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FAQ - Fragen und Antworten

Warum hält mein Magnet an der Wand nicht die volle Last?

Die maximale Kraft, mit der man einen Magneten auf einem bestimmten Haftuntergrund belasten kann, ist je nach Richtung der Krafteinwirkung sehr unterschiedlich groß. Die von uns angegebene Haftkraft gilt für eine Lastkraft, die senkrecht zur Kontaktfläche wirkt. Wirkt die Lastkraft hingegen parallel zur Kontaktfläche, so ist ihr Maximalwert um einiges kleiner. Unsere Messungen mit einer dicken, polierten Eisenplatte ergaben 15-25% der angegebenen Haftkraft. Diese Werte können durch den Einsatz von Kautschuk-Band, gummierten Magneten und Experimentieren mit verschiedenen Oberflächen verbessert werden.
Inhaltsverzeichnis:
Vielleicht konnten Sie das Phänomen bereits selbst beobachten: Wollen Sie einen Magneten senkrecht zur Kontaktfläche wegziehen, benötigen Sie dafür viel mehr Kraft, als wenn Sie den Magneten seitlich verschieben. Eine Analogie: Es ist auch deutlich anstrengender, eine schwere Kiste vom Boden aufzuheben, als sie über den glatten Boden zu schieben.
Diese seitliche Kraft wird Scher- oder Verschiebekraft genannt.

Lastkraft senkrecht zur Kontaktfläche

Die zu jedem Magneten angegebene maximale theoretische Haftkraft gilt unter anderem, wenn die Lastkraft senkrecht zur Kontaktfläche wirkt (andere Einflüsse siehe FAQ "Wie stark haftet dieser Magnet?").
a = Magnethaftkraft
b = Lastkraft
a = Magnethaftkraft
b = Lastkraft

Lastkraft schräg zur Kontaktfläche

a = Magnethaftkraft
b = Lastkraft
c = Reibungskraft
Wirkt die Lastkraft jedoch nicht senkrecht zur Kontaktfläche, so hängt ihr Maximalwert außerdem von der Reibungskraft zwischen dem Haftkörper und dem Magneten ab. Wird der maximale Wert überschritten, so gerät der Magnet ins Rutschen. Die maximale Reibungskraft ist wiederum abhängig von folgenden Faktoren:
  • Von der Rauheit der beiden Kontaktflächen. Je rauer beide Flächen, desto größer die maximale Reibungskraft. Die unebenen Kontaktflächen verzahnen sich ineinander (siehe Bild).
  • Von der Anpreßkraft. Je größer die Kraft, mit der die beiden Kontaktflächen zusammengepresst werden, desto größer die maximale Reibungskraft.

Rauheit vs. Anpreßkraft

Je rauer die beiden Kontaktflächen sind, desto besser ist einerseits die Verzahnung. Andererseits wird dadurch auch die Anpreßkraft etwas kleiner, da die Rauheit den mittleren Abstand der Kontaktflächen vergrößert. Somit bewirkt zunehmende Rauheit gleichzeitig zwei Dinge:
  • eine Vergrößerung der maximalen Reibungskraft wegen stärkerer Verzahnung
  • eine Verringerung der maximalen Reibungskraft wegen Abnahme der Anpreßkraft.

Lastkraft parallel zur Kontaktfläche: Scherkraft / Verschiebekraft

a = Magnethaftkraft
b = maximale Lastkraft
Bei vielen Anwendungen wirkt die Lastkraft allerdings parallel zur Kontaktfläche, z. B. wenn Sie einen Magneten an den Kühlschrank schnappen lassen.
Da die Oberflächenbeschaffenheit des Haftkörpers variiert und uns nicht bekannt ist, können wir über die maximale Lastkraft parallel zur Kontaktfläche nur grobe Faustregeln angeben.
Magnet-Material Materialpaarung Magnethaftkraft (a) Lastkraft (b)
Neodym-Magnete Eisen - Eisen 100% ca. 15%
Ferrit-Magnete Eisen - Eisen 100% ca. 15%
Magnetbänder und -folien Kunststoff- Eisen 100% ca. 25%
Beispiel: An einen an einer Wand haftenden Hakenmagneten FTN-40 (Material: Neodym) mit einer maximalen Haftkraft von 50 kg können Sie Gewichte von ca. 7,5 kg hängen, bevor der Magnet an der Wand nach unten zu rutschen beginnt.

Optimierungsmöglichkeiten

Die oben angegebenen Werte entstammen einer Messung auf einer dicken, polierten Eisenplatte. Durch sorgfältige Wahl der Materialien und der resultierenden Reibung kann dieser Wert durchaus auf bis zu 50% der Magnethaftkraft erhöht werden. Unsere Vorschläge:
  • Kleben Sie unser Kautschuk-Band auf die Rückseite der Magnete.
  • Verwenden Sie Magnete mit Gummi-Ummantelung.
  • Verwenden Sie passende Gummi-Kappen an der Unterseite von Topfmagneten.
  • Experimentieren Sie mit raueren und glatteren metallenen Oberflächen, um das Optimum zu finden.
Alle diese Massnahmen können die maximale Haftkraft in Scherrichtung markant erhöhen.

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