BasisIn EV CPS 10 sind die nachfolgenden beiden Animationen in der Ausgangsituation dargestellt. Das Gehäuse ist hier als schwarzer äußerer Kreis angedeutet, konzentrisch zur Systemachse (blauer Punkt).
Im Gehäuse befindet sich die exzentrische Wand, welche hier als grüner Kreis dargestellt ist. Die exzentrische Wand ist konzentrisch zur Exzenterachse (grüner Punkt). Die exzentrische Wand ist Bestandteil des Zylinders (hier nicht dargestellt), welcher sich um die Systemachse dreht).
Entlang der exzentrischen Wand bewegt sich die wirksame Masse, hier dargestellt durch acht dicke Punkte (rot, ein Massepunkt ist schwarz hervorgehoben). Diese Massepunkte werden andrerseits geführt durch die Rotorträger, welche hier als Linien (blau, eine schwarz) dargestellt sind. Die Rotorträger sind fest auf der Antriebswelle installiert, drehen sich also um die Systemachse.
Beim Anfahren des Systems wird die exzentrische Wand zunächst still stehen und lediglich die Antriebswelle und damit die Rotorträger werden drehen. Diese Situation ist in der nachfolgenden Animation dargestellt, allerdings nur mit dem einen schwarzen Massepunkt.
Später wird dann auch die exzentrische Wand mit drehen, wie in EV CPS 10 mittig und unten angezeigt ist. Hier dreht z.B. die Systemachse um jeweils 20 Grad und zugleich dreht die exzentrische Wand um jeweils 5 Grad (siehe gestrichelte grüne Linien). In Realität wird die exzentrische Wand, also der Zylinder und damit der Abtrieb wesentlich langsamer drehen, vermutlich nur ein Zehntel so schnell wie der Antrieb. Diese Situation ist in der zweiten Animation dargestellt, sowohl der schwarze Massepunkt (inklusive seines Rotorträgers) wie die anderen roten Massepunkte (der Übersichtlichkeit wegen ohne jeweilige Rotorträger).
Anfahren des Systems
Hier ist nun ersichtlich, wie die Masse durch den Rotorträger geführt wird, andrerseits auf der Kreisbahn entlang der (hier noch still stehenden) exzentrischen Wand sich bewegt. Die Masse wird dabei von ihrer inneren Position (rechts) zu ihrem äußersten Bahnpuntk (links) beschleunigt. Entsprechend wird sie auf ihrer Einwärtsbahn wieder verzögert.
Man sieht hier deutlich, wie die Masse während einer Systemdrehung auf dem Rotorträger auswärts (oben) und einwärts (unten) gleitet.
Der Rotorträger weist nur rechts und links senkrecht zur exzentrischen Wand. Oben, während der Auswärtsbewegung der Masse, weist er zur Tangente der exzentrischen Wand einen stumpfen Winkel auf. Die Masse wird während dieser Beschleunigungsphase damit von der exzentrischen Wand weg geführt, also nach innen und entgegen der Fliehkraftsrichtung. Auf dieser rückwärtigen Seite der exzentrischen Wand lastet somit nur ein relativ geringer Andruck.
Umgekehrt sind die Verhältnisse in der Einwärtsphase. Die Masse wird nun auf dem Rotorträger durch die exzentrische Wand nach vorwärts-einwärts geschoben. Daraus ergibt sich der relativ hohe Andruck auf diese Vorderseite der exzentrischen Wand bzw. die Schubkomponente, welche zum Mit-Drehen des Zylinders führt.
Man sieht hier förmlich, wie die Masse auf die hier untere Seite der exzentrischen Wand ´einhämmert´. Es steht außer Frage, daß die exzentrische Wand (respektive der Zylinder) aufgrund dieser Druckdifferenz im Drehsinn des Systems mitdrehen wird.
Laufendes System
Die Masse bewegt sich dann über Grund nicht mehr auf dieser Kreisbahn, sondern auf aus- und eindrehender Spiralbahn. Das Zentrum ihrer Drehbewegung ist nun nicht mehr die Exzenterachse, sondern die Systemachse, allerdings an unterschiedlich langem Radius und weiterhin höchst unterschiedlicher Geschwindigkeit über Grund. Entsprechend weist nun die jeweilige Trägheit in unterschiedliche Richtungen (nicht mehr symmetrisch wie auf obiger Kreisbahn) mit unterschiedlichem Betrag.
In der Auswärtsphase weist die Trägheit nach innen, jeweils bezogen auf die Tangente der Spiralbahn. Entlang der sich immer weiter öffnenden Bahnauflage wird somit der Masse damit Raum gegeben, sich zumindest partiell in Richtung der jeweiligen Trägheit zu bewegen. Sie drückt dadurch nur mit reduziertem ´Gewicht´ gegen die Rückseite der exzentrischen Wand. In der Einwärtsphase dagegen wird die Masse durch die exzentrische Wand immer stärker nach innen gedrückt. Die relative Verzögerung am Rotorträger entspricht dem Kraftaufwand für die vorige Beschleunigung. Die verbleibende Schubkomponente bewirkt das Drehmoment am Zylinder.
In dieser Animation hier wandert die exzentrische Wand, beispielsweis von ihrer Position ganz links, einmal um die Systemachse. Zur gleichen Zeit dreht der Rotorträger dann vier mal um die Systemachse. Außer obigem schwarzen Massepunkt sind hier sieben rote Massepunkte eingezeichnet, jeweils in ihren entsprechenden Positionen aber ohne ihre zugehörigen Rotorträger.
Diese Massepunkte stellen insgesamt einen Ring dar, welcher um die Systemachses exzentrisch schwingt. Andrerseits dreht sich dieser ´Ring´ um seinen eigenen Mittelpunkt (die jeweilige Position der Exzenterachse). Drittens bewegen sich die Teilmassen unterschiedlich schnell, befinden sich jeweils innen nah beieinander, außen dagegen weit auseinander. Daraus ergibt sich diese pulsierende Erscheinung.
Wenn wie hier mehrere Teilmassen eingesetzt werden, führt jede nacheinander den gleichen Bewegungsablauf durch. Jede erreicht ganz außen höchste kinetische Energie, weil die Fliehkraft zur Drehgeschwindigkeit sich vektoriell addieren konnte. Jede gibt diese zusätzliche Energie in Form einer Schubkomponenten an die exzentrische Wand ab. Diese acht ´Zylinder´ hier bewirken damit ein kontinuierliches Drehmoment am Zylinder bzw. Abtrieb.
Evert / 18.06.2000
zurück zu Centrifugal-Power-Spider