Joe Newman, Erfinder aus Lucedale, Mississippi, USA, hat Anfang dieses Jahrzehnts

eine Art Gleichstrommotor entwickelt, der, so wird behauptet, mehr Energie aus

dem Motor abgibt, als zu seinem Betrieb notwendig ist.

Bild 2 : Der Erfinder Joe Newman

Joe Newman ging von der Tatsache aus, daß man in einer sehr großen Spule mit

vielen Tausend Windungen ein starkes Magnetfeld erzeugen kann und um dieses Feld

aufrecht zu erhalten, braucht man immer weniger elektrische Eingangsleistung, je

mehr Windungen die Spule besitzt.

Oder anders ausgedrückt : Bei gleicher Erregerspannung (d.h. bei gleicher el.

Eingangs-Leistung) nimmt die Stärke des erzeugten Magnetfeldes in der Spule mit

der Windungszahl zu, wenn der Drahtdurchmesser vergrößert wird und damit der

ohmsche Widerstand der Spule immer konstant bleibt.

Das wird auch aus der Formel für die magnetische Feldstärke bei einer Spule

deutlich :

H = N * I / L

Das Produkt N*I im Zähler bestimmt die magnetische Feldstärke H, wenn man die

Länge L der Spule im Nenner konstant hält.

Man kann also den Eingangsstrom I immer kleiner machen, wenn man entsprechend

die Windungszahl N erhöht, so daß das Zählerprodukt konstant bleibt.

Auf einen Permanentmagnet-Rotor, der in die Spule plaziert wird, übt dieses mit

wenig Eingangsleistung erzeugte, große Magnetfeld der Spule ein sehr starkes

statisches Drehmoment aus.

Läßt man nun den Permanentmagneten in der Spule rotieren, so ergibt sich

normalerweise durch die induzierte Gegen-EMK in der Spule ein Widerstandsmoment,

das der treibenden Kraft entgegen wirkt und so den Magneten wieder bremst (auch

als Lenzsches Gesetz bekannt).

Deshalb kommen normale Motoren auch nicht über 100 % Wirkungsgrad.

Newman versuchte aber wahrscheinlich das Lenzsche Gesetz auszutricksen , indem er

seine Stromzufuhr zur Spule "pulste" und damit genau die speziellen und teilweise

nichtlinearen Eigenschaften des Systems (große zeitvariante Induktivität , ca.

1000-4000 Henry, großes Trägheitsmoment des mechanischen Magnetrotors, Kapazität

der Spule nicht vernachlässigbar etc.) ausnutzte.

Der Strom in der Spule wird außerdem durch mechanische Kommutatoren gepulst

und nach 180 Grad Rotation des Magneten in der Spule umgeschaltet, so daß der

Magnet in der Spule weiterrotieren kann und das System sich wie ein

Gleichstrommotor verhält.

Ein Newman-Motor besteht also aus einer Kupferluftspule, einem starken

Permanentmagneten, einem mechanischem Kommutator ( Stromschalter und -wender )

und einer Batterie als Spannungsquelle.

Bild 3 : Elektrisches Ersatzschaltbild einer Newman-Maschine

Newmans erster Motor besitzt eine 4500 Kg schwere Kupferluftspule, die aus 5 mm

dickem Kupferdraht gewickelt wurde. Sie hat einen Innendurchmesser von ca. 1.2 m.

Bild 4: 4500Kg Spule von der Seite gesehen Bild 5 : 350Kg Bariumferrit-Magnet

In der Kupferspule rotiert ein 350 Kg schwerer Bariumferrit Magnet, der aus 6

zusammengesetzten Lautsprecherscheibenmagnetsäulen besteht und insgesamt einen

großen Stabmagneten darstellt.

Bild 6, 7 und 8: Rotierender Bariumferrit-Magnet bei verschiedenen Winkel-

positionen innerhalb der 4500Kg Kupferdrahtspule

Auf der Achse des Magneten sitzt der mechanische Kommutator, der einmal zwei

Anschlüsse hat die zur Batterie gehen (plus und minus) und zwei weitere

Anschlüsse, die mit der Spule verbunden sind.

Parallel zu den Anschlüßen , die zur Spule gehen, sitzen noch mehrere in Reihe

geschaltete Leuchtstofflampen, deren Summen-Brennspannung größer ist, als die

Batteriespannung, so daß nur die Induktionsspannung der Spule die Röhren zündet,

die Batteriespannung aber nicht ausreicht, sie dauernd brennen zu lassen.

(Sonst würde man dabei Gefahr laufen, daß die Batterien durch den negativen

Innenwiderstand der brennenden Leuchtstofflampen kurzgeschlossen werden könnten)

Das ist als Schutz für den Kommutator gedacht.

Es soll nämlich der durch die hohe Induktionsspannung auftretende Funkenabbrand

des Kommutators und das Überspringen des Funkens (und damit Kurzschlußgefahr

von Windungslagen) innerhalb der Spule verhindert werden.

Die Leuchtstofflampen blitzen also nur kurz beim Schalten des Kommutators auf.

Der Kommutator rotiert mit dem Permanentmagneten auf der Welle mit. Er besitzt

mechanische Schleifringe und Bürsten.

Bei einer Batteriespannung von 590 Volt ( in Reihe geschaltete 6 Volt Kohle Zink

Blockbatterien) soll beim Rotieren des Magneten mit 200 Umdrehungen pro Minute

ein Eingangsstrom von ca. 10 Milliampere aus den Batterien über den Kommutator in die Spule hineinfließen.

Die eigentlichen " Phänomene" entstünden aber erst beim Schalten des

Kommutators:

Beim Umschalten sollen negative Gleichstrom-Spitzen bis ca. 8 Ampere entstehen,

die teilweise bis zu 60 msec andauern und die wieder zurück in die Batterie fließen.

Dabei soll die Batteriespannung auch leicht ansteigen.

Bild 9: Negativer Rückstromimpuls, wie er im Newman-Video auf einem

Oszilloskop zu sehen ist (Zeitablenkung: 20msec, Amplitude :

4 Ampere/Kästchen), Eingangsstrom kann bei dieser Amplitudenstellung nicht erkannt werden, da zu gering (ca. 10 mA)

(Groundlinie in der Mitte des Schirms)

Würde man nun einmal die Strom- Spannungs-Zeit-Flächen von Eingangs- Energie

und rückgespeister Energie vergleichen, so sähe man, daß die Energie in dem

Stromrückimpuls ca. 4 mal größer sei, als die Eingangsenergie ! (je nach

Kommutatorausführung, siehe [1], Seite 46 und 47)

Danach könnte man die Newman Maschine also als Rücklademotor bezeichnen.

Es taucht natürlich sofort die Frage auf, weshalb zum Betreiben des Motors dann

überhaupt noch Batterien eingesetzt und nicht gleich große Kondensatoren benutzt

werden, die beim Starten des Motors geladen sind und die sich immer wieder durch

die Rückstromimpulse aufladen.

Als Antwort bekam man aber immer nur zu Hören: "Dabei gäbe es technische

Probleme."

Waren diese Rückstromimpuse also nur Meßfehler, z.B.: Potentialpegelsprünge durch

die fehlende Erdung des Scopes und die hohe Induktionsspannung beim Schalten der

Spule ?

Es sollen ferner folgende Phänomene beim Betrieb beobachtet worden sein :

Durch das "Pulsen" des Stroms und damit "ruckartige" Zusammenbrechen des

Magnetfeldes in der Spule, soll der rotierende Magnet beschleunigt werden und so

soll auch die mechanische Ausgangsleistung ansteigen.

Weil mechanische Kommutatoren benutzt werden, bildet sich beim Schalten eine Funkenstrecke zwischen den Kontakten, so daß durch den enstehenden negativen

differentiellen Innenwiderstand der Funkenstrecke Hochfrequenzbursts auftreten, die

expontiell abklingen und einen zusätzlichen HF-Energieoutput im Mhz-Bereich

darstellen. Ferner wird durch den sich bildenden Funken eine gewisse Menge

elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt.

In der oben erwähnten Fernsehsendung wurde folgendes berichtet:

Im Beisein von dem Fernsehreporter Garland Robinette (WWLTV New Orleans) und

seines Teams wurden bei einem Versuch 8 Mignonzellen in Serie, die schon durch

öfteres Benutzen fast verbraucht waren, an einen normalen 12 Volt

Gleichstrommotor geschaltet.

Der Motor lief noch genau 1 Minute und 15 Sekunden, bevor die Batterien verbraucht

waren.

Diese toten Batterien wurden nun von dem 12 Volt Motor abgeklemmt und an einen

300 Kg Kupferdraht- Newmanmotor mit 50 Kg Bariumferritmagnet innerhalb der

Spule geschaltet.

Bild 10 : Newmans 2. Maschine mit ca. 300Kg Kupferdrahtspule, die auch für den

Versuch verwendet wurde

Der Magnet drehte sich auch noch nach über einer Stunde und 15 Minuten.

Weil die Fernsehleute aber keine Zeit mehr hatten, weiter darauf zu warten, wann

der Newman-Motor stehen bleiben würde, schalteten sie die Batterien von dem

Newman-Motor ab und wieder an den erstgenannten normalen 12 Volt

Gleichstrommotor heran.

Es dauerte jetzt auf einmal 2 Minuten und 20 Sekunden bis diesmal der Motor

stehen blieb. Das war fast doppelt solange wie vorher. ( siehe dazu auch

den "Science"-Artikel vom 10.2.1984, [14])

Bild 11 : Vergleichschart der Betriebsdauer der beiden Motoren an den selben

8 Mignonzellen

Nach den beiden oben erwähnten Maschinen baute Newman eine dritte Maschine ,

bei der ein 7 Kg schwerer Bariumferrit-Magnet-Rotor ausserhalb einer 70 Kg

schweren Kupferspule rotiert.

Bild 12: Newmans 3. Maschine

Danach demonstrierte er eine von der Größe ähnliche, aber lineare Ausführung, wo

der Magnet im Spulenkern sitzt und durch den Kommutator gesteuert um seine

Ruhelage hoch und herunter vibriert.

Fällt dabei der Magnet durch sein Gewicht in den Spulenkern hinein, wird der Strom

durch den Kommutator in der Spule eingeschaltet und durch das Spulen-Magnetfeld

der Stab-Magnet wieder herausgedrückt. Dabei schaltet er wieder den Strom in der

Spule ab, so daß der Magnet wieder in die Spule zurückfällt.

Bild 13 : Newmans Linearmaschine bei einer Vorführung

im Superdome in New Orleans 1986

Newman hat in letzterer Zeit kleinere Versionen seiner Maschinen gebaut, z.B. einen

Ventilatormotor mit ca. 10 Kg Kupferdraht und kräftigen , eng mit der Spule

gekoppelten Neodymium-Eisen-Bor-Magneten.

Diese Maschine wird mit einer, aus in Reihe geschalteten 9 Volt- Batterien,

erzeugten Spannung von 2300 Volt betrieben.

Bei diesem Motor, der eine Ventilatorluftschraube antreibt, entsteht ein hohes

Drehmoment an der Welle, bei einem durchschnittlichem Eingangstrom von nur 2-3

mA. Dieser Motor ist bei seiner Eingangsleistung von ca.5 bis 7 Watt effizienter als

ein gleich großer kommerzieller Ventilatormotor, der für die gleiche mechanische

Leistung ca. 30 Watt braucht.

Bild 14 : Newmans Ventilatormotor

Bild 15 : Kommutator des Ventilatormotors

Ferner hat Newman einen Spielzeugmotor mit ca. 1Kg Kupferdraht und starken

Neodymmagneten vorgestellt, der bei 250 Volt Batteriespannung einen Eingangsstrom

von ca. 5 mA zieht und direkt die hintere Achse eines ferngesteuerten

Spielzeugautos antreiben soll.

Bild 16 : Spielzeugmotor

Bild 17: Vorderansicht des Spielzeugmotors

Bei dieser Eingangsleistung von etwa 1,25 Watt bei der Leerlaufdrehzahl entsteht auf

den Zuleitungen des Motors ein Hochfrequenzstrom von ca. 30 mA, der durch das

Schalten des Kommutators entsteht.

Dieser Hochfrequenzstrom wird von Newman mit einem calorimetrischem

Effektivwert-Milliamperemeter gemessen, welches durch eingebaute Thermoelemente

über einen Wärmeprozeß auch die HF-Strom-Komponenten erfaßt.

Bild 18 : HF-Strom auf den Zuleitungen

beim Spielzeugmotor (Toy-Motor)

Auch hier taucht wieder die Frage auf, ob dieser HF-Strom wirklich auch im

Spulenwiderstand fließt und eine entsprechende Verlustwärme hervorruft oder ob

das nur Auf- und Entladungsströme der Spulenkapazität sind ?

Newman konnte auch einige private Investoren überzeugen, ein Auto mit seinem

Motorenprinzip auszurüsten und stellte Anfang 1987 einen roten Sterling-Sportwagen

auf einem Porsche Chassis basierend, ausgerüstet mit einem 550 Pfund schweren

Newman-Motor, der Öffentlichkeit vor.

Bild 19 : Newmans Sterling Auto, Bild 20: Newmans Gyro-Power-Car

"Gyro-Power-Car" von hinten gesehen, mit

genannt den aufblitzenden Neonröhren.

Bild 21: Der durch die Spulen-Induktionsspannung

des Auto-Motors hell erleuchtete Neon-Schriftzug:

"GYRO-POWER" auf der Rückseite des Sterling Autos.

Dieser Motor wurde von einigen Dutzend 250 Volt Batterien (speziell für Newman

von der Firma Ray-O-Vac-Batteries hergestellt) angetrieben.

Dabei ergab sich eine Eingangsspannung von 17000 bis 15640 Volt und ein

Eingangsstrom von ca. 20 bis 10 mA ( je nach Alterungsgrad der Batterien ).

Die Batterien hatten eine Kapazität von ca. 500 mAh.

Bild 22: Ray-O-Vac Spezial 250 Volt Batterien

Das 1800 Pfund schwere Auto fuhr bei verschiedenen Vorführungen ca. 4 bis 10 mph

schnell.

Laut Batteriehersteller sollten die Batterien ca. 26 Stunden halten, Newman ist aber

nach meinen letzten Informationen insgesamt ca. 45 Stunden mit denselben Batterien

gefahren.

Waren dafür also die vermeintlichen Rückladestromimpulse verantwortlich, die die

Batterien wieder aufluden oder nutzt Newman durch seinen gepulsten Betrieb des

Motors und die die entstehenden HF-Bursts, die auch durch die Batterie fließen und

wahrscheinlich die chemischen Reaktionen innerhalb dieser beeinflussen, nur die

Batterien besser aus ?