Ich erkläre Permanentmagnete, während ich meine Kreissägeblatt-Windmühle drehe

Hook

Ich erkläre die Ausrichtung der Permanentmagnete auf dieser Kreissägeblatt-Windmühle, weil die überlappenden seitlichen Magnete mit ihren Polen etwas Interessantes anstellen. Weniger ist mehr, aber manchmal braucht man genau den richtigen Magnetzug, damit es schwebt und ewig dreht.

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Ich habe das Kreissägeblatt auf den schwebenden Dorn geworfen, ihm einen Schubs gegeben und zugeschaut, wie es ausläuft. Man sieht, wie die schwachen Randpole interagieren, die Scheibe sich langsam dreht und der Moment, in dem drei Donut-Magnete auf dem Bodenkreis es plötzlich in eine Richtung stärker machen. Nichts Aufwändiges – nur ein Dorn, ein paar Magnete und viel Versuch und Irrtum.

What you'll learn

Du siehst, warum nord-süd-wechselnde Anordnungen ein totaler Reinfall sein können, wie überlappende Magnete die Pole kaschieren und warum ich als Nächstes auf eine 9-Sektionen- oder 8-mit-9-Magnet-Anordnung setze. Dazu der Unterschied, den ein bisschen Schweben ausmacht, wenn man lange Laufzeiten haben will.

From the bench

Alles, was du siehst, hatte ich schon in der Werkstatt. Das Kreissägeblatt hat seitlich überlappende Magnete, sodass zwei schwache Pole am Rand herausschauen. Ich habe versucht, sie alle nach oben zu drehen für volles Nord oder Süd, bin aber immer wieder zur überlappenden Variante zurückgekehrt. Die Basis ist eine 8-Zoll-Scheibe, die das Ganze auf einem zentralen Dorn trägt. Ich habe momentan nicht viele Werkzeuge, deshalb arbeite ich mit dem, was passt und ausbalanciert.

How it works / what we changed

Ich erkläre Permanentmagnet-Pole, indem ich zeige, wie überlappende Magnete mit der flachen Seite nach unten trotzdem Nord und Süd am Rand hervorlugen lassen. Das ergibt genau den schwachen Schub-Zug, den ich für diese Windmühlen-Idee suche. Frühere nord-süd-wechselnde Anordnungen über den ganzen Kreis waren ein kompletter Fehlschlag – es hat sich einfach selbst bekämpft. Deshalb denke ich jetzt in Sektionen von acht oder neun Magneten. 72 Linien vom Zentrum aus ergeben schöne 5-Grad-Schritte. Ich trommle immer zwei gleichzeitig, deshalb arbeite ich eigentlich mit 36 Linien. Der schwebende Dorn reduziert die Reibung enorm; sobald es ausbalanciert ist, hält der kleinste Magnetzug es erstaunlich lange in Bewegung.

Magnet pull

Der Magnetzug an dieser Konstruktion ist schwach, aber ausreichend, um das Blatt einmal in Schwung gebracht und schwebend auf dem Dorn weiterzudrehen. Als ich die drei Donut-Magnete im Kreis auf dem Boden hinzugefügt habe, wurde der Zug in der Richtung, in die ich normalerweise drehe, spürbar stärker. Ich konnte sehen, wie sich das Blatt ein wenig angehoben hat, als der letzte Magnet näherkam – genau diesen Zug will ich haben. Er ist nicht stark genug, um Magnete von der Scheibe zu reißen, es sei denn, man dreht einen falsch herum, aber er ist perfekt für eine reibungsarme Windmühle, die nach einem guten Schubs viele Umdrehungen ausläuft.

U magnet

Ich hatte für diesen Test keinen U-Magneten auf der Werkbank, deshalb kann ich keine direkten Messwerte liefern. Am nächsten kam der gebogene Zug, als ich Donut-Magnete auf dem Bodenkreis nach innen gerichtet platziert habe. Ein U-Magnet würde das Feld wahrscheinlich stärker bündeln als die flachen Scheibenmagnete, die ich verwendet habe, aber momentan bleibe ich bei dem, was ich habe. Die überlappenden seitlichen Magnete am Blatt verhalten sich schon ein bisschen wie verteilte Pole, deshalb könnte ein U-Magnet übertrieben sein oder mit den Randpolen kämpfen – ich muss später einen ausprobieren und vergleichen.

Magnet group

Meine aktuelle Magnetgruppe sind acht oder neun Magnete pro Sektion auf der 8-Zoll-Scheibe. Ich habe einen kompletten Nord-Süd-Nord-Süd-Kreis versucht und das war ein totaler Reinfall. Der neue Plan sind entweder acht Sektionen mit je neun Magneten oder neun Sektionen, weil 72 Linien eine saubere 5-Grad-Abstufung ergeben. Ich bekomme bald 9-Zoll-Scheiben und werde ein 369-Muster auflegen. Die aktuelle Gruppe aus drei Donut-Magneten auf dem Bodenkreis hat bisher den besten Lauf ergeben. Wenn der neunte Magnet in einer schwebenden Gruppe richtig positioniert ist, denke ich, dass das Ganze schön ausbalanciert schweben wird.

Builder checklist

• Mit einem ausbalancierten zentralen Dorn für die Schwebung beginnen
• Magnete seitlich überlappend auf die Scheibe kleben, sodass zwei schwache Pole am Rand herausschauen
• 8 oder 9 Magnete pro Sektion ausprobieren – 72 Linien insgesamt sind ein gutes Ziel
• Drehrichtung testen – eine Richtung war mit den Donut-Bodenmagneten deutlich stärker
• Immer Ersatzmagnete bereithalten, falls man die Polarität umdrehen oder Zug hinzufügen muss
• Graphit-Schmiermittel verwenden, wenn der Dorn etwas Hilfe braucht

Troubleshooting

Wenn deine Kreissägeblatt-Windmühle schnell stehen bleibt, zuerst die Balance auf dem Dorn prüfen. Bei mir hat sie einmal in Schwung gebracht nur sehr langsam an Geschwindigkeit verloren, sobald sie schwebte. Nord-Süd-wechselnde Anordnungen können sich gegenseitig bekämpfen – ich habe das nach einem Versuch verworfen. Wenn der Magnetzug zu schwach wirkt, die drei Donut-Magnete im Kreis auf der Basis anbringen; das hat in eine Richtung deutlich geholfen. Wenn Magnete abgerissen werden, hast du wahrscheinlich einen falsch herum ausgerichtet. Ich habe einen Magneten ein Stück verschoben, weil die anderen leicht versetzt waren, und dadurch hat sich der Lauf beruhigt.

Safety

Diese Magnete sind stark genug, um Finger zu quetschen oder die ganze Scheibe vom Dorn zu reißen, wenn man den falschen Pol annähert. Ich habe fast einen Satz verloren, als ich einen falsch herum gedreht habe. Lose Magnete vom rotierenden Blatt fernhalten. Die Schwebekonstruktion ist stabil, kann bei hoher Drehzahl aber wackeln, deshalb nicht direkt darüber stehen beim Testen. Bei diesem Test gab es keinen Strom, aber zukünftige Puls-Motor-Versionen brauchen die üblichen Batterie- und Spulen-Vorsichtsmaßnahmen.

FAQ

Warum Magnete seitlich überlappend statt nach außen gerichtet?

Das kaschiert die volle Polstärke und ergibt zwei schwache Pole am Rand – genau das, was ich für diesen langsamen, methodischen Lauf wollte.

Wie lange dreht es sich wirklich?

Nach einem guten Handgelenk-Schubs ist es etwa 15 Mal rumgegangen, im typischen Price-is-Right-Langsam-Auslaufen. Die Schwebung macht den Unterschied.

Wird ein 369-Layout besser sein?

Ich bekomme 3-, 6- und 9-Zoll-Scheiben. Die 9-8-Kombination auf den größeren Scheiben sollte die Sektionen nah genug nebeneinander bringen, damit es schön ausbalanciert schwebt.

Braucht man Werkzeuge zum Bau?

Ich mache es momentan ohne richtige Werkstatt. Wenn Loch und Lager die richtige Größe haben, erledigt die Schwebung den Großteil der Arbeit.

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