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Dokumentenidentifikation DE102005045212A1 05.04.2007
Titel Mechanisches Reaktives Drehemomentdifferenzsystem
Anmelder Butsch, Eugen, 50765 Köln, DE
Erfinder Butsch, Eugen, 50765 Köln, DE
DE-Anmeldedatum 21.09.2005
DE-Aktenzeichen 102005045212
Offenlegungstag 05.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.04.2007
IPC-Hauptklasse F03G 7/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F03G 1/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F03G 3/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Mechanischer Energiespeicher (Ausgleicher):
Die Energie-Annahme und -Abgabe erfolgt mit konstantem Drehmoment.
Hohe Speicherkapazität.
Relativ leicht.
Relativ einfache Konstruktion.
Einsetzbar in verschiedenen Konstruktionen von Maschinen, technologischen Prozessen, Geräten, Werkzeugen, Spielzeugen usw.
Verbrennungsmotor:
Innere und äußere Verbrennung.
Breites Spektrum von Brennstoffen (Gase, flüssige sowie harte Brennstoffe).
Relativ leichte Konstruktion.
Relativ einfache Konstruktion.
Einsetzbar in Kraftfahrzeugen.
Geräuscharmer Betrieb.
Wärme-/Kälte-Motor:
Wärme oder Kälte von verschiedenen Quellen sowie Geisern, Erdwärme, Flusswasser usw.
Wärmerecyclingmotor:
Restwärme in den Kraftwerken sowie bei verschiedenen technologischen Prozessen.

Beschreibung[de]

(1). In der statischen Zeichnung Nr. 1 ist ein Kinematisches Schema von dem Mechanischen Reaktiven Drehmomentdifferenzsystem abgebildet.

Dieses System besteht aus einem Hebel Nr. 1, der die Möglichkeit hat sich über den Stationären Punkt A zu Rotieren und einem Hebel Nr. 2 der die Möglichkeit hat sich um den Stationären Punkt B zu rotieren.

Der Hebel Nr. 1 und der Hebel Nr. 2 sind mit Hilfe einer reaktiven Stange Nr. 3 in Punkten F und G scharnirisch miteinander verbunden. Zwischen den Hebeln Nr. 1 und Nr. 2 in Punkten C und D ist ein dehnbares bzw. komprimierbares Material z.B. (Gummi, Gas etc.) Nr. 4 gespannt angebracht, dadurch in Punkten C & D entgegen gerichtete Kräfte Pc & Pd entstehen.

  • • Die Länge von Hebel Nr. 1 zwischen den Punkten;

    • A & C wird zu Rc

    • A & E wird zu Re

    • A & F wird zu Rf
  • • Die Länge von Hebel Nr. 2 zwischen den Punkten;

    • B & D wird zu Rd

    • B & G wird zu Rg

Um Ihnen die Beschreibung, des mechanischen Reaktiven Drehmomentdifferenzsystems, besser zu Veranschaulichen ist noch zu erwähnen, dass bei diesen Erklärungen beispielsweise Zahnriemen-Getriebe verwendet werden.

In der Praxis aber sind alle Arten von Getriebe verwendbar.

Darüber hinaus ist es auch möglich, das mechanisch Reaktive Drehmomentdifferenzsystem, Getriebe los zu Konstruieren.

Ebenfalls wurden beispielsweise Rotorblätter-Motoren und Pumpen verwendet.

Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird

⇒ • Rc = Rd

• Re = Rg

• Pc = Pd angenommen.

In der Praxis können die Daten jedoch variabel sein.

Im falle wenn, die Reaktive Stange Nr. 3 nicht eingebaut wäre (siehe Zeichnung Nr. 1a), würde sich in den Punkten A & B ein gleiches Drehmoment entwickeln. Im Punkt A entwickelt sich somit ein Drehmoment Ma = PcRc im Uhrzeigersinn und im Punkt B dass selbe Drehmoment Mb = Pd·Rd gegen den Uhrzeigersinn. Um dieses System Statisch auszugleichen, muss man in den Punkten A & B gleiche Drehmomente, jedoch reaktive Mar & Mbr in Entgegengerichtete Richtungen, einsetzen.

Dies erreichen wir mit Verwendung der reaktiven Stange Nr. 3 die zwischen den Punkten E & G angebracht ist. (siehe Zeichnung Nr. 1b).

Die Kräfte die auf die reaktive Stange Nr. 3 einwirken, werden im Punkt E – reaktive Kraft Per und im Punkt G – reaktive Kraft Pgr genannt.

  • • wo; Mar = Per·Re
  • • wo; Mbr = Pgr·Rg.

Um die Funktionalität zu Gewehrleisten, darf keines dieser Elemente in diesem Gleichnis „= Null" sein.

Wenn:

  • • Pc = Pd
  • • Rc = Rd
  • • Re = Rg
wird auch;
  • • Per = Pgr; Pe = Pg
  • • Pdif/r = Per – Pgr = 0; Pdif = Pe – Pg = 0

Somit befindet sich das ganze System in einem Statisch ausgewogenem zustand.

(1c) Statisch unausgewogener Zustand

Im Falle wo, die Reaktive Stange Nr. 3 zwischen dem Punkt F bei dem Hebel Nr. 1 und dem Punkt G bei dem Hebel Nr. 2 angebracht wird (wo Rf < Rg ist), entsteht in Punkten F & G eine Differenzkraft Pdif, die zwei reaktive Differenzdrehemomenten verursacht.

Um die Beschreibung wiederum zu vereinfachen nehmen wir an, dass die reaktive Stange Nr. 3 nicht eingebaut wäre. Um dieses System Statisch auszugleichen müsste man in den Punkten A & B gleiche Drehmomente jedoch Reaktive Mar & Mbr in Entgegengesetzte Richtungen anbringen. (siehe Zeichnung Nr. 1a)

Wo:

  • • Mar = Pfr·Rf
  • • Mbr = Pgr·Rg.

Bei Einsetzung der Reaktiven Stange Nr. 3, zwischen dem Punkt F bei dem Hebel Nr. 1 und dem Punkt G bei dem Hebel Nr. 2, entsteht auf der Reaktiven Stange Nr. 3 eine Differenzkraft Pdif. (siehe Zeichnung Nr. 1c) Pdif/r = Pfr – Pgr wo; Pc = Pd und Rc = Rd und Rf < Rg

Wenn Pdif negativ ist wird die Statische Kraft, des gesamten Systems, gegen den Uhrzeigersinn eingerichtet. (und wenn Pdif positiv, dasselbe umgekehrt)

Somit wird das ganze System aus dem ausgewogenem Zustand gesetzt.

Dadurch entwickeln sich die reaktiven Drehemomente, in Punkt A Mar/dif und reaktive Drehemoment in Punkt B Mbr/dif. (siehe Zeichnung Nr. 1c). Mar/dif = Pdif/r·Rf; Ma/dif = Pdif·Rf Mbr/dif = Pdif/r·Rg; Mb/dif = Pdif·Rg

Mechanischer Energiespeicher (ausgleicher)

In der Zeichnung Nr. 2a ist ein kinematisches Schema von dem mechanischen reaktiven Drehemomentdifferenzsystem abgebildet. (gleich wie in der Zeichnung Nr. 1c)

In der Zeichnung Nr. 2 ist ein kinematisches Schema von dem mechanisch reaktiven Drehemomentdifferenzsystem abgebildet, welcher als Mechanischer Energiespeicher (ausgleicher) eingesetzt wird, z.B. als Gummimotor.

Wo:

  • • Hebel Nr. 1 wird durch die Trommel Nr. 1 mit dem Radius Rat (Rat = Rc) ersetzt
  • • Hebel Nr. 2 wird durch die Trommel Nr. 2 mit dem Radius Rbt (Rbt = Rd) ersetzt
  • • Hebel Af (Rf) wird beispielsweise durch das Zahnrad Nr. 5 mit dem Radius Raz (Raz = Rf) ersetzt
  • • Das Zahnrad Nr. 5 und Trommel Nr. 1 auf der Achse A sind fest zusammen gebaut
  • • Hebel Bg (Rg) wird beispielsweise durch das Zahnrad Nr. 6 mit dem Radius Rbz (Rbz = Rg) ersetzt
  • • Zahnrad Nr. 6 und Trommel Nr. 2 sind auf der Achse B ebenfalls fest zusammen gebaut

Die reaktive Stange Nr. 3 wird durch den Zahnriemen Nr. 3 ersetzt und auf die Zahnräder Nr. 5 und Nr. 6 angebracht. Dehnbares Material Nr. 4 z.B. (Gummiband) wird auf den Trommel Nr. 1 in voll ausgedehntem Zustand gespannt angebracht.

Das andere Ende des Gummibandes wird zu der Trommel Nr. 2 gezogen und dort befestigt

Arbeitsbetrieb:

Das angespannte Gummiband in der Endspannungszone (zwischen den Punkten C & D) erzielt die Kraft P, welche dann ein Differenz Drehmoment Mar/dif oder Mbr/dif erzeugt. Diese Drehmomente setzen das gesamte System in Bewegung:

  • • Die Trommeln Nr. 1 und Nr. 2 fangen an, sich im Uhrzeigersinn zu drehen.
  • • Das Gummiband läuft von Trommel Nr. 1 in den Entspannungsbereich ab, entspannt sich und wickelt sich auf die Trommel Nr. 2 über. Dabei löst sich die gespeicherte Energie im Gummiband auf und wird in Form eines Drehemomentes weitergegeben.
  • • Dieses System entwickelt während dem gesamten Arbeits-Zyklus ein Konstantes Drehmoment.
  • • Dabei ist das Drehmoment von der Drehzahl praktisch (bei niedriger Drehzahl) unabhängig.

Die Energie Annahme erfolgt in umgekehrter Reihenfolge und ebenfalls mit konstantem Drehemoment.

Zu den Trommeln Nr. 1 oder Nr. 2 wird ein Drehemoment in dem entgegen gesetztem Uhrzeigersinn zugeführt. Dabei läuft das Gummiband von Trommel Nr. 2 in den an.-/ und oder Entspannungsbereich, Spannt sich an und wickelt sich auf die Trommel Nr. 1 auf. Dabei wird die Energie vom zugeführten Drehmoment in Form von gespanntem Gummi gespeichert.

Innere Verbrennung Drehemoment Differenzmotor

In der Zeichnung Nr. 3a ist ein kinematisches Schema von dem mechanischen reaktiven Drehemomentdifferenzsystem abgebildet. (gleich wie in der Zeichnung Nr. 1c)

In der Zeichnung Nr. 3 ist ein kinematisches Schema von dem mechanisch reaktiven Drehemomentdifferenzsystem abgebildet, welcher als innere Verbrennung Drehemoment Differenzmotor eingesetzt wird.

Wo;

  • • Hebel Nr. 1 wird beispielsweise durch die Rotationsgaspumpe Nr. 1 mit dem Radius Rat (Rat = Rc) ersetzt
  • • Hebel Nr. 2 wird beispielsweise durch den Gasdruckrotationsmotor Nr. 2 mit dem Radius Rbt (Rbt = Rd), ersetzt
  • • Hebel Af wird beispielsweise durch das Zahnrad Nr. 5 mit dem Radius Raz (Raz = Rf) ersetzt
  • • Zahnrad Nr. 5 und Rotor Nr. 1 sind auf der Achse A mit einander fest zusammen gebaut
  • • Hebel Bg wird beispielsweise durch das Zahnrad Nr. 6 mit Radius Rbz (Rbz = Rf) ersetzt
  • • Zahnrad Nr. 6 und Rotor Nr. 2 sind auf der Achse B mit einander fest zusammen gebaut
  • • Die reaktive Stange Nr. 3 ist beispielsweise durch den Zahnriemen Nr. 3 ersetzt und auf die Zahnräder Nr. 5 und Nr. 6 angebracht
  • • Ausdehnbares Material Nr. 4 z.B. (Brenngasmischung) wird beispielsweise mit Hilfe der Rotationsgaspumpe in die Brennkammer Nr. 7 bzw. Ausdehnungs-Kammer hinein gepumpt, dort verbrannt bzw. erhitzt, und von da aus werden schließlich die Gase beispielsweise zu dem Gasdruckrotationsmotor geleitet.
  • • Dort geben die Gase (bei der Ausdehnung) die Energie an den Motor ab.

Somit wird der gesamte Motor in gang gesetzt.

Arbeitsbetrieb:

Um den inneren Verbrennungs- Drehemoment Differenzmotor zu Starten, ist es nötig das gesamte System anzudrehen. Dadurch wird die Brennmischung mit Hilfe der Rotationsgaspumpe Nr. 1 in die Brennkammer eingeführt.

Es folgt die Zündung der Brennmischung in der Brennkammer.

Durch die Verbrennung der Brennmischung, dehnen sich die Gase aus und drücken auf die Rotorblätter der Rotations-Gaspumpe und der Rotationsgasmotoren.

Dadurch entstehen die Kräfte Pc und Pd, welche dann die Kräfte Pfr und Pgr verursachen (ähnlich wie beim mechanischen Energiespeicher, z.B. Gummimotor).

Die Differenzkraft Pdif = Pf – Pd entwickelt dann die Differenzdrehmomente; Mar/dif = Pdif·Rf oder Mbr/dif = Pdif·Rg.

Dieses Differenzdrehmoment setzt das gesamte System in Bewegung.

Die Energie, welche durch die Verbrennung entstanden ist, wird in Form eines Drehmoments weiter geleitet.

Äußere Verbrennungs- bzw. Wärme oder Kälte Drehmoment Differenzmotor

Der äußere Verbrennungs-/ bzw. Wärme-/Kälte-/Drehmoment Differenzmotor arbeitet ähnlich wie der innere Verbrennungs-Drehmoment Differenzmotor.

Der prinzipielle unterschied liegt in dem, dass die Brennkammer durch einen Wärmeumtauscher ersetzt wird, wodurch die Erwärmung oder Abkühlung zu Ausdehnung oder Schrumpfung des Arbeitsgases, je nach Bauart, führt.

Ansonsten folgen dieselben Abläufe wie bei dem innere Verbrennungs-Drehmoment Differenzmotor.

Beispiel vom Getriebelosen mechanischen Reaktiven Drehmomentdifferenzsystem Getriebeloser mechanischer Energiespeicher bzw. Gummimotor:

Bei dem Getriebelosen Gummimotor beispielsweise, wo die beiden Trommeln auf einer Achse fest zusammengebaut sind, erfolgt die Drehmomentdifferenzierung durch die Verwendung von Trommeln unterschiedlicher größen.

(siehe Zeichnung Nr. 4a, b, c)


Anspruch[de]
Zu Patentieren (Schützen) ist ein Mechanisches Reaktives Drehmomentdifferenzsystem, wo die mechanische Kraft, welche durch die Ausdehnung oder Schrumpfung bzw. Komprimierung von Materialien entsteht und in Form von Differenz unterschiedlicher Drehemomente weitergegeben wird. (siehe statische Zeichnung Nr. 1) Zusätzlich zu Patentieren (Schützen) sind die Anwendungsmöglichkeit, des mechanischen Reaktiven Drehmomentdifferenzsystems, als:

2.1 Mechanischer Energiespeicher (aus legleicher mit und ohne Getriebe

2.2 Verbrennungsmotor (innere & äußere Verbrennung)

2.3 Wärme/-kältemotor

2.4 Wärmerecyclingmotor






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