Magnetkupplung auslegen
Erforderliches Übertragungsmoment aus Lastmoment und Sicherheitsfaktor, die Schlupfleistung als Wärmelast und — bei hermetischer Trennung — die Mindestwandstärke des Spalttopfs.
Magnetkupplung auslegen
Lastmoment und Sicherheit eingeben — die Ergebnisse erscheinen sofort.
Last
Auslegung
Vorbelegt mit 2,0 — dem oberen, konservativen Ende der Spanne „typisch 1,5–2,0", die unsere Ratgeber zu Magnetkupplungen nennen. Sie deckt Anlaufspitzen, Lastschwankungen und die Temperaturabhängigkeit der Magnete ab.
Nur bei Betrieb mit Schlupf. Die synchron laufende Permanentmagnetkupplung hat Δn = 0 — dann ist auch die Schlupfleistung null.
Spalttopf (optional)
Nur für hermetisch getrennte Anwendungen. Alle drei Felder gehören zusammen; die Mindestwandstärke folgt aus der Kesselformel.
Formeln
T_Last = 9550 · P / n T_erf = T_Last · S P_S = T_Last · Δn / 9,55 t_min = p · D / (2 · σ_zul)
1 bar = 0,1 N/mm² · Normbezug Spalttopf: API 685, DIN EN ISO 15783, Festigkeitsnachweis nach DIN EN 13445
Was das Modell abdeckt — und was nicht
Gerechnet wird das ERFORDERLICHE Moment, nie das verfügbare. Was eine konkrete Kupplung überträgt, hängt überproportional vom real verbauten Luftspalt ab; die Baugrößenwahl bleibt damit Katalog- und Beratungssache. Bewusst NICHT ausgewiesen werden drei Größen, für die uns belegte Kennwerte fehlen: die Wirbelstromverluste als Zahl, eine Temperatur-Derating-Kurve der Magnete und nach Anwendung gestaffelte Sicherheitsfaktoren. Die Richtung ist bekannt und steht als Hinweis dabei — eine Zahl ohne Beleg wäre hier schlechter als keine. Die Formeln stammen aus den Ratgebern „Hysteresekupplung vs. Permanentmagnetkupplung" und „Magnetkupplung Spalttopf".
Die Wärme ist das eigentliche Auslegungsproblem
Bei einer Magnetkupplung entscheidet selten das Moment allein. Läuft sie mit Schlupf, wird die gesamte am Schlupf umgesetzte Leistung zu Wärme: P_S = T · Δn / 9,55. Schon 5 Nm bei 500 min⁻¹ Schlupfdrehzahl ergeben rund 262 W Dauerwärme — eine Größenordnung, bei der die Baugröße nicht mehr am Moment scheitert, sondern an der Wärmeabfuhr.
Genau hier trennen sich die beiden Bauarten. Die Permanentmagnetkupplung läuft synchron und schlupffrei bis zu ihrem Durchrutschmoment — Δn = 0, also keine Schlupfwärme. Die Hysteresekupplung darf dauerhaft gleiten und liefert dabei ein konstantes Rutschmoment; die Wärme ist dann konstruktiv vorgesehen und muss abgeführt werden. Welche Bauart passt, klärt der Vergleich Hysteresekupplung vs. Permanentmagnetkupplung.
Der Sicherheitsfaktor ist mit 2,0 vorbelegt. Unsere Ratgeber nennen übereinstimmend eine Spanne von typisch 1,5 bis 2,0 gegenüber dem Betriebsmoment; sie deckt Anlaufspitzen, Lastschwankungen und die Temperaturabhängigkeit der Magnete ab. Vorbelegt ist bewusst das obere Ende — ein Rechner, der ungefragt den günstigeren Wert annimmt, weist ein zu kleines Moment aus, und zwar unbemerkt.
Der Spalttopf: jede Zehntelmillimeter Wand kostet Moment
Bei hermetisch getrennten Anwendungen — Pumpen und Rührwerke in Chemie, Pharma und Lebensmitteltechnik — sitzt zwischen den Magnethälften ein Spalttopf. Als druckbeaufschlagtes Bauteil lässt sich seine Mindestwandstärke überschlägig aus der Kesselformel bestimmen: t_min = p · D / (2 · σ_zul). Für D = 100 mm bei 16 bar und einem konservativen σ_zul von 100 N/mm² sind das 0,8 mm.
Diese 0,8 mm gehen unmittelbar in den magnetischen Luftspalt ein, und das übertragbare Moment fällt mit dem Spalt überproportional. Deshalb ist die Wandstärke die zentrale Auslegungsgröße: so dünn wie für Druck und Sicherheit zulässig, so dick wie nötig. Werkstoff, Wirbelstromverluste und Medienbeständigkeit behandelt der Ratgeber Magnetkupplung Spalttopf.
Häufige Fragen
Warum nennt der Rechner keine Wirbelstromverluste in Watt?
Weil uns dafür belegte Kennwerte je Werkstoff und Wandstärke fehlen. Die Richtung ist bekannt und steht im Ergebnis: In leitenden Spalttöpfen steigen die Verluste mit der Wandstärke, Keramik und PEEK vermeiden sie praktisch vollständig. Eine Zahl auszuweisen, die wir nicht belegen können, wäre schlechter als keine — sie sähe aus wie ein Rechenergebnis und wäre eine Schätzung.
Und das Temperaturverhalten der Magnete?
Dass hohe Temperatur das übertragbare Moment mindert und im Extremfall zur teilweisen Entmagnetisierung führt, ist unstrittig. Ab welcher Mediumtemperatur mit welchem Faktor zu rechnen ist, hängt am Magnetwerkstoff der konkreten Baureihe — eine allgemeine Derating-Kurve gibt es nicht. Nennen Sie uns die Mediumtemperatur in der Anfrage, dann prüfen wir sie gegen die Werkstoffdaten der Baureihe.
Welches Moment trage ich bei einer Hysteresekupplung ein?
Das im Schlupf tatsächlich übertragene, also das eingestellte Rutschmoment — nicht das mit Sicherheit beaufschlagte. Die Schlupfleistung rechnet der Rechner deshalb bewusst aus dem Lastmoment und nicht aus T_erf: In Wärme umgesetzt wird, was übertragen wird, nicht das Auslegungsmoment.
Sagt mir der Rechner die Baugröße?
Nein — er nennt die Zielgröße, gegen die ausgewählt wird. Was eine konkrete Kupplung überträgt, hängt überproportional vom real verbauten Luftspalt ab, und in den gehen Wellenlage, Spalttopfwand und Montagetoleranzen ein (Fertigungstoleranz des Durchrutschmoments typisch ±10–15 %). Die Baugröße entscheidet sich deshalb am Katalog und nicht an der Rechnung allein.
Hinweis: Die bereitgestellten Rechentools dienen ausschließlich zur ersten Orientierung und ersetzen keine verbindliche Auslegung durch qualifiziertes Fachpersonal. Alle Ergebnisse sind vor dem Einsatz in sicherheitsrelevanten Anwendungen durch geeignete Ingenieurberechnungen zu verifizieren. Technische Antriebselemente GmbH übernimmt keine Haftung für Schäden, die aus der Verwendung der Berechnungsergebnisse entstehen.
Baugröße zum berechneten Übertragungsmoment finden?
Das erforderliche Moment und die Schlupfleistung stehen — offen bleibt, was nur der Katalog weiß: das übertragbare Moment Ihrer Baugröße beim real verbauten Luftspalt, die zulässige Dauer-Schlupfleistung und die Werkstoffwahl des Spalttopfs. Übernehmen Sie Ihre Werte in die Anfrage, wir wählen die PMKC-Baugröße gemeinsam aus.
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