DE102010006197A1 - Rotary gravitational force machine for storing and emitting energy by rotation of mass-afflicted rotor, has spring and spring travel dividing pulley, where deflection ropes are attached at upper spring retainer and lower spring retainer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftmaschine zur Speicherung und Abgabe von Energie mit Hilfe von an einem Schwungrad rotierenden Gewichten.The invention relates to an engine for storing and releasing energy by means of weights rotating on a flywheel.
Stand der TechnikState of the art
Eine geschickte Anordnung von Gewichten mit ausgeklügeltem Bewegungsverhalten offerierten Gebilde, die sich aus einem gegebenen Impuls heraus in Bewegung setzen und über einen gewissen Zeitraum diese Bewegung beibehalten, ist bekannt. Die Abnahme einer verwertbaren Kraft, resp. Energie oder Arbeit aus eben dieser Bewegung war bislang nur begrenzt gegeben.A well-known arrangement of weights with sophisticated motion behavior is offered, which starts from a given impulse and maintains this movement over a certain period of time. The decrease of a usable force, resp. Energy or work from this very movement has hitherto been limited.
In der
Durch das
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, an einem rotierenden System von radial geführt gleitenden Gewichten ohne Zutun von außen und ohne Zufuhr von Energie und Energieträgern diese bei der Rotation im fallenden Bereich im Radius frei bis zu einem Anschlag und im ansteigenden Bereich mittels eines Zwangsweges das gleitende Gewicht so zu verschieben, dass die an einer Drehkreishälfte entstandene Drehmomentensumme in der anderen Drehkreishälfte beim Anheben des Gewichtes nur minimal angenähert wird. Eine weitere Aufgabe ist der Betriebsablauf ohne Verwendung jeglicher Steuer- und Regeleinrichtungen, sowie die Verwendung vornehmlich geringwertiger und somit kostengünstiger Werkstoffe für den Bau der Vorrichtung.The object of the invention is therefore, on a rotating system of radially guided sliding weights without action from the outside and without supply of energy and energy carriers during rotation in the falling area in the radius freely up to a stop and in the rising area by means of a forced path the sliding To shift the weight so that the torque sum produced in one half of the turning circle in the other half of the turning circle is minimally approximated when lifting the weight. Another object is the operation without the use of any control and regulating devices, and the use of primarily low-value and thus cost-effective materials for the construction of the device.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.This problem is solved by the features of claim 1.
Dementsprechend zeichnet sich die Vorrichtung darin aus, dass ein kräfteaufnehmendes Stativ (S) einen um 360 Grad drehbaren Rotor (R) aufnimmt. Dieser Rotor (R) besteht aus einem oder mehreren Leiteinrichtungen (R02), sinnvollerweise Laufrohre (R02), die jeweils ein Laufstück (R01) und an den Enden eine Federeinheit (F) aufnehmen. Das Laufstück (R01) bildet den Masseträger und liefert die Momente, indem dieses radial mit baulich maximalem Abstand vom Drehmittelpunkt (S01) lagert. Eine die Laufstückposition beeinflussende Gleitbahn (G) befindet sich im aufsteigenden Quadranten des Drehkreises. Eine Druckfeder (F01) ist mit einem oder mehreren Seilen (F05) versehen, die das untere Ende mit dem oberen Federnde verbinden und über eine am Laufrohr (R02) fest verbundene Umlenkrolle (F06) führen. Das untere Federnde erhält eine Laufrolle (F04), welche auf die Gleitbahn (G) beim Erreichen dieser aufsetzt und deren zum Drehmittelpunkt (S01) gerichteten Weg verfolgt. Auch und insbesondere zeichnet sich diese Vorrichtung aus in der Gestaltung der Konstruktion derart, dass in jedem Zustand der Kreisbewegung das jeweilige Konstruktionselement einen vorhergehend vorbereiteten Zustand aufnimmt und nach einem Laufkreiszyklus von 180 Grad den Masseschwerpunkt (R04) bei 90 Grad beginnend fortlaufend näher an den Drehmittelpunkt (S01) zwängte, als dieser sich im spiegelbildlichen Drehwinkel befinden konnte.Accordingly, the device is characterized in that a force-absorbing stand (S) receives a rotatable by 360 degrees rotor (R). This rotor (R) consists of one or more guiding devices (R02), usefully running tubes (R02), which each receive a travel piece (R01) and at the ends a spring unit (F). The traveler (R01) forms the mass carrier and delivers the moments by storing this radially with structurally maximum distance from the center of rotation (S01). A slide track (G) influencing the traveler position is located in the ascending quadrant of the turning circle. A compression spring (F01) is provided with one or more cables (F05) which connect the lower end to the upper spring and pass over a pulley (F06) integral with the overflow pipe (R02). The lower spring receives a roller (F04), which on the slide (G) touches upon reaching this and their direction of rotation center (S01) directed way. Also and in particular, this device is characterized in the design of the construction such that in each state of the circular motion, the respective structural element receives a previously prepared state and after a running cycle of 180 degrees, the mass center of gravity (R04) starting at 90 degrees continuously closer to the center of rotation (S01) squeezed as it could be in the mirror image rotation angle.
Diese Erfindung ermöglicht der Schwerkraftmaschine nach einer Einleitung der Rotation eine langfristige kontinuierliche Rotation mit einem Drehmoment für eine Energieabnahme.This invention allows the gravitational machine, after initiation of the rotation, to have a long-term continuous rotation with a torque for an energy decrease.
Weitere günstige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.Further favorable embodiments are set forth in the subclaims.
BeispieleExamples
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment.
Nachfolgend werden die Bau- und Wirkgruppen beschrieben.The construction and action groups are described below.
Als technische Basis dient das Stativ (S). Dieses Stativ (
Die Verlaufsbeschreibungen beziehen sich auf den Ablauf des Drehvorganges. Der Beginn steht bei 0°, somit in der rechten Waagerechten (R08); (
Alle Dimensionierungen und Materialangaben (Verwendung findet weitgehend Baustahl) gelten als beispielhaft, es sei denn, auf die Vorgaben wird gesondert eingegangen. Eine als Anzahl genannte Menge gleicher Bauteile ist nicht als zwingend zu verstehen. Das Entnehmen der Drehmomente kann erfolgen, sowohl durch Induktion (Spulen) oder mechanisch (Dynamo, Welle etc.). In dieser Beschreibung werden Spulen nicht berücksichtigt. Die Aufteilung des Systems in Gruppen dient lediglich der verständlichen Übersicht in der Beschreibung. Als die Gruppen seien definiert:
Diese Gruppen ruhen baulich in einem gemeinsamen Stativ (S) und entwickeln dort ihre Gemeinsamkeit im Zusammenspiel. Der Beschreibung des Stativs (S) bedarf es nicht sonderlich. Die hinreichende Statik sei als gegeben vorausgesetzt.These groups rest structurally in a common tripod (S) and develop there their commonality in the interaction. The description of the tripod (S) does not need much. The sufficient statics is assumed as given.
Jegliche Betrachtungen erörtern nicht, aber ignorieren auch nicht sowohl die Wechselwirkung zwischen der kinetischen Energie und der potentiellen Energie als auch die unvermeidlichen Reibverluste sowie Querkräfte an den mechanischen Elementen. Die theoretischen Betrachtungen und die Beschreibungen werden begleitet und vollendet von einem Funktionsmodell. Dieses wiederum sei die Ausgangsbasis für die Praktizierung dieser Erfindung und habe als dann angewendete Maschine durchaus andere Dimensionen und Parameter. Hier aber finden die Maße des Modells Anwendung, gelten somit als beispielhaft.All considerations do not discuss, but do not ignore both the interaction between the kinetic energy and the potential energy as well as the unavoidable frictional losses and shear forces on the mechanical elements. The theoretical considerations and the descriptions are accompanied and completed by a functional model. This, in turn, is the starting point for practicing this invention, and as the machine used then, has quite different dimensions and parameters. Here, however, the dimensions of the model apply, and are thus considered exemplary.
Einige Termini sollten definiert werden, geschuldet der Form des Objektes. Die Grundform besteht in einem Kreis, Bezug sei der Mittelpunkt als Drehkreis (Drehmittelpunkt S01) der AnlageSome terms should be defined, owing to the shape of the object. The basic form consists of a circle, reference is the center as turning circle (center of rotation S01) of the plant
Es bedeuten:
waagerecht
vor dem Stativ stehend,
- a) rechts vom Drehpunkt 0° (Anfang Quadrant 90)
- b) links
vom Drehpunkt 180° (Ende Quadrant 180) außen; unten
innen
bei Bauelementen die zum Mittelpunkt hin gerichtete Seite,
Zu dieser Erläuterung siehe
horizontal
standing in front of the tripod,
- a) right of the
fulcrum 0 ° (beginning quadrant 90) - b) to the left of the fulcrum 180 ° (end quadrant 180) on the outside; below
Inside
for components, the side directed towards the center,
For this explanation, see
Unabhängig der Konstruktion, Zu- und Anordnung bestehen drei Wirkgruppen. Als Einheit und mit Hilfe der Konstruktionen und der Verlaufsabfolgen bringen sie den Effekt einer länger bestehenden Rotation zustande. Die Erläuterung beschreibt die Wirkgruppen Rotor (R), Federeinheit (F) und Gleitbahn (G). Integriert in Rotor (R) ist die Konstruktionsgruppe (L); das Bauteil Stativ (S) erfährt keine gesonderte Beschreibung.Regardless of the construction, arrangement and arrangement, there are three groups of action. As a unit and with the help of the constructions and the course sequences they bring about the effect of a longer existing rotation. The explanation describes the active groups rotor (R), spring unit (F) and slideway (G). Integrated in rotor (R) is the design group (L); the component tripod (S) learns no separate description.
Wirkgruppe Rotor (R), (
Der Rotor (R) ist ein System von Trägern, fungierend als Abrollbahn mit Führung ein zur Erzeugung von Momenten masseliefernden Laufstückes (R01). Diese Abrollbahnen, in optimaler Anzahl vier und in Ausführung rundes Rohr, deshalb Laufrohr (R02) genannt, sind symmetrisch und um 45° versetzt in einem Lager (L) in symmetrischer Anbringung befestigt (
The rotor (R) is a system of carriers acting as a rolling track with guidance a mass-delivering traveler (R01) for generating moments. These rolling tracks, in optimal number four and in execution round tube, therefore called running tube (R02), are mounted symmetrically and offset by 45 ° in a bearing (L) in symmetrical attachment (
Das Laufrohr (R02); (Fig. 3; Fig. 4; Fig. 9; Fig. 10; Fig. 11; Fig. 16)The barrel (R02); (Fig. 3, 4, 9, 10, 11, 16)
In Anwendung kommt ein Stahlrohr mit dem Innendurchmesser 95 mm und der Länge 3.000 mm. Es werden rechts und links von der Mitte jeweils 4 Langlöcher (R05) 1.400 mm im Abstand von 90° eingebracht und jeweils zwischen diesen Löchern Längsstege (R06) aufgesetzt (
Das Laufstück (R01); (Fig. 1; Fig. 12; Fig. 13)The traveler (R01); (Fig. 1, Fig. 12, Fig. 13)
Das Laufstück ist im Material und in den Dimensionen so zu wählen, dass ein Gewicht von etwa 20 kg verfügbar ist. Dabei muss der Durchmesser kleiner ausfallen als die lichte Weite des Rohres (R02); zu erreichen mit dem Rundeisen Durchmesser 85 mm bei der Länge 500 mm. Die Abläufe im System beziehen sich in Verbindung mit dem Drehmittelpunkt (S01) vornehmlich auf die Position des Masseschwerpunktes (R04) vom Laufstück (R01), bezeichnet durch
Eine unabdingbare Voraussetzung zum Funktionieren des Systems liegt im Erreichen und permanenten Erhalten der Lage der Schwerpunktachse (R03) als zeichnerische Verlängerung des Schwerpunktes (R04) im Laufstück (R01) kongruent zur Rohrseele (R14) und somit deckungsgleich mit dem Radiusstrahl (R15) (
Diese Rollen (R07) stabilisieren gleichzeitig den Lauf des Gewichtes (R01) und wandeln die sonstige Gleitreibung in eine Rollreibung um (
Das Laufstück (R01) wandert ständig längs im Laufrohr (R02). Eine Querbewegung ist nicht zulässig. Damit bleibt die Schwerpunktachse (R03) dieser Masse (R01) dauerhaft zum Mittelpunkt des Drehsystems (S01) gerichtet, also stets radial (
Ausgangslage für das Laufstück (R01) sei für die Überlegung das waagerecht gerichtete Rohr (R02) des Quadranten 90 (Rechte Waagerechte R08) (
So und bis hierher gesehen, ist aber gar nichts neu, bis hierher besteht keinerlei Wirkung. Für diese Wirkgruppe allein besteht auch keinerlei Neuigkeit im Verhalten. Das Konstrukt ist dennoch notwendig für die Komplexität in der Wirksamkeit des Systems.But so far nothing is new, so far there is no effect. There is no news in this behavior group alone. The construct is nevertheless necessary for the complexity in the effectiveness of the system.
Das Lager (L) (Fig. 14; Fig. 15; Fig. 16)The bearing (L) (Fig. 14, Fig. 15, Fig. 16)
Ohne eine eigene Wirkgruppe und dafür Teil des Rotors (R) darzustellen, bedarf es doch einer gesonderten von „R” abgeteilten Benennung. In Mitwirkung stehen u. a. diese baulichen Elemente:
Grundplatte; Lagergrundplatte (L01)
Feste Aufnahmeteile für die Streben (als Laufrohrfixierung (L03)
Streben bzw. die Laufrohrfixierung (L03)
Diese reichen parallel von der einen zur anderen Grundplatte und sind als Paar im Abstand des
Außendurchmessers vom Laufrohr (R02) angeordnet. Lagereinheit (L08)
Aus zwei Grundplatten (L01) und den Streben (L03) bildet sich die Lagereinheit, die mit weiteren solcher Einheiten fest miteinander verbunden werden können. Jede Lagereinheit nimmt grundsätzlich eins Laufrohr (R02) auf
Lager (L09)
Das Lager bildet sich aus der festgesetzten Anzahl der verbundenen Lagereinheiten
Modul oder Lagermodul (L10)
Das Lager als Aneinanderkettung der Anzahl von Lagereinheiten erhält an den Enden jeweils den Lagerzapfen als Achse des Lagers (L06) (
Base plate; Bearing base plate (L01)
Fixed receiving parts for the struts (as barrel fixation (L03)
Struts or the tube fixation (L03)
These extend parallel from one to the other base plate and are as a pair in the distance of
Outside diameter of the barrel (R02) arranged. Storage unit (L08)
From two base plates (L01) and the struts (L03) forms the bearing unit, which can be firmly connected to other such units. Each storage unit basically picks up one barrel (R02)
Bearing (L09)
The bearing is formed from the set number of connected bearing units
Module or storage module (L10)
The bearing as a chain of the number of bearing units receives at the ends in each case the bearing pin as the axis of the bearing (L06) (
Als wichtige Aufgabe des Lagers (L) steht die Bedeutung, die Laufrohre (R02) bezüglich der Drehachse unbedingt präzise anzuordnen (
Durch die Baugleichheit jeder Lagereinheit (L08) werden die Drehpunkte der Rohrmittellinien (Rohrseele R14) der nebeneinander im Lager liegenden Laufrohre (R02) sich in einer Geraden anreihen, es entsteht die gemeinsame Drehachse (L07) und das gesamte Lager (L09) durchlaufend. In Verlängerung des Lagers (L09) werden an die beiden äußersten Grundplatten (L01) jeweils weitere Grundplatten (L01) angesetzt, die in ihrem Mittelpunkt den Lagerzapfen (L06) so aufnehmen, dass die Verlängerung der gemeinsamen Drehachse (L07) gewährleistet ist. Mit der Verwendung des Lagerzapfens (L06) als die Achse des Lagers (auch L06) wird dieses entstandene Lagermodul (L10) in das Lager des Stativs (S02) eingesetzt (
Die Langlöcher (R05) (Fig. 9; Fig. 10; Fig. 11)The elongated holes (R05) (Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11)
Zum Funktionieren des Federsystems müssen Wirkkräfte und die Bewegungen des Laufstückes (R01) aus dem Rohr (R02) zur Federeinheit (F) hin übertragen werden. Dazu ragen Zapfen als Teil des oberen Federtopfes (F03) mittels Durchbrüche aus dem Inneren des Rohres (R02) heraus. Ein einfaches Rundloch würde genügen, wären die Zapfen analog der Laufstücke (R01) nicht ebenfalls ständig in Bewegung. Genau dieser Weg des einzelnen Zapfens ist als Langloch (R05) zu gewähren und erstreckt sich jeweils fast über die gesamte Rohrlängshälfte.For the functioning of the spring system, effective forces and the movements of the traveler (R01) must be transferred from the pipe (R02) to the spring unit (F). For this purpose, pins project as part of the upper spring cup (F03) out of the interior of the tube (R02) by means of openings. A simple round hole would suffice if the pins were not always in motion analogous to the travel pieces (R01). Exactly this way of the individual pin is to be granted as a slot (R05) and extends almost over the entire half-pipe.
Ein (beliebiges) Rohr besitzt aus seiner Geometrie heraus ein gutes Widerstandsmoment und die vorgesehenen Massekräfte könnten das Rohr in keinem der denkbaren Kräftezustände biegen. Anders, wenn fast durchgängige Langlöcher (R05) im Winkelabstand von 45° angeordnet das Widerstandsmoment wesentlich reduzieren. Die Last des Laufstückes (R01) auf verbliebene Rohrwandung an beliebiger Stelle der Rohrwandung verformt diese verbliebene fast ebene Wandung. Mit dieser Verbiegung verliert die Schwerpunktachse (R03) des Laufstückes (R01) die zwingend geforderte radiale Lage und die Wirkung der Maschine wird empfindlich herab- oder sogar auf Null gesetzt. Zur dessen Vermeidung sind die Schlitzränder mit Gurtungen oder Stege (R06) genannt zu versehen (
Wirkgruppe Federeinheit (F). (Fig. 1; Fig. 3–Fig. 8)Working group spring unit (F). (Fig. 1, Fig. 3-8)
Der Federeinheit (F) steht die Aufgabe zu, das Ungleichgewicht in dieses Drehsystem einzubringen. Von solchen Ungleichgewichten ist der Erfolg der Energieabnahme abhängig; Gleichgewichte und Symmetrien führen stets lediglich zu Neutralisierungen. Dieses zu erzielende Ungleichgewicht besteht in der Verkürzung der Kraftarme (R10) (
Die Erfindung realisiert dieses Ungleichgewicht (auch) mit dieser Federeinheit (F). In Mitwirkung stehen die mechanischen Elemente
Druckfeder (F01)
eine Spiralfeder 1400 lg., 150 Dm.
Unterer Federtopf (F02)
eine Federhülse, die als lose mechanische Verbindung eine ungestörte Kraftübertragung zu anderen Elementen
hergibt.
Oberer Federtopf (F03)
desgleichen; jedoch sitzt am inneren Ende der Feder Umlenkseil (F05)
verbindet unteren und oberen Federtopf und verhindert
Änderungen in deren Abstand voneinander sowie hält die Feder (Federmitte) fest am Standort
Umlenkrolle (F06)
Nimmt die Bewegungen des Seiles auf und gibt den Abstand der Federtöpfe vor sowie dient als Haltelager
für die Feder
Gelenkte Laufrolle (F04)
Diese Rolle steht als bewegliches Drucklager zum Anheben des Laufstückes (R01) in Mitwirkung der Gleitbahn (G01).
Halber Federweg (F08)
Kraft auf eine Feder gebracht, erzeugt einen Federweg. Dieser geht ganz und gar nach unten, sitzt die Feder auf einem festen Lager (
Gewinn durch Halbierung des Federweges (F07)
Im Quadranten 90 (
Compression spring (F01)
a spiral spring 1400 lg., 150 dm.
Lower spring pot (F02)
a spring sleeve, as a loose mechanical connection undisturbed power transmission to other elements
will bear.
Upper spring pot (F03)
likewise; However, at the inner end of the spring is the deflection cable (F05)
connects lower and upper spring cup and prevents
Changes in their distance from each other and keeps the spring (spring center) firmly in place
Pulley (F06)
It absorbs the movements of the rope and determines the distance between the spring pots and serves as a holding bearing
for the spring
Steered roller (F04)
This roller stands as a movable thrust bearing for lifting the traveler (R01) in cooperation with the slideway (G01).
Half travel (F08)
Force applied to a spring creates a spring travel. This goes all the way down, the spring sits on a fixed camp (
Profit by halving the spring travel (F07)
In quadrant 90 (
Druckfeder (F01) (Fig. 4)Compression spring (F01) (Fig. 4)
Die Druckfeder (F01) ist auf 20 kg Federlast ausgelegt. Bei dieser Last stehen die Federwindungen in minimalem Abstand, der größte Federweg ist erreicht (
Unterer Federtopf (F02) (Fig. 3; Fig. 4)Lower spring cup (F02) (Fig. 3, Fig. 4)
Der untere Federtopf (F02) ist lose verbunden mit dem äußeren Ende der Spiralfeder. Er greift als Hülse in die Feder hinein und ggf. um sie herum und übernimmt die Längskräfte des Systems sowie die Querkräfte aus der Drehbewegung auf. Gleichzeitig ist er verbunden mit dem Umlenkseil (F05). Nach außen ist er fest verbunden mit der gelenkten Laufrolle (F04).The lower spring cup (F02) is loosely connected to the outer end of the coil spring. He engages as a sleeve in the spring and possibly around them and takes over the longitudinal forces of the system and the transverse forces from the rotational movement. At the same time it is connected with the deflection cable (F05). To the outside it is firmly connected to the steered roller (F04).
Oberer Federtopf (F03) (Fig. 3; Fig. 4)Upper spring cup (F03) (Fig. 3, Fig. 4)
Diese Hülse dient ebenfalls der Aufnahme und Weitergabe der Längskräfte aus dem Laufstück (R01) an die Feder (F01). Die Verbindung ist ebenso lose gestaltet. Die Geometrie zeigt vier Dorne. Diese durchstechen die Langlöcher (R05) im Laufrohr (R02) und ragen somit aus dem Rohrinneren heraus. Notwendig, um mittels Umlenkseil (F05) die Verbindung mit dem unteren Federtopf (F02) zu realisieren.This sleeve also serves to receive and transmit the longitudinal forces from the traveler (R01) to the spring (F01). The connection is also designed loosely. The geometry shows four spines. These pierce the elongated holes (R05) in the barrel (R02) and thus protrude out of the tube interior. Necessary to realize the connection with the lower spring cup (F02) by means of a deflection cable (F05).
Umlenkrolle (F06) (Fig. 3; Fig. 4)Pulley (F06) (Fig. 3, Fig. 4)
Das Lager der Umlenkrolle sitzt fest am Laufrohr (R02), in der Nähe des Drehpunktes (S01) vom System. Deren Funktion ist es, als fester Punkt und mit dem Umlenkseil (F05) gemeinsam die beiden Federtöpfe (F02; F03) im gleichbleibenden Abstand zu halten. Die Umlenkrollen (F06) garantieren als festes Lager und mit der Hilfe des Umlenkseiles (F05) den Halt der Feder (F01) am Laufrohr (R02). Zur Vermeidung von Verkantungen sind mindestens drei Umlenkrollen je Einheit notwendig, hier ist die Stückzahl vier erwählt.The pulley bearing is firmly seated on the barrel (R02) near the fulcrum (S01) of the system. Their function is to keep the two spring pots (F02, F03) at a constant distance as a fixed point and together with the deflection cable (F05). The pulleys (F06) as a fixed bearing and with the aid of the deflection cable (F05) guarantee the retention of the spring (F01) on the barrel (R02). To avoid tilting, at least three pulleys per unit are necessary, here the number of pieces is four.
Umlenkseil (F05) (Fig. 3–Fig. 8)Deflection cable (F05) (Figures 3-8)
Das Umlenkseil (F05) bewirkt mit seiner unveränderlichen Länge den unveränderlichen Abstand der beiden Federtöpfe (F02; F03) Dazu siehe
In dieser Erfindung geht es darum, die Feder (F01) bei einer einzigen gegebenen Lastrichtung – hier durch die Masse des Laufstückes (R01) nach außen/unten gerichtet – den Federweg von innen nach außen und von außen nach innen hälftig zu teilen (
Diesen Effekt gilt es technisch zu fundamentieren. Der Lauf beginnt im Quadranten 90 in der Waagerechten 0° (R08). Die Feder (F01) wird durch die Kombination Umlenkrolle (F06), Umlenkseil (F05), oberer Federtopf (F03) und unterer Federtopf (F02) an ihrem Platz gehalten. Gleichzeitig wird ein wesentlicher Punkt der Erfindung realisiert: Das Zusammenziehen der Feder (F01) bei Last von beiden Enden her, bewirkt durch obige Kombination. Weil, das Laufstück (R01) drückt auf den oberen Federtopf (F03). Die Federwindungen werden zusammengepresst. Der obere Federtopf (F03) müsste der Kraft weichen, kann es wegen der Seilverbindung zum oberen Federtopf aber erst einmal nicht. Die Federwindungen am äußeren Ende geben wegen der Zugkraft am Seil ebenso nach und gehen ihren Federweg zur Mitte hin. Von außen nach innen. Gleichermaßen wie die Windungen am inneren Ende das tun. Die Feder (F01) wird komprimiert, gewolltermaßen von beiden ihrer Enden (
Gelenkte Laufrolle (F04) (Fig. 3; Fig. 4; Fig. 8)Steered roller (F04) (Fig. 3, Fig. 4, Fig. 8)
Während die gelenkte Laufrolle (F04) im des im Lauf nach unten gerichteten Quadrant 90 keine Gleitbahn (G) als Widerlager vorfindet und der Halt lediglich aus der beschriebenen Verbindung der Federtöpfe besteht, steht ab 90°, ergo mit Beginn des im Lauf nach oben gerichteten Quadranten 180 solch ein Widerlager bereit. Ein derartiges Widerlager, in diesem Fall eine Gleitbahn (G02), muss vorhanden sein, um das bis dahin energiefreigebende Gewicht entgegen der Schwerkraft nun wieder nach oben zu bringen. Doch das allein täte der Weiterlauf selbstständig auch ohne ein Widerlager, denn bei 180° ist dieses Gewicht wieder „oben”, aber ohne Effizienz. Das Widerlager (Gleitbahn G02) dagegen richtet die gewonnene Federkraft bei der fortlaufenden Entspannung vollständig zum Laufstück (R01) hin zwecks dessen zusätzlicher Anhebung um den halben Federweg (F08) im Radius. Praktiziert wird dieser Vorgang durch die Laufrolle (F04), die als bewegtes Lager die vorgegebene Kontur (die der Gleitbahn, – gedanklich vorerst, doch siehe Abschnitt „Wirkgruppe Gleitbahn” – geometrisch als Kreis und somit konstant im Abstand zum Drehpunkt) verfolgt (
Diese Laufrolle (F04) wird als nachlaufende bewegte Rolle ausgeführt, um zusätzlichen Reibungen beim schiefen Rollenlauf aus unausweichlichen Baudifferenzen zu vermeiden. Einflüsse auf die Systematik, wie oben beschrieben, entstehen daraus nicht (
Wirkgruppe Gleitbahn (G) (Fig. 1; Fig. 2; Fig. 8)Operating group sliding track (G) (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 8)
In Addition zur Wirkung der Federeinheit (F) wird Gleitbahn (G) als Wirkgruppe mit ihrer spezifischen Kontur das die Effizienz gebende Ungleichgewicht im System verstärken (
Theoretische Gleitbahn (G02)
Diese ist der gedankliche Vorläufer der physischen Gleitbahn (G01) und kommt nicht in den praktischen Einsatz, sie dient allein der Erklärung der Zusammenhänge bei der Federwirkung.
Beginn der theoretischen Gleitbahn (G04)
Konstruktiv liegt dieser Punkt in der Senkrechten (R09) und stellt den Anschluss dar an die Laufrollenbahn (R13).
Physische Gleitbahn (G01)
Die Kreisbahnkontur unterlässt einen zusätzlichen Anhebungseffekt. Dieser ist aber in dieser Erfindung bezweckt und deshalb notwendig. Mit jeder Drehwinkeleinheit nähert sich die Gleitbahn (G01) dem Drehmittelpunkt (S01) und hebt den Masseschwerpunkt (R04) an, der Kraftarm (R11) wird geringer. Dieser Gewinn muss im Betrag größer ausfallen als der Betrag aus den Summen aller Verluste durch diesen Anstieg (Arbeit, Reibung).
Beginn der physischen Gleitbahn (G03)
Das Wesen dieses Punktes ist identisch G04. Hier beginnt konstruktiv der materielle EinsatzIn addition to the action of the spring unit (F), slideway (G), as an action group with its specific contour, will enhance the system's imbalance in efficiency (
Theoretical Slideway (G02)
This is the mental precursor of the physical slideway (G01) and does not come into practical use, it is only the explanation of the relationships in the spring action.
Beginning of the theoretical slideway (G04)
Constructively, this point lies in the vertical (R09) and represents the connection to the roller track (R13).
Physical Slideway (G01)
The circular path contour omits an additional boost effect. However, this is in this invention the purpose and therefore necessary. With each rotation angle unit, the slideway (G01) approaches the rotation center (S01) and raises the center of gravity (R04), the power arm (R11) becomes smaller. This gain must be greater than the sum of the total losses from this increase (labor, friction).
Beginning of physical slideway (G03)
The essence of this point is identical to G04. Here constructive material use begins
Die physische Gleitbahn (G01) besteht beispielhaft aus einem stabilen Blechstreifen, der von der einen Stativseite bis zur anderen verläuft und jeweils dort seine Befestigung findet. Diese Gleitbahn ist der Aufnahmeort für die Laufrolle (F04) und bewirkt unter Einbeziehung der Laufrolle (F04), sowie des unteren Federtopfes (F02), der Feder (F01) und des oberen Federtopfes (F03) die radiale Bewegung des Laufstückes (R01) hin zum Drehpunkt (S01) des Systems. Vom Grundsatz her gibt die Kontur der Gleitbahn die Kreisbahn als theoretische Gleitbahn (G02) wieder. Der Beginn der theoretischen Gleitbahn (G04) steht ergo in gleicher Entfernung vom Drehpunkt (S01) wie der Endpunkt auch. Dieser Umstand für sich allein widerspricht jedoch der Aussage vom Anheben des Laufstückes (R01) (
Die eine Maßnahme verbirgt sich in der beschriebenen besonderen Wirkung der Feder (F01). Diese hat sich vor dem Erreichen der Gleitbahn (G01) maximal zusammengedrückt. Der Federweg ist von oben her und von unten geteilt (
Eine zweite Maßnahme verstärkt die Effizienz, den Massepunkt (R04) beginnend bei 90° vorzeitig und rasch dem Mittelpunkt (S01) weitgehend nahe zu bringen, um den jeweiligen Kraftarm (R10) und somit die Momentenfläche des Quadranten 180 im Vergleich zum Quadranten 90 möglichst klein zu halten. Bislang gingen wir von der Kreisbahnform der Gleitbahn (G02) aus. Diese Erfindung verändert die unterstellte Kreisbahnkontur. Eine Kreisbahn kann als Abwicklung auch wie eine Gerade ohne Anstieg betrachtet werden. Gebe man dieser Geraden einen Anstieg und überträgt die neuen Punkte in das Kreissystem, erhält die Gleitbahn eine stärkere Krümmung als vordem die Kreisbahn diese hatte und nähert sich im Winkelverlauf geometrisch dem Drehpunkt (S01). Besagterweise gibt diese Gleitbahn den Kräften formmäßig nicht nach, bleibt also lagestabil und das Laufstück (R01) wird demnach forciert dem Drehpunkt (S01) näher gebracht (
So wäre es und uneingeschränkt, wenn da nicht die eingebrachte schiefe Ebene mit ihren Gesetzlichkeiten dagegen steht. Das Hinaufrollen der schiefen Ebene kostet Arbeit, verbraucht Energie. Damit ist der bisher als gegeben unterstellte Grundsatz, die Kräfte aus der Masse des Laufstücks (R01) stehen stets als gleich im Ansatz, verlustig. Selbstverständlich bleibt die Masse des Laufstücks gleich, aber die Gegenkräfte aus der Schiefen Ebene wirken und zehren. Aus der Wirksamkeit der beispielhaften 20 Kilogramm konstanten Gewichtes des selben Laufstückes (R01) im Quadranten 90 werden unter Berücksichtigung besagter Gegenkräfte, auch beispielhaft, 25 Kilogramm entgegenwirkende Kräfte im Bereich des den Schwung aufbrauchenden Quadranten 180. Die Erfindung berücksichtigt dieses Faktum in den Berechnungen der Zustände. Der Erfindung kommt dabei sehr entgegen, dass trigonometrische Funktionen in den unteren Winkelbereichen sehr sensibel anzuwenden gehen. In Verbindung mit dem erwählt zu betrachtenden Winkel im Drehkreis und der freien Wählbarkeit des Anstiegs der schiefen Ebene an jeder beliebigen Stelle wird es möglich, die Größen so anzuwenden und zu kombinieren, dass die Verluste aus der schiefen Ebene (gleich verstärkte Krümmung der Kreisbahn) und die Gewinne aus Kraftarmverkürzung (R11) im Endergebnis das positive Resultat erlangen.So it would be and unrestricted, if there is not the introduced inclined plane with its laws against it. Rolling up the inclined plane costs work, consumes energy. Thus, the previously assumed as a given principle, the forces from the mass of the traveler (R01) are always as equal in the beginning, loss of. Of course, the mass of the traveler remains the same, but the opposing forces from the inclined plane act and consume. From the effectiveness of the exemplary 20 kilograms constant weight of the same traveler (R01) in
Einer weiteren Befindlichkeit gilt es ebenfalls Beachtung zu schenken. Es ist der Rollwiderstand. Er tritt auf, wenn die Gleitbahn (G02) über die normale Kreisbahnkontur eine weitere wesentliche Krümmung erhält und zur Gleitbahn (G01) geformt wird. Diese Krümmung ist so etwas wie ein Anstieg und dessen Überwindung erfordert zusätzliche Kraft. Zum Rollpunkt liegt ein zweiter Auflagepunkt in Rollrichtung vor und stellt ein Hindernis dar, ganz in Abhängigkeit vom Winkelabstand beider Punkte (
Die optimierte Geometrie der Gleitbahn (G01) ist nicht berechenbar, sondern lediglich über Näherung ermittelbar. Es sind aus den praktischen Gegebenheiten bzw. Realitäten der am System wirkenden Teile, wie Gewicht des Laufstückes (R01), die Federeigenschaften, Abstand vom Drehpunkt und Anbringungsart der Rolle etc. die Randbedingungen abzuleiten und in die Konstruktion einzubringen. Nur in dieser Weise wird die anzuwendende Kontur festlegbar werden. Der Konturenverlauf der Gleitbahn ist etwa so etwas wie die Glockenharfe.The optimized geometry of the slideway (G01) is not calculable, but can only be determined by approximation. It is from the practical conditions or realities of the system acting parts, such as weight of the traveler (R01), the spring properties, distance from the pivot point and method of attachment of the role, etc. derive the boundary conditions and introduce into the design. Only in this way will the applied contour become definable. The contours of the slideway is something like the bell harp.
Zusammenwirken der BaugruppenInteraction of the modules
Der Erklärungsverlauf orientiert sich an einem Drehkreis von 360°, aufgeteilt in vier Quadranten. Beginn sei die rechte Waagerechte (R08), fortfolgend und abweichend vom mathematischen Terminus in Uhrzeigersinn bewegend im Feld des ersten Quadranten (mathematisch „IV. Quadrant”), hier als den „Quadrant 90”. So bezeichnet, weil er bei 90° in der unteren Senkrechten (R09) des Kreises endet. Schlussfolgernd schließt sich der Quadrant 180 an. Somit ist der untere Halbkreis bestrichen. Die wesentlichen Abläufe erfolgen allein in diesem Bereich; die obere Hälfte des Kreises weist lediglich geringfügige Bedeutung auf (
Die Wirkgruppen erfüllen unterschiedliche Aufgaben, beinhalten verschiedenliche Elemente. Für die jeweilig betrachtete Gruppe allein gesehen scheinen die Maßnahmen mitunter nutzlos. Dennoch verbleiben sie als wichtige Voraussetzung für das Funktionieren der nächsten Wirkgruppe und gar der gesamten Einheit.The active groups fulfill different tasks, contain different elements. For the respective group considered alone, the measures sometimes seem useless. Nevertheless, they remain an important prerequisite for the functioning of the next active group and even the entire unit.
Getragen wird die Anlage von einem Gestell, von dem Stativ (S01) (
In diesem Laufrohr (R02) befindet sich ein Laufstück (R01). Dieses dient als der bewegliche Masseträger und fungiert damit als der Motor der Anlage. Im Laufrohr (R02) geführt bewegt es sich je nach Stellung des Laufrohres (R02) hin zum Drehpunkt (S01) oder davon hinweg, aber ständig im Radiusstrahl (R15) (
Der dargestellte Grundablauf ist im erfindungsgemäßen System wie beschrieben vorhanden, doch eine maximale Energienutzung kann in dieser Art allein und ohne weitere Maßnahmen daraus nicht erwartet werden.The illustrated basic sequence is present in the system according to the invention as described, but a maximum use of energy can not be expected in this way alone and without further measures.
Die Erfindung erweitert die obige Beschreibung um eine Federeinheit (F). Das Laufstück (R01) drückt, vorerst im Quadranten 90, mit zunehmendem Drehwinkel stärker werdend auf eine Feder (F01). Der hier erreichte Federweg, selbst in seiner angestrebten Teilung hälftig von oben und hälftig von unten, wird von der Feder (F01) genutzt und der Kraftarm (R10), somit auch der Masseschwerpunkt (S01), gelangt weiter nach außen, erfährt eine Verlängerung (
Der gegebene Federweg vollzieht sich nicht allein von innen nach außen (
The given spring travel does not take place solely from inside to outside (
Die Erfindung bringt ein zweites relevantes Moment ein. Wichtig in diesem System ist die Maximierung eines Ungleichgewichtes der Symmetrie der unteren Kreishälfte. Rechts befindet sich Quadrant 90, dort wirkt das Gewicht als Energie aufbauend, um im Maximum Senkrechte (R09) mit Schwung in den linken Quadranten 180 einzugehen. All die Bewegungskraft wird dort verzehrt und beträgt in 180° nur noch Null, bliebe es beim normalen Kreisablauf. Die Federeinheit (F) bereits trägt zum angestrebten Ungleichgewicht bei. Es wurde vorweg auch auf die Gleitbahn (G02) hingewiesen, die in einfacher Kreisform allein keine weitere Wirksamkeit als die durch die Feder bringt. Darum gestaltet die Erfindung die Kreisbahngeometrie um. Diese erhält einen Anstieg (wird zur Gleitbahn G01), die Krümmung wird stärker als die einer Kreisbahn, sie nähert sich dem Drehpunkt des Systems (S01) mit zunehmenden Laufwinkel und schiebt die Masse (R04) somit schneller zum Mittelpunkt (S01), macht also die Kraftarme (R10; R11) kürzer als spiegelbildlich zum Quadranten 90 vorhanden. Als Resultat verbleibt eine Energie, die längerfristig abgenommen und verfügbar gemacht werden kann.The invention introduces a second relevant moment. Important in this system is the maximization of an imbalance in the symmetry of the lower half of the circle.
Die Erfindung berücksichtigt aber auch, dass bei obiger Maßnahme dem vermeintlichen Gewinn unvermeidlich neu eingebrachte Kräfte entgegenwirken; der Gewinn wird ohne die erfinderischen Maßnahmen weitgehend aufgezehrt bis völlig aufgebraucht.However, the invention also takes into account that, in the above measure, the supposed gain inevitably counteracts newly introduced forces; The profit is largely consumed without the inventive measures until completely used up.
In Verknüpfung von Berechnen und Konstruieren wird eine Kontur der Gleitbahn (G01) geschaffen, die in möglichster Annäherung an das Optimum jene Gegenkräfte weitgehend minimiert. Trigonometrische Gesetze haben die Eigenart, in kleinen Bereichen kleinste Wirkung zu zeigen. Wird danach der Anstieg resp. die Krümmungsverstärkung so angesetzt, dass in den jeweilig unterschiedlichen Laufwinkelbereichen optimale Änderungen erfolgen, wird der Gewinn durch die Kraftarmverkürzung (R11) insgesamt umfassender ausfallen, als es der Verlust aus Zusatzwiderstand des Anstieges ausmacht.In conjunction of calculating and constructing a contour of the slide (G01) is created, which largely minimizes those opposing forces in the closest possible approach to the optimum. Trigonometric laws have the peculiarity of showing the smallest effect in small areas. Is thereafter the increase resp. the curvature enhancement is set so that optimum changes occur in the respective different angular ranges, the gain due to the reduction of the force arm (R11) will be more comprehensive than the loss from the additional resistance of the increase.
Das Patent nimmt in Anspruch, mittels Herstellung einer Asymmetrie im Wirkkreis durch den Einsatz einer Feder und einer gekoppelten gezwungenen Geometrie von Bewegungsbahnen (bis hierher oben in den Einzelheiten beschrieben) die Energie im System zur Ableitung aus diesem System heraus zu erlangen. Die dazugehörigen Daten sind aus der Theorie nicht definierbar und darum nicht in der Patentschrift formulierbar. Dagegen wird es ein Funktionsmodell mit ableitbaren Größen geben, welche über Konstruieren und Berechnen eine gewisse Optimierung in der Geometrie der Gleitbahn (G01) und somit die angestrebte Funktion der Energienutzung ermöglichen. Dennoch wurde in Vorbereitung der Patentschrift ein Szenario erarbeitet und der Energie-Effekt dort erkennbar gemacht (siehe oben).The patent claims to obtain the energy in the system for deriving from this system by establishing an in-process asymmetry through the use of a spring and a coupled constrained geometry of trajectories (as described in detail hereinabove). The associated data can not be defined from theory and therefore can not be formulated in the patent. On the other hand, there will be a functional model with derivable quantities, which allow a certain optimization in the geometry of the slideway (G01) and thus the desired function of the energy use via design and calculation. Nevertheless, a scenario was prepared in preparation of the patent specification and the energy effect was identified there (see above).
Aus dem Zusammenwirken aller Maßnahmen und Einrichtungen ergibt sich ein kosten- und betreibergünstiger Vorzug: Diese Erfindung erfordert kein Geschwindigkeitsregelsystem, bedingt durch die Nutzung der Zusammenhänge von kinetischer und potentieller Energie. Die potentielle Energie wirkt nur in der Ruhe mit der Größe „1”. In der Bewegung wird sie kleiner und speist die kinetische Energie. Im freien Fall hat sie die Größe „Null”. Aus dieser Tatsache und den Widerständen (natürlich auch die Masse- und mechanischen Widerstände, vornehmlich hier aber bei der Abnahme der Energie analog Generator z. B.) wird es einen selbstgeregelten engen Geschwindigkeitsbereich geben; mitbestimmt vom Maß der Energieabnahme. Verzeichnis der Bezugszeichen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 29521296 U [0004] DE 29521296 U [0004]
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