Elektrische Signale in Bewegung umsetzen

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Redaktionsbüro von Bechen

Arten von aktiven Elektromagneten

Nach Bauform geordnet gibt es hauptsächlich offene und geschlossene Bügelmagnete sowie Zylindermagnete. Bei offenen Bügelmagneten sitzt die Spule in einem u-förmigen Metallbügel. Diese Variante ist preiswert, verhältnismäßig leicht und wird aufgrund des geringeren Wirkungsgrades gern für kleinere Bauformen verwendet. Bei geschlossenen Bügelmagneten umfasst der Rahmen mindestens vier Seiten der Spule. Hochwertige Bügelmagnete bestehen aus einem nahtlos geschlossenen Rahmen und verfügen damit über einen hohen Wirkungsgrad. Sie finden sich im Bereich mittlerer und hoher Kräfte vor allem bei Industrieanwendungen wieder (Anlaufbild).

Drehmagnete besitzen eine Welle, die bei Bestromung der Spule um einen bestimmten Winkel dreht. Auch sie sind in der Basisform unbestromt kraftlos. Eine Rückbewegung in die Ausgangsposition erfolgt beispielsweise durch ergänzende Rückholfedern. Drehmagnete arbeiten sehr präzise, stellen aber fertigungstechnisch ebenso hohe Anforderungen. Günstige Alternativen sind Hubdrehmagnete. Sie bieten einen klaren Preisvorteil, wenn die geringe axiale Verschiebung mechanisch kompensiert wird oder für die Anwendung nicht störend ist.

Klappankermagnete wirken über einen beweglichen Anker. Er wird wie ein Hebel von der Spule angezogen und führt eine Art klappende Bewegung aus. Klappankermagnete finden millionenfach Anwendung in Relais, um über die Hebelwirkung Schaltkontakte zu öffnen und zu schließen. In der Regel sind sie mit einer Rückholfeder ausgestattet, die den Anker in die Ausgangsposition zurückholt.

Auswahlkriterien für Magnete

Zu den wesentlichen Auswahlkriterien eines Magneten zählen in erster Linie die Haltekraft bei passiven Magneten und der Kraft-Hub-Verlauf bei aktiven Magneten. Dazu kommen die Art der Bewegung, Baugröße, ergänzende Funktionen (zum Beispiel arretierend oder bidirektional) und Lebensdauer. Als Faustregel gilt: Der optimale Magnet ist der, der bei kleinster Bauform die erforderlichen Kräfte mit ausreichender Toleranz nach oben liefert und der mechanischen Belastung standhält.

Verschleiß und Alterung

Wie alle elektromechanischen Bauteile verschleißen auch Elektromagnete. Passive Magnete altern hauptsächlich durch Korrosion, aktive Elektromagnete durch die mechanische Belastung. Der Verschleiß ist ein schleichender Prozess und der Punkt der Funktionsunfähigkeit hängt stark von der Applikation ab. So testet beispielsweise Tremba mit eigenen Vorrichtungen die Lebensdauer nach sehr strengen Kriterien, so dass die angegebenen Zyklen in der Regel weit überschritten werden können. Ein ungefährer Richtwert nach diesem Test liegt bei Low-Cost-Hubmagneten mit metallischer und einfacher Hülsenlagerung bei 200.000 bis 300.000 Zyklen.

Insbesondere hochwertige Betätigungsmagnete mit gelagerten Kernen beziehungsweise Wellen sind bei sachgemäßer Anwendung äußerst robust. Sie überleben viele Millionen Schaltzyklen ohne Wartungsaufwand. Eine solide und frühzeitige Beratung im Applikationsdesign zahlt sich hier aus: Die Reklamationsquote von Magneten von Markenherstellern ist äußerst gering. Und bei korrosionsfördernden Einsatzbedingungen stehen spezielle Beschichtungen und andere Schutzmaßnahmen zur Verfügung.

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