Ein Hubmagnet ist ein Elektromagnet oder auch Aktuator genannt, der eine lineare Hubbewegung ausführt. Dabei wird der Anker bei Bestromung angezogen und führt somit die gewünschte Bewegung aus. In der Regel lassen sich Hübe bis zu 45mm realisieren.

Hubmagnete basieren – wie alle anderen Elektromagnete ebenfalls – auf dem Prinzip des Elektromagnetismus. Elektrischer Strom durchfließt eine Spule aus Kupferdraht und erzeugt dabei ein elektromagnetisches Feld, das durch Bauteile aus Eisen so geleitet wird, dass der Anker – ein beweglicher Eisenkern – angezogen wird. Durch diese Bewegung (auch Hub genannt) wird eine mit dem Anker verbundene Ankerstange mitbewegt, die die Bewegung des Ankers nach außen führt und dort zur Betätigung von mechanischer Vorrichtungen wie zum Beispiel Ventilen genutzt werden kann.

Generell wird die Kraft eines Elektromagneten durch den Strom, der durch die Spule fließt, bestimmt. Es ist dabei auch zu beachten, dass der fließende Strom durch die zunehmenden Schwingungen der Elektronen Wärme erzeugt und somit der Widerstand ansteigt. Eine kurzzeitige Erhöhung des Stromes und damit eine verbundene Kraftsteigerung ist kein Problem, allerdings muss darauf geachtet werden, das Gerät nicht langfristig zu überhitzen und im Extremfall zu zerstören.

Durch den Einsatz einer Steuerung des Spulenstroms sowie einer für die Anwendung spezifisch gestaltete Geometrie kann die Anfangskraft im Arbeitspunkt und auch die Haltekraft in der Endlage optimiert werden.
Dadurch kann eine hohe Anfangskraft bei großem Hub mit hohem elektrischen Strom erreicht werden. Beim Erreichen der Endlage wird auf einen reduzierten Haltestrom umgeschaltet und damit die Leistung auf ein Minimum reduziert. Die Größe des Magneten kann dadurch wesentlich reduziert werden.

Bitte sprechen Sie uns an, um eine für Ihre Anwendung optimale Lösung zu finden.

Hubmagnete sind in den folgenden Ausprägungen erhältlich:

Einfachhubmagnet kann ziehend oder drückend ausgeführt sein, wirkt aber nur in eine Richtung. Einfachhubmagnete selbst führen keine Rückstellbewegungen aus. Eine solche Bewegung muss durch externe Kräfte (Feder, Schwerkraft, Gewicht, etc.) realisiert werden.

Umkehrhubmagnet bewegt den Anker in zwei Richtungen. Dabei werden zwei Spulen benutzt, die die gegensätzlichen Bewegungen erzeugen. Die Richtung der Ankerbewegung hängt dann davon ab, welche Spule bestromt wird.

Monostabiler Umkehrhubmagnet arbeitet mit einer Spule und bewegt den Anker in zwei Richtungen. Integrierte Permanentmagnete halten den Anker stromlos in der gewünschten Position. Durch den Einsatz von Federn kann eine zweite stromlose Position erreicht werden. Erst ein erneuter Stromimpuls bewegt den Anker, weswegen sich diese Elektromagnete auch für den sparsamen Impulsbetrieb eignen.

Bistabiler Umkehrhubmagnet arbeitet mit zwei Spulen und bewegt den Anker in zwei Richtungen. Integrierte Permanentmagnete halten den Anker stromlos in der gewünschten Position. Erst ein erneuter Stromimpuls bewegt den Anker, weswegen sich diese Elektromagnete auch für den sparsamen Impulsbetrieb eignen.

Werden Hubmagnete auf einem Ventil montiert, spricht man von Ventilmagneten.

Eine Verriegelungseinheit besteht in der Regel aus einem Hubmagnet, der durch seine Anker einen Verriegelungsbolzen bewegt. Bei einer Verriegelungseinheit können je nach Anforderung und Funktionsweise Einfachhubmagnete sowie mono- oder bistabile Hubmagnete zum Einsatz kommen. Meist wird die Rückstellung des Ankers über eine Feder realisiert, was auch einen stromsparenden Impulsbetrieb ermöglicht.

Bei Verriegelungseinheiten muss speziell auf die Lagerung des Ankers geachtet werden, da hier in der Regel relevante Querkräfte wirken. Es ist auch möglich, die Position der Verriegelungseinheit über eine zusätzliche Elektronik abzufragen. Je nach Anwendungsfall können ziehendende (stromlos verriegelt) oder drückendende (stromlos entriegelt) Ausführungen benutzt werden.

Bitte sprechen Sie uns an, um gemeinsam die passende Verriegelungseinheit auszuwählen.

Drehmagnete werden durch die Rückstellfeder in die Endlage zurückgestellt.

Durch die Verstellung der Rückstellfeder kann die Rückstellkraft des Drehmagneten eingestellt werden.

Haftmagnete können nur sehr geringe "Hübe" realisieren und kommen dort zum Einsatz wo magnetisierbare Werkstücke oder Türen fixiert werden. Durch den Einsatz von magnetisierbaren Befestigungen (Ankerplatten) können auch nicht magnetisierbare Werkstücke fixiert werden.

Oftmals werden Haftmagnete mit Permanentmagneten eingesetzt und ermöglichen dabei eine hohe Sicherheit, wenn beispielsweise die Entnahme von Werkstücken nur in bestromten Zustand möglich ist. In einem solchen Fall ist im Gehäuse zusätzlich zur Spule ein Permanentmagnet enthalten, der dafür sorgt, dass ferromagnetische Teile ständig angezogen werden. Durch die Bestromung des Elektromagneten wird dann das Magnetfeld des Permanentmagnets reduziert.

Das Standardprogramm von indEAS umfasst Haltemagnete mit Durchmessern von 20 bis 70mm. Darüber hinaus lassen sich kundenspezifische Anwendungen auslegen. Die Haltekräfte gehen im Standardbereich bis zu 1.500N, können im kundenspezifischen Bereich jedoch noch deutlich größer sein.

In der Anwendung ist darauf zu achten, dass bereits minimale Luftspalte, raue Oberflächen, Verschmutzungen, etc. die Haftkraft des Magneten stark reduzieren.

indEAS-Haftmagnete haben standardmäßig eine Gewindebohrung auf der Rückseite. Auf Kundenwunsch sind hier aber viele Lösungen realisierbar.

Der schwarze Ring besteht aus Vergussmasse, die die Spule im Magnetgehäuse fixiert. Um zu verhindern, dass die Vergussmasse über die Polfläche hinaussteht und einen unerwünschten Luftspalt erzeugt, wird diese leicht nach unten versetzt. Der Verguss sorgt für eine hohe Schutzklasse von IP67.

Unter dem Luftspalt versteht man den Abstand zwischen Stirnfläche des beweglichen Teils (Anker) sowie Stirnfläche des festen Teils (Polkern) des Magneten sowie der Summe aller Spaltmaße (Füge- oder Lagerstellen) im magnetischen Kreis. Je kürzer der magnetische Kreis ist, desto höher ist die Kraft; siehe auch Haftmagnete.
Material, Oberflächenbeschaffenheit, Verschmutzung, Beschichtung, etc. spielen eine wichtige Rolle, da der magnetische Kreis entsprechend verlängert und bzw. unterbrochen wird und sich die Kraft dadurch reduziert.

Durch die geringe magnetische Leitfähigkeit (Permeabilität) ist der Luftspalt eine entscheidende Größe für den magnetischen Fluss.

indEAS-Betätigungsmagnete erzeugen Bewegungen und sind in drei Ausführungen erhältlich: drückend, ziehend sowie drückend + ziehend.

Die Bewegung des Ankers in den Elektromagneten ist bei allen Ausführungen immer gleich, da durch das in der Spule erzeugte Magnetfeld der Anker bei allen Elektromagneten in das Gehäuse eingezogen. Durch die Führung der Ankerstange nach draußen kann über diese immer gleiche Bewegung auf der einen Seite des Magneten eine ziehende und auf der anderen Seite eine drückende Bewegung erzeugt werden.

Die Einschaltdauer ist die Zeit, welche zwischen dem Einschalten und Ausschalten des Stromes liegt. Die stromlose Pause ist die Zeit, welche zwischen dem Aus- und Wiedereinschalten des Stromes liegt. Die Zeitsumme aus Einschaltdauer und stromloser Pause ergibt die Spieldauer. Die maximale Spieldauer ist abhängig vom Maß der Übererregung und Größe des Magneten.

Die relative Einschaltdauer ist das Verhältnis zwischen Einschaltdauer und Spieldauer.


Für eine Spieldauer von 30 Sekunden ergibt sich eine maximal zulässige Einschaltdauer von:

1,5 s bei 5% ED
4,5 s bei 15% ED
7,5 s bei 25% ED
12 s bei 40% ED
100% ED bedeutet eine Dauereinschaltung.

Beim Magnetisieren eines ferromagnetischen Bauteils bleibt nach Ende der Bestromung ein Teil der Magnetisierung im Material bestehen. Durch diese Remanenz verhalten sich magnetisierbare Materialen, als wären sie schwache Permanentmagnete. Die durch die Remanenz verursachte Resthaftkraft wird als Kleben bezeichnet.

Um dem ungewünschten Kleben vorzubeugen, kann im Design ein Luftspalt (Antiklebscheibe) vorgesehen werden. Je größer dieser Luftspalt (dickere Antiklebscheibe), desto geringer fällt die zu erwartende Remanenz bzw. Resthaltekraft aus.

Im Gegensatz zu Elektromagneten, welche die Magnetostriktion (Verkürzung der Feldlinien) nutzen, nutzen Voice-Coils die Lorentz-Kraft. Hier arbeitet ein konstantes Permanentmagnetfeld mit der Kraft des stromdurchflossenen Leiters (Spule) zusammen.
Die erzeugte Kraft ist direkt proportional zum eingeprägten Strom. Eine Umkehr der Stromrichtung kehrt auch die Kraft um. Auf diese Weise lassen sich bidirektionale Antriebe realisieren.

Werden Voice Coil Aktuatoren richtig ausgelegt können auch bei hoher Beanspruchung jahrelange Nutzungsdauern realisiert werden. In der Regel sind die Lager die Schwachstellen der Aktuatoren, weswegen hier spezielle Lager vorgesehen werden müssen.

Wie der Name schon sagt, bewegt sich der Rotor (das sich drehende Teil) schrittweise im Stator (das stehende Teil). Bei den meisten Schrittmotoren besteht der Rotor aus einem Permanentmagneten und zwei Scheiben mit Zähnen auf dem Außendurchmesser. Der Stator bestehlt aus einem Blechstapel mit zwei Spulensystemen. Ein Teil der Bleche ist so gestaltet, dass diese ein Loch mit Zähnen haben, welche den Zähnen des Rotors gegenüberstehen. Die Permanentmagnetkraft in Verbindung des Spulensystems sorgt dafür, dass sich die Zähne des Rotors zu den Zähnen des Stator ausrichten. Das Verhältnis der Ströme beider Spulensysteme kann so variiert werden, dass sich der Rotor immer von Zahn zu Zahn bzw. von Schritt zu Schritt bewegt.

- Durch einfache Stromregelung ist Kraft in beide Richtungen gut steuerbar.
- Strom und Kraft sind direkt proportional.
- Positionssensorik kann integriert werden.
- Kleine Induktivitäten der Spule und damit sind ultrakurze Reaktionszeiten und hohe Beschleunigungen möglich.
- Geringe Geräuschbildung
- Hoher Wirkungsgrad