Wissenswertes - Topf-Magnete

Unter Pot-Magneten („Topf“-Magnete) wird eine ganze Gruppe von Magnetkonstruktionen zusammengefasst, die alle eine ähnliche Funktion und Aussehen haben, aber nur zum Teil „echte Topf-Magnete“ sind.

Ein „echter Pot-Magnet“ besteht aus einem Stahltopf als Umhüllung (magnetischer Rückschluss) und einen Magnet als Kern. Der Magnet kann als Scheibe oder als Ring ausgeführt sei. Wichtig ist, dass sich Topf und Magnetkern auf der Unterseite berühren, aber nicht an den Seitenwänden, denn das ist dann ein magnetischer Kurzschluss. Der entstehende Spalt sollte mit einem nicht ferromagnetischem Material (Klebstoff, Kunststoff, Messing, Aluminium usw.) ausgefüllt sei, um zu verhindern dass sich Späne und Kleinteile in dem Spalt ansammeln. Bei Billigvarianten  wird einfach der Durchmesser Topf und Magnetkern so gewählt, dass der Kern nur an einer Linie den Topf berührt. Das führt zu Haftkraftverlust und einem asymmetrischen Magnetfeld.

Bei einfachen und preiswerten Ausführungen wird meist ein Hart-Ferrit eingesetzt. Die höchsten Haftkräfte erreicht man mit NdFeB-Magneten (meist im Arbeits-Temperaturbereich bis höchstens 80°C). Für Sonderanwendungen gibt es Formen mit SmCo Magneten (Temperaturbereich bis ca. 200°C) und schließlich auch Ausführungen mit AlNiCo. Letztere weichen in ihrer Form, bedingt durch die kleinen Hc –Werte des Werkstoffes, meist stark von den andern Konstruktionen ab. AlNiCo Magnete haben die höchsten zulässigen Einsatztemperatur und einen Br –Wert (Remanenz) der nur wenig geringer ist, als bei NdFeB –Magneten, d.h. es lassen sich hohe Haftkräfte erzielen. Eine wichtige Information ist die Haftkraft (auch Haltekraft) der Pot -Magnete, die in Newton (N) angegeben wird. Es hat sich eingebürgert diese Kraft auch mit kg zu bezeichnen. Physikalisch unsinnig, da hier eine Masse (kg) gleich einer Kraft gesetzt wird (es sollten Kilopond „kp“ sein). Der Umrechnungsfaktor ist die geographisch abhängige Erdbeschleunigung (in unseren Breiten ca. 9,81m/s², d.h. 9.81N entsprechen 1kg (richtig kp). Die tatsächlich auf einem Stahlstück erzielbare Haftkraft hängt wesentlich von der Oberfläche-Beschaffenheit (Rauheit) ab. Die Haftkraft-Werte gelten nur für eine polierte ebene Stahlplatte ausreichender Dicke als Gegenstück. Schon bei einem Luftspalt von 0.5mm zwischen Magnet und Gegenstand werden nur noch ca.60% der Haftkraft erreicht, bei 1mm sind es nur noch ca.35%. Treten auf der Rückseite Feldlinien aus, so ist das Gegenstück zu dünn (z.B. dünnes Blech). Letzteres lässt sich leicht mit der Anziehungskraft auf einen Schraubenzieher o.ä. feststellen. Neben den besprochen „echten POT-Magneten“ gibt es ähnliche Konstruktionen, bei denen aber der Topf fehlt. Die untere Abb. zeigt einen gummierten Haftmagneten. Den Rückschluss übernimmt dabei eine Stahlplatte, die gleichzeig das System stabilisiert und auch den Krafteintrag (Gewindezapfen oder -loch) gewährleistet.

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