Motorventil mit Dauermagneten

So lässt sich die Funktionsweise eines Motorventils simulieren
Autor: Bernard Le Gall, Landerneau, Frankreich
Es wird häufig erwähnt, dass das Ventil eines Verbrennungsmotors auch mit Elektromagneten gesteuert werden könnte. Ich habe mich daraufhin gefragt: "Warum denn nicht gleich mit Dauermagneten?"
Mein folgendes Vorgehen löst das Problem zwar nicht, aber meine zwei Realisierungen könnten doch bei einigen Lesern die Lust wecken, die Ergebnisse zu verifizieren.
Wer es selbst ausprobiert, wird schnell weitere, ähnliche Lösungsansätze finden. Das ist unterhaltsam, kann aber vielleicht auch zu nützlichen Anwendungen führen.


Klassisches Prinzip:

  • Die Nocke (1) dreht sich im Uhrzeigersinn.
  • Der Ventilstössel hebt und senkt sich.
  • Der Hub der Nocke (C) ist abhängig davon, wie stark geneigt die Nocke ist.

Magnetisches Prinzip:

Es ist unglaublich, wie schnell sich das "Ventilmagnet" auf und ab bewegt, je nachdem, ob es gerade angezogen oder abgestossen wird.
Hier sieht man nochmals das Prinzip: Der Ringmagnet (1) sitzt auf einer Welle, die mit einer Kurbel (4) betrieben wird. Sind die Pole von Ringmagnet und "Ventilmagnet" (2) ungleich, wird der "Ventilmagnet" angezogen, bei gleicher Polarität wird er angehoben. So sieht es aus, als ob der Magnet zwischenzeitlich schweben würde.

Erste Realisierung

Dieses Prinzip habe ich mit einfachen Mitteln umgesetzt. Der Ringmagnet wurde auf die Welle aus Aluminium gesteckt und fixiert. Die Welle wird durch die Löcher im Sockel (grau) geschoben. Der Spielfigurmagnet bewegt sich in einem Spritzenzylinder auf und ab.
Achtung: Die zwei Magnete sollen niemals direkt aufeinander prallen, da sie sonst schnell kaputt gehen. Deshalb habe ich den Zylinder unten mit Plexiglas abgeschlossen.
Jetzt wird der Spielfigurmagnet angezogen...
Jetzt wird der Spielfigurmagnet angezogen...
...und nach einer weiteren halben Drehung abgestossen.
...und nach einer weiteren halben Drehung abgestossen.
Video

Zweite Realisierung

In einem zweiten Versuch habe ich den Ringmagneten mit zwei diametral magnetisierten Scheibenmagneten ersetzt.
Sie sind auf zwei Blöcke Sperrholz geklebt.
Die Idee: Die Magnete (3) in der Scheibe (2) drehen sich auf einem Sockel (1). Jeweils nach einer halben Drehung ziehen die Magnete (3) die diametral magnetisierten Magnete (4) an, worauf sich die zwei "Kiefer" aufeinander legen. Sobald die Scheibe weitergedreht wird, kippen die Kiefer wegen ihres Gewichtes wieder auseinander. Stützen aussen an den Kiefern verhindern, dass diese zu weit auseinander klaffen. Sonst würden sie nicht mehr von den Magneten auf der Scheibe angezogen.
Auch hier wird die Scheibe von Hand über eine Welle gedreht
Auch hier wird die Scheibe von Hand über eine Welle gedreht
Die Magnete am Rand werden angezogen - die Kiefer schliessen sich
Die Magnete am Rand werden angezogen - die Kiefer schliessen sich
Die Kiefer kippen auseinander, weil die Magnete auf der Scheibe weggedreht werden
Die Kiefer kippen auseinander, weil die Magnete auf der Scheibe weggedreht werden
Video
Ich hoffe, dass sich die Leser dieses Experimentes eigene Anwendungen ausdenken - seien es nun rein spielerische oder praktische.
Ich wünsche gutes Gelingen für die "Maschinen der Zukunft"!

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