Haftkraft/Schiebekraft zwischen Magnete messen

[Steven (muellermilch)]

Hallo zusammen,

ich suche einigermaßen qualitiv sinnvolle Möglichkeiten zu Hause die 
Kraft von Magneten zu messen. Bisher habe ich meine Ideen per 3D-Drucker 
gebaut und mit einer Wasserflasche und Schnur gemessen. So richtig 
zufrieden bin ich damit aber nicht und suche nun auf dieser Weise ein 
paar sinnvolle Vorschläge und freue mich, falls ihr mir helfen könnt.
Damit ihr versteht, was ich mit der Schiebekraft meine, habe ich euch 
ein Bild angehängt. Die Messung soll auch so wie auf dem Bild 
positioniert dargestellt mit den 3 Magneten durchgeführt werden. 
Außerdem gilt es zu beachten, dass die Kraft in 0,5mm Schritten gemessen 
werden soll.

Falls ihr selbst solche Art von Messungen gemacht habt oder 
entsprechende Dokumente/Quellen kennt, freue ich mich sehr darüber.

LG Steven

[Günter N. (gnatz)]

Die (senkrechte) Abzugskraft kann man tatsächlich am einfachsten mit 
Schnur und Wasserflasche messen. Die Verschiebekraft hängt von dieser 
und der Beschaffenheit der Oberflächen (Reibkoeffizient) ab und ist 
keine Eigenschaft des Magneten.

[Keks F. (keksliebhaber)]

Horizontal mit Umlenkrolle oder den Aufbau drehen.

Messwerkzeuge lohnen sich nicht aus drei Gründen:

-Teuer

-In der Regel falscher Messbereich

-So genau brauchst du nicht messen, du haust eh 100% zusätzlich drauf 
zur Sicherheit.

[Matz (Gast)]

Federwaage

[Thomas B. (thombde)]

Matz schrieb:
> Federwaage

Genau das wollte ich auch erst schreiben.
Hatte nur Schiss wegen der Reibung.
Weis nicht was das für eine Oberfläche ist.
Und die 0,5mm Schritte machen das auch anspruchsvoll.

PS:
Ich traue mich mal.
Eigentlich ist das gar nicht realisierbar.
Bei einer definierten Oberfläche vielleicht im Labor.
Federwaage ginge, wenn es das Anfangsruckeln nicht gäbe.
Ich nenne es mal so.
0,5mm Schritte?
Viel Spass

[Steven (muellermilch)]

Danke euch!
Meine Messungen sahen bisher so aus: siehe Anhang.

Keks F. schrieb:
> So genau brauchst du nicht messen, du haust eh 100% zusätzlich drauf
> zur Sicherheit.

Tatsächlich soll es schon sehr genau sein, da ich die verrichtete Arbeit 
über den Weg bestimmen möchte. Quasi die Grenze der Kraft zwischen 
Fallen und Halten messen.

Matz schrieb:
> Federwaage

Eine analoge Federwaage hatte ich schon, allerdings war ich mit dem 
Messergebnis nicht zufrieden. Eine digitale ist mir tatsächlich etwas zu 
teuer.

Thomas B. schrieb:
> 0,5mm Schritte?

Ich habe 0,5mm große Abstandsplatten genommen und dann halt immer 
gestapelt.
Thema Reibung ist an sich erstmal nicht so schlimm. Die Oberflächen sind 
die Magnete die aneinander haften (also Chromschicht) und/oder Plastik 
aus dem 3D-Drucker.

[Carypt C. (carypt)]

Es gibt für Mikroskoptriebe (lineare Gleitlager) oder 
Objektiv-Fokusgewinde   Non-Stick-Fette( oder wie das heißt) damit es 
nicht ruckelt. Die Gleithemmungen von Cassetten-schächten 
(Cassettenrecorder) nehmen da wohl Silikonfett zwischen Plastik, 
Gleitgel auf Silikonbasis in der Drogerie wäre günstiges Silikonöl.


ich würde ein längeres starres Pendel mit dem beweglichen Magneten 
herunter über die anderen Magneten hängen lassen, und dann seitlich 
auslenken. Die Kreislinie wird wohl nicht so viel stören.

[Steven (muellermilch)]

Carypt C. schrieb:
> Es gibt für Mikroskoptriebe (lineare Gleitlager) oder
> Objektiv-Fokusgewinde   Non-Stick-Fette( oder wie das heißt) damit es
> nicht ruckelt. Die Gleithemmungen von Cassetten-schächten
> (Cassettenrecorder) nehmen da wohl Silikonfett zwischen Plastik,
> Gleitgel auf Silikonbasis in der Drogerie wäre günstiges Silikonöl.

Klingt interessant, aber auch teuer. Schaue ich mir mal Danke.

Carypt C. schrieb:
> ich würde ein längeres starres Pendel mit dem beweglichen Magneten
> herunter über die anderen Magneten hängen lassen, und dann seitlich
> auslenken. Die Kreislinie wird wohl nicht so viel stören

Hmm, viel stören tut es nicht, aber wie mache ich das dann mit der 
Messung alle 0,5mm?

[Carypt C. (carypt)]

Das starre Pendel braucht einen ziemlich festen Drehpunkt, eventuell 
geht das Kugellager einer Festplatte(3,5zoll), man könnte eine Stange 
auf die Festplatten-platte schrauben ... die höhenvestellbare 
Arretierung, tja , da muss man sich was einfallen lassen. Die Firma Osim 
stellt solche Optikfette her. 
https://www.osimoptik.de/de/ML-MFK2--Fett--Feinmechanikfett-Haftfett.html 
ein leichteres Fett suchen, Vielleicht mal da anrufen.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Steven schrieb:
> Tatsächlich soll es schon sehr genau sein

Steven schrieb:
> Klingt interessant, aber auch teuer.

"Sehr genau" und "sehr teuer" haben meist eine hohe Korrelation...

> Thema Reibung ist an sich erstmal nicht so schlimm.
Doch, eigentlich schon, denn makroskopisch sieht das sowas ja schon 
durchaus "verzahnt" aus und grade der Übergang von Haft- zur 
Gleitreibung kommt oft überraschend. Genauso auch der enorme Unterschied 
zwischen beiden.

[Carypt C. (carypt)]

Es gibt (draht-)Seilspanner (mit Links- und Rechtsgewinde), an das eine 
Ende könnte man eine Holzlatte mit dem Magneten am Ende und das andere 
Ende einfach in einen Nagel in einer senkrechten Platte. Man kann in den 
Augen des Seilspanners auch Löten, auch eine Aluminiumstange zu 
verwenden wäre möglich.
Für die Zugkraftmessung sehe ich keine Probleme, aber die 
Abstoßungsmessung erfordert wohl noch zusätzliche Führungschienen.

[Bernd F. (metallfunk)]

Beim Versuch 2 gäbe es eine einfache Lösung:

Statt Unterlagen eine Schraube mit M10 Feingewinde.
Da ist die Steigung 1mm, also jede ganze Umdrehung
bringt 1mm Abstand. Auch 0,2mm sind damit machbar.
(M10 Feingewinde ist auch bei Leuchtenfassungen üblich).

Die Gewichtsmessung mit Wasser. Ein geignetes Gefäß
aus dem Laborbedarf mit Skala, größere Injektonsspritze
und eine Präzisionswaage zur Kontrolle.
Wenn das abreißt, steht natürlich der Bücherstapel drunter,
damit kein Tropfen verloren geht.

Das sollte aufs Milligramm genau machbar sein.
Es ist, wie bereits angemerkt, sinnvoll gut zu schmieren.
Silikonfett ist eher zäh, Vaseline oder Silikonöl könnte
da besser sein.

Grüße Bernd

[Steven (muellermilch)]

Lothar M. schrieb:
> "Sehr genau" und "sehr teuer" haben meist eine hohe Korrelation...

Ja da hast du wohl recht...

Lothar M. schrieb:
> Doch, eigentlich schon, denn makroskopisch sieht das sowas ja schon
> durchaus "verzahnt" aus und grade der Übergang von Haft- zur
> Gleitreibung kommt oft überraschend. Genauso auch der enorme Unterschied
> zwischen beiden.

In meinen Fall konnte ich keinen großen Reibungsunterschied zwischen 
reine Magnetverbindung und Plastikkontakt feststellen. Die gemessenen 
Werte weichten kaum ab. Und die Chromschicht der Magnete sollten einen 
realtiv kleinen Reibungskoeffizenten haben. Allerdings muss ich auch 
erwähnen, dass ich "nur" mit Magneten arbeite, die eine max. Haftkraft 
von 6,7N haben.

Carypt C. schrieb:
> Es gibt (draht-)Seilspanner (mit Links- und Rechtsgewinde), an das eine
> Ende könnte man eine Holzlatte mit dem Magneten am Ende und das andere
> Ende einfach in einen Nagel in einer senkrechten Platte. Man kann in den
> Augen des Seilspanners auch Löten, auch eine Aluminiumstange zu
> verwenden wäre möglich.
> Für die Zugkraftmessung sehe ich keine Probleme, aber die
> Abstoßungsmessung erfordert wohl noch zusätzliche Führungschienen.

Cool, vielen Dank für dein Beispiel.
An so einen Seil/Draht-spanner habe ich auch schon gedacht und mir den 
Kopf zerbrochen, wie ich es bauen könnte, aber ich bin einfach nicht für 
die Mechanik gemacht. Ich zerdenke immer alles und tue mich da extrem 
schwer mit^^

Bei der Zugkraftmessung sehe ich auch keine Probleme. Ich konnte meine 
Ergebnisse, die ich aktuell habe, in einer Simulation darstellen und 
vergleichen. Das sah tatsächlich sehr gut aus. Die Schiebekraft konnte 
ich in dieser Simulation leider nicht darstellen.

Bernd F. schrieb:
> Statt Unterlagen eine Schraube mit M10 Feingewinde.
> Da ist die Steigung 1mm, also jede ganze Umdrehung
> bringt 1mm Abstand. Auch 0,2mm sind damit machbar.
> (M10 Feingewinde ist auch bei Leuchtenfassungen üblich).

Das ist eine sehr tolle Idee. Das gefällt mir. Danke!

Bernd F. schrieb:
> Die Gewichtsmessung mit Wasser. Ein geignetes Gefäß
> aus dem Laborbedarf mit Skala, größere Injektonsspritze
> und eine Präzisionswaage zur Kontrolle.
> Wenn das abreißt, steht natürlich der Bücherstapel drunter,
> damit kein Tropfen verloren geht.

Die Gewichtsmessung mit Wasser habe ich ja bisher so gemacht, nur halt 
mit einer stinknormalen Wasserflasche und Schnur. Kann sehr nervig 
sein...Wasser raus...messen...Wasser rein...messen usw.