Die Kapillare Unruhe

Das "David Hoffmann Perpetuum Mobile", zu sehen auf hygromobile.de zeigt auf eindrucksvolle Weise daß die Kapillarkraft nicht nur imstande ist daß sich Flüssigkeiten in einem dünnem Glasrohr oder Strohhalm ein paar Millimeter nach oben ziehen, sondern daß diese Kapillarkräfte in geeigneten Materialien wie z.B. in einer Naturfaserschnur Kräfte erzeugen, die in der Lage sind zusätzliche Leistungen zu vollbringen. So eine Schnur wird also nicht nur einfach nass, sie wird auch kürzer, und die kürzer werdende Schnur kann mühelos Gewichte heben die um ein vielfaches schwerer sind als das Wasser das sich in die Kapillargefäße dieser Schnur eingesaugt und hineingedrängt hat. Um die Wassermoleküle wieder aus den Kapillargefäßen zu entfernen - damit der Ursprungszustand, also die Längere und Trockene Schnur wieder hergestellt wird - benötigt man eine Atmosphäre die aus durch die Sonne erwärmter Luft besteht. Im hier gezeigten Schnurmodell dauert das trocknen der Schnüre durch Verdunstung je nach Aussentemperatur mehr als 1 Stunde.

Um den Vorgang der Wasserentfernung aus den Kapillargefäßen zu beschleunigen müsste man also andere Materialien verwenden als eine Naturfasserschnur. Das würde ein zügigeres Auf und Ab ermöglichen.

Eine Lösung die ich gefunden habe ist die nachfolgend beschriebene "Kapillare Unruhe": Sie arbeitet prinzipiell nach dem gleichen Prinzip, also ein Langer Hebel der durch einen Gegenhebel ins Gleichgewicht gebracht wird und der durch daran ziehende Kapillarkräfte auf einer Seite nach oben "aus dem Wasser" gezogen wird.

Und so funktionierts: Am Ende des Hebels hängt eine 10 bis 20 cm breite und 2 bis 3 cm hohe und dünne Glasscheibe. Darunter ist ein nach oben offenes 4 seitiges Wassergefäß von dem ein Rand - der äussere - 1 bis 2 cm höher ist als die anderen drei. Das bedeutet wenn das Gefäß randvoll mit Wasser gefüllt ist dann steht der äussere Rand 1 bis 2 cm über dem Wasserspiegel. An der unteren, zu der Hebelaufhängung zeigenden Seite der beweglichen Glasscheibe ist ausserdem ein hauchdünner Stab aus Graphit, Kohlefaser oder einem anderen nicht dehnbarem Material an einer Achse montiert. Das andere Ende des Stab ist 1 bis 2 mm unterhalb der Achse des Hebels am Hebel ebenfalls an einer Achse montiert. Zwischen beiden Befestigungsachsen sollte der Stab durch eine oder mehrere kleine Rollen gestützt werden damit er nicht "durchhängt". Der Stab muss so montiert werden dass er zwar an beiden Achsen beweglich ist aber trotzdem zwischen beiden Achsen kein "Spiel" vorhanden ist. Jede Zug - und Schubbewegung muss also direkt übertragen werden da es nur 1 bis 2 mm Hub gibt innerhalb des Kapillareffekts zwischen den beiden Glasplatten. Die senkrecht hängende Glasscheibe am Hebel wird nun so positioniert daß sie dann, wenn ihr unteres Ende auf dem Wasserspiegel aufliegt, 2 - 2,5 mm seitlichen Abstand zur höheren Glasscheibe des randvoll gefülltem Wassergefäß hat. In diesen so erzeugten und Luftgefüllten Schlitz steigt dann, aufgrund der Kapillarkräfte, das Wasser aus dem darunterliegenden Wassergefäss.

Die bewegliche Scheibe wird nun aufgrund der Kapillarkräfte von der anderen, fest montierten Scheibe angezogen. Das ganze ist wie eine Art Wassermagnet.

Ein superleichter straff montierter Faden aus Kohlefaser oder einer einzelnen Glasfaser an der Unterseite der beweglichen Glasplatte gibt die Bewegungsenergie weiter und zieht somit an der Mitte des Hebels unterhalb der Achse, und hebt dadurch den gesamten Hebel inclusive der verursachenden Glasscheibe, aufgrund der Hebelwirkung, um einige Zentimeter nach oben, und zwar höher als die fest montierte gleichgrosse Scheibe. Dadurch verlieren nach dem Steigen beide Scheiben den Kontakt zueinander, die Kapillarkräfte zwischen beiden Scheiben existieren nicht mehr, das Wasser tropft ab und der Hebel senkt sich aufgrund der Schwerkraft wieder. Nach dem senken und dem erneutem Kontakt zwischen Glasplatte und Wasserspiegel beginnt das Spiel von vorne. Durch diesen Aufbau wird keine Verdunstung mehr benötigt und das Model wippt ständig leicht auf und ab oder vibriert.

siehe Skizze:

Kapillare Unruhe - Prototyp - Erklärvideo 1

Kapillare Unruhe - Prototyp - Erklärvideo 2




Das Bild zeigt einen ersten Versuchsaufbau mit einem sehr leichtem Bindfaden als "Zugschiene". Leider ist der Faden dehnbar und nicht längenstabil, deswegen ist das gewünschte Ergebnis nicht eingetreten. Das perfekte Material ist ein absolut Längenstabiler Faden der absolut undehnbar und superleicht ist. Sehr dünne Stahl oder Nylondrähte funktionieren nicht da sie a) zu schwer sind und b) durch die Spulenaufwicklung kurvig sind. Das "entkurven" benötigt mehr Zugkraft als die Platten hergeben. Geeigneter ist, wie erste Versuche zeigen, der nachfolgend gezeigte Nanofaden aus Kohlefaser oder, wie noch nicht getestet, eine einzelne Glasfaser. Sehr dünne Viskose Fäden sind zwar relativ Längenstabil aber nicht reissfest.
Wenn das Glas - anders als gezeigt - aufgehängt wird, um den Drehvorgang Energiesparend zu machen, nämlich knapp über dem Schwerpunkt, dann hat das den Nachteil dass die Scheibe ihre ursprüngliche senkrechte Position nicht mehr so leicht einnehmen kann wenn derZugfaden zu viel Widerstand durch - z.B. sein Eigengewicht - leistet





Dieser Zugfaden ist ziemlich längenstabil, unflexibel, sehr sehr leicht und sehr reissfest, also gut geeignet für Versuche. Tip: Die Zugkraft der Glasplatten müsste sich durch leichtes Sandstrahlen mit feinkörnigem Material verstärken lassen da die Oberfläche vergrössert wird.

Alle Videos vom David Hoffmann Perpetuum Mobile gibt es hier:

http://hygromobile.de

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Die "Kapillare Unruhe" und das "David Hoffmann Perpetuum Mobile" wurde von

David Hoffmann
Hans-Schweikartstrasse
81739 München

(neue Adresse)

und Danny Pavic
81369 München

erfunden und mehrfach beim Deutschen Patentamt eingetragen.



Das "David Hoffmann Perpetuum Mobile" und die "Kapillare Unruhe" sind Grundlagenforschung die Forschung und Forscher dazu inspirieren sollen mit gleichem Prinzip, besserer Technik, anderen Materialien usw. wirkungsvollere und effektivere Modelle mit mehr Leistung zu entwickeln.

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Erstveröffentlichung (Version 1.0) 20.11.2020

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