Was ist die Scherkraft bei Magneten?
Scherkraft versus Zugkraft
Die Haftkraft ist ein Maß für die Lastkraft, die senkrecht zum Gegenstück wirkt. Ermittelt wird die Haftkraft, indem man den Magneten bei Raumtemperatur von einer polierten, 10 mm dicken Stahlplatte senkrecht abzieht. Ein Beispiel zur senkrechten Belastung ist eine Lampe, die mit einem Magneten an der Zimmerdecke befestigt ist. Die Lampe zieht demnach Richtung Boden – also senkrecht.
Bei der Scherkraft (auch Verschiebekraft) wird der Magnet keiner senkrechten, sondern einer parallelen Zugkraft ausgesetzt. Dies bedeutet bis zu 30% weniger Kraft im Vergleich zur Haftkraft. Wenn man den gleich starken Magneten nicht an der Decke, sondern an der Wand mit der Lampe anbringen würde, dann würde der Magnet rutschen.
Die Zugkraft oder Haftkraft gilt für eine Lastkraft, die senkrecht zur Haftfläche wirkt
Wirkt die Lastkraft hingegen parallel zur Haftfläche, so ist der Wert erheblich kleiner (ca. 25-30% der angegebenen Haftkraft).
Minimierung der Scherkraft
Durch folgende Maßnahmen kann die Scherkraft mit Hilfe der Reibungskraft verringert werden:
- Aufkleben unseres selbstklebenden Antirutschgummis
- Verwendung unserer Gummimanschetten
- Verwendung von gummierten Magneten
Haftkraft senkrecht zur Haftfläche
Lastkraft schräg zur Haftfläche
H = Magnethaftkraft L = Lastkraft R = Reibungskraft
Wirkt die Haftkraft nicht senkrecht, sondern schräg zur Kontaktfläche, so hängt die magnetische Kraft auch von der Reibungskraft zwischen dem Haftkörper und dem Magneten ab. Die maximale Reibungskraft ist abhängig von zwei Faktoren:
Rauheit der beiden Kontaktflächen: Je rauer beide Flächen, desto größer die maximale Reibungskraft.
Anpresskraft: Je größer die Kraft, mit der die beiden Kontaktflächen zusammengepresst werden, desto größer die maximale Reibungskraft.
Lastkraft parallel zur Haftfläche
H = Magnethaftkraft L = Lastkraft
Es gibt viele magnetischen Anwendungsbeispiele, bei denen die Lastkraft parallel zur Haftfläche wirkt. Dann kann der Magnet weniger belastet werden als die angegebene maximale Haftkraft. Das Verhältnis Zugkraft / Scherkraft ist wie folgt:
Magnetmaterial: Neodym-Magnete = Magnetkraft H 100% = Lastkraft L 25% Ferrit-Magnete = Magnetkraft H 100% = Lastkraft L 25% Magnetbänder und -folie = Magnetkraft H 100% = Lastkraft L 30%
Beispiel: An einen an einer Wand haftenden Hakenmagneten aus Neodym mit einer maximalen Haftkraft von 500 N können Sie Gewichte von ca. 12,5 kg hängen, bevor der Flachgreifer nach unten rutscht.
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