Wasserfeste Motoren

[Starchild]

Für ein kleines Projekt brauche ich Motoren die auch in 1,5m Wassertiefe noch zuverlässig funktionieren. Dabei benötige ich keine große Leistung und nur ca. 1000 U/m.
Hat jemand einen netten Vorschlag?

[uwegw]

ich nehm mal an dass es eine mechanische verbindung nach draußen ins wasser geben soll (schraube?). wenn kaum leistung dahintersitzen muss könnte man versuchen die kraft über magnete zu übertragen: im wasserdichten gehäuse der motor, auf der achse ne scheibe mit magneten drauf. außen noch so eine scheibe, die durch die magnetkräfte ebenfalls gedreht wird.

oder sieh dich mal im modellbaubereich um! es gibt ja auch u-boot modelle, und da müssen ja auch entsprechende dichtungen an den wellen sitzen...
(ich hatte erst fünfzehn meter gelesen... daher der erste vorschlag.... bei 1,5m sollte das ganze wohl auch auf herkömmliche weise dichtzukriegen sein...

[recycle]

Hat jemand einen netten Vorschlag?


Einen tollen Vorschlag habe ich nicht, eher eine Notlösung, wenns möglichst einfach und nicht für die Ewigkeit sein soll.
Dann funktioniert ein Elektromotor auch unter Wasser, ohne dass er wasserdicht ist.
Er geht dann sicher etwas schneller kaputt, vor allem wenn man ihn zwischendurch ins trockene legt und rosten lässt. Aber wenn kleine billige Motoren reichen, kann man sie ja hin und wieder mal erneuern.

Das gilt natürlich nur für kleine Spannungen, ich gehe davon aus, dass du von 12V oder weniger redest und nicht auf die Idee kommst deinen Staubsauger in der Badewanne auszuprobieren.

[Manf]

Dann funktioniert ein Elektromotor auch unter Wasser, ohne dass er wasserdicht ist.
Mit der Bemerkung kommt Du nicht durch, ohne einen weiteren Erfahrungsbericht.

Ich nehem doch an dass Du es ausprobiert hast. Mit was hast Du angefangen? Elektrische Zahnbürste in der Badewanne? Wie lange hat der Motor gehalten, welche Schäden haben sich ergeben?

Ist die Drehzahl besonders zu reduzieren? Es ist ja ein ganz schöner Quirl.
Manfred

[Starchild]

Die Motoren kommen auch teilweise ans trockene. Und mit Magneten funktioniert es nicht besonders effizient, da die Reibung einfach zu groß ist wenn die Magnete versuchen die Außenlüuferscheibe anzuziehen (Hab ich schon mit Festplattenmagneten getestet)
Was mir eingefallen wäre sind kleine Tauchpumpen (ich habe aber keine kleinere als 4cm Durchmesser gefunden) oder eben eine wasserfeste Abdichtung der Wellen.

[recycle]

Mit der Bemerkung kommt Du nicht durch ohne einen weiteren Erfahrungsbericht. Ich nehem doch an dass Du es ausprobiert hast.

Ausprobiert habe ich es schon, eine wissenschaftliche Studie habe ich da aber nicht gleich draus gemacht ;-)




Mit was hast Du angefangen? Elektrische Zahnbürste in der Badewanne?

Naja, als ich meine ersten Erfahrungen mit elektrischen Zahnbürsten gemacht habe, wurden die Dinger noch an 220V Netzspannung betrieben. Dass ich die nicht in der Badewanne ausprobiert habe, lag weniger daran, dass ich Angst um den Elektromotor hatte.
Meine aktuelle elektrische Zahnbürste ist zwar akkubetrieben, aber wasserdicht und scheidet somit auch aus.



Wie lange hat der Motor gehalten, welche Schäden habe sich ergeben?

Langzeitversuche habe ich noch keine gefahren. Ich mach nur hin- und wieder mal die Motoren von einem RC-Auto sauber indem ich die Motoren unter Wasser laufen lasse bis die Akkus leer sind.
Aber was soll schon gross passieren?
Der elektrische Widerstand von Wasser, bzw. der Leitwert spielt bei 12 Volt keine grosse Rolle.
Der mechanische Widerstand ist unter Wasser höher, aber überhitzen wird der Motor deswegen unter Wasser wohl nicht gleich.
Den Lagern ist Öl sicherlich lieber als Wasser, aber so schnell gehen die Lager auch nicht kaputt.
Wegrosten wird so ein Motor auch nicht so schnell, wenn ihn vernünftig trocknet bevor man ihn nach Gebrauch weglegt.
Kleine Elektromotoren bekommt man z.B. bei Pollin für 1 - 2 Euro. Wenn man die hin- und wieder mal erneuern muss ist das vermutlich immer noch billiger als irgendeine wasserdichte Konstruktion drumherum zu basteln.



Ist die Drehzahl besonders zu reduzieren?
Für die Motoren mit denen ich es probiert habe ist eine Leerlaufdrehzahl von ca. 20.000 U/min angegeben. Wieviel davon unter Wasser übrig bleibt habe ich nicht gemessen. Absichtlich reduziert habe ich die Drehzahl nicht, denn ich wollte die Motoren ja möglichst schnell sauber und die Akkus möglichst schnell leer bekommen.



Es ist ja ein ganz schöner Quirl.

Beim eintauchen und rausholen spritzt es schon etwas, aber wenn gerade kein Kleinkind dem man die Schuld für das nasse Bad in die Schuhe schieben kann zur Verfügung steht, kann man die Motoren ja vorher abschalten ;-)
Starchild benötigt ja nur ca. 1000 U/min, die werden wohl etwas weniger quirlen. Ein bischen hängts auch von der Bauform ab. Meine Motoren haben kleine Schaufeln für die Luftkühlung. Die sind unter Wasser nicht so ideal.

Dass mein Vorschlag nicht die ideale Lösung ist habe ich ja gleich dazu geschrieben.
Bei einem Projekt für ein paar hundert Euro und monatelange Arbeit, würde ich die Motoren auch nicht einfach im Wasser baumeln lassen.
Andrerseits würde ich mir aber auch nicht tagelang den Kopfzerbrechen wie ich die Motoren wasserdicht bekomme um 'ne umgebaute Cola-Flasche im Tümpel zu versenken.

Eigentlich ging es mir nur darum, dass ein Elektromotor nicht gleich kaputt geht wenn er nass wird. Ob das für Starchild's Projekt eine Option ist kann er selber besser beurteilen als ich.

Davon abgesehen gibt es in diversen RC-Modell Foren Leute die empfehlen Motoren vor dem Gebrauch erst mal ne Stunde in Wasser einlaufen zu lassen.
Ob das eine gute Idee ist will ich nicht beurteilen, aber wenn deren 50 Euro Hochleistungsmotörchen dabei merklichen Schaden nehmen würden hätte sich da bestimmt schon mal jemand beschwert.

Sand, kleine Steine usw. gehen unter Wasser jedenfalls gut aus den Motoren raus und das Waschbecken ist schneller sauber gemacht als der Matsch von der Tapete abgekratzt. Aber das war ja eigentlich nicht gefragt ;-)

[UlliC]

Hallo Starchild,

wir haben mal einen Unterwasserreinigungsroboter für Schwimmbäder entwickelt. Als Antriebe haben wir permanenterregte Synchronmaschinen in Außenläuferbauweise eingesetzt, die ebenfalls nicht wasserdicht waren. Nur die Komponenten wie Blechpaket, Wicklung, Magnete waren geschützt, bzw. aus korrosionsgeschützem Material. Betrieben wurden die Motoren mit 24VAC.
Im Modellbaubereich gibt es ähnliche Motoren, die allerdings nicht geschützt sind. Eventuell kann man das nachholen. Auf jeden Fall wird man um einen erhöhten Verschleiß nicht herum kommen.
MfG
Ulli

"Offene" Motoren unter Wasser sind kein Problem, wenn sie Korrosionsfest sind (siehe @UlliC) und KEINE Bürstenmotoren sind. Der Abrieb unter Wasser ist zig-mal größer (siehe @recycle: "Motoren einlaufen lassen unter Wasser"). Bei meinen Modellrennbooten steh'n die auch öfter (unfreiwillig) völlig unter Wasser :(
Und funktionieren dabei tadellos.

Blackbird

[Manf]

"Offene" Motoren unter Wasser sind kein Problem, wenn sie Korrosionsfest sind (siehe @UlliC) und KEINE Bürstenmotoren sind.

Wie ist das mit dem Wasser im Magnetspalt (eher nicht) und am Anker allgemein? Wird das völlig herausgeschleudert oder bleibt noch irgendwo was und legt sich auf den Wirkungsgrad?
Manfred

[julien]

Ich habs auch schon mit vielen Elektromotoren ausprobiert (die ca. 4V-12V hatten) und alle liefen sie unter Wasser. Die einzigen beiden Probleme bei offenen Motoren:
1. Man sollte sie nicht in Salzwasser verwenden (es wird ein kleiner Kurzschluss gebildet)
2. Sie müssen Korrosionsfest sein (siehe zwei Beiträge weiter oben), da sie sonst nach längerer Zeit rosten und sich evtl. nicht mehr drehen. Man kann sie noch versuchen, bei Korrosion an den Achsenlagern und Schleifkontakten etwas zu ölen (wonach auch meine verrosteten Testmotoren wieder gingen).

Man sollte sowieso jeden nicht-selbstschmierenden E-Motor ein bisschen an den Achsenlagern u. Schleifkontakten genannten Stellen ölen, da es sonst zu komischen Geräuschen und großer Verminderung des Wirkungsgrades u.a. kommen könnte. Wenn ich in meiner Behauptung falsch liege, gebt bitte eure Kommentare ab, da ich auch erst fortgeschrittener Anfänger bin.

[RCO]

oder sieh dich mal im modellbaubereich um!

Schau mal bei Conrad unter "Schiffsantrieb".
Die Sache mit den Magneten ist sicher nur eine Frage der Richtigen Lagerung. Allerdings muss man die ja auch erstmal in Gang bringen, was bei einem Schwachen Motor sicher nicht alzu gut wäre, da das ganze Bott dann etwas träge reagiert.
Ich vermute mal, dass die Anker der Motoren unter Wasser sehr viel mehr Reibung erzeugen, als in Luft, was den Wirkungsgrad doch runterzeihen sollte, oder?

MFG Moritz

???

motor unter wasser mit akku betrieben ???

wenn ich die beiden anschlüsse eines akkus (+ und -) ins wasser halte, sollte das soch einen kurzschluß ergeben (habe das schon ohne wasser nur beim löten geschafft und das ergibt warme noname akkus (kunststoff mit herstellerbezeichnung und daten löst sich ab) - blechbüchsen).

evtl. ist meine anschlußart auch nicht gern gesehen (litzen abisolieren und an motor löten), aber ich denke dass auch schrumpfschlauch über die lötstellen unter wasser nicht viel isoliert - die anschlüsse gehen in den motor und sind nicht ab der lötstelle mit isolationslack isoliert (besonders nicht, wenn ich mit meinem lötkolben dran war).

Also zu

Ich habs auch schon mit vielen Elektromotoren ausprobiert (die ca. 4V-12V hatten) und alle liefen sie unter Wasser.

Den motor (mit anschlußdrähten) unter wasser, oder nur bis zu den Anschlüssen unter Wasser ?

[recycle]

wenn ich die beiden anschlüsse eines akkus (+ und -) ins wasser halte, sollte das soch einen kurzschluß ergeben (habe das schon ohne wasser nur beim löten geschafft und das ergibt warme noname akkus

Hast du dir diese Begründung mal durch den Kopf gehen lassen?
Dass man Akkus auch ohne Wasser kurzschliessen kann, bedeutet doch wohl nicht automatisch, dass Wasser zum Kurzschluss führt oder? ;-)

Normales Wasser leitet zwar Strom, hat aber einen recht geringen Leitwert, sprich einen relativ hohen Widerstand.

Der fliessende Strom berechnet sich aus I = U/R also Spannung/Widerstand.
Bei niedrigen Spannungen, z.B. 12 V fliesst daher ein ziemlich niedriger Strom der einem Akku nicht schaden. (Es sei denn du lötest deine Anschlüsse so an, dass kein Wasser mehr dazwischen passt, dann hast du wie du bereits festgestellt hast aber auch ohne Wasser schon einen Kurzschluss.)

Bei höheren Spannungen fliesst entsprechend mehr Strom und der menschliche Körper verträgt nicht so besonders viel davon. Also schmeiss deinen Fön bitte nicht in die Badewanne.

Ein Kofferradio oder Notebook wird auch mit niedriger Spannung betrieben, das solltest du aber trotzdem auch nicht mit in die Wanne nehmen. Elektronischen Bauteile reagieren auch auf sehr niedrige Ströme ziemlich empfindlich, da reicht der Leitwert von Wasser schon aus, dass etwas kaputt geht.

Ein Elektromotor braucht aber relativ viel Strom, d.h. das bischen mehr Strom der dabei übers Wasser fliesst machen Akku und Motor nicht viel aus.
Den Akku selber würde ich allerdings auch nicht einfach ins Wasser werfen.

[RCO]

Die Leitfähigkeit vom Wasser hängt in erster Linie wohl vom Salzgehalt im Wasser ab. Wenn man zum Beispiel Wasser Durch Filter jagt um es zu destilieren, dann misst man zur Kontrolle den Widerstand. Der lag bei mir in der Uni bei 16 MegaOhm pro cm meine ich mich erinnern zu können.
Man sollte auch bedenken, dass sich bei einm geöffneten Motor auch immer Rückstände absetzen können. Ich würde den Motor auf jeden Fall gegen grobe Verunreinigungen Schützen. Vielleicht ist es auch ganz sinnvoll ihn nach dem Bad immer mit Destiliertem Wasser abzuspülen, damit Salze oder so, die sich absetzen könnten rausgewaschen werden. Wie verhält sich das überhaupt mit Schmiermitteln etc. lösen sich die nicht vieleicht unter Wassser schneller auf (also werden ausgespült)?

MFG Moritz

[user529]

wenn du die motoren nicht ersaufen willst dan schau bei skf:
http://www.skf.com/portal/skf/home/products?paf_dm=shared&maincatalogue=1&lang=de&newlink=4_1_44

[Blackbird]

@Manf,

(war 'ne Weile nicht hier)
Motoren für "Trockenbetrieb" sollten natürlich immer wieder richtig trockengelegt werden. Nicht nur wegen Rost und Reibung. Auch die "hydrodynamisch" ungünstige Forme des rotierenden Teils ist eher nachteilig.
Wasser im Luftspalt macht aber nix (außer Reibung).

Blackbird

[Manf]

Wasser im Luftspalt macht aber nix (außer Reibung).
Eigentlich ist es dann kein Lusftspalt mehr, aber die Reibung denke ich sollte schon erheblich sein. Wenn keine Luftblase dahin gelangt und Wasser den Anker unschließt wird es wohl etwas zäh.
Das meinte ich.
Manfred

Ja, die Reibung ist bei einem kleinen "Wasserspalt" erheblich höher als bei einem größeren - Kapillarwirkung. Außerdem ist der Wirkungsgradverlust bei hohen Drehzahlen auch viel größer.
Große bürstenlose Mehrpolmotoren (ab 14 Magnete) sind wegen ihrer geringen Drehzahl (bei sehr hohen Drehmomenten!), ihres recht großen Luftspaltes (ca. 1mm) und ihrer Bauform (Durchmesser : Länge = 1 : 1) ziemlich unempfindlich gegen Wasser (nur die Lager machen das nicht lange mit). Wenn man da noch die Hydodynamik optimieren würde, käme schon ein brauchbarer Unterwasser-Motor raus.
So gut wie in Luft (Vakuum wäre noch besser) ist der Wirkungsgrad jedoch nicht.

Blackbird

hm in galileo kam mal n öl-spray der wenn man ihn z.B. in einen Föhn sprüht ihn komplett gegen wasser abschirmt, also isoliert. ham die auch gemacht und der föhn trocknete das wasser ^^

[Thoralf]

es geht ganz einfach: ich geh mal von Niederspannungs- also Modellmotoren aus. Den Motor einfach in eine Plastiktüte einpacken. Aus der Öffnung guckt nur die Wellendichtung raus. Die Tüte hält bei 1,5m Tiefe locker den Druck aus, ansonsten die Tüte ein wenig voluminöser, damit die Luft leicht komprimiert und die Tüte damit kleiner werden kann. Die Wellendichtung würde ich einfach wie bei Schiffsmodellen machen: ein Stück Rohr, ein wenig weiter als die Welle, und den Spalt komplett mit Fett füllen (Uboote machens auch so) Das Fett ist so steif, daß es garantiert nicht rausgedrückt wird.
Die elegantere Lösung: je nach Motorgröße Sanitärrohr aus PVC und Blindstopfen ausm Baumarkt. Die Welle mit der beschriebenen Dichtung rausführen, alles mit Schmelz- oder PVC-Kleber abdichten (gibts im Baumarkt)
Die Anschlußdrähte würde ich aus Korrosionsgründen in Schrumpfschläuche, die mit Schmelzkleber gefüllt sind einschrumpfen bzw- schmelzen. Dichter gehts dann nicht.
Das ganze hast du in einer halben Stunde erledigt und hält lange.
Wichtig ist nur, daß es keine thermischen Probleme gibt, was aber bei Kurzzeitbetrieb nicht so tragisch wäre.

[Spion]

Hallo

Ich möchte gerne einen RB-35 Getriebemotor Wasserdicht mit einem Rad verbinden, mir ist aufgefallen, dass der RB-35 keine Lüftungsschlitze hat, da habe ich mir gedacht, dass ich ihn zB. mit einem Harz übergießen könnte (Die Welle natürlich nicht), dann währe er schon fast dicht. Nun weiß ich noch nicht, wie ich die Welle dicht bekomme (direkt am Getriebe). Habt ihr da eine Idee?

mfg Luca

[vohopri]

Hallo,

ich habe immer nur Lösungen gesehen, wo das Gehäuse des Gerätes dicht ist und die Welle abgedichtet nach aussen geführt wird. Dabei kommen Stopfbuchsen oder Simmerringe zum Einsatz. Konstruktiv kann man dann noch durch verschiedene Massnahmen vorsorgen: Das Antriebsabteil gehört nochmals abgeschottet. Motor hoch einbauen und die Welle mit Durchführung tief einbauen (dazwischen Zahnriemen oder ähnliches). So ist die immer vorhandene prinzipbedingte Leckage unschädlich. und es erreicht auch bei einer Havarie das Wasser nicht den Motor. Das Antriebsabteil kann zusätzlich mit einer Fahrradpumpe unter Druck gesetzt werdn, so dass nach Abkühlen der Innenluft auf Wassertemperatur immer noch 1.5 m WS herrschen.
In einem Maschinenbaubuch hab ich dann noch eine prinzipiell absolut dichte Wellendurchführung gesehen. Dabei wird eine Kurbelbewegung über eine geschlossene Membran übertragen. Die Drehachse der Kurbelbewegung verläuft senkrecht zur Membran. Eine sehr elegante Lösung, die sogar hochvakuumdicht ist.

Grüsse,
Hannes

[Manf]

Eine neuere Entwicklung auf dem Gebiet ist die Magnetic Fluid Rotary Feedthrough.
http://www.scotech.ltd.uk/afs.htm

Ich habe mir gerade einmal etwas von der Flüssigkeit besorgt und suche nach Experimenten zur Demonstration. Eine Dichtung für eine rotierende Welle ist sicher auch eine gutes Beispiel.
Manfred

http://www.interactivearchitecture.org/?p=130
http://www.interactivearchitecture.org/wp-content/imagebank/fluid_demo.jpg

[vohopri]

vielleicht hab ich was übersehen, aber von einer Abdichtung Wasser gegen Luft mit magnetic fluids habe ich noch nicht gelesen. Das war Gas, Luft und Vakuum was ich gelesen habe.

Hannes

[ranke]

An alle Experimentierfreudigen:
Kleine Mengen einer magnetischen Flüssigkeit kann man sich relativ einfach selbst herstellen. Die Schichten auf magnetischen Datenträgern (im konkreten Fall habe ich ein Band aus einer Musikcassette verwendet) lassen sich mit Aceton abwaschen. Dazu habe ich das Band durch eine kleine, mit Aceton gefüllte Glasschale gezogen und die Magnetschicht mit einem kleinen Borstenpinsel abgestreift. Hat man genug vom Magnetpigment in der Schale, hält man einen Magnet unter die Schale und gießt das überschüssige Aceton ab. Eventuell nochmal mit frischem Aceton duchspülen, um Reste des Bindemittels zu entfernen und als flüssige Komponente wenig Öl zufügen. Acetondämpfe sollten nicht eingeatmet werden, flüssiges Aceton sollte nicht auf die Haut kommen, außerdem ist Aceton leichtentzündlich.
Gruss, Uli