Forum: Offtopic Magnetlager für Schwungrad


von Michael B. (darthprimus)


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Hallo zusammen,

Ich habe mich vor kurzem nun endlich dazu entschlossen mich hier im 
Forum anzumelden. Schon lange bewundere ich dieses Forum für die 
kompetenten und sachgemäßen Antworten auf Fragen vieler Bereiche!


Nun zu meiner eigentlichen Frage:
Als kleines Forschungsprojekt möchte ich ein kleines Schwungrad bauen. 
Der Wirkungsgrad soll trotz der geringen Größe und Energien möglichst 
hoch sein.
Wenn die Ergebnisse erfolgreich sind, soll das Projekt als Grundlage für 
ein größeres Schwungrad dienen.

Das Schwungrad soll in einem Vakuumbehälter mit Magnetlagern arbeiten.
Der Thread soll sich zunächst hauptsächlich auf diese 
Permanent-Magnetlager beziehen.

Ich würde folgenden Aufbau vorschlagen:
1. Die Welle soll senkrecht stehen. So kann das Gewicht gleichmäßiger 
getragen werden.

2. Am oberen und am unteren Ende der Welle wird diese mit je zwei radial 
magnetisierten Ringmagneten stabilisiert (radial = außen Nordpol, innen 
Südpol), die ineinander passen.

3. Das Hauptgewicht der Welle sollen zwei entgegengerichtete große 
Ringmagnete mit axialer Magnetisierung "tragen". Wo diese angebracht 
werden ist mir noch unklar.


Kann das Vorhaben so realisiert werden?
Gibt es Probleme/ Verbesserungsvorschläge?

Vielen Dank für Eure Unterstützung!



MfG DarthPrimus

: Bearbeitet durch User
von Andreas H. (kupferblau)


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>Kann das Vorhaben so realisiert werden?

Nein.

Es sei denn, du verwendest Supraleiter und flüssigen Stickstoff für die 
Magnetlager.

Man kann keine passive Magnetlager (nur mit gewöhnlichen 
Permanentmagneten) bauen.

Siehe:
https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetlager

Alle Magnetlager, die ohne Supraleiter auskommen, sind aktiv, d. h. sie 
sind mit aktiv geregelten Elektromagneten ausgestattet.

von Klaus W. (mfgkw)


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Man sollte mal jemanden fragen, der sowas schon gemacht hat.

Ich habe damit keine Erfahrung, aber als Maschinenbauer habe ich schon 
alleine aus dem Grund Magenschmerzen, weil das System so keine 
natürliche Dämpfung hat. Deshalb fürchte ich Probleme mit Schwingungen.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (darthprimus)


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Danke schon einmal für das Feedback!


> Man kann keine passive Magnetlager (nur mit gewöhnlichen
> Permanentmagneten) bauen.

Ich habe aber im Internet aber schon mehrere funktionierende Systeme 
gefunden, also muss es ja irgendwie umsetzbar sein.



> Deshalb fürchte ich Probleme mit Schwingungen.

An das Problem habe ich auch schon gedacht. Vor allem beim Beschleunigen 
und Abbremsen könnte es zu starken Schwingungen kommen...
Könnte ein zusätzliches, aktiv gesteuertes Lager mit Elektromagneten 
Vibrationen evtl. dämpfen?

von Andreas H. (kupferblau)


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>Ich habe aber im Internet aber schon mehrere funktionierende Systeme
>gefunden, also muss es ja irgendwie umsetzbar sein.

Link? Beweise?

Ich habe im Internet auch schon mehrere Perpetuum Mobile gefunden, 
deswegen glaube ich aber auch nicht, dass die echt sind.

https://de.wikipedia.org/wiki/Earnshaw-Theorem

Ich bin kein Mathematiker, aber Mr. Earnshaw hat es schon vor langer 
Zeit BEWIESEN, dass passive Magnetlager nicht möglich sind.

Du wirst bestenfalls ein labiles Gleichgewicht zustandebringen, das bei 
der kleinsten Störung kippt und dein Schwungrad zum Absturz bringt.

von Michael B. (darthprimus)


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von Andreas H. (kupferblau)


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Bei allen drei Links gibt es zumindest ein Gleitlager am Wellendende.

von Anonymous U. (gastt)


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Andreas H. schrieb:
> Ich bin kein Mathematiker, aber Mr. Earnshaw hat es schon vor langer
> Zeit BEWIESEN, dass passive Magnetlager nicht möglich sind.

Sieht aber mit rotierenden Körper anders aus (Kreisel)

von Michael B. (darthprimus)


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> Bei allen drei Links gibt es zumindest ein Gleitlager am Wellendende.

Aber 99% der Reibung wird durch die Magnetlager eliminiert und das ist 
ja schließlich mein Ziel.
Bei meiner Idee sieht es ja nur so aus, dass der letzte freie axiale 
Vektor durch einen senkrechten Aufbau und ein zusätzliches Lager 
eliminiert werden soll.

von Karl H. (kbuchegg)


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Anonymous U. schrieb:
> Andreas H. schrieb:
>> Ich bin kein Mathematiker, aber Mr. Earnshaw hat es schon vor langer
>> Zeit BEWIESEN, dass passive Magnetlager nicht möglich sind.
>
> Sieht aber mit rotierenden Körper anders aus (Kreisel)

Ich würde mal annehmen, dass der Begriff 'Lager' (zumindest in diesem 
Zusammenhang) meistens irgendetwas mit rotierenden Körpern zu tun hat.

von Anonymous U. (gastt)


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Karl H. schrieb:
> Anonymous U. schrieb:
>> Andreas H. schrieb:
>>> Ich bin kein Mathematiker, aber Mr. Earnshaw hat es schon vor langer
>>> Zeit BEWIESEN, dass passive Magnetlager nicht möglich sind.
>>
>> Sieht aber mit rotierenden Körper anders aus (Kreisel)
>
> Ich würde mal annehmen, dass der Begriff 'Lager' (zumindest in diesem
> Zusammenhang) meistens irgendetwas mit rotierenden Körpern zu tun hat.

ja

https://www.youtube.com/watch?v=k4nbJo4SRic

von Karl H. (kbuchegg)


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Michael B. schrieb:
>> Bei allen drei Links gibt es zumindest ein Gleitlager am Wellendende.
>
> Aber 99% der Reibung wird durch die Magnetlager eliminiert und das ist
> ja schließlich mein Ziel.

Und du brauchst eine aktive Regelung die ihrerseits wieder Energie 
benötigt.

Es erhebt sich also die Frage: was ist unter dem Strich günstiger.
Ein sehr gutes mechanisches Lager, das nur wenige Reibungsverluste 
besitzt.
Oder ein aktives magnetisches Lager, das nur wenige Verluste in Form von 
Elektromagnete bzw. deren Regelung besitzt.


Im übrigen: wie willst du denn die Durchführung der Antribswelle durch 
dein Gehäuse ins Vakuum machen? Das würde ich mir etwas knifflig 
vorstellen.

von Karl H. (kbuchegg)


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Anonymous U. schrieb:
> Karl H. schrieb:
>> Anonymous U. schrieb:
>>> Andreas H. schrieb:
>>>> Ich bin kein Mathematiker, aber Mr. Earnshaw hat es schon vor langer
>>>> Zeit BEWIESEN, dass passive Magnetlager nicht möglich sind.
>>>
>>> Sieht aber mit rotierenden Körper anders aus (Kreisel)
>>
>> Ich würde mal annehmen, dass der Begriff 'Lager' (zumindest in diesem
>> Zusammenhang) meistens irgendetwas mit rotierenden Körpern zu tun hat.
>
> ja
>
> https://www.youtube.com/watch?v=k4nbJo4SRic

Es soll aber auch schon mal vorgekommen sein, dass ein als 
Energiespeicher benutztes Schwungrad sich irgendwann einmal nicht dreht.

von Anonymous U. (gastt)


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Karl H. schrieb:
> Es soll aber auch schon mal vorgekommen sein, dass ein als
> Energiespeicher benutztes Schwungrad sich irgendwann einmal nicht dreht.

Das ist ein Argument. Aber kein Problem, man darf halt nicht die 
vollständige Energie entnehmen. Des is ja des gleiche, als wie wenn man 
einen Akku solange entlädt, bis er tot ist.

von Michael B. (darthprimus)


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Karl H. schrieb:
> Und du brauchst eine aktive Regelung die ihrerseits wieder Energie
> benötigt.
Das System soll so weit wie möglich passiv laufen. Wenn wirklich ein 
Elektromagnet benötigt wird dann hilft das eben nichts.

> Es erhebt sich also die Frage: was ist unter dem Strich günstiger.
> Ein sehr gutes mechanisches Lager, das nur wenige Reibungsverluste
> besitzt.
> Oder ein aktives magnetisches Lager, das nur wenige Verluste in Form von
> Elektromagnete bzw. deren Regelung besitzt.
Magnetlager dürften bei Speicherzeiten von mehreren Stunden die einzige 
Lösung sein befürchte ich.

> Im übrigen: wie willst du denn die Durchführung der Antribswelle durch
> dein Gehäuse ins Vakuum machen? Das würde ich mir etwas knifflig
> vorstellen.
Motor und Generator befinden sich im Gehäuse, eine andere Option steht 
hier nicht zur Verfügung. Dessen bin ich mir bewusst.



Karl H. schrieb:
> Es soll aber auch schon mal vorgekommen sein, dass ein als
> Energiespeicher benutztes Schwungrad sich irgendwann einmal nicht dreht.

Zunächst muss ich irgendwie Fanglager einbauen, da immer Fehler 
auftreten können. Außerdem kann ein Mechanismus eingebaut werden, die 
das Schwungrad auf einer bestimmten Mindestdrehzahl hält.

Das könnte doch funktionieren?

von Paul B. (paul_baumann)


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Michael B. schrieb:
> Das könnte doch funktionieren?

Das kam mir Alles so bekannt vor, daß ich zu suchen angefangen habe, 
aber Nichts mehr dazu finde: In der Sowjetunion hatte man Busse mit 
Schwungrädern ausgerüstet und im regulären Betrieb eingesetzt. Leider 
finde ich das nicht mehr wieder, aber das kam Deiner Idee sehr nahe.
M.E.n. war das ein Artikel in der Zeitung "Jugend+Technik" oder 
"Practic"
(Nein, das war weder Hokus-Pokus noch ein Perpetuum Mobile)

MfG Paul

von Peter R. (pnu)


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Magnetische Lagerentlastung gibt es in Stromzählern und andren (langsam) 
bewegten Systemen schon lange.

Aber da gibt es bei schnelleren Systemen das Problem mit den 
Wirbelströmen.

Dazu kommt  noch: rechne mal die mit einem kg rotierenden Metalls in 
Form eine Ringes von 1 m Durchmesser möglicherweise speicherbare Energie 
bei 6000 U/min. aus und dann rechne den Energieinhalt mit Wh/kg aus. 
Damit bekommst Du eine Vorstellung, wieviel Energie in einem solchen 
Schwungrad speicherbar ist. Das wird weit weniger sein als in einem kg 
Benzin.

Aus uralter Zeit erinnere ich mich an einen Artikel (Universum, Jahrbuch 
für Jungen, etwa anfang der Fünfziger) in dem Busse in Zürich 
beschrieben wurden, die ein eine Tonne schweres Schwungrad nutzten, das 
an den Endstationen der Linie regelmäßig nachgeladen wurde.

später hab ich dann nie wieder etwas davon gehört.- doch eigenartig?

von Michael B. (darthprimus)


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Paul B. schrieb:
> Das kam mir Alles so bekannt vor, daß ich zu suchen angefangen habe,
> aber Nichts mehr dazu finde: In der Sowjetunion hatte man Busse mit
> Schwungrädern ausgerüstet und im regulären Betrieb eingesetzt. Leider
> finde ich das nicht mehr wieder, aber das kam Deiner Idee sehr nahe.
> M.E.n. war das ein Artikel in der Zeitung "Jugend+Technik" oder
> "Practic"
> (Nein, das war weder Hokus-Pokus noch ein Perpetuum Mobile)

In diesem Forum wurde das vor ein paar Jahren auch schon mal 
angesprochen, den Thread habe ich mir im Voraus schon genau 
durchgelesen.

Danke für Deine Anregung, eventuell finde ich ja einen anderen Artikel 
hierzu im Internet!

von Michael B. (darthprimus)


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Peter R. schrieb:
> Aber da gibt es bei schnelleren Systemen das Problem mit den
> Wirbelströmen.

Sind diese Wirbelströme in diesem Fall hinderlich für das System?
Könnte tatsächlich sein, dass bei 10000U/min das einen starken Einfluss 
hat...
Eventuell kann man ja mit anderen Werkstoffen dem entgegenwirken?


Peter R. schrieb:
> Dazu kommt  noch: rechne mal die mit einem kg rotierenden Metalls in
> Form eine Ringes von 1 m Durchmesser möglicherweise speicherbare Energie
> bei 6000 U/min. aus und dann rechne den Energieinhalt mit Wh/kg aus.
> Damit bekommst Du eine Vorstellung, wieviel Energie in einem solchen
> Schwungrad speicherbar ist. Das wird weit weniger sein als in einem kg
> Benzin.
Jap, habe schon alles durchgerechnet. Die Energiedichte ist wirklich 
miserabel. Aber im Vergleich zu Batterien oder anderen Energiespeichern 
ist das Schwungrad wohl die einzige Alternative, die nicht nach schon 
kurzer Zeit komplett verschleißt.

Es geht für mich nicht nur um Wirtschaftlichkeit, sondern um die 
Umsetzung des Projekts an sich. Trotzdem soll die Effizienz aus Prinzip 
möglichst hoch sein.

von Michael B. (darthprimus)


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Peter R. schrieb:
> Dazu kommt  noch: rechne mal die mit einem kg rotierenden Metalls in
> Form eine Ringes von 1 m Durchmesser möglicherweise speicherbare Energie
> bei 6000 U/min. aus und dann rechne den Energieinhalt mit Wh/kg aus.
> Damit bekommst Du eine Vorstellung, wieviel Energie in einem solchen
> Schwungrad speicherbar ist. Das wird weit weniger sein als in einem kg
> Benzin.

Das wären wenn ich mich nicht verrechnet habe 13,7Wh.

Erhöht man jedoch die Masse und die Drehzahl auf beispielsweise 100kg 
und 20000U/min, sieht die Rechnung schon anders aus, auch wenn die 
Umsetzung dadurch um einiges komplexer wird.

Nicht umsonst verwenden auch Netzanbieter Schwungradspeicher, um 
Spitzenlasten auszugleichen.

von Paul B. (paul_baumann)


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Hier habe ich etwas gefunden:
https://de.wikipedia.org/wiki/Gyrobus

Da kann man auf jeden Fall erst mal praktische Meßwerte und Parameter
und die Dimension sehen.

MfG Paul

von Timm T. (Gast)


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Peter R. schrieb:
> Das wird weit weniger sein als in einem kg
> Benzin.

Das mag sein, nur wie bekommst Du den Strom aus der PV in Benzin 
gewandelt.

Sag jetzt nicht an der Tankstelle...

von Michael B. (darthprimus)


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Paul B. schrieb:
> Hier habe ich etwas gefunden:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Gyrobus
>
> Da kann man auf jeden Fall erst mal praktische Meßwerte und Parameter
> und die Dimension sehen.

Danke für den Link, ist sehr hilfreich so etwas mal mit Praxisbezug zu 
sehen!

von Sinus T. (micha_micha)


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Michael B. schrieb:
> Erhöht man jedoch die Masse und die Drehzahl auf beispielsweise 100kg
> und 20000U/min, sieht die Rechnung schon anders aus, auch wenn die
> Umsetzung dadurch um einiges komplexer wird.

Ich habe mal eben durchgerechnet: bei 1m Durchmesser und 20000 U/min 
beträgt die Zentrifugalbeschleunigung eines Massepunktes am äußeren Rand 
2193245 m/s^2, das ist das 223572-fache der Erdbeschleunigung. Da 
brauchst du ganz schön stabiles Material.

von Michael B. (darthprimus)


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Sinus T. schrieb:
> Ich habe mal eben durchgerechnet: bei 1m Durchmesser und 20000 U/min
> beträgt die Zentrifugalbeschleunigung eines Massepunktes am äußeren Rand
> 2193245 m/s^2, das ist das 223572-fache der Erdbeschleunigung. Da
> brauchst du ganz schön stabiles Material.

Gutes Argument. Dann müsste man also die Masse erhöhen, damit das ganze 
stabiler wird und dementsprechend auch noch die Drehzahl verringern, 
oder?

von Roland .. (rowland)


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Michael B. schrieb:
> Dann müsste man also die Masse erhöhen, damit das ganze
> stabiler wird und dementsprechend auch noch die Drehzahl verringern,
> oder?

Im Prinzip ja, wird aber schwierig, da die gespeicherte Energie nur 
linear mit der Masse steigt, aber quadratrisch mit der Drehzahl sinkt, 
wodurch sich die Energiedichte weiter deutlich reduziert.

: Bearbeitet durch User
von Timm T. (Gast)


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Sinus T. schrieb:
> bei 1m Durchmesser und 20000 U/min
> beträgt die Zentrifugalbeschleunigung eines Massepunktes am äußeren Rand
> 2193245 m/s^2

Naja, jede DVD mit 10.000U/min und 12cm Durchmesser schafft schon 
65.000m/s², jede Trennscheibe mit 13.000U/mim und 125cm schafft 
110.000m/s². Das kann so schlimm nicht sein.

Interessanter ist dabei, daß die Energie vor allem am Rand gespeichert 
wird, man kann also mit einem Speichenrad bzw. mit verdicktem Rand bei 
gleicher Masse mehr Energie speichern.

von Jonny O. (-geo-)


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Hallo,

was mich interessieren würde: Wie wird das drehende Rad mechanisch mit 
einem Generator verbunden? Dazu wird ja eine schleifende Kupplung 
benötigt. Bei sehr hoher Drehzahl muss man da ja sehr behutsam kuppeln, 
sonst kann da sicher einiges kaputt gehen (auch durch die Gegend 
fliegen). ;-)
Das gleiche Problem beim Hinzufügen von Energie.

Ansonsten sehr interessantes Projekt!

Vg

: Bearbeitet durch User
von Timm T. (Gast)


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Jonny O. schrieb:
> Wie wird das drehende Rad mechanisch mit
> einem Generator verbunden?

Das drehende Rad ist der Generator. Vorzugsweise mit etwas kleinerem 
Durchmesser auf der Achse, damit die Magnete nicht so stark belastet 
werden.

Quasi ein Brushless-Motor mit großer Schwungmasse. Den Rest - Anpassung 
an die Drehzahl, Einspeisestrom, Entnahmestrom, Wandlung auf 
Netzfrequenz macht die Elektronik.

von Max M. (jens2001)


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Karl H. schrieb:
> Im übrigen: wie willst du denn die Durchführung der Antribswelle durch
> dein Gehäuse ins Vakuum machen? Das würde ich mir etwas knifflig
> vorstellen.

Jonny O. schrieb:
> as mich interessieren würde: Wie wird das drehende Rad mechanisch mit
> einem Generator verbunden? Dazu wird ja eine schleifende Kupplung
> benötigt.

Da wird nichts durchgeführt oder gekuppelt.
Der Motor/Generator-Rotor ist fest mit der Schwungmasse verbunden und 
befindet sich innerhalb des Vakumbehälters.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Natuerlich funktionieren Magnetlager, man kann nur nicht einen Koerper 
voll in 3D magnetisch lagern, dh irgendow hat man noch einen 
Kontakt/Reibung. Das kann zB eine Saphir Spitze auf Teflon sein , oder 
so.

Sinvollerweise hat man den Rotor als Generator, dh Magneten drehen mit.
Man kann die Magnetform und Geometrie so waehlen, dass kaine, oder 
minimale Wirbelstroeme hat. Wirbelstroeme gibt es wenn man Gleich oder 
Wechselfelder durch einen Leiter durch zieht. Muss man aber nicht. zB 
mit einem Radial magnetisierten Magneten, der Nord nach innen hat, und 
der Laeufer hat Nord nach aussen.

Der Energieinhalt wird maximiert durch maximal festes Material mit 
maximal hoher Drehzahl, zB Kevlar, Karbon. Wie hoch man da gehen kann 
ist so eine Sache. Karbon ist nie alleine...
Ein paar Simulationen helfen, nimm mal hochfestes Eisen mit 5000N/mm^2, 
dann ein Titan, hochfestes F6 Aluminium, und REchne eine Scheibe, einen 
Ring.

von Klaus W. (mfgkw)


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Max M. schrieb:
> Der Motor/Generator-Rotor ist fest mit der Schwungmasse verbunden und
> befindet sich innerhalb des Vakumbehälters.

Was die Frage nach der Kühlung aufwirft - Vakuum leitet Wärme nur mäßig 
:-)

von Michael B. (darthprimus)


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Danke Leute für die vielen Antworten bis heute morgen!
Ich versuche mal der Reihe nach auf die einzelnen Punkte einzugehen.

Roland .. schrieb:
> Im Prinzip ja, wird aber schwierig, da die gespeicherte Energie nur
> linear mit der Masse steigt, aber quadratrisch mit der Drehzahl sinkt,
> wodurch sich die Energiedichte weiter deutlich reduziert.

Das ganze sollte sich irgendwie im Rahmen halten.
Eine eventuell für später geplante größere Anlage muss sich ja nur 
stationär bewähren. Natürlich spielt die Masse dann noch bei der 
Lagerung etc. eine Rolle.
Es gibt jedoch auch Schwungräder, die über lange Zeiträume (10% 
Verlust/Tag) Energie im mehrstelligen kWh Bereich speichern können, was 
bedeutet, dass es hierfür eine Lösung geben muss. Ich will das ganze ja 
insbesondere bei meinem kleineren Modell nicht neu erfinden.


Timm T. schrieb:
> Naja, jede DVD mit 10.000U/min und 12cm Durchmesser schafft schon
> 65.000m/s², jede Trennscheibe mit 13.000U/mim und 125cm schafft
> 110.000m/s². Das kann so schlimm nicht sein.

Ein massives Rad aus Stahl muss doch wohl einiges an Kraft bewältigen 
können, oder? Ich weiß im Moment auch nicht wie man das berechnet..
Folgender Link lässt mich auch darauf schließen, dass auch Schwungräder 
im hochenergetischen Bereich rein aus Stahl gefertigt werden können:
http://wohnen.pege.org/2006-hannover/schwungrad.htm

> Interessanter ist dabei, daß die Energie vor allem am Rand gespeichert
> wird, man kann also mit einem Speichenrad bzw. mit verdicktem Rand bei
> gleicher Masse mehr Energie speichern.

Ja das stimmt. Eine theoretischer Zylindermantel mit Radius r und Masse 
m speichert die doppelte Energie wie ein massiver Zylinder mit demselben 
r und m.


Jonny O. schrieb:
> was mich interessieren würde: Wie wird das drehende Rad mechanisch mit
> einem Generator verbunden? Dazu wird ja eine schleifende Kupplung
> benötigt. Bei sehr hoher Drehzahl muss man da ja sehr behutsam kuppeln,
> sonst kann da sicher einiges kaputt gehen (auch durch die Gegend
> fliegen). ;-)
> Das gleiche Problem beim Hinzufügen von Energie.

Zunächst dachte ich auch an eine Kupplung. Wenn die Geschwindigkeit von 
Motor bzw Generator zuvor an die Geschwindigkeit des Schwungrads ggf. 
mit Übersetzung angepasst wird und ohne Last (beim Generator) gekuppelt 
wird, dürfte eine mechanische Kupplung auch realisierbar sein.

Folgende Lösung des Problems finde ich aber auch sehr intressant:

Timm T. schrieb:
> Das drehende Rad ist der Generator. Vorzugsweise mit etwas kleinerem
> Durchmesser auf der Achse, damit die Magnete nicht so stark belastet
> werden.
>
> Quasi ein Brushless-Motor mit großer Schwungmasse. Den Rest - Anpassung
> an die Drehzahl, Einspeisestrom, Entnahmestrom, Wandlung auf
> Netzfrequenz macht die Elektronik.

Timm, könntest du mir das bitte etwas näher beschreiben? Das wäre 
natürlich eine geniale Lösung was die Kupplung zum Generator als auch 
die Reibung des Generators als auch die Übersetzung betrifft.


Max M. schrieb:
> Da wird nichts durchgeführt oder gekuppelt.

Auch hier würde ich mich sehr über mehr Details in der Funktion dieses 
Aufbaus freuen! Danke nochmal an dieser Stelle!

Oder D. schrieb:
> Natuerlich funktionieren Magnetlager, man kann nur nicht einen Koerper
> voll in 3D magnetisch lagern, dh irgendwo hat man noch einen
> Kontakt/Reibung. Das kann zB eine Saphir Spitze auf Teflon sein , oder
> so.
Auch mit den von mir gewähltem Aufbau ist das nicht möglich? Wo liegt 
denn bei meinem Aufbau (siehe Skizze ganz am Anfang) der Fehler?

> Sinvollerweise hat man den Rotor als Generator, dh Magneten drehen mit.
> Man kann die Magnetform und Geometrie so waehlen, dass kaine, oder
> minimale Wirbelstroeme hat. Wirbelstroeme gibt es wenn man Gleich oder
> Wechselfelder durch einen Leiter durch zieht. Muss man aber nicht. zB
> mit einem Radial magnetisierten Magneten, der Nord nach innen hat, und
> der Laeufer hat Nord nach aussen.
Alles klar, danke!
> Der Energieinhalt wird maximiert durch maximal festes Material mit
> maximal hoher Drehzahl, zB Kevlar, Karbon. Wie hoch man da gehen kann
> ist so eine Sache. Karbon ist nie alleine...
> Ein paar Simulationen helfen, nimm mal hochfestes Eisen mit 5000N/mm^2,
> dann ein Titan, hochfestes F6 Aluminium, und REchne eine Scheibe, einen
> Ring.

Wie berechnet man die maximale Belastung eines Rings bzw. einer Scheibe?
Tut mir leid, aber ich beginne morgen erst mein Maschinenbau Studium ;-)

von Pandur S. (jetztnicht)


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Die mechanischen Belastungen auf das Material sind Teil von Maschinenbau 
fuer Fortgeschrittene, das muss der Prof dann eben bringen.

Die magnetische Lagerung basiert auf Abstossung, waehrend der Motor im 
Luftspalt anzieht ... kann man das kompensieren, wie kann man das 
kompensieren ? Das kann nur eine Simulation zeigen. Auch das waere dann 
Maschinenbau fuer Fortgeschrittene.

Eigentlich ist das ganze Projekt Maschinenbau fuer Fortgeschrittene.

Uebrigens bringt eine Vakuumlagerung viel mehr als die Magnetlagerung. 
Allenfalls waere man mit dem Vakuum zufrieden.

Ich kenne eine Grubenlokomotive, die so einen Antrieb hat. Vakuum 
Schwungrad, auf elektrisch. Ein betriebsbereites Museumsstueck

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (darthprimus)


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Oder D. schrieb:
> Die mechanischen Belastungen auf das Material sind Teil von Maschinenbau
> fuer Fortgeschrittene, das muss der Prof dann eben bringen.
Eventuell finde ich ja etwas Literatur hierzu und mach das auf 
Eigenstudium.

> Die magnetische Lagerung basiert auf Abstossung, waehrend der Motor im
> Luftspalt anzieht ... kann man das kompensieren, wie kann man das
> kompensieren ? Das kann nur eine Simulation zeigen. Auch das waere dann
> Maschinenbau fuer Fortgeschrittene.
>
> Eigentlich ist das ganze Projekt Maschinenbau fuer Fortgeschrittene.

An dem sollte es nicht scheitern. Ich habe keine Eile was dieses Projekt 
betrifft und mit Sicherheit lerne ich noch viele Leute kennen, die so 
etwas auch interessieren wird.

> Uebrigens bringt eine Vakuumlagerung viel mehr als die Magnetlagerung.
> Allenfalls waere man mit dem Vakuum zufrieden.

Verstehe, richtig gute Lager könnten also auch vorteilhaft sein? Kannst 
du ungefähr abschätzen wie hoch die "Entladung" auf 24h ist? Denke das 
ist eine komplizierte Frage, die nur mithilfe von Formeln gelöst werden 
kann, ich erwarte also nicht direkt eine Antwort.
Aber kann ich mit normalen Lagern den Großteil der Energie länger als 
5/10/20h speichern?

von Timm T. (Gast)


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Oder D. schrieb:
> Eigentlich ist das ganze Projekt Maschinenbau fuer Fortgeschrittene.

Aber mindestens. Angefangen von den Festigkeitsberechnungen bis hin zur 
vakuumdichten Kapselung bei der Größe und den vakuumdichten 
Durchführungen. Eigentlich wär das ein schönes Kombiprojekt für eine 
Fachhochschule: Die Leistungselektronik, die Mechanik und die 
Vakuumgeschichte entschließlich Überwachung und Aufrechterhaltung des 
Vakuums. Wobei hier sicher Grobvakuum reicht.

Michael B. schrieb:
> könntest du mir das bitte etwas näher beschreiben?

Wie ein Brushlessmotor funktioniert weißt Du aber? Es gab schon zu DDRs 
Plattenspieler, wo der Antrieb des Plattentellers über feststehende 
Magnetspulen und in den Plattenteller eingelassene Magneten erfolgte. 
Der Plattenteller ist Deine Schwungmasse.

Natürlich geht das auch mit einem Asynchronmotor. Der Vorteil des 
Brushless ist halt, daß man Energie und Drehzahl im weiten Bereich 
anpassen kann. Man kann auch mit DC (Photovoltaik) einspeisen und 
Drehstrom entnehmen - über die Elektronik.

von Michael B. (darthprimus)


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Timm T. schrieb:
> Oder D. schrieb:
>> Eigentlich ist das ganze Projekt Maschinenbau fuer Fortgeschrittene.
>
> Aber mindestens. Angefangen von den Festigkeitsberechnungen bis hin zur
> vakuumdichten Kapselung bei der Größe und den vakuumdichten
> Durchführungen. Eigentlich wär das ein schönes Kombiprojekt für eine
> Fachhochschule: Die Leistungselektronik, die Mechanik und die
> Vakuumgeschichte entschließlich Überwachung und Aufrechterhaltung des
> Vakuums. Wobei hier sicher Grobvakuum reicht.

Naja vielleicht wird es ja mal das Thema einer meiner späteren Arbeiten, 
man weiß ja nie ;-)


> Wie ein Brushlessmotor funktioniert weißt Du aber?
In ein paar Stunden weiß ich es sicher. Ich informier mich mal, aber ich 
glaube ich verstehe schon was darunter gemeint ist. Nur die genaueren 
Abläufe muss ich noch genauer betrachten.


> Natürlich geht das auch mit einem Asynchronmotor. Der Vorteil des
> Brushless ist halt, daß man Energie und Drehzahl im weiten Bereich
> anpassen kann. Man kann auch mit DC (Photovoltaik) einspeisen und
> Drehstrom entnehmen - über die Elektronik.

Man kann also bei 1000 und bei 10000 U/min Energie sinnvoll abnehmen, da 
Gleichstrom? Und den Rest dann über Elektronik?

von Mike M. (mikeii)


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Eine so große Masse und so hohe Drehzahlen? Was passiert dann mit dem 
Kreisel bei einem Erdbeben? RL-Beyblade mit Menschen oder wie?

von Paul B. (paul_baumann)


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Mike M. schrieb:
> Was passiert dann mit dem
> Kreisel bei einem Erdbeben?

Nichts. Der stabilisiert sich selbst.

BTW: Faulheit ist, auf einer Frau zu liegen und auf ein Erdbeben zu 
warten.

Mike M. schrieb:
> RL-Beyblade mit Menschen oder wie?

...oder was soll das heißen?

MfG Paul

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Was passiert, wenn man mit einem Schwungrad-Auto um eine Kurve fährt? 
Schon ein mit den Händen gehaltenes rotierendes Speichenrad vom Fahrrad 
widersetzt sich der Drehung
https://de.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%A4zession

Im Gyrobus-Artikel steht es:
"Durch Verwendung zweier gegenläufiger Schwungräder lässt sich dieser 
Effekt jedoch aufheben."

: Bearbeitet durch User
von Mike M. (mikeii)


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Paul B. schrieb:
> Mike M. schrieb:
>> Was passiert dann mit dem
>> Kreisel bei einem Erdbeben?
>
> Nichts. Der stabilisiert sich selbst.
Der Kreisel schon, nur das außen herum nicht



> Mike M. schrieb:
>> RL-Beyblade mit Menschen oder wie?
>
> ...oder was soll das heißen?
>
> MfG Paul

RL = Real Life
Beyblade = Kinderspielzeug (Kreisel) bei dem die Fetzen fliegen

von Jonny O. (-geo-)


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Max M. schrieb:
> Der Motor/Generator-Rotor ist fest mit der Schwungmasse verbunden und
> befindet sich innerhalb des Vakumbehälters.

Ah okay! Kann man denn auch ungefähr abschätzen wie es dann mit 
Wirbelstromverlusten aussieht? Selbst wenn die Generatorspulen vom 
Verbraucher abgekoppelt sind, sollte da doch einiges an Verlusten 
anfallen.

Ich denke da grade an einen Brushlessmotor. Wenn man den mit dem Finger 
andreht, macht der nur 2 Umdrehungen und steht dann still. Da fühlt man 
den magn. Widerstand.

von Timm T. (Gast)


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Jonny O. schrieb:
> Wenn man den mit dem Finger
> andreht, macht der nur 2 Umdrehungen und steht dann still. Da fühlt man
> den magn. Widerstand.

Das hängt ja wohl vom Motor ab. Brushlessmotoren aus Laserdruckern - der 
Spiegelantrieb - laufen mehr als 2 Umdrehungen.

Entscheidend ist, daß die Spulen eisenlos sind. Dann hast Du erstens 
keine Rastmomente und zweitens keine Eisenverluste.

von Michael B. (darthprimus)


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Also ich muss sagen ich finde eure Gespräche untereinander sehr 
interessant, dabei lerne ich am meisten. Ihr kommt nämlich auf Ideen, an 
die ich so gar nicht denken würde!

Timm T. schrieb:
> Das hängt ja wohl vom Motor ab. Brushlessmotoren aus Laserdruckern - der
> Spiegelantrieb - laufen mehr als 2 Umdrehungen.
>
> Entscheidend ist, daß die Spulen eisenlos sind. Dann hast Du erstens
> keine Rastmomente und zweitens keine Eisenverluste.

Also ist es schon machbar einen annähernd "reibungslosen" (eher 
widerstandslos wegen dem Magnetfeld) Motor/Generator zu nutzen?

von Jonny O. (-geo-)


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Timm T. schrieb:
> Jonny O. schrieb:
>> Wenn man den mit dem Finger
>> andreht, macht der nur 2 Umdrehungen und steht dann still. Da fühlt man
>> den magn. Widerstand.
>
> Das hängt ja wohl vom Motor ab. Brushlessmotoren aus Laserdruckern - der
> Spiegelantrieb - laufen mehr als 2 Umdrehungen.
>
> Entscheidend ist, daß die Spulen eisenlos sind. Dann hast Du erstens
> keine Rastmomente und zweitens keine Eisenverluste.

Klingt einleuchtend! Da habe ich etwas kurz gedacht...
Spontan fallen mir da noch die Motoren von Festplatten ein. Die drehen 
sich auch recht reibungslos.

: Bearbeitet durch User
von Timm T. (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Also ist es schon machbar einen annähernd "reibungslosen" (eher
> widerstandslos wegen dem Magnetfeld) Motor/Generator zu nutzen?

In dem Moment, wo Du Energie entnimmst, erzeugst Du ein magnetisches 
Gegenfeld, welches natürlich den Rotor abbremst. Sonst hättest Du ja ein 
PM.

von Michael B. (darthprimus)


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Timm T. schrieb:
> In dem Moment, wo Du Energie entnimmst, erzeugst Du ein magnetisches
> Gegenfeld, welches natürlich den Rotor abbremst. Sonst hättest Du ja ein
> PM.

Das ist mir schon klar, jedoch soll ja das Schwungrad nicht nur 
beschleunigt und abgebremst werden, sondern soll seine Energie auch 
halten. Wenn mir nun dieser Brushless Motor/Generator in dem Zeitraum, 
in dem nichts passiert, die Energie vernichtet, ist das ja 
kontraproduktiv.

von Jonny O. (-geo-)


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Michael B. schrieb:
> Timm T. schrieb:
>> In dem Moment, wo Du Energie entnimmst, erzeugst Du ein magnetisches
>> Gegenfeld, welches natürlich den Rotor abbremst. Sonst hättest Du ja ein
>> PM.
>
> Das ist mir schon klar, jedoch soll ja das Schwungrad nicht nur
> beschleunigt und abgebremst werden, sondern soll seine Energie auch
> halten. Wenn mir nun dieser Brushless Motor/Generator in dem Zeitraum,
> in dem nichts passiert, die Energie vernichtet, ist das ja
> kontraproduktiv.

Wenn man das Schwungrad ohnehin fest mit der Welle des Motors/Generators 
verbindet, wozu dann überhauüt noch magnetisch lagern? Der 
Motor/Generator ist dann doch quasi das Lager. So ganz ist mir das 
Konzept noch nicht klar. Sorry für die naive Frage :-)

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (darthprimus)


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Jonny O. schrieb:
> Wenn man das Schwungrad ohnehin fest mit der Welle des Motors/Generators
> verbindet, wozu dann überhauüt noch magnetisch lagern? Der
> Motor/Generator ist dann doch quasi das Lager. So ganz ist mir das
> Konzept noch nicht klar :-)

Vorher hat jemand vorgeschlagen, das Schwungrad an sich als 
Generator/Motor zu verwenden. Funktioniert das dann doch nicht? Das 
Schwungrad sollte als Rotor dienen.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Man kann die Magneten nicht aussen mitdrehen lassen, dort benoetigt man 
festigkeit.  Zudem funktioniert ein Motor auf Anziehung, wegen der sich 
wechselnen N-S Paarung ergibt sich ein Feld durch die spule. Sonst ist 
nichts mit motor.
Fuer das Lager hingegen benoetigt man N-N resp S-S Paare, die Abstossen.

von Timm T. (Gast)


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Jonny O. schrieb:
> Der
> Motor/Generator ist dann doch quasi das Lager.

Möp. Du möchtest den Lagern eines Brushless-Motors nicht ein Schwungrad 
mit 1m Durchmesser und einer Masse von mehreren hundert kg zumuten.

Umgekehrt wird ein Schuh draus: Der Rotor des Motors hat keine eigenen 
Lager und wird mit den Magnetlagern des Schwungrades gelagert.

Michael B. schrieb:
> Vorher hat jemand vorgeschlagen, das Schwungrad an sich als
> Generator/Motor zu verwenden. Funktioniert das dann doch nicht?

Da der Brushless-Motor auf rotierenden Permanentmagneten basiert, ist es 
für die an den Magneten angreifenden Fliehkräfte besser, wenn die 
Magnete auf einem Rotor mit vielleicht 10cm Durchmesser sitzen als auf 
einem Schwungrad mit 100cm Durchmesser. Für das Schwungrad braucht man 
maximale strukturelle Integrität, da möchte man keine Löcher reinbohren 
um da Magnete einzulassen, und das möchte man auch nicht magnetisieren, 
weil man sich damit im Material wieder einschränkt.

Also, Schwungrad und Rotor auf einer Achse, Rotor im Durchmesser 
kleiner.

von Max M. (jens2001)


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Timm T. schrieb:
> Also, Schwungrad und Rotor auf einer Achse, Rotor im Durchmesser
> kleiner.

So hatte ich das gemeint!

Max M. schrieb:
> Da wird nichts durchgeführt oder gekuppelt.
> Der Motor/Generator-Rotor ist fest mit der Schwungmasse verbunden und
> befindet sich innerhalb des Vakumbehälters.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (darthprimus)


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Ja das hab ich mir vorher eh schon gedacht, dass der Motor auf einer 
kleineren Scheibe sitzen muss, ich war nur zu faul um das nochmal 
explizit so zu sagen.
Sorry meinerseits!

Ich habe den brushless Motor bisher nur radial aufgebaut gesehen, mit 
innen dem Rotor (Neodymmagnete) und außen dem Stator (Spulen).

Ist auch ein axialer Aufbau möglich?
Kurze Erklärung: Auf der Welle befindet sich zunächst eine Scheibe mit 
beispielsweise 10cm Durchmesser. Diese Scheibe trägt die abwechselnd 
gepolten Neodymmagneten.
Eine weitere Scheibe ist nicht mit der Welle verbunden, jedoch linear 
zur Welle beweglich. Auf dieser befinden sich die Spulen.
Je nach Abstand der beiden Scheiben würde das doch dann eine andere 
Leistung, aber insbesondere anderen Leerlaufwiderstand bedeuten. Wenn 
beide Scheiben voneinander entfernt sind, gibt es also keine 
magnetischen Kräfte, die das Schwungrad bremsen, wenn keine Energie 
benötigt wird.

Hoffe das ist verständlich, falls nicht, kann ich eine Skizze fertigen!
Ist das so umsetzbar?

von Timm T. (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Hoffe das ist verständlich, falls nicht, kann ich eine Skizze fertigen!
> Ist das so umsetzbar?

Wozu? Wenn es eisenlose Spulen sind, bremsen sie auch so nicht das 
Schwungrad, solange kein Strom fließt.

von Michael B. (darthprimus)


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Timm T. schrieb:
> Wozu? Wenn es eisenlose Spulen sind, bremsen sie auch so nicht das
> Schwungrad, solange kein Strom fließt.

Ja gut, dann passt das, danke!


Kann mir noch jemand sagen in welchem Bereich die Verlustleistung von 
guten Kugellagern liegt? Ich habe einmal gehört, dass Pendelkugellager 
sehr gut sein sollen. Natürlich hängt das auch vom Durchmesser der 
verwendeten Welle ab.

von Michael B. (alter_mann)


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Nur zur Erinnerung: Klaus Wachtler fragte nach der Kühlung und Mike Mike 
(versteckt)nach den Kreiselkräften.
Die merkwürdigen gyroskopischen Effekte machen um Größenordnungen 
stärkere Lager erforderlich. Diese werden stärkere Energieverluste 
verursachen als kleinere Lager.
Und auch die Temperatur kann Dir den Spaß an dem Apparat schnell 
verderben.

von Thomas E. (tmomas)


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Michael B. schrieb:
> Kann mir noch jemand sagen in welchem Bereich die Verlustleistung von
> guten Kugellagern liegt?

Google Verlustleistung Wälzlager ->

http://www.skf.com/de/products/bearings-units-housings/ball-bearings/principles/friction/power-loss-bearing-temperature/index.html

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Timm T. schrieb:
> man kann also mit einem Speichenrad bzw. mit verdicktem Rand bei
> gleicher Masse mehr Energie speichern.

Max M. schrieb:
> Der Motor/Generator-Rotor ist fest mit der Schwungmasse verbunden und
> befindet sich innerhalb des Vakumbehälters.

Fassen wir das zusammen so sollte das Schwungrad als magnetisch 
gelagerter fliegender Ring ausgeformt sein welcher zusammen mit einem 
Stator in einem evakuierten gehhäuse unter gebracht wird die welleist 
redundant wie die scheibe oder sie speichen und eine Narbe. Am besten 
mal bei Bessi in Adlershof oder beim LHC in Genf nachfragen. Die kennen 
sich ansatzweise mit so etwas aus.

Namaste

von Michael B. (darthprimus)


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Michael B. schrieb:
> Nur zur Erinnerung: Klaus Wachtler fragte nach der Kühlung und Mike Mike
> (versteckt)nach den Kreiselkräften.
Ich bin hier um etwas zu erfahren und nicht um Fragen zu beantworten, 
deren Antwort ich selber nicht weiß.

> Die merkwürdigen gyroskopischen Effekte machen um Größenordnungen
> stärkere Lager erforderlich. Diese werden stärkere Energieverluste
> verursachen als kleinere Lager.

Aber so lange doch das Schwungrad stationär angebracht ist, treten doch 
keine/kaum Kräfte auf oder?
Davon abgesehen gibt es ja solche Schwungradspeicher, wir diskutieren 
hier ja nicht OB das ganze machbar ist sondern WIE.
Und übrigens geht es mir zunächst ja nur um einen Versuch im kleinen 
Maßstab. Die Leute hier scheinen das immer zu vergessen.

> Und auch die Temperatur kann Dir den Spaß an dem Apparat schnell
> verderben.

Wo würden denn so hohe Temperaturen auftreten, die nicht durch Metall 
weggeführt werden können?


Thomas E. schrieb:
> Google Verlustleistung Wälzlager ->
>
> 
http://www.skf.com/de/products/bearings-units-housings/ball-bearings/principles/friction/power-loss-bearing-temperature/index.html

Danke! Da war ich auch schon. Leider weiß ich nicht wo ich den 
Gesamtreibungsmoment nachschlagen kann.

Winfried J. schrieb:
> Fassen wir das zusammen so sollte das Schwungrad als magnetisch
> gelagerter fliegender Ring ausgeformt sein welcher zusammen mit einem
> Stator in einem evakuierten gehhäuse unter gebracht wird die welleist
> redundant wie die scheibe oder sie speichen und eine Narbe. Am besten
> mal bei Bessi in Adlershof oder beim LHC in Genf nachfragen. Die kennen
> sich ansatzweise mit so etwas aus.

Kein Kommentar hierzu.

von Michael B. (alter_mann)


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Michael B. schrieb:
> Aber so lange doch das Schwungrad stationär angebracht ist, treten doch
> keine/kaum Kräfte auf oder?

Halten wir für den Test eben mal die Welt an.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Das Problem wäre schon mal die aus der Erderotation. Aber das ist nicht 
die einzige Beschleunigungkraft welche auf einen erdgebunden 
"stationären" Kreisel wirkt.  Bis auf die letzten  Sätze aber war mein 
Beitrag durchaus ernst gemeint.
Namaste

von Michael B. (darthprimus)


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Michael B. schrieb:
> Halten wir für den Test eben mal die Welt an.

Ich bin hier um bestimmte Sachverhalte zu ermitteln und nicht für solche 
Scherze.
Bei einem kleinen Versuchs-Schwungrad wird wohl kaum die Erdrotation 
Einflüsse haben, die nicht vorhersagbar/ lösbar sind.
Ich werde so und so die Lager überdimensionieren egal ob beim großen 
oder beim kleinen Schwungrad.

von J. A. (gajk)


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Michael B. schrieb:
> Danke schon einmal für das Feedback!
>
>> Man kann keine passive Magnetlager (nur mit gewöhnlichen
>> Permanentmagneten) bauen.
>
> Ich habe aber im Internet aber schon mehrere funktionierende Systeme
> gefunden, also muss es ja irgendwie umsetzbar sein.

Nicht alles was in der Zeitung steht stimmt.
Nicht alles was im Internet steht stimmt.

Es gibt sogar einen mathematischen-physikalischen Beweis, dass passive 
Magnetlager nicht möglich sind.

Dennoch sind Magnetlager eine feine Sache:

http://www.fz-juelich.de/cae/servlet/contentblob/747696/publicationFile/12691/0b30_pdf.pdf

von J. A. (gajk)


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Paul B. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Das könnte doch funktionieren?
>
> Das kam mir Alles so bekannt vor, daß ich zu suchen angefangen habe,
> aber Nichts mehr dazu finde: In der Sowjetunion hatte man Busse mit
> Schwungrädern ausgerüstet und im regulären Betrieb eingesetzt. Leider

In Deutschland gibt es die Firma Magnet-Motor, die ebenfalls 
Schwungsräder in Busse für den kurzfristigen Stop&Go-Betrieb einbaute.

von Dipl.- G. (hipot)


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Michael B. schrieb:

>> Man kann keine passive Magnetlager (nur mit gewöhnlichen
>> Permanentmagneten) bauen.
>
> Ich habe aber im Internet aber schon mehrere funktionierende Systeme
> gefunden, also muss es ja irgendwie umsetzbar sein.

It's on the internet - it must be true!

Nein. Wir hatten ein paar Sonderlehrveranstaltungen über 
Magnetlagertechnik auf der Uni; vom deutschlandweit führenden Mann dafür 
übrigens.

Magnetlager funktionieren nur mit Elektromagneten und optimierten 
PID-Reglern mit besonders hohem D-Anteil für die Dynamik des Lagers bei 
Laständerungen an der Welle.

Permanentmagneten bauen nur statische Magnetfelder auf und sind nicht 
regelbar. Edit: Mathematisch und physikalisch wurde die Unmöglichkeit 
entsprechender Anordnungen von Samuel Earnshaw (Satz von Earnshaw) 
gezeigt - um 1840! Also: Sobald eine Kraft auf die elektrodynamisch 
gelagerte Welle wirkt und sich ihre Position auch nur geringfügig aus 
der perfekten Mittelpunktslage verschiebt, hast Du keine Chance diese 
gefährliche Lageänderung auszuregeln. Die Welle wird das Lager berühren 
und die Applikation beschädigen oder zerstören.


Es ist das gleiche Problem wie bei schwebenden Kreiseln - diese sind nur 
deshalb quasistabil, weil die Rotation stabilisierend wirkt. Andernfalls 
verursachen schon geringste Inhomogenitäten des Magnetfelds derartige 
Störungen, daß es den Kreisel forthaut. 
https://www.youtube.com/watch?v=NEe8zgNFQ9w

Wie willst Du also eine irgendwie mechanisch belastete Welle auf diese 
Weise stabilisieren? Nichtmal die leerlaufende rotierende Welle wird von 
einem Permanentmagnetlager quasistabil gehalten...

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (tmomas)


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Michael B. schrieb:
> Thomas E. schrieb:
>> Google Verlustleistung Wälzlager ->
>>
>>
> 
http://www.skf.com/de/products/bearings-units-housings/ball-bearings/principles/friction/power-loss-bearing-temperature/index.html
>
> Danke! Da war ich auch schon. Leider weiß ich nicht wo ich den
> Gesamtreibungsmoment nachschlagen kann.

Seufz... gleiche Seite, links gibt's einen Link.

http://www.skf.com/de/products/bearings-units-housings/ball-bearings/principles/friction/estimating-frictional-moment/index.html

von Dipl.- G. (hipot)


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P.S. Die einzigen, die sich in Deutschland wirklich mit Magnetlagern und 
deren technischer Applikation auskennen, sind die Leute von EAAT. Die 
machen richtig geile Sachen mit hochdynamischen Antrieben und 
Magnetlagern.
http://www.eaat.de

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Peter R. schrieb:
> Aus uralter Zeit erinnere ich mich an einen Artikel (Universum, Jahrbuch
> für Jungen, etwa anfang der Fünfziger) in dem Busse in Zürich
> beschrieben wurden, die ein eine Tonne schweres Schwungrad nutzten, das
> an den Endstationen der Linie regelmäßig nachgeladen wurde.

das Schwungrad steht senkrecht parralel zur Fahrtrichtung, schätz ich 
mal
ich stell mir das schwierig vor, ein 1to schweres drehendes Schwungrad 
in der Stadt um eine Kurven zu wuchten, was da für Kräfte wirken
oder legen die das wie ein Motorrad-Vorderrad in die Kurve, da brauchen 
sie noch zusätzlich ne Menge Platz

von Dipl.- G. (hipot)


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Michael B. schrieb:

> Ich bin hier um bestimmte Sachverhalte zu ermitteln und nicht für solche
> Scherze.
> Bei einem kleinen Versuchs-Schwungrad wird wohl kaum die Erdrotation
> Einflüsse haben, die nicht vorhersagbar/ lösbar sind.
> Ich werde so und so die Lager überdimensionieren egal ob beim großen
> oder beim kleinen Schwungrad.

Vielleicht hilt dir das:
http://www.eaat.de/de/produkte/magnetlager
http://www.eaat.de/dateien/magnetlager/magnetgelagertes-Drallrad.pdf

von Timm T. (Gast)


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Dipl.- G. schrieb:
> Magnetlager funktionieren nur mit Elektromagneten und optimierten
> PID-Reglern mit besonders hohem D-Anteil für die Dynamik des Lagers bei
> Laständerungen an der Welle.

Naja, HT-Supraleiter gehen schon auch noch, da ist der PID-Regler quasi 
integriert. Aber da hast Du wieder das Problem der permantenten Kühlung.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Geht da was mit Wismut (diamagnetisch) oder ist das viel zu schwach?
Google Suchbegriff "levitation bismuth"

von Paul B. (paul_baumann)


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Klappt es nicht mit Wismut,
gibt's beim Probanden Mißmut!

MfG Paul

von Michael B. (darthprimus)


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Thomas E. schrieb:
> Seufz... gleiche Seite, links gibt's einen Link.

Danke, habe ich gefunden! Kann mir jemand sagen, was unter der 
"Äquivalente[n] dynamische[n] Lagerbelastung" genau zu verstehen ist?


Dipl.- G. schrieb:
> Vielleicht hilt dir das:
> http://www.eaat.de/de/produkte/magnetlager
> http://www.eaat.de/dateien/magnetlager/magnetgelagertes-Drallrad.pdf

Danke für die Links, sind sehr hilfreich!


Also wie ich mittlerweile herausgefunden habe, ist "Eine berührungslose 
Lagerung in radialer und axialer Richtung ausschließlich mit passiven 
Lagern" nicht möglich. Jedoch sind passive Magnetlager in Verbindung mit 
normalen Kugellagern schon sinnvoll in Verbindung zu setzen.

Dann könnte man doch vermutlich bei Unterstützung durch Magnetlager 
sicherlich kleinere Kugellager verwenden bzw. diese werden weniger 
belastet. Das würde doch eine Verringerung der Verlustleistung des 
Lagers bedeuten, oder?

von Paul B. (paul_baumann)


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Michael B. schrieb:
> Also wie ich mittlerweile herausgefunden habe, ist "Eine berührungslose
> Lagerung in radialer und axialer Richtung ausschließlich mit passiven
> Lagern" nicht möglich. Jedoch sind passive Magnetlager in Verbindung mit
> normalen Kugellagern schon sinnvoll in Verbindung zu setzen.

Das sieht schon ganz manierlich aus, wenn der Kollege auch nicht 
mechanisch sehr sorgfältig gearbeitet hat:
https://www.youtube.com/watch?v=wMy5d3vC2dk

MfG Paul

von Michael B. (darthprimus)


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Bin gerade auf eine sehr interessante Quelle gestoßen, die sehr 
umfangreich über Schwungradspeicher informiert.

http://www.oocities.org/infotaxi/schwung-grundlg.htm

von J. A. (gajk)


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Paul B. schrieb:
> Klappt es nicht mit Wismut,
> gibt's beim Probanden Mißmut!
>
> MfG Paul

...doch klappts mit dem Magnete
verdientst du richtig Knete!

von Paul B. (paul_baumann)


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J. A. schrieb:
> ...doch klappts mit dem Magnete
> verdientst du richtig Knete!

Genau so!
:-)
MfG Paul

------------------------------------------------------------------
Das ist so ziemlich das Vernünftigste, was ich heute gelesen habe.
Die Nachrichten sind ja nur noch im Suff zu ertragen.
:-(

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Paul so sehr kann ich mich nicht besaufen. Ds weigert sich mein Koerper 
schlicht.

von Gu. F. (mitleser)


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Paul B. schrieb:
> Klappt es nicht mit Wismut,
> gibt's beim Probanden Mißmut!
>
> MfG Paul

... kriegt der Probant ne Mistwut

von Asko B. (dg2brs)


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Timm T. schrieb:
> Es gab schon zu DDRs
> Plattenspieler, wo der Antrieb des Plattentellers über feststehende
> Magnetspulen und in den Plattenteller eingelassene Magneten erfolgte.
> Der Plattenteller ist Deine Schwungmasse.

Hmmm, Timm, ich glaube da verwechselst Du was.
Die "Segmentierung, die Du gesehen hast (ob bei ost- oder 
West-Plattentellern)
diehnte nur der Geschwindigkeitseinstellungen durch den 
Skoboskop-Effekt.
Also ich habe keinen Plattenspieler der DDR-Konsumproduktion gesehen, 
der direkt angetrieben wurde. Das waren alles Riemengetriebene, wie es 
auch
ein Grossteil der Westlichen hersteller produzierte.
(Phillips, Dual....selbst Sony)
Studer Revox usw. lassen wir mal jetzt aussen vor.

Die Sache mit dem "direktangetriebenen Plattenteller" habe ich nur
einmal in einer "Bauanleitung" in der sovietischen Zeitung
"Radio" gesehen. Und die hatte halt nicht jeder.
Muss so um 1981 herum gewesen sein.
Mein Wunsch eines Nachbaus scheiterte bereits an der Beschaffung
der vielen kleinen gleich grossen Magneten, und dann auch 
(hauptsaechlich)
an der Unmoeglichkeit diese Bauanleitung zu kopieren. Da sich die
Bauanleitung ueber mehrere Heftausgaben erstreckte.
(Ja, ich weiss in der BRD war das einfacher)

Fuer mich voellig unfassbar war, das der Autor (vermutlich irgendwo
aus Sibirien) sogar den Aufbau eines eigenen Magnetischen
Abtastsystems beschrieb, wo er sogar Tips gab wie die "Nadel"
zu schleifen waere.

Einen direkt angetriebenen Plattenteller mit tangentialer
Abtastung im Selbstbau ... das waere es gewesen. Aber ich habe
irgendwann mit der Idee wegen Beschaffungsproblemen aufgegeben.

...und dann kam der U880.... das fand ich dann viel
interessanter. (Fuer die, die jetzt googlen muessen
U880 = Zilog Z80)
Da konnte ich dann dank Stereodecoder die Nachrichtenagentur
"Irna" live mitlesen...war viel naeher an der Wirklichkeit.

:-)

Gruss Asko.

von J.-u. G. (juwe)


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Asko B. schrieb:
> Also ich habe keinen Plattenspieler der DDR-Konsumproduktion gesehen,
> der direkt angetrieben wurde. Das waren alles Riemengetriebene,

Ob Du die gesehen hast oder nicht, kann ich nicht beurteilen. Aber 
gegeben hat es welche, z.B.:
http://ifatwww.et.uni-magdeburg.de/~madaus/anlagentext/hmksd200t.html

sogar in Kombination mit Tangentialarm:
http://ifatwww.et.uni-magdeburg.de/~madaus/anlagentext/hkpa1203t.html

: Bearbeitet durch User
von Asko B. (dg2brs)


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J.-u. G. schrieb:
> Ob Du die gesehen hast oder nicht, kann ich nicht beurteilen.

Danke fuer die Links, das kannte ich wirklich nicht.
Man lernt eben immer noch was dazu.

J.-u. G. schrieb:
> Aber gegeben hat es welche,

Naja, sagen wir eher : "es soll welche gegeben haben".

Gruss Asko.

von Timm T. (Gast)


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Asko B. schrieb:
> Die "Segmentierung, die Du gesehen hast (ob bei ost- oder
> West-Plattentellern)
> diehnte nur der Geschwindigkeitseinstellungen durch den
> Skoboskop-Effekt.

Für wie bescheuert hältst Du mich, daß ich keinen Magnetantrieb von 
einer Stroboskopmarkierung unterscheiden kann. Echt mal.

Alles Riemenantrieb stimmt auch nicht, die einfachen hatten 
Reibradantrieb, wo der Spaltpolmotor mit einer Feder an den 
Plattenteller gezogen wurde, die 33/45 Umschaltung wurde durch 2 
verschieden große Tellerräder gemacht, gegen die das Gummirad des Motors 
drückte.

J.-u. G. schrieb:
> Ob Du die gesehen hast oder nicht, kann ich nicht beurteilen. Aber
> gegeben hat es welche, z.B.:

Genau so sah das aus, vier flache Kupferspulen unter dem Drehteller. Ich 
fand das faszinierend, aber damals hatte ich keine Verwendung dafür und 
so blieb das schon arg ramponierte Teil auf der Müllkippe liegen.

Auf der Müllkippe habe ich wahrscheinlich mehr über Elektronik und 
Elektrotechnik gelernt als später im Studium, OPV mal ausgenommen. ;-)

von Asko B. (dg2brs)


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Sorry Timm, so hatte ich das auch nicht gemeint.

Gruss Asko.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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o.t
@Asko

beim Grindt? hättest du aber davon was mitbekommen sollen. Mein Bruder 
hatte den mit Radialarm aus der HMK Serie. In Berlin gabs die definitiv 
im staatlichen Fachhandel. Tie mit Tangetialarm dürften aber wie üblich 
im Export verschwunden sein oder nur als Güteklasse 2 je die AKA 
Filialen erreicht haben.
/o.t.

aber magnetischgelagert waren die nicht. schon gar nicht 
permagnanentmagnetisch die haten soweit ich mich erinnere 
Rotgus?gleitlager oder gar PTFE-Gleitlager da bin ich jetzt unsicher.

Namaste

: Bearbeitet durch User
von Asko B. (dg2brs)


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Hallo Winfried

Nee, bei Girndt gabs auch nicht alles.

Ich habe wirklich nicht gewusst das es so etwas haette
geben sollen. Konkrete Wissensluecke bei mir.
Einen mit Tangentiellem Tonarm hatte ich garantiert
gekauft, wenn er mir ueber den Weg gelaufen ware.

Gruss Asko.

von J. A. (gajk)


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J.-u. G. schrieb:
> Asko B. schrieb:
>> Also ich habe keinen Plattenspieler der DDR-Konsumproduktion gesehen,
>> der direkt angetrieben wurde. Das waren alles Riemengetriebene,
>
> Ob Du die gesehen hast oder nicht, kann ich nicht beurteilen. Aber
> gegeben hat es welche, z.B.:
> http://ifatwww.et.uni-magdeburg.de/~madaus/anlagen...
>
> sogar in Kombination mit Tangentialarm:
> http://ifatwww.et.uni-magdeburg.de/~madaus/anlagen...

"Bei dem Direktantriebsmotor DA 202 handelt es sich um einen 
Induktionsmotor, der den Plattenteller direkt antreibt."

Beim Direktantrieb IST der Plattenteller Teil des Motors. Hier wird er 
nur vom Motor DIREKT angetrieben.

von J.-u. G. (juwe)


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J. A. schrieb:
> "Bei dem Direktantriebsmotor DA 202 handelt es sich um einen
> Induktionsmotor, der den Plattenteller direkt antreibt."
>
> Beim Direktantrieb IST der Plattenteller Teil des Motors. Hier wird er
> nur vom Motor DIREKT angetrieben.

Oh je. Sieht wohl so aus, als ob die verlinkten Beschreibungen nicht 
pedantensicher formuliert wurden. Neben der Wortklauberei kannst Du doch 
aber bestimmt auch technische Argumente liefern.

von Thomas S. (Gast)


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Hallo Michael B.,

ich hatte Mitte der 90iger Jahre ein Magnetlager deiner Bauart als 
Gebrauchsmuster anmelden wollen, was aber an Formalitäten scheiterte.

Die Rotorachse hatte ich an beiden Enden zugespitzt und gegen 
Keramikscheiben laufen lassen, die die Achse vor dem Herausfallen aus 
den beiden Ringmagneten bewahren sollten. Die Magnete hatte ich mir bei 
IBS-Magnet gekauft, auf eine 3mm-Gewindestange geschraubt, die 
Ringmagnete hatte ich aus alten Lautsprechern herausgeholt.

Ich wohnte zu der Zeit in einem Studentenwohnheim und konnte mit meiner 
Konstruktion viel Eindruck bei Mitbewohnern erzeugen. Aber der Erfinder 
war ich nicht!

Später stellte ich bei meiner Recherche im Berliner Patentamt fest, dass 
dieses Magnetlager schon in den 70er Jahren von einem Michael Smith aus 
der Bodensee-Region als Patent angemeldet worden war. Achso...

Gruß Thomas

von Timm T. (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> Die Rotorachse hatte ich an beiden Enden zugespitzt und gegen
> Keramikscheiben laufen lassen, die die Achse vor dem Herausfallen aus
> den beiden Ringmagneten bewahren sollten.

Das Problem dieser Art von passiven Magnetlagern für die Anwendung an 
einer Schwungscheibe ist offenbar, daß immer eine relativ große 
"Regelabweichung" bleibt, die die Scheibe taumeln läßt.

Für einen effizienten Motor / Generator müssen aber die Spalten zwischen 
Rotor und Stator klein sein. Das geht dann nur mit aktiv geregelten 
Magnetlagern und Zwangslagerung bei Stromausfall / Stillstand, sonst 
kracht der Rotor in den Stator und Du hast erhebliche 
Umformungsverluste.

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