Seltsame Elektromotoren
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2. Hauptteil
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2.1 Gleichstrommotoren

Ein normaler Elektromotor funktioniert folgendermaßen:         Elektrischer  Strom fließt durch mindestens 2 Magnetspulen. Dadurch entsteht ein Magnetfeld mit 2 Polen (N/S). Ein äußerer Dauermagnet zieht die beiden Pole der Magnetspulen an, bzw. stößt sie ab. Wenn der Nordpol der Spule beim Südpol des Magneten angekommen ist, wechselt der Kollektor die Stromrichtung und vertauscht dadurch die Pole der Magnetspulen. Der Motor dreht sich, da die Spule an einer gelagerten Achse befestigt ist.

 

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2.2    Einfache E- Motoren
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2.2.1 Der einfachste Motor der Welt
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Der einfachste Elektromotor der Welt besteht ausschließlich aus einer Batterie, einer Schraube, einem Magneten und einem Kupferdraht. An der Schraube hängt ein Zylindermagnet. Die Schraubenspitze wiederum hängt am Minuspol einer 1,5 Volt Batterie. An den Pluspol der Batterie wird die Spitze eines Kupferdrahtes gehalten. Das andere Ende wird an den Zylindermagneten gehalten. Dieser dreht sich nun, weil dann der Magnet von einem starken Strom durchflossen wird und   sich ein zweites Magnetfeld, das dem Magnetfeld des Dauermagneten entgegen gesetzt ist, bildet. Diesen Motor haben wir als erstes nachgebaut und waren erstaunt, dass er sich drehte.
 
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2.2.2 Die drehende Spule 
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Aus lackiertem 0,5mm dicken Kupferdraht haben wir eine Spule  mit 50 Windungen ca. 4cm Durchmesser gewickelt. Die beiden Enden wurden nach außen geführt und je an einer Seite des Drahtes blank gekratzt, damit dort an einer ganz bestimmten Stellung der Spule Strom von einer Batterie (1,5 V) abgenommen werden kann. Neben der Batterie ist ein Dauermagnet so gepolt, dass die stromdurchflossene Spule angezogen wird. Sobald sich die beiden ungleichnamigen Pole nähern, wird der Stromkreis unterbrochen, da dann die lackisolierten Stellen des Drahtes keinen Strom mehr leiten. Durch den Schwung und das leichte Gewicht der Spule dreht sie sich sehr schnell als einfacher Motor.

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2.3    Unsere Experimente
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2.3.1 “Elektrische Dampfmaschine“
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Zum Bau unserer neuartigen Maschine wickelten wir 200 Windungen vom gleichen isolierten Kupferdraht um ein Kupferrohr einer Wasserleitung  zu einem Spulenkörper, den wir mit einem dicken Eisenrohr und 2 großen Stahlscheiben abkapselten, um das Magnetfeld zu verstärken. Im Inneren kann sich ein passender Eisenstab wie ein Kolben leicht hin und her bewegen. Wenn die Spule durch Stromzufuhr zum Elektromagneten wird, zieht sie den „Kolben“ wie bei einem Winker (Fahrtrichtungsanzeiger) an Oldtimern oder Kastners Lanz Bulldog hinein, während bei einer Dampfmaschine der Kolben hinausgedrückt wird. Das Ganze muss nun auch mit Pleuelstange und - wie unter Dampf mit den Ventilen - mit einem Schalter gesteuert werden, denn wenn der Kolben gänzlich in die Spule eingetaucht ist, soll der Stromfluss unterbrochen werden. Dazu haben wir eine Nockenwelle konstruiert, die im richtigen Moment den Kontakt schließt oder öffnet. Auch unsere Maschine kann nur als Einzylinder mit einem Schwungrad laufen. Bei angeschlossenen 9 – 12V Gleichspannung läuft unsere geölte “elektrische Dampfmaschine“ ganz schön schnell.
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“Elektrische Dampfmaschine“
2.3.2     “Elektrischer Dieselmotor“
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Um einen Motor zu bauen, der von selbst anläuft, haben wir an einer vierfach gelagerten Kurbelwelle 3 Pleuellager um 120° versetzt angebracht. Der Motor sollte ähnlich wie die „elektrische Dampfmaschine“ über Pleuel- bzw. Kolbenstangen mit 
3 Elektromagnetspulen laufen. Diesmal haben wir die Spulen aus 220 Volt ~ / 50Hz Relais genommen, die mit isolierten Weicheisenblechen bei Netzspannung betrieben werden. Über Nocken werden 3 Endschalter gesteuert. Wenn der erste 
„Kolben“ oben ist, gibt der erste Endschalter der ersten Spule so lange Kontakt , bis er fast ganz unten ist. Beim zweiten und dritten Eisenkern schalten die anderen Endschalter auch im richtigen Moment ein und aus. Durch die Auf- und  Niederbewegung konnten wir so ein großes Schwungrad in Drehbewegung versetzen. Wir waren sehr stolz als wir den Motor zum ersten mal laufen ließen. Überrascht waren wir von dem Krach, den der 3-Zylinder- Elektrohubmotor verursachte, denn es hörte sich fast so an wie ein alter Traktor. Beim Ausschalten hört man deutlich, wie die Ventile des Ottomotors klappern. Aus diesem Grunde nannten wir ihn auch „elektrischen Dieselmotor“.  Da er mit der gefährlichen Netzspannung 230Volt ~ betrieben wird, haben wir alle spannungsführenden Teile mit Kunststoff abgedeckt. Man muss ihn schon selbst gehört haben, um von dem echt klingenden „Dieselsound“ begeistert sein zu können.
Elektrischer Dieselmotor Dieselmotor

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2.4 Magnetradmotor
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Um evtl. noch andere E- Motoren zu finden, stießen wir in einem Katalog auf den Magnetradmotor, den uns unser Vater bestellte. Dort sind an einem Rad außen gleichmäßig verteilt und gepolt 6 Dauermagnete angebracht. Mit Hilfe eines Reed- Schalters wird eine Spule mit Eisenkern angesteuert, so dass sich jeweils die gleichnamigen Pole abstoßen. Der Reed- Schalter besteht aus einem luftdicht verschlossenen Glasröhrchen in welchem sich zwei flache, federnde Eisenstäbchen befinden, die sich nicht berühren. Wenn sich ihm ein Magnet nähert, kommen die beiden Federn aneinander und schließen den Kontakt. Da uns der Reedkontakt wiederholt verbrannt ist, haben wir selbst Relaiskontakte mit einem Magneten zu einem Reed- Schalter gebastelt. Mit einer 1,5 V Batterie kann das Magnetrad in Rotation versetzt werden. Diesen Motor möchten wir gerne in groß nachbauen, da der gekaufte nur sehr unzuverlässig läuft, wenn wir genügend starke Dauermagnete im Handel bekommen könnten.

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2.5            Schwingankermotor
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Wie  ein elektrischer Rasierapparat oder unsere Aquariumsluftpumpe arbeitet auch ein Schwingankermotor mit Wechselstrom. In der Schrottkiste eines Elektrounternehmens fanden wir einen Schwingankermotor, der ganz langsam an 24 V~ läuft. In einem geschlossenen Weicheisenkern aus Trafoblechen mit Spule ist ein schmaler Spalt, in dem ein federndes Eisenblech hin und her schwingen kann. Da die Magnetpolung (N – S / S – N) im Spalt jede Sekunde 50 mal wechselt, bewegt sich der Anker auch vibrierend im gleichen Rhythmus. An der Spitze des zitternden Schwingankers ist eine Metallzunge befestigt, die wie ein Specht am Baum gegen ein Gummirad hämmert und zwar so, dass es sich bei jedem Hub ein ganz kleines Stück vorwärts bewegt, da der Angriffspunkt der Zunge weit oberhalb des Mittelpunktes vom Rad befindet. Dieser Motor stammte aus einem ganz alten Zeitschaltrelais und wird wahrscheinlich nicht mehr gebaut.

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Gebrüder Meklan: „Magnetismus bewegt was!“