Lasthebemagnet

Die Erfindung betrifft einen Lasthebemagnet zum Heben, Wenden und Transportieren eines aus weichmagnetischem Material bestehenden gewickelten Körpers, insbesondere eines Coils, mit mehreren Magnetpolen.

Der Krantransport von großen Werkstücken aus weichmagnetischem Material, wie z. B. von Blöcken, Brammen, Knüppeln und Coils mit Lasthebemagneten hat gegenüber einer Lastaufnahme mit Zangen den entscheidenden Vorteil, dass das aufzunehmende Werkstück ohne Beschädigung aufgenommen werden kann. Dies ist durch einen großflächigen Angriff der vorhandenen Magnetpole möglich. Elektro- magnete arbeiten auch verschleißfrei und wirtschaftlich und können über die einstellbaren Magnetkräfte auch eine große Arbeitssicherheit gewährleisten. Im Regelfall wird die Magnetkraft so ausgelegt, dass das Werkstück auch in ungünstigen Fällen, etwa bei Erschütterungen, auftretenden Querkräften oder ähnlichem nicht vom Magneten abfallen kann.

Das Anheben von Werkstücken mit einer flachen Oberfläche, auf die der Magnet großflächig aufgesetzt werden kann, ist relativ problemlos. Dies gilt auch für Feinblechcoils, sofern diese an einer der beiden Stirnseiten aufgenommen werden. Die Stirnseite der gewickelten Bleche kann im Wesentlichen als eben angesehen werden. Nach dem Stand der Technik werden solche Magnete bzw. Gehäuse mit mehreren darin angeordneten Magneten verwendet, die das Coil an beiden Seiten geringfügig überragen. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass einzelne Coil- wicklungen nicht teleskopieren oder sogar in Folge fortschreitenden Teleskopierbe- wegung der Windungen das Coil vom Magneten abfällt.

In einem solchen Feinblechcoillager sind jedoch nicht nur stehende Coils, deren Wickelachse senkrecht liegt, aufgereiht, sondern auch liegende Coils, d. h. solche Coils, die auf ihrer zylinderförmigen Außenmantelfläche aufliegen, wobei die Wickelachse waagerecht liegt. Liegende Coils werden in dieser Position in eine

Durchlaufglühanlage geführt, wohingegen stehende Coils mit senkrechter Wickelachse in eine Haubenglühanlage transportiert werden.

Um mit einem einzigen Magneten stehende wie liegende Coils unterschiedlicher Durchmesser und unterschiedlicher Breiten transportieren zu können, sind Lasthebemagneten entwickelt worden, die bewegliche Pole besitzen, die sich der Form der Coils anpassen können. Durch diese um ihre Längsachse beweglichen Magnetpole kann das Verhältnis der Nutzlast zum Eigengewicht erheblich verbessert werden. In einer konkreten Ausführungsform sind vier Magnetpole in einem Kasten angeordnet, dessen Seitenfläche und Unterseite auch nicht magnetischem Stahl gefertigt sind, wodurch ein hoher magnetischer Fluss an den Polen erreicht wird. Aus Aluminium gefertigte Wicklungen ermöglichen eine weitere Gewichtseinsparung.

Nach wie vor problematisch ist es jedoch, wenn ein Feinblechcoil nicht nur gehoben und transportiert, sondern zusätzlich noch um 90° gedreht werden soll. Die zur Verfügung stehenden Elektromagneten können dies nicht leisten, da die Magnetpole mit ihren Längsachsen beim Heben und Transportieren in einer waagerechten Ebene angeordnet sind.

Zum 90°-Drehen eines Coils sind somit zusätzliche Wendevorrichtungen erforderlich, welche den apparativen sowie den verfahrenstechnischen Aufwand erheblich erhöhen. Eine 90°-Drehung eines an einem Magneten hängenden Coils durch Einsatz einer Zange, welche das Coil erfasst und in einer bestimmten Höhe festhält, so dass bei Absenkung des Magneten automatisch eine Verschwenkung des Coils herbeigeführt wird, kann zu unerwünschten Beschädigungen der Coiloberfläche führen.

Hinzu kommt, dass ein auf der Stirnfläche eines Coils aufgesetzter Magnet nach einer 90°-Drehung noch Scherkräften ausgesetzt ist, die ein Abrutschen des Coils bewirken können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lasthebemagneten der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit dem ein schnelles, leicht handhabbares Drehen

eines gewickelten Körpers in hängender Position möglich ist, ohne dass dieser Körper beschädigt wird.

Diese Aufgabe wird durch einen Lasthebemagnet nach Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß sind auf einem gemeinsamen Trägerkörper Magnetpole rechtwinklig zueinander angeordnet, so dass sie sowohl eine Stirnseite des gewickelten Körpers als auch die Mantelfläche gleichzeitig erfassen können. Der Trägerkörper besitzt eine Drehvorrichtung, die 90°-Drehungen des gewickelten Körpers in hängendem Zustand erlaubt. Nach dem Erfindungsgedanken werden somit zwei Elek- tromagnete verwendet, von denen einer die ebene Stirnseite und der andere eine zylinderförmige Mantelfläche des zu hebenden Körpers erfasst. Theoretisch wäre es zwar denkbar, dass diese beiden Elektromagneten separat aufgehängt sind, jedoch hat dies den Nachteil, dass dann ein erheblicher konstruktiver und/oder verfahrenstechnischer Aufwand zu leisten ist, um die beiden Magnete sicher aufsetzen zu können. Da diese Elektromagnete jeweils frei hängen, müsste auch Sorge getragen werden, dass beim Heben und Senken dieser Magnete ohne Last ein Abstand voneinander gewährleistet ist, der eine gegenseitige Beschädigung der Elektromagnete verhindert. Aus diesem Grund wird als Befestigungsort für die beiden Elektromagnete ein Trägerkörper gewählt, der die gewünschte Position der Elektromagnete in einer rechtwinklig zueinander stehenden Stellung und im Abstand voneinander gewährleistet. Der Trägerkörper selbst wird an einem Kran oder einer Laufkatze in nach dem Stand der Technik bekannter Weise befestigt.

Weiterentwicklungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen beschrieben.

So sind vorzugsweise die Magnetpole über eine Steuereinrichtung so ansteuerbar, dass zuerst die Magnetpole zum Erfassen der Stirnseite des gewickelten Körpers und anschließend die übrigen Magnetpole zum Erfassen der gekrümmten Mantelseite aktivierbar sind. Dies leistet eine Folgesteuerung, mit der sichergestellt wird, dass sämtliche Magnetpole optimal auf das Werkstück aufgesetzt werden.

Vorzugsweise sind die Magnetpole, welche an der Mantelfläche des gewickelten Körpers anliegen, um ihre Längsachsen beweglich. Durch diese bewegliche Anordnung der Magnetpole wird anstelle einer einfachen Linienberührung eine Zwei- Linien-Berührung nebeneinander liegender Magnetpole an dem Mantel geschaffen, ferner werden durch diese „Aufteilung" die Luftspalte, die einen erheblichen magnetischen Widerstand darstellen, deutlich verringert. Dies folgt daraus, dass ein gewickelter Coil im Querschnitt an der Außenfläche einen Kreis bildet. Liegen die Polschuhe in einer einzigen Ebene, kann der Magnet nur tangential aufgesetzt werden, was im Querschnitt eine Punktberührung und in der Raumtiefe eine Linienberührung ergibt. Kann man die Polschuhe hingegen verschwenken, schafft man für jeden für zwei nebeneinander liegenden Polen eine solche Linienberührung mit geringeren Luftspalten beidseitig der Berührungslinien.

Eine weitere Verbesserung wird erreicht, wenn jeder der Magnetpole eine mittlere Nut aufweist, so dass der Magnetpol selbst über eine Zwei-Linien-Berührung das Coil an seinem runden Mantel erfassen kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die für die Anlage an die Mantelfläche vorgesehenen Magnetpole auch abgerundete Kontaktflächen besitzen, deren Radius gleich groß wie der Radius des Außenmantels des größten aufzunehmenden gewickelten Körpers ist. Coils mit einem großen Radius besitzen ein deutlich höheres Gewicht als Coils mit einem kleinen Radius; bei einer Verdopplung des Radius steigt das Gewicht auf das Vierfache. Um für den schwersten Coil einen optimalen Kontaktschluss zu liefern, ist die Oberflächenkrümmung der Magnetpole, die am Mantel aufsetzen sollen, entsprechend angepasst. Bei kleinerem Radius kommt es zwar wiederum nur zu einer Linienberührung, jedoch sind auch aufgrund der gekrümmten Magnetpolkontaktfläche die entsprechenden Luftspalte relativ klein, so dass das wesentlich geringere Gewicht des radiuskleineren Coils sicher gehalten werden kann.

Um unterschiedliche Coilgrößeπ aufnehmen zu können, sind die Magnetpole, die das Coil an dem gekrümmten Zylindermantel erfassen sollen, in radialer Richtung des aufzunehmenden Körpers am Tragkörper verschiebbar angeordnet. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass zunächst der Magnetpol oder die Magnetpole an der ebenen Coil-Stimseite aufgesetzt werden und hiernach die senkrecht hierzu stehenden Magnetpole radial bis zum Aufsetzen zugestellt werden. Die betreffende Bewegung kann über die bereits erwähnte Folgesteuerung, die auch für das sukzessive Einschalten der Magnete dienen, geleistet werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt der Trägerkörper einen ausfahrbaren Dorn, der in aufzunehmende Coils vor dem Anheben einführbar ist. Dieser Dorn wird in Richtung der Wickelachse des Coils bewegt und fixiert nach seiner Einführung die Lage des Magneten bzw. der Magnetpole, die an der Coil-Stimseite angreifen. Insbesondere wird der Dorn durch eine Durchbrechung des Magneten hindurchgeführt, d. h. die wirksamen Magnetpole liegen beidseitig des Doms. Bei gewickelten Coils sind unterschiedliche Innendurchmesser möglich, weshalb der zu verwendende Dorn vorzugsweise konisch oder als Spreizdorn ausgebildet ist.

Um den Wickelkörper in dessen Hängezustand um 90° drehen zu können, besitzt der Trägerkörper an seiner Außenseite eine Kette oder Zahnstange, in die ein motorbetriebenes Zahnrad eingreift. Dieses Zahnrad ist mit der Kranaufhängung fest verbunden, so dass der Trägerkörper unter der Aufhängung um 90° gedreht werden kann, wobei die senkrecht zueinander wirksamen Elektromagnete mit den Magnetpolen in jeder Drehlage das Werkstück sicher halten.

Wickelkörper können nicht nur unterschiedliche Innen- und Außenradien, sondern auch unterschiedliche Breiten aufweisen. Durch die vorstehenden Maßnahmen ist es bereits möglich, jeweils große Spannbreiten abzudecken. Prinzipiell wird man für kleinere und schmalere Coils, deren Größe erheblich von den größten und breiteren Coils abweicht, unterschiedliche Trägerkörper mit jeweiligen Elektromagneten verwenden können, zumal auch kleinere Coils wegen ihres geringeren Gewichtes von kleineren Krananlagen hebbar sind.

Nach einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Magnetpole am Träger austauschbar angeordnet sind. Auf diese Weise können die Trägerkörper mitsamt Dreheinrichtung an ein und derselben Kran- oder Laufkatzenanlage verbleiben, wobei im Bedarfsfall lediglich die Magnetpole ausgetauscht werden.

Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass ein einstückiger Lasthebemagnet geschaffen worden ist, der ohne weitere Hilfsmittel eine Drehung des Werkstückes in hängendem Zustand erlaubt. Dies ist insbesondere für gewickelte Feinblechcoils von erheblicher Bedeutung, die je nach der notwendigen Nachbehandlung nicht nur transportiert, sondern auch, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung besteht, leicht gedreht werden können. Insbesondere lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Lasthebemagnet auch eine erhebliche Zeitersparnis herbeiführen.

Weitere Vorteile und Ausführungsvarianten sind den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Seitenansicht eines Lasthebemagneten mit anhängendem Coil,

Fig. 2 eine um 90° versetzte Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 einen Polschuh mit einer Nut.

Der aus einem Feinblech gewickelte Coil 10 besitzt zwei flache Stirnseiten 11 und 12 sowie eine im Querschnitt kreisrunde Mantelfläche 14 und ein Wickelloch 13, welches den Innenradius darstellt. Aufgrund des ferromagnetischen Materials, aus dem das gewickelte Coil besteht, können Lasthebemagnete eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß sind auf einem Trägerkörper 15 mehrere Magnetpole angeordnet, die sowohl die Stirnseite (in Fig. 1 Stirnseite 12) als auch die zylindrische Mantelflä-

che 14 gleichzeitig erfassen können. Der Trägerkörper 15 besitzt zudem eine Drehvorrichtung 16, die 90°-Drehungen des gewickelten Körpers in hängendem Zustand erlaubt. Wie aus der Prinzipskizze in Fig. 1 zu erkennen ist, wird hierzu die aufgehängte Drehvorrichtung 16 entlang des Doppelpfeils 17 bewegt. Dies kann beispielsweise durch Eingriff eines angetriebenen Zahnrades 18 in eine Kette oder gekrümmte Zahnstange geschehen. Durch Bewegung der Drehvorrichtung 16 in die mit 16" skizzierte Lage wird der Trägerkörper 15 und damit das Coil um 90° verschwenkt, so dass das von einem Ständer aufgenommene Coil, dessen Wickelachse horizontal lag, um 90° versetzt, nämlich mit vertikal ausgerichteter Wickelachse auf den Stirnflächen abgesetzt werden kann.

Die Magnetpole 19 (siehe Fig. 3), die zur Erfassung der gekrümmten Mantelfläche 14 dienen, sind um ihre Längsachse 20 beweglich. Vorzugsweise weisen diese Magnetpole 19 eine Nut 21 auf, die es ermöglicht, dass die Magnetpole 19, deren Kontaktschlussfläche eben ist, mit der Mantelfläche zu einer Zwei-Linien-Berührung kommen. Der Luftspalt zwischen der Magnetpolunterseite und der Mantelfläche 16 wird hierbei relativ klein gehalten.

In Alternativen, jedoch nicht dargestellten Ausführungsvorrichtungen ist die Kontaktfläche der Magnetpole, welche auf dem Zylindermantel aufsetzen sollen, entsprechend dem Zylinderradius des größten aufzunehmenden Coils ausgebildet. Die Magnetpole 19, die auf der Mantelfläche 14 aufsetzen sollen, sind vorzugsweise in dem Trägerkörper 15 in der Richtung verschiebbar angeordnet, die der Radialrichtung eines angehängten Coils entspricht. Auf diese Weise ist es leicht möglich, den Trägerkörper so an ein abgelegtes oder abgestelltes Coil mittels eines Krans oder einer Laufkatze heranzufahren, dass zuerst die Magnetpole an einer der Stirnseiten 11 oder 12 berührend angelegt und hiemach aktiviert werden. Anschließend werden mittels der vorhandenen Vollbesteuerung die übrigen Magnetpole aktiviert, gegebenenfalls nach vorheriger radialer Verschiebung. Durch diese Maßnahme wird eine exakte Ausrichtung des Coils in Bezug auf den Trägerkörper mit einer sicheren Magnethaftung gewährleistet, bei der alle Polschuhe optimal aufgesetzt sind. Das

Coil kann nunmehr angehoben, gedreht, gegebenenfalls transportiert und wieder abgesetzt werden.

Nach einer weiteren und in Fig. 2 dargestellte Ausführungsvariante besitzt der Trägerkörper 15 noch einen in Richtung der Wickelachse ausfahrbaren Dorn 22, der beim Aufsetzen des Trägerkörpers bzw. bei Herstellung einer Haftverbindung der Magnetpole an den Coilflächen zunächst eingefahren ist und der dann in das Wickelloch gesteckt wird. Um unterschiedlichen Wickellochdurchmessern gerecht werden zu können, kann der Dorn entweder konisch oder als Spreizdorn ausgebildet sein. Ein solcher Dorn fixiert das Coil zusätzlich, so dass ein „Verrutschen" der Magnete an einer der Stirnseiten ausgeschlossen ist.