Autor Thema: Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten  (Gelesen 14887 mal)

Industrieelektriker

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 18
    • Profil anzeigen
Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« am: 25. April 2015, 15:39:48 »
Hallo,

ich experimentiere mit 5mm x 5mm x 5mm Neodym-Magneten.

Die ordne ich dann als Ketten mit variabler Länge an, damit weitgehend nur ein Pol wirksam ist.

Eine rein statische Anordnung habe ich bisher nicht zum Drehen gekriegt.

Für eine Drehbewegung brauche ich aber nur einen Pol, es ist keine Polumkehr notwendig.

Und zwar so:

AUFBAU 1:
Als "Stator" werden die Magnetketten möglichst dicht nebeneinander als Ring verbaut.
Zum Befestigen der Magnete benutze ich immer gutes Gewebeklebeband.
(Das kann man mit der Hand einfach abreißen, hält die Magnete aber dort wo sie bleiben sollen.)
Als "Rotor" nehme ich eine Trennscheibe, die mit einer Kabelverschraubung auf einem Passstift befestigt ist,
der wiederum in einem Kugellager steckt.
Auf der Trennscheibe ist eine Magnetkette so befestigt, dass der gleichnamige Pol nach außen zeigt und der andere
irgendwo in der Mitte der Scheibe endet, wo er nichts bewirken kann und auch nicht soll.

Zum Drehen krieg ich das Ganze wenn ich mit dem "Stator" eine reine Präzessionsbewegung mache.

AUFBAU 2:
"Rotor" bleibt, aber ohne "Stator".

Im richtigen Zeitpunkt in Abhängigkeit von der Drehung, führe ich einen gleichnamigen Pol abwechselnd
der einen Seite der Trennscheibe zu und dann der anderen Seite. Immer hin und her.
Frequenz und Phase beider Bewegungen müssen also zueinander "passen", sonst stoppt die Scheibe.

Beim Anlaufen können mehr als zwei "Zuführungsspunkte" an die Scheibe erforderlich sein.

Bei beiden Varianten muss also das Magnetfeld einfach im richtigen Zeitpunkt verschwinden und
nachdem der Magnet auf der Scheibe diesen Punkt passiert hat wieder "eingeschaltet" werden.
Geschieht dieses "Abschalten" nicht, dann stoppt die Scheibe, da die Magnete einander abstoßen.
(Die Trägheit der Scheibe reicht nicht, um diese magnetische Kraft zu überwinden.)

Rein theoretisch würde  mich interessieren, wie schnell sich eine Scheibe mit m=0,1 kg und einem Radius von 11,5cm
drehen müßte, um die magnetischen Gegenkräfte zu überwinden.
Die nötige Drehgeschwindigkeit wird vermutlich so hoch sein, dass man relativistisch rechnen muß.
Leider bin ich nicht so der theoret. Physiker, der das mal, wenigstens spaßeshalber ausrechnen könnte.

LG
« Letzte Änderung: 25. April 2015, 16:26:26 von Industrieelektriker »

Rudi

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 39
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #1 am: 25. April 2015, 16:28:47 »
Hallo,

Du kennst den Ausdruck "Sticky Point" ? Das ist genau der Punkt, an dem man den Magneten ein- und ausschalten muss, um eine dauernde Bewegung zu erzeugen. Dazu gibt es einen Haufen Experimente, ist aber bisher nicht geglückt. Sie Dir z.B. die Experimente von Dietmar Hohl (magnetmotor.at) an, da ist auch immer das gleiche Problem. Es gibt immer wieder Gerüchte über irgendwelche Metalle, die Magnetfelder ohne Energiezufuhr auf "Befehl" abschalten sollen können, das sind aber Legenden (Mu-Metall). Blöderweise braucht man dazu immer Energie, und die kann man dann auch wiederbekommen, aber das wars dann auch.

Gruß Rudi

Industrieelektriker

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 18
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #2 am: 25. April 2015, 16:54:36 »
Hallo,

ich frage mich eines:

Hat man eine Drehbewegung mit rein statischer Magnetkonfiguration nur deshalb nicht hinbekommen, weil
die Drehzahlen zu niedrig waren und möglicherweise auch heute noch nicht erreichbar sind ?

Gedankenexperiment:
Man wende die nötige Energie auf, um einen Rotor mit Permanentmagneten in einem Stator
ebenfalls mit Permanentmagneten (gleichpolig !) auf eine extrem hohe Drehzahl anlaufen zu lassen.

Ich würde gerne mal anhand marktüblicher kleiner Magneten ausrechnen wollen, mit welcher
Geschwindigkeit ein Rotor (in Form einer Scheibe oder Zylinders) denn rotieren müßte,
damit diese Sticky-Points aufgrund der Trägheit der Scheibe überwunden werden.
Auch wenn die Ergebnisse HEUTE noch nicht praktikabel sein könnten, etwa weil die Bahngeschwindigkeit
am Rotorrand evtl. die halbe Lichtgeschwindigkeit erreichen müßte.

Ein Wagen ohne Pferde galt im Mittelalter ebenfalls als blanker Unsinn und Spinnerei.
Und doch hat man Wege gefunden: Es gibt ja Autos.

In der Tat  ist  Prof. Turtur in seinen Ausführung auf sehr hohe Drehzahlen gekommen, so etwa 30000 bis 40000 U/min.

LG
 

Rudi

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 39
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #3 am: 25. April 2015, 17:47:50 »
Man kann einen Sticky Point natürölich mir Trägheit überwinden. Das ändert aber nichts daran, dass dazu Energie nötig ist, die dem Trägheitssystem entzogen wird. Wenn die nicht wieder zugeführt wird, ist es beim nächsten oder übernachsten passieren des Sticky Points Schluss mit Rotation.

Industrieelektriker

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 18
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #4 am: 25. April 2015, 20:55:26 »
Genauso ist es.

Es ist die Frage, ob die magnetische Abstossung unmittelbar nach Passieren des Sticky Points, die
Bremsung vorher auszugleichen vermag.

LG

Rudi

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 39
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #5 am: 26. April 2015, 01:21:07 »
Es ist die Frage, ob die magnetische Abstossung unmittelbar nach Passieren des Sticky Points, die Bremsung vorher auszugleichen vermag.
Wenn es so wäre, hätte Dietmar Hohl da sicher mehr vermeldet als fehlgeschlagene Versuche (er hat leider die meisten auf seiner Homepage mittlerweile gelöscht). Vom Energierhaltungssatz fang ich mal gar nicht erst an.

anonJo

  • Vollwertiges Mitglied
  • ***
  • Beiträge: 242
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #6 am: 26. April 2015, 10:11:41 »
ja das haben schon viele versucht. Ein paar wohl schon mit Erfolg.
Hier ein Patent dazu: https://www.google.com/patents/EP0637120A1?cl=de&hl=de

Rudi

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 39
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #7 am: 26. April 2015, 12:37:25 »
Das ist kein Patent, sondern eine Anmeldung, die sicher nicht angenommen wird, wenn der Erfinder keinen Prototyp vorlegen kann (davon gibt es so viele wie Videos auf Youtube). Wo sind die Leute, die das mit Erfolg gemacht haben?
Wenn das jemandem gelingt, bekommt er den Nobelpreis und was weiß ich nicht noch alles.

Industrieelektriker

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 18
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #8 am: 26. April 2015, 15:35:36 »
Hallo,

ich möchte hier mal kurz theoretisch werden und mal kurz beleuchten, was man zur Überwindung des
Sticky Points bräuchte (egal ob das jetzt machbar ist oder nicht).

Das magnetische Feld breitet sich mit endlicher Geschwindigkeit aus, nämlich etwa Lichtgeschwindigkeit.

Wenn nun die Bahngeschwindigkeit des äußeren Rotorrandes mit einer derart hohen Geschwindigkeit läuft,
dass man sie leichter in Teilen der Lichtgeschw. c ausdrückt, dann könnte folgender Effekt eintreten:

Wenn sich der Magnet auf dem Rotor auf einen Statormagneten zubewegt, dann ist wegen der endl.
Ausbreitungsgeschwindigkeit der Kraftwirkung, genau diese KLEINER als  sie bei gleicher Position
bei einer Geschwindigkeit v<<c wäre.

Wenn sich der Rotormagnet wieder vom Statormagnet wegbewegt (vorausgesetzt Sticky Point überwunden
wegen oben beschriebener niedrigerer Kraftwirkung), dann ist die wirkende magnet. Kraft GRÖSSER
als unter gleichen Umständen bei einer Geschwindigkeit v<<c.

Der Effekt wird umso krasser, je näher die Geschwindigkeit v sich der Lichtgeschwindigkeit c nähert.

Oder ist da irgendwo ein Wurm drin ?

Natürlich wird man HEUTE sagen, dass eine Anordnung mit einer Umdrehungsfrequenz von gut 50 MHz unmöglich ist zu bauen.
Aber ich möchte mir keine Denkverbote auferlegen, obgleich ich Konstruktionen bevorzuge, die HEUTE baubar sind.

Solche extremste Umdrehungszahlen könnte ich mir in Zukunft etwa in Form von Nano-Anordnungen vorstellen,
wovon dann zig geeignet "zusammengeschaltet" sind und in Summe makroskopisch als Energiequelle funktionieren könnten.

Energetisch gesehen, ist die Rotationsenergie bei solchen Geschwindigkeiten auf atomarer Ebene handhabbar groß oder klein,
selbst bei v=0,9 c

LG
« Letzte Änderung: 26. April 2015, 16:02:44 von Industrieelektriker »

Rudi

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 39
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #9 am: 26. April 2015, 18:34:23 »
Oder ist da irgendwo ein Wurm drin ?
Ja, da ist ein Wurm drin. Das liegt sicherlich daran, dass wir uns die Verhältnisse nahe Lichtgeschwindigkeit nicht vorstellen können, weil wir das nicht "erfahren" können. Man kann es aber rechnen.
Für das elektrische Feld (das gilt analog auch für Magnetfelder) habe ich das mal hier http://www.energiederzukunft.org/forum/4-expertenforum/2476-ou-mit-zwei-magneten-kinderleicht-erklaert?start=12 aufgeführt. Als Ergebnis kommt dabei raus, dass die Felder mitnichten "asymetrisch" werden, sondern weiterhin symmetrisch bleiben. Aktio und Reaktio bleiben gewahrt. Das geht aus den Lienard Wiechert Potentialen hervor.

anonJo

  • Vollwertiges Mitglied
  • ***
  • Beiträge: 242
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #10 am: 26. April 2015, 21:48:33 »
Das ist kein Patent, sondern eine Anmeldung, ...
sorry, ich hatte Patentanmeldung gemeint. Tatsächlich wurde unter DE000009311134U1 ein Gebrauchsmusterschutz erteilt.

Ja es gibt noch viele andere z. B. der Johnson-Motor:
https://www.google.com/patents/US4151431?dq=4,151,431&hl=en&sa=X&ei=juLIUeDRC5TZ4QT9u4BY&ved=0CDYQ6AEwAA

Industrieelektriker

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 18
    • Profil anzeigen
Supraleitende Ringe oder Spulen als Stator
« Antwort #11 am: 27. April 2015, 03:04:41 »
Hallo,

ich habe dann alternativ mal an so was gedacht.

Das Problem bei Permanentmagneten als Stator ist und bleibt der Sticky Point.

Ich habe mir folgenden theoret. Aufbau überlegt:

Auf dem Rotor werden Permanentmagnete montiert, so dass entweder nur ein Pol nach außen wirksam ist
oder abwechselnd Nord- und Südpol.

Der Stator besteht aus z.B. drei supraleitenden kurzgeschlossenen Spulen oder einfach Ringen, die nicht direkt
zur Rotationsachse zeigen, sondern etwas in Drehrichtung.

Kommt nun z.B. ein Nordpol in die Nähe zu so einer Spule, dann wird dort ein Strom induziert (ungenau formuliert), der der Ursache entgegenwirkt, d.h. das erzeugte Magnetfeld der Spule wird erst ein Südpol zum Rotor hin zeigen. Folge ist Anziehung.

Dann durchsetzt der Rotormagnet mit seinem Magnetfeld die Spule und es wird diesmal ein Nordpol zum Rotor hin "induziert"
(genauer: es wird in der Spule eine Spannung induziert, die einen Strom so treibt, dass dieses Magnetfeld dem äußeren entgegenwirkt)
Folge ist Abstoßung, und der Rotor ist hoffentlich weit genug gekommen, dass in Drehrichtung abgestoßen wird
 
Dann "verläßt" der Rotormagnet die Spule und es wird dann kurz und ungenau gesagt ein Magnetfeld genau andersrum induziert, so dass
jetzt wieder ein Südpol zum Rotor zeigt.

Bei der Drehung kommt dann bald der nächste Rotor-Nordpol in den Wirkungsbereich der Spule und wird dort
wegen des Südpols anfangs kurz angezogen, bis ein gleichnamiger Pol "induziert" wird => Abstoßung

Das ist eine Möglichkeit, die mir noch eingefallen ist.

Energieauskopplung:
Dafür werden drei weitere supraleitende Spulen benötigt.
Wenn ein Rotormagnet vorbeigelaufen ist, dann verbleibt dort ein induzierter Strom, der auch nicht abnimmt.
In genau der Zeit, wo kein Rotormagnet sich dort befinden, soll dieser Strom ausgekoppelt werden.
Damit vermeidet man die sonst direkte Bremsung durch Stromentnahme, wie man sie von klass. Generatoren her kennt.

Anmerkung:
Ich wäre für den Anfang erst mal froh, wenn das selbst läuft ohne Energieentnahme.

Irgendwelche Denkfehler drin ?

PS:
Im Bild könnte es auch sein, dass der Rotormagnet in der Spule ein Magnetfeld mit umgekehrter Polung hinterläßt.
In dem Fall müßten sich auf dem Rotor Nord- und Südpole am Außenrand einander abwechseln.

LG

« Letzte Änderung: 01. Mai 2015, 22:58:32 von Industrieelektriker »

Rudi

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 39
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #12 am: 27. April 2015, 06:39:29 »
Tatsächlich wurde unter DE000009311134U1 ein Gebrauchsmusterschutz erteilt.
Ein Gebrauchsmuster wird ohne inhaltliche Prüfung erteilt. Gibt also keine Auskunft über Funtionsfähigkeit.

Ja es gibt noch viele andere z. B. der Johnson-Motor:
https://www.google.com/patents/US4151431?dq=4,151,431&hl=en&sa=X&ei=juLIUeDRC5TZ4QT9u4BY&ved=0CDYQ6AEwAA
Dito. Dabei handelt es sich um ein amerikanisches Patent, und das kann erteilt werden, wenn eine Erfindung "neu" ist. In Europa muss sie "neu" sein und auch noch funktionieren.
Replikationen vom Howard Johnson Motor gab es - aber ohne Resultat. Auch der von mir genannte Dietmar Hohl hat sich daran versucht (http://forum.hcrs.at/viewtopic.php?t=773&sid=454dcdf4f2261bee37a83572a32a2475).

Rudi

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 39
    • Profil anzeigen
Antw:Supraleitende Ringe oder Spulen als Stator
« Antwort #13 am: 27. April 2015, 06:50:35 »
Kommt nun z.B. ein Nordpol in die Nähe zu so einer Spule, dann wird dort ein Strom induziert (ungenau formuliert), der der Ursache entgegenwirkt, d.h. das erzeugte Magnetfeld der Spule wird erst ein Südpol zum Rotor hin zeigen. Folge ist Anziehung.

Dann durchsetzt der Rotormagnet mit seinem Magnetfeld die Spule und es wird diesmal ein Nordpol zum Rotor hin "induziert"
(genauer: es wird in der Spule eine Spannung induziert, die einen Strom so treibt, dass dieses Magnetfeld dem äußeren entgegenwirkt)
Folge ist Abstoßung, und der Rotor ist hoffentlich weit genug gekommen, dass in Drehrichtung abgestoßen wird
Das habe ich nicht verstanden, wie das gemeint ist. Im ersten Absatz steht "Folge ist Anziehung" im zweiten dann "Folge ist Abstoßung", beschreibst aber die gleiche Ursache. Tatsächlich wird der Magnet abgestoßen, und zwar kräftig:
https://www.youtube.com/watch?v=Tmppo4Ja3dA

Industrieelektriker

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 18
    • Profil anzeigen
Antw:Bedingungen einer Drehbewegung mit Permanentmagneten
« Antwort #14 am: 27. April 2015, 11:20:06 »
Hallo,

ja das hatte ich nicht berücksichtigt.

Der Supraleiter wird deswegen vom Magnetfeld abgestossen, weil er das magnetische Feld verdrängt,
solange das äußere magnet. Feld nicht zu stark wird. Dann nämlich wird der Supraleiter wieder normal leitend.

Vielleicht kann man genau diesen Umstand für eine Aufhebung der Abstoßungskraft im richtigen Moment nutzen, um
keinen Sticky Point entstehen zu lassen. Kommt halt auch drauf an, wie schnell etwas supraleitend oder normalleitend wird.

Ich muss da wohl nochmal drüber nachdenken.

LG