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Magnettechnik Vielfach anziehender sind elastomergebundene Magnete

Redakteur: Peter Königsreuther

MS-Schramberg ist Spezialist für die Permanentmagnetherstellung. Hier erklären die Experten, welche Vorteile elastomergebundene Magnete nicht nur für die Antriebstechnik haben...

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Elastomergebundene Magnete, wie diese hier, sind flexibel und bieten nicht zuletzt deswegen deutliche Vorteile im Vergleich zu thermoplastgebundenen Typen, sagt MS-Schramberg.
Elastomergebundene Magnete, wie diese hier, sind flexibel und bieten nicht zuletzt deswegen deutliche Vorteile im Vergleich zu thermoplastgebundenen Typen, sagt MS-Schramberg.
(Bild: MS-Schramberg)

Ob in Motorgetrieben und Nockenwellen im Autosektor oder als Drehgeber in der Haustechnik und im Maschinenbau, in Polrädern und Kugellagern sowie Pneumatik- und Hydraulikzylindern: Magnete, erklärt MS-Schramberg, übernehmen in zahlreichen industriellen Anwendungen wichtige Aufgaben. Sie helfen unter anderem dabei, Positionen, Geschwindigkeiten, Drehzahlen, Winkel und Lagen zu erkennen und die Informationen zu übermitteln. Oft kommen dafür in Kunststoff gebundene Magnete zum Einsatz, bei denen Magnetpulver in eine thermoplastische Matrix (oft Polyamid (PA) oder Polyphenylensulfid (PPS)) eingebracht wird. Dieses sogenannte Compound kann dann direkt auf den in der Regel metallischen Träger aufgespritzt werden, heißt es. Das ist der übliche Weg, zu anwendungsspezifischen Magnetsystemen zu kommen. Doch die thermoplastische Matrix hat ihre Tücken.

Temperaturschwankungen können zu Problemen führen

Denn so kann es in einigen Fällen zu Problemen kommen, weil der bei relativ hohen Temperaturen aufgebrachte Kunststoff sich, wie quasi jedes Material, beim Erkalten zusammenzieht. Ein volumetrischer Materialschwund ist die Folge. Der ist wiederum die Ursache für innere Spannungen im Magneten. Diese erzeugen das Problem, dass der Magnet nicht optimal am Träger haftet. Auch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Magnet- und Trägermaterial können die Verbindung und damit die Funktion der Baugruppe beeinträchtigen, sagt MS-Schramberg. Insbesondere ist das von Bedeutung, wenn es um Anwendungen geht, bei denen mit großen Temperaturschwankungen zu rechnen ist. Klar könne man den Magneten zusätzlich noch verkleben, doch bedeute das auch einen Mehraufwand, der außerdem nicht immer zu einem optimalen Ergebnis führe.

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Elastomermatrix hält durch chemische Verbindung mehr aus

Als in dieser Hinsicht bessere Alternative sollen sich elastomergebundene Magnete erweisen. Auch bei dieser Variante sorgt Magnetpulver für die gewünschte magnetische Wirkung. Dieses wird jedoch nicht mit einem thermoplastischen Kunststoff, sondern mit einem synthetischen Elastomer wie etwa hydrierten oder nicht hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR, NBR) compoundiert. Diese Elastomere sind bekanntermaßen im Vergleich zu den meisten thermoplastischen Kunststoffen deutlich elastischer. Außerdem geht der Synthesekautschuk bei seiner Applikation auf das Trägermaterial mit diesem eine chemische Verbindung ein, die besonders zuverlässig ist und festen Halt bewirkt, ohne dass man innere Spannungen im Magneten fürchten muss, erklärt MS-Schramberg. Auch sind Elastomere von Haus aus schlagzäher und widerstehen auch einer Vielzahl von aggressiven Medien, wie etwa Schmierstoffen und diversen Chemikalien. Die Temperaturbeständigkeit liegt je nach Material bei bis zu 180 °C. Risse durch Aufweitung bei der Montage sind auch aufgrund der hohen Elastizität so gut wie ausgeschlossen, heißt es.

Homogenes Elastomer erlaubt präzisere Magnetisierung

Als weiterer Vorteil elastomergebundener Magnete wird die hohe Homogenität des Grundmaterials angesehen. Diese erlaube eine besonders genaue Magnetisierung, die ideal für Anwendungen sei, bei denen es auf Präzision ankomme. Anisotrope Magnete sind mit einer typischen Remanenz von 230 mT (Millitesla) herstellbar. Die Magnetisierung erfolgt in der Regel vielpolig am Umfang oder sektorenweise. Weitere Magnetisierungsarten sind jedoch bei Bedarf möglich. Die minimale Polbreite liegt bei etwa 1 mm.

Neue Materialien erweitern die Einsatzmöglichkeiten

Durch den Einsatz elastomergebundener Magnete kann MS-Schramberg das Anwendungsspektrum seiner Produkte deutlich erweitern. Sie eignen sich zum Beispiel, wenn thermoplastgebundene Typen aufgrund des Schwunds nicht direkt in Hülsen gespritzt werden können oder wenn Ringmagnete wegen der Rissbildungsgefahr nicht direkt auf das Trägermaterial aufgespritzt, sondern verklebt werden müssen, merkt MS-Schramberg an. Auch wenn eine hohe Genauigkeit der Polteilung gefordert ist oder sich die Ausdehnungskoeffizienten von Trägermaterial und Magnet stark unterscheiden, sollen Elastomere die bessere Lösung darstellen. In manchen Fällen können durch ihren Einsatz auch andere Trägermaterialien gewählt werden, die das Bauteil in der Herstellung günstiger machen.

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