Im vorigen Kapitel Gravitationsmotor mit exzentrischem Getriebe wurden der generelle Lösungsansatz zur Nutzung von Gravitation heraus gearbeitet. Zur technischen Umsetzung diente zunächst das Prinzip des ´Rhönrads´, dieses ´ein-zahnigen Zahnkranzes´. Es liegen dort runde Flächen auf runden Flächen auf, so dass die Übertragung von Drehmoment nicht optimal sein könnte. Eine bessere Übertragung der Kräfte erfordert Verzahnung, was mit einem Zahnkranz und darin umlaufendem Zahnrad erreicht wurde. Wenn diese Teile groß dimensioniert werden, sind es recht aufwändige Bauelemente.
Bessler hatte sein Rad vermutlich mit viel einfacheren Bauelementen zustande gebracht. Darum sollen nun weitere Versionen der technischen Umsetzung des vorigen Lösungsansatzes untersucht werden. Ich will hier nicht all meine ´gedanklichen Fehlversuche´ wieder geben, jedoch einige theoretisch recht komplizierte (Um-) Wege zum Nach-Denken anbieten.
Träger, Speichen, Rotor
Beispielsweise ist nicht ganz trivial, ein Zahnrad zu entwerfen, das in einem Zahnkranz sich relativ frei bewegen kann - obwohl beide gleiche Anzahl ´Zähne´ aufweisen. Das Ergebnis ist in Bild EV GM 220 schematisch dargestellt und dient als Basis nachfolgend beschriebener ´Getriebe´.
Bei A ist als Ausgangpunkt wieder ein Rotorträger (RT, blau) dargestellt, der sich um die Systemachse (SA) dreht und mit dieser Welle fest verbunden ist. Außen an diesem Rotorträger sind Speichen (SP, grau, hier z.B. acht) installiert, welche in einem Speichenlager (SL) des Rotorträgers beweglich gelagert sind. Außen an den Speichen sind Bolzen (SB) angebracht, auf welchen der Rotor lastet.
Bei D, unten links im Bild, ist ein Rotor (RO, rot) schematisch dargestellt, an welchem außen als Ring die wirksame Masse (WM, grün) befestigt ist. Der Rotor weist innen wieder eine runde Öffnung auf, so dass er niemals mit der Systemwelle in Berührung kommen kann.
Am inneren Rand des Rotors sind acht dreieckige Öffnungen eingezeichnet, welche Rotorlager (RL) bezeichnet werden. In diesen Öffnungen greifen die Bolzen (SB) voriger Speichen ein. Die Öffnungen sind auf solchem Radius um die Rotorachse (RA) angeordnet, dass der Rotor in der dargestellten Position nur mit seiner untersten Öffnung im Bolzen der untersten Speiche hängt. Die Bolzen der anderen Speichen befinden sich irgendwo innerhalb der jeweiligen Öffnung, ohne Last zu tragen.
In diesem Bild bei B ist ein Längsschnitt durch die Systemachse mit vorigen Bauelementen dargestellt. Der Rotorträger (RT) ist hier eine um die Systemachse (SA) drehende Scheibe. Außen an der Scheibe sind in den Speichenlagern (SL) die Speichen (SP) beweglich gelagert. Eine Speiche wird hier durch zwei Armen symmetrisch zum Rotorträger gebildet. Am äußeren Ende sind an den Speichen die Bolzen (SB) montiert. Auf dem unteren Bolzen hängt der Rotor (RO) mit der Öffnung seines Rotorlagers (RL), während der obere Bolzen sich mittig in der entsprechenden Öffnung dieses Rotorlagers befindet. Außen am Rotor ist die wirksame Masse (WM) fest montiert.
In diesem Bild bei C ist eine Alternative mit umgekehrter Anordnung skizziert. Der Rotorträger (RT) wird hier aus zwei Scheiben gebildet, zwischen denen eine einfache Speiche (SP) beweglich gelagert ist. Im unteren Querbolzen (SB) der Speiche hängt wiederum der Rotor (RO), welcher im Prinzip aus zwei Scheiben besteht. Die Speiche hat also im Rotor durchaus Bewegungsspielraum, nur bei Belastung kommt der Bolzen in direkten Kontakt mit dem Rotorlager (RL).
Bei E ist diese Variante des Rotors im Querschnitt skizziert. Der Rotor wird aus einem äußeren Ring der wirksamen Masse und einem inneren Ring mit den Rotorlagern gebildet, wobei beide Ringe durch wenige Rotorspeichen (RS) miteinander verbunden sind. Wiederum ist skizziert, dass dieser Rotor nur mit seinem unteren Rotorlager auf dem Bolzen (SB) lastet, während die anderen Bolzen sich jeweils außerhalb befinden und keine Last tragen.
Mit diesem Konstruktionsprinzip wird erreicht, dass ein ´achtzahniges´ Bauelement als Rotor sich innerhalb eines Spielraums bewegen und zusammen mit dem ´achtzahnigen´ Bauelement des Rotorträgers um die Systemwelle drehen kann. Ein ´Getriebe´ dieser Funktion kann technisch vielfältig realisiert werden. Diese Bewegungsmöglichkeiten sollen prinzipielle Basis in folgenden Variationen sein.
Drehen, Heben, Senken
In vorigem Kapitel wurde als Grundvoraussetzung für die Nutzung von Gravitation erkannt, dass wirksame Masse in Drehbewegung sein muss. Zusätzliche Grundvoraussetzung ist, dass die Achse dieses Rotors gegen die Schwerkraft angehoben und wieder abgesenkt, also beschleunigt und verzögert werden muss. In Bild EV GM 221 ist hierzu eine prinzipielle Möglichkeit schematisch dargestellt, indem Speichen unterschiedlicher Länge eingesetzt werden.
Bei A sind beispielsweise im Rotorträger (RT) die Speichenlager (SL) konzentrisch zur Systemachse (SA) auf einem Radius von 10 cm angeordnet. Die Speichen sind 12 bis 15 cm lang, so dass die Speichenbolzen (SB) also minimal 22 cm und maximal 25 cm Abstand von der Systemachse einnehmen können (der graue Ring markiert diesen Spielraum).
Bei B ist vom Rotor (RO) nur der innere Ring mit den Rotorlagern (RL) eingezeichnet (also ohne die weiter außen angeordnete wirksame Masse). Die Rotorlager sind konzentrisch um die Rotorachse (RA) im Abstand von 22 cm angeordnet. Oben rechts ist skizziert, dass die Speiche (SP) im Rotor ausreichend Bewegungsspielraum haben muss. Ihr Bolzen (SB) muss jedoch so geführt werden, dass er im jeweiligen Rotorlager landet, wenn auf diese Speiche Last kommt, d.h. der Rotor momentan an dieser Speiche hängt.
Bei C ist die Situation dargestellt, bei welcher der Rotor in den beiden langen Speichen hängt. Die Rotorachse (RA) befindet sind unterhalb der Systemachse (SA), der Rotor wurde also auf seine niedrigste Position abgesenkt. Bei D wurde der Rotor angehoben in seine oberste Position. Der Rotor hängt in den beiden kurzen Speichen. In diesem Beispiel befindet sich dann die Rotorachse auf Höhe der Systemachse.
Nur jeweils die unteren Speichen tragen also die Last des Rotors. Die anderen Speichen ragen mit ihren Bolzen über die jeweiligen Rotorlager hinaus (und werden nur bei Last genau in diesen aufsetzen). Aus diesen Bildern ergibt sich auch, dass die Speichen nicht ständig in radiale Richtung zur Systemachse weisen, sondern während eines Umlaufs in ihren Speicherlagern hin und her schwenken (und auch im Bereich des Rotors).
Labile Lage
Durch Schwenkbewegung der Speichen kann der Rotor gegenüber dem Rotorträger auch voraus eilen oder etwas zurück bleiben. Die Nutzung der Gravitationskraft erfordert, dass wirksame Masse abwärts fallen kann (und später verzögert wird). Dieses Fallen ist am besten aus möglichst labiler Position zu starten.
Bild EV GM 222 zeigt zum vorigen Bild analoge Situationen, jedoch sind nun nur sieben Speichen eingesetzt. Je ein Paar davon weisen Längen von 15 und 14 und 13 cm auf, jedoch nur eine Speiche ist 12 cm kurz.
In der unteren Position (hier bei D skizziert) hängt der Rotor in den langen Speichen. In der obersten Position (hier bei C skizziert) hängt der Rotor nur auf dieser einen kurzen Speiche und damit in äußerst labiler Lage, d.h. kann leicht nach vorn kippen, hier nach links unten.
Fallen und Verzögern
In Bild EV GM 223 ist bei A nochmals diese Situation dargestellt, allerdings hat sich der Rotorträger um etwa 20 Grad weiter gedreht (gegenüber vorigem Bild bei C). Der Rotor lastet noch immer auf dieser kurzen Speiche 12, sein Schwerpunkt ist nun jedoch links vom aktuellen Auflagepunkt, so dass der Rotor nach links-unten kippen wird.
Zusätzlich zur normalen Drehbewegung um die Systemachse bewegt sich nun der Rotor um einen Drehpunkt (DP), welcher durch den Bolzen dieser Speiche 12 gegeben ist. Die Rotorachse schwenkt um diesen Drehpunkt nach links-unten (siehe gestrichelten Pfeil bei RA).
Der Rotor kann dabei relativ weit fallen, weil der nächste Auflagepunkt erst wieder durch den Bolzen der nächsten Speiche gebildet wird, die mit 13 cm länger ist als die aktuell belastete Speiche 12. Entscheidend dabei ist, dass die wirksame Masse an ihrem wesentlich längeren Radius dabei entsprechend längere Fallstrecke zur Verfügung steht, also weit links außen kinetische Energie aufgebaut wird (hier nur markiert durch den gestrichelten Pfeil bei WM).
Diese Kipp-Bewegung addiert sich zur normalen Drehbewegung, so dass der Rotor nun insgesamt schneller dreht. Die Rotorachse wandert damit im System nach vorwärts. Schon das Kippen um obigen Drehpunkt (DP) bewirkt ein Drehmoment, indem dieser Speichenbolzen nach rechts gedrückt wird. Insgesamt lastet damit der Rotor auf dem Rotorträger links von der Systemachse, so dass sich auch rein statisch gesehen ein Ungleichgewicht bzw. Drehmoment ergibt.
Dieses relative Fallen setzt sich fort (wie bei B skizziert), über die jeweils längeren Speichen 13 und 14 bis hin zur langen Speiche 15 (wie bei C skizziert). Der Rotor eilt dem Rotorträger deutlich voraus (im Rahmen des durch den Bewegungsspielraum der Speichen gegebenen Bereichs).
Dieses Voraus-Eilen wird abgeschwächt, wenn der Rotor wieder auf kürzere Speichen auftrifft. Der Vorsprung kann aufgezehrt sein, wenn der Rotor beispielsweise auf Speiche 13 lastet (wie bei D skizziert ist) und nächstens auf die kurze Speiche 12 und damit wieder auf ihre höchste Position angehoben wird.
In dieser Phase wird voriges Fallen wieder verzögert - womit aber keinesfalls die Bewegung der wirksamen Masse verzögert wird. Vielmehr wird die Drehbewegung des Rotors intensiviert, wie oben bzw. im vorigen Kapitel ausführlich dargestellt wurde. Durch die Verzögerung und das damit ausgelöste Schwingen der wirksamen Masse unter dem Auflagepunkt nach rechts lastet zusätzlicher Druck auf dieser Speiche. Die beschleunigte Drehung ´zerrt´ die Speiche nach vorwärts im Drehsinn, woraus sich das nutzbare Drehmoment ergibt - selbst wenn die Rotorachse wieder nach rechts unter der Systemachse zurück schwingen sollte (wie bei D markiert ist).
Nutzbares Drehmoment
Mit der schematischen Darstellung in Bild EV GM 224 soll der Bewegungsprozess noch einmal verdeutlicht werden. Bei A ist die Ausgangssituation dargestellt. Der Rotor (RO) ist hier nur als ein Balken dargestellt mit seinen wirksamen Massen (WM) weit außerhalb der Rotorachse (RA). Der Rotor lastet (über obige Speiche) in einem Auflagepunkt (AP) unterhalb der Rotorachse. Aus dieser labilen Lage startet das Kippen (siehe Pfeil bei RA).
Bei B sind die Wege der nachfolgenden Bewegung markiert. Der Auflagepunkt wird zum Drehpunkt (DP), der im Raum nach rechts wandert. Die Rotorachse schwenkt etwas nach links um diesen Drehpunkt herum, auf weit längeren Strecken jedoch die wirksamen Massen (siehe gestrichelte Pfeile), links abwärts und rechts aufwärts.
Bei C ist skizziert, wie dieses Abwärts-Fallen sich fortsetzt, indem als Auflagepunkt (AP) nun eine längere Speiche auftritt. Diese Speiche blockt zunächst die Kipp-Bewegung der Rotorachse (mit einer Kraft in Richtung des gestrichelten Pfeils). Diese Stützkraft kann aber nicht direkt auf die wirksamen Massen wirken, vielmehr dreht damit besonders die linke Masse stärker um den neuen Auflagepunkt.
Bei D ist die Verzögerung des Fallens skizziert, indem nun der Auflagepunkt (AP) durch eine kürzere Speiche auftritt. Auch hierbei wirkt Kraft in Richtung Rotorachse. Auf die wirksamen Massen kann sie jedoch nur rechtwinklig auf die Verbindungslinie zwischen beiden Massen wirken. Diese Kraftkomponenten ist hier eingezeichnet, wobei der dabei gegebene Stützpunkt (KK) links von der Rotorachse liegt. Aus statischer Sicht wäre damit die Gravitationskraft auf die rechte Masse am längeren Hebel wirksam.
Die Kombination aus Gravitation und kinetischer Energie beider Massen ergibt aber völlig andere Kräfteverhältnisse, die hier noch einmal markiert sind. Auf dem rechten Hebelarm dieser ´Wippe´ lastet nur eine kleine abwärts gerichtete Kraft (weil die Trägheitskraft TK die Gewichtskraft GK dieser Masse reduziert). Am linken Hebelarm wirken beide Kräfte mit gleichem Vektor gegen das Abblocken ihrer Bewegung am Punkt KK.
Wie oben schon beschrieben, schwingt damit die linke Masse um den neuen Auflagepunkt herum und die rechte Masse wird entsprechend nach oben links geschleudert. Am Auflagepunkt dieser ´Wippe´ lastet die gesamte Gegenkraft aus allen Bewegungs-Umlenkung (siehe Doppelpfeil). Dieser Druck wirkt nach unten rechts und ergibt das nutzbare Drehmoment (DM) des Systems.
Voraus- und Zurück-Schwingen
In Bild EV GM 225 ist der Querschnitt dargestellt mit dem Rotorträger (RT), Speichen (SP) und nun komplettem Rotor (RO) inklusiv wirksamer Masse (WM). Vorige Situation ist hervor gehoben durch die dick gezeichnete, kurze Speiche, auf welcher momentan der Rotor anliegt mit seinem Rotorlager (RL) links unten. Selbst wenn die Rotorachse (RA) sich rechts von der Systemachse befinden würde, ergibt sich daraus kein ´statisches Übergewicht´ der rechten Seite, sondern ´dynamischer Kraftüberschuss´ der linken Seite.
Wie schon oben bei EV GM 220 bei E ist hier der Rotor wieder so dargestellt, dass er aus einem mittigen Ring mit den Rotorlagern und einem äußeren Ring mit der wirksamen Masse besteht. Beide Ringe sind mit einigen Speichen (RS) miteinander verbunden.
Die Lösungen des vorigen Kapitels waren eine ´runde Sache´, wenn im dortigen Rhönrad ein rundes Rad innerhalb einer runden exzentrischen Wand bzw. im dortigen Zahnkranz ein Zahnrad abrollt. Dagegen ist diese Lösung mit Speichen zwischen Rotorträger und Rotor eine ´holprige Sache´, weil immer neue Bolzen die Last übernehmen müssen. Für einen ruckfreien Lauf müssten diese Speichen irgendwelche Dämpfer aufweisen. Darüber hinaus wäre vorteilhaft, wenn auch diese Speichen (RS) zwischen den Rotorringen elastisch wären, also ein relatives Vor- und Zurück-Schwingen erlauben würden.
Erhöhtes Drehmoment
Bei gängigen technischen Lösungen ist man natürlich immer bemüht, einen möglichst runden Lauf zu erhalten. Aber praktisch alle Kolbenmaschinen weisen phasenweise auftretenden Kräfte auf und selbst ein Elektro-Generator muss nicht unbedingt völlig gleichförmig drehen. Vorige Lösung arbeitet taktweise - und ihre Leistungsfähigkeit könnte deutlich gesteigert werden, wenn gezielt eine ungleichförmige Drehung eingesetzt würde.
In Bild EV GM 227 ist wieder obiges Getriebe dargestellt. Bei A hängt der Rotor (RO) mit seinem unteren Rotorlager (RL) in der unteren Speiche (SP), welche durch dicke Linie hervor gehoben ist. Über das Speichenlager (SL) lastet damit der Rotor an lotrechtem Radius (R, dicke blaue Linie) auf der Systemachse (SA).
Bei B sind nun die Auswirkungen dargestellt, wenn an der Systemwelle in diesem Moment erhöhte Last anliegen würde. Der Rotor würde sich weiter drehen, der Rotorträger aber nur weniger weit. Vorige gerade Kraftlinien zwischen Systemachse und Rotor-Auflagepunkt wird nun abgewinkelt. Der Rotor wird dabei den Rotorträger nach vorwärts ziehen. Die Rotorachse wird dabei nach links verlagert. Dies ergibt ein erhöhtes Drehmoment entsprechend der erhöhten, an der Systemwelle anliegenden Last.
Damit wird aber auch die nachfolgende Speiche angewinkelt. Anschließend erfolgt der Lastwechsel auf diese Speiche, wie bei C hervor gehoben durch dicke Linien. Der Aufprall erfolgt nun nicht mehr radial zur Systemachse hin, vielmehr bewirken die auftretenden Kräfte eine Streckung der Wirklinie (von SA über SL zu RL). Der Rotorträger wird dabei nach vorn gezogen mit hoher Hebelkraft.
Die Verzögerung der Fallbewegung der wirksamen Masse wird damit ´weicher´ und auch die Kippbewegung der Rotorachse wird nicht mehr abrupt unterbrochen. Dadurch bleibt wiederum der Winkel in der Wirklinie länger erhalten (wie bei D skizziert), bis letztlich die gestreckte Position analog zur Situation bei A wieder eintritt.
Dieses System verhält sich seltsamerweise so, dass bei phasenweise erhöht anliegender Last auch ein erhöhtes Drehmoment generiert wird. Wenn anschließend die Last verringert wird, kommt das System zurück zur Ausgangslage. Die während der Last-Phase reduzierte Drehgeschwindigkeit der Systemwelle bzw. des Rotorträgers wird also in der nachfolgenden Phase wieder aufgeholt.
Zweierlei Beine
Im nächsten Kapitel wird aufgezeigt, dass Bessler genau diesen Effekt aus verzögerter Drehung eingesetzt hat. Diesem Orffyreus, wie sich Bessler seltsamerweise auch nannte, wäre aber auch folgende ´abwegige´ Idee zu unterstellen. Das Fallen von Masse bzw. die anschließende Verzögerung bringt Drehmoment im Sinne der Systemdrehung. Das Anheben der Masse dagegen belastet die Drehung des Rotorträgers. Also sollte das Anheben kräfteneutral auf die Systemachse wirken. In Bild EV GM 228 ist hierzu eine Möglichkeit dargestellt.
Bei A ist mittig ein ringförmiger Rotorträger eingezeichnet, der aber (im Gegensatz zu vorigen Rotorträgern) nicht fest mit der Systemwelle verbunden ist, sondern frei um die Systemachse drehen kann. Dieses Element wird darum freier Träger (FT, grün) genannt.
Auf diesem Ring sind vier ´freie Speichen´ (FS) beweglich installiert, welche analog zu vorigen Speichen mit ihren Bolzen in den Rotorlagern des Rotors (RO) eingreifen. In der dargestellten Position lastet der Rotor auf der unteren freien Speiche.
Die Lager dieser freien Speichen könnten beispielsweise 4 cm Abstand zur Systemachse haben, die Speichen könnten 19 cm lang sein, der Rotor mit seinem Rotorlager also maximal 23 cm unter der Systemachse hängen. Jede dieser freien Speichen (FS) ist eine kurze Speiche.
Bei B ist ein ´normaler´ Rotorträger (RT) analog zu den vorigen Konzeptionen eingezeichnet, d.h. dieser Rotorträger ist fest mit der Systemwelle verbunden. Allerdings sind auf diesem Träger nur vier ´normale´ Speichen (SP) installiert. Die Speichenlager sind beispielsweise 10 cm von der Systemachse entfernt, die Speichen 14 cm lang, so dass der Rotor mit seinem Rotorlager maximal 24 cm unter der Systemachse hängen kann. Jede dieser normalen Speichen (SP) ist eine lange Speiche.
Bei C sind diese Elemente zusammen dargestellt. Aktuell lastet der Rotor auf der unteren normalen Speiche (SP), d.h. er befindet sich in tiefer Position. Versetzt zu den normalen Speichen greifen die freien Speichen (FS) jeweils ins nächste Rotorlager ein. Von Speiche zu Speiche wird damit der Rotor angehoben und kann wieder hinunter fallen.
Bei weiterer Drehung (bei D) lastet der Rotor auf einer normalen Speiche (SP) und der nachfolgenden freien Speiche (FS). Der Rotor steht praktisch auf einem langen und einem kurzen Bein zugleich. In dieser Position können sich Rotorträger und Rotor weiter drehen. Die normale Speiche zieht den Rotor nach rechts, hebt diesen aber nicht an. Weil der freie Träger (FT) frei um die Systemachse drehen kann, wird die freie Speiche dieser Belastung zunächst ausweichen, letztlich kommt aber der Schwerpunkt des Rotors direkt über den Auflagepunkt der freien Speiche.
Diese Situation ist bei E dargestellt, wobei der Rotor nun in einer hohen Position ist. Je nach gewählten Längen der Speichen kann dort wieder ein Winkel zwischen der radialen Richtung (R) und Speiche (SP) auftreten. Bei F ist dargestellt wie im nächsten Moment der Rotor nach links hinunter auf die nächste Speiche (SP) kippt. Dieses Fallen wird anschließend verzögert mit oben beschriebenen Effekten.
Wie oben angedeutet wurde, hatte Bessler möglicherweise auch diese Variante getestet - oder sie wäre jetzt eine exaktere Prüfung wert. Auf der Suche nach einfachen Lösungen scheint dieser Ansatz allerdings doch ziemlich kompliziert. Die simplen Voraussetzungen zur Nutzung der Gravitation müssten auch mit entsprechend klarer und einfacher Mechanik zu realisieren sein.
Klare Lösung
Als erste Grundvoraussetzung zur Nutzung von Gravitation wurde hier definiert, dass ein Rotor sich in Drehung befinden muss. Der Rotor muss auch gegenüber der Drehung der Systemwelle voraus eilen können bzw. phasenweise kippen oder fallen können. Diese Bewegungsmöglichkeit wird durch die in Bild EV GM 229 skizzierten Elemente geboten.
Bei A ist dazu ein ´normaler´ Rotorträger (RT) dargestellt, also fest mit der Systemwelle verbunden und (zunächst) um die Systemachse (SA) drehend. An seinem äußeren Rand sind wiederum Speichenlager (SL) installiert, in denen Speichen (SP) schwenkbar gelagert sind. Am äußeren Ende der Speichen sind wiederum Speicherbolzen (SB) montiert, wobei jeweils in einem (oder zwei) der Rotor lastet. Alle Speichen weisen nun gleiche Länge auf.
Bei B ist wieder ein innerer Ring des Rotors (RO) skizziert mit seinen Rotorlagern (RL) zur Aufnahme der Speicherbolzen. Wie oben bereits ausgeführt, muss der Rotor so gestaltet sein, dass jede Speiche darin Bewegungsspielraum hat, bei Belastung allerdings der jeweilige Speicherbolzen in seinem Rotorlager aufliegt.
Bei C sind beide Bauelemente in Kombination dargestellt, wobei hier der Rotor auf der unteren Speiche lastet. Da nun alle Speichen gleich lang sind, ist der Rotor in seinen Bewegungsmöglichkeiten relativ frei (wird nicht durch kurze Speichen behindert). Je nach einwirkenden Kräften könnte er beispielsweise auch relativ weit nach links ausschwingen.
Als zweite Grundvoraussetzung zur Nutzung von Gravitation wurde hier definiert, dass die Rotorachse gegen die Gravitation beschleunigt werden muss. Diese geschieht einerseits beim Anheben der Rotorachse, andererseits bei Verzögerung einer Abwärtsbewegung. In obigen Lösungsansätzen wurden diese beiden Aspekte vermengt, indem unterschiedlich lange Speichen verwendet wurden.
Im Gegensatz zu allen vorigen Konzeptionen ist hier bei C ein wesentliche Änderung eingezeichnet: der Rotorträger darf sich nicht konzentrisch um die Systemwelle drehen, vielmehr muss der Rotorträger exzentrisch zur Systemachse (SA, also der Systemwelle) um eine Exzenterachse (EA) angeordnet sein.
Der Rotorträger kann durchaus eine runde Scheibe sein, die aber außermittig auf der Systemwelle fest montiert ist. Diese Scheibe könnte auch konzentrisch zur Systemachse angeordnet sein, aber entscheidend ist, dass die Speichenlager (SL) auf einem Kreis um eine exzentrische Achse (EA) installiert sind.
Erst mit dieser Anordnung werden die Voraussetzungen jeweils durch technisch klar getrennte Bauelemente realisiert:
- der Rotor stellt wirksame Masse dar, vorzugsweise an relativ langem Hebelarm und in ringförmiger Gestalt,
- die Speichen ermöglichen den erforderlichen Bewegungsspielraum des Rotors,
- der Rotorträger erfüllt mit seiner Exzentrität die Funktion des Anhebens und Absenkens.
Klare Konstruktion
In Bild EV GM 230 ist diese Konstruktion schematisch dargestellt, links im Querschnitt und rechts im Längsschnitt durch die Systemachse. In einem Gehäuse (GE) ist die Systemwelle (SA) drehbar gelagert. Auf der Systemwelle ist exzentrisch der Rotorträger (RT) fest montiert. Auf dem Rotorträger sind exzentrisch zur Systemachse (SA) und konzentrisch zur Exzenterachse (EA) die Speichenlager (SL) angebracht. Alle Speichen (SP) sind gleich lang.
Das andere Ende jeder Speiche ist in einem Rotorlager (RL) des Rotors (RO) beweglich gelagert. Hier sind die Speichen nur schematisch als Verbindungslinie zwischen äußerem Rand des Rotorträgers und innerem Rand des Rotor dargestellt. Die Lagerung und Konstruktion der Speichen kann technisch auf unterschiedlichste Weise realisiert werden. Diese Verbindungslinien könnten z.B. Stäbe darstellen, die teleskopartig kürzer oder länger auszufahren sind, deren maximale Länge jedoch festgelegt ist (z.B. unten wenn sie belastet sind). In einer einfachen Version könnte das Rotorlager z.B. als Schlitz angelegt sein, in welchem der Speichenbolzen linear beweglich ist.
Der Rotor ist hier als Scheibe gezeichnet, könnte aber auch aus einem inneren Ring mit den Rotorlagern und einem äußeren Ring der wirksamen Masse (WM) ausgebildet sein, beide Ringe mit einigen Rotorspeichen verbunden, wie oben als Variante schon ausgeführt wurde.
Im Längsschnitt ist dieser Rotorträger (RT) mit seiner Exzenterachse (EA) unterhalb der Systemachse (SA), in der unteren Speiche (SP) hängt der Rotor (RO) in seiner tiefsten Position. Rechts im Längsschnitt ist auf der Systemwelle diese Baugruppe noch einmal eingezeichnet. Dort befindet sich der Rotorträger mit seiner Exzenterachse über der Systemachse. Diese Baugruppe ist also um 180 Grad versetzt auf der Systemwelle angebracht. Je mehr solcher Module installiert sind, desto gleichförmiger wird der Lauf und das Drehmoment dieses Gravitations-Motors sein.
Klarer Bewegungsablauf
In Bild EV GM 231 ist das mittige ´Getriebe´ (ohne wirksame Masse des Rotors) in vier Situationen dargestellt. Bei A ist vorige Ausgangslage dargestellt. Der Rotorträger (RT) bzw. seine Exzenterachse (EA) befindet sich unterhalb der Systemachse (SA). Der Rotor (RO) lastet in der unteren Speiche (SP). Der gestrichelte Kreis ist konzentrisch zur Systemachse, um die aktuelle Position der Bauelemente leichter erkennen zu können.
Eingezeichnet sind einige Distanzen, beispielsweise könnte der Abstand zwischen den drei Achsen jeweils 2 Längeneinheiten sein, der Radius des Rotorträgers 15 und der innere Radius des Rotors 20 sein, so dass die Speichen eine (Netto-) Länge von minimal 3 und maximal 7 aufweisen könnten.
Bei B hat sich die Systemwelle um 90 Grad gedreht, d.h. die Exzenterachse weist nun nach rechts, d.h. der Rotor wird in dieser Phase angehoben. Nach weiterer Drehung bei C ist die Exzenterachse über der Systemachse, d.h. der Rotor hat seine höchste Position erreicht. Im weiteren Verlauf kann der Rotor nach unten fallen (bei D) und die Abwärtsbewegung der Rotorachse wird anschließend wieder verzögert (bis wieder die Ausgangssituation bei A erreicht ist).
Der Rotor ist hier immer in der jeweils unteren Speiche hängend eingezeichnet. Man kann aber gut erkennen, dass in jeder Phase nun der Rotor Bewegungsspielraum hat und sich damit relativ frei den jeweils wirkenden Kräften entsprechend bewegen kann. Tatsächlich wird der Rotor immer wieder der Drehung des Rotorträgers (bzw. der Systemwelle) voraus eilen.
Beim Anheben (obiger Situation B) wird die wirksame Masse beschleunigt unter der Rotorachse hindurch schwingen. Beim Herab-Fallen (obige Situation D) wird der Rotor weit nach links ausschwingen. In der Verzögerungsphase (zurück zu obiger Situation A) wird die linke Seite des Rotors vehement nach unten-rechts schwingen. In diesen Phasen ´zerrt´ die wirksame Masse an den Speichen immer im Drehsinn des Systems, wobei nun automatisch immer ein Winkel (analog obigem Bild EV GM 227) zwischen Radius (SA - EA) und Speiche (vorigen SL - RL) gegeben ist.
Damit wird erst klar, warum oben nach diesem ´achteckigen Zahnrad´ gesucht wurde, das sich innerhalb eines ´achteckigen Zahnkranzes´ bewegen kann. Diese Konzeption entspricht nun wieder dem Lösungsansatz des Rhönrads, nur wird hier die Übertragung der Kräfte durch die Speichen viel effektiver realisiert. Diese Konzeption entspricht auch wieder dem im Zahnkranz abrollenden Zahnrad, nur werden hier die Kräfte nicht nur über einen (letztlich immer radialen) Zahneingriff übertragen.
Ruhiges Schwingen
In dieser Animation ist der Bewegungsablauf visualisiert. Auch in dieser Konzeption findet Lastübergang von einer Speiche zur nächsten statt, was am ´Zittern´ der rot markierten Rotorachse zu erkennen ist. Andererseits zittert hier auch die blau markierte Exzenterachse, obwohl diese gleichförmig um die schwarz markierte Systemachse dreht (weil diese Animation nur aus 24 Einzelbildern besteht).
Man kann gut erkennen, wie die Speichen wechselnde Winkel einnehmen und unterschiedliche Längen annehmen. Aber auch diese Bewegungen sind nun sehr viel harmonischer als bei vorigen Lösungsansätzen. Wie oben erwähnt wurde, können diese Speichen technisch auf unterschiedlichste Weise realisiert werden. Beispielsweise kann die Länge variabel gehalten werden durch Teleskop-Stäbe, aber z.B. auch mittels Schlitten im Rotorträger oder im Rotor (oder wie in späteren Kapiteln aufgezeigt). Immer aber muss jede Speiche beweglich gelagert sein an ihren beiden Enden - wie diese Animation veranschaulicht.
Hier wird nur das - schon relativ ruhige - Schwingen des inneren Rotor-Rings aufgezeigt. Die wirksame Masse an viel längerem Hebelarm (und eventuell auch etwas elastischen Rotorspeichen) wird sich nochmals ruhiger bewegen. Trotz relativ geringer Beschleunigung und Verzögerung der Massen werden durch die erzwungene Änderung der Bahnen aber enorme Trägheitskräfte auftreten - und nutzbares Drehmoment ergeben.
Vergangenheit und Zukunft
Diese Konstruktion ist nun wieder eine richtig schöne - und für mich damit wahre und wirksame Lösung. Zugegeben, ich hätte diese Konzeption auch gleich zu Anfang dieses Kapitels darstellen können und dem Leser die skurrilen gedanklichen Umwege ersparen können. Ich habe diese Umwege dargestellt, einerseits weil ich selbst noch viel mehr Holzwege zu gehen hatte und die erlittenen geistigen ´Strapazen´ ein klein wenig vermitteln wollte.
Zum andern hatte Bessler ziemlich sicher auch diese Versionen getestet, was im nächsten Kapitel Geheimnisse diskutiert wird. Nach diesem Ausflug in die Vergangenheit werden nachfolgende Kapitel wieder Aktuelles wie auch Zukünftiges betreffen.
Evert / 04.04.2006
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