Hamel Spinner

Inhalt

1. Grundlagen
2. Videos
3. Aufbau
4. Materialien
4.1 Stator
4.1.1 Statoraufbau und Berechnungen
4.1.2 Statorbeine
4.2 Rotor
5. Eigene Nachbau
5.1 Rotor und Stator
5.1.1 Aufbau Rotor
5.1.2 Aufbau Stator
5.2 Erste Versuchsvideo
5.3 Zweite Versuch
5.4 Dritte Versuch
6. Buchempfehlungen
Autor: Arnd Koslowski

1. Grundlagen

Im Internet sind Videos aufgetaucht, in denen ein rotierender Magnet gezeigt wird, der sich ohne weiteren Antrieb weiterdreht. Die Videos wurden in 2008 und 2009 gedreht. Es handelt sich bei dem Aufbau um den “Hamel Spinner” der von vielen Forschern nachgebaut wurde. Einige Nachbauten, wie die von JLNAudin oder Bedini gehen auf 1997 zurück.

Der Aufbau ist denkbar einfach und somit für jeden Interessierten selbst nachzubauen. Selbst wenn der Aufbau nicht genutzt werden kann um damit einen Generator anzutreiben, wäre er der ideale Versuchsaufbau der zeigt, das ein Dauerläufer möglich ist.

Ich gehe davon aus, das der Rotor am Anfang einmal kurz auf Drehung gebracht und der Stator danach über den Rotor gesetzt wird. Genaue Details liegen aktuell nicht vor.

Noch liegen keine Ergebnisse vor die zeigen, das solch ein Aufbau wirklich dauerhaft weiter läuft. Weiterhin ist unbekannt ob die Magnetkraft mit der Zeit nachlässt.

Trotzdem ist der Aufbau so einfach, das wir auf den Aufbau näher eingehen.

2. Videos

Im folgenden Video ist ein sehr einfacher Aufbau des Motors zu sehen.

3. Aufbau

Der Gesamtaufbau besteht aus einem Rotor und einem Stator. Der Rotor besteht aus einer Anzahl an Flachmagneten als Stator, und einen Ringmagneten mit Metallkugel als Rotor.

Die folgende Grafik zeigt den Gesamtaufbau von oben und von der Seite

Der Nordpol des Ringmagneten zeigt nach oben, während die Südpole der Statormagnete in der Mitte liegen. Dadurch wird bewirkt, das eine Anziehung zwischen Rotors und Stator vorhanden ist. Dadurch wird der Rotor im Kreis gehalten.

4. Materialien

Es werden folgende Materialien benötigt

• Flachmagnete für Stator
• Ringmagnet mit Loch für Rotor
• Metallkugel für Rotormagnet
• Unterlegscheibe für Rotor (Idee)
• Glasschale oder Flache Teller als Bodenplatte
• Nichtmetallische Ring oder Glasschale als Halter für die Statormagnete.
• Wie das ganze aufgebaut werden kann, wird nachfolgend im Detail beschrieben

4.1 Stator

In der rechten Grafik ist der Stator, und die im Kreis angeordneten Magnete zu sehen.

Wie der Stator aufgebaut werden kann, wird in zwei Ansätzen nachfolgend beschrieben.

4.1.1 Statoraufbau und Berechnungen

Wie im 2. Video zu sehen, würde ich einen stabilen Kunststoffring nehmen, und auf diesen die Flachmagnete nebeneinander anbringen. Wie viele Magnete werden nun bei welchen Ringdurchmesser benötigt?

Aus dem Ringdurchmesser berechnen wir zuerst den Umfang des Statorkreises. Im Beispiel gehen wir von 75mm Ringdurchmesser aus (DN75 Regenrohr).

U = Pi * d
U = 3,14 * 75mm
U = 235,5mm ~ 236mm

Wie viele Magnete können nun auf den Stator angebracht werden?

Die Praxis hat gezeigt, das die Magnete beim anbringen auf dem Ring eine so starke Abstoßung gegeneinander haben, das sie nicht direkt aneinander geklebt werden können. Daher sollte bei der Berechnung noch ein Abstand von ca 3mm zwischen jeden Magneten eingeplant werden.

Wir nehmen an, das wir Quadermagnete mit einer Breite von 10mm nehmen plus den Abstand der Magnete zueinander von 3mm. Dann kommen wir auf folgende Berechnung der Magnetanzahl auf dem Statorring:

Anzahl = Umfang / (Breite der Magnete + Magnetabstand)
Anzahl = 236 mm / (10mm + 3mm)
Anzahl = 236 mm / 13mm
Anzahl = 18,12 Stück ~ 18 Stück

Daraus folgt, das wir mit 18 Magneten, das 75’er Regenrohr von außen gleichmäßig bekleben können.

4.1.2 Statorbeine

Damit der Statorring stabil steht müssen Satorbeine, oder ein anderer Haltaufbau angebracht werden. Ob die statorhalterung aus Karton, Holz oder Kunststoff angefertigt und dann mit Klebstoff oder Heisskleber am Stator angebracht werden, bleibt Ihnen überlassen.

4.2 Rotor

Der Rotor besteht aus einem Ringmagneten und einer Metallkugel. Bei Bedarf kann noch eine Metallscheibe oberhalb des Magneten angebracht werden.

Wenn wir einen Ringmagneten mit 19,1mm Außen und einen Innenmaß von 9,5mm nehmen, brauchen wir eine Metallkugel die einen Durchmesser von mindestens 10mm hat. Besser wäre ca. 12,7mm, also >12mm.

Um die Fläche des Rotors zu vergrößern, könnte noch eine Unterlegscheibe oberhalb des Ringmagneten genau mittig aufgelegt werden. Durch die Magnetkraft müsste sie sich von alleine dort halten können.

Die Unterlegscheibe muss ebenfalls ein Innenloch von 9,5-10mm haben.

5. Eigener Nachbau

5.1 Rotor und Stator

Für den Aufbau wurde folgendes Material verwendet.

Für den Rotor:

• Stahlkugel 19,5mm Durchmesser
• Ringmagnet 26,7/16mm Durchmesser, 5mm Höhe, N42

Für den Stator:

• 15 Flachmagnete (20x10x2mm), N42
• PVC-rohr klar 5cm Durchmesser, 2cm Höhe
• Doppelseitiges Klebeband
• Tesafilm

5.1.1 Aufbau Rotor

Für den Rotor wird lediglich der Ringmagnet auf die Metallkugel gesetzt.

Um später im Lauf besser erkennen zu können, wie schnell sich der Rotor dreht, kann noch die Polung gekennzeichnet, und Markierungen aufgemalt werden.

Rechts ist zu erkennen, das der Nordpol nach oben zeigt, und der Südpol zur Kugel hin.

5.1.2 Aufbau Stator

Zuerst wurde ein PVC-Rohr (klar, 5cm Durchmesser) auf 2cm abgelängt, um einen Trägerring für die Statormagnete zu bekommen. Danach der Ring mit doppelseitigen Klebeband umwickelt.

Als nächstes wurden die Magnete aufgeklebt. Dabei die Schutzfolie des doppelseitigen Klebebandes stückweise entfernt, und gleichzeitig mit Tesafilm von außen stückweise nachgeklebt, damit sich die Magnete nicht gegenseitig abstoßen und fixiert auf dem Ring kleben bleiben.

Im Bild rechts ist zu erkennen, das die Magnete nicht direkt aneinander aufgeklebt werden können, da die Abstoßungskräfte zu groß sind. Zwischen jeden Magnet ist ein Abstand von ca. 2-3mm.

Wenn alle Magnete aufgeklebt wurden, wird noch eine Schicht Tesafilm von außen gewickelt.

5.2 Erste Versuchsvideo

Die ersten Probeläufe können Sie im folgenden Video sehen.

Der Rotor dreht sich eine Zeit lang. Mit dem gezeigten Aufbau ließ sich bisher jedoch kein Dauerläufer realisieren.

5.3 Zweite Versuch

Für den nächsten Versuch wurde ein größerer Stator mit 75mm Durchmesser aufgebaut.

Rechts über der Schale zu sehen, der größere 75mm Stator. Darunter der bisherige Rotor. Ganz rechts zu sehen der kleinere 60mm Stator und eine Unterlegscheibe, die auf den Rotor oben aufgelegt werden kann.

Auch bei diesen Aufbau dreht sich der Stator nur eine gewisse Zeit, bevor er stehen bleibt. Wenn auf den Rotor die 13er-Unterlegscheibe aufgelegt wird, bleibt sie am Rotormagnet haften. Auch diese Änderung brachte keinen Erfolg.

Ich denke, das die Statormagnete aus dem Video schwächer sind, als die hier verwendeten. Daher wird noch ein weiterer Stator mit 100mm Durchmesser aufgebaut und der Versuch noch einmal gestartet.

5.4 Dritte Versuch

Wie in Clanzers Hamel-Spinner-3 Video (nicht mehr online!) zu sehen, besteht der Stator nicht aus einem kompletten Kreis aus Magneten. Es muss eine Lücke vorhanden sein.

Daher wurden bei den 50 und 75mm-Statoren Magnete entfernt, und die Versuche wiederholt.

Ergebnis: Der Rotor läuft durch das Ungleichgewicht im Stator-Magnetfeld etwas länger, leider kein Dauerläufer.

6. Buchempfehlungen:

Autonomer Magnetmotor Whipmag – ein Open-Source-Projekt

Diese Broschüre enthält ausführliche Pläne und Fotos von Nachbauten eines Magnetmotors, der aus einem Rotor mit tangential angeordneten Permanentmagneten und mehreren axial an der Peripherie platzierten drehbaren Ständermagneten besteht. Verschiedene Experimentatoren bestätigten, dass derartige Magnetmotoren lauffähig sind und eine hohe Drehgeschwindigkeit erreichen können. Im zweiten Teil der Broschüre sind Vergleiche mit anderen Magnetmotoren dargestellt, die nach ähnlichen Prinzipien arbeiten und teilweise bereits ab dem Jahr 2008 in Serienproduktion gehen sollen.

Der John Bedini Jim Watson-Generator (Anleitung zum Selbstbau)

Die beschriebene Geräte-Kombination setzt sich zusammen aus DC-Motor, Schwungrad, Generator, bestehend aus 6 seriengeschalteten Ständerspulen, und einem Rotor mit 6 Permanentmagneten, 1 Schaltregler und 1 12-Volt-Batterie. Die Gesamtanlage wurde auf eine Leistung von 12 kW ausgelegt.

Bedinis Jugend forscht Motor

Texte und Pläne zum Nachbauen

In dieser Broschüre ist die Beschreibung eines Gerätes nach den Ideen von John Bedini wiedergegeben. Eine zehnjährige Schülerin baute den Generator (bereits im Jahr 2000) nach einigen telefonischen Kontakten mit John Bedini selbständig nach und stellte ihn an einer Wissenschaftsmesse aus. Der Motor/Generator wird einerseits von einer Batterie angetrieben und erzeugt andererseits auch Strom zur Aufladung der gleichen oder eine zweiten Batterie. In der Broschüre sind Fotos und Schaltungen dieses Aufbaus sowie weitere Nachbauten von anderen Experimentatoren enthalten und kommentiert.