DE19517181A1 - Trägheitskraftantrieb mit kontinuierlicher und gerichteter Antriebskraft - Google Patents

Description

Die resultierende Größe der Umlenkungs-Trägheitskraft bzw. Zentrifugalkraft "Z" auf das Führungssystem eines gekrümmten und kontinuierlich angetriebenen Massenstroms, ist jeweils abhängig vom Umlenkungswinkel, vom spezifischen Längengewicht (kg/m) und von der Geschwindigkeit, jedoch unabhängig vom Krümmungs- bzw. Umlenkungsradius des Massenstroms.

Die resultierende Wirkungsrichtung der Umlenkungs-Trägheits­ kraft bzw. Zentrifugalkraft "Z" ist in der Krümmungsebene des Massenstroms senkrecht zum Scheitelpunkt der Krümmungskurve auf das Führungssystem gerichtet.

Entsprechend der Grundriß-, Aufriß- und Seitenriß- Darstellung in der Fig. 1, besteht der erfindungsgemäße Grundgedanke in der Anwendung einer winkelförmigen Umlenkung eines, mit Wellen­ linien begrenzten, Führungssystem-Abschnittes (1A) aus einer ebenen Platte (2) in eine parallele ebene Platte (3) mittels einer spiralförmigen Umlenkung auf einer halbkreisförmig ge­ krümmten Verbindungsplatte (4) zwischen den beiden parallelen ebenen Platten (2) und (3).

Die Spiralform der Umlenkung des Führungssystem-Abschnittes (1A) auf der halbkreisförmig gekrümmten Verbindungsplatte (4), ergibt eine halbellipsenförmige Strömungsumlenkung für einen innerhalb des Führungssystem-Abschnittes (1A) kontinuierlich angetriebenen Massenstrom.

Die resultierende Umlenkungs-Trägheitskraft bzw. Zentrifugal­ kraft "Z(1A)" dieser halbellipsenförmigen Massenstrom-Umlenkung wirkt in Richtung des Scheitelpunktes der Halbellipse sowie parallel zu den ebenen Platten (2) und (3) auf den Führungs­ system-Abschnitt (1A).

Durch einen, im Abstand "X", mit paralleler spiralförmiger Umlenkung angeordneten zweiten Führungssystem-Abschnitt (1B), mit der zugehörigen resultierenden Umlenkungs-Trägheitskraft bzw. Zentrifugalkraft "Z(1B)", entsteht die Möglichkeit, die beiden Führungssystem-Abschnitte (1A) und (1B) jeweils auf den ebenen Platten (2) und (3) durch jeweils einen ebenen Führungs­ system-Abschnitt (1C) und (1D) mit halbkreisförmiger Strömungs­ umlenkung zu einem endlos zusammengefügten Führungssystem (1A+1B+1C+1D) für einen darin geführten und kontinuierlich angetriebenen Massenstrom zu vereinigen.

In einem kontinuierlich angetriebenen Massenstrom innerhalb der ebenen halbkreisförmigen Strömungsumlenkungen der Führungs­ system-Abschnitte (1C) und (1D), wirken die resultierenden Umlenkungs-Trägheitskräfte bzw. Zentrifugalkräfte "Z(1C)" und "Z(1D)" in Richtung der Scheitelpunkte der Halbkreise und damit jeweils im Spiralwinkel "β" entgegengesetzt zur Wirkungs­ richtung der beiden vorgenannten resultierenden Umlenkungs- Trägheitskräfte bzw. Zentrifugalkräfte "Z(1A)" und "Z(1B)".

Das endlos zusammengefügte Führungssystem (1A+1B+1C+1D) wird, entsprechend der Aufriß-Darstellung in Fig. 1, für flüssige und gasförmige Massenströme als geschlossenes Rohr- oder Kanal­ system mit einem eingebauten Massenstrom-Antriebsaggregat von beliebiger Bauart (5) ausgeführt. Für einen festen Massenstrom wird dagegen, entsprechend der Aufriß-Darstellung in Fig. 2, vorzugsweise ein offenes Rohr- oder Kanalsystem (10A) und (10B) mit einer darin geführten endlosen Kugelkette oder Gliederkette o. ä. (11) und einem Antriebskettenrad (12C) sowie einem Umlenkungskettenrad (12D) als endlos zusammengefügtes Führungssystem (10A+10B+12C+12D) verwendet.

Wie in der Seitenriß-Darstellung der Fig. 1 gezeigt,werden die beiden ebenen Platten (2) und (3) mit der halbkreisförmig gekrümmten Platte (4) zu einem gemeinsamen Befestigungsgestell (2+3+4) verbunden und entweder das endlos zusammengefügte Führungssystem (1A+1B+1C+1D) inclusive Antriebsaggregat (5) entspr. Fig. 1 oder das endlos zusammengefügte Führungssystem (10A+10B+12C+12D) entspr. Fig. 2 daran befestigt.

Bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Anordnung der Umlenkungen bzw. Krümmungen, wird sowohl in den beiden halbellipsenförmigen Strömungsumlenkungen (1A) und (1B) als auch in den beiden halbkreisförmigen Strömungsumlenkungen (1C) und (1D) der Massen­ strom um jeweils 180 Grd. umgelenkt. Bei ja vorhandener gleicher Geschwindigkeit und gleichem spezi­ fischen Längengewicht des Massenstroms ist demnach auch die resultierende Umlenkungs-Trägheitskraft bzw. Zentrifugalkraft für jede dieser Umlenkungen bzw. Krümmungen gleich groß und zwar:

Z(1A)= Z(1B)= Z(1C)= Z(1D)= Z

Weil aber die Wirkungsrichtungen der Umlenkungs-Trägheitskräfte bzw. Zentrifugalkräfte in den halbkreisförmigen Strömungsum­ lenkungen (1C) und (1D) jeweils nur im Spiralwinkel "β" ent­ gegengesetzt zu den Wirkungsrichtungen in den halbellipsen­ förmigen Strömungsumlenkungen (1A) und (1B) liegen, ergibt sich die nachfolgende Differenz-Trägheitskraft "Z(T)" als konti­ nuierliche und gerichtete Antriebskraft des Massenstroms auf das gemeinsame Befestigungsgestell (2+3+4):
Z(T) = (Z(1A)+Z(1B)) - (Z(1C)*cosβ+Z(1D)*cosβ)
= (Z + Z) - (Z*cosβ + Z*cosβ)
= 2Z - 2Z*cosβ
= 2Z(1-cosβ).

Der Spiralwinkel "β" kann innerhalb des Bereiches zwischen β = 0 Grd. und β = 90 Grd. liegen und sollte jedoch aus kon­ struktiven und funktionellen Gründen nur zwischen β = 30 Grd. und β = 60 Grd. gewählt werden.

Neben der vorgenannten kontinuierlichen und gerichteten Differenz-Trägheitskraft "Z(T)", wirken auf das gemeinsame Befestigungsgestell (2+3+4) aber auch noch ein Gegenmoment des Motors für das jeweilige Massenstrom-Antriebsaggregat und ein zusätzliches Drehmoment, welches aus den Kräfte­ parallelogrammen der Umlenkungs-Trägheitskräfte bzw. Zentri­ fugalkräfte "Z(1C)" und "Z(1D)" der halbkreisförmigen Strömungs­ umlenkungen (1C) und (1D) entsteht.

Wie in der Grundriß-Darstellung der Fig. 3 gezeigt, soll die unerwünschte Wirkung dieser Momente durch ein zweites endlos zusammengefügtes Führungssystem (15A+15B+15C+15D) mit Massen­ strom-Antriebsaggregat (16) kompensiert werden. Die Kompensation erfolgt hierbei einerseits durch die gleich­ winkelige und gegenläufige Übereinanderlage des endlos zu­ sammengefügten Führungssystems (15A+15B+15C+15D) zum strichliert dargestellten Führungssystem (1A+1B+1C+1D) sowie andererseits durch gegenläufige Drehrichtungen der Antriebsmotoren der beiden Massenstrom-Antriebsaggregate.

Wegen der Verdoppelung der Anzahl und Ausführung der Strömungs­ umlenkungen, ergibt sich für die kompensierte Ausführung mit zwei endlos zusammengefügten Führungssystemen entspr. der Fig. 3, eine verdoppelte kontinuierliche und gerichtete Differenz- Trägheitskraft "Z(TK)" zu:

Z(TK) = 2 Z(T) = 4Z(1-cosβ).

Claims (3)

1. Trägheitskraftantrieb mit kontinuierlicher und gerichteter Antriebskraft, dadurch gekennzeichnet,daß in bzw. an einem endlos zusammengefügten Führungssystem mit mindestens zwei spiralförmig räumlichen Krümmungen mit halbellipsenförmiger Umlenkung um 180 Grd. sowie mit mindestens zwei ebenen Krümmungen mit halbkreisförmiger Umlenkung um 180 Grd., ein Massenstrom kontinuierlich angetrieben wird und das Zusammenwirken aller, in diesen Krümmungen wirkenden resul­ tierenden Umlenkungs-Trägheitskräfte bzw. Zentrifugalkräfte des Massenstroms, eine kontinuierlich wirkende und gerichtete Antriebskraft auf das Führungssystem und dessen Befestigungs­ gestell erzeugt.

2. Trägheitskraftantrieb nach Anspr. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenstrom einen beliebigen Aggregatzustand haben kann und zwar fest, flüssig, gasförmig oder in beliebiger Form gemischt.

3. Trägheitskraftantrieb nach Anspr. 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet,daß durch eine gleichwinkelige, gegenläufige und übereinanderliegende Anordnung von zwei unabhängigen Führungssystemen mit gegenläufiger Drehrichtung der Motoren ihrer jeweiligen Massenstrom-Antriebe, die unerwünschten Wirkungen der Motoren-Gegenmomente sowie der zusätzlichen Drehmomente der Massenstrom-Umlenkungen kompensiert werden können.