| In Lit. 1 und 2 erzähle ich die
lustige Geschichte, wann und
wo ich das erste Mal von dem
Kugellagermotor gehört habe. Das
wäre nämlich 1966 in der Psychia-
trie von Sofia, wo ich für meine poli-
tische Tätigkeit eingesperrt war. Ein
anderer, gegen seinen Willen einge-
sperrter Mann, erzählte mir, daß er
eine Achse auf Kugellagern gedreht
hat, wenn er durch die Lager und die
Achse elektrischen Strom führte. Er fragte mich, wie ich diesen Effekt als Physiker erkläre. Ich selbst habe dann die wunderbaren Effekte des Kugellagermotors viel später (in den letzten vier Jahren) beobachtet und untersucht (1,2). Dabei kam mir stets das alte französische Sprichwort in den Sinn: "Willst du etwas sehr wich- tiges und sehr neues erfahren, dann gehe in ein Irrenhaus." Nach einer sorgfältigen Überprü- fung der Literatur habe ich festgestellt, daß der erste Bericht über den Kugel- lagermotor 1967 publiziert wurde (3), und daß seitdem dieser fantastisch in- teressanten Maschine nur weitere vier Artikel gewidmet sind (4-7). Jetzt, beim Lesen des Huber-Artikels (8) in der Ausgabe Nr. 28 von raum & zeit, sehe ich, daß derselbe Effekt wirkt, wenn auch nicht in den Kugellagern" sondern in einem auf Eisenbahn- schienen gesetzten Radsatz. Drei russische Autoren (9), die den Effekt weiter untersucht hatten, nann- ten ihn den Huber Effekt. Leider hat bis jetzt niemand ver- standen, warum der Kugellagermotor sich nach rechts und nach links dreht und warum der Hubersehe Radsatz vorwärts und rückwärts rollt, wenn Gleich- oder Wechselstrom fließt. Ich stellte fest, daß der Effekt nicht elektromagnetisch ist, wie die Auto- ren der Artikel (4-6) und Huber selbst (8) glauben, auch wenn alle diese Au- toren verschiedene elektromagne- tische Erklärungen geben. Ich habe mit absoluter Sicherheit festgestellt, daß der Effekt thermisch ist. Der Ku- gellagermotor und der Hubersehe Radsatz sind sozusagen "Dampfma- schinen", weil bei ihnen die thermi- sche Ausdehnung zu mechanischer Bewegung führt. Weil das Erhitzen durch den elektrischen Strom verur- sacht ist, nannte ich diesen Effekt den "current thermal dilatation effect" (strom-thermischen Ausdehnungsef- fekt). Der große und sehr wichtige Unter- schied zwischen allen anderen ther- mischen Maschinen und dem Kugel- lagermotor ist der folgende: 1. In allen von der Menschheit be- nützten thermischen Maschinen ist der ausdehnende Stoff ein Gas, in dem Kugellagermotor ist es Stahl. 2. In allen bekannten thermischen Maschinen wirkt die mechanische Bewegung in die Richtung der themi- sehen Ausdehnung, im Kugellager- motor ist sie senkrecht zur thermi- schen Ausdehnung. 3. In allen bekannten thermischen Maschinen kühlt sich das Gas ab bei der Ausdehnung, und man kann sa- gen, daß die Wärmeenergie in me- chanische Energie "umgewandelt" wurde, in dem Kugellagermotor da- gegen kühlt sich der Stahl nicht ab während der sehr kurzen Zeit der me- chanischen Beschleunigung und die mechanische Energie entsteht aus nichts. Der Kugellagermotor verletzt also den Energieerhaltungssatz. An der Dr. Niepers Konferenz in März in Hannover habe ich einen kleinen Kugellagermotor gezeigt. Dr. G. Spinivasan aus Dubai und sein Sohn (Student in dem Californian In- stitute of Technology) haben mehrere solche Motoren demonstriert. In sei- nem Referat hat Spinivasan Junior zwar über die elektromagnetische Er- klärung von Grünberg (4) berichtet, in einem langen privaten Gespräch stimmten Vater und Sohn aber zu, daß der Effekt thermisch sein müßte. Das Schema des Kugellagermotors ist im Bild 1 gezeigt. Ein großer und ein kleiner Kugellagermotor sind im Bild 2 vorgestellt (den kleinen brachte ich nach Hannover). Wenn Strom durch die Kugellager und die Achse fließt, dreht sich die Achse. Von selbst startet der Motor selten, nur stocha- stisch mit einer Wahrscheinlichkeit von 10% bei Motoren mit größeren Lagern. Die Geschwindigkeit erhöht sich mit der Zunahme des Stromes, aber nach dem Erreichen einer gewis- sen Grenze steigt sie nicht mehr. Wenn der Motor nicht abgekühlt wird, kann mit der Zeit die Geschwin- digkeit fallen, und das Drehen kann sogar (bei Motoren mit kleinen La- gern) aufhören. Die physikalische Erklärung des Ef- fektes, die ich gebe (Bild 3), ist die fol- gende: Der ohmsehe Widerstand an dem Kontakt zwischen den inneren und äußeren Laufringen und der La- gerkugel ist der größte, und der Strom erzeugt dort die größte Menge an Wärme. Die Kugel bekommt eine lokale Ausdehnung und nimmt die Form eines Ellipsoids an. Diese ellip- soidale Form der Kugel verusacht ein Drehmoment, wenn die große Achse des Ellipsoids nicht genau senkrecht |
zu den Laufringen steht. Die Ausdeh-
nung ist minimal. Ich bin nicht imstan-
de sie zu messen, aber ich schätze sie
auf Mikronen. Während der Drehung der Kugel wird das lokale Erhitzen von der gan- zen Kugel absorbiert, und das lokale "Hügelchen" verschwindet. Beim nächsten Kontakt mit den Laufringen entsteht wieder ein lokales Erhitzen, Kippmoment, und die lokale Wärme wird wieder von der ganzen Kugel ab- sorbiert. Nehmen wir an, Δt ist die Zeit, in welcher das lokale Erhitzen von der ganzen Kugel absorbiert wurde. Wenn der Radius des Innenlaufringes R ist und N die Zahl der Umdrehun- gen pro Zeiteinheit (Sekunde), dann wird für eine Zeiteinheit der Punkt E sich um die Strecke 2πRN verschie- ben. Für die Zeit Δt wird die Ver- schiebung ED=2πRN Δt. Es muß sein ED < πr, wobei r der Radius der La- gerkugel ist, und so bekommen wir N < r/2RΔt Wir beschließen, daß um die Zahl der Umdrehungen zu erhö- hen, dabei muß man wählen r grö- ßer, R kleiner, Δt (die Wahl von Δt ist von den thermischen Eigenschaften des Stahls bestimmt) kleiner. Das ist sozusagen der thermisch-geometri- sche Aspekt. Schauen wir uns jetzt den ther- misch-dynamischen Aspekt an. Das Drehmoment ist größer, wenn die Ausdehnung größer und "lokaler" ist, und wenn die Kugel und Laufringe härter und nicht locker sind. Wir wis- sen aber, daß härteres Material einen kleineren Ausdehnungskoeffizienten besitzt. Hier liegt der neuralgische Punkt des Kugellagermotors. Wenn ich ein Metall hart wie Diamant mit ei- nem großen Ausdehnungskoeffizien- ten und mit kleiner spezifischen Wärme bekomme, werde ich einen Wagen mit ein Paar Watts elektrischer Leistung in Bewegung bringen. (Der Ausdehnungskoeffizient zeigt, um wieviel der Durchmesser einer Kugel länger wird, wenn ihre Temperatur um ein Grad steigt; die spezifische Wärme zeigt, um wieviel Wärme-e inheiten (Kalorien) muß man eine Masseeinheit (Kilogramm) von einer Substanz erwärmen, um ihre Tempe- ratur um ein Grad zu steigern.) Also harte Kugel und Laufringe, großer Ausdehnungskoeffizient, kleine spezi- fische Wärme, und nicht nur ein Pkw, sondern ein Lastauto wird wie ver- rückt sausen, wenn durch seine Ku- gellager der Strom von einer Taschen- lampenbatterie läuft. Leider haben wir solche effektive Kugellager noch nicht. Aber die Mög- lichkeit, sie zu bauen ist nicht ausge- schlossen. Es gibt aber noch einen heiklen Punkt: Der fließende Strom korrodiert die Oberflächen der Kugel und der Laufringe. Also muß man tüchtig forschen, um nichtkorodie- rende Lager zu erzeugen. Um sich vorzustellen, was für Kräf- te in einem stromdurchflossenen Ku- gellager entstehen, denke man daran, daß ein paar Kubikzentimeter Re- genwasser in den Ritzen großer Steinblöcke genügen, um sie beim Einfrieren leichter als mit Dynamit zu zerspalten. Voriges Jahr habe ich die beiden größten Kugellagerfabriken, FAG und SKF in Schweinfurt besucht. In jeder der Firmen habe ich mich 1 bis 2 Stunden unterhalten. Bei der FAG mit den Dipl.-Ingenieuren Klaus Comes, Oswald Bayer und Werner Geiling, bei der SKF mit Kurt Feldle und Ru- dolf Diern. Ich habe den Kugellager- motor auf den Tisch gelegt und ge- fragt: ,,wird sich die Achse drehen, wenn ich durch sie Strom schicke" Al- le Spezialisten (einer mit 25 Dienstjah- ren) sagten nein. Ich habe eine Batte- rie eingeschaltet, und die Achse dreh- te sich. Dann sagte ich: "Das ist kein elek- tromagnetischer Motor, wie Sie viel- leicht glauben, das ist eine Dampfma- schine." Die Spezialisten schüttelten den Kopf. Ich fuhr fort: "Das ist eine Dampfmaschine, aber eine seltsame Dampfmaschine. Es wird hier keine Wärme in mechanische Arbeit um- gewandelt. Die mechanische Energie wird erzeugt aus NICHTS." Die Herr- schaften wollten einen Psychiater ru- fen. Ich aber sagte: "Wollen Sie wis- sen, wie ich das festgestellt habe?" - Ich legte den Kugellagermotor in ei- nen Kalorimeter (Kalorimeter ist ein Raum, der keinen thermischen Kon- takt mit der Umgebung hat; eine Thermosflasche ist ein schlechter Ka- lorimeter). Ich schickte bestimmten Strom I unter bestimmter Spannung U für bestimmte Zeit Δt, also ich "goß" in die Maschine die Wärme-energie E = IUΔt, und ich maß die Erhöhung der Temperatur des Kalorimeters. Dann, bei der gleichen Anfangstem- peratur, setzte ich den Motor in Be- wegung. Weil der Widerstand der Ma- schine sich geändert hate, setzte ich einen neuen Strom 1', unter einer neu- en Spannung U', so aber daß IU = I'U' war, und nach derselben Zeit Δt maß ich wieder die Temperatur des Kalo- rimeters. Ich fragte dann die Ingenieure: "Meine Herrschaften, war die Tem- peratur dieselbe, niedriger oder hö- her?" Einer sagte, die Temperatur müßte niedriger sein, weil im zweiten Fall auch mechanische Energie er- zeugt wurde. Ich schaute auf ihn wie ein unzufriedener Lehrer. Da sagte |
ein anderer: "Nein, die Erhöhung der
Temperatur ist die gleiche, weil die
ganze mechanische Energie durch die
Reibung wieder in Wärme umge-
wandelt wurde." "Gut, sehr gut", sag-
te ich, "Sie erinnern sich bestens an
die Physik in der Schule. Im zweiten
Fall aber war die Temperatur höher.
In beiden Fällen war die ohmsehe
Wärmeenergie dieselbe, im zweiten
Fall kam noch die Wärme der Rei-
bung dazu. Die mechanische Energie,
die die Reibungswärme erzeugt hat"
kam aus NICHTS." Ich bot an, ab sofort in der Firma zu bleiben und unbezahlt Forschung durchzuführen, um den Kugellager- motor zu optimieren. Dann könnte Lager und Motor in einem Wagen dasselbe Bauelement sein, und der Wagen würde seine treibende elektri- sche Energie mit einem Generator selbst erzeugen. Die Ingenieure lehn- ten ab. Zuhause kann ich Kugellager nicht erforschen und entwickeln. Die vor- handenen Lager haben eine zu große Wärmedissipation. Die entstehende mechanische Energie beträgt unge- fähr 10% von der eingeführten elek- trischen Energie. Die Kugellagermo- toren, die ich zuhause bauen und ver- kaufen könnte, würden eine schlech- tere Effizienz haben als konventionel- le Motoren. Daß der konventionelle Motor nur einen Teil der zugefügten elektrischen Energie in Wärme um- wandeln wird und mein Motor die ganze, wird den Kunden nicht interes- sieren. Den Kugellagermotor kann ein Kind bauen. Die Verletzung des Ener- gieerhaltungssatzes kann ein Student nachweisen. Ich schreie in die ganze Welt: Meßt, schaut, was hier passiert. Aber niemand will hören. 
Der Effekt in dem Hubersehen Rad-
satz (Bild 4) ist genau dergleiche. Je-
der, der seinen Artikel sorgfältig liest,
wird sich davon überzeugen. In dem
Radsatz gibt es noch eine elektroma-
gnetische Kraft: der Strom in den
Schienen stößt den Strom in der Rad-
achse ab. Nehmen wir an, der flie-
ßende Strom ist 1. Ein Längeelement
dr (sagen wir dr = 1 mm) von den
Schienen wirkt auf einen Längeele-
ment dr' von der Achse mit der folgen-
den elementaren Kraft
wobei r der Vektor (orientierte Di-
stanz) von dem Element dr zu dem
Element dr ist. Die magnetische Kon-
stante /-Lo hat den Wert 4π x 10E-7, I muß
man in Amperen messen, r, dr und dr
in Metern und dann bekommt man die
Kraft df' in Newton. Für den Radsatz
dr' ist perpendikulär zu dr und die For-
mel (1) reduziert sich zu der folgenden
Die Kraft ist also parallel zu den Schie-
nen und von der Stromquelle weg. In
Lit. 1 zeige ich, wie man die obige For-
mel (genannt die Formel von Biet-
Savart-Grassmann) integrieren kann.
Darum hat Huber beobachtet, daß
sein Radsatz nur in die Richtung von
der Quelle startet und daß bei Bewe-
gung die Kraft in die Richtung weg
von der Quelle immer größer ist als
die Kraft zu der Quelle. Das alles zeigt,
daß der "current thermal dilatation"
Effekt viel größer ist als der elektroma-
gnetische Effekt.
Das folgende, von mir durchge-
führte Experiment, bestätigte leicht
meine These vom strom-thermischen
Ausdehnungseffekt: Kugellagermoto-
ren mit gewöhnlichen Stahlkugellager
drehen sehr gut mit 20 - 30 - 40 - 50
Ampere. Ich kaufte mir in Stuttgart
Bronzelager aus alten Nazitorpedos.
Sie drehten sch viel schlechter. Ich ver-
goldete die Bronzelager und sogar mit
Strömen von 400-500 Ampere dreh-
ten sie sich nicht. Dann sagte ich mir:
"Nur wenn man Eisen auf Stein
schlägt, bekommt man Funken." Literatur 1. Marinov S., The Thorny Way of Truth, Part II (East-West, Graz, 1986). 2. Marinov S., Nature, im Druck. 3. Milroy R. A, Journal of Applied Me- chanics 34,525 (1967). 4. Grünberg H., American Journal of Physics 46,1213 (1978). 5. Weenink M. P H., Applied Science Research 37, 171 (1981). 6. van Dorn M. J. M., Applied Science Research 40327 (1983). 7. Mills A A, Physical Education 15 102 (1980). 8. Huber J., Raum und Zeit 28, 48 (1987). 9. Poliwanow K. M., Netuschil A W. Tatarinova N.W., Elektritschestwo 8, 72 (1973) |
