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Beschreibung
der Fliehkraftpumpe
Der
Bahnverlauf der Exzentergewichte - Aufbau und Funktion -
Zwei Zahnradrotoren
sind auf einem Rotorträger drehbar gelagert. Der Rotorträger ist
seinerseits auf der Steuerachse drehbar gelagert. Die Zahnradrotoren
greifen in das Steuerzahnrad und rollen um dieses herum ab.
Der Bahnverlauf der Exzentergewichte (Übersicht) Während einem Umlauf der Rotoren um das Steuerzahnrad bewegen sich die Exzentergewichte auf einer bestimmten Bahn, die exzentrisch zur Steuerachse verläuft. Diese Bahn ergibt sich aus 2 Rotationen, die ineinander "geschachtelt" sind. Die Exzentergewichte drehen sich um die Achsen der Zahnradrotoren und diese drehen sich um die Steuerachse (Aufsicht):
Wir unterteilen diese Bahn gedanklich in zwei Sektoren. Im ersten Sektor wird das Exzentergewicht enger an die Steuerachse herangezogen (Einholphase). Im zweiten Sektor dreht sich das Exzentwergewicht von der Steuerachse weg nach außen (Abschleuderphase). Verdeutlichen Sie sich die Abläufe mit einem kleinen Demo-Programm!
Die variierende Geschwindigkeit der Exzentergewichte im Umlauf (Übersicht) Wenn sich
der Rotorträger mit konstanter Geschwindigkeit dreht, variiert die
Geschwindigkeit der Exzentergewichte während eines Bahnumlaufs.
Wenn die Exzentergewichte innen sind ist die Geschwindigkeit der Sub-Rotation verschwunden (Aufsicht):
Mit der Geschwindigkeit variiert die Beschleunigung der Exzentergewichte im Umlauf (Übersicht) Wenn der Rotorträger
mit konstanter Geschwindigkeit dreht, bewegen sich die Zahnradrotoren
durch die Quadranten Q1, Q2, Q3 und Q4.
Geschwindigkeit
ist Weg pro Zeit. Entsprechend ist das Exzentergewicht im Quadranten Q3 langsamer als in Q4. Es beschleunigt auf seinem Weg von Q3 nach Q4.
Auswirkung der Fliehkraft auf die Exzentergewichte (Übersicht) Mit der Drehung
des Rotorträgers entsteht ein Fliehkraftfeld. Die Fliehkraft wächst
mit der Drehzahl quadratisch. Ihr Einfluss auf das Rotorträgersystem
ist drehzahlabhängig. In der Einholphase bewegen sich die Exzentergewichte gegen das Fliehkraftfeld und werden schwer. Haupt- und Subrotationsrichtung stimmen überein. Der Rotorträger wird in diese Richtung gezogen. Das Exzentergewicht beschreibt eine bremsende, implosive Bewegung. Der Radius wird kleiner, die Bahnkrümmung enger. Das drehende System nimmt Trägheitsenergie aus dem Fliehkraftfeld auf und beschleunigt(Pirouetteneffekt).
In der Abschleuderphase bewegen sich die Exzentergewichte zunehmend in Feldrichtung und werden schwerer im "Fall" nach außen. Der Radius wird größer, die Bahnkrümmung weiter. Sie rollen quasi in das Fliehkraftfeld ab und werden durch die Fliehkraft nach außen gepresst (ohne Energieaufwand abgeschleudert). Haupt- und Subrotationsrichtung stimmen nicht überein. Wenn die Richtungen
der beiden Rotationen übereinstimmt, ist das Exzentergewicht schwerer,
als wenn sie nicht übereinstimmt.
Die Steuerung der Fliehkraftpumpe (Übersicht) Die Steuerung verändert die Geschwindigkeit und damit die Beschleunigung der Exzentergewichte auf ihrer Bahn. Sie verändert außerdem die Bahnen und deren Krümmung. Sie verlagert den Trägheitsunterschied der Exzentergewichte zwischen den beiden Phasen weiter ins Asymmetrische: In der Einholphase
wird das Exzentergewicht durch die Steuerung stärker gebremst und
die Bahn wird zur Steuerachse hin enger (stärker Krümmung und stärkere
negative Beschleunigung). Der Piruetteneffekt in der Einholphase
wird dadurch "gravierender" und der Rotorträger beschleunigt stärker.
Der Einzug der Gewichte erfolgt nahezu ohne Arbeitsaufwand, weil
sich Sub- und Hauptrotations- Fliehkraftfelder gegenseitig neutralisieren.
Im Zentrum entsteht eine Art schwerelose Zone. In der Abschleuderphase wird die Bahnkrümmung zusätzlich weiter und der Radius größer. Das Exzentergewicht wird durch die Steuerung in den "Fall" ins Fliehkraftfeld angeschoben (positive Beschleunigung) und erhält zusätzlichen Raum seine gewonnene kinetische Energie in Bewegung umzusetzen. Der "Fall" wird gerader und damit weniger gebremst. Das Hauptrotations-Fliehkraftfeld baut das Subrotations-Fliehkraftfeld erneut auf. Durch die Steuerung erhalten wir in beiden Phasen ein Plus an Drehenergie. Realisiert wird die Steuerung durch eine Hin- und Her- Bewegung des Steuerzahnrades (Hub). Es werden jeweils im entsprechenden Bahnsegment Zähne dazugegeben oder abgezogen.
Bahnvergleich (Übersicht)
Es ist also
entscheidend in welche Richtung das Steuerzahnrad zu einem bestimmten
Zeitpunkt im Bahnverlauf der Exzentergewichte bewegt wird. In der
Abbildung bewegt sich das Steuerzahnrad in der Einholphase in Gegenuhrzeigersinn,
in der Abschleuderphase mit dem Uhrzeigersinn. Das rotierende System saugt Drehmoment auf und die Trägheit des Systems (der Schwung) steigt mit anwachsender Fliehkraft. Ohne Steuerung läuft die Maschine bei gleichem Rotations-Impuls länger aus als starres System gleicher Masse. Mit Steuerung beschleunigt das System.
Ruhezustand (Übersicht) Im Ruhezustand
bleibt das Rotorsystem stehen wenn die Steuerung betätigt wird.
Die Rotoren bewegen sich zwar hin und her, aber der Achsträger bewegt
sich kaum.
Patent herunterladen (Nr. 12) Weitere Informationen zu diesem Modell können Sie bei Prof. Alfred Evert nachlesen. Hier finden Sie die Betrachtungen von Dipl. Physiker Dieter Bauer Lesen Sie auch Ausführungen der Dipl. Physikerin Gabi Müller.
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