Magnete gleicher Größe können völlig unterschiedliche Kräfte entwickeln. Ein günstiger Ferritmagnet, ein Neodym-Magnet der Klasse N35 und ein gleich großer N52-Magnet sehen sich möglicherweise ähnlich, unterscheiden sich aber deutlich in ihrer Haftkraft.
Für diesen Vergleich werden runde Scheibenmagnete mit folgenden Abmessungen betrachtet:
- 10 × 5 mm
- 15 × 3 mm
- 15 × 5 mm
- 20 × 5 mm
Die erste Zahl bezeichnet den Durchmesser, die zweite die Höhe beziehungsweise Dicke des Magneten. Als Testobjekt dient ein Gewicht von 100 Gramm.
Was ist mit „normalen Magneten“ gemeint?
Als normale Magnete werden in diesem Vergleich klassische Ferritmagnete bezeichnet. Sie sind meist dunkelgrau oder schwarz, preiswert und vergleichsweise schwach. Ferritmagnete sind unempfindlich gegen Feuchtigkeit und können häufig bei deutlich höheren Temperaturen eingesetzt werden als Neodym-Magnete.
Neodym-Magnete bestehen aus einer Legierung aus Neodym, Eisen und Bor. Sie entwickeln bei gleichen Abmessungen eine wesentlich höhere Kraft als Ferritmagnete.
Die Bezeichnungen N35 und N52 stehen für unterschiedliche Magnetgüten:
- N35 ist eine verbreitete und preiswerte Neodym-Qualität.
- N52 gehört zu den stärksten handelsüblichen Neodym-Qualitäten.
- Ein N52-Magnet ist bei identischen Abmessungen stärker als ein N35-Magnet.
- Die Zahl bedeutet jedoch nicht, dass N52 automatisch 49 Prozent mehr Haftkraft liefert. Abmessungen, Stahlfläche und Luftspalt beeinflussen das Ergebnis ebenfalls.
Haftkraft und Verschiebekraft sind nicht dasselbe
Bei Magneten werden häufig hohe Werte wie „3 kg Haftkraft“ angegeben. Diese Angabe gilt normalerweise nur unter idealen Prüfbedingungen: Der Magnet liegt direkt und vollflächig auf einer dicken, glatten Stahlplatte und wird senkrecht von der Fläche abgezogen.
Magnet an einer waagerechten Fläche
Haftet der Magnet an der Unterseite einer waagerechten Stahlplatte, zieht das Gewicht ihn senkrecht von der Fläche weg. Hier kann mit der angegebenen Haftkraft gerechnet werden – zumindest annähernd.
Liegt der Magnet lediglich oben auf einer waagerechten Fläche, drückt die Schwerkraft ihn auf die Fläche. Dann ist für das Halten des Gewichts praktisch keine Magnetkraft erforderlich.
Magnet an einer senkrechten Fläche
Am Kühlschrank wirkt das Gewicht parallel zur Oberfläche nach unten. Der Magnet wird nicht abgezogen, sondern kann abrutschen. Entscheidend ist deshalb die Verschiebe- oder Scherkraft.
Bei einem blanken Magneten auf einer glatten Fläche beträgt die nutzbare Verschiebekraft häufig nur etwa 15 bis 20 Prozent der angegebenen Haftkraft. Oberflächenrauheit, Lack und Anpresskraft verändern das Ergebnis zusätzlich.
Vergleich der Magnetarten und Abmessungen
Die folgenden Werte sind gerundete Richtwerte aus Hersteller- und Händlerangaben. „Waagerecht“ bezeichnet den senkrechten Abzug von der Unterseite einer Stahlfläche. Für die senkrechte Kühlschrankfläche wurden 15 bis 20 Prozent dieser Haftkraft angesetzt.
| Magnetart | Abmessung | Ideale Abziehkraft | Geschätzte Verschiebekraft | Bewertung für 100 g am Kühlschrank |
|---|---|---|---|---|
| Ferrit | 10 × 5 mm | ca. 0,27 kg | ca. 40–55 g | ungeeignet |
| Ferrit | 15 × 3 mm | ca. 0,38 kg | ca. 55–75 g | ungeeignet |
| Ferrit | 15 × 5 mm | ca. 0,55 kg | ca. 80–110 g | grenzwertig |
| Ferrit | 20 × 5 mm | ca. 0,70 kg | ca. 105–140 g | möglich, aber kaum Reserve |
| Neodym N35 | 10 × 5 mm | ca. 2,1 kg | ca. 315–420 g | geeignet |
| Neodym N35 | 15 × 3 mm | ca. 2,4 kg | ca. 360–480 g | geeignet |
| Neodym N35 | 15 × 5 mm | ca. 3,7 kg | ca. 555–740 g | sehr gut geeignet |
| Neodym N35 | 20 × 5 mm | ca. 5,4 kg | ca. 810–1.080 g | sehr große Reserve |
| Neodym N52 | 10 × 5 mm | ca. 3,3 kg | ca. 495–660 g | sehr gut geeignet |
| Neodym N52 | 15 × 3 mm | ca. 3,7 kg | ca. 555–740 g | sehr gut geeignet |
| Neodym N52 | 15 × 5 mm | ca. 6,3 kg | ca. 950–1.270 g | für 100 g überdimensioniert |
| Neodym N52 | 20 × 5 mm | bis ca. 9,6 kg | ca. 1.440–1.920 g | deutlich überdimensioniert |
Die Ferritwerte von ungefähr 270 Gramm für 10 × 5 mm, 380 Gramm für 15 × 3 mm, 550 Gramm für 15 × 5 mm und 700 Gramm für 20 × 5 mm zeigen, wie stark bereits die Abmessungen wirken.
Bei N35 werden für die betrachteten Größen je nach Hersteller ungefähr 2,1 bis 5,4 Kilogramm angegeben. Für N52 finden sich ungefähr 3,3 Kilogramm bei 10 × 5 mm, 3,7 bis 4 Kilogramm bei 15 × 3 mm, etwa 6,3 Kilogramm bei 15 × 5 mm und bis zu 9,6 Kilogramm bei 20 × 5 mm.
Die Werte verschiedener Anbieter sind nicht immer direkt vergleichbar. Einige messen an 10 mm starkem Baustahl, andere verwenden abweichende Stahlqualitäten oder Berechnungsverfahren. Deshalb sollten die Zahlen als Größenordnung und nicht als garantierte Belastbarkeit verstanden werden.
Warum ist 15 × 3 mm nicht viel stärker als 10 × 5 mm?
Der Magnet mit 15 mm Durchmesser besitzt eine deutlich größere Polfläche. Gleichzeitig ist er aber nur 3 mm statt 5 mm dick. Die größere Fläche erhöht die Haftkraft, während die geringere Dicke sie begrenzt.
Deshalb liegen 10 × 5 mm und 15 × 3 mm vergleichsweise dicht beieinander:
- N52 mit 10 × 5 mm: ungefähr 3,3 kg Haftkraft
- N52 mit 15 × 3 mm: ungefähr 3,7 kg Haftkraft
Der flache 15 × 3-mm-Magnet ist also nur etwa 12 Prozent stärker, benötigt aber eine wesentlich größere Einbaufläche. Sein Vorteil ist vor allem die geringe Bauhöhe.
Der Schritt von 15 × 3 auf 15 × 5 mm fällt deutlicher aus. Der Durchmesser bleibt gleich, aber die größere Dicke verstärkt das Magnetfeld erheblich.
Was hält das 100-Gramm-Gewicht tatsächlich?
An der Unterseite einer waagerechten Stahlfläche halten alle aufgeführten Magnete ein Gewicht von 100 Gramm – auch der kleine Ferritmagnet mit 10 × 5 mm. Für eine zuverlässige Befestigung am Kühlschrank ist dieses Ergebnis jedoch wenig aussagekräftig.
An der senkrechten Kühlschranktür ergibt sich ein anderes Bild:
- Ferrit 10 × 5 mm hält 100 Gramm voraussichtlich nicht.
- Ferrit 15 × 3 mm reicht ebenfalls nicht zuverlässig.
- Ferrit 15 × 5 mm liegt direkt an der Grenze und kann langsam abrutschen.
- Ferrit 20 × 5 mm kann 100 Gramm halten, besitzt aber nur wenig Sicherheitsreserve.
- Sämtliche untersuchten N35- und N52-Magnete besitzen grundsätzlich genügend Verschiebekraft.
Für eine dauerhafte Befestigung sollte die berechnete Verschiebekraft nicht nur knapp über 100 Gramm liegen. Das Öffnen und Schließen einer Kühlschranktür verursacht Erschütterungen. Auch Staub, Fett oder eine leicht gewölbte Oberfläche können die Reibung verringern. Sinnvoll ist daher mindestens eine dreifache Reserve, also eine praktische Verschiebekraft von wenigstens 300 Gramm.
Nach diesem Maßstab scheiden die Ferritmagnete aus. Bereits ein N35-Magnet mit 10 × 5 mm erreicht die erforderliche Größenordnung. Mehr Reserve bieten N35 mit 15 × 5 mm sowie N52 mit 10 × 5 oder 15 × 3 mm.
Lack, Kunststoff und dünnes Kühlschrankblech
Die angegebenen Haftkräfte gelten für direkten Kontakt mit einer ausreichend dicken Stahlplatte. Eine Kühlschranktür bietet ungünstigere Bedingungen:
- Der Lack erzeugt einen kleinen Abstand.
- Das Außenblech ist wesentlich dünner als die Stahlplatte im Prüfstand.
- Unebenheiten verhindern den vollflächigen Kontakt.
- Ein Magnet hinter einer Kunststoffschicht besitzt einen zusätzlichen Luftspalt.
- Eine Belastung mit Abstand zur Oberfläche erzeugt eine Hebelwirkung.
Schon eine dünne Kunststoffabdeckung von beispielsweise 0,2 mm reduziert die Magnetkraft. Gleichzeitig kann Kunststoff eine höhere Reibung als eine glatte Nickeloberfläche bieten und dadurch das Abrutschen bremsen. Welche Wirkung überwiegt, hängt von Material und Oberflächenstruktur ab.
Eine sehr dünne Gummi- oder Kautschukauflage kann die Rutschfestigkeit deutlich verbessern. Sie vergrößert zwar den Abstand zur Stahlfläche, erhöht aber zugleich die Reibung.
Welche Ausführung ist für 100 Gramm sinnvoll?
Für ein direkt anliegendes Bauteil genügt normalerweise bereits ein Neodym-Magnet N35 mit 10 × 5 mm. Er ist kompakt, preiswert und besitzt ausreichend Reserve.
Wenn der Magnet hinter einer dünnen Kunststoffschicht eingebaut wird oder die Kühlschrankoberfläche besonders glatt ist, sind folgende Varianten zweckmäßig:
- N52 mit 10 × 5 mm für eine kleine Einbaufläche,
- N52 mit 15 × 3 mm für eine geringe Bauhöhe,
- N35 mit 15 × 5 mm für eine große Reserve ohne N52.
Ein N52-Magnet mit 20 × 5 mm ist für ein Gewicht von nur 100 Gramm normalerweise unnötig stark. Er lässt sich schwer entfernen und kann eine Klebeverbindung, ein dünnes Kunststoffgehäuse oder die Lackoberfläche stärker belasten.
Fazit
Für die Befestigung eines 100 Gramm schweren Gegenstands am Kühlschrank ist nicht die maximale Abziehkraft, sondern die Verschiebekraft entscheidend.
Ferritmagnete mit 10 × 5 und 15 × 3 mm sind zu schwach. Die Größe 15 × 5 mm arbeitet bereits an ihrer Grenze. Selbst ein Ferritmagnet mit 20 × 5 mm bietet nur wenig Reserve.
Neodym N35 reicht dagegen in allen untersuchten Größen grundsätzlich aus. N52 bietet zusätzliche Sicherheit, wenn Lack, dünnes Kühlschrankblech oder eine Kunststoffschicht die Haftung verschlechtern. Als besonders ausgewogene Varianten gelten N35 mit 15 × 5 mm sowie N52 mit 10 × 5 oder 15 × 3 mm.