Magnete in der KITA-Praxis

Tipp für Erzieher und Erzieherinnen die gerne mal etwas mit Magneten in ihrer KITA durchführen wollen:

Die Kleinen Forscher (gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung) haben einen sehr schönen Leitfaden zu dem Thema herausgebracht, wie man Kinder im KITA-Alter an die Thematik Magnetismus heranführen kann.

Downloaden könnt ihr die hier im PDF Format: Forschen mit Magneten

Empfohlene Materialien:
Für sehr junge Kinder empfehlen wir vor allem unsere Schulmagnete. Der Vorteil liegt darin, dass diese oft mit Nord- und Südpol beschriftet, und außerdem farblich gekennzeichnet sind, sodass man den Kindern die Thematik Nord- und Südpol leichter erklären kann.
Auch geeignet sind Ferritmagnete. Von Neodymmagneten würden wir in diesem Alter abraten, da die Magnete deutlich stärker sind, und somit evtl. zu Quetschungen oder Verletzungen führen können.

Kinderspiel: Mit magnetischer Kraft Büroklammern retten

Ein lustiges und spannendes Spiel für Kinder z.B. auf einem Kindergeburtstag, aber auch in der Schule als kleiner Versuch, um den Kindern die magnetische Kraft näher zu bringen:

Material: Ferritmagnet 40,0 x 20,0 x 10,0, Büroklammern, Trinkglas (am besten dünnwandig und ohne Verjüngung. Sehr gut eignen tun sich aber auch transparente Kunststoffbecher)

Anleitung:
Die Aufgabe der Kinder besteht darin, die Büroklammern aus dem Glas, gefüllt mit Wasser, zu holen, ohne nasse Finger zu bekommen und ohne das Wasser zu verschütten.
Zu allererst kann man hierzu zusammen mit den Kindern Ideen sammeln.
Anschließend erhält jedes Kind ein Magnet und darf mithilfe dieses Magnetes versuchen, die Büroklammer zu befreien, indem er den Magnet an der Außenseite des Glases langsam nach oben schiebt, sodass die Büroklammer im Inneren des Glases folgen kann.

Wir empfehlen für dieses Spiel Ferritmagnete, da sie bei gleicher Größe deutlich schwächer sind als Neodymmagnete und für Kinder dadurch einfacher und ungefährlicher zu benutzen sind.

Supermagnete / Neodymmagnete FAQ

Was genau sind eigentlich Supermagnete? Wie werden diese Magnete hergestellt? Wer hat sie entwickelt? Auf einige dieser Fragen möchte ich in diesem Beitrag eingehen.

Was sind Neodymmagnete?
Supermagnete / Neodymmagnete bestehen aus einer Legierung bestehend aus Neodym, Eisen und Bor (NdFeB). Entdeckt wurde diese Legierung im Jahr 1984. Seitdem hat eine Weiterentwicklung der Herstellungsmethoden dazu geführt, dass die Neodym Magnete noch etwas stärker wurden.
Es handelt sich bei diesen Magneten um die derzeit stärksten Permanentmagnete der Welt. Der Vorteil liegt in der extrem großen Haftkraft trotz geringen Volumens. Dies war mit anderen Werkstoffen bislang nicht möglich.
Hinzu kommt, dass Neodymmagnete ihre Haftkraft auch nach vielen Jahren nicht verlieren. Aus diesem Grund finden sie in vielen industriellen Produkten Anwendung. So werden sie z.B. in Elektromotoren und Generatoren eingesetzt. Aber auch im Metall- und Ladenbau gibt es viele praktische Einsatzzwecke.
In unserem Sortiment führen wir Neodymmagnete sowohl für den industriellen und handwerklichen, aber auch für den Heimwerker. Günstige Staffelpreise führen bei größeren Abnahmemengen zu sehr attraktiven Preisen für Magnete.

Wie und wo werden Neodym-Magnete hergestellt?
Die Herstellung der so genannten Wundermagnete ist sehr aufwändig. Da die seltenen Erden (Neodym) vor allem in China in großem Volumen zu finden ist, findet die Produktion hautpsächlich dort statt. Damit ist China der weltweit wichtigste Lieferant von Neodymmagneten (geschätzt werden ca. 90 Prozent der Weltproduktion). Aber auch in anderen Ländern (z.B. Australien) werden derzeit Vorkommen erschlossen.

Nun kommen wir zu den Produktionsschritten:
Zuerst werden die drei Grundrohstoffe Eisen, Neodym und Bor sowie einige andere Zusatzstoffe sehr fein zermahlen und im Vakuum verschmolzen.
Bei diesem Prozess entsteht die Legierung NdFeB (wird umgangssprachlich oft Neodym genannt, obwohl es aus den 3 Rohstoffen besteht).

Als nächster Schritt werden Rohlinge hergestellt. Dazu wird die Legierung NdFeB (Neodym-Eisen-Bor) leicht magnetisiert und in eine Form gepresst (meist quaderförmig oder zylindrisch). Diese Rohlinge werden anschließend dann im Vakuum erhitzt. Diesen Vorgang, bei dem die Legierung eine spezielle und für die spätere Magnetisierung wichtige Kristallstruktur erhält, nennt man auch sintern.

Nachdem die Rohlinge gesintert wurden, werden diese anschließend gedreht oder gesägt und somit in die gewünschte Form (Scheibenmagnete, Kugelmagnete, Quadermagnete, Stabmagnete, Ringmagnete, Würfelmagnete, Konus etc.) gebracht.

Jetzt werde die Rohmagnete, die bereits die endgültige Form haben, galvanisch beschichtet. Dieser Vorgang ist sehr wichtig, da NdFeB an der Luft nicht stabil ist, sondern langsam oxidiert. Das bedeutet, dass sich der Magnet ohne eine intakte Beschichtung langsam zersetzt. Zu sehen ist dies an der Bildung einer feinen Staubschicht und einem schwächer werden Magnetfeld.
In der Regel wird hierzu eine Nickelbeschichtung verwendet. Diese Beschichtung besteht aus 3 einzelnen Schichten (Nickel-Kupfer-Nickel) mit jeweils einer Dicke von ca. 4-7 Mikrometern. Wenn wir von einer Nickelbeschichtung sprechen, ist daher immer Ni-Cu-Ni gemeint. Es gibt auch andere Beschichtungen, wie z.B. Gold, Kupfer oder Chrom, aber auch bei diesen Beschichtungen wird vorher immer eine Ni-Cu-Ni Beschichtung aufgebracht und anschließend noch eine weitere Schicht verwendet. Im Endeffekt besteht eine Goldbeschichtung also z.B. aus Ni-Cu-Ni-Au.

Nachdem die Beschichtung aufgebracht wurde, werden die optisch bereits fertig aussehende Magneten magnetisiert, indem sie in eine Magnetspule gestellt, durch die eine Millisekunde lang ein sehr großer Strom fließt. Durch das extrem starke Magnetfeld, das in diesem Elektromagneten entsteht, werden die Neodymmagnete magnetisiert (Moleküle und Kristalle richten sich aus). Diese Magnetisierung bleibt bei den Magneten anschließend dauerhaft bestehen, da sie eine sehr spezielle Kristallstruktur haben.

Nachdem die Magnete fertig produziert sind, werden sie im letzten Schritt einer gründlichen Qualitätskontrolle unterzogen und verpackt.

Durch unsere jahrelange Zusammenarbeit mit professionellen und sorgfältig ausgewählten Werken in China können wir für den Kunden ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis erzielen. Auch in der Logistik greifen wir auf namhafte und zuverlässige Partner zurück, bei denen wir durch Rahmenverträge sehr gute Konditionen anbieten können.

Was ist bei Neodymmagneten zu beachten?
Man sollte unbedingt vermeiden, dass starke Magnete unkontrolliert aufeinanderstoßen. Bei der Kollision können Magnete zersprlittern. Gerade bei Todesmagneten können bei falscher Handhabung Quetschungen und Verletzungen entstehen.

Was sind eigentlich Todesmagnete?
Der Begriff „Todesmagnete“ hat sich für besonders große und damit unheimliche starke Neodymmagnete eingebürgert. Er ist auf die Gefahr zurückzuführen, die bei falscher Handhabung mit diesen Magneten entsteht. Todesmagnete sind meist größer als 70 mm und haben damit eine Haftkraft von mehreren hundert kg. Damit lassen sich sehr interessante und spannende Sachen anstellen. Natürlich sollte man aber vorher die Sicherheitshinweise gründlich studieren und auf die richtige Handhabung acht geben. Niemals sollten Todesmagnete in die Hände von Kindern gelangen.

 

Was sind Topfmagnete und welche Typen gibt es?

In diesem Blogartikel befassen wir uns mit dem Thema, was eigentlich Topfmagnete sind und welche verschiedene Topfmagnete-Typen es gibt.

Was sind Topfmagnete?
Bei Topfmagneten handelt es sich um Magnete, die in einen runden Stahltopf integriert sind (die verwendeten Magnete können z.B. aus Neodym oder Ferrit bestehen. Natürlich sind Neodymmagnete deutlich stärker).
Durch den entstehenden magnetischen Kurzschluss wird der magnetische Fluss verstärkt. Dadurch entsteht eine deutlich höhere Haftkraft, wenn der Magnet direkt auf einer dicken eisernen Oberfläche liegt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die sonst relativ empfindlichen Neodymmagnete durch den Stahltopf vor Beschädigungen geschützt werden.

Das praktische an der Bauform mit Topf ist, dass hieran Befestigungselemente, wie Gewinde, Gewindebuchsen, Karabiner etc. befestigt werden können.
Sie eignen sich sehr gut im Messe-, Anlagen, Metall- oder Ladenbau, da man sie leicht verschrauben kann. Aber auch für den Möbelbau sind sie gut geeignet.

Topfmagnete werden auch Flachgreifer (bedingt durch die niedrige Bauform), Montagemagnete, Greifmagnete oder Befestigungsmagnete genannt.

Welche verschiedene Arten von Topfmagneten / Flachgreifern gibt es?

Flachgreifer mit Bohrung und Senkung: Dieser Magnettyp besitzt eine mittige Bohrung mit Senkung. Somit kann man den Magnet mit einer Senkkopfschraube einfach überall anbringen. Diese Magnete werden unter anderem für den Metall- Anlagen- und Messebau sehr häufig verwendet.

Flachgreifer mit Zylinderbohrung: Diese Topfmagnete können ebenfalls mit einer Schraube befestigt werden (aber ohne Senkung). Hierfür eignet sich z.B. eine Torx- oder Imbusschraube.

Flachgreifer mit Gewindestift / mit Gewindezapfen: Diese Topfmagnete haben einen Gewindestift mit Außengewinde.  Damit lässt er sich z.B. mit einer Sechskantschraube anschrauben.

Flachgreifer mit Gewindebuchse: Diese Magnete haben eine Gewindebuchse, in die man z.B. Haken, Ösen etc. einschrauben kann. Normalerweise werden hierfür Standardgewinde z.B. M3, M4, M5, M6 oder M8 verwendet, sodass man Standardelemente einschrauben kann. Aber auch zum Befestigen einer Gewindestange eignen sich die Magnete sehr gut.

Flachgreifer mit Haken: Bei diesen Topfmagneten handelt es sich um Flachgreifer mit Gewindebuchse, die gleich im Set mit einem passenden Haken geliefert werden.

Flachgreifer mit Karabiner: Diese Topfmagnete enthalten im Lieferumfang einen passenden Karabiner. Der Vorteil gegenüber den Hakenmagneten ist, dass man Dinge sicherer befestigen kann, da es nicht über den Haken rutschen kann. Außerdem ist sehr praktisch, dass man den Karabiner kinderleicht aushaken bzw. abnehmen kann.

Flachgreifer mit Stahltopf zum Einkleben: Hierbei handelt es sich um Magnete, die in einen einfachen Stahltopf eingelassen sind. Diese Magnete können verwendet werden, wenn das Anschrauben nicht möglich ist. Ein weiterer Vorteil hierbei ist, dass sie bei gleicher Größe eine höhere Haftkraft besitzen, weil die Kontaktfläche größer ist (durch das nicht vorhandene Loch). Der Vorteil gegenüber „normalen“ Magneten ohne Stahlummantelung ist einmal der, dass der Magnet vor Beschädigungen besser geschützt ist. Des Weiteren ist die Hafkraft direkt auf einer dicken eisernen Oberfläche besser.

 

Welche Magnete nehme ich für Glas Magnettafeln?

Für normale Magnettafeln aus ferromagnetischem Metall ist die Wahl auf geeignete Magnete ganz leicht getroffen. Hier eignen sich in Prinzip alle Magnete – man sollte nur je nach Gegenstand den man anbringen möchte, eine geeignete Haftkraft wählen.
Aber auch kleinste Magnete wie 1x1x1 mm Würfelmagnete halten auf so einer Magnettafel bestens.

Schwieriger wird es bei einer Glas-Magnettafel. Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus einer Metallplatte, mit einer darüberliegenden Glasplatte. Es gibt sehr große Unterschiede im Handel (Stärke Glas und Stärke Metall). Umso stärker das Glas und umso dünner das Metall, desto stärker müssen die jeweiligen Magnete sein.

Vorab sei gesagt: Büromagnete mit schwerer Stahlummantelung (z.B. http://www.magnetmax.de/Bueromagnete/Grosser-Kegelmagnet-aus-Stahl-O-20-0-x-25-0-mm-haelt-10-5-kg::243.html) eignen sich nicht für Glasboards.
Auch herkömmliche Kühlschrankmagnete mit Ferritkern eignen sich nicht für Glasboards. Es müssen auf jeden Fall Supermagnete aus Neodym verwendet werden!

Da es schwierig ist, pauschale Aussagen zu machen, da Stärke der Glas- und Metallplatte im Handel stark variieren, geben wir folgende Empfehlung für Glastafeln mit einer Glasstärke von ca. 5 mm und einer Metallstärke von ca. 0,5 mm:

1. Für das Anbringen von einzelnen Blättern und Notizzetteln empfehlen wir eine Magnetstärke von ca. 6-8 mm, z.B.
Neodym Scheibenmagnet D7 x 7 mm
Neodym Würfelmagnet 7 x 7 x 7 mm
Neodym Stabmagnet 6 x 10 mm

2. Für das Anbringen von mehreren Blättern, Karton, Postkarten etc. empfehlen wir etwas stärkere Magnete, z.B.
Neodym Würfelmagnet 12 x 12 x 12 mm
Neodym Scheibenmagnet D12 x 10 mm