In vorigen Geschichten zum Bessler-Rad wurden diverse Rotorsysteme zur Nutzung von Fliehkraft bzw. Trägheit und ´Bessler-Räder´ zur Nutzung von Gravitation angesprochen. Hier nun soll eine entscheidend verbesserte Konzeption eines Motors beschreiben werden. Zielsetzung ist die generelle Definition eines Perpetuum Mobile, das aufgrund von Gravitation und Trägheit fortwährend nutzbares Drehmoment zur Verfügung stellt. Vorweg ist an einige bekannte Prozesse bei der Bewegung von Rädern zu erinnern und prinzipielle Gesetzmäßigkeiten des Verhaltens von ´Rädern auf bewegten Bahnen´ zu definieren.
Rad auf fester Bahn
In Bild EV GM 210 bei A ist schematisch ein Rad dargestellt, das auf einer Unterlage abrollt (wobei hier immer Drehung gegen den Uhrzeigersinn unterstellt wird). Dieses Rad wird hier generell als Rotor (RO, rot) bezeichnet. Die Bahn, auf welcher der Rotor abrollt, wird hier generell als Rotorträger (RT, blau) bezeichnet.
Der Rotor dreht sich gleichförmig um seine Rotorachse (RA), welche mit gleichförmiger Geschwindigkeit nach links wandert. Eingezeichnet sind vier Massepunkte (M1 bis M4) des Rotors. Die Massepunkte bewegen sich nicht gleichförmig im Raum (siehe Pfeile) aufgrund Überlagerung von Dreh- und Vorwärtsbewegung. Ein Massepunkt (M1) direkt beim Auflagepunkt ist für einen Moment in ortsfester Position. Ein Massepunkt (M2) hinten befindet sich in Bewegung aufwärts-vorwärts. Der Massepunkt (M3) oben über der Achse bewegt sich mit doppelter Vorwärts-Geschwindigkeit. Ein Massepunkt (M4) vorn bewegt sich abwärts-vorwärts.
Alle Massepunkte werden fortwährend beschleunigt oder verzögert und ihre Bewegungsrichtung ändert sich ständig. Die kinetische Energie und Trägheit variieren damit fortlaufen. Bei Verzögerung der Drehbewegung wird auch die Vorwärtsbewegung verzögert (und umgekehrt), entsprechend betrifft Beschleunigung beide Bewegungen zugleich (z.B. bei jedem Fahrzeug und seinen Rädern).
Rad auf bewegter Bahn
In diesem Bild EV GM 210 bei B (unten links) ist nun eine veränderte Situation skizziert: der Rotorträger (RT, siehe Pfeil) bewegt sich unter dem Rotor nach rechts und das Rad dreht frei über dieser sich bewegenden Auflage.
Unter ansonsten konstanten Bedingungen bleibt der Rotor insgesamt in ortsfester Position und alle Massepunkte drehen nun gleichförmig um die Rotorachse. Die Bewegungsrichtung und Trägheit der Massepunkte weisen konstant in jeweils tangentiale Richtung (markiert durch die Pfeile).
Im Gegensatz zu obigem Rad wirken hier Beschleunigung und Verzögerung unterschiedlich. Wenn z.B. die Bewegung (nach rechts) des Rotorträgers abrupt abgestoppt würde, wird die Drehbewegung des Rads damit keinesfalls auch beendet sein. Das Rad würde vielmehr weiter um seine Achse drehen und sich insgesamt nach links bewegen.
In diesem Bild bei C ist die Situation bei einer Verzögerung skizziert (ohne komplettes Abstoppen). Die Bewegung des Rotorträgers ist hier verzögert, markiert durch den kürzeren Pfeil bei RT. Die Masse ganz unten wird auf diese reduzierte Geschwindigkeit entsprechend verzögert, alle anderen Massen aber nicht. Es bildet sich vielmehr unten ein neuer Drehpunkt (DP), um den jeweils die oberen Massen herum schwingen aufgrund ihrer vorigen kinetischen Energie bzw. Trägheit (skizziert durch gestrichelte Pfeile, wobei dieser Drehpunkt im Raum vorwärts wandert). Die Rotorachse (RA) verlagert sich damit nach links.
Wenn anschließend die aktuelle Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung des Rotorträgers konstant weiter geführt würde, wird der Rotor nach links wandern. Ein Bremsen der Rotorträger-Bewegung führt also nicht zu einer entsprechenden Verzögerung der Rotor-Bewegungen (und nochmals weniger, wenn die untere Rotormasse unterhalb der Bahnauflage angeordnet ist, wie später ausgeführt wird).
In diesem Bild bei D ist die Situation dargestellt, bei welcher der Rotorträger nach rechts beschleunigt wird (siehe längeren Pfeil bei RT). Nur die Masse ganz unten wird entsprechend beschleunigt, während die Massen oberhalb sich weiterhin entsprechend ihrer aktuellen Bewegungs- und Trägheitsrichtung verhalten.
Es bildet sich praktisch ein neuer Drehpunkt (DP, wiederum wandernd im Raum) im oberen Bereich des Rotor, um den alle Massen schwingen. Die Rotorachse bewegt sich nach rechts, jedoch weniger schnell als der Rotorträger. Dafür wird nun aber die Drehung aller Massen um die Rotorachse beschleunigt.
Effekte der Verzögerung/Beschleunigung
Normalerweise rollt ein Rad auf einer festen Bahn und alle Geschwindigkeitsänderungen betreffen Vorwärts- und Drehbewegung zugleich und jeweils entsprechend. Wenn ein Rotor aber frei auf einer beweglichen Bahn abrollen kann, führen Geschwindigkeitsänderungen bei Verzögerung/Beschleunigung zu unterschiedlichen Ergebnissen.
Dabei sind generell bei Verzögerung bzw. Beschleunigung des Rotorträgers nur die Masseanteile im Bereich der Auflage direkt betroffen, d.h. es treten nur relativ geringe Kräfte auf (im Vergleich zu obigem ´normalem´ Rad, wie z.B. oben bei A). Alle anderen Masseanteile führen Pendelbewegungen um Drehpunkte aus, wobei ihre kinetische Energie praktisch unverändert bleibt.
Bei Verzögerung der Rotorträgerbewegung (oben bei C) wird Masse unten verzögert, dafür wandert aber die Rotorachse nach links, d.h. der Rotor ´kippt nach rückwärts´. Die relative Verzögerung der Drehbewegung wird kompensiert durch Rückwärts-Bewegung der Rotorachse.
Bei Beschleunigung der Rotorträgerbewegung (oben bei D) wird Masse unten beschleunigt und die Rotorachse wandert etwas nach rechts. Die Bewegungen der Massen um den neuen Ort der Achse bedeuten eine Beschleunigung der Drehbewegung des Rotors. Die Beschleunigung des Rotorträgers ergibt also neben der Vorwärtsbewegung auch beschleunigte Drehung des Rotors.
Detaillierte Beschreibungen dieser Bewegungsprozesse sind auch in oben genanntem Kapitel bzw. den dort aufgeführten Kapiteln enthalten. Hier ist nun zu prüfen, ob aus diesen unterschiedlichen Reaktionen des Rotors auf Änderungen seiner Auflagebahn ein insgesamt positiver Effekt zu erreichen ist.
Ungleichförmiger Lauf
Ein negativer Effekt ungleichförmiger Bewegungen ist seit langem wohl bekannt, schematisch skizziert in Bild EV GM 211 bei A. Bei einem Getriebe verhält sich die Drehzahl umgekehrt proportional zu den Radien (hier R1 und R2) der beteiligten Zahnräder. Dieses Verhältnis ist aber nur bei gut gearbeiteter (Diagonal-) Verzahnung konstant. Bei einfach gebauter Verzahnung wandert der aktuelle Auflagepunkt zwischen den Rädern etwas hin und her, d.h. die Radien variieren und damit auch die Drehgeschwindigkeiten. Solche Getriebe laufen ´unrund´.
In diesem Bild bei B ist ein ähnliches Getriebe dargestellt. Der Rotorträger (RT) ist als Zahnkranz ausgebildet, welcher um die Systemachse (SA) konstant dreht. Der Rotor (RO) ist ein innerhalb des Rotorträgers frei abrollendes Zahnrad, das sich um die Rotorachse (RA) dreht. Die Geschwindigkeit der Drehungen verhalten sich prinzipiell nach den Radien von Zahnkranz und Zahnrad. Der Auflagepunkt befindet sich phasenweise auf einem ´Berg´ oder in einem ´Tal´, d.h. auf unterschiedlichem Abstand zur Systemachse - mit obigen Effekten relativer Verzögerung und Beschleunigung (hier z.B. skizziert durch den nach links voraus eilenden Rotor).
Rhönrad-Motor
In Bild EV GM 212 ist der Rhönrad-Motor skizziert, eine meiner ´schönsten Erfindungen´. Der Rotorträger (RT, blau) dreht mit gleichförmiger Geschwindigkeit um die Systemachse (SA). Vier Positionen nach jeweils 90 Grad Drehung sind dargestellt (von A bis D). Im Rotorträger ist exzentrisch eine runde Öffnung angebracht. Diese ´exzentrische Wand´ (EW, konzentrisch zur Exzenterachse EA) stellt einen ´ein-zahnigen Zahnkranz´ dar, d.h. mit nur einem einzigen Tal (bei A unten) und einem einzigen Berg (bei C unten).
Auf dieser Auflage rollt der runde Rotor (RO, rot) frei ab. Der Auflagepunkt zwischen Rotor und Rotorträger weist unterschiedlichen Abstand zur Systemachse auf. Im Tal (bei A) ist er lang, wird kürzer (z.B. nach 90 Grad Drehung bei B), wird minimal auf dem Berg (bei C) und wieder länger (bei D).
Der jeweilige Auflagepunkt auf dieser Bahn bewegt sich also im Raum auf variierendem Radius und läuft somit fortwährend schneller oder langsamer unter dem Rotor hindurch. Obige Effekte hinsichtlich Beschleunigung / Verzögerung der Rotordrehung wie der Wanderung der Rotorachse vorwärts / rückwärts treten damit auf. Nach meiner Kenntnis hat derzeit noch niemand dieses ´Rhönrad´ gebaut, obwohl es nicht nur eine wunderschöne Konstruktion, sondern nach meiner Überzeugung ein nahezu perfektes Perpetuum Mobile ist.
Das Anheben / Absenken der Rotormasse (bei A unten, bei C oben) ist an sich kräfte-neutral, damit aber auch nicht produktiv. Diese Aufwärts- / Abwärtsbewegung ist nur Nebenprodukt zur gewünschten Beschleunigung / Verzögerung der Auflage-Bahn unter dem frei drehenden Rotor. Dem Heben und Senken eines Rotors kommt aber entscheidende Bedeutung zu, wenn die Anordnung der wirksamen Massen etwas anders gestaltet wird.
Beschleunigte Rotordrehung
In Bild EV GM 213 ist wiederum ein Rotor (RO) skizziert, dessen wirksame Masse ringförmig angeordnet ist. Beobachtet werden vier Massepunkte (M1 bis M4, markiert durch schwarze Punkte). Diese Massen sind per Speichen mit der Rotorachse (RA) verbunden. Dieses Rad liegt (zunächst) nicht auf einer Auflage, vielmehr wird es an der Rotorachse angehoben und abgesenkt.
An allen Massepunkten greift stets Gravitationskraft (GK) an, bei A markiert durch grüne Pfeile bzw. Linien. Die Länge dieser Linien repräsentiert den Weg des Massepunktes, welcher dieser aufgrund Gravitation je Zeiteinheit zurück legen würde, hier z.B. 100 Einheiten lang, jeweils lotrecht nach unten.
Der Rotor ist um seine Rotorachse drehend, womit jeder Massepunkt eine Trägheitskraft (TK, graue Pfeile bzw. Linien) in jeweils tangentiale Richtung aufweist. Hier würde z.B. jeder Massepunkt sich in tangentiale Richtung um 80 Einheiten in der Zeiteinheit bewegen wollen.
Aus Trägheit plus Gravitation ergeben sich resultierende Kräfte (RK, blaue Pfeile bzw. Linien) unterschiedlicher Beträge und Richtungen. Bedeutsam ist die relative große Kraft bzw. potentielle Weglänge aus der Addition beider Vektoren in der Abwärtsbewegung bei Masse M4. In der Aufwärtsbewegung dagegen kompensieren bzw. reduzieren sich beide Vektoren, so dass die dortige Masse M2 relativ ´kräftefrei im Raum schwebt´.
Bei B ist als rote Scheibe die vorige Position des Rotors eingezeichnet sowie die grauen Linien der tangentialen Trägheitskräfte. Um diese Wegstrecke bzw. Geschwindigkeit von 80 würden sich sie Massepunkte weiter bewegen. Hier bei B wirkt nun zusätzlich eine nach oben gerichtete Beschleunigungskraft (BK, lila), welche den Rotor an seiner Rotorachse um 30 Einheiten nach oben hebt. Eingezeichnet sind die neuen Positionen der Speichen und Massepunkte, sowie die damit veränderten Wegstrecken (lila Linien).
Bei einem nicht-drehenden Rotor würden natürlich alle Massepunkte in gleicher Weise angehoben, bei diesem drehenden Rotor aber vollkommen unterschiedlich. Die aufwärts gerichtete Kraft (BK) kann nicht direkt auf die Masse M4 einwirken, diese wird weiterhin nach unten drehen, beschleunigt durch Gravitation, z.B. einen Weg von 84 zurück legen. Umgekehrt setzt die ´kräftefreie´ Masse M2 der Aufwärtsbewegung geringen Widerstand entgegen, so dass diese Masse relativ hoch angehoben wird, z.B. um diese Weglänge von 144.
Die abwärts fallende Masse M4 stellt praktisch einen ´Fixpunkt´ im Raum dar (wenngleich nach unten wandernd), so dass die Anhebung der Rotorachse (um 30) ein doppelt so hohes Anheben der ´leichten´ Masse M2 bedingt (praktisch mit Hebelwirkung, um etwa 60 auf obige 144).
Die Massen unten (M1) und oben (M3) werden über ihre senkrechten Speichen entsprechend zur Rotorachse angehoben. Ihre Wege werden aber auch durch das unterschiedliche Anheben der Massen (M4 und M2) seitlich der Rotorachse bedingt. Die untere Masse (M1) bewegt sich dabei z.B. um 122 Einheiten nach rechts aufwärts. Die obere Masse (M3) wird um etwa 110 Einheiten nach links geführt. In Summe werden alle Massen entsprechend zur Anhebung der Rotorachse nach oben bewegt, jeder einzelne Massepunkt jedoch in unterschiedlichem Umfang.
Dieser Prozess entspricht z.B. einem Rad, das in Drehung versetzt und anschließend nach oben geworfen wurde. Die Achse dieses Rads wird in ihrer obersten Position für einen Moment zum Stillstand kommen. Diese Situation ist in diesem Bild EV GM 213 bei C dargestellt.
Dort können sich die über Speichen und Felge miteinander verbundenen Massepunkte nicht mehr unterschiedlich schnell um die Achse drehen, sondern müssen eine durchschnittliche Drehgeschwindigkeit einnehmen. Diese ist in diesem Beispiel 115 (siehe graue Pfeile), also wesentlich schneller als die ursprünglichen Weglängen von 80 Einheiten. Das Rad erfuhr eine Beschleunigung seiner Drehgeschwindigkeit bei diesem Prozess.
In diesem Bild bei C sind zusätzlich wieder Gravitationskräfte (grün) und jeweils resultierende Kräfte (blau) eingezeichnet. Diese Kraftvektoren sind keinesfalls gleich oder symmetrisch, sondern zeigen eine eindeutige Bewegungstendenz an.
Die Vektoren bei M1 und M2 zeigen in gegensätzliche Richtung, d.h. möchten das Rad um einen neuen Drehpunkt (DP) rechts von der Rotorachse drehen. Die Vektoren bei M3 und M4 weisen weit nach unten, d.h. wollen das Rad ebenfalls um diesen neuen Drehpunkt schwenken. Sofern der Bewegungsspielraum dieses ´frei schwebenden´ Rotors nicht anderweitig eingeschränkt ist, wird er nun also nach links unten kippen.
In diesem Bild bei D ist skizziert, wie sich daraus wiederum höchst unterschiedliche Wege der Massepunkte ergeben, wobei die grauen Linien den Weg vom alten zum neuen Ort markieren. Die Länge der Wege (und damit die Geschwindigkeit) sind etwa 105, 125, 160 und 150 Einheiten.
Wenn die Abwärtsbewegung der Rotorachse beendet wird und diese einen festen Ort einnimmt (das hoch geworfene und dann abwärts fallende Rad nun an seiner Achse wieder aufgefangen wird), müssen alle Massepunkte wiederum gleich schnell um die Achse drehen. Wie in diesem Bild bei E dargestellt ist, liegt die neue durchschnittliche Geschwindigkeit bei etwa 135 Einheiten, also wurde die Drehung des Rotors durch das Fallen mit anschließender Verzögerung nochmals beschleunigt.
Unglaublich
Natürlich erscheint dieser ´kostenlose´ Zuwachs an Drehmoment unglaublich. Auch Bruce DePalma war höchst erstaunt über seine unglaublichen Ergebnisse zur Flugbahn rotierender Körper. Schon 1974 führte er präzise Experimente durch, bei denen Bälle schräg aufwärts katapultiert wurden. Wenn Körper quer zur Flugbahn rotieren, fliegen sie schneller und höher als nicht-rotierende Vergleichsobjekte - und auch schneller wieder herab. DePalma und Kollegen vermuteten, dass eine Erklärung dieser Phänomene völlig neue Sicht zu Gravitation, Trägheit und Zeit erfordern (wie hier in späterem Kapitel noch detailliert wird). Allerdings waren seine Vermutungen ziemlich mysteriös, andererseits war für ihn offenkundig, dass damit Maschinen zur Nutzung Freier Energie machbar sind.
Diese Prozesse haben aber keine mysteriöse Ursache, sondern sind mit vektorieller Addition von Kräften und Anwendung simpler Hebelgesetze zu erklären - und beides gilt unerbittlich streng. In der Mechanik gilt auch, dass jede Kraft eine entsprechende Gegenkraft erfordert. Bei diesem frei im Raum drehenden Rad gibt es keine ortfesten Auflagepunkte für die Gegenkraft eines zusätzlichen Drehmoments. Andererseits fällt jede Katze auf die Pfoten, selbst wenn sie mit den Beinen voraus nach oben geworfen wird. Auch Turmspringer oder Snowborder vollbringen ´unglaubliche´ Bewegungsabläufe, obwohl ´frei schwebend im Raum´.
Energie kann nur wirksam werden, wenn eine Potential-Differenz vorliegt. In Bild EV GM 214 bei A ist ein System ohne Potentialdifferenzen dargestellt: ein Rad, frei drehend um seine ortsfeste Achse. Alle Massepunkte auf gleichem Radius bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit im Raum (vier schwarze Punkte markieren Massepunkte, die Pfeile gleicher Länge in jeweils tangentiale Richtung repräsentieren ihre Geschwindigkeit bzw. Trägheitsvektoren).
Sobald nun aber die Achse im Raum bewegt wird, wie bei B skizziert ist, ergibt die Überlagerung von Dreh- und Vorwärtsbewegung (hier nach links oben) unterschiedliche Bewegungsrichtungen und Geschwindigkeiten der Massepunkte (durch Pfeile unterschiedlicher Längen repräsentiert). Diese Potentialdifferenzen ergeben sich bei jedem normalem Rad, das auf einer Auflage abrollt (z.B. oben bei Bild EV GM 210 bei A) bzw. wann immer die Achse nicht ortsfest ist.
Potentialdifferenzen ergeben sich auch bei rein linearer Bewegung wie z.B. beim Anheben und Absenken von Lasten. In diesem Bild sind beispielsweise zwei Aufzüge schematisch dargestellt. Mittels Seilwinde (blau) wird eine Kabine (grün) bei C nach unten geführt, unabhängig davon bei D nach oben. Die Trägheit der Abwärts- und Aufwärtsbewegung wird dabei jeweils durch Gravitationskräfte überlagert. Beide Kabinen wirken mit unterschiedlichen Kräften, was z.B. augenscheinlich wird bei der erforderlichen Bremskraft für das Anhalten im nächsten Stockwerk.
Katzen und andere ´Bewegungskünstler´ bringen diese Potential-Differenzen aus der Überlagerung von kinetischer Energie und Gravitation auch ohne fixe Auflage (in diesem Beispiel die Seilwinden) frei schwebend im Raum zustande. Mit Kopf und Füssen bzw. Armen und Beinen bilden sie vorige auf- bzw. abwärts fahrenden Lasten nach - um durch Verzögerung der Bewegungsabläufe die gewünschten Drehmomente zu erreichen (wobei die virtuelle Verbindung beider Kabinen hier durch gestrichelte Linie angedeutet ist).
Klassische Betrachtung
Um die Quelle des Drehmoment-Zuwachses deutlich heraus arbeiten zu können, ist in Bild EV GM 215 in der oberen Reihe zunächst eine Situation klassischer Mechanik dargestellt. Bei A sind zwei Massen (M1 und M2) durch einen Balken (RO) verbunden, der in seinem Mittelpunkt (RA) abgestützt ist. Beide Massen sind der Gravitation ausgesetzt, welche in ihren Gewichten (G1 und G2) zum Ausdruck kommt. Auf der Auflage lastet damit die Stützkraft (SK) entsprechend beider, gleich schwerer Massen.
Bei B wird der Rotor durch eine Beschleunigungskraft (BK) nach oben geführt. Auf der Auflage lastet dabei vorige Stützlast plus die Gegenkraft der Beschleunigung. Die beiden Massen erreichen eine höhere Lage, so dass die Beschleunigungskraft in potentielle Energie (PE) transferiert wurde.
In diesem Bild bei C konnte der Rotor wieder nach unten fallen, womit vorige potentielle Energie nun in kinetische Energie (KE) umgewandelt wird. Wenn die Masse wieder auf der ursprünglichen Ebene abgebremst wird, lastet auf der Unterlage obige Stützlast plus die Gegenkraft der erforderlichen Verzögerungskraft. Dieser Prozess führt lediglich zum Austausch verschiedener Formen von Energie und ist damit nur ein Beispiel des klassischen ´Nullsummenspiels´ aller Energie-Systeme (jeweils minus Reibungsverlusten). Allerdings sollte beachtet werden, dass bei diesem simplen Prozess zeitweilig erhöhte Kraftwirkungen am Stützpunkt auftraten.
Abschirmung bzw. Reduktion von Gravitation
In diesem Bild EV GM 215 in der unterer Reihe ist im Gegensatz dazu nun die Quelle von ´kostenlosem´ Energiezuwachs in Form beschleunigter Drehung dargestellt. Der einzige Unterschied zu voriger Situation ist, dass nun der Rotor (RO) in Drehung (bei D, siehe gestrichelter Pfeil) um seine Rotorachse (RA) versetzt wurde, bevor er angehoben (bei E) und wieder abgesenkt (bei F) wird.
In der Ausgangssituation bei A lastet auf beiden Massen die Gewichtskraft (G1 und G2). Zu dieser addieren sich vektoriell die Trägheitskräfte aus der Rotordrehung, links abwärts gerichtet (addierend) und rechts aufwärts gerichtet (subtrahierend). Gravitation kann nicht abgeschirmt werden, wohl aber kann sie kompensiert (im optimalen Fall) oder zumindest reduziert werden - allein durch Bewegung von Massen gegen die Gravitationskraft.
Um diese Potential-Differenz zu nutzen, müssen beide Massen angehoben werden, wie bei E skizziert ist. Die aufwärts gerichtete Beschleunigungskraft (BK) darf nicht direkt an den Massen wirksam werden, sondern nur indirekt über ihre gemeinsame Achse. Die Masse links ist in Abwärtsbewegung und weist damit relativ große Kraft (R1) auf, resultierend aus der Addition von Trägheits- und Gravitationsvektor. Diese Masse widersetzt sich der an der Rotorachse ansetzenden Beschleunigungskraft. Sie wirkt damit wie ein (relativ ortsfester) Drehpunkt im Raum, um welchen herum die rechte Masse aufwärts geführt wird. Bezogen auf die Rotorachse drehen beide Massen nun mit beschleunigter Drehung (BD, siehe gestrichelter Pfeil).
Die rechte Masse ´hängt relativ kraftlos im Raum´, eben weil ihre Gewichtskraft durch die aufwärts gerichtete Trägheit kompensiert oder zumindest reduziert ist (siehe kurzer Pfeil R2). Dieses ist auch noch der Fall, wenn der Rotor insgesamt wieder nach unten fallen kann. Bei F ist die Situation skizziert, welche sich beim Abbremsen des Fallens ergibt.
Die Verzögerungskraft (VK) darf wiederum nicht direkt an den Massen ansetzen, sondern an (oder nahe bei) deren gemeinsamer Achse. Diese Achse bewegt sich langsamer abwärts als die linke Masse, so dass diese praktisch wie an einem kürzer werdenden Radius nach rechts unten schwingt. Die rechte Masse wird entsprechend nach oben geschleudert. Durch diesen Bewegungsablauf ergibt sich beschleunigte Drehung (BD, siehe gestrichelter Pfeil) des Rotors um die Rotorachse. Wenn die Achse ihren niedrigsten Punkt erreicht, müssen alle Massen wieder gleich schnell um die Rotorachse drehen - und drehen wesentlich schneller als bei D, vor dem Anheben und Absenken des Rotors.
Nebeneffekt Drehmoment-Zuwachs
Es sei noch einmal hervor gehoben, dass hinsichtlich des Anhebens und Absenkens der Massen insgesamt kein Unterschied zu obiger klassischer Situation gegeben ist. Die investierte Energie beim Anheben ergibt tatsächlich entsprechend höhere Lage der Massen, also größere potentielle Energie, nur sind daran nicht beide Massen mit gleichem Anstieg beteiligt.
Beim Herab-Fallen der Massen wird wie oben die potentielle Energie der Lage in kinetische Energie der Abwärtsbewegung umgesetzt, allerdings wiederum nicht gleich verteilt auf beide Massen. Wenn das Fallen abgebremst wird, werden an der Rotorachse Kräfte wirksam, die genau der für das Anheben der Massen investierten Energie entspricht. Insofern ist dieser Prozess durchaus entsprechend obigem Nullsummenspiel.
Tatsächlich aber wird die Drehung des Rotors zusätzlich beschleunigt und zwar während der Aufwärts-Beschleunigung und in verstärktem Masse nochmals bei der Verzögerung der Abwärtsbewegung (also nach einer Phase relativ freien Fallens). In beiden Fällen wird die Rotorachse entgegen gesetzt zur Gravitation beschleunigt bzw. verzögert.
Auf dieses lotrechte Verschieben der Rotorachse reagieren beide seitlichen Massen unterschiedlich, eben weil die Gravitation ungehindert auf die Masse in Abwärtsbewegung wirkt und sich deren Trägheit vektoriell addiert, während die Gravitationswirkung auf die Masse in Aufwärtsbewegung durch deren Masseträgheit reduziert wird.
Jedes Rad mit im Raum bewegter Achse weist Potential-Differenzen aufgrund unterschiedlicher Geschwindigkeiten seiner Massen auf. Nutzbar sind diese aber nur, indem deren Trägheit überlagert wird durch Gravitation und die Achse beschleunigt bzw. verzögert wird in Richtung der Gravitation, also lotrecht auf- und abwärts geführt wird.
Dann bewirken die unterschiedlichen resultierenden Kräfte ein Einschwenken der abwärts wandernden Massen unter die Rotorachse und ein entsprechendes Schleudern der aufwärts wandernden Massen über die Rotorachse. An einem solchen Rotor sollten die Massen möglichst außen, also in Ringform angebracht sein, weil damit große Trägheit hinsichtlich der Drehung gegeben ist. Am wirksamsten sind dabei jeweils die Massen seitlich zur Rotorachse (während die Massen direkt über und unter der Rotorachse nur entsprechend angehoben bzw. abgesenkt werden).
An der Rotorachse treten die Kräfte zum Anheben der Massen wie zur Verzögerung ihrer Fallbewegung auf - also obiges Nullsummenspiel. Darüber hinaus wirken jedoch auch zusätzliche Kräfte, welche letztlich das nutzbare Drehmoment der Maschine ergeben. Das voriges Einschwenken der Masse unter die Rotorachse bzw. das Schleudern der Masse über die Rotorachse bewirken Druck auf die Rotorachse und zwar jeweils nach unten rechts. Neben obigen Beschleunigungs- oder Verzögerungskräften in lotrechter Richtung, bewirkt die Rotorachse also auch Gegendruck auf ihre Unterlage schräg abwärts nach rechts.
Technische Umsetzung
Dieses Bewegungsprinzip und die Nutzung der zwangsläufig damit auftretenden Beschleunigung der Rotordrehung kann auf unterschiedliche Weise technisch umgesetzt werden. In Bild EV GM 216 ist eine Version beispielhaft dargestellt, links in einem schematischen Querschnitt und rechts im Längsschnitt durch die Systemachse.
Im Prinzip sind dabei die bereits oben erwähnten Konstruktionselemente eingesetzt. Das zentrale Getriebe entspricht obigem Rhönrad (Bild EV GM 212): der Rotorträger (RT, blau) dreht gleichförmig um die Systemachse (SA) und ist mit dieser Welle fest verbunden. Im Rotorträger ist nun aber keine exzentrische Aussparung angelegt, sondern als ´exzentrische Wand´ ist ein Zahnkranz (ZK, hellblau) auf dem Rotorträger exzentrisch installiert (also konzentrisch zur Exzenterachse EA).
Der Rotor (RO, rot) wird im Prinzip aus zwei Ringen gebildet, welche durch Speichen verbunden sind. Der äußere Ring stellt die wirksame Masse (WM, dunkelgrün) dar. Der innere Ring ist als Zahnrad (ZR, hellrot) ausgebildet, das in obigem Zahnkranz abrollen kann (also ein Zahngetriebe analog obigem bei Bild EV GM 211 bei B). Dieses Zahnrad weist eine mittige Aussparung aus, so dass es nicht in Berührung mit der Systemwelle kommen kann (der Rotor im Zahnkranz sich frei bewegen kann, d.h. auch etwas voraus eilen kann).
Diese Bauelemente sind auf der Systemachse neben einander angeordnet, wie im Längsschnitt schematisch dargestellt ist. An der Scheibe des Rotorträgers (RT) ist seitlich der Zahnkranz (ZK) installiert, exzentrisch zur Systemachse. In diesem sitzt das Zahnrad (ZR) des Rotors auf. Der innere Ring und die Speichen des Rotors sind wiederum seitlich vom Zahnrad installiert. Auch rechts am Rotor ist ein Zahnrad befestigt, das in einem zweiten Zahnkranz einer zweiten Rotorscheibe umläuft (zwecks symmetrischer Lagerung).
Das System wird runder drehen, wenn mehrere solcher Module auf der Systemwelle installiert sind. Im Längsschnitt ist z.B. skizziert, wie im Gehäuse (GE, grau) zwei Module installiert sind. Der linke Rotor sitzt dabei mit seinem Zahnrad unten im ´Tal´ des Zahnkranzes auf, während der rechte Rotor sich in seiner oberen Position befindet, voriges Getriebe also um 180 Grad versetzt angeordnet ist.
In dieser Animation ist zu erkennen wie der innere Ring des Rotors im Rotorträger angehoben und wieder abgesenkt wird, praktisch wie bei obigem Rhönrad. Der jeweilige Auflagepunkt wird damit beschleunigt und verzögert in horizontaler Richtung - mit oben beschriebenen Effekten (siehe Bild EV GM 210). Zur Übertragung des Drehmoment ist nun jedoch ein Zahngetriebe installiert (praktisch wie oben bei Bild EV GM 211), das allerdings sauberen Eingriff haben sollte, z.B. per diagonaler Zahnung.
Anders als bei obigem Rhönrad ist hier die wirksame Masse weit außerhalb als äußerer Ring des Rotors angeordnet. Erst damit ergibt sich das zusätzliche Drehmoment aus dem Anheben der Massen bzw. der Verzögerung ihrer Fallbewegung, wie oben ausführlich beschrieben wurde. Der Rotor insgesamt schwingt um die Systemachse, wobei wirksam jeweils nur die Massen seitlich zum Zahneingriff sind. Der Rotor dreht generell entsprechend dem Verhältnis der Radien von Zahnkranz und Zahnrad (in dieser Animation etwas zu schnell), eilt aber phasenweise auch der Drehung des Rotorträgers voraus.
Dieses Konstruktion ist im Ruhezustand in stabiler Lage. Sobald aber die Drehung angestoßen wurde, beschleunigt das System selbsttätig. Die Beschleunigung der Drehung wird jedoch nur so lang dauern, bis die Masse nicht mehr frei fallen kann, sondern praktisch hinunter gedrückt wird. Solche Räder werden also relativ langsam drehen (wie z.B. in einigen anderen Kapiteln beschrieben und berechnet). Die Leistung der Maschine ist abhängig von den Hebelverhältnisse des mittigen Getriebes (Radius des Zahnkranzes) und der wirksamen Massen (Außendurchmesser des Rotors) sowie der dort installierten wirksamen Masse.
Bedeutung
Mit den aufgezeigten Konstruktionsprinzipien wird ein rein mechanisches Perpetuum Mobile möglich, das seinen Antrieb allein aufgrund der stets und überall wirksamen Gravitationskraft erfährt. Nutzbar ist diese Naturkraft aber erst, indem ihre Gleichförmigkeit gebrochen wird. Dieses ist möglich, wenn Gravitation durch Trägheit überlagert wird, welche bei aufwärts geführter Masse deren Gewichtskraft reduziert (oder kurzfristig sogar kompensiert). Erst durch Beschleunigung der Rotorachse gegen die Gravitationskraft (aufwärts und besonders durch Verzögerung der Abwärtsbewegung) führt die gegebene Potentialdifferenz zur Beschleunigung der Rotordrehung - welche über entsprechende Getriebe als nutzbares Drehmoment aus dem System abzuführen ist.
Diese Lösung widerspricht keinesfalls den Gesetzen der Energie-Konstanz. Es wird nur zeitweilig die Gravitation ´abgeschirmt´ - so wie diese z.B. schon immer als Auftrieb von Schiffen oder Auftrieb an Tragflächen genutzt wurde. Neu ist hier lediglich, dass Gravitation in Verbindung mit Trägheit rein mechanischer Bauelemente direkt in Drehmoment überführt wird.
Neu ist diese ´Erfindung´ aber nicht, weil schon Bessler anno 1712 vermutlich ein ähnliches Rad gebaut hatte. Neu ist aber wohl, dass nun erstmals der generell erforderliche Bewegungsprozess und die auftretenden Effekte präzise beschrieben sind.
Von Bedeutung könnte diese Erfindung allerdings für die dezentrale Versorgung von Energie sein, indem praktisch jeder sich diese Maschine selbst bauen kann. Von ganz wesentlicher Bedeutung wird jedoch sein, dass mit dieser simplen mechanischen Maschine aufgezeigt wird, dass ´Perpetuum Mobile´ ganz generell möglich sind. Man wird endlich kapieren müssen, dass der falsch verstandene Energie-Erhaltungssatz nicht länger als geistige Limitierung gelten kann. Man wird dann viele andere Lösungen, auf den verschiedensten Gebieten der Physik finden, zur Lösung des Energie-Problems (und einige andere Ansätze wären in dieser Website zu finden) und weit darüber hinaus.
Aber auch zu diesem Gravitationsmotor sind viele technische Lösungen möglich, wovon einige im nächsten Kapitel Gravitationsmotor mit variablen Speichen untersucht werden.
Evert / 20.03.2006
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