Vorbild Kornkreis
Ausgangspunkt dieser Arbeiten zur Rotor-Technik waren Untersuchungen zu den von Felix Würth durch viele Versuche aufgedeckten Phänomene. Ausarbeitungen inklusive Verbesserungsvorschlägen zu den Würth-Schwung-Systemen sind als Download von Texten und Zeichnungen verfügbar. Schon zu dieser Zeit war mir klar, daß nur exzentrische Massen auf asymmetrischen Bahnen bei getrenntem Antrieb und Abtrieb einen Over-Unit-Effekt bringen können.

Andrerseits beeindruckte mich das Kornkreisbild ´Dreifacher Halbmond´ und ich glaubte, daß darin eine perfekte Maschine abgebildet ist. In vielen gedanklichen Schritten versuchte ich dieses - mir selbst gestellt Rätsel - zu entziffern. Die vorigen Kapitel Kornkreis sowie Schleudern und Schwingen mit den diversen Artikeln geben diese Entwicklung wieder. Die dortigen Konzepte und Konstrukte deckten viele Aspekte der Bewegung in Rotorsystemen auf. Nun ist das Prinzip eines Motors entwickelt, welches obige Forderungen vollkommen erfüllt und ebenso vollkommen diesem Kornkreisbild entspricht.

Element	Kürzel	früher	aktuell	alternativ
Schmalstelle	min	1	4	5
Exzentrität	EX	3	5	5
Systemwelle	SW	7	14	15
Kurbelwelle	KW	10	19	20
innerer Ring	R1	14	28	30
inner Sichel	S1	17	33	35
äußerer Ring	R2	21	42	45
äußere Sichel	S2	24	47	50
Zylinder	ZY	28	56	60

In den vorigen Artikeln dieses Kapitels Physik des Schleuderns sind die grundlegenden Bauelemente, Bewegungsabläufe und Kraftwirkungen detailiert beschrieben. Hier sollen darum nur noch einige technische Gesichtspunkte angesprochen werden.

Relationen
Es ist schwierig aus Fotos der Kornkreisbilder die Abmessungen exakt zu entnehmen. Früher wurden schon Bestandteile und Maßangaben genannt mit der markanten Zunahmen von vier und drei Einheiten von Element zu Element. Die schmalen Stellen der Ringe waren allerdings etwas dünn (nur eine Einheit) im Vergleich zum Bild.

Darum wurden die Relationen nun korrigiert. Die Zunahme von Element zu Element beträgt nun fünf Einheiten (entsprechend der Exzentrität) bzw. neun Einheiten (plus der vier Einheiten der schmalsten Stellen).

Alternativ dazu könnte man diese Schmalstellen auch entsprechend der Exzentrität auslegen, dann ergäben sich Zunahmen von fünf und zehn Einheiten. In der Tabelle sind die Elemente, Kurzbezeichnungen und diese Radien aufgeführt.

Elemente
In EVGM 31 sind nochmals die Elemente des Kornkreises und nun entsprechend auch dieses Motors dargestellt. Die Kreise beschreiben die Grenzflächen zwischen den Bauelementen. Zur Kennzeichnung sind hier die Kürzel der allgemeinen Bezeichnungen entsprechend obiger Tabelle verwendet. Das Bild zeigt die nun breiter angelegten Schmalstellen der exzentrischen Ringe. Die Relationen entsprechen der Spalte ´aktuell´ aus obiger Tabelle.

In diesem Bild unten ist nochmals die Lage der Elemente zueinander schematisch dargestellt. Jedes Element wird durch einen inneren und einen äußeren Kreis bzw. Kreisbogen gegrenzt. Die Mittelpunkte beider Kreise (bzw. Kreisbogen) sind jeweils um die Exzentrität gegeneinander versetzt.

Lager
Die Systemwellen des Antriebs wie des Abtriebs müssen im Gehäuse gelagert werden nach bekannter Technik. Alle Elemente werden sich relativ zueinander bewegen. Die Grenzflächen zwischen den Elementen sind relativ großflächig aber stets kreisrund. Einerseits ist damit eine große Fläche der Reibung ausgesetzt, andrerseits werden auf diesen die Kräfte gut übertragen. Wenn die Oberflächen gut bearbeitet sind, könnten also durchgängig Gleitlager angewandt werden. Wenn Rollen- oder Walzenlager eingesetzt werden sollten, so wären sie am besten am Anfang, in der Mitte und am Ende der Sicheln angebracht.

Obwohl hier alle Teile kompakt ineinander angeordnet sind und relativ zueinander ständig in Bewegung sind, besteht nun keine Gefahr des Verklemmens mehr. Es gibt keinen total fixierten Bewegungsablauf mehr, die Teile können unendlich viele Positionen zueinander einnehmen und momentan sich ebenso unterschiedlich schnell bewegen.

Wirksame Masse
Die Kurbelwelle stellt nur den Antrieb bereit, ihre Masse gewährleistet nur eine möglichst gleichmäßige Drehzahl des Antriebs (wenngleich dieser steuerbar sein muß, s.u.). Der Zylinder nimmt nur die Abtriebskräfte auf, seine Masse erfüllt praktich die Funktion eines Schwungrades, d.h. gewährleistet ein möglichst gleichmäßiges Drehmoment am Abtrieb. Diese innere und äußere Schwungrad-Masse stellt etwa die Hälfte der Fläche aller bewegten Teile dar.

Wirksam hinsichtlich ihrer Trägheitskräfte ist dagegen die gesamte Masse der Sicheln. Bei den Ringen ist die Exzentrität der Masse nicht ganz so ausgeprägt, aber ein großer Teil davon ist wirksam durch die Trägheitskräfte ihrer exzentrischen Masse. Die wirksame Masse insgesamt stellt rund ein Drittel der Fläche aller bewegten Teile dar. Darum werden schon kleine Motoren erhebliche Leistung liefern.

Quer- und Längsschnitt
In EVGM 32 ist oben nochmals ein schematischer Querschnitt durch die beweglichen Teile des Motors dargestellt. Hier sind nun die Elemente mit ihren beidseitigen Konturen gezeichnet. Die Spitzen der Sicheln sind hier abgerundet dargestellt.

Unten sind diese Elemente in gleicher Position im schematischen Längsschnitt durch die Systemachse dargestellt. Der Zylinder (ZY) ist hier so gezeichnet, daß er beidseits der anderen beweglichen Elemente bis zur Systemwelle (SW) reicht. Er bildet um diese hier beispielsweise eine Hohlwelle. Prinzipiell wird der Antrieb (AN) an der Systemwelle erfolgen, der Abtrieb (AB) dagegen am Zylinder abgenommen (beispielsweise an dieser Hohlwelle). Hier ist nun auch das Gehäuse (GE) skizziert, in welchem die Wellen zu lagern sind.

Schwingungen
Der ganze Innenraum dieser Maschine ist also komplett ausgefüllt mit massiven Bauelementen. Alle Elemente sind zueinander in Kontakt über große Grenzflächen. Alle Massen drehen sich ineinander, wenn auch mit unterschiedlichen und variierenden Geschwindigkeiten. Nach außen werden sich die Trägheitskräfte bei einem solchen Modul weitgehend aufheben. Wenn alle Teile aus gleichem Material gebaut werden, ist prinzipiell auch keine Unwucht gegeben.

Andrerseits werden sich natürlich in einem solchen Modul je nach Drehzahl Schwingungen aufbauen. Innerhalb der Maschine ist kein Raum für zusätzliche Ausgleichsgewichte bzw. -wellen usw. Ein Motor mit nur einem solchen Modul muß darum nach außen gut abgestützt werden, beispielsweise mittels elastischer Lager in verschiedener Richtung.

Achtzylindermotor
Weitgehend ruhig wird dagegen ein Motor laufen, der aus mehreren solcher Module besteht. Natürlich muß die Exzentrität des Zylinders bzw. der Kurbelwelle jeweils entsprechend versetzt sein von Modul zu Modul. Spätestens mit acht ´Zylindern´ (solcher Module) wird dieser Motor absolut ruhig laufen, auch bei sehr hohen Drehzahlen.

Der Radius der Systemwelle ist hier ein Viertel des gesamten Durchmessers der beweglichen Teile (14 von 56). Diese Kurbelwelle ist damit stabil genug, um mehrere Module ohne erneute Lager im Gehäuse antreiben zu können. Die Zylinder der Module werden dabei zweckmäßiger Weise von einem gemeinsamen Rohr ummantelt sein, sodaß von außen ein hohes Maß an Stabilität gegeben ist.

Der hier abgebildete Querschnitt weist inklusive Gehäuse 130 Einheiten (beispielsweise mm) auf. Es ist durchaus möglich, auf die entsprechende Länge von 130 Einheiten in axialer Richtung acht Module zu installieren. Nahezu ein Fünftel des gesamten Bauvolumens würde wirksame Masse darstellen. Es ist leicht zu überschlagen, bei welcher Drehzahl dieser kompakte Motor welche Leistung erbringen wird.

Kraftpaket
An diesen Motor angekoppelt (oder letztlich intergriert) wird ein Elektromotor als Antriebseinheit sein. Dieser Antrieb muß nur relativ geringe Leistung bringen. Er muß aber elektronisch gesteuert unterschiedliche Drehzahl fahren können, wenn unterschiedliche Last am Abtrieb anliegt. Am Abtrieb (oder letztlich direkt auf der Abtriebswelle oder gar am Zylinder) wird ein Generator die Leistung in elektrischen Strom transformieren, gewiß auch in eine Batterie einspeisen (aus welcher wiederum der Antriebsmotor gespeist wird).

Dieses Kraftpaket wird den gesamten Energiebedarf eines Hauses abdecken bzw. wird generell als dezentrale Stromversorgung dienen. Es sind aber auch anderweitige Nutzungen vorstellbar, bei welcher z.B. die Drehbewegung direkt genutzt wird.

Evert / 07.04.2000