Lasthebemagnet
Lasthebemagnete sind Lastaufnahmemittel zum Anheben von Lasten/Gegenständen mit Magneten. Die zu hebenden Lasten müssen dazu ferromagnetisch sein und möglichst wenig aufmagnetisieren. In den meisten Fällen werden Lasthebemagnete für Lasten aus Eisen oder Stahl verwendet.
Einsatz
Magnetische Lastheber werden in Stahlwerken, im Stahl- und Stahlrohrhandel, der Metallverarbeitung z. B. für die Beschickung von Werkzeugmaschinen, im Stahlbau oder Schiffbau eingesetzt. Auch auf Schrottplätzen sind sie häufig anzutreffen, da die hier verarbeiteten Metallgegenstände oder zerkleinerten -abfälle oft keine sichere Befestigung am Haken eines konventionellen Krans zulassen.
Vor- und Nachteile
Der Vorteil einer magnetischen Kopplung ist, dass unbearbeitete Teile ohne Haken, Griffe oder Ösen erfasst werden können. Es müssen keine anderen Lastaufnahmemittel wie Ketten oder Zangen angebracht und wieder entfernt werden. Die Erfassung von oben ist platzsparend, denn seitlich muss kein Raum für andere Lastaufnahmemittel vorgesehen werden. Ein Magnet ist ein langlebiges und wartungsarmes Bauteil.[1]
Nachteilig ist die hohe Eigenmasse des Lastaufnahmemittels, die Aufmagnetisierung der Last (Zurückbleiben eines Dauermagnetfeldes) und die fehlende formschlüssige Kopplung (Sicherheitsaspekt bei Stromausfall des Elektromagneten).
Aufgrund der Remanenz des Lastmaterials ist ein Abfallen der Last beim Abschalten nicht immer gegeben.[2] Dem versucht man, mit Luftspalten entgegenzuwirken, die jedoch ihrerseits die maximale Haftkraft verringern.
Tragfähigkeit
Die tatsächliche Tragfähigkeit hängt neben dem Magneten davon ab, wie gut das Magnetfeld in die Last eindringt. Verringert wird die Tragfähigkeit zum einen durch einen größeren Luftspalt, wie er durch gekrümmte Formen, raue Oberflächen oder Rost zustande kommen kann, zum anderen durch ein weniger magnetisches Lastmaterial oder eine geringe Materialdicke. Zur Abhängigkeit von Materialstärke und Luftspalt sind oft Tabellen[3] oder Diagramme am Magneten angegeben.
Die Tragfähigkeit ist mit dreifacher Sicherheit angegeben, was angemessen erscheint, weil sie durch die genannten Effekte verringert wird.
Ob die Tragfähigkeit durch eine zu dünne Last vermindert ist, lässt sich anhand von Bedienhinweisen einschätzen. Es gibt Haltemagnete mit extra großer oder auch extra kleiner Eindringtiefe. Das wird durch verschieden dichte Polpaaranordnung erreicht. Eine geringe Eindringtiefe kann vorteilhaft sein, um von einem Blechstapel nur das oberste Blech abzunehmen. Eine weitere Möglichkeit zu selektieren ist, das Blech mit geringer Magnetkraft abzunehmen und dann auf volle Kraft umzuschalten.[4]
Eine Belastungsänderung in Richtung des Spaltes zwischen Magnet und Last (Kippen, fehlende Balance) muss vermieden werden – die volle Haltekraft wird nur bei einer zum Spalt senkrechten Kraftrichtung (bzw. bei waagerechtem Spalt) erreicht. Andernfalls ist sie um den Reibungskoeffizienten zwischen den Partnern vermindert.[3]
Bauarten
Prinzipiell sind Elektromagnete[5] oder Permanentmagnete zum Anheben von Lasten geeignet. Bei der Kombination wird ein Permanentmagnet teilweise elektrisch ummagnetisiert. Letztere Lösungen haben den Vorteil, dass die Last bei Stromausfall nicht abfällt.
Mit Elektromagnet
Elektromagnete sind komfortabel über die Zuleitung aus der Ferne ein- und ausschaltbar, um die Last anzukoppeln und zu lösen. Nachteilig ist, dass eine elektrische Versorgung mit Zuleitung erforderlich ist und die Last bei netzgespeisten Geräten bei Stromausfall abfällt.[6] Der Betrieb derartiger Magnetkrane ist daher nur in abgesperrten Arealen gestattet. Zur Sicherheit besitzen Magnetkrane oft Notstrombatterien.
Das magnetische Streufeld kann Menschen mit aktiven Prothesen oder Hilfsmitteln schädigen.
Mit Permanentmagnet
Schalten durch Relativbewegung
Seit der Entwicklung von Neodym-Eisen-Bor-Magneten in den 1980er Jahren können sehr starke Permanentmagnete hergestellt werden.[7] Die erforderliche Schaltbarkeit kann durch eine bewegliche Anordnung mehrerer Magnete erreicht werden, so dass nach außen ein schaltbarer Magnet entsteht. Hebeeinrichtungen mit Dauermagneten können etwa das 20–fache ihres Eigengewichts anheben.[8] Der Antrieb für die Änderung der Magnetanordnung kann rein mechanisch mit einem Hebel, aber auch hydraulisch oder mit Druckluft erfolgen.
Schalten durch Ummagnetisieren
Alternativ kann eine Anordnung von Alnico-Magneten durch einen Impuls eines Elektromagneten magnetisiert bzw. entmagnetisiert werden, um damit den gewünschten Schalteffekt des äußeren Magnetfelds zu erreichen.[9] Das Verfahren bietet neben höherer Sicherheit eine Energieersparnis sowie ein sicheres Lösen der Last (kein Remagnenzfeld in der Last).
Schalten durch Kompensation
Nach [2] besteht ein weiteres Konstruktionsprinzip darin, dass das Feld eines Dauermagneten mit einem Elektromagneten lediglich kompensiert wird, um die Last zu lösen. Der stromlose Zustand ist daher das Festhalten. Gefahren entstehen gleichwohl bei Stromausfall, wenn im Feldbereich gearbeitet wird.
Sonstiges
Neben dem Einsatz in Elektromotoren und Sortier-/Abscheideeinrichtungen sind Lasthebemagnete ein Bereich, in dem beträchtliche Mengen von Seltenerdmagneten industriell eingesetzt werden.[10]
Einzelnachweise
- ↑ Lasthebemagnete und ihre Vorteile. In: Website der Firma Spanntech GmbH. Abgerufen am 14. April 2019.
- ↑ a b Eberhard Kallenbach, Rüdiger Eick, Peer Quendt, Tom Ströhla, Karsten Feindt, Matthias Kallenbach: Elektromagnete: Grundlagen, Berechnung, Entwurf und Anwendung, Springer-Verlag 2009, 402 Seiten, S. 316f
- ↑ a b Hand-Lasthebemagnet – Bedienungsanleitung. (PDF) In: Website der Firma Alfra GmbH. 15. August 2016, S. 5, archiviert vom (nicht mehr online verfügbar) am 14. April 2019; abgerufen am 14. April 2019. Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
- ↑ https://www.materialfluss.de/krane-und-komponenten-forder-und-hebetechnik/neuer-magnetkran-neue-moeglichkeiten.htm Mitteilung der Fa. Weka Business Medien GmbH, 25. Oktober 2016, abgerufen am 29. März 2020
- ↑ Martin Scheffler, Klaus Feyrer, Karl Matthias: Fördermaschinen: Hebezeuge, Aufzüge, Flurförderzeuge Fördertechnik und Baumaschinen. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York 2013, ISBN 978-3-663-16318-3, S. 41.
- ↑ Elektro-Lasthebemagnete, Notstrom-Sicherheitsschaltung und Traversen. In: Firmen-Website Beloh Magnetsysteme GmbH & Co. KG. Abgerufen am 13. April 2019. (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im September 2023. Suche in Webarchiven)
- ↑ M. H. Walmer, J. F. Liu, P. C. Dent: Current Status of Permanent Magnet Industry in the United States. In: Proceedings of 20th International Workshop on RARE EARTH PERMANENT MAGNETS AND THEIR APPLICATIONS. Kreta 8. September 2008 (englisch, groene-rekenkamer.nl [PDF; abgerufen am 13. April 2019]).
- ↑ https://www.pfeifer.info/de/produkte-leistungen/produkte/hebezeuge-und-winden/lasthebemagnete/permanent-lasthebemagnete/hit-green-s-permanent-lasthebemagnet-standard.html Technische Daten eines Permanent-Lasthebemagneten der Fa. Pfeifer/Memmingen, abgerufen am 29. März 2020
- ↑ https://stenzel-werkzeugtechnik.de/elektro-permanent-lasthebemagnete/ Information der Firma Stenzel Werkzeugtechnik GmbH & CO. KG, abgerufen am 29. März 2020
- ↑ Matthias Buchert, Andreas Manhart, Jürgen Sutter: Untersuchung zu Seltenen Erden: Permanentmagnete im industriellen Einsatz in Baden-Württemberg. Hrsg.: Öko-Institut e. V. Freiburg Januar 2014 (oeko.de [PDF; abgerufen am 14. April 2019]).
