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Magnettechnik auf den kommunikativen Kern gebracht.

Jeder spricht die gleiche Landessprache, jeder bemüht sich um Verständlichkeit. Und dennoch kommt es selbst unter Fachleuten vor, dass durch unterschiedlich verwendete Begriffe und Definitionen Missverständnisse auftreten. Das ist nicht nur ärgerlich, sondern kostet unnötig Zeit und Geld.

Mit der Ihnen vorliegenden Definitions-Hilfe will Kern Technik dazu beitragen, mögliche Missverständnisse bei Entwicklung und Fertigung zu vermeiden. Dazu enthält diese Rubrik die wichtigsten Begriffe der Magnet-Technik ­ von Abfallverzugszeit bis Stromhysterese.

Auf keinen Fall aber will Kern Technik mit diesem kleinen "Magnet-Lexikon" als Schulmeister auftreten oder anderen die Qualifikation absprechen. Einzig und alleine soll es das Miteinander erleichtern, um in der Sache besser und schneller zu sein.

  • Aufbau/Funktionsweise

    Ein einfacher Gleichstrom- Steuermagnet, auch "Schwarz-Weiß-Magnet" genannt, schaltet von einer Endlage in die andere. Es eignet sich für einfache Verriegelungs- Halte- und Steuerungsaufgaben.

     

    Der quasi "intelligente" Magnet ein Proportional- Magnet mit integriertem Wegsensor macht eine programmierbare, punktgenaue Ansteuerung von Ventilen u. ä. möglich. Dadurch eignet er sich für anspruchsvolle Steuerungsaufgaben in der Hydraulik.

     

  • Gleichstrom/Wechselstrom

    Gleichstrommagnete

    Schalthäufigkeit
    Die max. Schalthäufigkeit bei Gleichstrommagneten wird durch die erreichbaren Zeiten für die Ankerbewegung vom Schaltmoment bis zum Erreichen der End- / Ausgangslage bestimmt.

    Stellung des Ankers
    Gleichstrommagnete können ohne zusätzliche Erwärmung in beliebiger Ankerstellung auf Dauer betrieben werden.

    Dynamik
    Gleichstrommagnete ziehen relativ langsam an. Bei entsprechend guter Anpassung an die statische Gegenkraft kann eine nahezu konstante Geschwindigkeit erreicht werden. In diesem Fall entspricht das dynamische Verhalten weitestgehend dem eines hydraulischen Antriebs.

    Lebensdauer
    Durch das günstige dynamische Verhalten erwarten Gleichstrommagnete eine hohe Lebensdauer. So ist beispielsweise das Verbrennen der Spule durch die nicht erreichte Endstellung des Ankers ausgeschlossen.

    Wechselstrommagnete

    Schalthäufigkeit
    Die Schalthäufigkeit bei Wechselstrommagneten ist durch die mechanische Lebensdauer, die zulässige Erwärmung der Wicklung und durch die zulässige mittlere elektrische Leistung gegeben, da bei jedem Anzug Stromspitzen bis zum 15fachen Effektivwert des Halbstroms auftreten.

    Stellung des Ankers
    Bei Wechselstrommagneten muß der Anker immer vollständig angezogen werden können, da ansonsten starke Geräusche und unzulässige Temperaturen auftreten.

    Dynamik
    Bei Wechselstrommagneten bewegt sich der Anker mit stark zunehmender Geschwindigkeit und schlägt mit lautem Anschlag auf das Ankergegenstück auf. Die Erhöhung der statischen Magnetkraft ermöglicht sehr kurze Anzugsgesamtzeiten. Der Einschaltvorgang ist vom Augenblickswert der anliegenden Spannung im Einschaltmoment abhängig.

    Lebensdauer
    Bei Wechselstrommagneten prallt der Anker auf das Gegenstück. Dadurch verschleißen die Polflächen und Kurzschlußringe. Wenn der Anker durch mechanische Störung oder durch Absinken der Netzspannung seine Endstellung nicht erreicht, kann die Wicklung sehr schnell thermisch überlastet werden und verbrennen. Einher geht der unüberhörbare Nachteil einer starken Geräuschentwicklung.

  • Bauformen

    Betätigungsmagnet
    Ein Hubmagnet mit einem Anker, der eine begrenzte Längsbewegung ausführt.

    Einfachhubmagnet
    Ein Gerät, bei dem die Hubbewegung von der Hubanfangslage in die Hubendlage durch die elektromagnetische Kraftwirkung und bei dem die Rückstellung durch äußere Kräfte erfolgt. Der Richtung der Kraftabgabe des Ankers entsprechend wird unterschieden zwischen ziehender und drückender Ausführung.

    Doppelhubmagnet mit Nullstellung
    Ein Gerät, das nach dem Prinzip des Einfachhubmagneten arbeitet. Die Hubbewegung geht je nach Erregung von der Nullstellung in eine der beiden entgegengesetzten Richtungen und durch äußere Rückstellkräfte nach Ausschalten des Stromes in die Nullstellung zurück. Dabei ist die Nullstellung die Hubanfangslage für beide Richtungen.

    Umkehrhubmagnet ohne Nullstellung
    Ein Gerät, das nach dem Prinzip des Einfachhubmagneten arbeitet. Die Hubbewegung erfolgt je nach Erregung von einer Hubendlage in die andere oder umgekehrt. Dabei ist die Hubendlage in der einen Richtung gleichzeitig die Hubanfangslage in der entgegengesetzten Richtung.

    Steuermagnet
    Hubmagnete, die durch ihren Aufbau und ihre technischen Daten vornehmlich zum Betätigen von Ventilen in der hydraulischen Steuerungs- bzw. Regelungstechnik verwendet werden.

    Ventilmagnet
    Ein Hubmagnet, der durch seinen Aufbau und seine technischen Daten vornehmlich zum Betätigen von Ventilen in der pneumatischen und hydraulischen Steuerungstechnik verwendet wird.

    Haftmagnet
    Ein Haftmagnet oder Haltemagnet ist ein elektromagnetisches Gerät zum Festhalten von ferromagnetischen Gegenständen.

    Magnetventil
    Ein Magnetventil ist ein elektromagnetisch betätigtes Wegeventil (pneumatisch oder hydraulisch), bei dem die Ventilfunktion im Elektromagneten integriert ist.

    Schwingmagnet
    Ein Schwingmagnet ist ein Betätigungsmagnet, der periodische sinusförmige Schwingbewegungen ausführt.

  • Zeit

    Abfallverzugszeit
    Abfallverzugszeit ist die Zeit vom Moment des Ausschaltens der Betätigungsspannung bis zum Beginn der Ankerbewegung.

    Abfallzeit
    Abfallzeit ist die Zeit der Ankerbewegung von der Endlage bis zur Anfangslage.

    Abfallgesamtzeit
    Abfallgesamtzeit ist die Summe aus Abfallverzugszeit und Abfallzeit.

    Anzugsverzugszeit
    Anzugsverzugszeit ist die Zeit vom Moment des Einschaltens der Betätigungsspannung bis zum Beginn der Ankerbewegung.

    Anzugszeit
    Anzugszeit ist die Zeit der Ankerbewegung von der Anfangslage bis zur Endlage.

    Anzugsgesamtzeit
    Anzugsgesamtzeit ist die Summe aus Anzugsverzugszeit, Anzugszeit und Prellzeit.

    Einschaltdauer
    Die Einschaltdauer ist die Zeit zwischen dem Einschalten und Ausschalten der Spannung.

    Einschaltdauer, relative
    Die relative Einschaltdauer ist das Verhältnis der Summe aller Einschaltdauern zur Summe aller Spieldauern mal 100. Der Ermittlung der relativen Einschaltdauer ist eine Spieldauer von 5 Minuten zugrunde gelegt.

    Einschaltdauer, maximale
    Die maximale Einschaltdauer gibt an, wie lange ein Magnet mit der entsprechenden relativen Einschaltdauer ununterbrochen an Spannung anliegen kann, ohne sich unzulässig zu erwärmen.

    Pause
    Die Pause ist die Zeit zwischen dem Ausschalten und dem Wiedereinschalten der Betätigungsspannung.

    Schalthäufigkeit
    Die Schalthäufigkeit ist die Anzahl der maximal möglichen Schaltspiele je Stunde.

    Spieldauer
    Die Spieldauer ist die Summe aus Einschaltdauer und Pause. Sie beträgt bei Gleichstromsteuermagneten maximal 5 min.

  • Kraft/Leistung/Strom

    Anzugskraft
    Die Anzugskraft FA ist die Magnetkraft, die bei Nennhub, betriebswarmem Zustand, 0,9facher Nennspannung und ungünstiger Einbaulage erreicht wird.

    Hubkraft
    Die Hubkraft ist die Magnetkraft unter Berücksichtigung des Ankergewichts.

    Haltekraft
    Die Haltekraft FH ist die kleinste Kraft, die im betriebswarmen Zustand, bei 0,9facher Nennspannung und ungünstigster Lage ausreicht, um den Anker abzureißen.

    Kraft, Magnetkraft
    Die Magnetkraft ist die elektromagnetisch erzeugte, nutzbare mechanische Kraft in Wirkungsrichtung.

    Magnetkraft-Kennlinie
    Die Magnetkraft-Kennlinie ist die grafische Darstellung der Magnetkraft in Abhängigkeit vom Hub. Die Magnetkraft-Kennlinien können auf die dargestellten idealisierten Magnetkraft-Kennlinien zurückgeführt und durch die Angabe weniger Werte charakterisiert werden.

    Anzugsleistung
    (Eingangsleistung beim Anzug)
    Bei Wechselstrommagneten die Scheinleistung, die sich nach Abklingen des Ausgleichsvorganges einstellt, wenn der Anker in Hubanfangslage festgehalten wird.

    Grenzleistung
    Die Grenzleistung ist das Produkt aus dem Quadrat des Grenzstromes und dem Spulenwiderstand im betriebswarmen Zustand.

    Halteleistung
    (Eingangsleistung beim Halten)
    Bei Wechselstromgeräten die Scheinleistung, die sich nach Abklingen des Ausgleichsvorganges einstellt, wenn sich der Anker in der Hubendlage befindet.

    Nennleistung P 20
    (Nenneingangsleistung)
    Die vom Hersteller angegebene Leistungsaufnahme bei Nennstrom.

    Anzugsstrom
    Bei Wechselstromgeräten der Strom, der sich bei Erregung einstellt, wenn der Anker in der Hubanfangslage festgehalten wird und der Ausgleichsvorgang abgeklungen ist.

    Grenzstrom
    Der Grenzstrom ist der maximal zulässige Strom, mit dem das Gerät dauernd belastet werden kann, ohne es thermisch zu überlasten.

    Haltestrom
    Bei Wechselstromgeräten der Strom, der sich bei Erregung einstellt, wenn sich der Anker in Hubendlage befindet und der Ausgleichsvorgang abgeklungen ist.

    Nennstrom
    Bei Geräten mit Spannungswicklung bezieht er sich auf Nennspannung und 20° C Wicklungstemperatur und gegebenenfalls auf die Nennfrequenz. Sofern nichts besonderes angegeben ist, wird bei Wechselstromgeräten als Nennstrom der Nennhaltestrom angegeben. Bei Geräten mit Stromwicklung ist der Nennstrom der vom Hersteller angegebene Wert.

    Vorzugs-Nennspannung
    Die Nennspannung, mit der die Geräte meistens lagermäßig geführt werden. 

  • Schutzgrad

    Die Schutzart nach DIN 40 050 kennzeichnet die Art des Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutzes.Die einzelnen Schutzgrade können den nachfolgenden Tabellen entnommen werden. Nach DIN 40 050 gelten als Kennbuchstaben IP, denen eine erste und eine zweite Kennziffer folgen (z.B. IP 65).

    Erste Kennziffer
    Schutzgrad (Berührungs-/Fremdkörperschutz)
    0
    kein besonderer Schutz
    1
    Schutz gegen Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser größer als 50 mm (große Fremdkörper).
    2
    Schutz gegen Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser größer als 12 mm (mittelgroße Fremdkörper).
    3
    Schutz gegen Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser größer als 2,5 mm (kleine Fremdkörper).
    4
    Schutz gegen Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser größer als 1 mm (kornförmige Fremdkörper).
    5
    Schutz gegen schädliche Staubablagerungen. Das Eindringen von Staub ist nicht vollkommen verhindert, aber der Staub darf nicht in solchen Mengen eindringen, daß die Arbeitsweise des Betriebsmittels beeinträchtigt wird (staubgeschützt).
    6
    Schutz gegen Eindringen von Staub (staubdicht).
    Zweite Kennziffer
    Schutzgrad (Wasserschutz)
    0
    kein besonderer Schutz
    1
    Schutz gegen tropfendes Wasser, das senkrecht fällt.
    2
    Schutz gegen tropfendes Wasser, das schräg fällt.
    3
    Schutz gegen Wasser, das in einem beliebigen Winkel bis 60° zur Senkrechten fällt (Sprühwasser).
    4
    Schutz gegen Wasser, das aus allen Richtungen gegen das Gehäuse spritzt (Spritzwasser).
    5
    Schutz gegen einen Wasserstrahl aus einer Düse, der aus allen Richtungen auf das Gehäuse gestrahlt wird (Strahlwasser).
    6
    Schutz gegen schwere See oder starken Wasserstrahl. Wasser darf nicht in Gehäuse eindringen (Überfluten).
    7
    Schutz gegen Wasser, wenn das Gehäuse unter festgelegten Druck- und Zeitbedingungen in Wasser getaucht wird (Eintauchen).
    8
    Das Gehäuse ist geeignet zum dauernden Untertauchen in Wasser bei Bedingungen, die durch den Hersteller zu beschreiben sind.
  • Sonstiges

    Anker
    Der Anker ist der durch das Magnetfeld bewegte oder gehaltene Teil des Magneten.

    Arbeit, Magnetarbeit
    Die Magnetarbeit ist während der Ankerbewegung in mechanische Arbeit umgesetzte elektrische Energie.

    Betriebswarmer Zustand
    Die nach VDE 0580 ermittelte Übertemperatur, vermehrt um die Bezugstemperatur. Wenn nichts anderes angegeben ist, gilt als Bezugstemperatur 35 °C.

    Hub
    Der Hub ist der Weg des Ankers von seiner Anfangslage bis zur Endlage.

    Isolierstoffklasse
    Die Zuordnung der Isolierstoffe zu einer bestimmten Grenztemperatur.

    Umgebungstemperatur
    Die Umgebungstemperatur ist der Mittelwert der an verschiedenen Stellen gemessenen Temperaturen der den Magnet umgebenden Luft.

    Magnetkrafthysterese
    Die Magnetkrafthysterese ist die Differenz zwischen der Magnetkraft in Hubrichtung und in der Gegenrichtung bei volldurchfahrenem Nennhub, die sich bei konstantem Stromwert ergibt (Angabe in Prozent bei Nennstrom bezogen auf die Nennmagnetkraft).

    Stromhysterese
    Die Stromhysterese ist die Differenz der Stromwerte bei aufwärts- und abwärtsmagnetisierten Magneten (bis auf Nennstrom ansteigenden und auf Null zurückgehenden Strom), bezogen auf konstanten Hub und konstante Magnetkraft. Der in den Unterlagen angegebene Wert ist die maximale Differenz zwischen dem aufwärts- und abwärtsgerichteten Kurvenzug und ist in Prozent des Nennstromes angegeben.