DE102005045212A1 - Mechanical reactive torque differentiation system in which mechanical force arises from expansion or contraction of materials - Google Patents

Mechanical reactive torque differentiation system in which mechanical force arises from expansion or contraction of materials Download PDF

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Abstract

Claimed is a mechanical reactive torque differentiation system in which mechanical force arises from expansion or contraction of materials, and is transmitted onwards as the difference between two different torque values. Further claimed is the use of the assembly as a mechanical energy storage device in association with a reactive torque system.

Description

(1). In der statischen Zeichnung Nr. 1 ist ein Kinematisches Schema von dem Mechanischen Reaktiven Drehmomentdifferenzsystem abgebildet.(1). In the static drawing no. 1 is a kinematic scheme of The mechanical reactive torque differential system shown.

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.This system consists of a lever no. 1 , which has the opportunity to rotate over the stationary point A and a lever no. 2 which has the opportunity to rotate around the stationary point B.

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
The lever no. 1 and the lever no. 2 are using a reactive rod No. 3 in points F and G connected by a thread. Between the levers No. 1 and no. 2 in points C and D is an expandable or compressible material eg (rubber, gas, etc.) No. 4 strained attached, thereby arise in points C & D opposing forces Pc & Pd.
  • • The length of lever no. 1 between the points; • A & C becomes Rc • A & E becomes Re • A & F becomes Rf
  • • The length of lever no. 2 between the points; • B & D becomes Rd • B & G becomes 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.Around The description of the mechanical reactive torque differential system, better to illustrate is to mention that in these explanations, for example Timing belt transmission can be used.

In der Praxis aber sind alle Arten von Getriebe verwendbar.In In practice, however, all types of transmissions are usable.

Darüber hinaus ist es auch möglich, das mechanisch Reaktive Drehmomentdifferenzsystem, Getriebe los zu Konstruieren.Furthermore it is also possible the mechanically reactive torque differential system, gearbox going to construct.

Ebenfalls wurden beispielsweise Rotorblätter-Motoren und Pumpen verwendet.Also For example, rotor blades were used and pumps used.

Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird
⇒ • Rc = Rd
• Re = Rg
• Pc = Pd angenommen.To simplify the description, will
⇒ • Rc = Rd
• Re = Rg
• Pc = Pd assumed.

In der Praxis können die Daten jedoch variabel sein.In the practice can however, the data may be variable.

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.In case if, the reactive rod no. 3 would not be installed (see drawing no. 1a), the same torque would develop in the points A & B. Thus, at point A, a torque Ma = PcRc develops clockwise, and at point B, the same torque Mb = Pd · Rd develops counterclockwise. To balance this system statically, one must use equal torques at points A & B, but reactive Mar & Mbr in opposite directions.

Dies erreichen wir mit Verwendung der reaktiven Stange Nr. 3 die zwischen den Punkten E & G angebracht ist. (siehe Zeichnung Nr. 1b).We achieve this by using the reactive rod no. 3 which is located between the points E & G. (see drawing no. 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.
The forces acting on the reactive rod No. 3 act in point E - reactive force Per and in point G - reactive force called Pgr.
  • • Where; Mar = Per · Re
  • • Where; Mbr = Pgr · Rg.

Mathematische Beschreibung:

Figure 00020001
Mathematical Description:
Figure 00020001

Um die Funktionalität zu Gewehrleisten, darf keines dieser Elemente in diesem Gleichnis „= Null" sein.Around the functionality to rifle bars, none of these elements may be in this parable "= zero".

Wenn:

  • • Pc = Pd
  • • Rc = Rd
  • • Re = Rg
wird auch;
  • • Per = Pgr; Pe = Pg
  • • Pdif/r = Per – Pgr = 0; Pdif = Pe – Pg = 0
If:
  • • Pc = Pd
  • • Rc = Rd
  • • Re = Rg
will also be;
  • • Per = Pgr; Pe = Pg
  • • Pdif / r = Per - Pgr = 0; Pdif = Pe - Pg = 0

Somit befindet sich das ganze System in einem Statisch ausgewogenem zustand.Consequently the whole system is in a statically balanced state.

(1c) Statisch unausgewogener Zustand(1c) Static unbalanced Status

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.

Figure 00030001
In case where, the reactive rod no. 3 between the point F at the lever no. 1 and the point G at the lever no. 2 is attached (where Rf <Rg is), arises in points F & G a differential force Pdif, which causes two reactive Differenzdrehemomenten.
Figure 00030001

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)To simplify the description, let us assume that the reactive rod No. 3 not installed. In order to balance this system statically one would have to attach equal torques in points A & B but reactive Mar & Mbr in opposite directions. (see drawing no. 1a)

Wo:

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

Mathematische Beschreibung:

Figure 00030002
Mathematical Description:
Figure 00030002

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 – Pgrwo; Pc = Pd und Rc = Rd und Rf < RgWhen Reactive Rod No. 3 , between the point F at the lever no. 1 and the point G at the lever no. 2 , is formed on the reactive rod no. 3 a differential force Pdif. (see drawing no. 1c) Pdif / r = Pfr - Pgr Where; Pc = Pd and Rc = Rd and Rf <Rg

Wenn Pdif negativ ist wird die Statische Kraft, des gesamten Systems, gegen den Uhrzeigersinn eingerichtet. (und wenn Pdif positiv, dasselbe umgekehrt)If Pdif is negative, the static force, the entire system, furnished in a counterclockwise direction. (and if Pdif positive, same thing vice versa)

Somit wird das ganze System aus dem ausgewogenem Zustand gesetzt.Consequently the whole system is put out of balance.

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 As a result, the reactive three-phase moments develop, at point A Mar / dif and reactive torque moment at point B Mbr / dif. (see drawing no. 1c). Mar / dif = Pdif / r · Rf; Ma / dif = Pdif · Rf Mbr / dif = Pdif / r * Rg; Mb / dif = Pdif * Rg

Mechanischer Energiespeicher (ausgleicher)Mechanical energy storage (Suppressors)

In der Zeichnung Nr. 2a ist ein kinematisches Schema von dem mechanischen reaktiven Drehemomentdifferenzsystem abgebildet. (gleich wie in der Zeichnung Nr. 1c)In The drawing No. 2a is a kinematic scheme of the mechanical reactive Drehemomentdifferenzsystem mapped. (same as in the drawing no. 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.In Drawing No. 2 is a kinematic scheme of the mechanical one reactive Drehemomentdifferenzsystem mapped, which as a mechanical Energy storage (compensator) is used, e.g. as a rubber engine.

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
Where:
  • • lever no. 1 is passed through drum no. 1 replaced with the radius Rat (Rat = Rc)
  • • lever no. 2 is passed through drum no. 2 replaced with the radius Rbt (Rbt = Rd)
  • • Lever Af (Rf), for example, by the gear no. 5 replaced with the radius Raz (Raz = Rf)
  • • The gear no. 5 and drum no. 1 on the axis A are built together
  • • Lever Bg (Rg), for example, by the gear no. 6 with the radius Rbz (Rbz = Rg) replaced
  • • Gear no. 6 and drum no. 2 are also firmly assembled on the axis B

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.The reactive rod no. 3 is replaced by the toothed belt no. 3 replaced and on the gears no. 5 and no. 6 appropriate. Stretchable material no. 4 eg (rubber band) will be placed on drum no. 1 mounted stretched in fully expanded condition.

Das andere Ende des Gummibandes wird zu der Trommel Nr. 2 gezogen und dort befestigtThe other end of the rubber band is added to the drum no. 2 pulled and fastened there

Arbeitsbetrieb:Work mode:

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.
The strained elastic band in the final tension zone (between points C & D) achieves force P, which then produces a difference in torque Mar / dif or Mbr / dif. These torques set that entire system in motion:
  • • The drums no. 1 and no. 2 begin to turn clockwise.
  • • The rubber band runs from drum no. 1 into the relaxation area, relaxes and winds up on the drum No. 2 above. This dissolves the stored energy in the rubber band and is passed on in the form of a Drehemomentes.
  • • This system develops a constant torque throughout the working cycle.
  • • The torque is practically independent of the speed (at low speed).

Die Energie Annahme erfolgt in umgekehrter Reihenfolge und ebenfalls mit konstantem Drehemoment.The Energy acceptance is done in reverse order and as well with constant torsional moment.

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.To the drums No. 1 or no. 2 a rotational momentum is applied in the counterclockwise direction. The rubber band runs from drum no. 2 in the .- / and or relaxation area, tension and wrap on the drum no. 1 on. The energy from the supplied torque is stored in the form of stretched rubber.

Innere VerbrennungInternal combustion

Drehemoment DifferenzmotorDrehemoment differential motor

In der Zeichnung Nr. 3a ist ein kinematisches Schema von dem mechanischen reaktiven Drehemomentdifferenzsystem abgebildet. (gleich wie in der Zeichnung Nr. 1c)In Drawing No. 3a is a kinematic scheme of the mechanical one reactive Drehemomentdifferenzsystem mapped. (same as in the drawing no. 1c)

In der Zeichnung Nr. 3 ist ein kinematisches Schema von dem mechanisch reaktiven Drehemomentdifferenzsystem abgebildet, welcher als innere Verbrennung Drehemoment Differenzmotor eingesetzt wird.In Drawing No. 3 is a kinematic scheme of the mechanical reactive Drehemomentdifferenzsystem shown, which as inner Combustion three-phase differential motor is used.

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.
Where;
  • • lever no. 1 For example, by the rotary gas pump no. 1 replaced with the radius Rat (Rat = Rc)
  • • lever no. 2 For example, by the gas pressure rotary motor no. 2 with the radius Rbt (Rbt = Rd), replaced
  • • Lever Af is blocked, for example, by gear wheel no. 5 replaced with the radius Raz (Raz = Rf)
  • • Gear no. 5 and rotor no. 1 are built together on the axis A with each other
  • • Lever Bg is replaced by gear wheel no. 6 replaced with radius Rbz (Rbz = Rf)
  • • Gear no. 6 and rotor no. 2 are built together on the axis B with each other
  • • The reactive rod no. 3 is for example by the toothed belt no. 3 replaced and on the gears no. 5 and no. 6 appropriate
  • • Extensible material no. 4 For example, (fuel gas mixture), for example, using the rotary gas pump in the combustion chamber no. 7 or expansion chamber pumped into it, there incinerated or heated, and from there, finally, the gases are passed, for example, to the gas pressure rotary motor.
  • • There gases (at expansion) release energy to the engine.

Somit wird der gesamte Motor in gang gesetzt.Consequently the entire engine is set in motion.

Arbeitsbetrieb:Work mode:

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.To start the internal combustion three-phase differential motor, it is necessary to turn the whole system. As a result, the fuel mixture using the rotary gas pump no. 1 introduced into the combustion chamber.

Es folgt die Zündung der Brennmischung in der Brennkammer.It follows the ignition the fuel mixture in the combustion chamber.

Durch die Verbrennung der Brennmischung, dehnen sich die Gase aus und drücken auf die Rotorblätter der Rotations-Gaspumpe und der Rotationsgasmotoren.By combustion of a fuel mixture, gases expand and to press on the rotor blades the rotary gas pump and the rotary gas engines.

Dadurch entstehen die Kräfte Pc und Pd, welche dann die Kräfte Pfr und Pgr verursachen (ähnlich wie beim mechanischen Energiespeicher, z.B. Gummimotor).Thereby arise the forces Pc and Pd, which then the forces Cause Pfr and Pgr (similar as with the mechanical energy storage, e.g. Gummimotor).

Die Differenzkraft Pdif = Pf – Pd entwickelt dann die Differenzdrehmomente; Mar/dif = Pdif·Rf oder Mbr/dif = Pdif·Rg.The Differential force Pdif = Pf - Pd then develops the differential torques; Mar / dif = Pdif * Rf or Mbr / dif = Pdif · Rg.

Dieses Differenzdrehmoment setzt das gesamte System in Bewegung.This Differential torque sets the entire system in motion.

Die Energie, welche durch die Verbrennung entstanden ist, wird in Form eines Drehmoments weiter geleitet.The Energy, which has arisen through the combustion, gets into shape passed on a torque.

Äußere Verbrennungs- bzw. Wärme oder Kälte Drehmoment DifferenzmotorExternal combustion or heat or Cold torque difference engine

Der äußere Verbrennungs-/ bzw. Wärme-/Kälte-/Drehmoment Differenzmotor arbeitet ähnlich wie der innere Verbrennungs-Drehmoment Differenzmotor.The external combustion / or heat / cold / torque Differential motor works similarly like the internal combustion torque differential engine.

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.Of the principal difference lies in the fact that the combustion chamber through a heat exchanger is replaced, causing the warming or cooling off to expansion or shrinkage of the working gas, depending on the type, leads.

Ansonsten folgen dieselben Abläufe wie bei dem innere Verbrennungs-Drehmoment Differenzmotor.Otherwise follow the same processes as with the internal combustion torque differential engine.

Beispiel vom Getriebelosen mechanischen Reaktiven DrehmomentdifferenzsystemExample of gearless mechanical reactive torque difference system

Getriebeloser mechanischer Energiespeicher bzw. Gummimotor:Gearless mechanical Energy storage or rubber engine:

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)In the gearless rubber motor, for example, where the two drums are fixedly mounted on an axle, the torque differentiation occurs through the use of drums of different sizes.
(see drawing no. 4a, b, c)

Claims (2)

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)To patent (shooter) is a mechanical one Reactive torque difference system, where the mechanical force, which by the expansion or contraction or compression of materials arises and in the form of difference of different Drehemomente is passed on. (see static drawing no. 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 Wärmerecyclingmotoradditionally to patent (shooter) are the application possibilities, of the mechanical reactive torque difference system, as: 2.1 Mechanical energy storage (made of flexible with and without gearbox 2.2 Internal combustion engine (internal & external combustion) 2.3 Heat / -kältemotor 2.4 Heat recycling Motor
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