Metallbaukasten Forum

Hallo,
als mich ein Freund auf die Uhr aus dem Anleitungsheft (14930,171b) ansprach, habe ich Lust bekommen, auch eine Uhr zu bauen. Für den genauen Gang, sollte es eine Netz-Synchronuhr werden. Wenn man bei youtube "meccano synchronous clock" eingibt, bekommt man jede Menge schöner Beispiele.
Nur leider will mein Synchronmotor nicht laufen. In einer Bastelphase lief er mal eine Stunde. Aber so schwach, daß man ihn durch leichtes anpusten anhalten konnte.



Er dreht sich so leichtgängig, daß er ohne Strom genau so lange läuft, wie mit Strom. (Klar, unterhalb der Synchrondrehzahl hat der Motor keinen Antrieb.)

Hat schon mal jemand einen Synchronmotor mit Märklin gebaut?

Meine Idee ist es, diesen Motor als gescheitert zu erklären und einen neuen, vertikal mit horizontaler Welle, zu versuchen.

Viele Grüße
Ingo

Hallo Ingo,
solche sehr einfachen Synchronmotoren entwickeln oft nur ein sehr geringes Drehmoment aufgrund des schwachen Magnetkreises.
Als einfache Verbesserung des Magnetflusses schlage ich vor, für die Polschuhe jeweils einen Stapel von 3 bis 4 Winkeln zu benutzen. Auch könnte man die Breite der Polschuhe durch jeweils 2 Flachstücke zu verbreitern.
Auch die elektrische Polung der Spulen spielt wegen der erwünschten magnetischen Rückschlüsse durch das Polrad eine Rolle: Nord- und Südpole sollten sich auf dem Umfang abwechseln. Versuch oder Messung mit DC und einer Kompassnadel aus dem ELEX-Kasten
Viel Erfolg!
Wulf-Dieter

Hallo Wulf-Dieter,
eine Version mit Winkelstücken habe ich schon gehabt. Das war die, die gelaufen ist, aber ohne Kraft.

. Aktuell sind alle Spulen gleich gepolt. Zwei in Reihe und dann parallel. Mit der Polung kann ich noch experimentieren.

Viele Grüße
Ingo

Hallo Ingo,

Deiner Beschreibung entnehme ich, dass sich der Motor sehr leicht dreht.
Wie hast Du das gemacht? Steht die Welle auf einer Kugel?

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd

Hallo Hans-Gerd,
vollkommen richtig. Axial ist die Welle in einem Lochscheibenrad mit eingelegter Kugel gelagert. Ich hatte keine 4mm Kugel, darum ist sie etwas kleiner. Radial bildet die Grundplatte das Lager.
Die Lagerung ist nicht sehr präzise. Bei höherer Drehzahl kann die Welle in dem Lager rumlaufen. Ich habe schon überlegt, ob das ein Problem sein könnte.

Heute habe ich mit verschiedenen Polschuhformen experimentiert. Ohne wirklichen Erfolg.

Ich kann prarallel noch mal ganz von vorne anfangen und einen Motor bauen, näher an den Meccano-Vorbildern.

Viele Grüße
Ingo

Hallo Ingo,

vielen Dank für die Erläuterungen.

Man könnte die Welle radial in einem Miniatur-Flanschkugellager lagern.
Dazu müsste man die mittlere Bohrung des Führungsbügels je nach Lager auf knapp 7 oder 8 mm aufbohren und das Lager eindrücken oder einkleben.
Dann würde die Welle zumindest nicht mehr herumwandern.

Ob die Polung der Spulen einen nennenswerten Einfluss hat, weiß ich nicht - die Polschuhe sind ja keine Magnete und werden so oder so vom Spulenkern angezogen.
Mit einem kleinen (Neodym-)Magneten auf den Polschuhen könnte man vielleicht eine Anziehung und eine Abstoßung und damit einen verbesserten Wirkungsgrad erreichen - nur mal so ins Unreine gedacht.
Ist ein spannendes Thema.

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd

Hallo Hans-Gerd,
bessere Lager würden mir auch gefallen. Um universeller zu sein, würde ein Teil bauen, wie das Lochscheibenrad 11036, aber mit einem Kugellager 684 in der Mitte. Vielleich noch die Seiten abfräsen, so daß nur zwei Befestigungslöcher überig bleiben.

Grundsätzlich halte ich es so, daß wenn ich mit Märklin baue, versuche ich mit den originalen Teilen auszukommen. Das ist der Reiz, das Ziel mit eingeschränkten Mitteln zu erreichen.

Viele Grüße
Ingo

Hallo Ingo,

da mich das Thema interessiert, muss ich doch nochmal nachfragen:

Du schreibst, dass Du jeweils 2 Spulen in Reihe geschaltet hast - kann es sein, dass dadurch die Magnetisierung einfach nur zu schwach ist, um den Motor in Betrieb zu halten?

Das Problem ist ja, dass eine nennenswerte magnetische Kraft nur in unmittelbarer Nähe des Kerns wirkt.
Als ich damals meinen Schwingankermotor

http://www.urlaub-und-hobby.de/metallba ... or-dt.html

gebaut habe, hat es ewig gedauert, das Teil in Gang zu kriegen. Zeitweise habe ich gedacht, dass sowas niemals funktioniert haben kann.
Irgendwann hat die Justage dann gepasst, er braucht allerdings im Mittel etwa 10 Watt, um sich gerade am Laufen zu halten.

Dieser Motor ist zwar nicht unbedingt mit Deinem vergleichbar, aber hast Du schonmal probiert, alle Spulen parallel zu schalten?

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd

Hallo Hans-Gerd,
meine Versuche (oder Spielereien) haben gezeigt, daß der Motor bei höherer Spulenspannung schlechter funktioniert. Mit zunehmender Spannung brummt er nur lauter, läuft aber nicht besser. (Wie mein Zündapp-Oldtimer: Wenn man Gas gibt wird sie nur lauter aber kaum schneller.)

Deinen Schwingankermotor finde ich auch interessant. Mich hat erstaunt, daß du die Eisenkerne nicht an der Wippe montiert hast. Ich denke, dann würden sie stärker ziehen.

Viele Grüße
Ingo

Hallo Ingo,

dieselrauch hat geschrieben: ↑01.11.2023 23:04 Mich hat erstaunt, daß du die Eisenkerne nicht an der Wippe montiert hast. Ich denke, dann würden sie stärker ziehen.

Ja, das ist so.
Aber ich wollte die Maschine in der Form bauen, wie sie angeblich existiert haben soll.
Sie funktioniert ja auch, dient aufgrund des geringen Wirkungsgrades aber bestenfalls als Anschauungsmodell.

An Maschinen mit beweglichen Eisenkernen habe ich noch die beiden "Dampfmaschinen":

http://www.urlaub-und-hobby.de/metallba ... 01-dt.html

http://www.urlaub-und-hobby.de/metallba ... 02-dt.html

Mit der kleinen Maschine kann man durchaus einfache Modelle antreiben, die 2-Zylinder-Maschine hat dafür anscheinend zu viele bewegliche Teile - ich kann schon zufrieden sein, wenn sie überhaupt selbst anläuft. Oder man muss so viel Leistung spendieren, dass die Spulen in kurzer Zeit heiß werden.

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd

.
Hallo Ingo,

Dein Synchronmotor bzw. dessen Nichtfunktion hat mir keine Ruhe gelassen.

Deshalb habe ich ihn mit kleineren Änderungen nachgebaut:
. Synchronmotor von oben, Ansicht 1.
. Synchronmotor von oben, Ansicht 2.
. Schaltbrett mit 15 Anschlußmuffen auf Fiberbändern zum Verdrahten der vier Spulen.

Hiermit können die Spulen auf verschiedene Weise miteinander oder der Speiseleitung verbunden werden.
Bei der gezeigten Verdrahtung sind alle Spulen parallel geschaltet, wobei die jeweils gegenüberliegenden verschieden gepolt sind.

Es können aber auch je zwei Spulen gleich oder ungleich gepolt unter Verwendung der kurzen Verbindungen in Reihe geschaltet werden.
. Detailaufnahme eines Polschuhes.

Als Polschuhe dienen Vermittlungsstützen #115 (#11763) mit vier aufgeschraubten Unterlegscheiben 12 x 4 mm Ø von 1 mm Dicke.
Auch die Spulen haben vorne zwei dieser Scheiben. Mit deren Hilfe und ggf. zusätzlichen Märklin Scheiben #87 (#11727) kann man den Luftspalt so klein machen, wie es die Positionierung der Spulen und die Symmetrie des Polrads zulassen.
. Polrad von unten.

Zwischen den Lagestützen sorgt eine zusätzliche Schraube mit Scheibe für einen festen Sitz.
. Ansicht von unten. Die linke Variante der Kabel-Unterbringung war die erste, sie sollte entsprechend der anderen noch geändert werden.

Überlegungen und Erfahrungen:

• Die Spulen sind auf durchgehenden Bändern befestigt, weil diese dem Magnetfluß womöglich einen geringeren Widerstand bieten. Deshalb wurden die gegnüberliegenden Spulen auch verschieden gepolt, denn dann stehen immer verschiedene Pole gegenüber, bilden also einen U-förmige Magneten, zwischen denen das Polrad rotiert.

• Damit der Magnetfluß am hinteren Ende der Spule nicht unterbrochen wird, ist dort eine U-Scheibe 12 x 6 mm Ø mit der Messinghülse gegen den Befestigungswinkel der Spule zu klemmen. Ob diese Anordnung den Wirkungsgrad wirklich verbessert, habe ich derzeit durch Messung der im Leerlauf aufgenommenen elektrischen Leistung noch nicht bestimmt.

• Anfangs gelang es mir nicht, den Motor trotz reibungsarmer Lagerung (mit 4 mm Ø Kugel) und langer Auslaufphase durch Andrehen von Hand zum Arbeiten zu bringen. Erst nachdem ich eine Gummimuffe auf das obere Wellenende gesteckt hatte und einen Proxxon Feinbohrschleifer mit einer eingespannten Zylinderkopfschraube zum Beschleunigen des Ankers benutzte, kam der Motor in Tritt und lief mit konstanter Drehzahl (750 Upm).

• Mit einer Spannung von 8V≈ läuft er einwandfrei, ohne daß sich die Spulen unzulässig erwärmen. Wahrscheinlich reicht auch eine geringere Spannung aus, die durch Reihenschaltung gegenüberliegender Spulen bei Verwendung eines Märklin Eisenbahntrafos leicht erreicht werden kann.

Jetzt, da ich weiß, daß er funktioniert, könnte ich noch weitere Verbesserungen vornehmen:

• So hat praktisch jede Runde Platte #67 (#10365) sowohl einen Höhen-, als auch einen Seitenschlag, welche nur mit viel Aufwand zu reduzieren sind.

• Ferner sollte das Ankerrad ausgewuchtet sein, was in erster Näherung erreicht ist, wenn das Rad bei waagrechter Welle keine Vorzugslage mehr zeigt.

• Die gleichabständige tangentiale und radiale Einstellung der Pole gelingt ohne Hilfsmittel nur unvollständig, da gibt es sicherlich noch Verbesserungspotential.

• Und last not least spielt die Ausrichtung der Spulen eine gewisse Rolle. So sollten gegenüberliegende Spulen mit Hilfe eines langen, geraden Rundstahls nach Höhe und Seite justiert werden. Abstandsvariationen zur Welle können dann durch dünne U-Scheiben am Anker der Spule minimiert werden.

Vorerst habe ich aber nicht vor, mich diesem Thema weiter zu widmen.

Gruß
Norbert
.

Hallo Norbert,
das ist ja toll, daß du das hinbekommen hast. Daß die Runden-Platten alle eiern ist mir auch aufgefallen.

Weil ich den alten Motor nicht zum Laufen gebracht habe, habe ich noch mal von vorne angefangen.

Und siehe da: Der neue Motor läuft auf anhieb. Obwohl er nicht gut ausgerichet und auch noch unwuchtig ist.
. Den alten Motor habe ich noch nicht auseinander genommen. Daran werde ich jetzt versuchen, den Rotor zu optimieren und an der Polung der Spulen arbeiten.
Wenn deiner läuft, muß meiner auch laufen.

Viele Grüße
Ingo

Hallo Norbert und Ingo,

Gratulation Norbert für deine gründliche Arbeit und die vorzügliche Konstruktion des Motors !
Und Ingo ebenfalls Anerkennung für den einfachen und zweckmäßigen Aufbau !
Auch mir hatte das Problem keine Ruhe gelassen. Die zum Abschluss gefundene einfachste Lösung habe ich in Fotos dokumentiert.
Norbert, deine Konstruktions-Überlegungen kann ich in allen Punkten bestätigen:
- Es braucht einen sehr stabilen Grundrahmen, damit die Spulen präzise ausgerichtet bleiben. Die Luftspalte sollten stabil ca. 1 mm betragen.
- Die Polschuhe sollten deutlich erhaben sein, um einen etwa sinusähnlichen Flussverlauf bei der Drehung zum nächsten Pol zu erreichen.
Bei einem Polrad mit geringerer Erhöhung nur durch einen Schraubenkopf fiel der Motor nur bei 1 / 3 der erwarteten Synchrondrehzahl in Tritt.
Die beiden Enden der Lagerstützen wirkten offenbar ebenfalls wie Magnetpole, so dass die Synchrondrehzahl nur 250 min -1 betrug!
- Simples Auswuchten, wie von Norbert beschrieben verbessert das Ergebnis.
- Ein magnetischer (Eisen-) Rückschluss ist vorteilhaft.
- Es reicht bereits ein Strom von 0,4 A für einen sicheren Betrieb. Damit erwärmt sich die Spule nicht unzulässig. Der Anwurf - Start erfordert einen
etwas höheren Strom.

So hatte auch ich mir einen stabilen Rahmen für Versuche mit verschiedenen Rotor-Konzepten gebaut. Der Erfolg war recht hart erkämpft.
Es handelt sich bei allen diesen Motor - Konzepten um Synchron-Reluktanz-Motoren (allerdings ohne Permanentmagnete). Der überaus schlechte elektrische Wirkungsgrad von wohl unter 1 % ist den sehr unzulänglichen Magnetkreisen geschuldet.
Die Wirksamkeit der Magnet / Rotor Konstruktion kann man durch genaue Messung der (Wechsel-) Stromaufnahme im Stillstand ermitteln:
Das Minimum in Polstellung, das Maximum zwischen zwei stabilen Polstellungen (geringste magnetische Kopplung). Bei dem kleine Rotor aus Zahnrädern konnte ich gerade einen Unterschied von 1 % messen
Mein Fazit: Die simpelste Lösung mittels doppelten Zahnrädern (von Mekanik ?) und einem Schraubenkopf auf dem Magnetkern der Spule brachte das beste (wiederholbare!) Ergebnis. Auf eine spezielle Lagerung kann so aufgrund der geringen Masse verzichtet werden.

Beste Schraubergrüße von
Wulf-Dieter

Hallo Wulf-Dieter,

da Du ein Fragezeichen hinter "MEKANIK" gemacht hast: Ja, das dürften MEKANIK-Kettenräder sein.

Der einfache Aufbau des MEKANIK-Kettenrad-Motors ist genial!
Davon gibt es Kettenräder mit 3 unterschiedlichen Zähnezahlen (8, 18 und 30 Zähne), mit denen sich demnach ganz einfach Synchronmotoren mit unterschiedlichen Drehzahlen bauen ließe.
Mit 30 Zähnen ginge es wohl dann auch (200 1/min), bei dem kleinen bin ich nicht sicher - käme auf einen Versuch an

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd

Hallo an alle Helfer und Forscher,

vielen Dank für euere Beiträge.

Aktuell verzweifel ich an der Zuverlässigkeit der Motoren.

Den 2-Spulenmotor, der gestern so schön lief, habe ich heute fein justiert. Alle Pole schön gleichmässig vor den Spulenkernen. Unwucht beseitigt. Und: Der Motor läuft nicht mehr. Alle Spannungen und Polungen probiert. Kein Erfolg, läuft nicht mehr.

Dafür lief der 4-Spulenmotor plötzlich. Ich habe ihn eine Stunde laufen gelassen. Die Spulen ganz gering erwärmt, bei etwas unter 5V und alle Spulen parallel. Dann habe ich ihn angehalten, um den Rotordurchmesser zu messen, für einen anderen Aufbau. Danach konnte ich ihn nicht mehr starten. Alles probiert, kein Erfolg.

Genervt habe ich dann erstmal Fernsehnachrichten geschaut.

Eben habe ich den Strom wieder eingeschaltet und beide Motoren laufen problemlos.

Irgendwo ist da der Wurm drin.

. Ich konnte nicht feststellen, daß die Polung der Spulen einen Einfluss hat. Bei reduzierung der Betriebsspannung bleiben die Motoren immer beim gleichen Wert stehen, unabhängig von der Polung. Eigentlich müßte er bei der günstigeren Polung länger laufen.?

Viele Grüße
Ingo

.
Hallo Ingo,

ja, es gibt Dinge zwischen Himmel und Erde, die nicht leicht zu verstehen/finden sind. Da heißt es Suchen und Ausprobieren, wenn man dem auf die Schliche kommen will.

In meinem Beitrag vergaß ich zu erwähnen, daß die elektrischen Verbindungen ziemlich fehleranfällig sind:

Das betrifft sowohl die Steckverbindungen mit den gecrimpten Billigsteckern der Spulenkabel, die gerne aus den Anschlußmuffen wandern, als auch die Verlötung dieser Kabel an den Spulen. Oftmals haben nur wenige Litzenadern Kontakt mit der spulenseitigen Lötöse. Von meinen vier Spulen habe ich drei nachlöten bzw. nach Abschneiden und Entfernen der vermurksten Enden neu anlöten müssen.

Bzgl. der Polung denke ich zwar auch, daß der Effekt eher gering ist, ob er tatsächlich mit üblicher Geräteausstattung nicht meßbar ist, sollte ich noch untersuchen (wenn ich mal dazu kommen werde). Bei dem genannten Wirkungsgrad von 1% und den vielen Störgrößen dürfte das keine einfache Aufgabe werden.

Gruß
Norbert
.

Hallo Ingo,

nicht verzweifeln! Genau die gleichen Beobachtungen habe ich auch gemacht
Aufgrund der großen Unsicherheit beim Anlauf, hatte ich ja den Schritt zum Zahnrad-Rotor versucht - mit Erfolg. Aber selbst dieser Motor reagiert sehr empfindlich auf die Stellung des Zahnrad-Paares: Der Abstand zwischen den Zahnrädern sollte etwa 2 mm betragen, dann lässt sich der Motor (bei mir!) am besten anwerfen. Etwa 0,5 A / 10 V reichen. Sobald der Motor läuft, kann ich den Strom auf unter 0,3 A reduzieren, so dass die Temperatur der Spule bei 80 °C bleibt.
Hans-Gerd, die größeren Zahnräder mit 30 Z sollten noch viel besser funktionieren!
Auch die Vermutung, dass die Polung aufgrund des fast offenen Magnetkreises praktisch keine Rolle spielt, kann ich bestätigen.
Die Startschwierigkeiten sind dadurch begründet, dass beim Einrasten in den Synchronismus bereits ein ganz geringes Überschwingen ausreicht, um den Motor aus dem Tritt (zum "Kippen") zu bringen. Drehmoment wird nur entwickelt, solange der Scheitelwert des Sinus ² - förmigen Magnetflusses der Spule um einen kleinen Phasenwinkel hinter dem jeweils synchron laufenden magnetisierten Pol hinterherläuft.
Die besten Erfolge habe ich durch Anwerfen von Hand auf etwa die Synchrondrehzahl erreicht.
Bei kommerziellen SM und SRM - Antrieben wird dies über eine exakte Rotor-Lagemessung und -Regelung erreicht. Bei diesen industriellen Motoren beträgt der maßgebliche Unterschied der Magnetflüsse durch den viel günstigeren Aufbau zudem ein Vielfaches!
Ein Problem in der Elektrotechnik ist, dass die scheinbar einfachsten Antriebs-Bauarten die theoretisch anspruchsvollsten sind
Im Studium und Beruf hatte ich viel mit ASM und SM wie auch SMR - Antrieben zu tun und kenne daher deren Technik recht gut.
Die Fa. Tesla setzt diese Synchron-Reluktanzmotoren, verbessert durch eingesetzte Neodym-Magnete im Model 3 ein. Hierzu gibt es ein ausgezeichnetes Tutorial-Video auf Youtube.
P.S.
Meiner Meinung nach gehört dem (Switched-) Synchron-Reluctance-Motor sogar die Zukunft bei den Antrieben für elektrisch betriebene PKWs und vor allem LKWs Denn die ASM (Asynchronmotoren) und die (permanentmagnet-erregten) Synchronmotoren SM weisen einen schlechteren Wirkungsgrad auf bzw. benötigen erhebliche Mengen an teuren Seltenerd-Magneten (Neodym). Stromrichter und Rotorlage-Nessgeber benötigen alle diese Motoren bei Batteriespeisung.
Dagegen sind unsere primitiven Netz-Synchronmotoren nur Pillepalle
Aber vielleicht lohnen sich doch noch ein paar weitere Versuche mit verbesserten Rotoren und Magnetkreisen?

Beste Schraubergrüße von
Wulf-Dieter

Hallo Wulf-Dieter,

vielen Dank für die Erläuterungen!

Dass man mit diesen einfachen Metallbaukasten-Motoren - egal, wie sie aufgebaut sind - nicht viel anfangen kann, liegt auf der Hand. Es sind eher Demo-Modelle.

Mich fasziniert in diesem Fall der genial einfache Aufbau mit den Zahn- bzw. Kettenrädern (in der Teileliste werden sie als Kettenrad bezeichnet). Gut geeignet, um Zuschauer zu verblüffen.
Das heißt auch, dass man im Prinzip mit jedem einigermaßen magnetischen Stahl-Zahnrad geeigneten Moduls solche Motoren mit den unterschiedlichsten Drehzahlen bauen kann.

In meiner MEKANIK-Kiste habe ich 2 dieser großen Kettenräder gefunden - sobald ich Zeit habe, werde ich mich auch mal daran versuchen

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd

Hallo,
vielen Dank für die interessanten Erläuterungen.

Ich habe auch die Erfahrung gemacht, daß das Anwerfen am besten funktioniert, wenn man der Synchrondrehzahl möglichst nahe kommt. Hier braucht es eine etwas höhere Spannung, die danach reduziert werden kann.

Die nächste Frage war dann: Wird ein Motor, der kaum in der Lage ist, sich selber anzutreiben, noch etwas weiteres antreiben können?

Anscheinend ja.
. Nach der 2x 1:5 Übersetzung kann ich den Motor kaum noch an der Welle festhalten. Soweit macht das Hoffnung für die Uhr.

Leider komme ich mit dem 4-Spulenmotor (noch) nicht klar. Der würde mir für eine Uhr viel besser gefallen. Ich habe das Bild einer Drehpendeluhr im Kopf. Da sollte der Motor offen, gut sichtbar, im Fuß liegen und die Uhr darüber gebaut sein.

Viele Grüße
Ingo

Hallo Ingo,

da nicht für! Du bist nun aber doch schon sehr weit gekommen Frei nach A.Edison: Es braucht 1 % Inspiration und 99 % Transpiration für eine Neuentwicklung Mir gefällt insbesondere die stabile Befestigung der Spulen mit magnetischem Rückfluss
Die Uhr sollte nun sicher auch noch möglich sein, oder? Gesamtübersetzung 1 : 45.000 für den Stundenzeiger

Beste Grüße von
Wulf-Dieter

Hallo Hans-Gerd,

ja, das ist sicher so! Noch viel besser funktioniert die Sache, wenn auch der Magnet Polschuhe mit derselben Zahnteilung wie das Polrad trägt. Dann landet man beim sog. Reaktions-Motor, den man früher in vielen netzbetriebenen Küchen- und Schaltuhren fand. Mir fiel hierzu eben noch eine mögliche Lösung unter Verwendung von Märklin-Teilen ein
Bin gespannt auf Deine nächsten Versuche!
Dass man mit dem Metallbau meist nur Demo-Modelle bauen kann, schmerzt mich besonders bei der Konstruktion von Dampfmodellen aller Art Die Kessel sind trotz größter Bemühungen auch mit Verkleidungsblechen einfach nicht dicht zu bekommen - der Wasserverlust ist zu groß

Beste Grüße von
Wulf-Dieter

Off topic:

wdh hat geschrieben: ↑05.11.2023 16:45 Dass man mit dem Metallbau meist nur Demo-Modelle bauen kann, schmerzt mich besonders....

Stimmt.
. Schwimmt nicht, fliegt nicht, hebt nicht.

Immerhin: Der Dampfer fährt und lenkt ferngelenkt. Das Flugzeug rollt. Dafür das Spornrad und der andere Motor (1022) mit der großen Luftschraube. Und beim Gabelstapler ist die Schnur leer schon fast bis zum Zerreißen gespannt.

Viele Grüße
Ingo

dieselrauch hat geschrieben: ↑05.11.2023 17:31
Stimmt.
Schwimmt nicht, fliegt nicht, hebt nicht.

Ähm, räusper, ähm. Dann machst Du was falsch.
In Bebra war vor zwei Wochen ein Trix Gabelstapler sehen, der hob.
Ich habe auch schon ein Bild eines Schiffes aus 100% Meccano gesehen, das auf dem Wasser schwamm und nicht unterging. Ein inzwischen verstorbener indischer Märklinfreund baute mal an den Mississippi-Dampfer auf den Seiten Schwimmer aus Styropor dran, so dass er auch schwamm. Es sah natürlich überhaupt nicht vorbildgerecht aus, aber der Dampfer ging nicht unter.
Nur der Meccano-Hubschrauber, der flog, hin an einer Schnur.


In diesem Video ist bei Minute 4:16 eine Meccano Synchron Uhr zu sehen, die mit 4 Spulen läuft. Der Erbauer Bob Palmer sagt auch was dazu ...

Hallo Synchronmotorkonstrukteure,

dieselrauch hat geschrieben: ↑05.11.2023 17:31 topic:

Schwimmt nicht, fliegt nicht, hebt nicht.

seht Ihr - und deshalb baue ich ferngesteuerte Landfahrzeuge: fahren, lenken, schalten, federn, kippen, machen Krach usw.

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd

Hallo in die Runde,

Hier schwimmt ein Raddampfer auf der Elbe bei Magdeburg:
http://metallbaukasten-nkl.magix.net/al ... -69256989/

Noch ohne „KI“ und trotz der vielen Löcher – er schwimmt !

Und dieses Video zeigt was man aus unserem „Spielzeugmaterial“ fertigen kann:
http://metallbaukasten-nkl.magix.net/al ... a/6462694/

Man staunt, aber letztlich erfreut man sich auch an kleinen Standmodellen
oder von Kinderhand bewegte Fahrzeuge.

Gruß
Günther

Hallo Günther,

ein sehr schönes Foto und ebenso interessantes Video - vielen Dank dafür.

Was das Foto betrifft - ich habe schließlich auch den Duell-Truck vor der Haustür:

http://www.urlaub-und-hobby.de/metallba ... uck-02.jpg



Aber nochmal zum Thema:
Soeben habe ich versucht, meine 30Z-MEKANIK-Kettenräder zum Drehen zu veranlassen und komme zu dem Schluss: kann gar nicht funktionieren - und wenn, dann zumindest nicht zuverlässig
Dazu ist zu sagen, dass diese Kettenräder aufgrund des Spiels zwischen Nabenbohrung und Welle weder wirklich zentrisch noch schlagfrei drehen. Beides ist für einen Synchronmotor sicher nicht sonderlich zuträglich.

Mehr Zeit werde ich daran aber nicht verschwenden und überlasse das gern denjenigen, die mehr davon verstehen und auch mehr Geduld haben. Oder um es sinngemäß mit Georgs Worten zu sagen: Alles, was weniger als 3 Strippen hat, kommt aus der Hölle

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd

Hans-Gerd hat geschrieben: ↑06.11.2023 18:45 Oder um es sinngemäß mit Georgs Worten zu sagen: Alles, was weniger als 3 Strippen hat, kommt aus der Hölle

Hallo Hans-Gerd,
fast richtig zitiert.
Auch wenn es Dir als Elektroniker weh tut, meine Behauptung lautet: "Alles mit mehr als einem Kabel, kommt aus der Hölle."

Hallo,
weil ich mit meinen bisherigen Motoren nicht zufrieden war, habe ich einen neuen Motor mit 4 Spulen gebaut. Den habe ich, mit der Übersetzung von 1:30 x 1:25 = 1:750, mit einem angedeuteten Sekundenzeiger versehen. Da habe ich nicht schlecht gestaunt: Der braucht genau 2 Minuten für eine Umdrehung.
Ich habe keinen Drehzahlmesser.

. Vielleicht hätte ich es mehr beachten sollen, als Norbert geschrieben hat, er brauchte einen Proxxon Feinbohrschleifer um den Motor zu beschleunigen.

Also bis jetzt laufen alle meine Motoren auf halber Synchrondrehzahl. Für die doppelte Drehzahl sind meine Rotoren wahrscheinlich zu unpräzise. (Eiern und Unwucht)
Mit der neuen Erkenntnis werde ich weiter experimentieren.

Viele Grüße
Ingo

Hallo Ingo,
falls Du ohne Bohrmaschine starten möchtest, kannst Du eine Schnur um die Welle wickeln und durch schnelles Ziehen den Motor auf Drehzahl bringen. Prinzip Seilzugstarter.
Du weißt: Alles was Männer Spaß macht, hat einen Seilzugstarter.

Hallo Zusammen,

heute Nachmittag habe ich mal den Bauvorschlag für einen Synchronmotor aus einem der alten Vorlagenhefte herausgekramt, den Rotor gebaut und ihn in meinen Testaufbau eingefügt.
Dieser Rotor ist ja nicht gerade ein Leichtgewicht und erzeugt eine entsprechende Lagerreibung, aber - wie in der Anleitung beschrieben - mit einem Tropfen Öl läuft der Motor einwandfrei mit 1500 Umdr./min:

http://www.urlaub-und-hobby.de/videos/sm-1500.mp4

Zum Anwerfen sollte man - wie in der Diskussion bereits erwähnt - diese Drehzahl möglichst nahe treffen und hierfür kann man sich z. B. den Stroboskop-Effekt durch Beleuchtung mit einer herkömmlichen Glühlampe zunutze machen. Diese Drehzahl erreicht man übrigens ganz easy durch Drehen mit den Fingern am 19Z-Ritzel - ganz mit "ohne Schnur" und ohne Proxxon

Der Motor läuft auch mit halber Drehzahl, klingt dann aber noch etwas rauher:

http://www.urlaub-und-hobby.de/videos/sm-750.mp4

Mein Trafo liefert minimal nur ca. 10 V, aber mit einer vorgeschalteten Diode läuft der Motor auch und die Spule wird nicht so schnell warm.

Dann werde ich irgendwann ein kleines Anschauungsmodell mit diesem Rotor bauen und auf den "Kettenrad-Rotor" verzichten.

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd

Nachtrag:
Wie ich im Nachhinein festgestellt habe, wurde das Rattern des Motors von den gelösten Schrauben des Eisenkerns verursacht.
Mit festgezogenem Eisenkern läuft der Motor bei 10 V Versorgungsspanniung nahezu lautlos.

Und noch ein Nachtrag:
Soeben konnte ich noch ein kurzes Video vom Start des Motors machen (ist leider etwas dunkel):

http://www.urlaub-und-hobby.de/videos/sm-start.mp4

Das Stroboskop-Bild auf dem Rotor ist zwischen 10 und 11 s erkennbar (hoffe ich).
Sobald es die Richtung wechselt, sollte der Motor eingeschaltet werden - und dann läuft er fast immer.

Guten Abend in die Runde!

Schon beeindruckend, was so bereits an schönen Modellen gebaut wurde!
Und die Uhr kann doch laufen, wenn auch erst nach längerem Probieren
Die bislang einzige Anordnung des benötigten Synchron-Motors, die bei mir wirklich wiederholbar zuverlässig läuft, bleibt am Ende der Versuche die bereits gezeigte Version mit 2 parallelen Mekanik-Zahnrädern mit 18 Z. Die Räder müssen dazu in einem Abstand von gut 2 mm montiert werden . Die 12 mm - Polschraube mit Schlitz und max. einer kleinen U-Scheibe sollte so gedreht werden, dass der Schraubenschlitz in den Luftspalt zwischen den beiden Zahnräder zeigt. Der Magnet muss so steif befestigt werden, dass im Stillstand bei max. Strom (16 V) keiner der Zähne den Magnetpol auch nur streifen kann . Wenn so beim Drehen von Hand und eingeschaltetem Strom jeder Zahn ein deutlichspürbares Rastmoment erzeugt, sollte der Motor sicher laufen. Zum Anwerfen von Hand reicht dann bei zunächst erhöhtem Strom ein kurzer Schubs.
Diese Anordnung habe ich mit leichte Veränderungen mehrfach zusammengebaut. Sobald alles passte, lief der Motor nach dem Anwerfen jedes Mal bis herab zu 0,3 A bei weniger als der halben Nennspannung mit der Synchron-Drehzahl 333 1/3 rpm. Zuletzt habe ich noch ein Getriebe 19 / 95 Z angebaut, läuft .
Das gelang mir mit keiner anderen Anordnung so einfach. Auch Versuche mit einem Patentzahnrad von Walthers verliefen negativ. Ein Versuch mit gezahnten Polschuhen war ebenfalls nicht erfolgreich. Die schädliche Streuung durch die Luftwege war einfach zu groß!
Eine geeignete Gesamtübersetzung aus Märklin-Zahnrädern habe ich ebenfalls gefunden: 2 Stufen 1 : 5, dann 57 Z : 95 Z = 1- 2/3 und noch 3 x 1 :2 = 333 1/3
Diese komplette Anordnung bis zum Sekundenzeiger werde ich zum Nachweis noch aufbauen (aber keine komplette Uhr, womöglich noch mit Kalender und Schlagwerk )

Beste Schraubergrüße von
Wulf-Dieter

Hallo Georg,

Georg hat geschrieben: ↑06.11.2023 20:09 Du weißt: Alles was Männer Spaß macht, hat einen Seilzugstarter.

Ja - oder einen Kickstarter (siehe mein Erkennungsbild)

Gruß
Hans-Gerd

.
Hallo Hans-Gerd,

Diese Drehzahl erreicht man übrigens ganz easy durch Drehen mit den Fingern am 19Z-Ritzel - ganz mit "ohne Schnur" und ohne Proxxon

das glaube ich Dir gerne, denn das habe ich bei diesem Modell als 12-jähriger auch schon geschafft.

Vergiß bitte nicht, daß das von mir verwendete Polrad etwa den doppelten Durchmesser mit einer erheblichen Massen-Konzentration im Außenbereich hat. Das ergibt ein Vielfaches an Trägheitsmoment im Vergleich zur Märklin Variante.

Dieses Moment kann ich zwar nicht bestimmen, aber einen Hinweis darauf gibt ein Versuch den ich soeben durchgeführt habe:
wenn ich das Rad mit der Gummi-Muffe am Wellenende zwischen Daumen und Zeigefinger so gut ich kann beschleunige und dann loslasse, dann rotiert es (bei ausgeschalteten Spulen) mehr als 2 Minuten (genauer: 130 Sekunden) bis zum Stillstand.

Das Problem ist die kurze Strecke zwischen den Fingern, die für die Beschleunigung nutzbar ist. Ein Nachsetzen nützt nichts, da die Finger nicht geschwindigkeitssynchron wieder aufgesetzt werden können (zumindest ich kann das nicht).

Als fingerverlängernde Abhilfe könnte ich zwei Holzleisten nehmen und hätte damit eine größere Beschleunigungsstrecke, aber da ist ein Schnurzug die deutlich elegantere Lösung.

Gruß
Norbert
.

Hallo Norbert,

ja, das ist mir schon klar.
Und an dem "Smiley" magst Du erkennen, dass ich diese Bemerkung auch eher scherzhaft gemeint habe.

Gruß
Hans-Gerd

Hallo Wulf-Dieter,

wdh hat geschrieben: ↑07.11.2023 23:38 Schon beeindruckend, was so bereits an schönen Modellen gebaut wurde!

Als ich bis vor einigen Jahren noch regelmäßig die Intermodellbau besucht habe, dachte ich immer wieder:
Wenn diese Kreativität in die Wirtschaft einfließen würde, dann wär Deutschland unschlagbar ...

Aber zur Sache:
Erstmal vielen Dank für die detaillierten Informationen!
Auf dieser Grundlage habe ich versucht, die 18Z-Kettenräder zum Drehen zu animieren. Keine Chance - außer einem recht marzialischen Brummen tut sich da nicht viel. Diese Räder haben zwar keinen nennenswerten Seitenschlag, aber wirklich zentrisch laufen sie auch nicht. Dadurch unterliegt der Abstand zum Eisenkern einer recht großen Schwankung.

Die 30Z-Kettenräder habe ich versucht, etwas zu richten. Ist bei diesen Stahlteilen nicht so einfach, da jegliches Herumbiegen die Nabenpressung löst. Man kann es zwar wieder nachpressen, aber ob es danach besser läuft, ist anscheinend auch eher Glückssache. Jedenfalls funktioniert es mit diesen Kettenrädern auch nicht.

Wenn das Ganze so diffizil ist, dann ist es aus meiner Sicht für ein Anschauungsmodell nicht geeignet und deshalb bleibe ich beim Märklin-Rotor. Bei diesem Motor habe ich gestern Abend noch eine weitere Drehzahl beobachtet - wahrscheinlich 375 Umdr./min.
Um welche Drehzahlen es sich tatsächlich handelt, werde ich heute Nachmittag mal messen.

Beste Grüße
Hans-Gerd

Guten Abend Hans-Gerd!

Deiner Anmerkung kann ich nur beipflichten! Ich denke jedoch, dass der eine oder andere von uns seine Erkenntnisse aus Schrauberei und sonstigen "Bastel"-Tätigkeiten in seine berufliche Tätigkeit einbringen konnte. Mir zumindest hat es auch in der Elektrotechnik immer geholfen, Mechanik und Getriebe verstanden zu haben . In zwei Fällen sogar ganz konkret und erfolgreich: Bei der Konstruktion von Elektronik-Einschüben einmal aus dem Baukasten-System der Fa. Knürr und später noch einmal in klassischer 19 " -Technik. Beide für Industrie-Rechner zum Einbau in Roboter-Steuerschränke bei VW.
Ob solche Kenntnisse heute bei großen Firmen überhaupt noch gefragt sind, weiß ich nicht, denn es wird ja inzwischen fast alles an Zulieferer vergeben. Man schreibt lieber SW. Wir sind mehr eine aussterbende Gattung - et is wie et is und fot is fot
Schön, dass du die Versuche zumindest fortgeführt und zum Abschluss gebracht hast. Dass ausgerechnet der recht primitive kleine Märklin-Rotor so erfolgreich läuft, hätte ich nun wieder nicht erwartet.
Bei mir tat es der 18 Z - Rotor besonders gut - warum auch immer
In den 1950ern besaß ich mal einen kleinen Elektrobaukasten aus der DDR. Grüne Grundplatte, verzinkte Flachbänder und Winkel aus dickem Weicheisen. Im Kasten waren ein zweigeteiltes 6-poliges Polrad aus Blech und eine recht kleine Magnetspule sowie ein Trafo mit 3-5-8 V enthalten.
Dieses Polrad lief sowohl mit Unterbrecher als auch synchron ziemlich problemlos! Nur die losen Spulendrähte brachen mehrfach ab und auch beim Trafo (mit Alu-Wicklung!) trat dieses Problem auf - halt DDR - Technik.
Die verschiedenen Synchron-Drehzahlen sind vermutlich dem recht diffusen, fast offenen Magnetkreis geschuldet. Da entstehen infolge der Oberwellen auch mit- und gegenläufige Asynchrone Drehmomente, die ev. das Einrasten bei halber, einem Drittel(!) oder Viertel der eigentlichen Polzahl ermöglichen .
Dafür gab es mal ein herrliches Beispiel, das unser Professor in der Vorlesung "Kleinmaschinen" brachte: Die Fa. AEG hatte eine Wäscheschleuder auf den Markt gebracht, die von einem relativ schwachen Einphasen-Kondensatormotor angetrieben wurde. War die Schleudertrommel zu stark befüllt worden, lief die Schleuder zwar an, rastete dann aber aufgrund der stark ausgeprägten 5. und 7. Oberwellen bei 1/3 der normalen Enddrehzahl ein.
Die Schleuder tanzte dann durch die Waschküche bis sie schließlich umfiel!
So, genug geschwätzt. Das Uhr-Getriebe für den Motor werde ich aber noch bei Gelegenheit bauen.

Beste Grüße von
Wulf-Dieter

Hallo Wulf-Dieter,

wdh hat geschrieben: ↑08.11.2023 21:21 Dass ausgerechnet der recht primitive kleine Märklin-Rotor so erfolgreich läuft, hätte ich nun wieder nicht erwartet.

Ich auch nicht und deshalb habe ich mich vorher nie damit beschäftigt.

Diesem Motor konnte ich inzwischen 4 Drehzahlen entlocken. Außer der maximalen Drehzahl von 1500 Umdr./min sind es - wie zu erwarten - noch 750, 500 und 375 Umdr./min. Mit einer größeren Schwungmasse wären vielleicht auch noch 300 Umdr./min machbar.

1500 Umdr./min ist am einfachsten einstellbar, weil die Rotor-Interferenz dann nur langsam ihre Richtung wechselt und der Einschaltmoment recht gut getroffen wird.

Nun kann man den Motor abschalten und auf die nächste Interferenz bei 750 Umdr./min warten; auch hier trifft man den richtigen Moment zum Einschalten noch recht gut.

Auf diese Weise lassen sich mit etwas Geschick sämtliche Drehzahlen durchklimpern, wobei 375 Umdr./min am schwierigsten ist und etwas mehr Strom erfordert.

Ein nettes Manager-Spielzeug, mit dem sich Geschick und Geduld auf die Probe stellen lassen

Beste Grüße
Hans-Gerd

Hallo Hans-Gerd,

gestern habe ich nun in einen neuen Rahmen das passende Getriebe mit der Gesamtübersetzung i = 333 1/3 und den SM mit 18 Z eingebaut.
Die Übersetzung habe ich mit Märklin-Zahnrädern 19/95Z x 19/95Z x 25/50Z x 57/95Z x 30/120Z realisiert. Endlich mal eine Anwendung für das Zahnrad mit 120Z Nr. 31/120
Der Motor lief gleich beim ersten Versuch, sogar noch ohne Öl . Beim Versuch, die eine stärker taumelnde Scheibe zu richten, habe ich die Welle verbogen und auch die Vernietung gelockert (das kennst Du ja ). Im Futter meiner Drehmaschine konnte ich dann alles richten. Nach dem erneuten Zusammenbau gab es zunächst Schwierigkeiten, bis die Spule mit sehr kleinem Luftspalt genau mittig eingerichtet war. Das Getriebe darf nirgendwo streifen oder zwängen! Danach lief der Sekunden/Minutenzeiger ruhig und sicher vor sich hin bei halber Reglerstellung des Märklin-Trafos, etwa 10 V. Das Antriebsmoment an der Minutenwelle bleibt mäßig, reicht aber sicher zum Betrieb des Zeigerwerkes. Die zusätzlichen Übersetzungen von 1 zu 60 und 1 zu 12 habe ich mir geschenkt.
Damit ist diese Aufgabe nun aus meiner Sicht gelöst

Beste Grüße an alle Uhrenbauer!
Wulf-Dieter

dieselrauch hat geschrieben: ↑06.11.2023 19:27 Hallo,
weil ich mit meinen bisherigen Motoren nicht zufrieden war, habe ich einen neuen Motor mit 4 Spulen gebaut. Den habe ich, mit der Übersetzung von 1:30 x 1:25 = 1:750, mit einem angedeuteten Sekundenzeiger versehen. Da habe ich nicht schlecht gestaunt: Der braucht genau 2 Minuten für eine Umdrehung.
Ich habe keinen Drehzahlmesser.

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Synchronmotor III 2.jpg

Vielleicht hätte ich es mehr beachten sollen, als Norbert geschrieben hat, er brauchte einen Proxxon Feinbohrschleifer um den Motor zu beschleunigen.

Also bis jetzt laufen alle meine Motoren auf halber Synchrondrehzahl. Für die doppelte Drehzahl sind meine Rotoren wahrscheinlich zu unpräzise. (Eiern und Unwucht)
Mit der neuen Erkenntnis werde ich weiter experimentieren.

Viele Grüße
Ingo

Hallo Ingo,

wie Du siehst, haben wir alle mit den gleichen Schwierigkeiten zu kämpfen gehabt!
Deine letzte Konstruktion gefällt mir ausgezeichnet: Sehr einfach aufgebauter und zugleich stabiler Rahmen mit sehr simplem Getriebe
Hohe Drehzahlen vergrößern vor allem den Laufwiderstand des Rotors infolge der Ventilator-Wirkung, vermute ich . Deshalb gelingt es sehr viel leichter, den großen Rotor mit halber oder gar nur viertel Nenndrehzahl in den Synchronlauf zu bringen. Das spielt ja für den Zweck Uhrantrieb keine Rolle, sobald der Motor nur zuverlässig in eine Synchron-Drehzahl einrastet.
Den Erfolg meines kleinen Zahnrad-Läufers führe daher ich auch auf dessen geringe Drehzahl zurück.

Beste Grüße von Wulf-Dieter

Hallo Zusammen,

dann möchte ich hier auch noch kurz meine neuerlichen Aktivitäten kommunizieren.

Inzwischen habe ich den Märklin-Rotor durch einen Rotor mit den großen Metallus-Lochscheibenrädern ersetzt.
Dieses Teil hat bereits eine solche Trägheit, dass es mit den Fingern kaum auf 1500 Umdr./min zu bringen ist. Da ein Start mit Schnur für ein Anschauungsmodell aus meiner Sicht zu umständlich ist, begnüge ich mich mit 750 Umdr./min und damit er bei dieser Drehzahl ordentlich läuft, hat der Rotor nun 8 Pole.
Er läuft sauber und praktisch geräuschlos mit 750 und 375 Umdr./min, etwas widerwilliger auch noch mit 250 Umdr./min. Dieser Motor mit einer senkrechten Welle auf einer Kugel und vielleicht mit einer 2. Spule in Reihe zur Reduzierung der Wärme dürfte aus meiner Sicht auch für eine Uhr schon geeignet sein.

Ein kleiner Tipp sei mir noch gestattet:
Der Eisenkern sollte fest in der Spule sitzen - evtl. gesichert mit einem Federring. Ansonsten könnte er sich losrütteln und irgendwann mit dem Rotor kollidieren - und dann bricht die Spule ab. Asche über mein Haupt, aber genau das ist mir passiert.
DIe Spule konnte ich mit 2-Komponenten-Kleber wieder reparieren. Sollte das nicht dauerhaft halten, dann kann man immer noch den Draht abwickeln, den Spulenkörper mit mehreren M3-Gewinden ausstatten, den Draht wieder aufwickeln und die Spule dann anschrauben. Auch das habe ich schon gemacht - ist zwar lästig, aber in Einzelfällen machbar.

Beste Grüße
Hans-Gerd

Hallo zusammen,
vielen Dank für die vielen Experimente und Beiträge.

Mein quadratischer SM läuft inzwischen zuverlässig. Ich habe mit ihm eine Uhr gebaut, die seit etwa einer Woche gut funktioniert.

Diese Uhr werde ich in einem neuen Betrag ausführlich vorstellen.

Aktuell baue ich diese Uhr noch mal nach. Mit leicht geändertem Rotor.

Viele Grüße
Ingo

Hallo Ingo,

dieselrauch hat geschrieben: ↑12.11.2023 19:19 Ich habe mit ihm eine Uhr gebaut, die seit etwa einer Woche gut funktioniert.

das hört sich doch sehr vielversprechend an - gratuliere!

Und mit welcher Drehzahl läuft der Motor jetzt letztendlich?

Gruß
Hans-Gerd

Hallo Hans-Gerd,
Die Uhr ist für 750 U/Min ausgelegt und läuft damit. Das ist schon ziemlich schnell. Da muß ich beim Anschieben schon ordentlich zulangen.
Viele Grüße
Ingo