Stapeljoche
Zeitgewinn als Vorteil
Mit einer Magnetanlage von TRUNINGER sparen Sie nicht nur Raum, sondern auch viel Zeit. Richtig geführte Magnete erlauben es, Lasten
- schnell und zuverlässig anzufahren,
- sicher zu greifen
- und in wenigen Sekunden vom Lagerplatz abzuheben.
Magnetanlagen erlauben zudem eine dichte Packung des Lagers. Die schlägt sich in durchschnittlich geringeren Verfahrwegen und damit in Zeitgewinn nieder.
Auf kleinem Raum mehr umschlagen
Wo automatische Langgutlager nicht wirtschaftlich sind, ist die Materiallagerung in Stapeljochen eine sinnvolle Alternative. Oft erfordern kleine Lagervolumen und kleine bis mittlere Umschlagszahlen lediglich eine Transporteinrichtung, bei der
- einfacher Zugriff,
- geringer Flächenbedarf
- und unkomplizierte Bedienung
im Mittelpunkt stehen.
Stapeljochsystems ermöglichen es, grosse Materialmengen auf engstem Raum zu lagern. Das Lagersystem ist die flexible Lösung für eine Platz sparende, sichere Lagerung von Lang- und Flächenmaterial sowie Produkten mit grossem Volumen.
Abbildung 1: Ansicht eines typischen Stapeljochlagers
Magnetanlage mit Stapeljochträgern
In die Magnetanlage integrierte Stapeljochträger ermöglichen mit derselben Anlage
- das schnelle Einlagern der Bunde in die Stapeljoche,
- die einfache mechanische Umstapelung der Stapeljoche und
- das gezielte magnetische Kommissionieren von Einzelmaterial.
Mit Hilfe einer Traverse sind durch Änderung der Stapelfolge die unteren Materialien jederzeit zugriffsbereit. Manuelle Umschichtarbeiten sind nicht mehr erforderlich. Die Stapeljochträger der Magnetanlage befinden sich zwischen den beiden Magneten einer Magnetgruppe und ihre Zapfen lassen sich motorisch ausklappen.
Abbildung 2: Mechanische Umstapelung der Stapeljoche
Beim magnetischen Kommissionieren werden die Stapeljochträger-Zapfen wiederum motorisch eingeklappt. Da die Stapeljochträger nicht breiter als die Magnete sind, ist ein ungehindertes Kommissionieren des Langgutes gewährleistet.
Abbildung 3: Magnetisches Kommissionieren aus den Stapeljochen
Bei breiten Lasten oder bei Flächenlasten muss aus statischen Gründen eine andere Jochträgerkonstruktion vorgesehen werden. Dabei werden die Jochträgerzapfen nicht ausgeklappt, sondern der gesamte Jochträger wird motorisch gedreht.
Abbildung 4: Jochträgertransport mit drehbaren Jochträgern
Ihre Vorteile im Überblick
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Drehbare Magnete
Flexibilität und Sicherheit
Dank ihrer vielfältigen Bewegungsmöglichkeiten können Magnettraversen den unterschiedlichen Anforderungen der Anwender angepasst werden. Eine zentrale Rolle hierbei nimmt das Drehen des Magneten oder der Magnete ein.
Drehbare Magnete werden nicht nur ihrer hohen Anpassungsfähigkeit wegen eingesetzt, sondern sie sind auch ein wesentliches Element im sicheren magnetischen Warenumschlag. Die Magnete werden manuell oder motorisch gedreht, bevor sie auf der Last aufgesetzt werden. In folgenden Situationen sind drehbare Magnete von hohem Nutzen:
Unterschiedliches Material – eine Magnetanlage
Oft ist es notwendig, mit derselben Magnetanlage unterschiedliche Lasten in verschiedenen Dimensionen zu heben. Ein typischer Anwendungsfall ist der Materialumschlag von Stabstahl und Blech im gleichen Hallentrakt. Die Magnettraverse benötigt einen hohen Flexibilitätsgrad, um sich auf die unterschiedlichen Materialabmessungen adaptieren zu lassen. Für Stabstahl werden die Magnete parallel zur Last platziert, während sie für den Blechtransport um 90° gedreht werden.
Abbildung 1: Um 90° gedrehte Magnete auf einem Blechpaket
Abbildung 2: Magnete parallel zur Last gedreht, einen Rohrbund hebend
Verschiedene Materialbreiten – hohe Lagerdichte
Ein profitables Warenlager lebt von seinem guten Produktsortiment und seinem Produktemix. Zwangsläufig finden sich in Lagern deshalb verschiedene Stahlformen, Materiallängen und Produktbreiten, welche unterschiedlichen Raum einnehmen.
Ertragreich wird das Lager nur dann, wenn eine optimale Lagerdichte erreicht und nicht zu viel Raum durch die Diversifikation beansprucht wird.
Drehbare Magnete helfen dabei, die Lagerdichte zu vergrössern, indem sie sich der Materialbreite anpassen lassen. Bei schmalen Lasten oder einzelnen Bunden werden die Magnete parallel zur Last platziert; bei breiten Lasten oder beim Heben von mehr als einem Materialbund werden die Magnete hingegen gedreht.
Abbildung 3: Drehbare Magnete heben gleichzeitig drei Profilrohrbunde
Sicherheit beim Heben von breiten Lasten
In einem Trägerlager werden besonders schmale Magnete eingesetzt, mit denen auch in engen Materialschluchten gearbeitet werden kann. Auf Abstände zwischen den Materialstapeln oder Gängen wird aus Kostengründen bewusst verzichtet.
Im Trägerlager mit derart hoher Packungsdichte werden Profile unterschiedlicher Grösse gelagert. Anzutreffen sind sowohl 100 als auch 1000 mm breite Träger. Bei einer breiten Last ist das mittige Aufsetzen der schmalen Magnete schwierig; durch Schrägstellen der Magnete wird verhindert, dass die Last bei nicht zentrischer Aufnahme um die Längsachse abkippen kann. Drehbare Magnete sind deshalb eine Grundvoraussetzung für einen sicheren Transport der Last!
Abbildung 4: Drehbare Magnete auf breiten Lasten leicht schräg gestellt
Lasttemperatur > 120°C
Beispiel für heisse Knüppel bis 600°C
Dank des Transports von heissem Material können Prozesse im Stahlwerk oft mit der „gleichen Hitze“ gefahren werden. Die Knüppel müssen somit für die Weiterverarbeitung zu Betonstabstahl nicht erneut erwärmt werden.
Abbildung 1: TRUNINGER Heissmagnet für 600°C heisse Lasten
Was ist zu beachten?
Der magnetische Transport von heissen Lasten unterliegt speziellen physikalischen Gesetzmässigkeiten, die es zu berücksichtigen gilt:
- Stahl behält seine magnetischen Eigenschaften bis zu einer Temperatur von 768°C. Darüber verliert er seine ferromagnetischen Eigenschaften.
- Heisse Metallprodukte sind nicht gleich steif wie kalte Lasten. Daraus resultiert eine grössere Lastdurchbiegung, die bei der Definition und der Konstruktion des Magnetgreifers unbedingt beachtet werden muss.
- Bei einer Materialtemperatur von 600°C ist die magnetische Hubkraft nur noch ein kleiner Teil derer, die bei einer Temperatur von 0°C generiert wird.
- Spezielle Vorkehrungen sind notwendig um elektrische Spulen und deren Isolationsmaterialen zu schützen.
- Magnettraversen mit Antrieben sind meist nicht dazu geeignet, für längere Zeit grosser Hitze ausgesetzt zu sein. Durch den tiefen Schmelzpunkt von Fetten ist die ausreichende Schmierung beweglicher Teile hier schwieriger.
- Die Traversen-Konstruktion muss so einfach wie möglich sein.
- Sensitive Traversenkomponenten wie Näherungsschalter oder Sensoren arbeiten in heissem Umfeld nicht zuverlässig, weshalb Sensoren substituiert oder vor Wärme geschützt werden müssen.
TRUNINGER Heissmagnete
Aufgrund unserer grossen Erfahrung als Hersteller von Magnetanlagen können wir auch Lösungen für solch aussergewöhnliche Aufgabenstellungen anbieten. Um auch heisse Lasten bis 600°C sicher transportieren zu können, kombinieren wir eine Reihe von Massnahmen:
- Temperaturbeständige Vergussmasse
- Hitzebeständige Isolationsmaterialen
- Wärmeschutzschilder schützen die Spulenkörper
- Wärmeisolationen innerhalb des Magneten zum Schutz der Spule
- Magnetoberfläche wird als passiver Kühler ausgebildet
- Temperaturbeständige Stromzuleitungen zum Magneten mit Hitzeschutz
Lastdrehwerk
Ein Kraftpaket der besonderen Art
Aus unterschiedlichen Gründen kann es notwendig sein, eine Last zu drehen:
- Um eine optimale Raumausnutzung auf LKW, Eisenbahn oder Schiff zu erzielen
- Für eine hohe Lagerdichte im Warenlager
- Bei unterschiedlicher Materialrichtung in Wareneingang und Produktionslinie
- Um Lasten zu scannen (z. B. Barcodeleser)
Das Drehen der Last während des Transportes kann auf zwei Arten erfolgen:
- Drehlaufkatze auf dem Kran
- Lastdrehwerk auf der Magnettraverse oder dem Magneten selbst
Drehlaufkatze
Kräne mit Drehlaufkatze ersetzen die entsprechende Einrichtung auf Seite der Magnetanlage. Das führt zu geringeren Gewichten der Magnetanlage und infolgedessen zu einer Entlastung oder kleineren Dimensionierung des Kranhubwerks.
Abbildung 1: Ansicht einer Drehlaufkatze
Lastdrehwerk auf Magnettraverse
Ein Lastdrehwerk auf der Magnettraverse oder direkt auf dem Magneten macht dort Sinn, wo die Grösse des Lastdrehwerks die Raumausnutzung und die Lagerdichte nicht negativ beeinflussen.
Abbildung 2: Ansicht einer Magnettraverse mit Lastdrehwerk
Die Last kann durch das motorisch angetriebene Lastdrehwerk fernbedient gedreht werden. Das Lastdrehwerk gestattet es, Lasten nach Belieben auf dem Transportmittel (LKW, Eisenbahn etc.) oder dem Lagerplatz auszurichten.
Lastdrehwerk für Einzelmagnete
Für spezielle Anwendungen ist es auch möglich, ein Lastdrehwerk direkt auf einen einzelnen Magneten zu setzen. Häufig werden Lastdrehwerke bei Coilmagneten eingesetzt; damit können Coils fernbedient gedreht werden.
Die Stromversorgung des Magneten innerhalb des Lastdrehwerkes kann bei Bedarf mittels Schleifringen erfolgen. Damit umgeht man eine Begrenzung des Drehbereiches.
Abbildung 3: Ein Lastdrehwerk in Kombination mit einem Coilmagneten
QuickChange
Flexibilität steigert die Wirtschaftlichkeit
Das System QuickChange™ ermöglicht den professionellen Einsatz von verschiedenen Magnettraversen am gleichen Kran. Die Untertraversen werden dabei ferngesteuert mit der fest installierten Obertraverse gekoppelt, die mechanische wie auch elektrische Verbindung erfolgt automatisch. Produktspezifische Magnettraversen für verschiedene Einsatzbereiche werden zum Beispiel in der Anarbeitung eines grossen Formstahl-Service-Centers benötigt.
Für den Umschlag der einzelnen Träger vom Lager zur Säge, zur Sandstrahlanlage, zum Bearbeitungszentrum oder zur Auslieferung werden besonders schmale Magnete eingesetzt, mit denen auch in engen Materialschluchten gearbeitet werden kann. Damit kann auch bei maximaler Lagerdichte gearbeitet werden.
Abbildung 1: QuickChange™ System mit Untertraversen für den Umschlag von Einzelträgern
Bequemer und schneller Traversenwechsel
Die Anlieferung der Träger erfolgt meist per Zug oder Schiff in Bunden bis zu 8.000 kg.
Diese Trägerbunde müssen aus Kostengründen möglichst schnell entladen und in die entsprechenden Lagerplätze eingelagert werden.
Für den effizienten und sicheren Umschlag der Trägerbunde werden grosse Magnete mit einem tiefen Magnetfeld eingesetzt.
Diese Bundmagnete sind an zwei weiteren Untertraversen angebracht. Zum Wechsel der Magnete werden zuerst die beiden Untertraversen für Einzelträger auf deren Traversenständer abgesetzt und entkoppelt.
Abbildung 2: Automatisches Entkoppeln der Untertraversen für Einzelträger
Danach werden die beiden Untertraversen für Trägerbunde aufgenommen. Der Kranführer erledigt den Wechsel der Traversen auf Knopfdruck innerhalb von wenigen Sekunden, ohne dass Haken oder Stecker gelöst resp. verbunden werden müssen.
Abbildung 3: Schnelles Ankoppeln der Trägerbundmagnete zur effizienten und schnellen Entladung von Zügen oder Schiffen.
Restmagnetismus abbauen
Schnelles Greifen und sicherer Materialtransport
Richtiges Entmagnetisieren der Last ist wichtig
Restmagnetismus im Material kann zu schwerwiegenden Problemen führen, wenn der Stahl nach dem magnetischen Transport durch automatisierte Verarbeitungsanlagen geführt werden muss.
Das Material kann an Maschinenteilen "kleben", Späne und andere kleine Stahlteile können haften bleiben oder ein Schweissprozess kann negativ beeinflusst werden.
Die TRUNINGER-Steuerung SmartPickTM bietet ein konfigurierbares Entmagnetisierungsprogramm zur maximalen Reduzierung von Restmagnetismus in kürzester Zeit.
Was passiert, wenn Stahl magnetisiert wird?
Ferromagnetische Materialien, wie zum Beispiel Bau- oder Qualitätsstahl, die nie einem Magnetfeld ausgesetzt waren, bestehen aus ungeordneten Elementarmagneten (s. Abbildung 1).
In diesem Zustand hat der Stahl keine magnetische Wirkung auf seine Umgebung (s. Abbildung 3, Punkt a auf der Hysterese).
Abbildung 1: Ungeordnete Elementarmagnete, Material nicht magnetisch
Die Elementarmagnete beginnen sich durch das Anlegen eines positiven Magnetfeldes auszurichten. Je stärker das Magnetfeld, desto mehr werden die Elementarmagnete ausgerichtet. Sind alle Elementarmagnete ausgerichtet (s. Abbildung 2), ist der Werkstoff magnetisch gesättigt (s. Abbildung 3, Punkt b auf der Hysterese). Die magnetische Sättigung für Stahl entspricht dem Wert von 2,4 Tesla.
Abbildung 2: Geordnete Elementarmagnete, Material magnetisch gesättigt
Wird das äussere Magnetfeld wieder weggeschaltet, fallen die Elementarmagnete nicht mehr in ihren vorherigen, ungeordneten Zustand zurück. Den Magnetismus, der nach dem Magnetisierungsvorgang im Werkstoff erhalten bleibt, bezeichnet man als Remanenz (s. Abbildung 3, Restmagnetismus in Punkt c auf der Hysterese).
Dieser Restmagnetismus, bzw. diese Remanenz muss durch äussere Einwirkung wieder entfernt werden. Die anzuwendende Methode richtet sich hauptsächlich nach den magnetischen Eigenschaften des Werkstoffes.
Material wie Baustahl verliert seinen Magnetismus leicht, deshalb bezeichnet man ihn als „weichmagnetischen“ Werkstoff. Qualitätsstahl hingegen verliert seinen Magnetismus nur sehr schwer und er wird deshalb als „hartmagnetisch” bezeichnet.
RDS (Reverse Degauss System)
Das RDS-Gegenmagnetisierungsprogramm von TRUNINGER eliminiert den Restmagnetismus in Baustahl.
Durch das Anlegen eines negativen Magnetfeldes fallen die Elementarmagnete immer mehr in den ungeordneten Zustand zurück, den sie vor der Magnetisierung hatten. Wird nun das Gegenfeld bei exaktem Erreichen der Koerzitivfeldstärke (Abbildung 3, Punkt d auf der Hysterese) weggeschaltet, sind die Elementarmagnete komplett ungeordnet und somit der Restmagnetismus abgebaut (Abbildung 3, Punkt a auf der Hysterese).
Abbildung 3: Hysterese von weichmagnetischem Baustahl
Beim Versuch, den Restmagnetismus mit RDS in hartmagnetischen Werkstoffen zu entfernen, springen die Elementarmagnete direkt in die entgegengesetzte, geordnete Richtung und nicht in den ungeordneten Zustand (s. Abbildung 5, Steigung der Hysterese bei B=0 ist unendlich).
DDS (Downcycle Degauss System)
Das DDS-Entmagnetisierungsprogramm reduziert den Restmagnetismus in hartmagnetischem Qualitätsstahl. Dies geschieht durch die Veränderungen der Polarität im Magnetfeld mit der stufenweise Verringerung der Amplitude (s. Abbildung 4).
Abbildung 4: Typisches Verhalten des Magnetstromes während der DDS-Entmagnetisierung
Die Elementarmagnete werden durch viele Polaritätswechsel im abnehmenden Magnetfeld und mit zunehmender Schwingfrequenz in den ungeordneten Zustand gebracht (zu vergleichen mit dem Durchschütteln einer Saftflasche). Dies führt zu einer Verringerung des Restmagnetismus auf unter 2 mT (s. Abbildung 5, die die entsprechende Hysterese zeigt).
Abbildung 5: Hysterese von hartmagnetischem Qualitätsstahl
FE-Methode
Magnete müssen nicht nur Gewichte heben, sie müssen auch bei anwendungsspezifischen Unzulänglichkeiten und Störungen sicher sein. Magnete sind nie in perfektem Kontakt zur Last. Schmutz, Eis, Metallspäne, Verpackungsmaterialien, Umreifungen, Oberflächenbeschichtungen und auch Lastverformungen erzwingen einen Luftspalt zwischen Magnet und Last.
Solche Effekte müssen berücksichtigt werden, um einen Magneten nicht nur stark, sondern auch sicher zu machen. Die Magnetfelder müssen solche Luftspalte durchdringen und die Kundenspezifikationen auch bei Vorhandensein solcher Unvollkommenheiten erfüllen. Bei der Magnetauslegung setzt TRUNINGER Finite-Elemente-Simulationen ein, um sowohl bestehende Magnetdesigns zu optimieren als auch neue, kundenspezifische Magnetlösungen zu entwickeln. Haftkraft, magnetische Eindringtiefe und Luftspaltkompatibilität können simuliert werden, um die Kundenspezifikationen von der Theorie bis zur Praxis reibungslos umzusetzen.
Abbildung 1: FE-Simulation, I-Träger Bündel unter einem Hubmagnet
Vorteile
| Ihr Nutzen
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Transport von zwei Rohrbunden
Ein oder zwei Rohrbunde gleichzeitig umschlagen
Die Fertigungsgeschwindigkeit von geschweissten Rohren hängt stark von deren Wandstärke ab. Dünnwandige Rohre werden viel schneller produziert als dickwandige.
Um die ganze Produktion einer Rohrlinie mit nur einem Magnetkran umschlagen zu können, müssen dünnwandige Rohrbunde entsprechend schneller umgeschlagen werden. Dies wird durch die magnetische Aufnahme von einem schweren oder zwei leichten Rohrbunden erreicht.
Dabei wird neben der Anpassung der Umschlagsmenge an die Fertigungsgeschwindigkeit auch eine optimale Ausnutzung der Krankapazität erreicht. Die Magnete können entweder in Linie für den Einzelbundtransport oder seitlich versetzt für den Doppelbundtransport eingesetzt werden. Die seitliche Verschiebung kann automatisch in sieben frei programmierbare Positionen eingestellt und somit der jeweiligen Bundgrösse angepasst werden.
Anwendungsbeispiele des Umschlags mehrerer Rohrbunde
Abbildung 1: Doppelbundtransport von dünnwandigen Rohrbunden bei OneSteel in Australien
Abbildung 2: Abräumen des Auslaufes einer Rohrstrasse bei Aratubo in Spanien
Abbildung 3: Automatiklager mit maximaler Lagerdichte bei Aratubo in Spanien
Stehblechlagerung
Es geht auch vertikal
Magnetanlagen für die Stehblechlagerung sind eine zukunftsweisende Entwicklung von TRUNINGER. Bei stark diversifizierten Lagern stellen sie eine platzsparende Alternative zur horizontalen Bodenlagerung von Blechen dar: Mit einer einzigen Anlage können Bleche horizontal oder vertikal aufgenommen sowie in der gewünschten Lage abgelegt werden.
Abbildung 1: Hohe Lagerdichte bei der Stehblechlagerung
Grosse Lagerdichte – kurze Verfahrwege
Die vertikale Lagerung der Bleche erhöht die Lagerdichte massiv, verkürzt die Zugriffszeit und ermöglicht die direkte Kommissionierung einer grossen Vielfalt von Blechqualitäten vom Lagerplatz auf den Lastwagen oder in die Weiterverarbeitung.
Durch den Einsatz von speziellen Kippvorrichtungen ist es möglich, Bleche sowohl horizontal als auch vertikal aufzunehmen und abzulegen. In der Grundstellung hängen die Magnete dabei vertikal in der Kippvorrichtung. In dieser Position fährt der Kranführer die Magnete zur Blechaufnahme zwischen die Stapel des Stehblechlagers (s. Abbildung 1).
Abbildung 2: Aufnahme einer horizontalen Last
Um eine horizontal liegende Last heben zu können, werden die Magnete auf die Last aufgesetzt. Ein Abrollmechanismus dreht die Magnete beim Aufsetzen selbständig in die Horizontale. Um das Blech in die vertikale Lage zu heben, werden die Magnete am Rand des Bleches angesetzt (siehe Abbildung 2). Bei mittiger Aufnahme wird das Blech horizontal transportiert.
Abbildung 3: Magnete in horizontaler Stellung arretiert
Für den ausschliesslichen Transport der Bleche in horizontaler Lage, z. B. beim Abräumen eines Brenntisches, können die Magnete mittels der vorhandenen Ketten in der waagrechten Stellung arretiert werden (siehe Abbildung 3). Dies vereinfacht die Handhabung der Magnete und spart Zeit. Entsprechend müssen die Ketten für den Transport von Blechen in vertikaler Stellung wieder ausgehängt werden.
Abbildung 4: Waggonentladung, Aufnahme von Grobblechen
Auch speziell ausgebildete Werkstücke, z. B. versteifte Schiffswände, lassen sich mit einer Stehblechanlage von TRUNINGER problemlos zum Montageplatz transportieren.
Abbildung 5: Transport von Schiffswänden auf einer Werft
Coilwender
Grosse Lasten leicht wenden
Die Weiterverarbeitung von Spaltbandcoils erfordert oftmals eine Lageveränderung: Coils müssen aus der horizontalen in die vertikale Position gebracht werden oder umgekehrt. Speziell für diese Anforderung hat TRUNINGER magnetische Coilwender entwickelt.
Sie ermöglichen:
- Einfache Ein- und Auslagerungsprozesse
- Coiltransport direkt vom Lager auf den Haspel der Bearbeitungsmaschine
Der Coilwender stellt mehr als eine Alternative zu rein mechanischen Anschlagmitteln wie Ketten und Schlingen dar.
Beim Einsatz eines Coilwenders greift der Magnet den Spaltbandcoil sanft an seiner Ringfläche. Grosse Kontaktflächen erzeugen hierbei die nötige Haltekraft, um die Spaltbandcoils sicher zu wenden. Zudem schützen sie das Material vor Qualitätseinbussen oder mechanischen Beschädigungen.
Abbildung 1: 8-Tonnen-Coilwender in Position, Wickelachse horizontal
Der Magnet ist so angeordnet, dass das Coilauge frei bleibt. Dadurch kann der Spaltbandcoil ohne zusätzlichen Arbeitsschritt direkt auf eine Haspel aufgeschoben werden. TRUNINGER Coilwender vereinen zahlreiche Vorteile:
Vorteile
| Ihr Nutzen
|
Abbildung 2: 8-Tonnen-Coilwender in Position, Wickelachse vertikal
Schiebeanker
Zeit ist Geld
Das rationelle und präzise Kommissionieren ist für den Stahlhandel von entscheidender Bedeutung. Mit der Magnetsteuerung SmartPickTM gelingt es TRUNINGER, die sehr hohen kundenspezifischen Anforderungen an eine effiziente und sichere Materialkommissionierung zu erfüllen.
Variable Greifer
Nur wer richtig anpackt, hat die Dinge im Griff! Dies gilt natürlich auch für magnetische Greifer.
Bei TRUNINGER werden die Traversen und die Magnete aufgabenspezifisch entwickelt und gebaut. Für eine wirkungsvolle, genaue und schnelle Kommissionierung eignet sich speziell der ...
Schiebeanker
Eine TRUNINGER Entwicklung – so simpel wie genial!
Mit einem in den Magnetpol integrierten Schiebeanker lässt sich die Polfläche automatisch und optimal der zu hebenden Last anpassen.
Abbildung 1: Schiebeanker hebt ein einzelnes Profil
Damit wird das zu kommissionierende Material in der richtigen Anzahl „dosiert“ gehoben. Zu viel aufgenommene Lasten müssen nicht über die Trennfunktion wieder abgeworfen werden. Ein unschlagbarer Zeitvorteil!
Bei grossen Lasten oder beim Transport von Bunden wird der Schiebeanker beim Aufsetzen auf die Materialoberfläche wieder in den Magnetpol eingeschoben. So steht die gesamte Polfläche des Magneten für einen sicheren Transport zur Verfügung.
Abbildung 2: Sichere Bundaufnahme mit gesamter Polfläche
Brammenwender
Sanftes Wenden von Brammen
Aufgrund der Stahlssortenvielfalt und den verschiedenen Fertigungstechniken ist es notwendig, die Brammen vor den weiteren Prozess oberflächlich zu behandeln. Das Vormaterial wird zum Beispiel durch Flämmen oder Hochdruckschleifen weiter bearbeitet; zum Entgraten und Schleifen der Brammen muss das Material gewendet werden.
Magnethebetechnik von TRUNINGER ist eine effiziente Alternative zu stationären, hydraulischen Brammenwendevorrichtungen. Ihre robuste Auslegung, auch für Einsätze auf heissem Material, zeichnen die speziell für diese Anwendungsfälle ausgelegten Magnete aus.
Abbildung 1: Brammenwende-Magnete beim Entstapeln einer Bramme zur weiteren Anarbeitung
Vorteile
| Nutzen
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Abbildung 2: Magnetisches Wenden einer Bramme
TRUNINGER Konstruktionsmerkmale
TRUNINGER konstruiert und fertigt spezielle Magnetanlagen für den Umschlag aller Schwerlasten.
- Die speziell für diese Anwendungsfälle ausgelegten Magnetgreifer zeichnen sich aus durch robuste Auslegung der Traversen sowie widerstandsfähige Magnetkonstruktionen.
- Das Design der Magnettraversen wird den Materialspezifikationen angepasst. Dabei kommen sowohl Einzelmagnete (s. Abbildung 2) sowie einfache Festtraversen mit mehreren Magneten zum Einsatz.
- Speziell entwickelte Magnete mit temperaturbeständigen Magnetspulen gewährleisten eine lange Lebensdauer unter harten Bedingungen.
- TRUNINGER rüstet die Magnete zusätzlich mit einem Hitzeschild aus, um die Strahlungshitze abzuhalten.
- Die Magnetsteuerung ist mit einer Stützbatterie ausgerüstet und schaltet bei Stromabfall automatisch von Netz- auf Stützbatteriebetrieb um.
- Das Gesamtsystems kann redundant ausgelegt werden – d. h. die Anlage ist von der Magnetsteuerung über die Leitungswege bis in die Magnete redundant ausgeführt.
Modularer Aufbau
Warum Modularität?
Die elektrischen Komponenten der TRUNINGER Magnetanlagen bestehen aus einer Reihe von separat bestellbaren Modulen. Diese auf verschiedenen Ebenen aufgebaute Modularität bietet eine Reihe von Vorteilen:
- Es ermöglicht die Massenproduktion von Modulen auf bewährter Technologie.
- Sämtliche Schaltschränke haben die gleichen Abmessungen, unabhängig von Funktion.
- Alle Boards und Ersatzteile auf Komponentenebene sind ab Lager lieferbar.
- Viele operative Funktionen können über Software konfiguriert werden.
- Integration und Wartung gehen einfach vonstatten.
- Die Anlagen sind skalierbar – bei Bedarf können sie um ein zusätzliche Magnetgruppe ergänzt werden.
Elektrische Komponenten-Hierarchie
Abbildung 1: Hierarchie der elektrischen Komponenten
Maximum-/Minimum-Steuerungskonfiguration
Ein modulares Gehäuse-Design hat den Vorteil, dass die Magnetsteuerung leicht auf eine breitere Palette von Anwendungen angepasst werden kann.
Abbildung 2 zeigt die maximale Ausbaustufe für eine Steuerung mit Stützbatterie und acht Magnetgruppen.
Abbildung 2: SmartPickTM in maximaler Ausbaustufe
Für eine einzige Magnetgruppe ohne Stützbatterie sind in der minimalsten Ausbaustufe lediglich zwei Module notwendig (s. Abbildung 3). Diese Anordnung findet zum Beispiel bei einem Schrottmagneten Anwendung.
Abbildung 3: SmartPickTM in minimaler Ausbaustufe
Fernwartung
Schnell und einfach mit Handy-Link
Was machen Sie, wenn Ihre Magnetanlage eine Störung aufweist und technische Unterstützung vor Ort nicht verfügbar ist?
Sie können Ihr Bluetooth-fähiges Mobiltelefon nutzen, um eine direkte „Helpline“-Verbindung zwischen Ihrer SmartPickTM-Magnetsteuerung und einem Server bei TRUNINGER zu etablieren. Abbildung 1 zeigt, wie die Verbindung aufgebaut wird.
Abbildung 1: Übersicht Fernwartung Helpline-Verbindung
Die Verbindung wird in zwei einfachen Schritten aufgebaut:
- Um die Fernwartungs-Hotline aufzubauen, müssen Sie eine Bluetooth-Verbindung zwischen Ihrem Mobiltelefon und dem SmartPickTM-Modul herstellen.
- SmartPick startet danach automatisch einen Aufruf über Ihr Mobiltelefon zum TRUNINGER Server und verlangt die lokal gespeicherte Rufnummer und den APN (Access Point Name).
Sobald die Verbindung mit dem Server eingerichtet ist, kann ein TRUNINGER Servicetechniker direkt auf Ihre SmartPickTM-Magnetsteuerung zugreifen. Er beginnt mit der Fehleranalyse und stellt die Ursache für die Störung fest.
Redundante Magnetanlage
1. Was ist Redundanz?
Elektrische Steuerungen bestehen aus vielen Subsystemen, welche jeweils ein bestimmtes Fehlerpotential aufweisen. Um die Sicherheit der Steuerung beim Ausfall eines dieser Subsysteme zu gewährleisten, können sicherheitsrelevante Subsysteme doppelt aufgebaut werden. Dies wird allgemein als „redundant“ bezeichnet.
Zwei Subsysteme arbeiten an derselben Aufgabe und überprüfen sich gegenseitig. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass beide Systeme einwandfrei funktionieren.
Zwei redundante Systeme erhöhen die Sicherheit nur dann wesentlich, wenn ein Ausfall eines einzelnen Systems auch erkannt wird. Gegenseitige Prüfung und Sicherheitsrelevanz sind daher die Kernelemente eines redundanten Steuerungskonzepts nach der Sicherheitsklasse 3, wie dies im internationalen Normungsdokument DIN-EN 954-1 beschrieben ist.
2. Redundante Magnetsteuerung SmartPickTM
Das Konzept der Redundanz ist ein zentrales Element der Truninger Magnetsteuerung SmartPickTM. Alle sicherheitsrelevanten Teilsysteme werden gemäß der Sicherheitsklasse 3 dupliziert. Dies betrifft konkret folgende Teilsysteme:
- Zwei Stromquellen – Netzversorgung und Pufferbatterie
Die Kapazität des Backup-Akkus ist so ausgelegt, dass der sichere Betrieb mindestens 20 Minuten lang gewährleistet bleibt. - Zwei Stromsensoren – zwei unabhängige Prozessoren verarbeiten die Signale
Der Ausfall eines Sensors wird erkannt und löst eine Umschaltung auf Batteriebetrieb und eine Verriegelung aus, der Magnet kann ausgeschaltet, nicht aber eingeschaltet werden. - Zwei Stromsteller - AC/DC und DC/DC
SmartPickTM umfasst einen Stromsteller (Drive) mit Netzstromversorgung AC/DC und einen Stromsteller mit Batterieversorgung DC/DC. Bei einem Fehler in der Leistungselektronik eines Stromstellers, wie etwa dem Ausfall eines IGBT-Transistors, sichert der zweite Stromsteller die Versorgung des Magneten. - Zwei Controller mit unterschiedlicher Hard- und Software
Bei einem Ausfall des SmartPickTM-Hauptcontrollers übernimmt der Slave-Controller der SafePickTM die Steuerungsaufgabe. - Zwei Niederspannungsquellen
Jeder der beiden Controller ist mit individuellen Niederspannungsquellen ausgestattet. Beide Spannungsquellen sind batteriegepuffert und werden ständig überprüft.
3. Optional redundante elektrische Kreise
In der Regel gelten die Stromleitungen von der Steuerung zum Magneten als sicher, deshalb werden sie meistens nur einfach ausgeführt.
Bei einigen Anwendungen in rauer Umgebung können Kabel, Kabeltrommeln und Stecker jedoch nicht als sicher angesehen werden. In dem Fall können zwei unabhängige Stromkreise für einen einzelnen Magneten realisiert werden. Dies bedeutet, dass zwei Kabel, zwei Kabeltrommeln, zwei elektrische Spulen im Magneten und zwei Leistungsmodule (PowerPickTM) je einen eigenen Stromkreis bilden. Selbst ein Kurzschluss an einer beliebigen Stelle eines Stromkreises kann so den Betrieb des Magneten nicht gefährden.
Abbildung 1: Redundante Magnetsteuerung SmartPickTM
Tabelle 1: Funktion der Module
Abbildung 2: Anordnung einer redundanten Magnetanlage
Abbildung 3: Redundante Magnetanlage für Profil- und Stabstahlbunde
Black Box / Event Log
Schnellen Fehlererkennung, kurze Ausfallzeiten
Ähnlich wie beim Blackbox-Recorder eines modernen Flugzeugs werden alle wichtigen Systemereignisse, Störungen und die meisten Bedieneraktionen in einem Ereignisprotokoll aufgezeichnet. Im nichtflüchtigen Speicher von SmartPick können bis zu 4.500 Einzelereignisse gespeichert werden; dies entspricht etwa 200 Lastzyklen des Magnetsystems.
Im Falle einer Störung können die Ereignisse detailliert zurückverfolgt werden, was das Ereignisprotokoll zu einem äußerst wertvollen Werkzeug für die Fehlersuche macht. Ein detailliertes Verständnis eines Problems ermöglicht es, die entsprechenden Korrekturmaßnahmen einzuleiten. Oft können Probleme per Telefon oder E-Mail gelöst werden, was viel Zeit und Kosten spart, da kein Spezialist vor Ort kommen muss. .
Auf das Ereignisprotokoll kann über das in SmartPickTM eingebaute BlueTooth-Modul per Laptop zugegriffen werden, niemand muss auf den Kran klettern (siehe Abbildung 1 unten).
Abbildung 1: EventLog-Zugriff mittels Bluetooth-Verbindung
Das Ereignisprotokoll kann in einer lesbaren Textdatei gespeichert und per E-Mail an ein Truninger-Supportzentrum zur schnellen Analyse durch einen Systemspezialisten gesendet werden.
Innerhalb des Ereignisprotokolls
Alle protokollierten Ereignisse haben eine eindeutige Ereignisnummer und sind mit einem Datums-/Zeitstempel versehen; es ist also möglich, auf die Sekunde genau zu bestimmen, wann ein bestimmtes Ereignis aufgetreten ist. Die Ereignisse umfassen die folgenden Arten von Informationen:
- Ein- und Ausschaltzyklen des Magneten
- Magnetstrom und Batteriespannung
- Verwendung von Sonderfunktionen wie Partial Drop (Kommissionierung)
- Netzausfälle und Batterieschalter
- Gewählte Hubkraft des Magneten bei Materialtransportvorgängen
- Magnet- und Umgebungstemperatur
- Zustand der Signale der Kranschnittstelle
- Systeminformationen: Neustarts der Steuerung, Softwareversionen, System-ID
- Änderungen der Konfigurationsdaten
Beispiel: schwache Batterie
Die Batterien spielen eine entscheidende Rolle für die Betriebssicherheit eines Magnetsystems. Die Batteriekapazität wird daher bei jedem Einschalten des Magneten geprüft und bei unzureichender Kapazität wird der Einschaltvorgang abgebrochen.
Der folgende Auszug aus dem Ereignisprotokoll zeigt einen Versuch, die Magnete einzuschalten, wenn der Batterietest aufgrund eines hohen Spannungsabfalls fehlschlägt. Beachten Sie, dass die jüngsten Ereignisse zuerst erscheinen (lesen Sie also von unten nach oben, um eine chronologische Reihenfolge zu erhalten):
Event: 3398: 214 14:29:48 05.10 RB:chrg enabled 00000
Event: 3397: 145 14:29:44 05.10 Hoist lock OFF 00001
Event: 3396: 147 14:29:44 05.10 Travel lock OFF 00001
** Event: 3395: 012 14:29:20 05.10 RB:Bat test fail 01999
Event: 3394: 206 14:29:20 05.10 RB:bat voltage 00101
Event: 3393: 144 14:29:18 05.10 Hoist lock ON 00001
Event: 3392: 146 14:29:18 05.10 Travel lock ON 00001
Event: 3391: 213 14:29:18 05.10 RB:chrg disabled 00000
Event: 3390: 128 14:29:18 05.10 CB:VG ON 01000
Die wichtigsten Ereignisse, die wir hier sehen, sind die folgenden:
Der Bediener gibt den Befehl, einen Magneten einzuschalten (Event 3390)
Gemessene Batteriespannung kurz vor dem Batterietest beträgt 101 Volt (Event 3394)
Der Batterietest schlägt fehl, weil die Batteriespannung zu stark abfällt (Event 3395)
Autopositionierung der Magnete
Die Schwierigkeit manueller Magnetpositionierung
Beim Einsatz eines aktiven Teleskops zum Transport von Material mit unterschiedlichen Längen ist es notwendig, den Abstand zwischen den Magneten zu verstellen.
Im Falle von langem, flexiblem Material, wie zum Beispiel beim Transport von Betonstabstahl (Abbildung 1), ist die präzise Positionierung der Magnete von entscheidender Bedeutung. Ein übermässiges Durchbiegen der Last soll vermieden werden, denn dies kann zu einem Sicherheitsproblem werden!
Bei einer traditionellen Motoransteuerung wird ein Drei-Positionen-Drehschalter (links-stop-rechts) eingesetzt, um die Magnete in die gewünschte Richtung in Bewegung zu versetzen. Sobald die gewünschte Magnetposition erreicht ist, wird der Drehschalter losgelassen und er springt in die Motor-AUS-Stellung.
Abbildung 1: Aktives Teleskop beim Transport von unterschiedlichen Längen von Betonstabstahlbunden
Da das gesamte Verfahren rein manuell gesteuert wird, setzt die korrekte Positionierung der Magnete Erfahrung und gutes Augenmass voraus. Wenn Bedienende in Entfernung zur Arbeitszone arbeiten oder ihre Sicht auf die Last beeinträchtigt ist, kann dies jedoch problematisch sein.
Präzision und Zeitersparnis mit automatischer Positionierung
Mit TRUNINGERs Autopositionierungs-Funktion können die Magnete zu einer von bis zu acht vordefinierten Positionen bewegt werden. Diese Anfahrpositionen werden anhand der unterschiedlichen Materiallängen vordefiniert und durch den TRUNINGER Techniker bei der Inbetriebnahme der Magnetanlage eingestellt. Die Positionen können jedoch jederzeit neu programmiert werden.
Zwei verschiedene Schalteroptionen sind für die Steuerung der Autopositionierung möglich:
- Die einfache Option nutzt den vorhandenen Drei-Positionen-Drehschalter.
Bei dieser Anordnung wird der Schalter in die gewünschte Fahrtrichtung gedreht und in Position gehalten. Die Magnete beginnen, sich in die gewählte Richtung zu bewegen und stoppen automatisch, wenn die nächste vorprogrammierte Halteposition erreicht ist. Die Bewegung der Magnete kann jederzeit durch einfaches Loslassen des Drehschalters unterbrochen werden.
- Eine flexible Lösung ist die Installation eines 8-Positionen-Drehschalters.
Er erlaubt die vorprogrammierten Zielpositionen (0–7) direkt anzusteuern. Die Magnete werden nach Aktivierung des Schalters in Bewegung gesetzt und stoppen automatisch, wenn die vorgewählte Halteposition erreicht ist. Auch hier können die Magnete jederzeit durch Loslassen des Drehschalters gestoppt werden.
Wenn die Autopositionierung aktiviert ist, ändert sich die Anzeige auf dem Anzeigemodul InfoPick™ (s. Abbildung 2).
Abbildung 2: Anzeige auf dem InfoPick™ während der Magnetbewegung
Das rotierende grüne Element gibt die Bewegung der Magnete an. Die gelben Anzeigeelemente zeigen dem programmierten Text entsprechend die Zielposition an (3–6 Meter im Beispiel).
Die Anzeige auf dem Anzeigemodul InfoPick™ ändert sich wie folgt, wenn die Magnete in der Zielposition stoppen:
Abbildung 3: Anzeige auf dem InfoPick™, wenn die Zielposition erreicht ist
Die Anzeige bleibt für drei Sekunden sichtbar. Nach dieser Zeit kehrt das Anzeigemodul InfoPick™ in den Zustand zurück, in dem es sich vor der Aktivierung der Autopositionierung befand.
Einfache Bedienung
Einfachheit, Sicherheit, Flexibilität
Die Basis für die Bedienung eines Magneten kann auf eine einfache EIN-/ AUS-Funktion an der Bedienstation des Kranführers reduziert werden.
Um die Gefahr eines zufälligen Ausschaltens der Steuerung und damit dem Abschalten des Magnetes zu minimieren, implementiert TRUNINGER in seine Bediengeräte immer eine Zweihandbedienung. Diese erfordert das gleichzeitige Drücken von zwei getrennten Tasten: FREIGABE und AUS (s. Abbildung 1:, Drucktasten 3 & 2). Sie befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten der Funkfernsteuerung. Bei Anlagen mit mehreren Magnetgruppen können Sie zudem wählen, ob Sie nur eine ausgewählte Magnetgruppe oder alle Magnetgruppen ein- oder ausschalten wollen (s. Abbildung 1: Gruppenschalter 4).
Magnet- und Kransteuerelemente in einem einzigen Gerät
Bei Krananlagen, die vom Hallenboden aus gesteuert werden, sind Magnet- und Krananlage in der Regel in einer einzigen Bedieneinheit integriert (s. Abbildung 1 Funkfernbedienung).
Abbildung 1: Typische Fernbedienung für Magnet- und Krananlage
Automatisches Verarbeiten von Kran-Interface-Funktionen
Um ein sicheres und nahtloses Zusammenwirken mit dem Kran zu garantieren, werden alle grundlegenden Steuersignale des Kranes und alle Verriegelungsfunktionen automatisch von SmartPick™ verarbeitet. Die folgenden Kranverriegelungssignale werden als Standard vorausgesetzt. Sie verhindern Krankbewegungen oder schränken diese aus Sicherheitsgründen ein:
- Hubwerksperre: verhindert die Aktivierung des Kranhubwerks, solange sich das Magnetfeld nicht vollständig auf- oder abgebaut hat.
Beim Aufmagnetisieren des Magneten wird das Hubwerk erst freigegeben, wenn die magnetische Leistung der vorgewählten Teillaststufe entspricht. Nach dem Ausschalten des Magneten bleibt das Hubwerk, solange gesperrt bis der Magnetstrom Null erreicht hat. - Kranfahrtsperre: die Kranfahrt ist gesperrt oder auf Langsamfahrt limitiert, solange die Magnete die volle Hubkraft (Volllast) noch nicht erreicht haben.
SmartPick™ bietet eine zusätzliche Sicherheitsfunktion bei hängender magnetischer Last: Solange das Signal „hängende Last“ (LOAD SUSPENDED) in der Magnetsteuerung ansteht, ignoriert SmartPick™ einen Magnet-AUS-Befehl und verhindert dadurch den ungewollten Lastabsturz.
Arbeiten mit reduzierter Hubkraft
Es ist nicht immer notwendig oder wünschenswert, die volle Hubkraft des Magneten zu verwenden, beispielsweise beim Kommissionieren von Teilmengen oder beim selektiven Trennen von zuviel aufgenommenen Material.
Um diese Arbeiten effizient ausführen zu können, ist es notwendig den Strom im Magneten zu regeln. SmartPick™ bietet zwei Möglichkeiten zur Kontrolle der magnetischen Hubkraft:
- Durch gemeinsames Drücken der Tasten EIN und Freigabe (Tasten 1 und 3 in Abbildung 1) werden die Magnete auf die vorgewählte Einstellung in der Teillast geschaltet. Die magnetische Hubkraft kann dann durch Drehen des Kraftstufenschalters zusätzlich verändert werden (s. Abbildung 1, Wählschalter 5).
- In Teillast kann die magnetische Hubkraft durch Drücken der Taste EIN kontinuierlich reduziert werden. Dieser Vorgang, der „Trennen“ genannt wird, ist praktisch bei gezielten Abfallenlassen von zuviel aufgenommenem Material oder beim Separieren von dünnem Material, z. B. Blechen.