Bild EV PRM 01 zeigt die wesentlichen Konstruktionselemente des Rhönrads. Ein ringförmiger Rotor (RO) rollt auf einer runden Bahn (EW) ab, die exzentrisch in einem Rotorträger (RT) angeordnet ist. Der Rotorträger dreht um die Systemachse (SA), wodurch die wirksame Masse des Rotors während des Bewegungsablaufs abgesenkt und angehoben wird. Die Drehgeschwindigkeit des Rotors variiert dabei. Als entscheidender Effekt ergibt sich, dass der Rotor ´aus eigener Kraft den Berg hinauf rollt´ (aufgrund seiner phasenweise erhöhten kinetischen Energie aus Trägheit seiner Eigendrehung).

Leider hat bislang noch kein Physiker gewagt, diesen Bewegungsablauf ernsthaft zu untersuchen. Weil dieses Rad ziemlich groß sein müsste, hat es auch noch kein Bastler gebaut. Ich bin überzeugt, dass diese Konzeption sehr wohl tauglich wäre. Allerdings könnte problematisch sein, dass dieser völlig frei rollende Rotor nicht immer genau passende Drehzahl läuft, es also zu schädlichen Gegenschwingungen kommen kann. Die vorliegende Konzeption stellt ein ´inverses Rhönrad´ dar, wobei die Bewegungen von Rotor und Rotorträger besser koordiniert sind.

Beim Mechanischen Gravitations-Motor tritt als wesentlicher Effekt die Umsetzung der kinetischen Energie aus freiem Fallen auf, wobei diese Energie primär auf eine gegenüber liegende Masse transferiert und nur sekundär die Stützlast dieser ´Wippe´ als Drehmoment verwendet wird. Die kinetische Energie soll damit in der Rotormasse verbleiben, nur die aus deren Verlagerung als Nebeneffekt auftretende Kräfte sollen genutzt werden.

Die problematische Phase ist die Verzögerung aus freiem Fall. Wenn diese ´zeitlos´ als Impuls erfolgt, geht Energie verloren. Wenn diese ´abgefedert´ wird, ergibt sich das Problem der exakten zeitlichen Abstimmung bzw. des Verhaltens der Federung in den diversen Phasen.

In Bild EV PRM 02 sind wesentliche Konstruktionselemente dieses Mechanischen Gravitations-Motors dargestellt. Der Rotor (RO) stellt die wirksame Masse (WM) dar. Diese ist möglichst labil gelagert in zwei Gelenken mit ´Kurbelscheiben´ (KS) in einem balkenförmigen Rotorträger (RT), welcher um die Systemachse (SA) dreht. Durch den Bewegungs-Spielraum in den Gelenken wird phasenweise freies Fallen ermöglicht, andererseits werden damit die Kräfte auf gegenüber liegende Masse wie auf den Rotorträger übertragen.

Hier in diesem Bild ist der Rotor kreisförmig dargestellt, in späteren Überlegungen wurde der Rotor bevorzugt als Balken angelegt mit wirksamen Massen an beiden Enden. Es scheint allerdings nun so, dass ringförmige Anordnung der Masse sinnvoller sein könnte. Die vorliegende Konzeption arbeitet darum wieder mit einem Rotor-Rad bzw. -Ring und nur eines dieser Kurbelscheiben-Gelenke muss eingesetzt werden. Damit wird die Koordination der diversen Bewegungen einfacher bzw. stabiler.

Bauelemente
Bild EV PRM 03 zeigt die wenigen Bauelemente und den prinzipiellen Bewegungsablauf des Pendel-Rad-Motors. In einem Gehäuse (hier nicht dargestellt) ist die Systemwelle (SW) drehbar gelagert. Exzentrisch auf dieser ist eine Scheibe fest montiert, die hier als Rotorträger (RT) bezeichnet wird. Systemwelle plus Rotorträger stellen praktisch eine Kurbelwelle dar.

Um den Rotorträger ist wiederum exzentrisch eine Scheibe beweglich gelagert, die hier als Pendelscheibe (PS) bezeichnet wird. Um diese Pendelscheibe ist frei drehbar ein ringförmiger Rotor (RO) gelagert, konzentrisch zur Achse der Pendelscheibe.

Der Drehpunkt des ´Pendels´ wird also durch den Rotorträger auf einer kreisförmigen Bahn geführt. Das Pendel kann dabei frei um die Achse des Rotorträgers schwingen. Der Rotor kann dabei frei um die Achse des Pendels drehen.

In diesem Bild bei A weist der Rotorträger nach oben, das Pendel hängt senkrecht darunter. Bei B hat sich die Systemwelle um ihre Systemachse (SA) um 90 Grad gedreht (hier immer gegen den Uhrzeigersinn unterstellt). Die Rotorträger bzw. seine Exzenterachse (EA) weisen nach links. Das Pendel schwingt um diese Exzenterachse etwas weiter nach links. Der Mittelpunkt der Pendelscheibe ist zugleich die Drehachse (RA) des Rotors.

Bei C weist der Rotorträger nach unten, auch das Pendel und der Rotor haben ihre unterste Position eingenommen (hervor gehoben durch die senkrechte Markierung). Bei D weist der Rotorträger nach rechts und es ist nochmals angezeigt, wie Pendel plus Rotor etwas weiter nach rechts hinaus schwingen können.

Die Pendelscheibe ist leicht zu bauen, während der schwere Rotorring die wirksame Masse darstellt. Die Radien der Kurbelscheibe und des Rotors sind hier etwa im Verhältnis eins zu drei gewählt. Der Abstand zwischen Rotorachse (RA) und Exzenterachse (EA), praktisch die Länge des Pendelarms, ist hier doppelt so groß angelegt wie der Abstand zwischen Exzenterachse (EA) und Systemachse (SA), praktisch die Exzentrität des Rotorträgers bzw. Kurbellänge dieser Kurbelwelle.

In dieser Animation ist der Bewegungsablauf zu erkennen. Die Exzenterachse des Rotorträgers dreht gleichförmig um die Systemachse. Jeweils nach unten hängt das Pendel, wobei seine Rotorachse seitlich hinaus schwingt. Die schwarze Linie zeigt diese Pendelschwingung, die allerdings etwas überzeichnet ist.

Am Rotor sind zwei Stellen durch schwarze Striche markiert, so dass dessen Eigen-Drehung zu erkennen ist. Die Drehzahlen sind hier so gewählt, dass bei einer Umdrehung der Systemwelle (bzw. des Rotorträgers) der Rotor eine halbe Umdrehung ausführt.

Zu erkennen ist bei dieser Animation auch, dass die Masse immer relativ weit unten bleibt. Selbst wenn der Rotorträger nach oben weist, wird die obere Masse des Rotors ziemlich flach darüber von rechts nach links geführt. Die Masse des Rotors fällt von oben rechts nach unten links praktisch ´durch das System hindurch´. Dieses zwei-gliedrige Pendel kommt dabei in eine gestreckte Position schon relativ früh links-unten, während rechts das Pendel schon relativ früh wieder ´zusammen-klappt´.

Zweiteiliges Hebelsystem
In Bild EV PRM 05 ist dieses Doppel-Pendel-Rad-System schematisch dargestellt. Einerseits gibt es die Rotorwelle und den Rotorträger. Der Abstand zwischen ihren Achsen, zwischen Systemachse (SA) und Exzenterachse (EA), stellt einen Hebelarm (H1) dar. Dieser dreht gleichförmig um die Systemachse.

Zum andern gibt es die um den Rotorträger schwingende Pendelscheibe, so dass der Abstand zwischen deren Achsen, zwischen Exzenter- (EA) und Rotorachse (RA), ebenfalls einen Hebelarm (H2) darstellt. Dieser kann frei um die Exzenterachse schwingen.

Bei A sind Positionen dargestellt, bei welcher die Exzenterachse sehr langsam um die Systemachse geführt wird. Das Pendel würde dann immer senkrecht nach unten weisen. Bei B sind die entsprechenden Positionen während der oberen Hälfte dieser Kreisbahn eingezeichnet, bei C die Positionen der entsprechenden unteren Hälfte.

Bei D ist unterstellt, dass die Exzenterachse etwas schneller um die Systemachse dreht. Das Pendel würde dann wie ein gewöhnliches Pendel symmetrisch etwas nach links und rechts ausschwingen. Je eine Hälfte dieser Bahn der Rotorachse ist bei E und F wiederum schematisch dargestellt.

Bei G ist unterstellt, dass die Exzenterachse nochmals schneller um die Systemachse dreht, d.h. der Rotorträger eine höhere Drehzahl aufweist. Der Drehpunkt des Pendels wird nicht nur von links nach rechts und zurück bewegt, sondern im Kreis herum. Während des Hin- und Her-Schwingens ergeben sich unterschiedliche Kräfte, wenn zugleich der Drehpunkt nach oben oder unten geführt wird. Die Rotorachse wird sich darum nicht auf einer symmetrischen, sondern ungleichförmigen Bahn bewegen.

Bei H und I sind die obere und untere Bahnhälften schematisch dargestellt. Die Bahn weist oben-rechts einen relativ scharfen Knick nach innen auf, wobei der Winkel zwischen beiden Hebeln sehr rasch sehr spitz wird. Die Masse des Rotors wird dort der Aufwärtsbewegung des Rotorträgers nicht folgen, sondern per Gewichtskraft nach unten gedrückt, in dieser Phase also frühzeitig nach innen schwingen. Bei H sind die Hebel dieser Phase dick gezeichnet.

Andererseits weist die Bahn unten-links eine Ausbuchtung auf, d.h. der Winkel zwischen beiden Hebeln wird dort sehr rasch gestreckt. Die Masse des Rotors will die dortige Fallbewegung fortsetzen, d.h. nach links-unten fallen, bevor sie dann nach rechts schwingen wird. Bei I sind die Hebel dieser Phase dick gezeichnet. Die dortige Steckung bewirkt ein Drehmoment an der Rotorwelle.

Dieses ungleichförmige Schwingen würde sich auch schon ergeben, wenn die gesamte Rotormasse bei der Rotorachse konzentriert wäre bzw. dort auf diesem Pendel fix montiert wäre. Hier aber ist die Masse zusätzlich frei drehbar um die Rotorachse, woraus sich zusätzliche Effekte ergeben.

Rotierende Masse
Zunächst soll mit Bild EV PRM 06 an das Verhalten eines frei im Raum rotierenden Rads erinnert werden. Um die Rotorachse (RA) dreht ein Rad (rote Scheibe), an welchem wirksame Masse am Umfang angebracht ist. Stellvertretend dafür sind hier vier Massepunkte eingezeichnet (rote Punkte). Bei A zeigen die roten Pfeile deren momentane Trägheit in tangentiale Richtungen an.

Wenn nun die Rotorachse nach links geführt wird, werden damit zunächst alle Massen ebenfalls nach links geschoben, wie die blauen Pfeile anzeigen. Bei B zeigen die schwarzen Pfeile die Wege der Massepunkte dieser Verschiebung an (wobei der blaue Pfeil an der Rotorachse deren Weg anzeigt).

Die gegenläufige Masse (unten) wird im Raum verzögert bzw. bleibt nahezu ortsfest im Raum. Die gleichsinnig bewegte Masse (oben) wird im Raum beschleunigt. Die Massen in Bewegungsrichtung (vorn und hinten) erfahren im wesentlichen nur eine Richtungsänderung. Im Prinzip wird bei diesem Vorgang also kinetische Energie von der gegensinnigen (hier unteren) auf die gleichsinnige (hier oberen) Masse übertragen. Relativ zur Rotorachse drehen alle Massen weiterhin (fast) unverändert.

Bei C ist nun unterstellt, dass diese Rotorachse auf ein Hindernis (H) auftrifft und damit mehr oder weniger hart abgestoppt wird in ihrer Bewegung nach links. Wenn die Rad-Masse im Raum nicht drehen würde, würden bei diesem Vorgang alle Massen ebenso abgestoppt, d.h. deren kinetische Energie ginge komplett verloren (in Materialspannungen bzw. Wärme).

Ganz anders ist das Ergebnis bei diesem drehenden Rad, das bei D dargestellt ist. Die im Raum ohnehin (fast) ruhende Masse (unten) wird vom Abstoppen der Rotorachse direkt überhaupt nicht betroffen. Die sich schnell im Raum bewegende Masse (oben) wird um die (verzögerte bzw. dann ortsfeste) Rotorachse herum geschleudert. Ihre kinetische Energie aus Vorwärtsbewegung wird dabei an die anderen Masseteile übertragen. Nur mittelbar (über starre Speichen oder die Felge) wird die bislang ruhende Masse (unten) wieder um die Rotorachse drehen bzw. alle Teilmassen rotieren nun wieder wie anfangs bei A.

Die kinetische Energie rotierender Masse wird also insgesamt von (parallelen) Bewegungen ihrer Drehachse nicht tangiert. Die Rotorachse kann beliebig im Raum bewegt (beschleunigt und verzögert) werden und dennoch bleibt die Rotationsenergie erhalten. Eben dieses Verhalten sollte mit voriger Version eines Mechanischen Gravitations-Motors erreicht werden, wird real aber wohl erst über diese frei drehende Rotormasse erreicht werden können.

Unverändert allerdings ist die Wirkung der Verzögerung der Rotorachse: die kinetische Energie aus der Vorwärtsbewegung aller Massen wirkt weiterhin auf obiges Hindernis (bzw. an der Lagerung des Rotors, d.h. hier am Pendel bzw. am Rotorträger). Diese Kräfte können also weiterhin als Drehmoment wirksam sein.

Rotierende Rotorachse
In dieser Konzeption hier wird die Rotorachse an einem Pendel geführt, dessen Drehachse durch den Rotorträger auf einer Kreisbahn geführt wird. Zumindest bei langsamer Drehung bewegt sich damit auch die Rotorachse auf einer Kreisbahn (wie oben bei EV PRM 05 bei A dargestellt wurde). Die Rotorachse wird dabei fortwährend beschleunigt und verzögert, jeweils zugleich in vertikaler und horizontaler Richtung.

In Bild EV PRM 07 ist diese kreisförmige Rotation der Rotorachse schematisch dargestellt, wobei eine Umdrehung als vier Phasen eingezeichnet ist. Bei A beschreibt die Rotorachse einen Kreisbogen von der 12- bis zur 9-Uhr-Position, bei B, C und D jeweils eine weitere 90-Grad-Drehung, wie durch die blauen Kreisbogen an der jeweiligen Rotorachse markiert ist.

Eingezeichnet sind wieder jeweils vier Massepunkte, welche um die Rotorachse drehen. Während eines Umlaufs der Rotorachse auf ihrer Kreisbahn beschreiben die Massepunkte hier beispielsweise eine Drehung um 90 Grad. Durch schwarze Linien sind jeweils die Wege angezeigt, welche die Massen in den jeweiligen Phasen zurück legen.

Wenn die Rotorachse auf einem Kreisbogen bewegt wird, ergeben sich analog zu obigen Ausführungen jeweils Massepunkte, die (fast) ortsfest im Raum stehen (die Massepunkte ohne schwarze Linien), jeweils an der ´Innenseite´ des Kreisbogens. Andererseits werden Massepunkte beschleunigt im Raum, jeweils an der ´Außenseite´ des Kreisbogens (die Punkte mit den langen schwarzen Linien).

Die Bewegungen unterschiedlicher Geschwindigkeiten und Richtungen laufen mit der Drehung der Rotorachse am (ringförmigen) Rotor um. Es sind immer wieder andere Massepunkte, welche an der jeweiligen Position das entsprechende Verhalten aufweisen.

Bei A werden beispielsweise alle Massepunkte unten-rechts verzögert, während die Massepunkte oben-links beschleunigt werden. Zur Beschleunigung der Massen links muss das System keine Kraft aufwenden, weil sie in einer Fallkurve durch Schwerkraft automatisch beschleunigt werden. Ebenso muss das System die Massen rechts nicht per Krafteinsatz verzögern, weil sie automatisch durch Schwerkraft in ihrer Aufwärtsbewegung verzögert werden.

Bei B wird die Abwärtsbewegung der Rotorachse verzögert, womit die Massepunkte links-unten nach rechts um die Rotorachse herum geschleudert werden. Diese neue Bewegung entspricht der aktuellen Bewegungsrichtung der Rotorachse, d.h. die Masse zieht die Rotorachse im Drehsinn des Systems vorwärts.

In dieser Phase wird zugleich die Fallbewegung beendet, womit die kinetische Energie aus bisherigem Fallen die Rotorachse nach links-unten zieht. Dies führt zur Streckung des zweiarmigen Hebels, wie oben bei EV PRM 05 bei I dargestellt wurde. Die Rotorachse dieses Systems wird sich darum nicht auf einer Kreisbahn bewegen, sondern unten-links diese Ausbuchtung aufweisen, wie hier in EV PRM 07 bei E dick markiert ist.

In dieser Phase wird also die Fallbewegung beendet. Wie oben hervor gehoben wurde (und im Gegensatz zu allen vorigen Konstruktionen) wird durch die Verzögerung des freien Fallens aber keinesfalls die kinetische Energie aus der Eigendrehung des Rotors vermindert. Zugleich mit diesem Schwingen der Masse links-unten nach rechts werden vielmehr die anderen Masseteile des Rotors im Drehsinn des Rotors bzw. damit auch des Gesamtsystems beschleunigt.

Die Eigenrotation des Rotors dauert auch in den folgenden Phasen an, wobei die Punkte relativ ortsfester und relativ schneller Bewegung ebenfalls weiter wandern. Bei C ist beispielsweise zu erkennen, dass die Masse oben-rechts stark nach oben zu beschleunigen ist (im Vergleich zu ihrer Position bei B). Danach bei D ist diese Teilmasse zudem stark nach links zu beschleunigen. Beiden Bewegungen widersetzen sich Trägheit wie Schwerkraft dieser Massen.

Die Rotorachse wird sich darum nicht auf dieser kreisrunden Bahn bewegen, sondern oben-rechts den relativ scharfen Knick aufweisen (wie hier bei E nochmals hervor gehoben ist). Das Hebelsystem wird also rechts sehr rasch aus seiner gestreckten Position einknicken und einen spitzen Winkel bilden. Die oberen Massen werden damit möglichst flach über die Systemachse hinweg geführt, treten praktisch schon oben-rechts wieder in eine Fallkurve ein.

Stabile Eigendrehung
Beim Starten des Systems wird die Systemwelle und zugleich der Rotor gleichsinnig in Drehung versetzt (bzw. wird automatisch so drehen, wenn Gegendrehung mechanisch verhindert wird), wobei der Rotor aber langsamer dreht als die Systemwelle. Mit folgendem Bild EV PRM 08 soll aufgezeigt werden, warum die Eigendrehung des Rotors beständig ist.

Als Beispiele sind vier Positionen des Rotors bzw. der Achsen und Hebel dargestellt, wobei mittig die blaue Fläche den ungleichförmigen Weg der Rotorachse markiert. Bei A befindet sich die Rotorachse oben links auf der noch relativen flachen Bahn der Fallkurve. Bei B und C ist die Situation bei relativ gestreckten Hebelarmen unten-links bzw. unten-rechts dargestellt. Bei D ist die Situation oben-rechts eingezeichnet.

Oben bei EV PRM 06 wurde festgestellt, dass bei Beschleunigung / Verzögerung der Rotorachse alle Teilmassen tangiert sind, aber immer die Teilmassen quer zur Bewegungsrichtung die wesentlichen Änderungen erfahren. Entsprechend sind hier in Bild EV PRM 08 die Massepunkte hervor gehoben (rote Punkte), welche sich jeweils quer zur Bewegungsrichtung der Rotorachse befinden.

Da sich die Bewegung der Rotorachse und die Eigendrehung des Rotors überlagern, addieren sich ´außen´ am Bogen (der ungleichförmig runden Bahn der Rotorachse) beide Geschwindigkeiten, während sie sich ´innen´ subtrahieren. Die Drehrichtung der momentan jeweils äußeren Masse ist tangential, hier markiert durch die langen schwarzen Linien. Die Bewegungsrichtung der momentan inneren Masse kann unterschiedlich sein, je nach Phase und Relation der Drehzahlen, hier beispielhaft markiert durch kurze schwarze Linien.

Im Gegensatz zu obigem Beispiel der linearen Beschleunigung / Verzögerung einer Rotorachse (bei obigem EV PRM 06) finden hier die Änderungen stets auf runder Bahn statt. Im Gegensatz zur Führung einer Rotorachse auf kreisrunder Bahn (wie bei vorigem Bild EV PRM 07 zunächst unterstellt), finden die Änderungen von Geschwindigkeit und Richtungen (vertikal wie horizontal) der Rotorachse hier auf dieser ungleichförmigen Bahn keinesfalls symmetrisch statt. Hier sind also vollkommen andere Resultate zu erwarten als bei gleichförmig arbeitenden Rotorsystemen.

In der bei A dargestellten Phase bewegt sich die Rotorachse auf einer zunächst flachen, dann zunehmend steileren Kurve abwärts. Die jeweils äußere Masse (oben bzw. links) muss dort beschleunigt werden, sie kann der Rotorachse problemlos folgen, automatisch beschleunigt durch Gravitation auf dieser Kurve freien Fallens, bis hinunter zur Situation bei B.

Die jeweils ´äußere Masse´ ist nicht die jeweils gleiche Stelle am Rotorring, sondern verschiedene Ring-Teile lösen sich in dieser Bewegungsbahn ab. Nur die jeweils quer zur Bahn der Rotorachse befindlichen Teile stellen die momentan äußere Masse dar und weisen dieses Bewegungsverhalten auf.

Natürlich unterliegt in dieser Phase auch die jeweils innere Masse der Beschleunigung durch Gravitation, die aber durch gegensinniges Drehen mehr oder weniger kompensiert wird. Bei B ist die ´ortsfeste´ Masse rechts-oben, aber wiederum ist dabei nicht ein bestimmter Rotor-Teil von rechts-unten nach ganz oben gewandert, sondern nur die jeweils dort befindlichen Rotor-Teile weisen dieses Bewegungsverhalten auf.

Im Bereich unten-links bei B kommt das Hebelsystem in gestreckte Position, d.h. die Abwärtsbewegung wird stark verzögert. Die dortige äußere Masse wird nach rechts geschleudert, nun praktisch um die Systemachse herum, d.h. unmittelbar in die Richtung, in welche nachfolgend auch die Rotorachse zu schwingen hat. Damit wird diese Masse (quer-außen) keinesfalls verzögert (wie bei obigem Hindernis in EV PRM 06), die jeweils äußeren Massen können vielmehr mit dieser (aus freiem Fall beschleunigten) Geschwindigkeit hinüber und hinaus schwingen nach rechts.

In der bei C dargestellten Phase ergeben sich wiederum Änderungen: die Gewichtskraft des gesamten Rotors wirkt an der Rotorachse, die gesamte Masse will insgesamt ihre tiefst-mögliche Position einnehmen, darum endet dort die Streckung des Hebelsystems und der Pendelarm weist wieder zunehmend nach unten.

Die Teilmassen des Rotors weisen höchst unterschiedliche Trägheiten auf: die dortige äußere Masse bewegen sich noch immer relativ schnell, während die dortige innere Masse relativ ortsfest ist. Die innere Masse bildet einen im Raum ruhenden ´Trägheits-Schwerpunkt´, um den herum die äußere Masse nach oben schwingt.

Diese Logik mag seltsam erscheinen, weil normalerweise jede Aktion eine Reaktion erfordert. Die Kraft für das Anheben der äußeren Masse findet hier ihre ´Gegenkraft´ in der Trägheit relativ ruhender Masse. Durch die Eigendrehung des Rotors schwingt sich dieser (zumindest teilweise) selbst nach oben. Mechanische Bewegungsänderungen ohne festen Widerpart sind durchaus bekannt, selbst im freien Fall: jede Katze und jeder Turmspringer beherrscht diese Technik.

Nicht nur die Rotorachse, sondern auch die jeweils inneren Massen bilden also jeweilige Drehpunkte für Richtungsänderungen der jeweils äußeren Massen. Selbst rechts-oben in der bei D dargestellten Phase tritt dieser Effekt nochmals auf.

Von unten-rechts steigt die äußere Masse relativ senkrecht nach oben, wobei diese Aufwärtsbewegung verzögert und letztlich beendet wird, wenn die Exzenterachse ihre oberste Position erreicht. Damit wird auch die Aufwärtsbewegung der Rotorachse verzögert und wiederum schwingt die jeweils äußere Masse um ihre relativ ruhende innere Masse herum. Die Rotorachse und die äußere Masse treten damit erneut in die zunächst flache Fallkurve ein, d.h. die äußere Massen erfährt nachfolgend erneute Beschleunigung durch Gravitation.

Die Eigendrehung des Rotors wird damit fortwährend beschleunigt, allerdings nicht unbegrenzt. Wenn die Eigendrehung des Rotors zu schnell wird, bewegen sich die jeweils inneren Massen auf größeren Schleifenbahnen, bilden also nicht mehr obigen Trägheits-Schwerpunkt bzw. können nicht mehr als Drehpunkt wirken. Abhängig von den Längenverhältnissen der Hebelarme wird sich damit selbsttätig eine optimale Resonanz der Drehzahlen ergeben.

Wesentliche Effekte
Die Rotorachse fällt von rechts-oben ´durch die Maschine hindurch´ nach links-unten auf einer zunächst flachen, zunehmend steileren Fallkurve. Die jeweils äußeren Massen erfahren dabei Beschleunigung aufgrund Schwerkraft.

Durch Verzögerung dieses Fallens unten-links bewirkt die Trägheit der gesamten Rotormasse die Streckung des Hebelsystems. Über die exzentrische Achse ergibt sich daraus ein Drehmoment an der Systemwelle. Diese Verzögerung der Abwärtsbewegung unten-links bewirkt aber keinesfalls eine Verzögerung der Geschwindigkeit der jeweils äußeren Masse. Vielmehr wird durch die Eigendrehung auch die Rotorachse in die nachfolgende Pendelschwingung gedrückt.

Indem die jeweils inneren Massen einen relativ ortsfesten Schwerpunkt bilden, schwingt beim Ende der Pendelphase die äußere Masse um diese Drehpunkte herum aufwärts. Auch oben rechts bewirkt die Rotor-Eigendrehung, dass die Rotorachse und äußere Masse wieder frühzeitig in die Fallkurve hinein schwingen.

In diesem System erfordert darum das Anheben der Masse weniger Kraftaufwand als durch die Verzögerung freien Fallens an Drehmoment erzeugt wird.

In dieser Animation sind die Bewegungsabläufe zu verfolgen. Hier ist der Rotor an drei Stellen markiert, um dessen Eigendrehung zu erkennen. Die Relation von Eigendrehung des Rotors und Drehung der Systemwelle ist hier beispielsweise eins zu drei gewählt. Die Rotorachse beschreibt die oben skizzierte ungleichförmige Bahn.

Es fällt auf, dass die Markierungen am Rotor keine einfache Kreisbahn oder Pendelbewegung aufweisen, sondern in unterschiedlich weiten Bogen (die jeweils äußere Position) und engeren Schlingen (die jeweils innere Position) innerhalb der Maschine schwingen. Andere Massepunkte durchlaufen analoge Bahnen etwas versetzt zu den hier an den Markierungen erkennbaren Bahn.

Auch an einem ruhig dahin rollenden Rad bewegen sich einzelne Masseteile höchst ´sprunghaft´ und dennoch sind alle Trägheitskräfte insgesamt ausgeglichen. Anders als beim normalen Rad sind hier allerdings die Bewegungsabläufe nicht symmetrisch, somit auch die Kräfte nicht ausgeglichen. Dabei treten links-unten die größten Kräfte auf, exzentrisch zur Systemachse, so dass sich ein nutzbarer Überschuss an Drehmoment ergibt.

In den unterschiedlichen Phasen tritt immer die gleiche Wirkung auf, egal welcher Massepunkt sich momentan an welcher Position befindet. Wenn sich Pendelschwingung und Rotordrehung harmonisch überlagern, schaukelt sich dieser mechanische Schwingkreis auf. Durch Belastung kann das System in einem Zustand resonanten Schwingens und Drehens stabil gehalten werden.

Rechnen und Bauen
Welche Relationen von Hebelarmen und Drehzahlen ein Optimum ergeben, wäre zu berechnen bzw. muss praktisch ermittelt werden. In Bild EV PRM 10 ist schematisch eine Bauweise skizziert, bei welcher die Lager und Gleitflächen minimiert sind (links im Querschnitt und rechts im Längsschnitt durch die Systemachse).

Anstelle einer großen Rotorträger-Scheibe um die Systemwelle könnte eine einfache Kurbelwelle (KW) verwendet werden (also wie bei einem Verbrennungsmotor bestehend aus Welle, Kurbeln und Kurbellagern). Anstelle der großen Pendelscheibe wären (minimal) drei Pendelstangen (PS) ausreichend (praktisch ein Stern, exzentrisch gelagert, anstelle der Pleuelstangen eines Verbrennungsmotors). Am Ende jeder Pendelstange könnten als Rotorlager (RL) Rollen eingesetzt werden, inklusiv ausreichender seitlicher Führung des ringförmigen Rotors (RO).

Im Gegensatz zu ´Bessler-Rädern´ könnte diese Version möglicherweise auch schon bei kleiner Bauweise funktionsfähig sein. Die wirksame Masse muss hier in einem Arbeitstakt nicht die ganze Höhe eines Rads herunter fallen. Durch den frei drehenden Rings wird die Masse einer Position fortlaufend durch nachfolgende Teile des Rotors ersetzt. Es kann also mit weniger Fallhöhe gearbeitet werden, womit ein Arbeitstakt kürzer wird und die Maschine entsprechend schneller drehen kann.

In Bild EV PRM 11 ist schematisch ein Version dargestellt, bei welchem die Innenseite eines Kugellagers (KL) exzentrisch an der Systemwelle (SW) fest montiert ist. Diese Einheit stellt den Rotorträger (RT) dar. An der Außenseite dieses Kugellagers ist exzentrisch wiederum die Innenseite eines größeren Kugellagers befestigt. Diese Einheit stellt die Pendelscheibe (PS) dar. Die Außenseite dieses zweiten Kugellagers ist fest verbunden mit dem Rotor (RO). Dieser besteht aus einer Scheibe und die wirksame Masse ist z.B. ein Rohr. Diese Lagerung sollte symmetrisch angelegt werden, wobei das Rohr durchaus länger sein könnte als hier gezeichnet.

In diesem Bild sind die beiden Hebelarme gleich lang gewählt, beispielsweise nur 2 cm lang. Das läßt sich technisch realisieren mit Kugellagern von maximal 12 cm Durchmesser, wobei das Rohr des Rotors beispielsweise 30 cm Durchmesser aufweisen könnte. Die Drehzahl der Systemwelle könnte bei 100 bis 200 Umdrehungen je Minute liegen, wobei der Rotor wesentlich langsamer dreht.

Diese Animation zeigt z.B. ein Verhältnis der Drehzahlen von vier zu eins, bei den in EV PRM 11 dargestellten Verhältnissen der Hebel und Durchmesser. Anhand der schwarzen Markierungen sind das Drehen und Schwingen der Bauelemente zu erkennen. Real würde dieses Rad etwa vier mal schneller drehen, wobei nur noch ein ´zitterndes Drehen´ oder ´eierndes Schwingen´ des Rotors erkennbar wäre.

Bessler hatte Räder zum selbständigen Laufen gebracht. Bei zeitweise freiem Fallen ergeben sich größere Kräfte als bei stetiger (Dreh-) Bewegung. Also muss es eine mechanische Lösung zur Nutzung von Gravitation geben (so einfach wie die Nutzung der Gravitation per Auftrieb an jeder Tragfläche).

Alle bisherigen Lösungen waren gekennzeichnet durch problematische Verzögerung des freien Fallens, weil dort die Geschwindigkeit der Masse unabdingbar auf die Drehgeschwindigkeit des Rads reduziert wird. Mit obigem Beispiel des Abstoppens eines frei drehenden Rads (bei EV PRM 06) wird deutlich, dass trotz Verzögerung einer Vorwärtsbewegung die Drehbewegung einer Masse nicht beeinträchtigt wird. Ich hatte dieses ´Phänomen´ schon in früheren Rotorsystem und Konstruktionen eingebracht bzw. eingesetzt. Bei Bessler-Rädern ist dieser Lösungsansatz aber erst mit vorliegender Konzeption konsequent umgesetzt. Hier wird die einmal aufgebaute Geschwindigkeit nicht abgestoppt, vielmehr kann diese weiter schwingen, nicht nur um die Rotorachse, sondern durch deren Bewegung auf lang gestreckter Bahn im Drehsinn des Systems.

Eine gleichförmig drehende Systemwelle und damit die Führung des Drehpunkts eines Pendels auf einer Kreisbahn, das daraus resultierende ungleichförmige Schwingen des Pendels und davon unberührt das Rotieren einer ringförmigen Rotormasse, beschleunigt durch freies Fallen ... ist das nun endlich die Lösung? ... Kritische Hinweise und Berichte zu Erfahrungen sind willkommen.

Evert / 13.11.2004