerhalb dieses Raumes vorgesehen ist, um die Förderbewegung mit konventionellen Mitteln ohne Berücksichtigung der besonderen Anforderungen für das gekühlte Raumvolumen realisieren zu können.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt: eine erste Ausführungsform einer Fördereinrichtung, bei der die Führungsanordnung außerhalb eines gekühlten Bereichs und das Transportmittel mit den zugeordneten Transportgut wahlweise außerhalb oder innerhalb eines gekühlten Bereichs angeordnet sind, eine erste Ausführungsform einer als Starrgliederband ausgebildeten Führungsanordnung mit zugeordneten Supraleiter-Transportmitteln und daran angeordneten Transportgütern, eine Seitenansicht der Fördereinrichtung gemäß der Figur 2, eine zweite Ausführungsform einer als Starrgliederband ausgebildeten Führungsanordnung, bei der eine Beabstandung und Führung der einzelnen Starrglieder mit Hilfe von Permanentmagneten und Supraleitern ausgeführt ist,
Figur 5 eine Seitenansicht der Fördereinrichtung gemäß der
Figur 4 und
Figur 6 eine weitere Ausführungsform einer Fördereinrichtung mit einer als umlaufendes biegeelastisches Förderband ausgeführten Führungsanordnung. Bei der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform einer Fördereinrichtung 1 ist eine exemplarisch kastenförmig ausgebildete Kühleinrichtung 2 in einem beispielhaft kastenförmig ausgebildeten Kühlgehäuse 3 angeordnet. Exemplarisch umfasst das Kühlgehäuse 3 mehrere jeweils rechtwinklig zueinander angeordnete Gehäusewände 4 bis 7, die ein Kühlvolumen 8 begrenzen. Dabei ist die Gehäusewand 6 schiebebeweglich relativ zu den übrigen Gehäusewänden 4, 5 und 7 angeordnet und kann mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Antriebseinrichtung entlang des eingezeichneten Bewegungspfeils zwischen der in Figur 1 dargestellten Schließstellung und einer nicht dargestellten Öffnungsstellung verschoben werden. Hierdurch wird eine Bewegung eines Transportmittels 9 mit einem zugeordneten Transportgut 10 aus dem Kühlvolumen 8 in eine Umgebung 11 beziehungsweise aus der Umgebung 11 in das Kühlvolumen 8 ermöglicht.
Auf die Gehäusewand 4 sind normal beziehungsweise senkrecht zur Darstellungsebene der Figur 1 verlaufende Schienen 12 aufgesetzt, die einen linearbeweglich gelagerten Schlitten 15 tragen, der mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung ausgestattet ist, um eine Bewegung längs der Schienen 12 zu ermöglichen. Auf dem Schlitten 15 ist eine exemplarisch als elektrischer Linearsteiler ausgebildete Antriebseinrichtung 16 angeordnet, die ein linearbewegliches, stangenförmiges Stellglied 17 umfasst, das gemäß dem Bewegungspfeil 18 linear verschiebbar an der Antriebseinrichtung 16 gelagert ist. Dem Stellglied 17 ist eine Permanentmagnetanordnung 19 zugeordnet, die für eine magnetische Wechselwirkung mit dem als Supraleiteranordnung ausgebildeten Transportmittel 9 vorgesehen ist. Dabei bilden das Transportmittel 9 und die Permanentmagnetanordnung 19 eine Magnetanordnung, die dazu ausgebildet ist, bei Einhaltung oder Unterschreitung einer materialspezi- fischen Sprungtemperatur für die Supraleiteranordnung des Transportmittels 9 eine kontaktlose Kraftübertragung zwischen Transportmittel 9 und Permanentmagnetanordnung 19 zu gewährleisten .
Exemplarisch ist vorgesehen, dass das Transportgut 10 bei¬ spielsweise becherförmig ausgebildet ist und innerhalb des Kühlgehäuses 3 in einer hängenden Anordnung transportiert werden soll, um beispielsweise in dem Kühlgehäuse 3 eine Be- schichtung der Außenoberfläche des Transportguts 10 mit einer nicht näher dargestellten Beschichtungsvorrichtung zu ermöglichen. Bei einer derartigen hängenden Transportweise für das Transportgut 10 können die vom Transportmittel 9 auf das Transportgut 10 zur übertragenden Halte- und Förderkräfte ohne weitere Maßnahmen übertragen werden, da das Transportgut 10 mit seiner Gewichtskraft auf dem Transportmittel 9 aufliegt .
Ferner ist bei einer Anordnung in dem Kühlgehäuse 3 vorteilhaft, dass keine individuelle Kühlung des Transportmittels 9, das eine Supraleiteranordnung umfasst, erforderlich ist.
Vielmehr wird exemplarisch davon ausgegangen, dass in dem Kühlgehäuse 3 durch die Kühleinrichtung 2 eine Temperatur aufrecht erhalten wird, die unterhalb der Sprungtemperatur der Supraleiteranordnung liegt. Dementsprechend ist eine derartige Fördereinrichtung 1 insbesondere zur Bewegung einzel¬ ner Transportgüter 10 innerhalb des Kühlgehäuses 3 geeignet.
Die in den Figuren 2 bis 6 dargestellten Ausführungsformen von Fördereinrichtungen 31, 41 und 51 sind für eine Förderung einer Vielzahl von im Wesentlichen gleichartigen Transportgütern längs einer vorgegebenen, für alle Transportgüter stets gleichen Förderstrecke vorgesehen. Bei der in den Figuren 2 und 3 dargestellten zweiten Ausführungsform einer Fördereinrichtung 31 wird die Führungsanordnung aus einer endlos umlaufenden Kette von beweglich miteinander gekoppelten Führungselementen 32 gebildet, die auch als Starrglieder bezeichnet werden können. Jedes der Führungselemente 32 umfasst einen Grundkörper 33, der an einem ersten Endbereich mit einer Gelenkkugel 34 und an einem zweiten Endbereich mit einer Gelenkpfanne 35 ausgerüstet ist. Benachbart angeordnete Führungselemente 32 sind derart miteinander verbunden, dass eine Gelenkkugel 34 eines vorhergehenden Führungselements 32 in einer Gelenkpfanne 35 eines nachfolgenden Führungselements 32 aufgenommen ist. Dadurch wird eine Beweglichkeit der aus den Führungselementen 32 gebildeten Führungsanordnung um drei zueinander senkrechte Bewegungsachsen gewährleistet. Um eine eindeutige Führung für die Führungselemente 32 zu gewährleisten, weist der Grundkörper 33 exemplarisch seitliche abstehende Führungszungen 36 auf, die jeweils in exemplarisch U- förmig ausgebildeten Führungsschienen 37 aufgenommen sind, wie dies aus der Figur 3 zu entnehmen ist. Die Führungsschienen 37 können geradlinig oder in einer einzigen Krümmungsebene gekrümmt oder in mehreren räumlich zueinander ausgerichteten Krümmungsebenen gekrümmt ausgebildet sein, um eine gerade oder eindimensional oder mehrdimensional gekrümmte Transportstrecke für die Führungs- elemente 32 zu bestimmen. Ferner ist jedem der Führungselemente 32 ein auf den Grundkörper 33 aufgesetzter Permanentmagnet 38 zugeordnet, der für eine magnetische Wechselwirkung mit einem jeweils zugeordneten Supraleiter 39 vorgesehen ist. Auf dem Supraleiter 39 ist jeweils das Transportgut 40 in nicht näher dargestellter, insbesondere stoffschlüssiger, Weise festgelegt. Für einen Betrieb der Fördereinrichtung 31 kann beispielsweise vorgesehen werden, die Transportgüter 40 abseits der durch die Führungselemente 32 und die Führungsschienen 37 bestimmten Transportstrecke stoffschlüssig an den Supraleitern 39 festzulegen und die Supraleiter 39 in geeigneter räumlicher Anordnung gegenüber einem stationären, nicht näher dargestellten Permanentmagneten unterhalb ihrer Sprungtemperatur abzukühlen, um somit das Magnetfeld des Permanentmagneten 38 „einzuprogrammieren". Anschließend können die mit den Transportgütern 40 versehenen Supraleiter 39 mit Hilfe eines nicht dargestellten Manipulators in das Magnetfeld des jeweiligen Permanentmagneten 38 gebracht werden, um dadurch die gewünschte magnetische Kopplung mit dem Permanentmagnet 38 zu bewirken und den Transport längs der Transportstrecke zu ermöglichen. Bei einer Förderbewegung der Führungselemente 32 längs der Transportstrecke stellt sich somit automatisch die gewünschte Bewegung der magnetisch kontaktlos gekoppelten Transportgüter 40 ein.
Die in den Figuren 4 und 5 dargestellten Führungselemente 42 der Fördereinrichtung 41 weisen ebenfalls Grundkörper 43 und damit verbundene Permanentmagnete 48 auf, wie dies vorstehend zur Fördereinrichtung 31 bereits beschrieben wurde. Auch die Gestaltung der Supraleiter 49 und der Transportgüter 50 ist übereinstimmend mit den Figuren 2 und 3 ausgeführt, sodass auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann. Abweichend von der Ausführungsform der Fördereinrichtung 31 ist bei der Fördereinrichtung 41 eine Kopplung zwischen den Führungselementen 42 sowie eine Führung der Führungselemente 42 mit Hilfe von Magnetmitteln vorgesehen, die jeweils zueinander korrespondierende Permanentmagnete 44, 45 und Supraleiter 46, 47 umfassen. Dabei dienen jeweils gegenüberliegend angeordnete Permanentmagnete 44 und Supraleiter 46 für die axiale Kopplung der benachbart angeordneten Fördereinrichtungen 41. Ergänzend stehen seitlich gegenüberliegend zu den Führungselementen 42 angeordnete, schienenförmige Permanentmagnete 45 in magnetischer Wechselwirkung mit Supraleitern 47, die am Grundkörper 43 festgelegt sind, zur kontaktlosen Seitenführung und zur kontaktlosen vertikalen Führung der Führungselemente 42.
In der Figur 5 ist exemplarisch dargestellt, wie eine Einleitung einer Förderbewegung auf die Führungselemente 42 vorgenommen werden kann. Ein Förderrad 21, dem eine nicht näher dargestellte Antriebseinrichtung zugeordnet ist, führt eine Rotationsbewegung um eine normal zur Darstellungsebene ausgerichtete Drehachse aus. Radial außenliegend am Förderrad 21 sind agnetspulen 22 angeordnet, die in magnetische Wechselwirkung mit den Supraleitern 45 treten können, um eine Umlen- kung der Führungselemente 42 längs der abschnittsweise kreisförmigen Transportstrecke bewirken können. Hierzu wird bei Annäherung eines Führungselements 42 an das Förderrad 21 eine selektive Stromversorgung für die jeweilige Magnetspule 22 vorgenommen, um abschnittsweise die Führungsfunktion anstelle des radial innenliegenden schienenförmigen Permanentmagnets 45 zu übernehmen, während exemplarisch eine Führungsfunktion durch einen radial außenliegenden Permanentmagnet 45 erhalten bleibt, der zu diesem Zweck eine geeignete Krümmung aufweist. Da die benachbart angeordneten Führungselemente 42 aufgrund der Wechselwirkung der jeweils in der bzw. gegen die Transportrichtung angeordneten Permanentmagnete 44 und Supraleiter 46 das Bestreben haben, einen konstanten Abstand zueinander einzunehmen, wirken die vom Förderrad 21 auf die Führungselemente 42 eingeleiteten Kräfte auch abseits des Förderrads 21, so dass eine kontaktlos umlaufende Fördereinrichtung 41 in der Art eines Förderbands geschaffen werden kann. Bevorzugt ist eine derartige Fördereinrichtung 41 zum Einsatz in einem nicht näher dargestellten Kühlgehäuse vorgesehen, in dem Temperaturen unterhalb der Sprungtemperatur der Supralei¬ ter 46, 47 und 49 vorliegen, sodass auf zusätzliche individuelle Kühleinrichtungen für die einzelnen Supraleiter 46, 47 und 49 verzichtet werden kann. Eine derartige Fördereinrichtung 41 ist bei solchen Umgebungsbedingungen vorteilhaft zu betreiben, da völlige Reibungsfreiheit gewährleistet ist und somit weder Lagerabrieb entstehen kann noch die Notwendigkeit einer Schmierung von Lagerstellen auftritt. Besonders bevorzugt sind die Antriebseinrichtungen für die Förderräder außerhalb des Kühlgehäuses angeordnet und in der Art von Magnetkupplungen kontaktlos mit den Förderrädern gekoppelt.
Die in Figur 6 exemplarisch dargestellte Fördereinrichtung 51 ist zur Verwendung unter üblichen Umgebungsbedingungen, insbesondere bei normalem Raumklima mit beispielsweise 20° Cel¬ sius Raumtemperatur, vorgesehen. Die Fördereinrichtung 51 um- fasst ein aus einem gummielastischen Material hergestelltes, umlaufendes Förderband 52, an dem in regelmäßiger Teilung Permanentmagnete 53 angeordnet sind. Die Permanentmagnete 53 durchsetzen exemplarisch das Förderband 52 derart, dass sie sowohl an einer Oberseite des Förderbands 52 als auch an einer Unterseite des Förderbands 52 abragen. Dabei können die an der Unterseite des Förderbands 52 abragenden Bereiche der Permanentmagnete 53 als Zähne zum Eingriff in Zahnräder 54, 55 und 56 dienen, von denen wenigstens eines mit einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung ausgerüstet ist. Dementsprechend kann eine Einleitung einer Antriebskraft über die Zahnräder 54, 55 und 56 auf das Förderband 52 vorgesehen werden, um die gewünschte Umlaufbewegung zu bewirken.
Bei dem zur Verwendung mit der Fördereinrichtung 51 vorgesehenen Transportmittel 57 handelt es sich um einen Supralei- ter. Zur Durchführung eines Transportvorgangs wird zunächst das Transportmittel 57 in einem ersten Schritt auf eine Kühlfläche 58 aufgesetzt, um dann in einem weiteren Schritt einen Flüssigkeitstropfen eines Koppelfluids 59 auf das Transportmittel 57 aufzubringen. In einem nachfolgenden Schritt wird das Transportgut 60 auf den Flüssigkeitstropfen und das
Transportmittel 57 aufgesetzt. Durch die Wirkung der Kühlflä¬ che 58 findet ein Gefriervorgang für das Koppelfluid 59 statt, sodass eine einfach lösbare stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Transportmittel 57 und dem Transportgut 60 hergestellt wird. Anschließend wird der stoffschlüssig gekoppelte Verbund aus Transportmittel 57 und Transportgut 60 mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Manipulators an den Eingang einer als Durchlaufkühler ausgebildeten Kühleinrichtung 61 gebracht und dort so lange in einer gewünschten räumlichen Anordnung gegenüber dem jeweils zugeordneten Permanentmagneten 53 gehalten, bis eine Abkühlung des Transportmittels 57 unterhalb der Sprungtemperatur des Supraleiters erfolgt ist.
Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass in der Kühleinrichtung 61 Sprühdüsen 62 vorgesehen sind, mit deren Hilfe nicht näher dargestelltes Kühlfluid auf das Transportmittel 57 aufgebracht werden kann, um eine rasche Abkühlung des Transportmittels 57 unterhalb der Sprungtemperatur des Supraleiters zu bewirken. Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass das Transportmittel 57 ungefähr nach Durchlaufen der Hälfte der Länge der Kühleinrichtung 61 bereits seine Sprungtemperatur erreicht hat, sodass eine weitere Abstützung durch den nicht näher dargestellten Manipulator nicht mehr erforderlich ist und der weitere Abkühlungsprozess für das Transportmittel 57 ohne Unterstützung des Manipulators ablaufen kann. Bevorzugt wird das Transportmittel 57 derart abgekühlt, dass es nach Austritt aus der Kühleinrichtung 61 einen zumindest nahezu vollständigen Umlauf längs des Förderbands 52 vornehmen kann, ohne dass eine aufgrund der Umgebungsbedingungen auftretende Erwärmung des Transportmittels 57 zu einer Temperaturerhöhung über die Sprungtemperatur führt, wodurch eine unerwünschte Ablösung aus dem Magnetfeld des Permanentmagneten 53 auftreten würde. Vielmehr werden die Transportmittel 57 und die daran festgelegten Transportgüter 60 aufgrund der Umlaufbewe- gung des Förderbands 52 und der daran festgelegten Permanentmagneten 53 längs der im Wesentlichen dreiecksförmigen Förderstrecke befördert. Dabei kann beispielsweise eine Bearbeitung des Transportguts 60 in einem Bad 63 vorgesehen sein, das die Transportgüter 60 kopfüber durchlaufen, um anschließend nach Passieren des Zahnrads 56 wieder in aufrechter Position von einem nicht dargestellten Manipulator auf eine Wärmeplatte 64 aufgesetzt zu werden, auf der eine Erwärmung der Transportmittel 57 oberhalb der Gefriertemperatur für das Koppelfluid 59 stattfindet, sodass anschließend die Transportgüter 60 in einfacher Weise von den Transportmittel 57 gelöst werden können.

Claims

Ansprüche
1. Fördereinrichtung zur kontaktlosen Förderung von Transportgütern (10; 40; 50; 60), mit einem Transportmittel (9; 39; 49; 57) , das für eine Zuordnung zu einem Transportgut
(10; 40; 50; 60) ausgebildet ist und mit einer Führungsanordnung (19; 32; 42; 52), die zur Führung des Transportmittels
(9; 39; 49; 57) und des zugeordneten Transportguts (10; 40; 50; 60) längs einer Transportstrecke ausgebildet ist, wobei das Transportmittel (9; 39; 49; 57) und die Führungsanordnung
(19; 32; 42; 52) wenigstens eine Magnetanordnung bilden, die wenigstens einen Supraleiter (9; 39; 49; 57) und wenigstens einen Permanentmagneten (19; 38; 48; 53) umfasst und die für eine kontaktlose Beabstandung des Transportmittels (9; 39; 49; 57) von der Führungsanordnung (19; 32; 42; 52) ausgebildet ist, wobei der Führungsanordnung (19; 32; 42; 52) wenigstens eine Kühleinrichtung (2; 61) zugeordnet ist, die für eine Abkühlung des Supraleiters (9; 39; 49; 57) unterhalb sei¬ ner Sprungtemperatur ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Magnetanordnung eine Antriebseinrichtung zugeordnet ist, um eine Bewegung des Supraleiters
(9; 39; 49; 57) und des zugeordneten Permanentmagneten längs der Transportstrecke zu bewirken.
2. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (2; 61) die Führungsanordnung (19; 32; 42) bereichsweise, insbesondere vollständig, umgibt.
3. Fördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (2) mit Wänden ein Raumvolumen begrenzt, in dem die Führungsanordnung (19) bereichsweise aufgenommen ist, wobei die Führungsanordnung (19) wenigstens eine Wand durchsetzt, die eine Schleuseneinrichtung mit einem beweglichen Schleusentor (6) für ein Einschleusen und/oder Ausschleusen von Transportmitteln (9) und zugeordneten Transportgütern (10) umfasst.
4. Fördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (61) als Durchlaufkühler ausgebildet ist, der eine Abkühlung des Supraleiters (57) während einer Bewegung längs der Transportstrecke gewährleistet.
5. Fördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung ein Kühlbad umfasst, das für ein zeitweiliges, zumindest bereichsweise Eintauchen des Supraleiters in ein Kühlfluid, insbesondere in ein verflüssigtes Kühlgas, ausgebildet ist.
6. Fördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (61) eine Sprühanordnung umfasst, die für ein Aufsprühen eines Kühlfluids, insbesondere eines verflüssigten Kühlgases, auf den Supraleiter (57) ausgebildet ist.
7. Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsanordnung (32; 52) als endlos umlaufendes biegeelastisches Förderband oder gelenkiges Starrgliederband ausgebildet ist, an dem mehrere Supraleiter oder mehrere Permanentmagnete (38; 53), insbesondere in fest vorgegebener Teilung, angeordnet sind, wobei die Antriebseinrichtung für eine Bereitstellung einer Umlaufbewe- gung für das Förderband oder Starrgliederband ausgebildet ist .
8. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel einen Permanentmagneten umfasst, insbesondere als Permanentmagnet oder Permanentmagnetanordnung ausgebildet ist, und für eine zeitweilige, insbesondere magnetische und/oder stoffschlüssige, Festlegung an einer Innenoberfläche oder Außenoberfläche des Transportguts (10; 40; 50; 60) ausgebildet ist.
9. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel (9; 39; 49; 57) einen Supraleiter umfasst, insbesondere als Supraleiter oder Supraleiteranordnung ausgebildet ist, und für eine zeitweilige, insbesondere magnetische und/oder stoffschlüssige , Festlegung an einer Innenoberfläche oder Außenoberfläche des Transportguts (10; 40; 50; 60) ausgebildet ist.
10. Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Transportmittel (9; 39; 49; 57) und der Führungsanordnung (19; 32; 42; 52) eine Trennschicht angeordnet ist.
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