DE102010048540A1

DE102010048540A1 - Dichtekörper, der seine Dichte in Abhängigkeit von seiner relativen Lage zum Richtungsvektor der Fallbeschleunigung "g" wechseln kann und dessen Kopplung in einem System

Info

Publication number: DE102010048540A1
Application number: DE201010048540
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2012-04-19

Abstract

1. Bezeichnung Dichtekörper, der seine Dichte in Abhängigkeit von seiner relativen Lage zum Richtungsvektor der Fallbeschleunigung „g” wechseln kann und dessen Kopplung in einem System 2. Kurzfassung 2.1 Technische Aufgabe und Zielsetzung der Erfindung Ab einer Mindestzahl von Dichtekörpern wird das System, in dem sie aufgehängt sind, für einen Verbraucher abgenommen werden kann. 2.2 Lösung der technischen Aufgabe Die aktiven Massen des Dichtekörpers können in diesem aufgrund der Schwerkraft und in Abhängigkeit von seiner Ausrichtung zum Vektor der Fallbeschleunigung eine Bewegung und Lageänderung vollziehen und dadurch sein Volumen bzw. seine Dichte verändern. Durch die Dichteänderung kann der Dichtekörper in dem Medium das ihn umgibt sinken, schweben oder aufsteigen. Die Umlenkung eines Dichtekörpers wird von weiteren übernommen die in einem System verbunden sind. Die Dichtekörper sind geschlossene physikalische Einzelsysteme und mit einem inneren Medium gefüllt. Im Systemverband können sie untereinander verbunden sein und ein geschlossenes oder sogar offenes physikalisches Gesamtsystem ihrer jeweiligen inneren Medien bilden. Sie entsprechen zu keinem Zeitpunkt einem abgeschlossenen physikalischen System. 2.3 Anwendungsgebiet Ein System aus Dichtekörpern kann dem Verbrauch von kinetischer und damit auch elektrischer Energie durch Verbraucher dienen.

Description

Es ist aus der fundamentalen Physik heraus bekannt, dass die Dichte eines Körpers darüber entscheidet, wie er sich in seiner Umgebung bzw. in seinem umgebenden Medium verhält. Das heißt, ist seine physikalische Dichte – als Quotient aus Masse des Körpers und seinem Volumen – vom Betrag her gleich der Dichte des äußeren Mediums, so schwebt er in diesem. Die resultierende Kraft aus Gewichtskraft und Auftriebskraft im äußeren Medium ist in diesem Fall vom Betrag her null, weil die beiden genannten Kräfte gleich groß sind, aber der Kraftvektor der Auftriebskraft dem der Gewichtskraft bzw. dem Vektor der Fallbeschleunigung (g ~ 9,81 m/s²) entgegengerichtet ist.
Ist die Körperdichte größer als die des äußeren Mediums, so sinkt er in diesem – die Gewichtskraft ist größer als die Auftriebskraft des Körpers bzw. der resultierende Kraftvektor aus Gewichtskraft und Auftriebskraft ist dem der Fallbeschleunigung gleichgerichtet. Ist die Körperdichte kleiner als die Dichte des äußeren Mediums, so steigt der Körper auf – der resultierende Kraftvektor ist dem der Fallbeschleunigung entgegengerichtet.
Diese physikalischen Prinzipien des Dichteverhältnisses eines Körpers zu seiner Umgebung werden u. a. bei Tiefseebooten (U-Booten) oder Heißluftballonen aktiv genutzt, um ihre vertikale Lage im Wasser bzw. in der Luft zu ändern. Die Änderungen der Dichte in den genannten Beispielen werden durch Zufuhr von Arbeit, z. B. durch das Umpumpen von Luft, bei Ausnutzung der Komprimierbarkeit von Gasen, in Druckkammern bei U-Booten erreicht.
Die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung (Dichtekörper) ermöglicht es, aufgrund ihrer Bauteilanordnung und unter bloßer Ausnutzung einer Fallbeschleunigung (g Erde ~ 9,81 m/s²), in einem Systemverbund ihre eigene Dichte zu verändern. Sie kann somit durch den Wechsel ihrer Dichte in dem sie umgebenden Medium aufsteigen oder sinken.
Dies geschieht durch Nutzung der relativen Lage des Dichtekörpers zum Richtungsvektor der Fallbeschleunigung. Auf die aktiven und passiven Massen im Dichtekörper wirkt permanent die Fallbeschleunigung ein. Die aktiven Massen sind allesamt miteinander verbunden und so im Dichtekörper gelagert, dass sie nur einen Freiheitsgrad zur axialen Bewegung besitzen. Abhängig von der Ausrichtung des Dichtekörpers können nun die aktiven Massen über ihre Lagerung aus ihm heraus- oder in ihn hineindrängen.
Diese axiale Beweglichkeit führt mittels eines Volumenkörpers (5), der an den aktiven Massen über die Achse (11) verbunden ist, zur Änderung des Volumens und damit der Dichte des Dichtekörpers, indem der Volumenkörper relativ zum Dichtekörper geführt wird. Somit verändert sich das Gesamtvolumen des Dichtekörpers, während seine Gesamtmasse konstant bleibt.
Der Volumenkörper ist durch abdichtende Bauteile, wie z. B. einen Faltenbalg (4), ein Bestandteil des geschlossenen Systems des Dichtekörpers und steht im Kontakt mit dem inneren Medium (15).
Durch ihn wird maßgeblich das Verhalten des inneren Mediums im Dichtekörper bestimmt. Das bedeutet, dass durch seine Lageänderung das Volumen des Dichtekörpers und damit der Druck auf das innere Medium verändert werden.
Nach Patentanspruch 3 wird dabei das innere Medium je nach Druckverhältnis einen Ausgleich dessen Massenverteilung im geschlossenen Gesamtsystem von mehreren Dichtekörpern vollziehen. Dies hat zum Vorteil, dass die Volumenänderung des Dichtekörpers, also die Bewegungsfreiheit der aktiven Massen, nicht mehr vom Über- oder Unterdruck im inneren Medium abhängt. Somit ist ersichtlich, dass sich die Kopplung (18) der Dichtekörper zu einem geschlossenen Gesamtsystem effizienter für die Dichteänderung ist, als einzelne bereits geschlossene Dichtekörper, deren inneres Medium einem Über- oder Unterdruck ausgesetzt wird.
Nach Patentanspruch 5 kann sich das System z. B. in Wasser als äußeres Medium (16) befinden und die Dichtekörper sind über das Verbindungssystem (18) ihrer Innenräume mit der Luft, als zweites äußeres Medium (15) an der Wasseroberfläche (21), verbunden. Das innere und zweite äußere Medium ist in dieser Bauform also gleich.
Da auf die Grundfläche des Volumenkörpers der Druck des äußeren Mediums einseitig angreift, bestimmt diese maßgeblich die Kraft, die der aktiven Gesamtmasse entgegenwirkt. Diese Kraft kann durch eine zu große Grundfläche des Volumenkörpers oder durch zunehmenden Druck des äußeren Mediums, mit zunehmender Eintauchtiefe des Dichterkörpers in diesem, schließlich die Gewichtskraft der aktiven Massen kompensieren und im Extremfall ihre Bewegung aus dem Dichtekörper heraus verhindern. Demnach bestimmen die Grundfläche des Volumenkörpers und der mit zunehmender Eintauchtiefe steigende Druck des äußeren Mediums die Grenzen der größtmöglichen Eintauchtiefe bei noch gegebener resultierender Auftriebskraft des Dichtekörpers in der Ausrichtung zum Aufsteigen. Es wird also die Dimension des in Patentanspruch 4 beschriebenen Gesamtsystems begrenzt, wodurch wiederum die Anzahl der im System einsetzbaren Dichtekörper beschränkt ist.
Eine Kompensierung dieser Beschränkung kann durch das Erweitern des Gesamtsystems mit Dichtekörpern in seiner Breite ermöglicht werden, es können also mehrere Gesamtsysteme auf einer Welle so zueinander angebracht werden, dass sich im Idealfall nur ein Dichtekörper gerade um Umlenkpunkt ist.
Nach Patentanspruch 2 eignet sich Wasser sehr gut als äußeres Medium, weil es nahezu unerschöpflich vorhanden ist.
Das innere und zweite äußere Medium ist im Idealfall ein leicht kompressibles Gas, welches vollständig über die Systemdichtungen, wie Faltenbälge und Dichtringe (3) zurückgehalten werden kann.
Die durch diese Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass bis auf die zur Umlenkung des Dichtekörpers erforderliche Kraft, keine zusätzliche Kraft und damit Arbeit verrichtet werden muss, um das Volumen des Dichtekörpers zu verändern. Die Umlenkkraft muss über den Weg der Umlenkung hinweg aufgebracht werden, damit sich in dem Dichtekörper, in Abhängigkeit von seiner Lage zum Vektor der Fallbeschleunigung, die aktiven Massen positionieren können.
Experimentelle Versuche haben gezeigt, dass die benötigte Umlenkkraft in ihrem Betrag ungefähr eine zwei- bis dreifache Kraft erfordert, als sie von der resultierenden Kraft beim Sinken oder Steigen von einem Dichtekörper ausgeht.
Es genügt demnach die entsprechende Zahl von Dichtekörpern im Gesamtsystem miteinander zu verbinden, um das erforderliche Umlenkmoment aufzubringen.
Dieser Zusammenschluss kann auf zwei parallel und koaxial angeordneten Rädern erfolgen, die auf einer gemeinsamen Welle angebracht und zwischen denen die Dichtekörper aufgehängt sind.
Des Weiteren hat sich gezeigt, dass der Weg zur Umlenkung bei einem Radsystem nur wenige Grad beträgt bis sich die aktiven Massen von einer Stellung in die andere bewegt haben.
Werden mehr Dichtekörper angebracht, als für das bloße Umlenkdrehmoment erforderlich sind, wird das System weiter beschleunigt.
Die Erfindung entspricht den aktuellen physikalischen Definitionen nach keiner der drei Arten eines Perpetuum Mobilé, da weder Energie nur einmalig zugeführt wird, noch das System abgeschlossen ist oder geschlossen sein muss – ein Wärmeaustausch mit der Umgebung, kann jederzeit stattfinden.
Sie widerspricht keinen physikalischen, insbesondere thermodynamischen, Gesetzen.

Claims

Dichtekörper, der seine Dichte in Abhängigkeit von seiner relativen Lage zum Richtungsvektor der Fallbeschleunigung „g” wechseln kann und dessen Kopplung zu einem System dadurch gekennzeichnet, dass sich seine Gesamtmasse aus passiven und aktiven Massen und dem inneren Medium, ergibt, wobei die passiven Bauteile als Gehäuse, als Dichtmaterial, als Aufhängung für die aktiven Bauelemente, zur Führung des Volumenkörpers und als Aufhängung im Gesamtsystem dienen; und die aktiven Bauteile die Funktion der Bewegung des Volumenkörpers übernehmen. Dabei können die aktiven Bauteile auch aus einem Bauteil bestehen, dass alle Einzelfunktionen der jeweiligen aktiven Teile in sich vereint. Der Massekörper kann auch zu mehreren Einzelmassen aufgeteilt sein, die auch außerhalb des geschlossenen Systems auf der Achse, also nicht im Kontakt mit dem inneren Medium stehend, angebracht sein können.
Dichtekörper nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere und das den Dichtekörper umgebende äußere Medium und alle genannten Bauteile des Dichtekörpers jeder Form von Aggregatzuständen entsprechen kann/können. Es können demnach Gase, Plasmen, Flüssigkeiten oder Festkörper jeder Art und Form sein.
Dichtekörper nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtekörper im Systemverband nicht jeweils geschlossen sind, sondern, durch ein Verbindungssystem ein gesamtes geschlossenes System bilden. Die Innenräume aller Dichtekörper werden dadurch untereinander verbunden und die jeweiligen inneren Medien ergeben ein gesamtes inneres Medium.
Dichtekörper nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtsystem, also die Aufnahme von mehreren Dichtekörpern, der Funktion einem Kreislaufsystems genügt. Es kann einem Radsystem, einem Zugmitteltriebsystem mit zwei oder mehr Umlenkrädern oder einem Pleuelstangensystem, das aus einer translatorischen Bewegung über eine Exzentrizität eine rotatorische Bewegung erzeugen kann, entsprechen.
Dichtekörper nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtsystem nicht geschlossen ist. Dabei besteht eine Verbindung der inneren Medien der Dichtekörper zu einem zweiten äußeren Medium, welches zweckmäßigerweise nicht das den Dichtekörper umgebende ist, sondern dem inneren entspricht.
Dichtekörper nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der aktiven Massen so ausgelegt ist, dass sie eine reibungsarme Relativbewegung dieser Massen ermöglicht. Sie kann z. B. durch Gleitlager, Linearkugellager (Kugelbuchsen), Gewindespindeln oder durch quer zur Bewegungsrichtung der aktiven Massen angeordnete Radiallager, die die Achse führen, konstruiert sein.
Dichtekörper nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Volumens des Dichtekörpers durch mehrere Volumenkörper oder dem gesamten Gehäuse bzw. Deckel selbst, insofern diese flexibel sind, über eine Verbindung zu den aktiven Massen ermöglicht wird.