Basierend auf vielerlei Anregungen habe ich unzählige Rotorsysteme analysiert und konzipiert, nur ein Bruchteil davon ist in meiner Website dargestellt. Hier will ich wiederum nur einige Gesichtspunkte und Konstruktionen heraus greifen.
Wie oben angesprochen, sind die jeweiligen ´Phänomene´ ein guter Ansatz zur Entwicklung neuartiger Lösungen. Darum sollen zuerst drei Phänomene mechanischer Bewegungsprozesse dargestellt werden.
Steh-Auf-Kreisel
Kreisel sind ein beliebtes Spielzeug, weil schon ein einfacher Kreisel ziemlich erstaunlich auf seiner Spitze tanzt. Wenn der Kreisel aber keine spitze Auflage hat, ergibt sich der phänomenale Bewegungsablauf eines Steh-Auf- bzw. Wende-Kreisels.
Diese Kreisel sind weitgehend kugelförmig rund, haben einen Stiel (zum Andrehen mit zwei Fingern), am Ende des Stiels ist eine Spitze angebracht (nicht aber auf der runden Seite). Nach dem Andrehen taumelt der Kreisel (wie üblich), legt sich dann zur Seite, dreht auf etwas weiterer bogenförmiger Bahn, stellt sich auf die Spitze und rotiert weiter wie ein gewöhnlicher Kreisel.
´Phänomenal´ ist dabei, dass der Schwerpunkt des Kreisels angehoben wird (wobei der Kreisel letztlich nicht langsamer dreht). Es gibt mehrere Theorien zur Erklärungen, wobei die meisten die Reibung (und damit Wärme) als ursächlich erachten. Meine Erklärung ist schlicht: Trägheit will ihre Richtung beibehalten und Bewegung widersetzt sich ihrer Verzögerung.
Wenn in der Startphase die Kreiselachse nicht genau senkrecht steht, dreht sich Masse wie ein schräg stehendes Rad. Dessen Masse-Teile oben bewegen sich mit maximaler Geschwindigkeit im Raum, diese Masse wird verzögert in der Abwärtsbewegung und kommt kurzfristig zum Stillstand im Zeitpunkt ihrer Auflage am Boden.
Die Trägheit der (vorn) sich abwärts bewegenden Masse wird abgeblockt am Boden, kann sich nicht weiter auswirken. Die Trägheit der (hinten) sich aufwärts bewegenden Masse dagegen kann sich ´ausleben´, indem diese Masse weiter aufwärts-vorwärts fliegt. Die Trägheit der (schräg) rotierenden Masse führt diese also selbst auf ein höheres Niveau, bis letztlich kein Masseteil mehr verzögert wird (sondern alle Massen mit gleicher Winkelgeschwindigkeit rotieren - abgesehen von weiterem Taumeln).
Bumerang
Ein Bumerang fliegt auf seltsamer Bahn. Beim Abwerfen findet eine Schleuderbewegung statt (siehe voriges Kapitel), bei welcher die gegebene Kraft bestmöglich in Vorwärts- und zugleich Drehbewegung umgesetzt wird. Auch hier bewegt sich die Masse eines Bumerang-Arms im Raum phasenweise schneller und dann wieder langsamer. Im freien Flug gibt es aber keine Auflage und damit keine zwangsweise Verzögerung.
Im Verlauf des Flugs rotiert das Wurfholz zunehmend langsamer und bewegt sich entsprechend schneller vorwärts (und weiter). Die anfangs stark schlingernde Flugbahn wird gestreckt und der Masseschwerpunkt wird vorwärts beschleunigt. Dieser Übergang von Rotation in Translation ist wohl bekannt, z.B. drehen Planeten zunehmend langsamer um ihre eigene Achse und entsprechend schneller um ihre Sonne.
Die vorigen beiden Phänomene habe ich (unter anderem) schon vor Jahren in meinen Ausarbeitungen zu Würth Schwung-Systemen dargestellt. Diese sind im Kapitel Download Schwung-Systeme als pdf-Dateien verfügbar (im 4. Teil dieser Ausarbeitungen, evwue04.pdf unter 2.14 ´Flug des Bumerangs´ (Seite 14) und unter 2.17 ´Levitierende Kreisel´ (Seite 17). Dort waren bereits auch diverse Vorschläge zur Nutzung dieser Effekte enthalten.
Rad-Bruch
In diesem Zusammenhang ist ein weiteres ´Phänomen´ von Interesse: das Auf-und-Davon-Fliegen eines abgebrochenen Wagenrads. Viele (alte) LKW-Fahrer haben erlebt, dass sie von einem Rad überholt wurden - von ihrem eigenen, abgebrochenen Rad, das in großen Sprüngen immer weiter voraus eilte. Heute ist dieser Effekt vielen Zuschauern von Autorennen bekannt (wo solche Vorkommnisse auch schon tragisch endeten).
Fakt ist: wenn die Befestigung eines Rads bricht, wird das Rad beschleunigt vorwärts springen. Eine Erklärung oder präzise Experimente der offiziellen Physik sind nicht bekannt, vermutlich weil der Vorgang zu sehr nach PM riecht. Dabei ist die Erklärung einfach und auch die Quelle der zusätzlichen Energie ist eindeutig zu benennen.
Das befestigte Rad rollt auf der Straße ab und dreht sich entsprechend schnell um seine Achse. Wenn das Rad frei kommt von seiner Befestigung (ohne dadurch einen zusätzlichen Impuls zu erhalten), wird es entlastet bzw. trifft es nächstens auf eine Unebenheit der Straße. In beiden Fällen verliert das Rad den direkten Kontakt mit der Auflage.
Damit ist obiger Zwang zur Verzögerung eines Teils der Masse (unten am Rad) nicht mehr gegeben. Wie oben beschrieben und bekannt ist, geht ein Teil der Rotationsenergie in Translationsenergie über. Das Rad rotiert langsamer um seine Achse und bewegt sich dafür schneller vorwärts im Raum.
Wenn nun aber das Rad wieder auf der Strasse aufprallt, ist seine Rotation zu langsam in Relation zu seiner Geschwindigkeit über Grund. Das Rad ´stolpert´ nach vorn, so dass die Rotation des Rads wieder seiner Vorwärts-Geschwindigkeit entspricht. Von Sprung zu Sprung eilt das Rad immer schneller voraus. Dabei bringt die Strasse Kraft in das System ein durch ihren Widerstand (und diese Energie kann nicht verloren gehen, kann nur im System verbleiben).
Diese Vorgänge sind umfangreich beschrieben im Kapitel Räder auf bewegten Bahnen beschrieben und es sind dort entsprechende Konstruktionen zur Nutzung dieses Effekts aufgeführt. Auch in Kapitel Planetenrad und Kornkreis-Motor sind ähnliche Prozesse und Lösungen (analog zu Kornkreisbildern) beschrieben.
Kreuzrad-Motor
Die effektivste Lösung aber stellt wohl der Kreuzrad-Motor dar, weil auf engem Raum und mit einfacher Technik die Vorgänge obigen ´abgebrochenen Rads´ abgebildet werden.
Wenn ein Rotorzahnrad (rot) um ein zentrales Zahnrad mit konstanter Geschwindigkeit geführt wird, entspricht das gleichförmigem Abrollen eines Rads auf ebener Bahn. Wenn beide Zahnräder nicht rund, sondern oval geformt wären, würde die Drehung des Rotorzahnrads um seine Achse beschleunigt und verzögert (bei konstanter Winkelgeschwindigkeit um die Systemachse).
Die Zahnräder könnten auch jeweils vier Einbuchtungen und korrespondierende Erhöhungen aufweisen (´Kreuzräder´ bilden). Bei diesem Kreuzrad-Motor ist auch das zentrale Rad drehbar um die Systemachse.
Das gesamte System wird hoch gefahren ohne Relativbewegung zwischen den Teilen. Wenn danach aber das zentrale Zahnrad langsamer dreht, ´fliegt´ das Rotorzahnrad phasenweise über ´Eindellungen der Strasse´, um anschließend wieder auf der (leicht erhöhten) Strasse abzurollen. Der obige Prozess eines ´abgebrochenen Wagenrads´ findet dann nicht auf ruhender Strasse ab, vielmehr bewegen sich Rad und Strasse vorwärts, die Strasse allerdings etwas langsamer. Beim ´Aufprall´ bewirkt das zentrale Rad die beschleunigte Rotation des Rotorzahnrads (ohne dessen Drehung um die Systemachse zu verzögern) - und die Gegenkraft treibt das zentrale Rad vorwärts (und ergibt das nutzbare Drehmoment).
Dieser Motor kann relativ klein gebaut werden, kann aber hohe Drehzahl fahren, so dass große Kräfte wirksame werden. Es sind nur minimale Abweichungen der Zahnräder von der Kreisform erforderlich. Solche ungleichförmige Zahnräder können heute mit perfektem Zahneingriff produziert werden. Details zur Nutzung dieses Effekts sind in Kapitel Kreuzrad-Motor dargestellt.
Rhönrad-Motor
Viele Leser mögen Zweifel an diesen Behauptungen hegen - und sollten dann dieses Experiment durchführen: eine Kugel liegt auf einer Tischdecke, die Tischdecke wird kurz zur Seite bewegt, dann gestoppt, wieder etwas beschleunigt usw. Bei jedem Ruck wird die Kugel in Rotation versetzt (bzw. diese beschleunigt), bei jedem Stopp rollt die Kugel schneller davon.
Das ist nichts Aufregendes, das Besondere daran ist lediglich der geringe Kraftaufwand. Beim Beschleunigen der Auflage bleibt die Masse oben an der Kugel in Ruhe, die Masse hinten wird angehoben, die Masse vorn kann dagegen nach unten fallen. Kraft muss nur aufgebracht werden zur Änderung der Geschwindigkeit der Masse unten. Dennoch kommen alle Massen in verstärkte Rotation, die anschließend beschleunigte Vorwärts-Bewegung ergibt.
Anstelle dieser linearen Bewegung sind bei einem Motor stets drehende Bewegungen erforderlich. Anstelle obiger Kugel sollte ein Ring eingesetzt werden. Dieser sollte auf einer runden Bahn abrollen können. Diese Bahn sollte exzentrisch zur Systemachse angeordnet und um diese drehend sein. Dann hebt und senkt sich die Bahn, bewegt sich nach links und recht, wird beschleunigt und verzögert.
Dieser Ring benimmt sich wie obige Kugel - die Beschleunigung und Verzögerung der Auflagebahn (unter dem jeweiligen Auflagepunkt des Rings) aber erfordert keinerlei Kraftaufwand. Die Bahn wird beschleunigt in das gleichsinnige Herab-Fallen des Rings. Die Bahn wird verzögert in der Aufwärtsbewegung, so dass der Ring aufgrund seiner erhöhten Rotation von sich aus ´den Berg hinauf rollt´.
Diese Konstruktion halte ich für die beste Version eines ´Bessler-Rads´. Die Konstruktion ist denkbar einfach: ein Zylinder dreht sich um die Systemachse. Darin sind exzentrisch kreisrunde Aussparungen anzubringen. Darin rollt ohne weitere Führung ein Ring ab. Bei mehreren Modulen ist der Motor automatisch ausgewuchtet.
Da hier die Kräfte der Trägheit bzw. Fliehkraft mit Kräften der Gravitation kombiniert werden bzw. freier Fall auftritt, muss diese Maschine aber ziemlich groß gebaut werden (etwa 2 m Durchmesser) und sie wird nur langsam drehen (ca. 30 Umdrehungen / Minute). Details hierzu sind in Kapitel Rhönrad-Motor dargestellt.
Mit diesen Beispielen soll aufgezeigt werden, dass basierend auf (kostenlosen) Kräften der Trägheit und Gravitation durchaus ein Mehr-Nutzen zu organisieren ist, wenn die ´Phänomene´ der Mechanik als Ansatz gewählt werden. Deren erstaunliche Bewegungsabläufe sind plausibel erklärbar, die Bilanz aller Kräfte bleibt immer ausgeglichen - und dennoch ist Nutzen zu gewinnen, z.B. indem obige ´Strassen´ eben nicht nur passiv statische Gegenkraft ausüben, sondern in drehenden Systemen daraus Drehmoment gewonnen wird.
Im folgenden Kapitel Mond-Getriebe soll nochmals ein genereller Ansatz aufgezeigt werden, basierend auf dem alltäglichen ´Phänomen´ der Unwucht auf Erden.
Evert / 21.02.2004
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