Gravitationsabschirmung durch rotierende Massen

Abschlussbericht
Gravitationsabschirmung
durch rotierende Massen
Versuchsaufbau nach Eduard Krausz
Autor:
Thomas Senkel
Dipl.-Physiker im
Institut für Gravitationsforschung
Waldaschaff, den 30.06.2004

Institut für Gravitationsforschung Gravitationsabschirmung nach Krausz
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung.......................................................................................................................... 4
1.1 Einflussgrößen............................................................................................................ 4
2 Aufbau................................................................................................................................ 4
2.1 Rotationskörper .......................................................................................................... 5
2.2 Antrieb und Lagerung ................................................................................................ 5
2.3 Auswuchten................................................................................................................ 6
2.4 Abschirmung.............................................................................................................. 8
2.5 Probekörper ................................................................................................................ 8
2.6 Waage ......................................................................................................................... 8
2.6.1 Aufbau mit DMS-Wägezelle.............................................................................. 9
2.6.2 Aufbau mit Balkenwaage................................................................................... 9
2.7 Messtechnik.............................................................................................................. 10
2.8 Vorsichtsmaßnahmen............................................................................................... 11
3 Versuchsdurchführung..................................................................................................... 11
4 Ergebnisse ........................................................................................................................ 11
4.1 Messungen mit DMS-Wägezelle ............................................................................. 11
4.1.1 Erdung des Aufbaus ......................................................................................... 11
4.1.2 Drift der Waage ................................................................................................ 11
4.1.3 Vibrationen....................................................................................................... 12
4.1.4 Luftdruck im Inneren der Abschirmung........................................................... 12
4.1.5 Temperaturverhalten ........................................................................................ 13
4.1.6 Temperaturkompensation an der DMS-Wägezelle.......................................... 14
4.2 Messungen mit Balkenwaage ................................................................................... 16
4.3 Überlegungen zur Drehzahl ..................................................................................... 18
4.4 Überlegungen zu elektrischen Kräften am Krausz-Aufbau ..................................... 19
5 Würdigung und Kritik des „Gelsenkirchener Experiments“............................................ 21
6 Zusammenfassung............................................................................................................ 21
7 Quellennachweis .............................................................................................................. 22
7.1 Literatur .................................................................................................................... 22
7.2 Materialliste für mechanischen Aufbau................................................................... 22
7.3 Messgeräte und Sensoren......................................................................................... 22
7.4 Lieferanten ............................................................................................................... 22
8 Danksagung...................................................................................................................... 23
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Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Prinzipskizze mit Balkenwaage ........................................................................... 5
Abbildung 2: Technische Zeichnung Titanzylinder, Luftlager und -turbine ............................. 5
Abbildung 3: Luftbedarf Picobell Turbine................................................................................. 6
Abbildung 4: Messprotokoll Auswuchten.................................................................................. 7
Abbildung 5: Restunwucht nach dem Auswuchten................................................................... 7
Abbildung 6: Gießen des Probegewichts aus Blei..................................................................... 8
Abbildung 7: Probegewichte aus Wolfram, Blei, Granit und Holz ........................................... 8
Abbildung 8: Aufbau mit DMS-Wägezelle (verdeckt durch Trägerprofil) ............................... 9
Abbildung 9: Aufbau mit Balkenwaage................................................................................... 10
Abbildung 10: Drift DMS-Waage, Reset sofort nach Einschalten .......................................... 12
Abbildung 11: Versuch mit Temperatur- und Druckmessung................................................. 13
Abbildung 12: Gewichtsänderung durch Erwärmen mit einem Föhn...................................... 14
Abbildung 13: Temperaturkompensation der DMS-Wägezelle............................................... 14
Abbildung 14: Autotune des PID-Reglers für Heizung der DMS-Waage ............................... 15
Abbildung 15: Kein Einfluss von Heizungsstrom auf Waage ................................................. 15
Abbildung 16: Gewichtsänderung in Abhängigkeit von der Drehzahl, DMS-Waage ............. 16
Abbildung 17: Gewichtsänderung in Abhängigkeit von der Drehzahl; Balkenwaage ............ 17
Abbildung 18: Vermuteter Effekt bei geringeren Drehzahlen................................................. 18
Abbildung 19: Aufbau spannungswaage.................................................................................. 20
Abbildung 20: Probegewicht in Abschirmung......................................................................... 20
Abbildung 21: Messdiagramm zur Spannungswaage .............................................................. 20
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1 Einführung
Nach Eduard Krausz handelt es sich bei der Gravitation um ein fluides Medium, welches den
gesamten Raum erfüllt (Äther). Dabei erfährt Materie folgende Wechselwirkungen mit der
Gravitation:
?? Materie wird von Gravitation umspült und durchdrungen
?? Materie bindet Gravitation und verdichtet sie zu Materie
?? Materie selbst erzeugt keine Gravitation
?? Materie zerfällt durch Gravitationszufuhr bei entsprechend niedrigem Druck in der
Halbwertszeit
?? Materie zerfällt ohne Gravitationszufuhr zurück in Gravitation
[1, S.23]
Mit dem unten beschriebenen Versuchsaufbau sollen die Existenz und die Eigenschaften
dieses fluiden Mediums nachgewiesen werden. Ein sehr schnell rotierender Metallzylinder
lenkt das fluide Medium ab, so dass ein Probekörper im Inneren des Zylinders leichter wird.
Genau genommen wird die Richtung des Gravitationsvektors abgelenkt, so dass die vertikale
Komponente kleiner wird. Ein positives Ergebnis bei diesem Experiment könnte mit den
herkömmlichen Theorien der Gravitation nach Newton und Einstein nicht erklärt werden.
1.1 Einflussgrößen
Der Effekt sollte stärker werden:
?? Mit größerem Durchmesser des Zylinders
?? Mit höherer Masse, bzw. Dichte des Zylinders
?? Mit höherer Drehzahl
?? Mit höherer Masse, bzw. Dichte des Probekörpers
?? Mit geringerem Abstand des Probekörpers vom Zylinder
Dies sind Vermutungen, abgeleitet aus den Hypothesen von Krausz. Genauere funktionale
Zusammenhänge sind nicht bekannt.
Dem entsprechend wird die Geometrie des Aufbaus gewählt, um einen möglichst starken
Effekt zu erhalten. Natürlich sind hier Grenzen gesetzt, vor allem durch die Festigkeit des
Materials und die Drehzahlfestigkeit der Lagerung.
2 Aufbau
Der Aufbau orientiert sich im wesentlichen am Originalexperiment von Krausz [4, S. 21 ff],
welches 1992 in Zusammenarbeit mit der FH Gelsenkirchen durchgeführt wurde. Krausz
spricht daher auch vom „Gelsenkirchener Experiment“.
Die Prinzipskizze (Abbildung 1) zeigt unseren Aufbau mit Balkenwaage, Gegengewicht und
digitaler Laborwaage. Der rotierende Zylinder befindet sich vollständig in einer
geschlossenen Abschirmung.
Der Aufbau und die Durchführung der Experimente erstreckte sich insgesamt über einen
Zeitraum von zwei Jahren, wobei schon über ein Jahr verging, bis nach einigen Fehlschlägen
der Versuchsaufbau überhaupt betriebsbereit war. In einem weiteren Jahr wurden die
Messungen und Verbesserungen durchgeführt, immer wieder von Pausen unterbrochen, da
parallel noch andere Experimente durchgeführt wurden.
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Gegengewicht
Digitalwaage
0,001 g
0.00 g
Balkenwaage
Probegewicht
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Titanzylinder
Abschirmung
Abbildung 1: Prinzipskizze mit Balkenwaage
Luftturbine
2.1 Rotationskörper
Das zentrale Bauteil des Experiments ist ein Zylinder, bzw. Becher aus Titan (TiAl6V4). Das
Material wurde aufgrund seiner nicht-magnetischen Eigenschaften und der sehr hohen
Festigkeit ausgewählt. Im Original von Krausz betragen die Maße D 76,1 mm x 90 mm x 2
mm. Wir haben die Maße passend zu unserem Antrieb leicht modifiziert. Der Becher wurde
komplett „aus dem Vollen“ gedreht und geschliffen mit einer Rundlaufgenauigkeit von besser
als 5 µm.
Abbildung 2: Technische Zeichnung Titanzylinder, Luftlager und -turbine
2.2 Antrieb und Lagerung
Als Antrieb hatte Krausz einen umgebauten Abgasturbolader von Porsche verwendet, der mit
Pressluft bei 10 bar angetrieben wurde. Für den erforderlichen Luftdurchsatz wäre ein sehr
großer Kompressor notwendig gewesen. Dies hätte erhebliche Kosten, Platzbedarf und
Lautstärke bedeutet.

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Daher haben wir zunächst einen elektrischen Antrieb vorgesehen. Eine Schleifspindel mit
Frequenzumrichter wurde uns Leihweise von der Fa. GRW zur Verfügung gestellt.
Drehzahlen von bis zu 120.000 min -1 sollten damit erreichbar sein. Die Lagerung bestand aus
keramischen Kugellagern, die mit Ölnebelschmierung versorgt wurden. Leider erwies sich die
Achse mit 7mm Durchmesser als nicht stabil genug und zerbrach beim Auswuchten mit
aufgeschraubtem Titanzylinder.
Für den endgültigen Aufbau entschieden wir uns für eine Picobell Luftturbine mit
dazugehörigem Luftlager der Fa. Eitzenberger. Gerade für hohe Drehzahlen stellen Luftlager
eine ideale Form der Lagerung dar, da sie nahezu reibungsfrei und ohne störende Resonanzen
sind.
Der Hersteller gibt für die Turbine eine maximale Drehzahl von über 50.000 min -1 an, die
vom Luftbedarf her mit einem normalen Kompressor erreichbar sein sollte (Abbildung 3). Die
gilt allerdings nur im Leerlauf. Mit angeflanschtem Titanzylinder erreichten wir in der Praxis
dann maximal 43.000 min -1 .
Abbildung 3: Luftbedarf Picobell Turbine
Das Luftlager wird von einem separatem Kompressor versorgt, der an einem eigenen
Stromkreis betrieben wird. Ein Ausfall des Luftlagers während des Betriebs würde einen
Totalschaden verursachen.
2.3 Auswuchten
Erst durch das Auswuchten wird ein präziser Rundlauf erreicht, der bei diesen Drehzahlen
absolut notwendig ist. Geringste Unwuchten könnten zur Zerstörung der Lager und des
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ganzen Aufbaus führen. Das Auswuchten in zwei Ebenen wurde auf einer Wuchtmaschine bei
der Firma Schenck Rotec GmbH durchgeführt.
Abbildung 4: Messprotokoll Auswuchten
In Abbildung 4 zeigt Kanal 1 die Schwingamplitude in der Ebene der Aufhängung des
Zylinders; Kanal 2 ist die Ebene am äußeren Rand des Zylinders. Das Auswuchten wurde in
mehreren Schritten durch gezieltes Abschleifen an der Außenseite des Zylinders
vorgenommen.
Schließlich konnte eine Restunwucht von 0,082 gmm in Ebene 1 und 0,069 gmm in Ebene 2
erreicht werden (s. Abbildung 5)
Abbildung 5: Restunwucht nach dem Auswuchten
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2.4 Abschirmung
Der Probekörper muss gegenüber dem rotierenden Zylinder gegen Luftströmung abgeschirmt
werden. Die Abschirmung sollte möglichst dünn und aus nichtmagnetischem Material
bestehen. Krausz hat einen Edelstahl Nr. 4571 (V4A) verwendet. Wir haben mit
verschiedenen Abschirmungen aus PVC und Kupferblech experimentiert.
2.5 Probekörper
Krausz hatte einen Probekörper aus Blei (11,4 g/cm 3 ) mit einer Massen von 728 g verwendet.
Er ist als ein Zylinderabschnitt mit maximaler Größe innerhalb der Abschirmung geformt und
befindet sich im oberen Bereich des Zylinders.
Abbildung 6: Gießen des Probegewichts aus Blei
Wir haben mehrere Probekörper aus Blei (478 g), Granit (152 g) und Buchenholz (32 g)mit
gleicher Größe und Form angefertigt. Des weiteren wurde ein noch dichterer, aber kleinerer,
Probekörper aus Wolfram (295 g)angefertigt. Dazu wurde Wolframgranulat zusammen mit
Epoxidharz in eine Form gegossen. Diese Form mit gestutzten Kanten sei nach Aussage von
Krausz noch effektiver.
Abbildung 7: Probegewichte aus Wolfram, Blei, Granit und Holz
2.6 Waage
Im Originalaufbau von Krausz wurde eine Balkenwaage verwendet. Auf der einen Seite war
der Probekörper befestigt, auf der anderen ein verschiebbares Gegengewicht zum austarieren.
Der Drehpunkt war im Bereich der Durchführung durch die Abschirmung. Es wurden
Auslenkungen am Ende des Balkens von bis zu 5mm registriert. Dies wurde mit einem
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berührungslosen Wegsensor mit einer Auflösung von 1/10.000 mm gemessen. Diese
Wegauslenkung musste in eine Gewichtsveränderung umgerechnet werden. Dazu muss zuvor
die Empfindlichkeit der Waage bestimmt werden, die vor allem durch Länge des Balkens und
die Lage der Massenschwerpunkte gegenüber dem Drehpunkt gegeben ist.
Die Präzision und Zuverlässigkeit der Gewichtsmessung ist von entscheidender Bedeutung in
diesem Experiment. Um zu verlässlichen Ergebnissen zu kommen, haben wir mit zwei
verschiedenen Wägesystemen Messungen durchgeführt und die Ergebnisse genauestens
überprüft.
2.6.1 Aufbau mit DMS-Wägezelle
Beim ersten System (Abbildung 8) haben wir eine DMS-Wägezelle eingesetzt, die mit
zugehörigem Messverstärker eine Anzeigegenauigkeit von 0,01 g hat. Die tatsächliche
Genauigkeit beträgt allerdings nur etwa 0,05 g. Die Z-förmige Wägezelle konnte innerhalb
der Abschirmung eingebaut werden, so dass das Probegewicht direkt aufliegt.
Abbildung 8: Aufbau mit DMS -Wägezelle (verdeckt durch Trägerprofil)
Das U-förmige Trägerprofil lässt sich von außen durch drei Stellschrauben in Höhe und
Neigung justieren, um den optimalen Abstand des Probegewichts von der Abschirmung
einzustellen.
Der Vorteil dieser Anordnung ist die Unempfindlichkeit gegenüber Luftströmungen, die bei
der Balkenwaage das Ergebnis verfälschen könnten.
Leider hat diese Anordnung auch Nachteile, die erst im Laufe der Experimente sichtbar
wurden, z.B. eine Temperaturabhängigkeit der Waage.
2.6.2 Aufbau mit Balkenwaage
Beim zweiten Wägesystem (Abbildung 9) wird eine Balkenwaage verwendet, die aus einem
Aluminiumstab und einem speziellen Achatlager besteht. Auf der einen Seite ist das
Probegewicht direkt auf dem Waagebalken befestigt und ragt in die Abschirmung hinein. Auf
der anderen Seite hängt ein etwas schwereres Gegengewicht, das auf einer digitalen
Laborwaage (Fa. Kern, Genauigkeit 1 mg) aufliegt. Es werden also nur Gewichtsdifferenzen
erfasst. Der Ablesewert hat dann das umgekehrte Vorzeichen und muss noch um das
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Hebelverhältnis der Balkenwaage korrigiert werden. (In unserem Falle ist das Hebelverhältnis
1:1)
Abbildung 9: Aufbau mit Balkenwaage
Dieses System hat den Vorteil, dass die Waage weit weg von etwaigen elektromagnetischen
oder thermischen Störungen ist. Die Laborwaage hat eine sehr gute Genauigkeit und ist intern
temperaturkompensiert. Außerdem hat die Balkenwaage bei dieser Anordnung fast keine
Auslenkung, und somit bleibt auch der Abstand des Probegewichts von der Abschirmung
konstant.
Allerdings könnte Luftzug das Ergebnis beeinflussen.
2.7 Messtechnik
Das Messsystem soll in erster Linie das Gewicht des Probekörpers möglichst genau erfassen.
Dazu wurden, wie oben beschrieben, zwei verschiedene Verfahren angewendet.
Wichtig ist auch eine Drehzahlmessung am Zylinder. Dazu wurde eine schwarze Markierung
auf dem Titanzylinder angebracht und mit einer Reflexlichtschranke detektiert. Mit einem
Frequenzzähler wurde direkt die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute angezeigt und per
serieller Schnittstelle an den Prozessrechner übertragen.
Des weiteren wurden zur Verifizierung und Konsolidierung der Gewichtsmessung noch
folgende Parameter erfasst:
?? Vibration mit Beschleunigungssensor.
?? Temperatur direkt an der Wägezelle mit PT100.
?? Differenzdruck zwischen innerhalb und außerhalb der Abschirmung.
Alle diese Eingangskanäle wurden synchron mit dem Prozessrechner Hydra erfasst und mit
der Software Diadem ausgewertet.
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2.8 Vorsichtsmaßnahmen
Der rotierende Titanzylinder hat einen hohen Energieinhalt, der je nach Drehzahl bis zu
20 MJ betragen kann. Das Hochfahren der Drehzahl muss sehr vorsichtig erfolgen. Schon
geringste Unwuchten könnten zu Zerstörung des gesamten Systems führen. Außerdem ist zu
beachten, dass niemals die Luftzufuhr zum Luftlager unterbrochen wird, während der
Zylinder rotiert.
3 Versuchsdurchführung
Die Durchführung der Versuche ist recht einfach. Zunächst werden die Abstände der
Abschirmung und des Probekörpers so justiert, dass nirgendwo ein Kontakt auftritt. Dann
wird die Luftzufuhr für das Luftlager geöffnet. Nachdem die Messaufnahme gestartet wurde,
wird die Waage nochmals auf Null gesetzt. Nun kann das Ventil für die Luftturbine langsam
geöffnet werden. Die maximale Drehzahl wird einige Zeit konstant gehalten, dann wird die
Luftzufuhr für die Turbine geschlossen. Wenn alles zum Stillstand gekommen ist, wird die
Messung gestoppt und das Luftlager ausgeschaltet.
4 Ergebnisse
4.1 Messungen mit DMS-Wägezelle
Insgesamt wurden 19 Messreihen aufgezeichnet, wobei folgende Parameter variiert wurden:
?? Art des Probekörpers (Wolfram, Blei, Granit, Holz)
?? Art der Abschirmung (PVC, Kupfer)
?? Einrichtung zusätzlicher Messkanäle für Temperatur, Vibration, Druck
Folgende Einflussfaktoren wurden dann genauer untersucht:
?? Erdung des Aufbaus inkl. Wägezelle
?? Drift der Waage
?? Vibrationen
?? Luftdruck im Inneren der Abschirmung
?? Temperaturverhalten der Wägezelle
4.1.1 Erdung des Aufbaus
Es stellte sich heraus, dass beim ungeerdeten System eine unkontrollierte Drift der Waage
aufgrund von elektrostatischer Aufladung stattfinden kann. Dies ist vermutlich der Fehler bei
den ersten Messungen gewesen. So kann ein Berühren des Aufbaus mit der Hand den
Anzeigewert der Waage um mehrere Gramm ändern! Durch Erdung wurde diese Fehlerquelle
ausgeschlossen.
4.1.2 Drift der Waage
Die DMS-Waage sollte nach dem Einschalten erst einige Zeit (z.B. 2 Stunden) warmlaufen.
Erst wenn alles im thermischen Gleichgewicht ist, bleibt der Messwert im Rahmen der
Messgenauigkeit von +/- 50mg stabil. (Abbildung 10)
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Abbildung 10: Drift DMS -Waage, Reset sofort nach Einschalten
4.1.3 Vibrationen
Mit einem Beschleunigungssensor wurde direkt auf dem Gehäuse des Luftlagers in axialer
Richtung die auftretenden Vibrationen gemessen. Die Vibrationen sind aufgrund der guten
Auswuchtung sehr gering und damit vernachlässigbar.
4.1.4 Luftdruck im Inneren der Abschirmung
Der mit bis zu 43000 min -1 rotierende Titanzylinder verursacht im Außenbereich erhebliche
Luftströmungen. Der Durchtritt des Trägerprofils durch die Abschirmung ist nicht völlig
luftdicht. Falls nun hier Luft eintritt und im Inneren einen Überdruck erzeugt, würde der
Probekörper leicht angehoben werde. Daher wurde während einiger Versuche zusätzlich mit
einem Differenzdrucksensor gemessen. Die Druckänderungen sind geringer als die Auflösung
des Sensors von 0,1 hPa. Diese mögliche Fehlerquelle ist also vernachlässigbar.
(sieheAbbildung 11)
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Drehzahl [1/min]
45000
40000
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
Krausz Versuch 18
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
Zeit [s]
Abbildung 11: Versuch mit Temperatur- und Druckmessung
4.1.5 Temperaturverhalten
Das Temperaturverhalten der Wägezelle ist der kritischste Punkt.
Exemplarisch sei hier ein Messprotokoll wiedergegeben, bei dem die Temperatur mit einem
PT100-Sensor direkt an der Wägezelle mit erfasst wurde (Abbildung 11). Deutlich sichtbar ist
der Temperaturanstieg von 11,2°C auf 14,5°C, der aus der Luftreibung des rotierenden
Zylinders resultiert. Parallel zum Temperaturanstieg sinkt der Messwert der Waage.
Das Temperaturverhalten wurde in einem weiteren Versuch ohne Rotation genauer
untersucht. Dazu wurde der Aufbau mit einem Föhn bis auf 55°C erwärmt. (Abbildung 12).
Die gesamte Gewichtsänderung beträgt etwa 7 g. Allerdings ist auch die thermische Trägheit
zu erkennen: Die Waage braucht einige Zeit länger als der Temperatursensor, bis die
jeweilige Temperatur erreicht ist. Dadurch kommt es zu einem Zeitversatz der beiden Kurven.
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1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
-1,0
Gewicht [g]
16
15
14
13
12
11
10
Temp. [°C]
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
Druck [hPa]

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Temperatur [°C]
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Zeit [s]
Abbildung 12: Gewichtsänderung durch Erwärmen mit einem Föhn
4.1.6 Temperaturkompensation an der DMS-Wägezelle
Um die Temperatur an der DMS-Wägezelle möglichst konstant zu halten, wurde eine
geregelte Heizung eingebaut. Dazu wurden zwei keramische Hochlastwiderstände von je
10 Ohm und 10 W Verlustleistung im Inneren der Abschirmung an den U-förmigen Aluträger
geklemmt (Abbildung 13). Gespeist wurde diese mit geglätteter Gleichspannung von etwa
18 V, die über ein Halbleiterrelais (SSR) ein- und ausgeschaltet wurde.
Abbildung 13: Temperaturkompensation der DMS -Wägezelle
Die Regelung erledigte ein PID-Regler der Fa. Eurotherm mit einer Genauigkeit von besser
als 0,05 K. Die Temperatur wird dabei etwas über Raumtemperatur, z.B. auf 26°C konstant
gehalten. Dadurch wird ein Wärmeeintrag des Antriebs automatisch durch verringerte
Heizleistung ausgeglichen. Der Regler ermittelt die erforderlichen Werte über das thermische
Verhalten des Gesamtsystems automatisch in einem sog. Autotune Prozess (Abbildung 14).
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2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
Gewichtsdifferenz [g]

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Temperatur [°C]
28
27
26
25
24
23
22
21
PID Regler Autotune mit Heizung innen
20
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Zeit [min]
Abbildung 14: Autotune des PID-Reglers für Heizung der DMS -Waage
Nachdem das Autotuning durchgeführt wurde, hat der Regler die optimalen PID-Parameter
ermittelt und gespeichert. Beim erneuten Start wird die Solltemperatur direkt angesteuert, so
dass es zu fast keinem Überschwinger mehr kommt.
Des weiteren wurde noch getestet, ob evtl. Rückwirkungen der stromdurchflossenen
Heizwiderstände aufgrund von elektromagnetischer Einstreuung stattfinden. Abbildung 15
zeigt, dass die Waage innerhalb der Messgenauigkeit von 50 mg nicht durch den Stromfluss
in der Heizung beeinträchtigt wird.
Gewicht [g]
1,000
0,800
0,600
0,400
0,200
0,000
-0,200
-0,400
-0,600
-0,800
-1,000
Einfluss von Heizungsstrom auf Waage
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Zeit [s]
Gewicht Heizung ein
Abbildung 15: Kein Einfluss von Heizungsstrom auf Waage
Nun erst konnte mit der DMS-Wägezelle ein verlässliches Ergebnis erzielt werden.
In Abbildung 16 ist die Abhängigkeit des Gewichts von der Drehzahl dargestellt.
- 15 -

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Gewichtsdifferenz [g]
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
-0,05
-0,10
-0,15
-0,20
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000
Drehzahl [1/min]
- 16 -
Probegewicht
Abbildung 16: Gewichtsänderung in Abhängigkeit von der Drehzahl, DMS-Waage
Deutlich sichtbar sind die statistischen Schwankungen von etwa ±0,05 g, was der Auflösung
der Waage entspricht. Darüber hinaus ist beim besten Willen keine Gewichtsabnahme,
sondern eher noch eine leichte Zunahme mit höherer Drehzahl zu erkennen.
Dies liegt aber alles im Rahmen der Messgenauigkeit der verwendeten Waage!
Bei den ersten Messungen mit der DMS-Wägezelle schien sich zunächst der erwartete Effekt
zu zeigen: Die Waage zeigte einen Wert von bis zu -2,3 g an.
Wie man den vorherigen Abschnitten entnehmen kann, lässt sich dieses erste Ergebnis
auf äußere Störungen (fehlende Erdung, falsche Kalibrierfaktoren der DMS-
Messbrücke) zurückführen.
(Anmerkung: Diese ersten Messungen hatten wir leider vorschnell Herrn Krausz telefonisch
mitgeteilt, etwas später dann aber mit der genannten Begründung widerrufen. Leider beruft
sich Herr Krausz trotzdem noch öffentlich auf diese fehlerhaften Messungen. Siehe [5])
4.2 Messungen mit Balkenwaage
Die Messung mit der Balkenwaage brachte nun die genauesten und verlässlichsten Ergebnisse
hervor.
In Abbildung 17 ist die Abhängigkeit des Gewichts von der Drehzahl dargestellt. Die
Messgenauigkeit der Waage beträgt 0,001 g. Die maximalen Ausschläge von 4 mg kommen
wahrscheinlich von der ganzen „Unruhe“ des Systems, also Luftzug und Vibrationen. Zu
vermuten sind auch Resonanzen bei 12500 min -1 und 25000 -1 . Tendenziell ist aber auch hier
wieder eher eine Gewichtszunahme zu erkennen und keine Gewichtsreduzierung. Die

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Anzeigewerte der Digitalwaage wurden im Diagramm schon um das Vorzeichen korrigiert, so
dass direkt die Gewichtsänderung des Probegewichts abgelesen werden kann.
Bei 30000 min -1 geht die Waage sogar wieder auf 0,000 g zurück.
Von einem positiven Effekt kann also keine Rede sein!
Gewichtsdifferenz [g]
0,020
0,015
0,010
0,005
0,000
-0,005
-0,010
-0,015
-0,020
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Drehzahl [1/min]
- 17 -
Probegewicht
Abbildung 17: Gewichtsänderung in Abhängigkeit von der Drehzahl; Balkenwaage

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4.3 Überlegungen zur Drehzahl
Eine von Krausz vorgebrachte Kritik an unserem Experiment sei die viel zu geringe Drehzahl.
Wenn es einen Effekt gäbe, ist aber davon auszugehen, dass er in irgendeiner Weise mit einer
stetig differenzierbaren Funktion von der Drehzahl abhängt. Eine genauere Angabe aus den
theoretischen Überlegungen ist nicht gegeben. Krausz geht von einer linearen Abhängigkeit
aus (siehe [5], Seite 56). Exemplarisch sind in Abbildung 18 eine lineare, quadratische und
exponentielle Abhängigkeit dargestellt. Bekannt sind nur die beiden Werte von Krausz:
(0 min -1 ; 0 g) und (85000 min -1 ; 4 g). Der quadratische und exponentielle Fit ist mit zwei
Werten noch unterbestimmt, das heißt der „Bauch“ könnte auch etwas stärker oder flacher
gewölbt sein. Trotzdem ist gut zu erkennen, dass auch bei 30000 min -1 schon ein Effekt von
mindestens 0,5 g vorhanden sein sollte.
Unsere Messgenauigkeit beträgt je nach Aufbau 0,001 g, bzw. 0,05 g. Damit hätte ein
Effekt auch bei geringen Drehzahlen messbar sein müssen, wenn es ihn denn gäbe.
Gewichtsdifferenz [g]
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
Vermuteter Effekt bei geringeren Drehzahlen
Ausschnitt
0,0
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000
Rotordrehzahl [1/min]
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Messpunkt Krausz
Abbildung 18: Vermuteter Effekt bei geringeren Drehzahlen
Messpunkt Krausz
Linearer Fit
Exponentieller Fit
Quadratischer Fit

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4.4 Überlegungen zu elektrischen Kräften am Krausz-Aufbau
Durch die hohe Drehzahl des Titanbechers könnte es zu elektrischen Aufladungen des
Aufbaus kommen, insbesondere wenn keine durchgängige Erdung aller Komponenten
vorhanden ist.
Die Aufladung könnte zum einen durch Reibungselektrizität zustande kommen. Zum anderen
kann man den Aufbau auch als Unipolargenerator (sog. „N-Maschine“) betrachten, bei dem
sich aufgrund der Rotation eine Potentialdifferenz zwischen Achse und Umfang aufbaut.
Anschaulich formuliert, werden die freien Elektronen dabei durch die Zentrifugalkraft nach
außen geschleudert.
Wenn man den metallischen Probekörper und den rotierenden Becher als Kondensator
betrachtet, entspricht der Aufbau einer Spannungswaage nach Thomson (dem späteren Lord
Kelvin). Der Ausschlag der Waage (bzw. die Gewichtsveränderung des Probekörpers) ist
dabei quadratisch von der Feldstärke, bzw. der Spannung abhängig und gegeben durch:
U ? d
2F
? A
1
F ? ?
2
0
E
Mit
U
E ?
d
folgt
1 ? U ? 2F
? U ?
F ? ? 0?
? A ? ? ? ? ?
2 ? d ? ? 0 A ? d ?
Folgende Parameter sind bei unserem Aufbau gegeben:
Projezierte Kondensatorfläche: A = 54 mm * 74 mm = 0,004 m 2
Abstand Probekörper – Abschirmung d = 1 mm (bis 2 mm)
Kraft bei Krausz (ca. 4g) F = 0,04 N
Elektrische Feldkonstante e0 = 8,854 E-12 As/(Vm)
Eingesetzt ergibt sich:
0
2
2 ? 0,
04N
? Vm
U ? 0,
001m
?
? 1503 ? V
? 12
2
8,
854 ? 10 As ? 0,
004m
Eine Spannung von etwa 1500 V würde ausreichen, um eine Gewichtsveränderung von 4 g zu
bewirken. Diese Spannung könnte durchaus beim „Gelsenkirchener Experiment“ von Krausz
entstanden sein und die Gewichtsverringerung bewirkt haben. Krausz macht keine Angaben
darüber, ob sein Aufbau durchgängig geerdet war. Diese Kraftwirkung entsteht außerdem nur
bei asymmetrischem Probekörper (Zylinderabschnitt). Ein Voll- oder Hohlzylinder hätte
keine gerichtete elektrische Kraftwirkung. Nach der „alternativen Gravitationstheorie“ gibt es
auch keinen plausiblen Grund dafür, warum der Probekörper asymmetrisch sein soll.
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2
A
2

Institut für Gravitationsforschung Gravitationsabschirmung nach Krausz
In einem separaten Versuch haben wir eine Spannungswaage nach Thomson aufgebaut. Dabei
wurde dieselbe Balkenwaage, Probegewicht aus Blei und Abschirmung aus Kupfer wie beim
Hauptversuch verwendet und mit einem Hochspannungsnetzteil aufgeladen.
Abbildung 19: Aufbau Spannungswaage
Abbildung 21: Messdiagramm zur Spannungswaage
- 20 -
Abbildung 20: Probegewicht in Abschirmung
Das Diagramm (Abbildung 21) zeigt deutlich, wie die Gewichtsdifferenz sich quadratisch zur
Spannung verhält, wie es nach obiger Formel zu erwarten ist. Die Abstände von 1 mm, bzw.
2 mm wurden per Augenmaß bestimmt und sind nicht sehr genau. Dennoch stimmt die
Größenordnung sehr gut mit der Berechnung überein. Im Versuch ist bei 1 mm Abstand eine
Spannung von 1700 V ausreichend, um eine Gewichtsdifferenz von 4 g zu erzielen.

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5 Würdigung und Kritik des „Gelsenkirchener Experiments“
Die Leistung von Eduard Krausz besteht darin, dass er die bereits zur Zeit Newtons
diskutierte Drucktheorie der Gravitation in heutiger Zeit in seinen Werken wieder neu
ausformuliert, um neue Erkenntnisse ergänzt und schließlich ein Experimentum Cruzis
entworfen hat, um diese Hypothesen auf die Probe zu stellen.
Die Umsetzung seiner Hypothese in Form des „Gelsenkirchener Experiments“ ist jedoch
diskussionsbedürftig und fragwürdig. Auf persönliche Nachfrage erklärte Herr Krausz, dass
keinerlei Laboraufzeichnungen oder Messprotokolle existieren. Ihm genüge es, dass er „den
Effekt mit eigenen Augen gesehen“ habe.
In mehreren Veröffentlichungen [2][4][5] beruft er sich zur der Bestätigung seines Effekts nur
auf einen einzigen (!) Zahlenwert.
Weiterhin sind auch keine Referenzmessungen und Fehlergrenzen dokumentiert, die belegen
könnten, dass es sich bei seinem Ergebnis nicht um irgendwelche Messartefakte handelt.
Mögliche systematische Fehlerquellen, auf die er nirgendwo eingeht, gibt es in seinem
Aufbau genug:
?? Luftströmungen im Außenbereich könnten auf die Balkenwaage einwirken.
?? Rückwirkungen aufgrund von Vibrationen.
?? Drift der verwendeten Waage.
?? Elektromagnetische Kräfte auf den Probekörper.
6 Zusammenfassung
Der von Eduard Krausz postulierte und angeblich in seinem „Gelsenkirchener Experiment“
gemessene Effekt der Gewichtsreduzierung einer Probemasse, die von einem schnell
rotierenden Metallzylinder umgeben ist, konnte von uns nicht reproduziert werden.
Aufbau und Durchführung der Experimente erstreckten sich über einen Zeitraum von über
zwei Jahren, wobei großen Wert auf die Zuverlässigkeit der Messung gelegt wurde.
Unser anfänglich positives Ergebnis stellte sich bald als Artefakt der verwendeten DMS-
Wägezelle heraus. Die Gewichtsmessungen wurden weiter verfeinert, unter anderem durch
Temperaturkompensation des Systems.
Des weiteren wurde ein anderes System zur Gewichtsmessung aufgebaut, das mit einer
Balkenwaage und digitaler Laborwaage funktioniert.
Nach diesen Verbesserungen erhielten wir zuverlässige Messergebnisse, die keinerlei Effekt
der Gewichtsreduktion zeigen.
Leider sind von Krausz keinerlei Laboraufzeichnungen vorhanden, so dass sich die fundiert
dargelegten erheblichen Zweifel an der Echtheit des von Krausz beobachteten Effektes nicht
ausräumen lassen. Wir konnten zeigen, dass bspw. schon allein elektrostatische Kräfte – so
man sie denn nicht verhindert – in der Lage sind, Effekte in der von Krausz beobachteten
Größenordnung hervorzurufen. Diese Diskrepanz hat unsere Entscheidung maßgeblich
bestimmt, keine weiteren Untersuchungen zu diesem Experiment vorzunehmen.
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7 Quellennachweis
7.1 Literatur
[1] Krausz, Eduard: „Gravitation, kosmisches Blut“; Saturn Verlag Groß Umstadt, 1991
[2] Krausz, Eduard: „Neue Schwerkraft-Theorie: Ist Gravitation ein Medium?“;
Raum&Zeit 91/1998, S.73-76
[3] Krausz, Eduard: „Gravitations-Experiment an der FH Gelsenkirchen. Schwerkraft als
vierter Aggregatzustand der Materie“; VDI-Nachrichten Bd. 46, Heft 50 (11.12.1992),
S. 16
[4] Krausz, Eduard: „Das Universum funktioniert anders“, Corona Verlag Hamburg, 1998
[5] Krausz, Eduard: „10 Jahre Gelsenkirchener Experiment“, Raum&Zeit 125/2003, S.55-
58
7.2 Materialliste für mechanischen Aufbau
?? Grundplatte aus Alu 312 mm x 272 mm x 20 mm
?? Rotationszylinder aus TiAl6V4, nach Zeichnung
?? Abschirmung aus PVC und Schichtholz, nach Zeichnung
?? Luftturbine Picobell mit Luftlager
?? Kompressor 10bar, 400 l Ansaugleistung, 380V, 1,5kW
?? Kompressor 8 bar, 210 l Ansaugleistung, 220V, 1,1kW
?? Achatlager der Firma Kern
?? Waagebalken, Alu 600 mm x 20 mm x 6 mm
7.3 Messgeräte und Sensoren
?? DMS Waage , ME Systeme SK40, max. 500g, 50mg Auflösung
?? Laborwaage Kern KK 600-3, max. 600g, 1mg Auflösung
?? Frequenzzähler Agilent 53132A
?? Temperaturregler Eurotherm 2216e
?? Differenzdrucksensor MPX-2010 DP
?? Beschleunigungssensor, Fa. PCB, JM352C65
?? ICP Messverstärker, Fa. PCB, 442B104
?? Messsystem Hydra, Fa. Kinzinger
7.4 Lieferanten
Titanbearbeitung und Gesamtherstellung:
Reuter Technologie GmbH
63825 Schöllkrippen
www.reuter-technologie.de
Luftlager und- turbine:
Eitzenberger Luftlagertechnik
82405 Wessobrunn
http://home.t-online.de/home/eitzenberger.h/homep1.htm
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Kugellager und Spindelantrieb:
GRW, Gebr. Reinfurt GmbH&Co. KG
97074 Würzburg
www.grw.de
Auswuchten:
Schenck Rotec GmbH
64293 Darmstadt
www.schenck-rotec.de
8 Danksagung
Wir bedanken uns bei Herrn Eduard Krausz für seine Unterstützung und Informationen über
sein „Gelsenkirchener Experiment“.
Vielen Dank an die Mitarbeiter der Fa. Gebrüder Reinfurt Würzburg (GRW), die uns
unentgeltlich mit großem Engagement und Arbeitseinsatz den ersten Aufbau mit
Elektroantrieb ermöglicht haben.
Auch bei den Mitarbeitern der anderen genannten Firmen möchten wir uns bedanken, die
durch ihren persönlichen Einsatz unsere Versuchsaufbauten in der erforderlichen Präzision
ermöglicht haben.
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