Starker Zugmagnet auf kleinem Raum

Hallo,

ich bin gerade bei den Vorüberlegungen zu einem Projekt und überlege, wie man einen möglichst starken Zugmagnet mit begrenzten Abmessungen realisieren kann. Brauche ihn als Stellgeber für eine kleine Mechanik.
Bestimmt hat sich da einer von euch schon mal Gedanken zu gemacht und könnte mir evtl. ein paar Tipps geben?

So ganz grob was mir vorschwebt: verfügbarer Bauraum ca. 40x20x5mm, benötigter Stellweg ca. 10mm.

Folgende Varianten sind mir eingefallen:
- Eisenstab wird in Spule gezogen (ich würde einen Spulendraht um ein Röhrchen wickeln in welches der Eisenstab gezogen wird)
- Eisenstab wird in Luftspalt von U-förmigen Anker gezogen (hat das einen Vorteil gegenüber dem direkt-in-die-Spule-ziehen?)
- Übersetzungshebel wird auf einen geschlossenen Anker gezogen (wie in einem Relais)

Ich bin zwar ausgebildeter Mechatroniker, allerdings sind Magnetkreisberechnungen ein relativ neues Feld für mich.

Wie kann ich eine Spule hinsichtlich einer möglichst starken Anziehungskraft optimieren (Windungszahl <--> Strombelastbarkeit/Drahtdurchmesser) ?


Ich bin gerade noch dabei mich in die ganzen Berechnungen und Formeln einzulesen, würde mich aber freuen wenn mir jemand von euch schon den ein oder anderen Tipp in die richtige Richtung hätte...
Bei Internetrecherchen finde ich entweder die Grundformeln die mir nicht viel bringen oder ziemlich komplexe Feldberechnungen die mir (noch) etwas zu hoch sind...

viele Grüße, andi

Die Magnetfeldberechnung ist halt nicht so ganz einfach. Zumindest die Frage nach Windungszahl / Darahtdruchmesser ist dabei allerdings noch sehr einfach: es kommt auf die Form und Menge an Kupfer an - über die Wahl von Windungszahl und entsprechender Drahtstärke stellt man nur die dazu passende Spannung ein. Der Zusammenhang Leistung - Kraft bleibt der selbe.

Für die Kraft ist entscheidend wie sehr sich die Feldenergie mit dem Verstellweg reduziert. D.h. man muss eine möglichst hohe Feldenergie im Luftbereich, der durch den Beweglichen Anker reduziert wird anstreben. Im Rest sollte das Magnetfeld eher im Eisen geführt werden. Bei einer so kleinen Bauform darf der Luftspalt aber auch nicht zu groß werden, denn damit wird das erreichbare Feld klein. Vermutlich nicht so schlecht ist die Form wie man sie sonst als Zugmagnet findet. Die Form wie beim Relais braucht eine Hebelübersetzung, die könnte man dann ggf. nichtlinear auslegen, denn die Kraft nimmt mit den Anziehen zu.