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Ratgeber

Hubmagnete: Elektronische Bauteile für lineare Bewegungen

Hubmagnete sind elektromechanische Bauteile, die in der Lage sind, lineare Bewegungen auszuführen. Sie sind in verschiedenen Bauformen und Größen erhältlich und eignen sich für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen

Wie diese Elektromagneten funktionieren und was es beim Kauf zu berücksichtigen gilt, lesen Sie in unserem Ratgeber.



Was sind Hubmagneten und wie funktionieren sie?

Bei Hub- oder Linearmagneten handelt es sich um Aktoren, die eine geradlinige Hubbewegung ausführen können. Anwendung finden solche Magnete in der Industrie, um zum Beispiel einen Schalter zu betätigen. Hubmagnete gehören zur Gruppe der Elektromagnete. Für die Ausführung der gewünschten Bewegung muss also eine Spannung anliegen.

Im Gehäuse eines Hubmagneten befinden sich ein Eisenkern und eine Spule, die den sogenannten Anker oder Tauchkern umgibt. Zwischen Kern und Anker besteht ein Luftspalt, dessen Höhe ausschlaggebend für den maximalen Hub ist, den der Elektromagnet letztlich ausführen kann. 

Die Hubendlage des Aktors ist dann erreicht, wenn der Luftspalt komplett geschlossen ist. Mit der am Anker befindlichen Ankerstange wird die vom Tauchkern ausgeführte Hub-Bewegung schließlich nach außen geführt. Um zurück in die Ausgangslage zu gelangen, ist eine Kraft von außen nötig. In den meisten Fällen erfolgt die Rückstellung mithilfe einer Feder.



Welche Bauarten von Hubmagneten gibt es?

Im Handel finden Sie Hubmagnete in verschiedenen Ausführungen: Einfachhubmagnete oder Lasthebemagnete sind mit ziehender oder drückender Bewegung erhältlich. Bei solchen Magneten wirkt die Kraft ausschließlich in eine Richtung

Dagegen ist es mit bidirektionalen Hubmagneten möglich, eine Kraft in beide Richtungen auszuüben. Um einen bidirektionalen Hub realisieren zu können, befinden sich im Inneren zwei verschiedene Spulenwicklungen. Die Art der Bewegung hängt davon ab, welche der beiden Wicklungen mit Strom versorgt wird. 

Darüber hinaus sind Ausführungen verfügbar, bei denen an einer oder auch an beiden Endpositionen eine Arretierung erfolgt. Man spricht in diesem Fall von monostabilen oder bistabilen Magneten. 

Hinsichtlich der Form können Hubmagnete in die besonders robusten Zylindermagneten und die sogenannten Rahmenmagnete unterteilt werden.



Vorteile von Hubmagneten

Aufgrund der hohen Flexibilität bei der Einbaulage sind Hubmagneten vielseitig verwendbar. Sie sind zudem günstig in der Anschaffung und haben ein nur geringes Gewicht. Darüber hinaus lassen sich Hubmagnete vielfältig modifizieren

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auf den Anker nur dann eine Kraft wirkt, wenn Strom fließt. Dank Feder kann die Endposition der Ankerstange auch ohne Strom individuell festgelegt werden.

Im Vergleich zu einem mechanischen Aktor kann ein Hubmagnet ebenfalls mit diversen Vorteilen überzeugen: Magnetische Aktoren sind die erste Wahl, wenn schnelle Bewegungen in Kombination mit einer hohen Dynamik gefordert sind. Hubmagnete können hohe Kräfte übertragen, sind wartungsfrei und unempfindlich gegenüber Störungen. 

Der Arbeitstemperaturbereich ist deutlich größer als es bei einem mechanischen Modell der Fall ist. Aufgrund der einfachen Konstruktion und geringen Anzahl beweglicher Teile weisen magnetische Aktoren eine besonders hohe Lebensdauer auf.



Tipps für den Kauf von Hubmagneten

Beim Kauf von Hubmagneten gilt es einige Punkte zu berücksichtigen. Zunächst einmal müssen der benötigte Hub sowie die Anfangs- und Endkraft erreicht werden. Ist das nicht der Fall, ist entweder keine dauerhaft zuverlässige Funktion gewährleistet oder ein Einsatz schlicht unmöglich. Wichtig zu wissen ist auch, ob Sie einen Aktor benötigen, der eine ziehende oder eine drückende Bewegung ausführt. 

Weiterhin ist der Anschluss von Bedeutung: Sie erhalten Hubmagnete mit Lötöse oder mit bereits angebrachten Kabeln. Zu berücksichtigen sind zudem Länge und Durchmesser der Ankerstange sowie die Nennspannung, mit der der Magnet arbeitet. 

Bei widrigen Betriebsbedingungen sollten Sie Hubmagnete mit einem geschlossenen Gehäuse bevorzugen. Diese bieten einen besseren Schutz vor Verschmutzung, Korrosion und mechanischen Beschädigungen der Spule.



Unser Praxistipp: Starke Überdimensionierung vermeiden!

Wählen Sie die Kraft, die ein Hubmagnet aufbringen soll, möglichst passend zum Verwendungszweck. Eine Überdimensionierung ist nicht hilfreich, sondern sogar von Nachteil

Durch die hohen Beschleunigungs- und Anschlagkräfte kommt es nämlich zu einem erhöhten Verschleiß am Magneten und an der Mechanik.



Häufig gestellte Fragen zu Hubmagneten

Wovon ist die Kraft eines Elektromagneten abhängig?

Die Kraft eines Elektromagneten wird durch den Strom bestimmt, der durch die Spule fließt. Dabei gilt, dass die zur Verfügung stehende Kraft mit höherem Strom zunimmt.

Mein Hubmagnet erwärmt sich während des Betriebs. Ist das normal?

Die Entstehung von Abwärme ist normal und physikalisch bedingt: Wenn Strom durch die Spule fließt, erfolgt durch den Widerstand eine Umwandlung der Energie in Wärme. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, um die Abwärme zu begrenzen. Zum einen kann einfach die zugeführte Energie reduziert werden. Alternativ ist eine spezielle Kühlung des Hubmagneten denkbar.

Welche Rolle spielt die Temperatur bei Elektromagneten?

Generell lässt sich sagen, dass die Temperatur einen sehr wichtigen Faktor beim Betrieb von Elektromagneten darstellt. Der Widerstand der Spule steigt mit zunehmender Temperatur an und je höher der Widerstand, desto geringer ist die Kraft, die erzeugt werden kann.

Der Hubmagnet macht störende Geräusche, kann daran etwas ändern?

Das Geräusch, das Sie wahrnehmen, ist vermutlich das Anschlaggeräusch des Ankers. Bei vielen Hubmagneten lässt sich das Geräusch mithilfe spezieller Dämpfungsringe aus Gummi minimieren. Allerdings sollten Sie prüfen, ob mit installierten Dämpfungsringen der erforderliche Hub umgesetzt werden kann.

Gibt es Hubmagnete auch zum Anschluss an Wechselspannung?

Ja, neben Elektromagneten für Gleichspannung gibt es Ausführungen für den Betrieb mit Wechselspannung. Nachteilig ist hier allerdings, dass die Kraft am Hub-Anfang verhältnismäßig gering ausfällt, aber mit weiter eintauchendem Stößel plötzlich stark zunimmt, was zu einem lauten Anschlaggeräusch führt. Außerdem erzeugen Wechselspannungsmagnete oft Brummgeräusche.

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