Schaltbare Magnetsysteme zur Blechstapelung
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ThyssenKrupp Magnettechnik Schaltbare Magnetsysteme zur Blechstapelung Diese Magnetsysteme, bestehend aus Permanentmagneten und einer Spule, dienen insbesondere zum hängenden Transport von ferromagnetischen Blechen. Besonders wirtschaftlich lassen sich diese Systeme überall dort einsetzen, wo der Zustand „ Magnetisch haftend“ mindestens 50% ausmacht. Somit ist sichergestellt, daß die Einschaltdauer der Spule nicht über 50% liegt. Für den Einsatzfall in Stapelanlagen ist diese Bedingung immer gegeben. Die Optimierung dieser Systeme erfolgt im Hinblick auf hohe Haftkräfte, eine mittlere Tiefenwirkung und einen geringen Kompensationsstrom. Diese Komponenten bewirken eine elektrische Zeitkonstante der Systeme von ca. 50ms bis 120ms. Sie ist deutlich geringer als bei reinen Elektromagneten. Bei der heute üblichen Stapelgeschwindigkeit ist es erforderlich, die Magnetsysteme mit einer Ansteuerelektronik zu versehen, die eine Schalthäufigkeit bis zu 200 Schaltungen pro Minute und mehr zuläßt. Eine dermaßen hohe Schalthäufigkeit läßt sich jedoch nur realisieren, wenn das abfallende Blech eine zusätzliche Kraft erfährt, so daß der Abwurfvorgang beschleunigt wird, wie es bei Schindelanlagen der Fall ist. 1. Das Verdrängungssystem (monostabil) Diese Systemgruppe wird heute hauptsächlich in Stapelanlagen eingesetzt, weil sie bei einem geringen Kompensationsstrom eine große Schalthäufigkeit zuläßt; dies kommt der steigenden Stapelgeschwindigkeit entgegen. Funktionsprinzip Der prinzipielle Aufbau dieser Magnetsysteme ist in Bild 1 dargestellt. Man unterscheidet zwei Typen. Das System vom Typ 1 zeigt den Permanentmagneten, die Spule und die Flußleitstücke. Der Permanentmagnet treibt einen magnetischen Fluß durch die Eisenteile, so daß an deren Ende die Feldlinien aus dem entstehenden Nordpol austreten und in die Südpole eintreten können. In grober Näherung ähnelt der Verlauf der Feldlinien dem eines Halbkreises. In grober Näherung gilt weiter, daß der Radius des Halbkreises ein Maß für die Tiefenwirkung des Systems ist. Unter Tiefenwirkung soll in diesem Zusammenhang der Abstand verstanden werden, bei welchem ein 0.5mm dickes Blech, bei vollständiger Flächenbelegung des Magnetsystems, gerade noch anspringt. Der Permanentmagnet wird auf der einen Seite durch ein U- Profil begrenzt; auf der anderen Seite bildet eine Eisenplatte den Abschluß. Diese Eisenplatte hat eine Doppelfunktion. Sie sammelt zum einen den magnetischen Fluß des Permanentmagneten und führt diesen über den Mittelsteg zum Nordpol des Systems, und zum anderen bildet sie den im Folgenden näher beschriebenen Bypaß zur Flußkompensation für den Fall der stromdurchflossenen Spule. Fließt kein Strom durch die Spule, so wird die Haftkraft des Magnetsystems allein vom Permanentmagneten hervorgerufen. Bei der Spule besteht nun die Möglichkeit, den Strom entweder in der unterstützenden oder in der kompensierenden Richtung fließen zu lassen. Unterstützende Richtung bedeutet, daß der Permanentmagnet durch den Spulenstrom unterstützt wird und dadurch die Haftkraft noch weiter erhöht wird. Fließt der Strom nun in der kompensierenden Richtung (Normalfall), so wird die Haftkraft des Permanentmagneten geschwächt. Diese Schwächung kann soweit getrieben werden, daß nahezu keine Feldlinien mehr aus dem Magnetsystem austreten und somit die Haftkraft verschwindet. Die Eisenplatte auf dem Magneten hat in diesem Fall die Aufgabe, den magnetischen Fluß der Spule so zu führen, daß der magnetische Fluß des Permanentmagneten exakt kompensiert wird. Aus dieser Logik geht hervor, daß das Magnetsystem gerade dann magnetisch neutral ist, wenn ein Strom fließt, oder andersherum gerade dann die max. Haftkraft auftritt, wenn kein Strom fließt. Dieses entspricht der normalen Betriebsart bei der Blechstapelung. Bei Elektromagneten verhält es sich gerade umgekehrt.

ThyssenKrupp Magnettechnik Bild 1: Schematische Darstellung von Verdrängungssystemen Typ 1: Verdrängungssystem mit einem Dauermagneten Magnet Fe-platte Typ 2A : Verdrängungssystem mit zwei Dauermagneten N Das System vom Typ 2A ist mit 2 Magneten, die gegeneinander gepolt sind, ausgestattet. Diese Dauermagneten führen den magnetischen Fluß durch den Mittelsteg zur Haftfläche, so daß die angegebene Polarität an der Haftfläche entsteht. Die Vorteile dieser Variante sind in der höheren Haftkraft ( 2 Magnete ) zu sehen, wobei jedoch die größere Systemhöhe störend wirken kann. Insbesondere...

ThyssenKrupp Magnettechnik Diese Bauform empfiehlt sich, wenn aufgrund hoher Haftkraftforderung RES Magnete eingesetzt werden müssen, denn diese lassen sich bei der Bauform vom Typ 2A deutlich schwerer kompensieren, da kein Bypaß vorhanden ist. Somit muß der Magnet selbst durch den Spulenstrom geschwächt werden. Durch den höheren Spulenstrom bedingt, ist die Erwärmung höher und dadurch die mögliche Einschaltdauer kürzer. Der bevorzugte Einsatzfall bei Verdrängungssystemen vom Typ 2A ist somit bei langsameren Anlagen mit geringerer Schalthäufigkeit zu sehen, wie z.B. bei Platinenladern oder...

ThyssenKrupp Magnettechnik 2. Bistabile schaltbare Magnetsysteme Dieser Systemtyp ist historisch gesehen das erste elektrisch schaltbare Dauermagnetsystem und besitzt heute, aufgrund der hohen Impulsleistung beim Schalten vom Zustand ‘magnetisch’ in den Zustand ‘neutral’, kaum noch Bedeutung. Dennoch ist es überall dort sinnvoll einzusetzen, wo eine geringe Schalthäufigkeit gewährleistet ist und auch der Zustand ‘magnetisch neutral’ über einen längeren Zeitraum anstehen muß. Die Schaltzeit dieses Magnettyps liegt in der Regel deutlich höher als bei den monostabilen Systemen. Auch hier gibt...