In het kort:
Er zijn allerlei mogelijkheden om een slinger op te hangen. Essentieel is dat de slinger in alle richtingen even gemakkelijk kan bewegen en dat de slingertijd in alle richtingen dezelfde is, d.w.z. het draaipunt moet voor alle richtingen op dezelfde hoogte zitten en tijdens de slingering ook blijven. Ook moeten het massa-traagheidsmoment en de wrijving in alle richtingen gelijk zijn.
Een aantal mogelijkheden heb ik in het begin van mijn experimenten geprobeerd en sommige bleken ongeschikt of faalden.
Cardan Koppeling
Deze eenvoudige cardankoppeling is ongeschikt, want heeft teveel speling. Het resultaat is dat de draai-assen voor Oost-West en Noord-Zuid op verschillende hoogtes liggen.
Één-kogel lager
Dit één-kogel lager (kogeldiameter 11 mm) had veel te veel stilstaande wrijving. Dat was goed zichtbaar aan het lager zelf, eerst buigt de kabel, en dan pas kwam het staafje in beweging.
Cardan lager
Een cardan lager, speciaal voor de slinger gemaakt. De gaten voor de kogellagers zijn helaas iets te groot uitgevallen, het had een lichte perspassing moeten worden. De 8 M3 schroefjes dwingen de kogellagers nu naar de onderste positie, zodat de draaiings-assen op dezelfde hoogte liggen.
Een betrekkelijk korte test gaf aan dat dit lager een beduidende wrijving had (er werd een lage Q gemeten) en er bleek een voorkeur voor bepaalde richtingen. Mogelijk was de wrijving niet voor elke draairichting gelijk en / of speelde het verschil in massatraagheid een rol.
Fietskogeltje
Een proef met een fietskogeltje van ca. 4mm diameter in een hol gemaakt eind van een M6 bout veroorzaakte al snel een eigen putje in die bout.
De bout harden zou een optie zijn, maar ik vond een kogelpuntje van glas of misschien wel saffier en kon dat op een hol stukje glas laten rusten.
Zie het Puntlager hieronder......
Puntlager
Met dit puntlager zijn een aantal experimenten gedaan zonder aandrijving, in de eerste opstelling met de Line Sensors voor het uitlezen van de bewegingen van de slinger.
Daarbij is diverse malen Foucault precessie gezien, altans een precessie in de goede richting en met de goede snelheid. De bescheiden tijdsduur van elke proef liet het niet toe om FP goed te bestuderen.
Ook is met hulp van de line sensors de kwaliteitsfactor Q van de slinger gemeten en die bleek verrassend hoog, orde grootte 6300. Het duurde ca. 2:30 voordat de amplitude tot 37% van de beginwaarde verminderd was.
Deze lagering met een tasterpunt en een holle lens is enige tijd geprobeerd
Je ziet hier een stuk hoekijzer bevestigd aan een gording balk op mijn zolderverdieping.(bovenaan) Het heldere deel is een driehoekig stuk aluminium waaraan een dikke aluminiumstrip is bevestigd. Daarop ligt het oculair. In de bout door die zwarte balk is het tasterpuntje bevestigd en onderaan de beugel is de kabel bevestigd met een spantang van een Proxxon printboormachientje.
Het puntlager, afkomstig van 1 of andere meet-taster. Het paarse kogeltje is 3 mm in doorsnede en waarschijnlijk van saffier of een ander zeer hard materiaal.
Het puntlager was opgelegd in een onderdeel van een microscoop oculair dat een holle lens bevatte.
De beugel met het puntlager is gemaakt van een staaf aluminium en een handvat van een 19" systeem.
Bovenaan een M6 bout waarin het tasterpuntje bevestigd is.
Onderaan een stukje M6 draadeind waaraan het verloopstukje met de Proxxon spantang geschroefd kan worden.
Vlakbij het lagerpunt was ook een magneetje aangebracht. Op de vaste strip waarop het oculair rustte zat ook zo'n magneetje, zo dat die twee elkaar aantrekken. De bedoeling was om te voorkomen dat de beugel gaat draaien en zo tegen de vaste strip zou aanlopen.
Na betrekkelijk korte tijd bleek het lensje beschadigd (witte vlek in het midden). Het tasterpuntje bleef ongedeerd, dus dat zal wel van een veel harder materiaal gemaakt zijn. Saffier?
Hierna is een experiment gedaan waarbij het glazen lensje vervangen was door een stalen plaatje waarin met een kogel uit een kogellager en een zware moker een putje in geslagen is. Daarna is het plaatje gehard.
Na vrij korte tijd bleek het putje beschadigd. Waarschijnlijk omdat er bij het harden een koolstoflaagje op het plaatje is ontstaan en dat is natuurlijk niet zo hard
Vervolgens is er een experiment gedaan met een stukje beitelstaal waarin met een Dremel-diamantbolletje een putje geslepen was.
Dat ging ook niet goed, na een paar dagen zag ik dat de slinger (nog steeds handgelanceerd en zonder aandrijving) malle effecten begon te vertonen, zoals een slechte en wisselende Q, voorkeur voor bepaalde richtingen, en sterke oscillerende ellipsvorming.
Een inspectie van het puntlager leverde op dat er nu slijtage was aan het taster-puntje en dat het putje in het beitelstaal zo goed als onbeschadigd gebleven is. Conclusie: Het beitelstaal is harder dan het tasterpuntje en het is te ruw.
Het putje zoals het met een Dremel diamant-bolletje in een stukje beitelstaal geslepen is. Het putje is ca. 2mm in diameter, het dremel-bolletje was 4mm in diameter.
Na pakweg 10 keer de slinger gelanceerd te hebben zit er wat slijpsel van de tasterpunt in het putje.
De tasterpunt is onomkeerbaar beschadigd.
Beschadiging tasterpunt "en profil".
De vervolg-experimenten (we schrijven nu eind juni 2017) ga ik eerst met een vaste ophanging doen.
Smeren
Smeren van het lager werkt meestal niet goed voor een Foucault slinger. Smeren met olie of vet berust er op dat er een olie-filmpje tussen de lagerdelen ontstaat waardoor er geen metalliek contact meer is, en dus geen stilstaande wrijving (hysteresis) en geen slijtage. Dat gaat goed bij lagers die redelijk snel bewegen, maar bij de zeer langzame beweging over een kleine hoek zoals bij de Foucault slinger, zal een eventuele oliefilm weggedrukt worden en zal er metalliek contact ontstaan.
Olie of vet kan wel helpen tegen corrosie en om stof buiten het contactgebied te houden.
Kabel
Alle experimenten tot ca. mei 2017 zijn gedaan met een RVS kabel van 7 strengen die ieder uit 7 tiertjes bestaan. Totale buitendiameter 1 mm. Deze kabel vertoonde bepaalde torsie effecten waarvan het niet duidelijk is of die de uitkomsten nadelig beinvloed hebben. Er is later wel ontdekt dat een periodische rotatie van de bob om z'n vertikaal-as een effect had op de timing signalen. Dit in samenhang met de omstandigheid dat het magneetje in de bob niet perfect gecentreerd is, c.q. dat het veld van dat magneetje niet perfect rotatiesymmetrisch is. Bij het lanceren van de bob ontstaat er gemakkelijk een beetje rotatie en het duurde soms vrij lang totdat die uitgestorven was. Dit effect is pas later begrepen.
Vanaf mei is er ook geëxperimenteerd met een koperdraad van 1 mm diameter. De gedachte hierbij was dat je een koperdraad gemakkelijk "door de vloeigrens" kunt trekken waardoor de draad zeer recht en spanningsvrij wordt.
Deze draad kon de bob toch niet betrouwbaar dragen.
De koper kabel is vooralsnog vervangen door een ijzerdraad van 1 mm diameter. Hierbij blijkt dat de torsie stijfheid veel beter is. Het ijzerdraad laat zich met wat krachtpatserij even door de vloeigrens trekken en dan heb je een mooi rechte draad die vergeten is dat 'ie opgerold geweest is.
Er is inmiddels ook pianosnaar beschikbaar maar nog niet geprobeerd. Pianosnaar is zeker 7 maal sterker dan eenvoudig ijzerdraad maar heeft het nadeel dat het krom wil gaan staan en dat trek je er niet gemakkelijk uit.