[WIP] Die Unendlichkeitsmaschine

[electrum]

Die Unendlichkeitsmaschine

Etwas Wissenswertes vorweg.

Eine Unendlichkeitsmaschine veranschaulicht eine fortschreitende Bewegungslosigkeit.
In diesem Falle durch mehrfache Getriebeuntersetzungen der beteiligten Zahnräder, die mit jeder Stufe immer langsamer laufen.

Bei einem Motor mit 350 Umdrehungen pro Minute an der ersten Achse, einem Untersetzungsverhältnis je Achse von 1 zu 5 (8 zu 40 Zähnen) und 16 einzubeziehende Achsen, ergibt einen Faktor von 5 * 16 = 152.587.890.625
Daraus folgert nachstehendes Zahlenbeispiel.

Nach fast 152,6 Milliarden Umdrehungen des ersten Zahnrades, hat das letzte Zahnrad eine Umdrehung vollzogen.
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Zahnrad 1 dreht 350 Umdrehungen in der Minute x 60 Minuten (für die Stunde) x 24 Stunden (für den Tag) = 504000 Umdrehungen am Tag oder (x365 Tage =) 183.960.000 Umdrehungen im Jahr.

Somit hätte das letzte Zahnrad, nach etwa 829,46 Jahren, eine vollständige Umdrehung hinter sich.

Und wenn man nun nicht so viel Zeit hat?

… nun … die großen Zahnräder haben 40 Zähne, das heißt, 829,46 : 40 = 20,73

Somit kann man in der relativ kurzen Zeit von knapp 21 Jahren beobachten, wie sich das letzte Zahnrad um einen Zahn nach vorne bewegt.

Bei jeder zusätzlichen Achse erhöht sich das ganze übrigens um den Faktor 5.

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Die Idee faszinierte mich, etwas zu bauen, was sich bewegt und bewegt, sich jedoch am Ende nicht (sichtbar) ändert… muss auch mal sein.

Ein Besuch bei FigsandBricks in Mettmann brachte dann unter anderem je 16 Zahnräder mit 40 bzw. 8 Zähnen, 9er Kreuzstangen, sowie jede Menge anders ABS Material, das helfen könnte das MOC zu bauen...
In der Steinewand im Store gab es passenderweise jede Menge 1x2 „Stein“ Steine und 1x2x2 in Transparent.



Sonntagabend dann ans Werk, Achsabstände x Anzahl + x = Länge des MOC , alles mal grob zusammengesteckt…


​

...eine Zeit später, der xte Aufbau, ...nach jeder menge „Trial and error“...



...kamen dann die Getriebeuntersetzungen dran...





...könnte man so lassen, also noch mehr davon...

und noch mehr...



Und dann alles zusammen ...fummeln... passt.



und dann erstmal eine Nacht drüber schlafen.


Viele Grüße
Michael​

 

[Ts__]

Hallo Michael,

vergesse bitte nicht den Witz an der Unendlichkeitsmaschine:

- das erste Zahnrad wird vom Motor angetrieben
- das letzte wird befestigt, so das es sich gar nicht drehen kann. Bei einen Modell in Stahl und Eisen war zb das letzte Zahnrad in Beton eingegossen.

Auf jeden Fall eine schöne Sache und regt zum Nachdenken an.

Thomas

 

[TechnicSummse]

Bei den Lego Zahnrädern, gehen vermutlich allein schonmal 100 Jahre ins Land, nur um das Zahnflankenspiel auszugleichen

 

[electrum]

@Ts_ der Motor und das festsetzen des letzten Zahnrades ist in Arbeit. ... Heute Abend

Viele Grüße
Michael

 

[Stefan Betula Pendula]

Kommt mir bekannt vor. Ich glaube ich habe das Modell und das Rechenbeispiel letztens schon mal irgendwo gesehen. Die Überlegungen dazu sind jedenfalls interessant.

Wieso eigentlich nur 16 Zahnrad-kombinationen?

 

[electrum]

Ich gebe es ja zu, hab die Unendlichkeitsmaschine nicht erfunden. Im Netz sind viele Modelle zu finden auch aus Lego. Hab versucht keine direkt nachzubauen.
Die Idee mit der Beispielrechnung hab ich in Bad Zwischenan gesehen... Jedoch mit anderen Werten, also alles selbst errechnet.
Und 16... ergab sich halt.

Viele Grüße
Michael

 

[Stefan Betula Pendula]

Ach stimmt, jetzt wo du es sagst... Auf den Bildern von Bad Zwischenahn habe ich so ein Modell gesehen.

 

[tastenmann]

Was es nicht alles gibt!
Am besten am Schluss mal eine Video dazu posten.

Viele Grüße
Tastenmann

 

[electrum]

Ein paar weitere Steine und Platten sind inzwischen gesetzt.

So sind die Rückwertige Fensterfront und die Lagerung der Achsen eingebaut



Um dem ganzen den Charakter eines alten Technikdenkmals zu verleihen (und die Noppen zu verstecken), kamen die Sandgrünen gebogenen Fliesen drauf. Und man soll es doch nicht glauben, ich habe da (mindestens) zwei verschiedene Farbabstufungen...
Hier ist dann auch das festgesetzte, letzte Zahnrad zu sehen. Die Kreuzachse steht jedoch mächtig unter spannung, daher...



...habe ich es dann geändert, so passt es Spannungsfrei. Und man kann besser erkennen das daß Zahnrad festgesetzt ist.



Das "Motorenhaus" wird über Pinverbindung an die "Getriebehalle", an gestöpselt.



Als Motor habe ich einen M-Motor verbaut. Der macht bei 9 Volt etwa 380 U/min im Leerlauf und unter der doch eher geringen Last, sollten noch etwa 350 Umdrehungen pro Minute rauskommen. (werde ich noch nachmessen)

Der erste Lauf...



etwas länger Belichtet damit es auch gut zu sehen ist.



Soweit erstmal, fehlt noch die Übersicht.



Jetzt wäre ein Zählwerk nicht schlecht, mal sehen wo ich eines her bekomme.
Dann die Gretchenfrage, noch zusätzlich auf Bauplatten stellen und ein bisschen drumherum anlegen...?

Na,,, schauen wir mal.

Als kleines Fazit schon mal. Den ersten 5...6 Zahnrädern kann man noch die Bewegung ansehen, dann wird es schwierig, ab hier (beim 7.) sollte man sich schon ein paar Minuten... ca. 45 ... Zeit nehmen, um sich eine Umdrehung anzuschauen...


Viele Grüße
Michael

 

[Enesco]

Cool, der Kollege hat aber mächtig was zu schleppen!

 

[SirTeddy]

Hallo Michael,
ein starkes Teil.
Mathe und Physik sind bei mir lange her.
Was wäre, wenn Du den Antrieb am anderen Ende anbringen würdest ?
Geht das ??
Wahrscheinlich ist “da“ der Kraftaufwand unendlich, sprich es geht einfach nicht. Und / oder die Geschwindigkeit wird so groß, dass sich alles zerbeamt ?
Gerd
(der aus einem Nebensatz herausgelesen hat, dass wir uns Bad Zwi..ahn leider nicht getroffen haben)

 

[Dreffi]

Der Motor würde das schlicht nicht zu drehen schaffen. Und wenn er stark genug wäre, würde sich irgendwo unterwegs was zerlegen.
Die Kräfte verhalten sich genau umgekehrt zu den Drehzahlen. Während beim jetzigen Aufbau die Drehzahl am letzten Zahnrad um den Faktor 152 Milliarden verringert wird, steigt das Drehmoment in gleichem Maße. Dreht man den Spieß um und schließt den Motor am Ende an, benötigt man dort das 152Milliardenfache Drehmoment um die Mechanik überhaupt zu bewegen.
Anders gesagt: das letzte Zahnrad ist absolut blockiert.

 

[SirTeddy]

Hallo..,
ok, danke für de Antwort.
Hmm - ich dachte mir ja dass das schwer (im wahrsten Sinn des Wortes: Zitat >Kraftaufwand unendlich<) wird.
Aber milliardenfach !
Das hätte ich nie / nicht erwartet.
byGr
Gerd

 

[Sir Tody]

Top! Eine super Idee und eine tolle und absolut stimmige Umsetzung!
Hut ab, ich hoffe ich kriege die Maschine in Dülmen zu sehen!

Hast Du schonmal errechnet wieviele Batterien es für eine Umdrehung des letzten Rades rauchen würde?

 

[electrum]

Da müsste man erst mal austesten wie lange ein Satz Batterien hält.

Ich denke da werden eher die Achsen und Zahnräder verschlisten sein, als das sich das letzte Zahnrad auch nur einen Zahn weiter bewegt und das geht das nicht.

Viele Grüße
Michael

 

[Mr_Kleinstein]

In Metall habe ich so eine Maschine zuletzt im Nixdorf Computermuseum in Paderborn gesehen. Die haben Schneckenzahnräder verwendet, damit könnte man die Übersetzung pro Stufe auf Faktor 40 bringen. Dann ist das Unviersum vergangen, ehe sich das letzte Rad einmal dreht.
Wäre es nicht schön, die Maschine mit erneuerbarer Energie anzutreiben (Wind oder Sonne), damit nicht die Batterien alle sind, bevor sich mal was bewegt?

Schöne Umsetzung,
Nikolaus

 

[Atomino]

Unendlichkeitsmaschine...GENIAL!
Auch hier meine Anerkennung für die Idee an sich schonmal, die dann folgende Berechnung und das aufbauen mittels Legosteinen und damit sicht- und greifbar!

Genial gemacht lieber Michael!

PS: ich brauche mehr Zeit für solche schönen Sachen...

 

[electrum]

Der Drehzahlmesser ist hinzugekommen.

Ein Glücklicher Fund brachte mir einen Lego Speed Computer (5206).
Dieser kann zum einen die Drehzahl messen, die Zeit Stoppen in der der Sensor gedreht wird, sowie eine Strecke anhand des einstellbaren Durchmessers eines anbaubaren Rades errechnen und Anzeigen.
Hier soll er die Drehzahl vom Motor anzeigen.

Das einfachste, (einbaulage des Sensors) mit auf die Motorwelle.



Unten ein Gegenlager um ein mitdrehen zu verhindern.



Mit 9V Batterieblock wird vom Motor eine Drehzal von etwa 360 U/min erreicht.



Für die Einbaulage musste ich ein wenig trixen, denn leider fehlt der rückwertige Deckel.
(Der sieht übrigens ähnlich aus wie eine 4x4 Platte, unterseite wie gehabt. Die Oberseite hat jedoch keine Noppen, sondern vier Hakennasen zum einrasten in die Rückwand des Speed Computers).
Nun liegt der Speed Computer mit dem Rücken auf Fliesen und zwei Noppen halten die Batterie drin. Helfend sind die zwei Fliesen obenauf, sie drücken den Speed Computer etwas nach unten und halten somit die Batterie an den Kontaktflächen.



Wie auf dem Bild schön zu sehen ist, macht der Motor und entsprechend die erste Achse etwa 360 U/min .
Daraus ergeben sich 189.216.000 Umdrehungen im Jahr, somit wäre das letzte Zahnrad schon nach 806,31 Jahren mit einer Umdrehung fertig... oder halt nach 20,15 Jahren um einen Zahn weitergerückt.


Viele Grüße
Michael

(.. oh und wer noch einen Deckel über hat, Bitte PN an mich).

 

[BrickWolf]

Da brauchst Du viele Batterien, um einen Zahn weiter zu kommen...

 

[electrum]

Der Besuch am Samstag im Lego-Store, brachte mir nicht nur ein paar neue Steine, sonder auch ein paar Fliesen und das in Sand Grün.
Und nicht nur das, sondern auch jede menge Sortieren...



Schnell noch den Ingenieur aus seinem Wochenende geholt und ab an die Arbeit,

Später galt es dann, ein paar der neuen Bodenfliesen zu verlegen.







Dann wurde noch mal den Einbau des Zählwerkes begutachtet....



...passt schon. Die Knöpfe sind gut zu erreichen, das Kabel zum Sensor ist verdeckt verlegt, der Sensor ist Spannungsfrei eingebaut, alles gut.



Viele Grüße
Michael