Theoretisch: langlebender Elektromotor?

Ich erinnere mich vor Jahren (zu DDR-Zeiten) eine Schaltung für ein "ewiges Pendel" gesehen und nachgebaut zu haben. Das Pendel hatte unten einen Dauermagnet, welcher an einer Spule vorbei pendelte. An diese Spule (mit einer Anzapfung, also 3. Anschluß) war nur ein Transitor und eine 1,5V Monozelle angeschlossen. Es wurde berichtet, das dieses Pendel mit einer solchen Spannungsquelle mehrere Jahre funktionierte, bis die Aufhängung durchgescheuert war. Leider weis ich nichtmehr, wo der Beitrag veröffentlicht war. Es war eine Zeitschrift oder eine Elekronik-Buch der DDR. Leider weis ich auch nichtmehr, welcher Tranbsistor (Ge oder Si) verwendet wurde und welche Windungszahlen die Spule hatte. Der Transitor war vermutlich ein Ge-pnp-Typ. (damals gabs eigentlich nur GC117-123 oder GC301 für Bastler)

Das Ganze hatte ich damals statt als Pendel als Rotor aufgebaut. Also den Pendelstab (ca. 30cm) in der Mitte gelagert und je ein Magnet an jedem Ende befestigt. Das Ding rotierte einige Wochen, bis die Lager (gebogene Büroklammern) durchgerieben waren. Hauptproblem war eine absolut leichtgängige und möglichst verschleisfreie Lagerung.

Wieviel Schaltzyklen hält eigentlich ein Ge-Transistor aus?

Kennt jemand die Schaltung oder die Quelle, wo das veröffentlicht wurde?

W.

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Wolfgang Puffe schrieb:

Eine sehr weitgehend verschleißfreie Lagerung wäre natürlich ein Schwimmkörper: eine runde "Boje" hat einen "Mast" nach oben, dessen Spitze von einem darüber angebrachten Dauermagneten angezogen und dadurch zentriert wird (ohne daß der Magnet den Rotor anheben kann, natürlich) - das rotiert quasi "ewig". Als Flüssigkeit könnte man irgendwelche sehr langlebigen Öle mit niedrigem Dampfdruck oder auch Quecksilber nehmen.

Theoretisch unendlich viele, weil er einen Festkörperleitungsmechanismus benutzt, der genauso verschleißfrei wie die Elektronenleitung in Metallen ist. In der Praxis würde der Kristall unter dem Einfluß der allgegenwärtigen ionisierenden Strahlung (stammt teilweise aus der kosmischen Höhenstrahlung, de wegen ihrer extrem hohen Energien nicht effektiv vollständig abgeschirmt werden kann, und teilweise aus alpha-radioaktiven Nukliden, die in geringen Spuren praktisch immer in technischen Werkstoffen enthalten sind) langsam geringfügig mit Gitterfehlstellen geimpft werden, die aber nur sehr geringen Einfluß auf die Transistor-Kenngrößen haben sollten.

(Das Diamantgitter des Kohlenstoffs ist übrigens nicht thermodynamisch stabil, es wandelt sich spontan (und bei normalen Temperaturen *sehr* langsam) in Graphit um - wie es sich mit der gleichen Kristallstruktur von Ge und Si verhält, weiß ich nicht.)

Ge und Si oxidieren übrigens recht leicht, was aber praktisch auch nichts ausmacht, weil sich dabei eine sehr feste und dichte Quarz-Schutzschicht bildet.

Es dürfte kein Problem sein, sowas ad hoc selbst zu konstruieren. (Ich könnte es wohl, habe aber keine Lust dazu.) Für das OP allerdings ein recht brauchbares Prinzip, weil alle "verschleißanfälligen" Elektronikbauteile (Kondensatoren und Widerstände) wegfallen (die Spule selbst dürfte wohl "unkaputtbar" sein).

Ich erweitere die Aufgabenstellung mal um die zugehörige extrem langlebige hochzuverlässige Spannungsquelle - fällt jemandem etwas anderes als die Isotopenbatterie ein?

Ich würde z.B. in Erwägung ziehen, daß die Meteorologie langfristig zuverlässig ist, und einen elektromechanischen Wandler ins Auge fassen, der die täglichen Luftdruckveränderungen nutzt, um daraus Energie zu gewinnen. Vorstellen könnte ich mir z. B., daß ein eingeschlossenes Gasvolumen Quecksilber durch eine enge Düse treibt, die als MHD-Generator wirkt - es stellt sich dann natürlich die Frage nach der Speicherbarkeit der Energie, aber dafür könnte man an ein "Pumpspeicherwerk" denken: Die "Luftdruckpumpe" hebt Quecksilber ungleichmäßig in ein hochgelegenes Reservoir, aus dem es dann gleichmäßig durch die Generatordüse rinnt. (Nein, ich weiß noch nicht, wie man das konstruieren könnte.)

Gruß aus Bremen Ralf

Marcel Müller schrieb:

Hallo,

und dann gibt es schon seit Jahrzehnten Drehstrom und die Motoren dazu, ganz ohne Elektronik oder Kommutator.

Bye

Hallo, Uwe,

Du meintest am 13.06.07:

Und als Sonderfall den Schrittmotor (der einem Synchronmotor doch sehr ähnelt).

Und den Ferraris-Motor. Und das Barlowsche Rad.

Viele Gruesse! Helmut

So etwas gibts auch heute noch problemlos zu kaufen und zwar f=FCr Quarzuhren, die man mit einem zus=E4tzlichen Pendel ausr=FCsten will. L=E4uft mit einer Mignonzelle mindestens 1 Jahr, und das mit einem recht einfachen Lager. Wenn man hier z.B. Diamant einsetzen w=FCrde und eine entsprechend langlebige Energiequelle h=E4tte, w=FCrde ich f=FCr 100 Jahre kein Problem sehen. Gruss Harald

Moin,

Harald Wilhelms schrub:

Solche, die Zeiger haben, haben in irgendeiner Art auch einen Elektromotor drin. Ich hab so ein Uhrwerk mal versehentlich zerlegt und durfte dann die Einzelteile wieder zusammenpuzzeln: Es hat mich etwas verblüfft, es machte den Anschein, dass da drin ein E-Motor werkelt, der mit IMO 6000 U/s (!) läuft und dann über viele Getriebestufen heruntergesetzt war. Falls das so ist/war dann müsste so ein Motor mit weniger Drehzahl ja erheblich langlebiger sein können als diese Uhr (die übrigens immernoch und seit mehr als 10 Jahren funktioniert).

Aber vermutlich habe ich die Schaltung falsch verstanden, es sah so aus, als ob da außer dem Quarz nichts drauf ist, aber es muss wohl doch etwas mehr Elektronik sein. Egal wie, so eine Uhr macht mit dem Sekundenzeiger in 10 Jahren ~5 Millionen Umdrehungen. Das klingt schon fast nach endloser Haltbarkeit. Wenn man bedenkt, dass der Motor dahinter garantiert untersetzt ist, macht der sogar in 10 Jahren 50...500 Millionen Umdrehungen. Sonst sagt man ja auch, dass alles, was 10^8 Lastwechsel überlebt, ewig lebt (gilt aber vielleicht nicht bei Lagerreibung/Verschleiß).

CU Rollo

Roland Damm schrieb:

6 kHz - da müsste man was fiepen hören.

Halte ich für unwahrscheinlich.

Auf meinem Nachttisch läuft eine Schaltuhr mit Netz-Synchronmotor seit über 30 Jahren. Wenn man nach ein paar Jahren wieder Netzbrumm hört - aufgeschraubt, das Motorlager (billiges Sinterlager = Gleitlager) mit Waffenöl geölt und es ist wieder Ruhe.

Das ist keine ungewöhnlich große Zahl für Wälz- oder Gleitlager.

In der Tat. Für Lagerverschleiß sind solche Zahlen ganz normal. Die Lebensdauer von Wälzlagern lässt sich - wenn der Belastungsfall bekannt ist - recht gut vorausberechnen. Bei Gleitlagern hängt es mehr an den Startvorgängen nach längerem Stillstand. Denn dann läuft Metall auf Metall, bis sich endlich der Schmierfilm aufgebaut hat. Trocken laufende Gleitlager gibt's auch. Die lassen sich auch recht gut vorausberechnen. Einen Sonderfall gibt's in der Feinwerktechnik. Kleinzeug kann mitunter auch von Oberflächenspannungen von Flüssigkeiten gehalten werden. Vorbild Natur: kennt man z.B. von Wasserläufern.

Servus Christoph Müller

Moin,

Christoph Müller schrub:

Ja, passt irgendwie nicht. Aber nachschauen kann ich nicht. Nachdem mir die Uhr zum dritten Mal von der Wand gefallen war und ich die ganzen Zahnräder auf dem dunklen Boden hinter einer versifften Kneipentheke zwischen allerlei Kisten heraussuchen durfte (ja, sie geht noch!) habe ich das Uhrengehäuse so verklebt, dass da mit nachschauen nichts mehr ist.

Na ja, Gleitlager können ja auch ewig halten, kommt auf die Schmierung an. Kleine Motoren werden wohl eher höchstens mit Fettfüllung geschmiert. Bei ganz kleinen braucht's dann Öl, weil die Viskosität sonst zu sehr bremst. [Wie macht das eigentlich Firma Sinn mit ihren Uhren: Da gibt es Uhren die extrem Wasserdicht sind weil sie innen komplett mit Öl gefüllt sind. Und das bei komplett mechanischen Uhren.]

Da stellt sich aber wieder die Frage der Lebensdauer aus anderem Grund: Flüssigkeit kann verdunsten und oder verdrecken.Trocken ist da eher wünschenswert.

Rubinlager sind ja nun nicht gerade neu, sowas würde ich 100 Jahre Lebensdauer zutrauen.

CU Rollo

Da musst Du aber ein ungew=F6hnliches Modell erwischt haben. F=FCr Quarzuhren ist es Typisch, einen Schrittmotor mit einer halben Umdrehung pro Sekunde zu verwenden. Ein paar Zahnr=E4der braucht man da nat=FCrlich trotzdem noch. =DCbrigens, gibt es nicht Kirchturmuhren, die Ihren Dienst schon seit einigen hundert Jahren verrichten?

Unabh=E4ngig davon, der Pendelantrieb einer Quarzuhr l=E4uft meist unabh=E4ngig vom Zeigerantrieb, da man den nur schwer auf Quarz- frequenz synchronisieren k=F6nnte. Gruss Harald

Ohne Wartung? Kaum ...

vG

Roland Damm schrieb:

Hallo,

übertreib doch nicht so fürchterlich, keine 6000 U/s, sondern allenfalls 3000 U/min. Die schellsten Bohrspindeln für Leiterplattenbohren schaffen zwar 120000 U/min, aber keine 300000 was den 6000 U/s entsprechen würde.

Bye

Harald Wilhelms schrieb:

Hallo,

über 100 Jahre Bewegung hat man schon geschafft, das Zamboni Pendel: sogar über 160 Jahre!

Bye

Roland Damm schrieb:

Die schieben die Mechanik mit etwas mehr Leistung an.

Kann man in Glas einschmelzen. Hält dann wahrscheinlich mehrere hundert Jahre.

Durchaus. Allerdings sollten die Verhältnisse schon so sein, dass der Lagerzapfen nicht schon vorher ab ist.

Servus Christoph Müller

Harald Wilhelms schrieb:

Mit ELEKTROmotor? Siehe Betreff.

Stimmt. Da reicht die Funktion "wackeln" oder sonst was. Hält mit Blattfedern aber trotzdem "ewig" und nahezu reibungsfrei.

Servus Christoph Müller

Ich dachte, wir h=E4tten uns schon soweit geeinigt, das das Hauptproblem bei dem Elekktromotor nicht der Antrieb, sondern die Lager sind. :-) Gruss Harald

Schmarrn. Die Öl-gefluteten Sinn-Armbanduhren (nein, nicht die mit Schutzgas, die mit Öl!) sind allesamt Quarz.

Heinz

Heinz Liebhart schrieb:

Mag sein. Können trotzdem mechanische Zeiger haben, die das Öl bewegen müssen. Übrigens: Die Quarze schwingen tatsächlich mechanisch. In Öl wird sich also ihre Frequenz aufgrund erhöhter Dämpfung verändern (reduzieren), was zu wiederum zu erhöhtem Energiebedarf führt. Oder der Quarz ist eben nicht in Öl, sondern nur sein Gehäuse.

Beste Grüße Christoph Müller

Harald Wilhelms schrieb:

Darauf habe ich mich nicht geeinigt ;-). Ich komme aus der Feinwertechnik. Da denkt man etwas anders. Auch über Elektronik und Lebensdauer. Von wegen, dass Elektronik das ewige Leben hätte. Stimmt schlichtweg nicht. Wurde hier auch schon öfters angeschnitten.

Beste Grüße Christoph Müller

Moin,

Uwe Hercksen schrub:

Ich war bei der Abschätzung vom Getriebe-Übersetzungsverhältnis ausgegangen und die Drehzahl des Sekundenzeigers kennt man ja nun mal. Aber ich muss mich da wohl verguckt haben.

3000U/min mögen zwar sein, aber die Uhr läuft mit Batterie, Netzfrequenzsynchron wäre da eher Zufall.

Na ja, der Rotor hat ja auch nur ~4mm Außendurchmesser und treibt auch nicht größeres als nur ein winziges Zahnrad an. Leider ist die Funktion im Betrieb nicht einsehbar, da das Gehäuse matt ist. Aber schon das das Gehäuse nicht evakuiert ist, spricht gegen so eine exorbitante Drehzahl, das würde ja wegen Luftwiderstand auf gut Storm verbrauchen.

CU Rollo