Wie wählt man den passenden Magnetdrehantrieb aus?
Die Auswahl des Drehmagneten hängt von sechs Kriterien ab: Winkel, Drehmoment, Spannung, Tastverhältnis, Montageart und Umweltschutz.
1. Drehwinkel des Magnetventils
Die verfügbaren Drehwinkel reichen von 30° bis 90°. Wählen Sie die Option, die der gewünschten Winkelverschiebung des elektromagnetisch betätigten Mechanismus entspricht. Bei ungewöhnlichen Winkeln (z. B. 45°, 75°) wenden Sie sich bitte an den Hersteller.
2. Erforderliches Drehmoment des Magnetventils
Die Spezifikation eines Magnetventils gibt typischerweise den Wert des bei einem bestimmten Winkel erzeugten Drehmoments an. Bestimmen Sie das Lastdrehmoment unter Berücksichtigung von Reibung, Trägheit und Federkräften. Fügen Sie eine Sicherheitsmarge von 30–50 % hinzu. Das typische Drehmoment liegt zwischen 0.1 und über 5 Nm. Das Drehmoment nimmt ab, wenn sich das Magnetventil dem Enddrehpunkt nähert.
3. Spannung und Leistung
Gängige Gleichspannungswerte sind 6, 12, 24, 48 und 110 Volt. Wählen Sie den Wert, der den Anwendungsanforderungen entspricht. Höhere Spannungen führen zu schnellerer Reaktionszeit, höheren Verlusten und stärkerer Erwärmung. Batteriebetriebene Geräte benötigen 12 V oder 24 V und Pulsbetrieb, um Energie zu sparen. Analysieren Sie den Einschalt- und Haltestrom von Magnetspulen, da der Stromverbrauch einiger Spulen nach der Rotation sinkt.
4. Einschaltdauer des Magnetdrehventils
Ein intermittierender Betriebspunkt von bis zu 25 % ermöglicht die Erzeugung des maximalen Drehmoments ohne Überhitzung. Ein kontinuierlicher Betriebspunkt führt zu einer Drehmomentreduzierung. Die Formel lautet: (Einschaltdauer/Zeit) * 100 %. Bei hohen Schaltzyklen über 100 pro Minute sollten Magnetventile mit einem intermittierenden Betriebspunkt von unter 25 % gewählt werden.
5. Drehrichtung des Magnetventils
Hier gibt es zwei Möglichkeiten: unidirektional (fest im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn) oder bidirektional (abhängig von der Polarität oder der Spule).
6 Umweltbedingungen und Leben
Die normalen Betriebstemperaturen liegen zwischen 0 und 40 °C, während Hochtemperaturgeräte bis zu 120 °C erreichen. Die Schutzart (IP-Schutzart) reicht von IP40 (saubere Innenräume) über IP65 (staubdicht und strahlwassergeschützt) bis IP67 (vollständig tauchfähig). Die mechanische Lebensdauer beträgt über 10, 25 oder sogar 50 Millionen Schaltzyklen.
7. Montage & Abmessungen
Prüfen Sie die erforderlichen Montageoptionen (z. B. Halterungsmontage), den Wellendurchmesser und die Stellfläche. Fordern Sie Datenblätter mit Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinien und Ansprechzeiten an und testen Sie Mustergeräte unter realen Lasten und Zyklenzahlen. Bei Anwendungen mit hoher Zyklenzahl ist auf Überspannung zu achten, und die Temperaturerhöhungen sollten überwacht werden.
Wie man den passenden Magnet-Dreh- oder Schrittmotor auswählt
Eine zentrale Frage hilft Ihnen bei der Entscheidung zwischen einem Magnetdrehmotor und einem Schrittmotor: Müssen Sie eine Position ohne Stromzufuhr festhalten, oder müssen Sie an vielen verschiedenen Punkten entlang einer vollen Umdrehung exakt anhalten?
Die kurze Antwort ist
Wenn Sie etwas, das sich kontinuierlich dreht, an mehreren Punkten sehr präzise positionieren müssen, wie beispielsweise einen Roboterarm, eine 3D-Druckerachse oder einen Schwenk-Neige-Mechanismus einer Kamera, wählen Sie einen Schrittmotor.
Wenn Sie eine einfache, superschnelle „Flip-Flop“-Bewegung zwischen zwei festen Winkeln benötigen, wie beispielsweise bei einem Sortiertor, einem Verriegelungsmechanismus oder einem Verschluss, wählen Sie einen Drehmagneten.
Die folgende Tabelle stellt die wichtigsten Unterschiede einander gegenüber.
| Funktion | Schrittmotor | Magnetdrehung |
|---|---|---|
| Bewegungsart | Kontinuierliche Rotation (360°+) oder präzise Schritte | Begrenzte Schwingung (typischerweise 30°–90°) zwischen zwei Positionen |
| Positionierung | Extrem präzise Regelung im offenen Regelkreis; kann in Hunderten von Positionen pro Umdrehung anhalten. | Nur zwei feste Endpositionen (z. B. „offen“ und „geschlossen“) |
| Macht und Besitz | Benötigt kontinuierliche Energie, um eine Position zu halten (Haltemoment). | Bistabil: Hält die Position fest mit Nullleistung (Magnetverschluss) |
| Schnelligkeit | Mäßig; die Geschwindigkeiten variieren je nach Last und Fahrer. | Extrem schnell (Schaltzeit < 10 ms) |
| Kontrolle | Benötigt einen Treiber und sequentielle Impulse (2-4 Drähte) | Ganz einfach: Zum Ändern des Zustands muss lediglich die Gleichstrompolarität umgekehrt werden (2 Drähte). |
| Lebensdauer | Hoch, durch Lager begrenzt | Sehr hoch (über 100 Millionen Zyklen); keine Bürsten |
So wählen Sie richtig aus: Ein hilfreicher Leitfaden
Um den passenden Aktor auszuwählen, vergleichen Sie dessen Stärken mit den Anforderungen Ihres Projekts.
Wenn Sie einen Schrittmotor verwenden möchten,
Man muss standhalten, wenn man gegen eine Kraft ankämpft. Sobald Strom zugeführt wird, hält das Haltemoment eines Schrittmotors ihn in Position.
Sie benötigen mehrere Stopppunkte. Schrittmotoren eignen sich hervorragend für schrittweise und wiederholbare Arbeitsschritte, wie beispielsweise das Bewegen eines CNC-Portals oder das Positionieren einer Antenne. Die Rotation muss kontinuierlich erfolgen. Ein Schrittmotor ist die beste Wahl für alle Aufgaben, die eine Drehung um 360° oder mehr erfordern.
Wenn Sie ein bistabiles Drehmagnetventil benötigen,
Ihre App ist batteriebetrieben oder wärmeempfindlich. Sie verbraucht nur Strom beim Zustandswechsel und daher im Ruhezustand nahezu keine Energie. Sie benötigen blitzschnelle Schaltvorgänge. Ein Schrittmotor ist nicht ausreichend, um ein Tor oder eine Weiche in weniger als 10 Millisekunden zu bewegen. Sie benötigen eine einfache Drehbewegung zum Ein- und Ausschalten. Magnetventile sind eine deutlich einfachere und leistungsstärkere Alternative zu einem kompletten Motorcontroller, um elektronische Schlösser, Rollladensteuerungen oder Klappen zu bedienen.
💡 Ein kurzer Hinweis zum Thema „Drehmoment halten“
Man könnte meinen, das Haltemoment eines Schrittmotors funktioniere wie die Verriegelung eines Magnetventils. Um diese Position zu halten, benötigt ein Schrittmotor jedoch eine konstante Stromzufuhr, was Wärme erzeugt und die Batterie entlädt. Ein bistabiles Magnetventil hingegen nutzt Magnete, um sich physisch in Position zu halten, sodass es keine großen Strommengen benötigt.
