Wie wird die Haftkraft eines Magneten bestimmt?
Kurze Antwort: Die Haltekraft eines Magneten ist die Kraft, die benötigt wird, um ihn senkrecht von einer dicken, flachen, blanken Stahlplatte abzuziehen, ausgedrückt in kg (1 kg ≈ 9,81 N). Es ist ein Laborwert unter idealen Bedingungen. In der Praxis erreicht man diesen fast nie: Eine Lackschicht, dünner Stahl, ein kleiner Luftspalt oder eine seitliche Belastung können die Kraft halbieren oder noch weiter reduzieren.
Wie wird die Haltekraft gemessen?
- Der Magnet wird mit der polaren Seite auf eine Stahlplatte aus Baustahl (z. B. S235) gesetzt, die geschliffen und plan ist und so dick ist, dass der Stahl nicht gesättigt wird: mindestens 10 mm, bei großen Magneten mehr.
- Eine Zugprüfmaschine zieht den Magneten langsam und exakt senkrecht von der Platte ab.
- Die höchste Kraft vor dem Ablösen ist die Haltekraft, bei Raumtemperatur (ca. 20 °C).
Deshalb ist der angegebene Wert eine Obergrenze: Jede Abweichung von dieser Situation führt zu weniger Kraft. Hersteller geben den Wert als „ca.“ an, weil es zwischen Magneten untereinander eine Streuung von einigen Prozenten gibt.
Was reduziert die Haltekraft in der Praxis?
| Faktor | Effekt (indikativ) |
|---|---|
| Luftspalt / Lack / Folie von 0,5 mm | kleine Magnete: 25 – 40 % weniger |
| Luftspalt von 1 mm | kleine Magnete: oft die Hälfte weniger; große Magnete: 20 – 30 % weniger |
| Dünner Stahl (1-mm-Blech, z. B. eine Kühlschranktür) | starke Magnete: 50 – 80 % weniger, der Stahl wird gesättigt |
| Seitliche Belastung (vertikale Wand) | Magnet rutscht bereits bei 15 – 25 % der Haltekraft |
| Rauhe, rostige oder verbogene Oberfläche | weniger Kontakt, also weniger Kraft |
| Edelstahl (die meisten Sorten), Gusseisen | Edelstahl 304/316: nahezu keine; Gusseisen: deutlich weniger |
| Temperatur über 20 °C | ca. 0,12 % weniger pro °C (umkehrbar bis 80 °C) |
Ein gleichmäßig belasteter Magnet auf einem dicken Stahlträger erreicht den angegebenen Wert fast. Ein Magnet auf einer lackierten, dünnen Tür, die einen Mantel tragen muss, erreicht vielleicht 10 % davon.
Zugkraft und Schiebekraft
Zugkraft wirkt senkrecht von der Oberfläche weg; dafür gilt die angegebene Haltekraft. Schiebekraft wirkt entlang der Oberfläche, wie bei einem Magneten an einer vertikalen Wand, an dem etwas hängt. Dann bestimmt die Reibung, wann er zu rutschen beginnt: bei Stahl auf Stahl ist das bei etwa einem Viertel der Haltekraft der Fall. Gummi erhöht die Reibung. Deshalb rutschen gummiüberzogene Magnete und Magnete mit einer gummierten Schutzscheibe weniger schnell weg.
Warum unterscheiden sich die Haltekräfte zwischen verschiedenen Geschäften?
Wenn Sie denselben Magneten bei verschiedenen Geschäften suchen, sehen Sie oft unterschiedliche Haltekräfte. Das hat mehrere Ursachen:
- Gemessen oder berechnet. Einige Werte wurden auf einer Zugprüfmaschine gemessen, andere wurden mit einer physikalischen Formel auf Basis von Größe und Qualität berechnet. Eine Berechnung ist eine gute Annäherung, aber keine exakte Messung. Besonders bei sehr dünnen Magneten, Ringmagneten mit einem großen Loch und Topfmagneten kann die tatsächliche Kraft deutlich abweichen.
- Ein anderer Messaufbau. Die Dicke und Art der Stahlplatte, wie plan und glatt sie ist und wie schnell gezogen wird, beeinflussen das Ergebnis. Es gibt keinen festen Standard, den alle Lieferanten verwenden.
- Großzügiges Aufrunden. Einige Lieferanten runden stark nach oben ab oder geben den Wert einer stärkeren Qualität an, als sie liefern.
- Streuung in der Produktion. Auch Magnete aus derselben Charge unterscheiden sich untereinander um einige Prozent.
Wir halten bewusst vorsichtige Werte ein. Wenn wir zwischen zwei Zahlen schwanken, geben wir den niedrigeren an: Lieber ein Magnet, der mehr hält, als wir versprechen, als umgekehrt. Hält ein Magnet unter den idealen Bedingungen deutlich weniger als angegeben? Lassen Sie es uns wissen, dann finden wir heraus, woran es liegt.
Wie viel Sicherheitsmarge?
- Senkrecht an dickem Stahl ziehen: rechnen Sie mit maximal der Hälfte der angegebenen Haltekraft.
- An einer vertikalen Wand: rechnen Sie mit 10 – 20 %.
- Bei Vibrationen, Stößen oder wenn ein Sturz gefährlich ist: verwenden Sie einen Magneten niemals als einzige Befestigung.
Die Haltekraft ist also keine zulässige Arbeitslast. Den Unterschied erklären wir in Haltekraft, Zugkraft und Arbeitslast.
Häufig gestellte Fragen
Warum hält mein Magnet weniger als auf der Verpackung angegeben?
Meistens wegen des Untergrunds (dünner oder lackierter Stahl), eines kleinen Abstands oder weil die Belastung seitlich ist. Der Magnet selbst ist selten schwächer. Siehe auch warum verlieren Magnete ihre Kraft?
Wie viel hält ein Magnet zwischen zwei Magneten im Vergleich zu Stahl?
Zwei gleiche Magnete, die sich gegenseitig anziehen, halten ungefähr so stark oder etwas stärker als ein Magnet auf dickem Stahl. Ein Magnet auf einer 1-mm-Stahlplatte (wie einer Metall-Gegenplatte) hält viel weniger.
Wie dick muss der Stahl sein?
Für kleine Magnete bis ca. Ø10 mm ist 1 – 2 mm Stahl ausreichend. Für Magnete von Ø20 mm und größer benötigen Sie 5 – 10 mm, um die volle Kraft zu erhalten.
Warum gibt ein anderes Geschäft eine höhere Haltekraft für denselben Magneten an?
Weil der Wert anders bestimmt wurde: gemessen oder berechnet, auf anderem Stahl oder großzügiger aufgerundet. Ein höherer Wert bedeutet nicht, dass der Magnet stärker ist. Vergleichen Sie daher vor allem Größe und Qualität (wie N42 oder N52) und rechnen Sie immer mit einer Sicherheitsmarge.
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