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Elektromagnete
Elektromagnete werden von Magnetbau Schramme kundenspezifisch entwickelt und anschließend in Serie produziert. Vertrauen Sie auf unsere langjährige Erfahrung und Kompetenz, um Ihr Projekt zum Erfolg zu führen.
Entdecken Sie nachfolgend eine vielfältige Auswahl unterschiedlichster Elektromagnet-Typen.
Elektromagnete - Produktdetails
Vorteile & Typen von Elektromagneten
Magnetbau Schramme entwickelt und produziert schon seit einem halben Jahrhundert elektromagnetische Antriebe in Klein- und Großserien für die unterschiedlichsten Anwendungen und Branchen. Elektromagnete werden vorwiegend als Antriebselemente eingesetzt, um lineare und rotatorische Bewegungen zu erzeugen.
Es gibt verschiedene Arten von Elektromagneten, darunter klassische Hubmagnete, die durch das Anziehen eines beweglichen Magnetankers eine lineare Bewegung erzeugen. Haftmagnete halten durch Erzeugung eines starken, anhaltenden Magnetfeldes metallische Gegenstände fest. Magnetventile sind spezielle Elektromagnete, die in Hydraulik- und Pneumatikanwendungen eingesetzt werden. Durch die Bewegung des Magnetkerns wird die Stellung eines Ventils gesteuert und somit der Volumenstrom oder der Druck von Flüssigkeiten oder Gasen reguliert. Weitere Elektromagnete sind bspw. elektromagnetische Kupplungen- und Bremsen, Erregersysteme, Betätigungssysteme und Magnetlager.
Hinweis
Bitte beachten Sie, dass wir keine Standardware haben. Die folgenden Hubmagnete sind lediglich Beispiele für in Serie umgesetzte Kundenprojekte.
Elektromagnete: Branchen
Unsere Branchenvielfalt
Elektromagnete spielen eine zentrale Rolle in vielen Branchen: In der Sicherheitstechnik sorgen sie bspw. für zuverlässige Türverriegelungen, während sie in Nutzfahrzeugen als Unterstützung von Lenkeinheiten eingesetzt werden.
Unser Managementsystem nach ISO 9001 & IATF 16949 unterstützt uns bei der Sicherstellung der Qualitätsanforderungen während der Entwicklung & Produktion elektromagnetischer Antriebe.
Marco Kiene
Geschäftsleitung | CSO
Anwendungsbeispiel Elektromagnet
Lungenbeatmungsgerät
Ein Lungenbeatmungsgerät unterstützt die Atmung, indem es Sauerstoff in die Lunge pumpt und so den Gasaustausch ermöglicht. Elektromagnete, insbesondere kompakte Hubmagnete, spielen dabei eine wichtige Rolle: Sie regulieren die Zu- und Abfuhr der Luft und steuern den Antriebsmechanismus des Geräts. Dadurch kann die Luftzufuhr präzise kontrolliert und die Beatmung des Patienten effizient und gleichmäßig gestaltet werden.
Marco Kiene
Geschäftsleitung | CSO
Weitere Informationen über Elektromagnete
Elektromagnete bestehen aus einer Drahtspule, die oft aus Kupferdraht mit einem isolierenden Überzug gefertigt ist und einem Kern aus ferromagnetischem Material wie Eisen oder Stahl. Die Anzahl der Windungen (Spulen) und die Stromstärke bestimmen die Stärke des erzeugten Magnetfeldes. Der Kern erhöht das nutzbare Magnetfeld, indem er die magnetische Flussdichte bündelt. Elektromagnete können ein Magnetfeld erzeugen, das ein- und ausgeschaltet sowie in seiner Stärke durch Veränderung des Stroms gesteuert werden kann. Typische Anwendungen erfordern Spannungen von wenigen Volt bis zu mehreren Hundert Volt und Ströme, die von Milliampere-Bereichen bis zu mehreren Ampere reichen. Elektromagnete werden in einer Vielzahl von Formen und Größen hergestellt, um den spezifischen Anforderungen der Anwendung gerecht zu werden.
Aufbau eines Elektromagneten
- Gehäuse: Das Gehäuse eines Elektromagneten ist in der Regel eine Umrandung aus einem ferromagnetischen Material, wie beispielsweise Eisen oder Stahl. Es umkreist den magnetischen Kern, umschließt die Spule des Elektromagneten und dient dazu, das Magnetfeld zu führen, indem es den Fluss der magnetischen Feldlinien aufrechterhält und die Ausbreitung des Magnetfeldes in unerwünschte Richtungen verhindert. Das Gehäuse schützt auch die Spule vor äußeren Einflüssen wie Vibrationen, Feuchtigkeit oder Beschädigungen.
- Spule: Die Spule besteht in der Regel aus einer Drahtwicklung, in deren Zentrum sich ein magnetisierbarer Kern befindet ist. Der Draht, der für die Spule verwendet wird, ist in der Regel aus einem sehr leitfähigen Material wie Kupfer hergestellt. Die Anzahl der Windungen in der Spule, die Stromstärke und die Form der Spule beeinflussen die Eigenschaften des erzeugten Magnetfeldes.
- Anker: Der Anker ist das bewegliche Bauteil, dass im bestromten Zustand des Elektromagneten den idealen Zustand des Eisenkreises anstrebt, d.h. es minimiert den Arbeitsluftspalt und bewegt sich so auf den Eisenkern zu.
- Eisenkern: Der Eisenkern ist das feststehende Teil im Elektromagneten, auf den sich der Anker im bestromten Zustand der Spule zubewegt.
- Elektrischer Anschluss: Der elektrische Anschluss von Elektromagneten ist entscheidend für deren zuverlässigen Betrieb und sichere Integration in ein Gesamtsystem. Je nach Anwendung und Bauart gibt es verschiedene Arten von elektrischen Anschlüssen, die bei Elektromagneten verwendet werden.
Vorteile von Elektromagneten
Ein großer Vorteil von Elektromagneten ist ihre Stärke. Mit einem Elektromagneten können deutlich größere magnetische Kräfte aufgebracht werden als mit klassischen Dauermagneten. Dies macht sie ideal für Anwendungen, die eine hohe magnetische Kraft erfordern.
Weiterhin bestechen Elektromagnete durch ihre Vielseitigkeit. Sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Vom Bagger zur Kirchenorgel, von der Rolltreppe zur Bohrmaschine, vom LKW zur Sommerrodelbahn – fast überall findet sich die Magnettechnik wieder.
Auch die Steuerbarkeit ist ein Vorteil, denn Elektromagnete können präzise und schnell gesteuert werden, wodurch sie ideal für Anwendungen sind, bei denen eine schnelle und genaue Regelung der magnetischen Kraft erforderlich ist.
Eine weitere Stärke von Elektromagneten ist ihre Effizienz. Sie verbrauchen nur Strom, wenn sie eingeschaltet sind. In Kombination mit Permanentmagneten können Magnetkräfte sogar stromlos verwendet und bestromt eliminiert werden.
Zusammenfassung: Was sind die größten Vorteile von elektromagnetischen Systemen bzw. der Magnettechnik?
- Robuste Bauart und geringe Störungsempfindlichkeit
- Schnelle Bewegung mit hoher Dynamik und großen Kräften
- Geringer technischer Aufwand im Vergleich anderen technischen Lösungen
- Einfache elektrische Ansteuerung
- Großer Arbeitstemperaturbereich
- Geringe Anzahl beweglicher Teile
- Hohe Lebensdauer und keine Wartung nötig
- Hohe Schutzarten und Explosionsgeschützte Produkte
- Kann in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt werden
Elektromagnete - Fragen & Antworten
Wie funktioniert ein Elektromagnet?
Elektrische Energie wird in magnetische Energie und dann wiederum in mechanische Energie umgewandelt. Die Kupferspule wird von Strom durchflossen, dadurch entsteht ein magnetisches Feld. Da die Elemente, Eisenkern und Gehäuse aus ferromagnetischem Material bestehen, versuchen sie, wenn sie von einem magnetischen Fluss durchdrungen werden, einen idealen Magnetkreis herzustellen. Das bedeutet, dass Stoffe mit geringer Permeabilität, wie beispielsweise Luft, gemieden werden. Deshalb versucht der Anker den Luftspalt zu schließen und bewegt sich in Richtung Eisenkern. Elektromagnete werden hauptsächlich als Antriebselemente verwendet, um lineare und rotatorische Bewegungen zu erzeugen.
Was ist der Unterschied zwischen einem Elektromagneten und einem Permanentmagneten?
Der Unterschied zwischen einem Elektromagneten und einem Permanentmagneten liegt in der Art und Weise, wie das Magnetfeld erzeugt wird: Ein Elektromagnet erzeugt ein Magnetfeld nur, wenn ein elektrischer Strom durch eine Drahtspule fließt, sodass sein Magnetfeld ein- und ausgeschaltet sowie in seiner Stärke variiert werden kann. Ein Permanentmagnet hingegen erzeugt dauerhaft ein konstantes Magnetfeld ohne den Einsatz von elektrischer Energie und kann nicht abgeschaltet werden.
Von welchen Größen hängt die Kraft eines Elektromagneten ab?
Die Kraft eines Elektromagneten hängt von mehreren Größen ab, darunter:
- Anzahl der Windungen der Spule: Je mehr Windungen die Spule hat, desto stärker wird das Magnetfeld erzeugt, was zu einer größeren Kraft führt.
- Stromstärke: Je höher der Strom, der durch die Spule fließt, desto stärker wird das Magnetfeld und somit auch die Kraft.
- Größe des magnetisierbaren Kerns: Ein größerer Kern bedeutet in der Regel ein stärkeres Magnetfeld und somit eine größere Kraft.
- Stromstärke + Windungszahl: Das Produkt aus Stromstärke und Windungszahl beeinflusst die Feldstärke und damit über den Eisenkreis die Magnetisierung und damit dann die Magnetkraft.
Wie werden Elektromagnete produziert?
Die Produktion von Elektromagneten umfasst mehrere präzise Fertigungsschritte: Zunächst erfolgt die Herstellung aller Bauteile, die den Magnetkreis formen. Diese können zerspanend oder werkzeugfallend hergestellt werden. Bei Anforderungen an Druckdichtigkeit werden nicht magnetische Elemente durch Schweißen und Löten verbunden. Bauteile, aus denen die eigentliche Kupferspule erzeugt wird, werden meist im Kunststoff-Spritzgussverfahren hergestellt. So entsteht häufig ein Spulenkörper, um den der Draht dann gewickelt wird. Die so erzeugte Spule wird dann später zum Schutz und zur Isolation vergossen oder mit Kunststoff umspritzt. Alle Bauteile werden dann montiert. Nach der Montage wird jeder Elektromagnet in der End-of-Line-Prüfung auf Funktionalität getestet und anschließend sicher verpackt.
In welchen Umgebungsbedingungen werden Elektromagnete eingesetzt?
Elektromagnete werden in vielfältigen Umgebungsbedingungen eingesetzt, darunter industrielle Anlagen mit hohen Temperaturen, starker Feuchtigkeit und staubiger Atmosphäre. Sie kommen auch in extremen Umgebungen wie Vakuumkammern, extrem kalte Temperaturen, oder maritimen Umgebungen mit hoher Salzwasserkonzentration zum Einsatz. Zudem werden sie in explosionsgefährdeten Bereichen, wie in der Chemie- und Ölindustrie, verwendet, wo spezielle Schutzmaßnahmen gegen Funkenbildung notwendig sind.
Was bedeutet die Hysterese bei einem Elektromagneten?
Bei Elektromagneten bedeutet die Hysterese, dass das Material im Magnetkreis nach einer Aufmagnetisierung immer einen Restmagnetismus aufweist. Dieser Restmagnetismus beeinflusst die Performance von Elektromagneten bei einer erneuten Betätigung. Diese Hysterese kann sich also auf die Effizienz, die Regelgüte und die Reaktionszeiten von Elektromagneten auswirken. Besonders in Anwendungen, bei denen häufige und schnelle Magnetfeldänderungen erforderlich sind, ist die Auswirkung der Hysterese beim Design und der Auslegung von Elektromagneten zu berücksichtigen. Es gibt Auslegungsprinzipien, die Hystereseeffekte minimieren oder gar unkenntlich machen.
