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

 

 

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 weiterläuft. 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.

 

Das folgende Video zeigt einen präziseren Aufbau.

Unterschiede der beiden Aufbauten:

  • Im Video 1 ist kein kompletter Kreis aus Flachmagneten zu sehen. Im Video 2 wurden oben, rund herum Magnete angebracht.
  • Im Video 1 scheint der Magnet auf eine Kugel geklebt worden zu sein. Im Video 2 wurde die Magnetscheibe einfach nur mit dem Loch auf der Metallkugel aufgesetzt.
  • Nur im Video 2 wurde der rotierende Magnet unter eine Glasschale gestellt, um die "Zweifler" zu überzeugen.

 

 

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

Hamel Spinner - Aufbau
Hamel Spinner - Aufbau

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 Tellerals Bodenplatte
  • Nichtmetallische Ring oder Glasschale als Halter für die Statormagnete.


Wie das ganze aufgebaut werden kann, wird nachfolgend im Detail beschrieben

 

Hamel Spinner - Statoraufbau
Hamel Spinner - Statoraufbau

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. Wieviele 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

Wieviele 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.

 

Hamel Spinner - Rotoraufbau
Hamel Spinner - Rotoraufbau

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. Eigene Nachbau

 

5.1 Rotor und Stator

 

Für den Aufbau wurd 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

 

Hamel Spinner - Rotor
Hamel Spinner - Rotor

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.

 

 

Hamel Spinner - Statoraufbau
Hamel Spinner - Statoraufbau

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 doppelseitgen Klebebande 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 lies sich bisher jedoch kein Dauerläufer realisieren.

 

 

Hamel Spinner_75mm
Hamel Spinner_75mm

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.

 

 

Hamel Spinner_75mm
Hamel Spinner_75mm

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 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.