DE102019119516A1

DE102019119516A1 - Verfahren, Lasthebemagnet und Lasthebemagnetsystem

Info

Publication number: DE102019119516A1
Application number: DE102019119516.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Kurz; Michael Werner
Original assignee: Kw Generator & Co KG GmbH; Kw-Generator & Co KG GmbH
Current assignee: KW-IMMOBILIEN GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2039-07-19
Also published as: DE102019119516B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Lasthebemagneten (12) eines hydraulischen Lasthebemagnetsystems (10), insbesondere eines Baggers, Krans oder dergleichen zum Heben von ferromagnetischen Objekten, insbesondere während Abbrucharbeiten und/oder Sortierarbeiten, wobei der Lasthebemagnet mittels eines Generators des Lasthebemagneten mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei der Generator von einem Hydraulikmotor des Lasthebemagneten angetrieben wird, wobei mittels einer Eingabeeinheit einer Bedienvorrichtung des Lasthebemagnetsystems ein Volumenstrom einer den Hydraulikmotor durchströmenden Hydraulikflüssigkeit geändert wird, so dass eine Drehzahl des Hydraulikmotors und des Generators in Abhängigkeit von dem Volumenstrom variiert wird, wobei eine von dem Generator erzeugte elektrische Erregerspannung, welche an einer Erregerspule des Lasthebemagneten angelegt wird, in Abhängigkeit von der Drehzahl variiert wird, wobei der Volumenstrom von einem Anfangswert auf einen Endwert geändert wird, wobei der Volumenstrom von dem Endwert auf den Anfangswert geändert wird, wobei mittels einer Steuervorrichtung des Lasthebemagneten eine mit einer Volumenstromänderung einhergehende Variation der Drehzahl des Hydraulikmotors und/oder des Generators erfasst sowie ausgewertet wird, wobei mittels der Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der Variation ein Steuerbefehl zum Anlegen der Erregerspannung an der Erregerspule zum Einschalten des Lasthebemagneten oder zum Anlegen einer elektrischen der Erregerspannung vorzeichenmäßig entgegengesetzten Gegenspannung an der Erregerspule zum Ausschalten des Lasthebemagneten generiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Lasthebemagneten eines hydraulischen Lasthebemagnetsystems, insbesondere eines Baggers, Krans oder dergleichen zum Heben von ferromagnetischen Objekten, insbesondere während Abbrucharbeiten und/oder Sortierarbeiten, einen Lasthebemagneten sowie ein hydraulisches Lasthebemagnetsystem, wobei der Lasthebemagnet mittels eines Generators des Lasthebemagneten mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei der Generator von einem Hydraulikmotor des Lasthebemagneten angetrieben wird, wobei mittels einer Eingabeeinheit einer Bedienvorrichtung des Lasthebemagnetsystems ein Volumenstrom einer den Hydraulikmotor durchströmenden Hydraulikflüssigkeit geändert wird, so dass eine Drehzahl des Hydraulikmotors und des Generators in Abhängigkeit von dem Volumenstrom variiert wird, wobei eine von dem Generator erzeugte elektrische Erregerspannung, welche an einer Erregerspule des Lasthebemagneten angelegt wird, in Abhängigkeit von der Drehzahl variiert wird.
Ein derartiges Lasthebemagnetsystem ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und wird regelmäßig während Abbrucharbeiten von Gebäuden, Betonanlagen, Brücken und sonstigen Bauwerken eingesetzt, um in einem Abbruchgut enthaltene ferromagnetische Objekte, wie beispielsweise Stahlteile, zu sortieren bzw. aufzusammeln und an einem dafür vorgesehenen Ort abzuwerfen.
Häufig ist das aus dem Stand der Technik bekannte Lasthebemagnetsystem dabei als ein Bagger oder ein Kran ausgestaltet, wobei ein Lasthebemagnet des Lasthebemagnetsystems an einem armartigen Ausleger des Lasthebemagnetsystems angeordnet ist, wobei eine Verbindung zwischen dem Lasthebemagneten und dem Lasthebemagnetsystem bzw. dem Ausleger oftmals dergestalt ausgeführt ist, dass neben dem Lasthebemagneten auch ein Abbruchhammer oder ein Greifer lösbar mit dem Ausleger verbunden werden kann bzw. an diesen angekoppelt werden kann. So kann der Lasthebemagnet eine Verbindungseinrichtung, wie beispielsweise einen sogenannten Schnellwechsler oder eine Öse mit einer Kettenaufhängung aufweisen. Ein Schnellwechsler bietet den Vorteil, dass ein Bediener von einer Führerkabine des Lasthebemagnetsystems aus, ohne die Führerkabine zu verlassen, beispielsweise einen Abbruchhammer von dem Ausleger abkoppeln und einen Lasthebemagneten an den Ausleger ankoppeln kann, um nach erfolgten Abbrucharbeiten in einem Abbruchgut enthaltene ferromagnetische Objekte im Zuge von Sortierarbeiten zu sortieren bzw. von restlichem Abbruchgut zu trennen und an einem dafür vorgesehenen Ort abzuwerfen.
Für eine flexible Verbindung bzw. Ankoppelbarkeit des Lasthebemagneten an das Lasthebemagnetsystem bzw. den Ausleger ist der Lasthebemagnet im Hinblick auf eine Versorgung des Lasthebemagneten mit elektrischer Energie in der Regel vollständig autark ausgestaltet, das heißt, dass von dem Lasthebemagnetsystem bzw. dem Bagger oder Kran keinerlei elektrische Leitungen über den Ausleger zu dem Lasthebemagneten geführt sind, um insbesondere eine Erregerspule des Lasthebemagneten zur Erzeugung eines Magnetfeldes mit elektrischer Energie zu versorgen. Folglich ist der Lasthebemagnet über den Schnellwechsler bzw. die Öse mit der Kettenaufhängung rein mechanisch und darüber hinaus über eine Hydraulikkupplung des Lasthebemagneten zur Verbindung einer hydraulischen Steuerleitung des Lasthebemagnetsystems bzw. des Baggers oder Krans mit dem Lasthebemagnetsystem, wobei die Steuerleitung über den Ausleger zu dem Lasthebemagneten geführt sein kann, rein hydraulisch mit dem Lasthebemagnetsystem verbunden bzw. gekoppelt. Dadurch, dass bei einer Ankopplung bzw. Verbindung des Lasthebemagneten an den Ausleger bzw. mit dem Ausleger keine elektrische Verbindung zwischen dem Lasthebemagneten und dem Ausleger hergestellt werden muss, ist die Ankoppelbarkeit bzw. Verbindung zwischen dem Lasthebemagneten und dem Ausleger weitaus flexibler ausgestaltet. Insbesondere wird so vermieden, dass der Bediener, um einen Abbruchhammer nach erfolgten Abbrucharbeiten von dem Ausleger abzukoppeln und einen Lasthebemagneten für eine Vornahme von Sortierarbeiten an den Ausleger anzukoppeln, die Führerkabine verlassen muss.
Zur Versorgung des Lasthebemagneten mit elektrischer Energie umfasst der Lasthebemagnet einen Generator, welcher von einem Hydraulikmotor des Lasthebemagneten angetrieben wird. Bei dem Generator kann es sich um einen Gleichstromgenerator oder um einen Wechselstromgenerator mit einem dem Wechselstromgenerator nachgeschalteten Gleichrichter handeln. Eine von dem Generator erzeugte Erregerspannung wird an eine Erregerspule des Lasthebemagneten angelegt, wobei ein mit der Erregerspannung verbundener, insbesondere die Erregerspule bzw. Erregerwicklungen der Erregerspule durchfließender Erregerstrom ein Magnetfeld mit einer magnetischen Flussdichte erzeugt, so dass auf ferromagnetische Objekte, wie beispielsweise auf Stahlteile, eine attraktive Kraft ausgeübt werden kann. Insbesondere kann dabei derart eine Haltekraft auf die ferromagnetischen Objekte ausgebildet werden, dass die ferromagnetischen Objekte mittels des Lasthebemagneten gehoben und gezielt an einem dafür vorgesehenen Ort abgelegt bzw. abgeworfen werden kann. Die Haltekraft ist dabei sowohl zu der magnetischen Flussdichte als auch zu einer Haltefläche eines Gehäuses des Lasthebemagneten, an welche die ferromagnetischen Objekte zur Anlage kommen, proportional.
Mittels einer Eingabeeinheit einer Bedienvorrichtung des Lasthebemagnetsystems, welche in der Führerkabine angeordnet sein kann, kann ein Bediener einen Volumenstrom einer den Hydraulikmotor durchströmenden Hydraulikflüssigkeit ändern, so dass eine Drehzahl des Hydraulikmotors und des Generators in Abhängigkeit von dem Volumenstrom variiert wird, wobei eine von dem Generator erzeugte elektrische Erregerspannung, welche an einer Erregerspule des Lasthebemagneten angelegt wird, in Abhängigkeit von der Drehzahl variiert wird. Dadurch kann der Lasthebemagnet bzw. das Magnetfeld zum Heben bzw. Anziehen der ferromagnetischen Objekte eingeschaltet und zum Ablegen bzw. Abwerfen der ferromagnetischen Objekte ausgeschaltet werden. Wird nämlich von dem Bediener der Volumenstrom auf nahezu null reduziert, so kommen der Hydraulikmotor und der mit dem Hydraulikmotor zusammenwirkende Generator zu einem Stillstand, das heißt die Drehzahl wird auf null reduziert. Infolgedessen werden die Erregerspannung und der mit der Erregerspannung verbundene Erregerstrom auf null reduziert, so dass sich das Magnetfeld abbaut und die ferromagnetischen Objekte abgeworfen werfen. Problematisch ist hier, dass das Abwerfen der ferromagnetischen Objekte bedingt durch einen langsamen Abbau des Magnetfeldes vergleichsweise sehr lange dauert. Zusätzlich sorgt eine Restmagnetisierung (Remanenz) eines Magnetkerns der Erregerspule dafür, dass ferromagnetische Objekte mit einer vergleichsweise geringen Masse bzw. Größe überhaupt nicht abgeworfen werden, während es bei ferromagnetischen Objekten mit einer mittelgroßen Masse bzw. Größe erst nach einer vergleichsweise langen Zeit zu einem Abwurf kommt.
Weiter sind aus dem Stand der Technik Lasthebemagnetsysteme mit Lasthebemagneten bekannt, welche auf Wertstoffhöfen bzw. Schrottplätzen und in Stahlwerken zum Umschlagen und Sortieren von ferromagnetischen Objekten verwendet werden. Um ein Abwerfen der ferromagnetischen Objekte zu verbessern bzw. eine Abwurfzeit zu verringern, wird hier ein Verfahren angewandt, bei welchem eine Erregerspannung beim Abwerfen der ferromagnetischen Objekte mehrfach ein Vorzeichen wechselt, bis die ferromagnetischen Objekte vollständig abgeworfen sind und eine Remanenz eines Magnetkerns einer Erregerspule des Lasthebemagneten überwiegend abgebaut ist. Jedoch ist ein Lasthebemagnet eines derartigen Lasthebemagnetsystems nicht elektrisch autark ausgestaltet, so dass es nicht ohne Weiteres möglich ist, das Verfahren auf für Abbrucharbeiten vorgesehene Lasthebemagnetsysteme der eingangs bezeichneten Art zu übertragen.
Die DE 197 57 902 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines Lasthebemagnetsystems, insbesondere zum Abwerfen von mittels eines Lasthebemagneten des Lasthebemagnetsystems gehobenen ferromagnetischen Objekten. Zum Abwerfen der ferromagnetischen Objekte reduziert ein Bediener einen Volumenstrom von einem Anfangswert auf einen Endwert von etwa 50 % des Anfangswertes. Eine dadurch hervorgerufene Änderung einer Drehzahl eines Generators des Lasthebemagneten wird mittels eines Drehgebers des Generators registriert, wobei automatisch bei einer einstellbaren Drehzahl bzw. vor einem Erreichen des Endwertes ein Steuerbefehl zum Ausschalten an einer Erregerspule des Lasthebemagneten angelegten Erregerspannung generiert und bedingt durch das Ausschalten der Erregerspannung eine Entmagnetisierung des Lasthebemagneten eingeleitet wird. Jedoch bleibt auch hier das vorgenannte Problem einer Restmagnetisierung eines Magnetkerns der Erregerspule bestehen. Zudem dauert ein Abwurfvorgang hier vergleichsweise lange.
Die DE 44 29 363 C1 beschreibt einen Lasthebemagneten, welcher neben einer Erregerspule zusätzlich eine Entmagnetisierungsspule aufweist, welche derart angeordnet und geschaltet ist, dass bei einer Erregung der Entmagnetisierungsspule ein Magnetfeld der Entmagnetisierungsspule einem Magnetfeld der Erregerspule entgegengerichtet ist. Dadurch wird bei einem Abwerfen von mittels des Lasthebemagneten gehobenen ferromagnetischen Objekten keine nennenswerte Remanenzspannung induziert, weil gleichzeitig mit dem sich abbauenden Magnetfeld der abgeschalteten Erregerspule sich das Magnetfeld der eingeschalteten Entmagnetisierungsspule aufbaut und sich somit beide Magnetfelder im Wesentlichen aufheben, weil sie in entgegengesetzte Richtung wirken. Hier ist insbesondere nachteilig, dass eine Herstellung des Lasthebemagneten bedingt durch einen Einsatz von zwei Spulen, nämlich der Erregerspule und der Entmagnetisierungsspule, kostenintensiv ist.
Aus der DE 195 33 740 A1 ist ein weiterer Lasthebemagnet bekannt, bei welchem zur Entmagnetisierung des Lasthebemagneten eine Spannung umgekehrter Polung bzw. umgekehrten Vorzeichens an den Lasthebemagneten angelegt wird. Der Lasthebemagnet kann an einem Ausleger eines Baggers angeordnet sein, wobei eine elektrische Steuerleitung über den Ausleger zu dem Lasthebemagnet erforderlich ist. Damit ist dieser Lasthebemagnet nicht für einen flexiblen Einsatz bei Abbrucharbeiten geeignet.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Lasthebemagneten eines hydraulischen Lasthebemagnetsystems, insbesondere eines Baggers, Krans oder dergleichen zum Heben von ferromagnetischen Objekten, insbesondere während Abbrucharbeiten und/oder Sortierarbeiten, einen Lasthebemagneten sowie ein hydraulisches Lasthebemagnetsystem vorzuschlagen, welches bzw. welcher effizient und flexibel durchführbar bzw. einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Lasthebemagneten mit den Merkmalen des Anspruchs 20 sowie ein hydraulisches Lasthebemagnetsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 27 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Lasthebemagneten eines hydraulischen Lasthebemagnetsystems, insbesondere eines Baggers, Krans oder dergleichen zum Heben von ferromagnetischen Objekten, insbesondere während Abbrucharbeiten und/oder Sortierarbeiten, wird der Lasthebemagnet mittels eines Generators des Lasthebemagneten mit elektrischer Energie versorgt, wobei der Generator von einem Hydraulikmotor des Lasthebemagneten angetrieben wird, wobei mittels einer Eingabeeinheit einer Bedienvorrichtung des Lasthebemagnetsystems ein Volumenstrom einer den Hydraulikmotor durchströmenden Hydraulikflüssigkeit geändert wird, so dass eine Drehzahl des Hydraulikmotors und des Generators in Abhängigkeit von dem Volumenstrom variiert wird, wobei eine von dem Generator erzeugte elektrische Erregerspannung, welche an einer Erregerspule des Lasthebemagneten angelegt wird, in Abhängigkeit von der Drehzahl variiert wird, wobei der Volumenstrom von einem Anfangswert auf einen Endwert geändert wird, wobei der Volumenstrom von dem Endwert auf den Anfangswert geändert wird, wobei mittels einer Steuervorrichtung des Lasthebemagneten eine mit einer Volumenstromänderung einhergehende Variation der Drehzahl des Hydraulikmotors und/oder des Generators erfasst sowie ausgewertet wird, wobei mittels der Steuervorrichtung in Abhängigkeit der Variation ein Steuerbefehl zum Anlegen der Erregerspannung an der Erregerspule zum Einschalten des Lasthebemagneten oder zum Anlegen einer elektrischen der Erregerspannung vorzeichenmäßig entgegengesetzten Gegenspannung an der Erregerspule zum Ausschalten des Lasthebemagneten generiert wird.
Demzufolge wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine durch eine Volumenstromänderung ausgelöste Variation der Drehzahl des Hydraulikmotors bzw. des Generators dazu benutzt, einen Steuerbefehl zum Anlegen der Erregerspannung an der Erregerspule zum Einschalten des Lasthebemagneten oder zum Anlegen einer elektrischen der Erregerspannung vorzeichenmäßig entgegengesetzten Gegenspannung an der Erregerspule zum Ausschalten des Lasthebemagneten zu generieren, so dass es möglich ist, den Lasthebemagneten ausschließlich hydraulisch, beispielsweise über eine hydraulische Steuerleitung, welche über einen Ausleger des Lasthebemagnetsystems zu dem Lasthebemagneten geführt sein kann, anzusteuern. Eine zusätzliche elektrische Steuerleitung ist somit nicht erforderlich. Folglich ist der Lasthebemagnet flexibel an das Lasthebemagnetsystem bzw. an einen Ausleger des Lasthebemagnetsystems ankoppelbar bzw. auf eine einfache Weise durch einen Abbruchhammer auswechselbar.
Weiter umfasst der Lasthebemagnet eine Steuervorrichtung, welche die Variation der Drehzahl erfasst und auswertet und in Abhängigkeit von der Variation den Steuerbefehl generiert.
Der Begriff „Variation“ kann anhand einer in einem Drehzahl-Zeit-Diagramm aufgetragenen Drehzahlkurve veranschaulicht werden. Die Drehzahlkurve kann einen ersten Bereich, in welchem die Drehzahlkurve im Wesentlichen parallel zu einer Zeit-Achse des Drehzahl-Zeit-Diagramms verläuft, und einen zweiten Bereich, in welchem die Drehzahlkurve nicht parallel zu der Zeit-Achse, sondern insbesondere sprungartig verläuft, aufweisen. Die Variation wird dann durch den zweiten Bereich beschrieben. Dabei kann der Begriff „Variation“ hier insbesondere zwei Fälle umfassen. Erstens kann sich dieser Begriff im Hinblick auf den zweiten Bereich nur auf einen Abschnitt des zweiten Bereiches beziehen, in dem die Drehzahl von einem Anfangswert der Drehzahl auf einen Endwert der Drehzahl geändert wird. Zweitens kann sich dieser Begriff im Hinblick auf den zweiten Bereich auf einen Abschnitt des zweiten Bereichs beziehen, in dem die Drehzahl von einem Anfangswert der Drehzahl auf einen Endwert der Drehzahl und wieder zurück auf den Anfangswert der Drehzahl geändert wird, das heißt auf den gesamten zweiten Bereich.
Der Begriff „Volumenstromänderung“ kann insbesondere die Änderung des Volumenstroms von dem Anfangswert zu dem Endwert oder die Änderung des Volumenstroms von dem Anfangswert über den Endwert bis hin zurück zu dem Anfangswert bezeichnen.
Der Begriff „erfassen“ bedeutet hier insbesondere, dass die Steuervorrichtung einen Endwert der Drehzahl und eine Steigung der Drehzahlkurve registriert.
Der Begriff „auswerten“ bedeutet hier insbesondere, dass die Steuervorrichtung den Endwert und die Steigung der Drehzahlkurve mit einem der Steuervorrichtung bekannten Endwert bzw. einer der Steuervorrichtung bekannten Steigung vergleicht und bei einer Übereinstimmung den Steuerbefehl generiert. Der Steuervorrichtung bekannt heißt, dass dieser Endwert bzw. diese Steigung mittels der Steuervorrichtung einstellbar ist bzw. in der Steuervorrichtung einprogrammierbar ist.
Wesentlich ist außerdem, dass der Volumenstrom von dem Endwert wieder zurück auf den Anfangswert geändert wird, so dass die Drehzahl ebenfalls wieder auf einen Anfangswert der Drehzahl geändert wird. Insbesondere kann der Anfangswert einem mittels der Eingabeeinheit maximal einstellbaren Volumenstrom entsprechen, so dass der Hydraulikmotor bzw. der Generator bei dem Anfangswert mit einer Nenndrehzahl betrieben werden. Dadurch steht der Erregerspule beim Einschalten bzw. Ausschalten des Lasthebemagneten nach dem Ändern des Volumenstroms auf den Anfangswert eine maximale elektrische Energie zu einem Aufbau bzw. Abbau eines von der Erregerspule erzeugten Magnetfeldes bzw. zu einer Entmagnetisierung eines magnetisierten Magnetkerns der Erregerspule zur Verfügung. Weiter sorgt die elektrische der Erregerspannung vorzeichenmäßig entgegengesetzte Gegenspannung beim Ausschalten des Lasthebemagneten dafür, dass ein von einem mit der Gegenspannung verbundenen Gegenstrom erzeugtes magnetisches Gegenfeld, welches dem in einem eingeschalteten Zustand des Lasthebemagneten erzeugten Magnetfeld entgegengerichtet ist, für eine Entmagnetisierung eines von dem Magnetfeld in dem eingeschalteten Zustand magnetisierten Magnetkerns der Erregerspule, so dass eine Restmagnetisierung des Magnetkerns in einem ausgeschalteten Zustand des Lasthebemagneten auf nahezu null reduziert wird. Insgesamt können somit die ferromagnetischen Objekte erheblich schneller abgeworfen werden. Ein Abwurfvorgang dauert abhängig von einer Beschaffenheit des Lasthebemagneten, insbesondere abhängig von einem Material des Magnetkerns, bis zu 5 s. Im Vergleich dazu nimmt ein Abwurfvorgang bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Lasthebemagneten bis zu 1 min in Anspruch, zudem bleibt eine Restmagnetisierung eines Magnetkerns hier bestehen.
Gemäß einer konstruktiv vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Volumenstromänderung durch das Ändern des Volumenstroms von dem Anfangswert auf den Endwert gegeben sein. In diesem Fall wird die Variation im Hinblick auf den zweiten Bereich der Drehzahlkurve durch einen Abschnitt des zweiten Bereiches beschrieben, in dem die Drehzahl von einem Anfangswert der Drehzahl auf einen Endwert der Drehzahl geändert wird.
Gemäß einer weiteren konstruktiv vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Volumenstromänderung durch das Ändern des Volumenstroms von dem Anfangswert über den Endwert bis hin zurück auf den Anfangswert gegeben sein. In diesem Fall wird die Variation im Hinblick auf den zweiten Bereich der Drehzahlkurve durch einen Abschnitt des zweiten Bereiches beschrieben, in dem die Drehzahl von einem Anfangswert der Drehzahl über einen Endwert der Drehzahl bis hin zurück auf den Anfangswert der Drehzahl geändert wird, das heißt durch den gesamten zweiten Bereich.
Vorteilhafterweise wird der Volumenstrom vergleichsweise kurzzeitig bzw. schnell geändert. Kurzzeitige Änderung bedeutet hier insbesondere, dass eine Zeit zwischen einem Verlassen des Anfangswertes und einem Erreichen des Endwertes bzw. einem Wiedererreichen des Anfangswertes vergleichsweise kurz bzw. schnell, vorzugsweise kürzer bzw. schneller als 1 s, ist. Dadurch kann eine Abwurfzeit verkürzt werden.
Zweckmäßigerweise kann der Steuerbefehl bei einer, vorzugsweise wesentlichen, Übereinstimmung der Variation mit einem mittels der Steuervorrichtung einstellbaren Drehzahlverlauf generiert werden. Wesentliche Übereinstimmung bedeutet hier, dass die Variation nicht vollständig mit dem Drehzahlverlauf übereinstimmen muss, sondern eine gewisse Toleranz zulässig ist, so dass die Steuervorrichtung die Variation auch angesichts einer vergleichsweise geringen Abweichung zwischen der Variation und dem Drehzahlverlauf noch dahingehend auswertet bzw. interpretiert, dass der Bediener den Lasthebemagneten einzuschalten bzw. auszuschalten gedenkt. Ist beispielsweise zur Generierung des Steuerbefehls als ein Drehzahlverlauf vorgesehen, dass der Volumenstrom von einem Anfangswert auf einen Endwert von 50 % des Anfangswertes reduziert, für 1 s auf diesem Endwert gehalten und anschließend wieder auf den Anfangswert erhöht werden soll, so kann eine Übereinstimmung zwischen dem Drehzahlverlauf und einer Variation auch noch dann gegeben sein, wenn der Bediener den Volumenstrom zur Erzeugung der Volumenstromänderung bzw. der Variation von dem Anfangswert lediglich auf einen Endwert von 55 % des Anfangswertes reduziert, für 0,8 s auf diesem Endwert hält und anschließend wieder auf den Anfangswert erhöht. Unter Drehzahlverlauf ist hier insbesondere eine zeitabhängige Drehzahlkurve bzw. die Drehzahlkurve beschreibende Parameter, wie eine Steigung der Drehzahlkurve und ein Endwert der Drehzahl, zu verstehen, so dass die Steuervorrichtung einen Vergleich zwischen eine Drehzahlkurve der Variation beschreibenden Parametern und den Parametern der Drehzahlkurve des Drehzahlverlaufs durchführen kann. Die Parameter der Drehzahlkurve des Drehzahlverlaufs können dabei in die Steuervorrichtung einprogrammiert werden bzw. mittels der Steuervorrichtung eingestellt werden. Beispielsweise kann in die Steuervorrichtung einprogrammiert bzw. in der Steuervorrichtung abgespeichert werden, ob der Steuerbefehl bei einem rechteckförmigen, dreieckförmigen oder trapezförmigen Drehzahlverlauf generiert werden soll. Zum Einprogrammieren bzw. Einstellen oder Eingeben der Parameter der Drehzahlkurve des Drehzahlverlaufs kann der Lasthebemagnet über eine Eingabeeinrichtung, wie ein Tastenfeld, verfügen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Anschluss zur Verbindung des Lasthebemagneten mit einem externen Gerät, wie einem Mobiltelefon, Tablet-Computer oder dergleichen vorgesehen sein. Auch ist eine Verbindung des Lasthebemagneten mit einem externen Gerät über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) denkbar. Das externe Gerät kann dabei auch in einer Führerkabine des Lasthebemagnetsystems angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Volumenstrom von dem Anfangswert auf den Endwert vermindert werden. Dadurch dass der Anfangswert höher ist als der Endwert, steht der Erregerspule beim Einschalten bzw. Ausschalten des Lasthebemagneten eine höhere elektrische Energie zu einem Aufbau bzw. Abbau eines von der Erregerspule erzeugten Magnetfeldes bzw. zu einer Entmagnetisierung eines magnetisierten Magnetkerns der Erregerspule zur Verfügung.
Insbesondere kann der Endwert 75 % des Anfangswerts, vorzugsweise 50 % des Anfangswerts, betragen. Diese Endwerte sind von einem Bediener einfach einstellbar, beispielsweise mittels eines Schiebeschalters der Eingabeeinheit.
Auch kann der Anfangswert einem mittels der Eingabeeinheit maximal einstellbaren Volumenstrom entsprechen, wobei der Hydraulikmotor bzw. der Generator bei dem Anfangswert mit einer Nenndrehzahl betrieben werden kann. Dadurch steht der Erregerspule beim Einschalten bzw. Ausschalten des Lasthebemagneten eine maximale elektrische Energie zu einem Aufbau bzw. Abbau eines von der Erregerspule erzeugten Magnetfeldes bzw. zu einer Entmagnetisierung eines magnetisierten Magnetkerns der Erregerspule zur Verfügung.
Alternativ kann der Volumenstrom von dem Anfangswert auf den Endwert erhöht werden. Vorteilhaft kann der Endwert bei 105 % oder 110 % des Anfangswertes liegen, so dass der Erregerspule beim Einschalten bzw. Ausschalten des Lasthebemagneten eine ausreichende Menge an elektrischer Energie zu einem Aufbau bzw. Abbau eines von der Erregerspule erzeugten Magnetfeldes bzw. zu einer Entmagnetisierung eines magnetisierten Magnetkerns der Erregerspule zur Verfügung steht.
In einer Ausführungsform kann der Volumenstrom für weniger als 5 s, bevorzugt weniger als 3 s, besonders bevorzugt weniger als 1 s, auf dem Endwert gehalten werden. Dadurch kann ein Abwurfvorgang verkürzt werden. Auch kann die Variation insgesamt weniger als 1 s in Anspruch nehmen.
Ferner kann der Steuerbefehl bei einer rechteckförmigen, dreieckförmigen oder trapezförmigen Variation generiert werden. Damit ist gemeint, dass eine in einem Drehzahl-Zeit-Diagramm im Wesentlichen parallel zu einer Zeitachse verlaufende Drehzahlkurve einen rechteckförmigen, dreieckförmigen oder trapezförmigen Bereich aufweist. Beispielsweise bedeutet ein dreieckförmiger Bereich, dass die Drehzahl von einem Anfangswert der Drehzahl kontinuierlich auf einen Endwert der Drehzahl und anschließend sofort wieder kontinuierlich auf den Anfangswert der Drehzahl geändert wird. Grundsätzlich kann die Variation eine beliebige Form aufweisen.
Außerdem kann der Steuerbefehl bei einem Erreichen des Endwertes generiert werden. Somit hängt die Generierung des Steuerbefehls nur von dem Endwert ab, so dass eine Programmierung der Steuervorrichtung vergleichsweise einfach ist.
Auch kann der Steuerbefehl generiert werden, wenn der Volumenstrom eine mittels der Steuervorrichtung einstellbare Zeit lang auf dem Endwert gehalten wird. Ein Drehzahlverlauf ist dann insbesondere unabhängig von einer Steigung einer Drehzahlkurve zu einer Zeit der Volumenstromänderung.
Gemäß einer konstruktiv vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann nach der Generierung des Steuerbefehls, bevor bzw. nachdem der Volumenstrom wieder auf den Anfangswert eingestellt wird, mittels einer Ausgabeeinheit der Bedienvorrichtung ein optisches und/oder akustisches Signal ausgegeben werden. Dadurch erhält ein Bediener eine Rückmeldung darüber, dass die Volumenstromänderung bzw. die Variation von der Steuervorrichtung dahingehend ausgewertet bzw. interpretiert wurde, dass der Bediener den Lasthebemagneten einzuschalten bzw. auszuschalten gedenkt, so dass der Bediener weiß, dass er nun den Volumenstrom wieder auf den Anfangswert einstellen kann. Auch ist es möglich, dass das Signal ausgegeben wird, nachdem der Volumenstrom wieder auf den Anfangswert eingestellt wurde. Die Ausgabeeinheit kann als LED ausgestaltet sein.
Vorteilhaft kann ein mit der Erregerspannung verbundener elektrischer Erregerstrom ein Magnetfeld erzeugen, welches einen Magnetkern der Erregerspule magnetisiert.
Zweckmäßig kann außerdem ein mit der Gegenspannung verbundener elektrischer Gegenstrom ein magnetisches Gegenfeld erzeugen, welches einen magnetisierten Magnetkern der Erregerspule entmagnetisiert. So kann eine Restmagnetisierung des Magnetkerns beseitigt werden, so dass eine Abwurfzeit verkürzt werden kann.
Gemäß einer zweckmäßigen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann die Gegenspannung mehrfach ein Vorzeichen wechseln, so dass eine Restmagnetisierung des Magnetkerns nahezu auf null sinkt. Dadurch können die ferromagnetischen Objekte vollständig und innerhalb einer vergleichsweise kurzen Zeit abgeworfen werden.
Bevorzugt kann die Variation der Drehzahl mittels eines Drehzahlgebers der Steuervorrichtung erfasst und ausgewertet werden.
Gleichwohl kann die Variation der Drehzahl über eine Variation einer Frequenz einer mittels des Generators erzeugten Wechselspannung erfasst und ausgewertet werden.
Der erfindungsgemäße Lasthebemagnet für ein hydraulisches Lasthebemagnetsystem, insbesondere ein Bagger, Kran oder dergleichen zum Heben von ferromagnetischen Objekten, insbesondere während Abbrucharbeiten und/oder Sortierarbeiten, umfasst einen Generator zur Versorgung des Lasthebemagneten mit elektrischer Energie, einen Hydraulikmotor zum Antreiben des Generators, eine Bedienvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zum Ändern eines Volumenstroms einer den Hydraulikmotor durchströmenden Hydraulikflüssigkeit, so dass eine Drehzahl des Hydraulikmotors und des Generators in Abhängigkeit von dem Volumenstrom variierbar ist, und eine Erregerspule, an welcher eine von dem Generator erzeugte elektrische Erregerspannung anlegbar ist, wobei die Erregerspannung in Abhängigkeit von der Drehzahl variierbar ist, wobei der Lasthebemagnet eine Steuervorrichtung aufweist, mittels derer eine mit einer Volumenstromänderung einhergehende Variation der Drehzahl des Hydraulikmotors und/oder des Generators erfassbar sowie auswertbar ist, wobei mittels der Steuervorrichtung in Abhängigkeit der Variation ein Steuerbefehl zum Anlegen der Erregerspannung an der Erregerspule zum Einschalten des Lasthebemagneten oder zum Anlegen einer elektrischen der Erregerspannung vorzeichenmäßig entgegengesetzten Gegenspannung an der Erregerspule zum Ausschalten des Lasthebemagneten generierbar ist. Zu den vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemäßen Lasthebemagneten wird auf die Vorteilsbeschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
Vorteilhafterweise kann der Lasthebemagnet ein Gehäuse aufweisen, um insbesondere die Erregerspule, den Generator und den Hydraulikmotor vor äußeren Einflüssen zu schützen. Das Gehäuse kann an einer Unterseite eine Haltefläche zur Anlage der ferromagnetischen Objekte ausbilden.
Weiter kann die Erregerspule einen Magnetkern aufweisen. Vorteilhaft kann der Magnetkern aus einem ferromagnetischen Material, wie Eisen, ausgebildet sein. Erregerwicklungen der Erregerspule können aus Kupfer oder Aluminium, vorzugsweise in Kombination mit einer verhältnismäßig dünnen Eloxalschicht, ausgebildet sein.
Ferner kann der Lasthebemagnet eine Hydraulikkupplung zur hydraulischen Verbindbarkeit des Lasthebemagneten mit einem Ausleger eines hydraulischen Lasthebemagnetsystems aufweisen. Die Hydraulikkupplung kann an einer Oberseite eines Gehäuses des Lasthebemagneten angeordnet sein.
Zweckmäßigerweise kann der Lasthebemagnet bzw. das Lasthebemagnetsystem einen Schnellwechsler und/oder eine Öse mit einer Kettenaufhängung zur mechanischen Verbindbarkeit des Lasthebemagneten mit einem Ausleger eines hydraulischen Lasthebemagnetsystems aufweisen. Der Schnellwechsler bzw. die Öse kann an einer Oberseite eines Gehäuses des Lasthebemagneten angeordnet sein.
Außerdem kann die Steuervorrichtung einen Drehzahlgeber umfassen. Dabei kann der Drehzahlgeber an dem Generator oder an dem Hydraulikmotor angeordnet sein. Als Generator kann ein Gleichstromgenerator oder ein Wechselstromgenerator mit einem dem Wechselstromgenerator nachgeschalteten Gleichrichter vorgesehen sein. Die Drehzahl kann im Fall eines Wechselstromgenerators auch über eine Frequenz einer mittels des Wechselstromgenerators erzeugten Wechselspannung erfasst und ausgewertet werden, wobei die Frequenz zu der Drehzahl proportional ist. Weiter kann die Steuervorrichtung einen Vierquadrantensteller bzw. H-Brücken umfassen.
Auch kann der Lasthebemagnet eine Sensorvorrichtung aufweisen. Die Sensorvorrichtung kann insbesondere zu einer Messung der Erregerspannung, eines mit der Erregerspannung verbundenen, durch die Erregerspule bzw. Erregerwicklungen der Erregerspule fließenden Erregerstroms oder einer Temperatur der Erregerwicklungen vorgesehen sein. Weiter kann der Lasthebemagnet eine Signaleinrichtung aufweisen, welche in einem Fall eines Kurzschlusses, einer Überlast oder eine Übertemperatur der Erregerwicklungen ein akustisches und/oder optisches Signal ausgeben kann. Insbesondere ist eine Überwachung der Temperatur der Erregerwicklungen wichtig, weil es bei einem Überschreiten einer Grenztemperatur zu einer Beschädigung eines Isolierstoffes der Erregerwicklungen kommen kann.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Lasthebemagneten ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Verfahrensanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße hydraulische Lasthebemagnetsystem, insbesondere Bagger, Kran oder dergleichen zum Heben von ferromagnetischen Objekten, insbesondere während Abbrucharbeiten und/oder Sortierarbeiten, umfasst einen erfindungsgemäßen Lasthebemagneten. Zu den vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemäßen Lasthebemagnetsystems wird auf die Vorteilsbeschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
Bevorzugt kann das Lasthebemagnetsystem einen Ausleger aufweisen, an welchem der Lasthebemagnet angeordnet ist. Auch kann eine hydraulische Steuerleitung des Lasthebemagnetsystems entlang des Auslegers zu dem Lasthebemagneten geführt sein, mittels derer die Volumenstromänderung übertragen werden kann bzw. mittels welcher die Hydraulikflüssigkeit zu dem Hydraulikmotor gelangen kann.
Vorteilhafterweise kann die Bedienvorrichtung eine Ausgabeeinheit aufweisen. Die Ausgabeeinheit kann einen Bildschirm, wie ein LCD-Display oder OLED-Display, umfassen und zur Ausgabe von akustischen und/oder optischen Signalen dienen. Die Eingabeeinheit kann einen oder mehrere Schalter, wie Schiebeschalter, Drehknöpfe oder Steuerknüppel, und/oder eine berührungssensitive Oberfläche aufweisen. Bevorzugt sind die Ausgabeeinheit und/oder die Eingabeeinheit in einer Führerkabine des Lasthebemagnetsystems angeordnet.
Auch kann das Lasthebemagnetsystem eine Führerkabine umfassen, von wo aus ein Bediener das Lasthebemagnetsystem steuern, bedienen und überwachen kann.
Zweckmäßig kann der Lasthebemagnet ausschließlich über zumindest eine hydraulische Steuerleitung des Lasthebemagnetsystems steuerbar sein. Das heißt insbesondere, dass der Lasthebemagnet ausschließlich mit zumindest einer hydraulischen Steuerleitung verbunden ist, so dass eine elektrische Steuerleitung nicht erforderlich ist. Dies garantiert eine flexible Ankoppelbarkeit des Lasthebemagneten an das Lasthebemagnetsystem.
Außerdem kann das Lasthebemagnetsystem eine Antriebvorrichtung und eine von der Antriebvorrichtung antreibbare Hydraulikpumpe umfassen. Die Antriebvorrichtung kann einen Verbrennungsmotor, wie einen Dieselmotor oder einen Ottomotor, aufweisen, welcher die Hydraulikpumpe antreibt und die Hydraulikflüssigkeit durch einen Hydraulikkreislauf des Lasthebemagnetsystems, in den insbesondere der Hydraulikmotor integriert sein kann, fördert.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Lasthebemagnetsystems ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Verfahrensanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Lasthebemagnetsystems;
2 eine schematische Darstellung eines Lasthebemagneten;
3 eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung;
4 eine diagrammatische Darstellung einer Drehzahlkurve.

Die 1 zeigt ein Lasthebemagnetsystem 10, welches in Form eines Baggers ausgebildet ist. Das Lasthebesystem 10 umfasst einen armartigen Ausleger 11, einen an dem Ausleger 11 angeordneten Lasthebemagneten 12 sowie eine Führerkabine 13, von wo aus ein Bediener das Lasthebemagnetsystem 10 aus bedienen, steuern und überwachen kann. Der Lasthebemagnet 12 ist über einen Schnellwechsler 14 des Lasthebemagneten 12 mechanisch und über eine Hydraulikkupplung 15 des Lasthebemagneten 12 hydraulisch mit dem Ausleger 11 verbunden bzw. gekoppelt. Weiter umfasst das Lasthebemagnetsystem 10 eine Antriebvorrichtung 16, welche über einen Antriebstrang 17 der Antriebvorrichtung 16 mit einer Hydraulikpumpe 18 des Lasthebemagnetsystems 10 in Eingriff steht. Von der Hydraulikpumpe 18 sind schlauchartige hydraulische Steuerleitungen 19 über den Ausleger 11 zu dem Lasthebemagneten 12 geführt und mit der Hydraulikkupplung 15 verbunden. Die Hydraulikpumpe 18 dient dazu eine hier nicht dargestellte Hydraulikflüssigkeit durch die Steuerleitungen 19 zu dem Lasthebemagneten 12 zu fördern. Mittels einer hier nicht zu sehenden Eingabeeinheit einer hier ebenfalls nicht zu sehenden Bedienvorrichtung des Lasthebemagnetsystems 10, welche in der Führerkabine 13 angeordnet ist, kann der Bediener einen durch die Steuerleitungen 19 strömenden Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit variieren. Dazu können die Steuerleitungen 19 Ventile aufweisen.
Die 2 zeigt den Lasthebemagneten 12 mit dem Schnellwechsler 14 und der Hydraulikkupplung 15. Die Hydraulikkupplung 15 ist über Hydraulikschläuche 20 des Lasthebemagneten 12 mit einem Hydraulikmotor 21 des Lasthebemagneten 12 verbunden, wobei der Hydraulikmotor 21 durch die durch den Hydraulikmotor 21 strömende Hydraulikflüssigkeit, wie einem Hydrauliköl, angetrieben wird. Weiter weist der Lasthebemagnet 12 einen Generator 22 auf, welcher wiederum von dem Hydraulikmotor 21 angetrieben wird. Der Generator 22 versorgt den Lasthebemagneten 12 mit elektrischer Energie, insbesondere eine Steuervorrichtung 23 des Lasthebemagneten 12 sowie eine hier nicht dargestellte Erregerspule des Lasthebemagneten 12, welche in einem glockenförmigen Abschnitt 24 eines Gehäuses 25 des Lasthebemagneten 12 angeordnet ist. Die Steuervorrichtung ist über eine elektrische Leitung 26 mit der Erregerspule verbunden.
Wird von dem Bediener mittels der Eingabeeinheit der Volumenstrom der den Hydraulikmotor 21 durchströmenden Hydraulikflüssigkeit geändert, so wird eine Drehzahl des Hydraulikmotors 21 und des Generators 22 in Abhängigkeit von dem Volumenstrom variiert, wobei eine von dem Generator 22 erzeugte elektrische Erregerspannung, welche an der Erregerspule angelegt wird, in Abhängigkeit von der Drehzahl variiert wird, wobei der Volumenstrom von einem Anfangswert auf einen Endwert geändert wird, wobei der Volumenstrom von dem Endwert auf den Anfangswert geändert wird, wobei mittels der Steuervorrichtung 23 eine mit einer Volumenstromänderung einhergehende Variation der Drehzahl des Hydraulikmotors 21 und/oder des Generators 22 erfasst sowie ausgewertet wird, wobei mittels der Steuervorrichtung 23 in Abhängigkeit von der Variation ein Steuerbefehl zum Anlegen der Erregerspannung an der Erregerspule zum Einschalten des Lasthebemagneten 12 oder zum Anlegen einer elektrischen der Erregerspannung vorzeichenmäßig entgegengesetzten Gegenspannung an der Erregerspule zum Ausschalten des Lasthebemagneten 12 generiert wird.
Die 3 zeigt die Steuervorrichtung 23, welche eine Erfassungseinrichtung 27 und eine Steuereinrichtung 28 umfasst. Die Erfassungseinrichtung 27 erfasst die Drehzahl und wertet die Drehzahl aus, während die Steuereinrichtung 28 in Abhängigkeit von der Variation einen Steuerbefehl zum Anlegen der Erregerspannung an der Erregerspule zum Einschalten des Lasthebemagneten 12 oder zum Anlegen einer elektrischen der Erregerspannung vorzeichenmäßig entgegengesetzten Gegenspannung an der Erregerspule zum Ausschalten des Lasthebemagneten 12 generiert. Die Erfassungseinrichtung 27 und die Steuereinrichtung 28 werden über eine elektrische Leitung 29, welche mit dem Generator 22 verbunden ist, mit elektrischer Energie versorgt. Zudem erfasst die Erfassungsvorrichtung 27 die Drehzahl über eine Frequenz einer an der Leitung 29 anliegenden mittels des Generators 22, welcher hier als ein Wechselstromgenerator ausgebildet ist, erzeugten Wechselspannung . Optional kann die Erfassungsvorrichtung 27 die Drehzahl über eine mit einem hier nicht dargestellten Drehzahlgeber der Steuervorrichtung 23 verbundene elektrische Leitung 30 erfassen.
Die 4 zeigt ein Drehzahl-Zeit-Diagramm 31, bei dem eine Drehzahl N über einer Zeit t aufgetragen ist. In dem Diagramm 31 ist eine Drehzahlkurve 32 eingezeichnet, welche einen sprungartigen, dreieckförmigen Bereich 33 aufweist, bei welchem die Drehzahl N von einem Anfangswert N₀ der Drehzahl auf einen Endwert N₀ / 2 der Drehzahl reduziert und anschließend wieder auf den Anfangswert N₀ der Drehzahl erhöht wird, indem der Volumenstrom von dem Bediener von einem Anfangswert auf einen Endwert von einer Hälfte des Anfangswertes reduziert und anschließend wieder auf den Anfangswert erhöht wird. Eine Variation wird durch einen Abschnitt 34 des Bereichs 33 beschrieben. Stimmen Parameter der Variation bzw. des Abschnitts 34, insbesondere der Endwert N₀ / 2 der Drehzahl, eine Steigung des Abschnitts 34 oder eine Zeitdauer des Abschnitts 34, nun mit einem mittels der Steuervorrichtung 28 eingestellten hier nicht dargestellten Drehzahlverlauf bzw. mit den Drehzahlverlauf beschreibenden Parametern, insbesondere mit einer Steigung des Drehzahlverlaufs, einem Endwert einer Drehzahl des Drehzahlverlaufs oder einem Zeitabschnitt des Drehzahlverlaufs, überein, so wird der Steuerbefehl generiert. Der Steuerbefehl wird zu einem Zeitpunkt t₀ generiert, wenn die Drehzahl N den Endwert N₀ / 2 erreicht. Zudem wird zu dem Zeitpunkt t₀ ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt, das den Bediener darüber in Kenntnis setzt, dass die Steuervorrichtung 23 die durch den Abschnitt 34 beschriebene Variation dahingehend erfasst bzw. erkannt und ausgewertet hat, als der Lasthebemagnet 12 eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden soll, so dass der Bediener die Drehzahl N wieder auf den Anfangswert N₀ erhöhen kann, damit der Erregerspule eine maximale elektrische Energie zu einem Aufbau bzw. Abbau des Magnetfeldes bzw. einer Entmagnetisierung eines magnetisierten Magnetkerns der Erregerspule zur Verfügung steht.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Übereinstimmung zwischen der Drehzahlkurve 32 und dem Drehzahlverlauf bzw. den Parametern der Drehzahlkurve 32 und den Parametern des Drehzahlverlaufs in dem gesamten Bereich 33 gegeben sein muss, damit der Steuerbefehl von der Steuervorrichtung 23 generiert wird. In diesem Fall ist eine Variation durch den Bereich 33 gegeben.
Das beschriebene Verfahren, der beschriebene Lasthebemagnet und das beschriebene hydraulische Lasthebemagnetsystem können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt und modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Beispielsweise kann das Verfahren auch ohne Weiteres auf ein pneumatisches Lasthebemagnetsystem übertragen werden.
Vorteilhaft wird der Volumenstrom von einem Anfangswert auf einen Endwert und anschließend wieder auf den Anfangswert geändert. Jedoch ist auch eine kompliziertere Änderung des Volumenstroms denkbar, bei welcher der Volumenstrom nicht einmal, sondern mehrfach auf den Endwert geändert wird. Auch kann die Änderung des Volumenstroms beispielsweise sinusförmig verlaufen.
Die Beschreibung, die Zeichnungen und die Ansprüche enthalten vielfach Kombinationen von Merkmalen. Jedoch ist die Erfindung nicht allein auf diese Kombinationen beschränkt. Selbstverständlich lassen sich die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und/oder zu beliebigen sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfügen, wobei diese weiteren Kombinationen hiermit als offenbart gelten sollen. Insbesondere ist dies wie folgt zu verstehen: Umfasst ein auf einen unabhängigen bzw. nebengeordneten Anspruch, welcher eine Gesamtheit von Merkmalen A umfasst, rückbezogener Anspruch beispielsweise ein Merkmal B und ein Merkmal C, so soll zweckmäßigerweise auch die Kombination der Merkmale A mit dem Merkmal B, also ohne das Merkmal C, als offenbart gelten. Insbesondere soll auch eine Kombination von Merkmalen von verschiedenen in den Zeichnungen verdeutlichten Ausführungsformen als offenbart gelten.
Bezugszeichenliste

10: Lasthebemagnetsystem
11: Ausleger
12: Lasthebemagnet
13: Führerkabine
14: Schnellwechsler
15: Hydraulikkupplung
16: Antriebvorrichtung
17: Antrieb strang
18: Hydraulikpumpe
19: Steuerleitungen
20: Hydraulikschläuche
21: Hydraulikmotor
22: Generator
23: Steuervorrichtung
24: glockenförmiger Abschnitt
25: Gehäuse
26: Leitung
27: Erfassungseinrichtung
28: Steuereinrichtung
29: Leitung
30: Leitung
31: Drehzahl-Zeit-Diagramm
32: Drehzahlkurve
33: Bereich
34: Abschnitt
N: Drehzahl
N₀: Anfangswert
t: Zeit
t₀: Zeitpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19757902 A1 [0008]
DE 4429363 C1 [0009]
DE 19533740 A1 [0010]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Lasthebemagneten (12) eines hydraulischen Lasthebemagnetsystems (10), insbesondere eines Baggers, Krans oder dergleichen zum Heben von ferromagnetischen Objekten, insbesondere während Abbrucharbeiten und/oder Sortierarbeiten, wobei der Lasthebemagnet mittels eines Generators (22) des Lasthebemagneten mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei der Generator von einem Hydraulikmotor (21) des Lasthebemagneten angetrieben wird, wobei mittels einer Eingabeeinheit einer Bedienvorrichtung des Lasthebemagnetsystems ein Volumenstrom einer den Hydraulikmotor durchströmenden Hydraulikflüssigkeit geändert wird, so dass eine Drehzahl (N) des Hydraulikmotors und des Generators in Abhängigkeit von dem Volumenstrom variiert wird, wobei eine von dem Generator erzeugte elektrische Erregerspannung, welche an einer Erregerspule des Lasthebemagneten angelegt wird, in Abhängigkeit von der Drehzahl variiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom von einem Anfangswert auf einen Endwert geändert wird, wobei der Volumenstrom von dem Endwert auf den Anfangswert geändert wird, wobei mittels einer Steuervorrichtung (23) des Lasthebemagneten eine mit einer Volumenstromänderung einhergehende Variation der Drehzahl des Hydraulikmotors und/oder des Generators erfasst sowie ausgewertet wird, wobei mittels der Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der Variation ein Steuerbefehl zum Anlegen der Erregerspannung an der Erregerspule zum Einschalten des Lasthebemagneten oder zum Anlegen einer elektrischen der Erregerspannung vorzeichenmäßig entgegengesetzten Gegenspannung an der Erregerspule zum Ausschalten des Lasthebemagneten generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenstromänderung durch das Ändern des Volumenstroms von dem Anfangswert auf den Endwert gegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenstromänderung durch das Ändern des Volumenstroms von dem Anfangswert über den Endwert bis hin zurück auf den Anfangswert gegeben ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom vergleichsweise kurzzeitig bzw. schnell geändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerbefehl bei einer, vorzugsweise wesentlichen, Übereinstimmung der Variation mit einem mittels der Steuervorrichtung (23) einstellbaren Drehzahlverlauf generiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom von dem Anfangswert auf den Endwert vermindert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Endwert 75 % des Anfangswerts, vorzugsweise 50 % des Anfangswerts, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangswert einem mittels der Eingabeeinheit maximal einstellbaren Volumenstrom entspricht, wobei der Hydraulikmotor (21) bzw. der Generator (22) bei dem Anfangswert mit einer Nenndrehzahl betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom von dem Anfangswert auf den Endwert erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom für weniger als 5 s, bevorzugt weniger als 3 s, besonders bevorzugt weniger als 1 s, auf dem Endwert gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerbefehl bei einer rechteckförmigen, dreieckförmigen oder trapezförmigen Variation generiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerbefehl bei einem Erreichen des Endwertes generiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerbefehl generiert wird, wenn der Volumenstrom eine mittels der Steuervorrichtung einstellbare Zeit lang auf dem Endwert gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Generierung des Steuerbefehls, bevor bzw. nachdem der Volumenstrom wieder auf den Anfangswert geändert wird, mittels einer Ausgabeeinheit der Bedienvorrichtung ein optisches und/oder akustisches Signal ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Erregerspannung verbundener elektrischer Erregerstrom ein Magnetfeld erzeugt, welches einen Magnetkern der Erregerspule magnetisiert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Gegenspannung verbundener elektrischer Gegenstrom ein magnetisches Gegenfeld erzeugt, welches einen magnetisierten Magnetkern der Erregerspule entmagnetisiert.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenspannung mehrfach ein Vorzeichen wechselt, so dass eine Restmagnetisierung des Magnetkerns nahezu auf null sinkt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der Drehzahl (N) mittels eines Drehzahlgebers der Steuervorrichtung (23) erfasst und ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der Drehzahl (N) über eine Variation einer Frequenz einer mittels des Generators erzeugten Wechselspannung erfasst und ausgewertet wird.
Lasthebemagnet (12) für ein hydraulisches Lasthebemagnetsystem (10), insbesondere einen Bagger, Kran oder dergleichen zum Heben von ferromagnetischen Objekten, insbesondere während Abbrucharbeiten und/oder Sortierarbeiten, umfassend einen Generator (22) zur Versorgung des Lasthebemagneten mit elektrischer Energie, einen Hydraulikmotor (21) zum Antreiben des Generators, eine Bedienvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zum Ändern eines Volumenstroms einer den Hydraulikmotor durchströmenden Hydraulikflüssigkeit, so dass eine Drehzahl (N) des Hydraulikmotors und des Generators in Abhängigkeit von dem Volumenstrom variierbar ist, und eine Erregerspule, an welcher eine von dem Generator erzeugte elektrische Erregerspannung anlegbar ist, wobei die Erregerspannung in Abhängigkeit von der Drehzahl variierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasthebemagnet eine Steuervorrichtung (23) aufweist, mittels derer eine mit einer Volumenstromänderung einhergehende Variation der Drehzahl des Hydraulikmotors und/oder des Generators erfassbar sowie auswertbar ist, wobei mittels der Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der Variation ein Steuerbefehl zum Anlegen der Erregerspannung an der Erregerspule zum Einschalten des Lasthebemagneten oder zum Anlegen einer elektrischen der Erregerspannung vorzeichenmäßig entgegengesetzten Gegenspannung an der Erregerspule zum Ausschalten des Lasthebemagneten generierbar ist.
Lasthebemagnet nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasthebemagnet (12) ein Gehäuse (25) aufweist.
Lasthebemagnet nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspule einen Magnetkern aufweist.
Lasthebemagnet nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasthebemagnet (12) eine Hydraulikkupplung (15) zur hydraulischen Verbindbarkeit des Lasthebemagneten mit einem Ausleger (11) eines hydraulischen Lasthebemagnetsystems (10) aufweist.
Lasthebemagnet nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasthebemagnet (12) einen Schnellwechsler (14) und/oder eine Öse mit einer Kettenaufhängung zur mechanischen Verbindbarkeit des Lasthebemagneten mit einem Ausleger (11) eines hydraulischen Lasthebemagnetsystems (10) aufweist.
Lasthebemagnet nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (23) einen Drehzahlgeber umfasst.
Lasthebemagnet nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasthebemagnet (12) eine Sensorvorrichtung, insbesondere zu einer Messung der Erregerspannung, eines mit der Erregerspannung verbundenen Erregerstroms oder einer Temperatur von Erregerwicklungen der Erregerspule, aufweist.
Hydraulisches Lasthebemagnetsystem (10), insbesondere Bagger, Kran oder dergleichen zum Heben von ferromagnetischen Objekten, insbesondere während Abbrucharbeiten und/oder Sortierarbeiten, umfassend einen Lasthebemagneten (12) nach einem der Ansprüche 20 bis 26.
Lasthebemagnetsystem nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasthebemagnetsystem (10) einen Ausleger (11) aufweist, an welchem der Lasthebemagnet (12) angeordnet ist.
Lasthebemagnetsystem nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienvorrichtung eine Ausgabeeinheit aufweist.
Lasthebemagnetsystem nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasthebemagnetsystem (10) eine Führerkabine (13) umfasst.
Lasthebemagnetsystem nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasthebemagnet (12) ausschließlich über zumindest eine hydraulische Steuerleitung (19) des Lasthebemagnetsystems (10) steuerbar ist.
Lasthebemagnetsystem nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasthebemagnetsystem (10) eine Antriebvorrichtung (16) und eine von der Antriebvorrichtung antreibbare Hydraulikpumpe (18) umfasst.