Wie wird die Haltekraft eines Magneten bestimmt?
Kurze Antwort: Die Haftkraft eines Magneten ist die Kraft, die nötig ist, um ihn senkrecht von einer dicken, ebenen, blanken Stahlplatte abzuziehen, angegeben in kg (1 kg ≈ 9,81 N). Es ist ein Laborwert unter idealen Bedingungen. In der Praxis wird er fast nie erreicht: Eine Lackschicht, dünner Stahl, ein kleiner Luftspalt oder eine seitliche Belastung können die Kraft halbieren oder noch weiter senken.
Wie wird die Haftkraft gemessen?
- Der Magnet wird mit der Polfläche auf eine Platte aus Baustahl (z. B. S235) gesetzt, geschliffen und eben und so dick, dass der Stahl nicht sättigt: mindestens 10 mm, bei großen Magneten mehr.
- Eine Zugprüfmaschine zieht den Magneten langsam und genau senkrecht von der Platte.
- Die höchste Kraft vor dem Lösen ist die Haftkraft, bei Raumtemperatur (ca. 20 °C).
Deshalb ist der angegebene Wert eine Obergrenze: Jede Abweichung von dieser Situation ergibt weniger Kraft. Hersteller geben den Wert als „ca.“ an, weil es zwischen einzelnen Magneten eine Streuung von einigen Prozent gibt.
Was senkt die Haftkraft in der Praxis?
| Faktor | Wirkung (Richtwert) |
|---|---|
| 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. Kühlschranktür) | starke Magnete: 50 – 80 % weniger, der Stahl sättigt |
| Seitliche Belastung (senkrechte Wand) | Magnet rutscht schon bei 15 – 25 % der Haftkraft |
| Raue, rostige oder gewölbte Oberfläche | weniger Kontakt, also weniger Kraft |
| Edelstahl (die meisten Sorten), Gusseisen | Edelstahl 304/316: praktisch keine; Gusseisen: deutlich weniger |
| Temperatur über 20 °C | ca. 0,12 % weniger pro °C (reversibel bis 80 °C) |
Ein gleichmäßig belasteter Magnet auf einem dicken Stahlträger kommt dem angegebenen Wert nahe. Ein Magnet an einer lackierten, dünnen Tür, der eine Jacke tragen soll, erreicht vielleicht 10 % davon.
Zugkraft und Scherkraft
Zugkraft wirkt senkrecht von der Oberfläche weg; dafür gilt die angegebene Haftkraft. Scherkraft wirkt entlang der Oberfläche, etwa bei einem Magneten an einer senkrechten Wand, an dem etwas hängt. Dann bestimmt die Reibung, wann er rutscht: Bei Stahl auf Stahl etwa bei einem Viertel der Haftkraft. Gummi erhöht die Reibung. Deshalb rutschen gummierte Magnete und Magnete mit einer Gummi-Schutzscheibe weniger schnell weg.
Wie viel Sicherheitsreserve?
- Senkrechter Zug auf dickem Stahl: Rechnen Sie mit höchstens der Hälfte der angegebenen Haftkraft.
- An einer senkrechten Wand: Rechnen Sie mit 10 – 20 %.
- Bei Vibrationen, Stößen oder wenn ein Absturz gefährlich ist: Verwenden Sie einen Magneten nie als einzige Befestigung.
Die Haftkraft ist also keine zulässige Arbeitslast. Den Unterschied erklären wir in Haftkraft, Zugkraft und Arbeitslast.
Häufig gestellte Fragen
Warum hält mein Magnet weniger, als auf der Verpackung steht?
Meist 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 an einem anderen Magneten statt an Stahl?
Zwei gleiche Magnete, die sich anziehen, halten etwa gleich stark oder etwas stärker als ein Magnet auf dickem Stahl. Ein Magnet auf einem 1-mm-Stahlplättchen (z. B. einer Gegenplatte) hält viel weniger.
Wie dick muss der Stahl sein?
Für kleine Magnete bis ca. Ø10 mm reichen 1 – 2 mm Stahl. Für Magnete ab Ø20 mm brauchen Sie 5 – 10 mm, um die volle Kraft zu erreichen.
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