DE19954052A1 - Vorrichtung und Verfahren zur zyklischen Umwandlung potentieller Energie in kinetische Energie und umgekehrt - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur zyklischen Umwandlung potentieller Energie in kinetische Energie und umgekehrt

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Abstract

Die Vorrichtung weist einen mit einer horizontalen Welle drehfest verbundenen Rahmen auf, und die kinetische Energie ist Rotationsenergie, wobei der Rahmen (1) mindestens ein Massenelement (7a) aufweist, das bezüglich der durch die Welle (2) bestimmten Drehachse keine ausgleichende Gegenmasse hat und das in einer Richtung senkrecht zur Drehachse relativ zum Rahmen (1) verschiebbar ist. Das Massenelement ist vorzugsweise ein Teilvolumen (7a) einer Flüssigkeit (7), die innerhalb der Vorrichtung gezielt verdrängt und zyklisch umgelagert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur zyklischen Umwandlung potentieller Energie in kinetische Energie und kinetischer Energie in potentielle Energie, wobei die Vorrichtung einen mit einer horizontalen Welle drehfest verbundenen Rahmen aufweist und die kinetische Energie Rotationsenergie ist.
Derartige Vorrichtungen sind an sich bekannt. Bei ihnen wird potentielle Energie in Form mechanischer Spannungs­ energie oder elektromagnetischer Feldenergie zyklisch gespeichert. Dies erfordert eine hohe Anzahl beweglicher mechanischer Teile oder aufwendige Spulenwicklungen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Möglichkeit zur zyklischen Speicherung und Freisetzung potentieller Energie bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die eingangs beschriebene Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Rahmen mindestens ein Massenelement aufweist, das bezüglich der durch die Welle bestimmten Drehachse keine aus­ gleichende Gegenmasse hat und das in einer Richtung senkrecht zur Drehachse relativ zum Rahmen verschiebbar ist.
Vorzugsweise weist der Rahmen einen Behälter (Generator) auf, der in einer Richtung senkrecht zur Drehachse des Rahmens verschiebbar gelagert ist und der eine Flüssigkeit sowie einen Auftriebskörper (Kompensator) enthält, dessen Bewegung im Innern des flüssigkeitsgefüllten Behälters mit der Verschiebung des Behälters relativ zum Rahmen gekoppelt ist, so daß das mindestens eine Massenelement ein im Innern des Behälters durch die Bewegung des Auftriebskörpers umschichtbares Flüssigkeitsvolumen ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Kopplung der Bewegung des Auftriebskörpers innerhalb des Behälters mit der Bewegung des Behälters relativ zum Rahmen derart ausgelegt, daß sich die Flüssigkeit des umschichtbaren Flüssigkeitsvolumens innerhalb des Behälters im wesent­ lichen entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Behälters relativ zum Rahmen bewegt.
Zweckmäßigerweise ist zusätzlich zu dem umlagerbaren Flüssigkeitsvolumen eine zusätzliche Ausgleichsmasse (Akkomodatoren) relativ zum Rahmen senkrecht zur Drehachse verschiebbar, wobei die Bewegung der zusätzlichen Masse mit der Bewegung des Behälters gekoppelt ist.
Vorzugsweise ist die Kopplung der Bewegung der zusätzlichen Masse relativ zum Rahmen derart ausgelegt, daß sich relativ zum Rahmen die zusätzliche Masse gleichgerichtet mit der Flüssigkeit des umlagerbaren Flüssigkeitsvolumens bewegt.
Die Kopplung(en) zwischen den Bewegungen können dabei über Seile und Rollen, über Ketten und Ritzel oder aber über Zahnstangen und Zahnräder erfolgen.
Vorzugsweise ist der Auftriebskörper in dem flüssigkeits­ gefüllten Behälter derart gleitend gelagert, daß zwischen der Innenwand des Behälters und der Oberfläche des Auftriebskörpers ein Spalt vorliegt, über den die durch den sich bewegenden Auftriebskörper verdrängte Flüssigkeit vor dem Auftriebskörper in das hinter dem Auftriebskörper oben freiwerdende Volumen strömen kann.
Zweckmäßigerweise ist der Auftriebskörper im wesentlichen kolbenförmig und der flüssigkeitsgefüllte Behälter im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, wobei insbesondere die vordere und die hintere Stirnfläche des Auftriebs­ körpers, welche die Flüssigkeit des Behälters bei der Bewegung verdrängen und umlagern, abgerundet bzw. strom­ linienförmig sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Auftriebskörper von einer Vielzahl von Kanälen, die wahlweise geöffnet oder geschlossen werden können, parallel zu seinen beiden Bewegungsrichtungen durchzogen ist.
Als Flüssigkeit in dem Behälter verwendet man zweckmäßiger­ weise Wasser. Wasser ist billig sowie ungiftig und hat vor allem eine geringe Viskosität.
Vorteilhafterweise ist die Bewegung des Auftriebskörpers innerhalb des Behälters mit der Bewegung des Behälters relativ zum Rahmen derart gekoppelt, daß das Verhältnis zwischen zurückgelegtem Weg des Auftriebskörpers relativ zum Behälter und zurückgelegtem Weg des Behälters relativ zum Rahmen zwischen 1 : 2 und 1 : 7, vorzugsweise bei etwa 1 : 4 bzw. 1 : 6 liegt.
Ebenso vorteilhaft ist die Bewegung der zusätzlichen Ausgleichsmasse relativ zum Rahmen mit der Bewegung des Behälters relativ zum Rahmen derart gekoppelt, daß das Verhältnis zwischen zurückgelegtem Weg der zusätzlichen Masse relativ zum Rahmen und zurückgelegtem Weg des Behälters relativ zum Rahmen zwischen entgegengesetzt 1 : 2 (-1 : 2) und entgegengesetzt 2 : 1 (-2 : 1), vorzugsweise bei etwa entgegengesetzt 1 : 1 (-1 : 1) liegt.
Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zunächst die Rahmen-Welle-Einheit durch anfängliche Energiezufuhr in Drehung versetzt wird und anschließend während eines Zyklus der Rahmen-Drehachse-Einheit das mindestens eine Massenelement in einer Richtung senkrecht zur Welle bzw. Drehachse relativ zum Rahmen derart verschoben wird, daß im Verlaufe eines Zyklus (180°-Drehung der Rahmen-Welle-Einheit) ein aus dem von der Drehachse beabstandeten Massenelement und der an ihm angreifenden Schwerkraft erzeugtes Drehmoment in einer Drehrichtung des Rahmens überwiegt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, wobei:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem ersten Zustand (Gleichgewichtslage) zeigt;
Fig. 2a die erfindungsgemäße Vorrichtung in dem ersten Zustand zeigt;
Fig. 2b die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem zweiten Zustand zeigt;
Fig. 2c die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem dritten Zustand zeigt; und
Fig. 2d die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem vierten Zustand zeigt.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, die als Gravitationskonverter betrieben werden kann, wobei die Zustände der Fig. 1 und 2a sowie Fig. 2b und 2d identisch sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen rechteckförmigen Rahmen 1, dessen Rahmen-Endwände 1a, 1c und Rahmen-Seitenwände 1c, 1d jeweils einander gegenüberliegen, wobei die Rahmen-Endwände 1a, 1e kürzer als die Rahmen-Seitenwände 1c, 1d sind. In der Mitte des Rahmens 1 erstreckt sich parallel zu den Rahmen- Seitenwänden 1c, 1d eine die Rahmen-Endwände 1a, 1e verbindende Führungsstange 1b, die mit dem Rahmen 1 einstückig ist. Mit der Mitte der Rahmen-Seitenwände 1c, 1d ist eine Welle 2 einstückig verbunden, die sich senkrecht zu den Seitenwänden des Rahmens 1 beidseitig von diesem weg erstreckt. Die Welle 2 dient zur drehbaren Lagerung des Rahmens 1 in einem feststehenden Gestell (nicht gezeigt). Die Vorrichtung umfaßt außerdem vier Konversionskörper 3, 4, 5, 6, und zwar einen Generator 3, der ein mit Fluid 7 gefüllter Gravitationskörper ist, einen Kompensator 4, der ein hohler Levitationskörper ist, sowie zwei symmetrisch zur Führungsstange 1b angeordnete Akkomodatoren 5, 6. Im Innern des Generators 3 befindet sich einerseits das Fluid 7 und andererseits der Kompensator 4. Der Generator 3 enthält an seiner oberen und unteren Stirnfläche jeweils ein oberes Führungsloch 3a bzw. ein unteres Führungsloch 3b, mit denen er fluiddicht auf einem Führungsrohr 10 gleiten kann. Das Führungsrohr 10 wiederum ist mit dem Kompensator (Levitationskörper) 4 einstückig verbunden. An seinem oberen und unteren Ende ist das Führungsrohr 10 jeweils mit einer oberen Schlußplatte (Joch) 8 bzw. einer unteren Schlußplatte (Joch) 9 einstückig verbunden. Das Führungsrohr 10 ist auf der Führungsstange 1b gleitend gelagert.
Der Kompensator 4, die obere und untere Schlußplatte 8, 9 sowie das Führungsrohr 10 bilden somit eine starre Levitations-Einheit 4, 8, 9, 10, die im Fluid 7 des Gravitationskörpers 3 einen Auftrieb L (Pfeil nach oben) erfährt. Die Levitations-Einheit 4, 8, 9, 10 ist über ihr an der Führungsstange 1b des Rahmens 1 gleitbares Führungsrohr 10 relativ zum Rahmen 1 bewegbar.
Der Gravitationskörper 3, der in ihm enthaltene Kompensator (Levitationskörper) 4 und das in im enthaltene Fluid 7 bilden eine Gravitations-Einheit 3, 4, 7, die über ihre an dem Führungsrohr 10 gleitend gelagerten Öffnungen 3a, 3b relativ zur Levitations-Einheit 4, 8, 9, 10 und somit auch relativ zum Rahmen 1 bewegbar ist.
Relativ zum Rahmen 1 beweglich sind also einerseits die Levitations-Einheit 4, 8, 9, 10 und andererseits die Gravitations-Einheit 3, 4, 7, wobei die Levitations-Einheit 4, 8, 9, 10 und die Gravitations-Einheit 3, 4, 7 wiederum relativ zueinander beweglich sind. Allerdings unterliegen die Levitations-Einheit 4, 8, 9, 10 und die Gravitations- Einheit 3, 4, 7 einer Zwangskopplung über jeweils ein an zwei gegenüberliegenden Außenseiten des Generators 3 befestigtes Integralgetriebe. Das linke Integralgetriebe 31a, 31b, 32 besteht aus einer Doppelrolle 31a, 31b und einem Stahlseil 32, während das rechte Integralgetriebe 33a, 33b, 34 aus einer Doppelrolle 33a, 33b und einem Stahlseil 34 besteht. Die beiden Stahlseile 32 und 34 sind zwischen den Schlußplatten 8, 9 der Levitations-Einheit 4, 8, 9, 10 gespannt.
Statt der Stahlseile 32 und 34 können auch Zahnstangen (nicht gezeigt) verwendet werden, wobei die kleinen Rollen 31a bzw. 33a durch Zahnräder ersetzt werden.
Am oberen Ende des Gravitationskörpers 3 ist links ein Stahlseil 22 befestigt, das sich durch einen Durchtritt 8b der oberen Schlußplatte 8 erstreckt und über eine am Rahmen 1 befestigte Umlenkrolle 11 umgelenkt wird, um sich durch einen weiteren Durchtritt 8a der oberen Schlußplatte 8 zu der größeren Rolle 31b des linken Integralgetriebes 31a, 31b zu erstrecken, an der es unter Zwangskopplung vorbei­ läuft. Von der Rolle 31b aus erstreckt sich das Stahlseil 22 weiter durch einen Durchtritt 9a der unteren Schluß­ platte 9, wird durch eine am Rahmen 1 befestigte Umlenk­ rolle 14 umgelenkt und erstreckt sich durch einen weiteren Durchtritt 9b der unteren Schlußplatte 9 zum unteren Ende des Gravitationskörpers 3.
Symmetrisch zum Stahlseil 22 ist im oberen rechten Ende des Gravitationskörpers 3 ein Stahlseil 24 befestigt, das sich durch einen Durchtritt 8c der oberen Schlußplatte 8 erstreckt und über eine am Rahmen 1 befestigte Umlenkrolle 12 umgelenkt wird, um sich durch einen weiteren Durchtritt 8d der oberen Schlußplatte 8 zu der größeren Rolle 33b des rechten Integralgetriebes 33a, 33b zu erstrecken, an der es unter Zwangskopplung vorbeiläuft. Von der Rolle 33b aus erstreckt sich das Stahlseil 24 weiter durch einen Durchtritt 9d der unteren Schlußplatte 9, wird durch eine am Rahmen 1 befestigte Umlenkrolle 13 umgelenkt und erstreckt sich durch einen weiteren Durchtritt 9c der unteren Schlußplatte 9 zum unteren Ende des Gravitationskörpers 3.
Diese durch die Stahlseile 22 und 24 und die Doppelrollen 31a, 31b bzw. 33a, 33b vermittelte Zwangskopplung zwischen der Levitations-Einheit 4, 8, 9, 10 und der Gravitations- Einheit 3, 4, 7 hängt vom Verhältnis der Radien der großen Rollen 31b, 33b zu den kleinen Rollen 31a, 33a ab. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieses Verhältnis 4 : 1. Wenn sich der Generator 3 um eine Strecke SG (z. B. 80 cm) nach unten bewegt, bewegen sich die an den großen Rollen 31b und 33b entlanglaufenden Stahlseile 22 bzw. 24 um dieselbe Strecke SG (80 cm) nach oben. Dies führt dazu, daß die großen Zahnräder 31b und 33b jeweils einen Peripherieweg von 2 × SG ( = 2 × 80 cm = 160 cm) zurücklegen. Über das Radienverhältnis der großen zu den kleinen Rollen (hier 4 : 1) ergibt sich dann der entsprechende Peripherieweg der jeweiligen kleinen Rollen (hier 160/4 cm = 40 cm). Über die Rolle/Seil- oder Zahnstange/Zahnrad-Kopplung ergibt sich dann durch Abrollen des Peripheriewegs der kleinen Rollen 31a bzw. 33a (hier 40 cm) die nach unten zurückgelegte Strecke SK des Kompensators 4 (hier 40 cm). Im vorliegenden Fall liegt zwischen den zurückgelegten Strecken SG des Generators 3 und SK des Kompensators 4 das Verhältnis SG : SK = 2 : 1 vor. Um die Gesamtlänge des Rahmens 1 nicht zu groß werden zu lassen und somit die gesamte Vorrichtung so kompakt wie möglich zu halten, sind der Maximalhub SGmax des Generators 3 innerhalb des Rahmens 1 und der Maximalhub SKmax des Kompensators 4 innerhalb des Generators 3 ebenfalls aneinander angepaßt und verhalten sich wie 2 : 1.
Desweiteren sind ein linker Akkomodator 5 und ein rechter Akkomodator 6 vorgesehen, die mit dem Generator 3 ebenfalls zwangsgekoppelt sind. Diese Zwangskopplung erfolgt links oben über die Umlenkrollen 11 und 15 sowie das durch sie umgelenkte Stahlseil 21a, das zwischen der oberen Seite des Akkomodators 5 und der oberen Seite des Generators 3 gespannt ist, und links unten über die Umlenkrollen 18 und 14 sowie das durch sie umgelenkte Stahlseil 21b, das zwischen der unteren Seite des Akkomodators 5 und der unteren Seite des Generators 3 gespannt ist. Entsprechend erfolgt diese Zwangskopplung rechts oben über die Umlenkrollen 12 und 16 sowie das durch sie umgelenkte Stahlseil 23a, das zwischen der oberen Seite des Akkomodators 6 und der oberen Seite des Generators 3 gespannt ist, und rechts unten über die Umlenkrollen 17 und 13 sowie das durch sie umgelenkte Stahlseil 23b, das zwischen der unteren Seite des Akkomodators 6 und der unteren Seite des Generators 3 gespannt ist.
Fig. 2a, 2b, 2c und 2d zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung in verschiedenen Phasen der Bewegung, wobei die Zustände von Fig. 2b und 2d identisch sind.
Fig. 2a (und Fig. 1) zeigt einen ersten Zustand, und zwar den Gleichgewichtszustand, der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Alle beweglichen und miteinander gekoppelten Massen sind symmetrisch zur Drehachse D verteilt.
Fig. 2b zeigt einen zweiten Zustand, den man durch einmaliges Hinunterdrücken der Gravitationseinheit 3, 4, 7 und der mit ihr gekoppelten Levitationseinheit 4, 8, 9, 10 durch eine äußere Kraft erreicht. Durch die Abwärtsbewegung des Kompensators (Levitationskörpers) 4 wird ein Teil 7a des Wassers 7 innerhalb des Generators (Gravitations­ körpers) 3 nach oben gedrückt. In diesem Zustand bildet dieses sogenannte Remanenzwasser 7a eine Exzentermasse. Die Abwärtsbewegung der Gravitationseinheit 3, 4, 7 und der Levitationseinheit 4, 8, 9, 10 bewirkt auch eine Aufwärtsbewegung der Akkomodatoren (Egalisationskörper) 5, 6, die ebenfalls eine Exzentermasse bilden, wobei die Bereiche 6a und 6b des Akkomodators entgegengesetzte Drehmomente bezüglich der Drehachse D bewirken, während der Bereich 6c die effektive Exzentermasse des Akkomodators 6 bildet, durch die ein Nettodrehmoment vom Akkomodator 6 ausgeht. Dasselbe gilt für den Akkomodator 5. Eine geringfügige Auslenkung des Rahmens 1 aus der vertikalen Stellung von Fig. 2b führt dazu, daß die von außen an den Exzentermassen angreifende Gravitationskraft Arbeit (Primärarbeit) verrichtet und die anfangs gespeicherte potentielle Energie in kinetische Energie (Rotations­ energie) umgewandelt wird und sich die die Vorrichtung dem Zustand von Fig. 2c nähert.
In Fig. 2c wirkt die Gravitationskraft auf die Gravitationseinheit 3, 4, 7 und die Levitationseinheit 4, 8, 9, 10 ein und bewirkt, daß sich der Generator 3 und der Kompensator 4 nach unten in die Stellung von Fig. 2d bewegen, wodurch die Vorrichtung erneut "aufgezogen" wird und der Zyklus wieder beginnt. Somit wird die Vorrichtung nach jeder 180°-Drehung durch die Gravitationskraft "aufgezogen". Hierbei sind die beidseitig angeordneten Integralgetriebe 31a, 31b, 32 bzw. 33a, 33b, 34 wesentlich, da sie für die Zwangskopplung von Gravitationseinheit 3, 4, 7 und Levitationseinheit 4, 8, 9, 10 und somit zwischen dem Generator 3 und dem Kompensator 4 sorgen, wodurch das Wasser 7 und die Akkomodatoren 5, 6 in ihre Exzenter­ stellungen (Fig. 2b, 2c, 2d) gebracht werden.
Um die Bewegung aus dem oberen Totpunkt (Fig. 2b) nach dem ersten "Aufziehen" ohne äußere Einwirkung zu erzielen, werden vorzugsweise auf einer Welle zwei Rahmen orthogonal angeordnet.
Bezugszeichenliste
1
Rahmen
1
a,
1
e Rahmen-Endwand
1
b Führungsstange
1
c,
1
d Rahmen-Seitenwand
2
Welle
3
,
4
,
5
,
6
Konversionskörper:
3
Generator (Gravitationskörper, mit Fluid gefüllt)
3
a,
3
b obere und untere Öffnung
4
Kompensator (Levitationskörper, hohl)
5
,
6
Akkomodator (Egalisationskörper, massiv)
7
Fluid:
7
a Remanenzfluid
7
b Ring-Umgebungsfluid
8
,
9
Schlußplatten (Joche)
8
a,
8
b,
8
c,
8
d,
9
a,
9
b,
9
c,
9
d Durchtritte
10
Führungsrohr (mit Schlußplatten verbunden)
11
,
12
,
13
,
14
,
15
,
16
,
17
,
18
Umlenkrollen
21
a,
21
b,
22
,
23
a,
23
b,
24
Stahlseile
31
a,
31
b,
32
Integralgetriebe (Zwangskopplung):
31
a,
31
b Doppelrolle (Doppelzahnrad)
32
Stahlseil (Zahnstange, Kette)
33
a,
33
b,
34
Integralgetriebe (Zwangskopplung):
33
a,
33
b Doppelrolle (Doppelzahnrad)
34
Stahlseil (Zahnstange, Kette)
4
,
8
,
9
,
10
Levitations-Einheit
3
,
4
,
7
Gravitations-Einheit

Claims (18)

1. Vorrichtung zur zyklischen Umwandlung potentieller Energie in kinetische Energie und kinetischer Energie in potentielle Energie, wobei die Vorrichtung einen mit einer horizontalen Welle drehfest verbundenen Rahmen aufweist und die kinetische Energie Rotationsenergie ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) mindestens ein Massenelement (7a) aufweist, das bezüglich der durch die Welle (2) bestimmten Drehachse keine ausgleichende Gegenmasse hat und das in einer Richtung senkrecht zur Drehachse relativ zum Rahmen (1) verschiebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) einen Behälter (Generator) (3) aufweist, der in einer Richtung senkrecht zur Drehachse des Rahmens (1) verschiebbar gelagert ist und der eine Flüssigkeit (7) sowie einen Auftriebskörper (Kompensator) (4) enthält, dessen Bewegung im Innern des flüssigkeitsgefüllten Behälters (3) mit der Verschiebung des Behälters (3) relativ zum Rahmen (1) gekoppelt ist, so daß das mindestens eine Massenelement ein im Innern des Behälters (3) durch die Bewegung des Auftriebskörpers (4) umschichtbares Flüssigkeitsvolumen (7a) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung der Bewegung des Auftriebskörpers (4) innerhalb des Behälters (3) mit der Bewegung des Behälters (3) relativ zum Rahmen (1) derart ausgelegt ist, daß sich die Flüssigkeit (7) des umschichtbaren Flüssigkeitsvolumens innerhalb des Behälters (3) im wesentlichen entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Behälters (3) relativ zum Rahmen (1) bewegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem umlagerbaren Flüssigkeitsvolumen (7a) eine zusätzliche Ausgleichsmasse (Akkomodatoren) (5, 6) relativ zum Rahmen (1) senkrecht zur Drehachse verschiebbar ist, wobei die Bewegung der zusätzlichen Ausgleichsmasse (5, 6) mit der Bewegung des Behälters (3) gekoppelt ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Ausgleichsmasse (5, 6) gleich der Masse des Behälters (3) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung der Bewegung der zusätzlichen Ausgleichs­ masse (5, 6) relativ zum Rahmen (1) derart ausgelegt ist, daß sich relativ zum Rahmen (I) die zusätzliche Masse (5, 6) gleichgerichtet mit der Flüssigkeit des umlagerbaren Flüssigkeitsvolumens (7a) bewegt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen den Bewegungen des Behälters (3) und des Auftriebskörpers (4) über Seile (22, 24), Umlenkrollen (11, 12, 13, 14) und über Kraft­ wandler (31a, 31b, 32, 33a, 33b, 34) erfolgt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen den Bewegungen des Behälters (3) und der Ausgleichsmasse (5, 6) über Seile (21a, 21b, 23a, 23b) und Umlenkrollen (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) erfolgt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung(en) zwischen den Bewegungen über Ketten und Ritzel erfolgen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung(en) zwischen den Bewegungen über Zahnstangen und Zahnräder erfolgen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper (4) in dem flüssigkeitsgefüllten Behälter (3) derart gleitend gelagert ist, daß zwischen der Innenwand des Behälters (3) und der Oberfläche des Auftriebskörpers (4) ein Spalt vorliegt, über den die durch den sich bewegenden Auftriebskörper verdrängte Flüssigkeit (7a) vor dem Auftriebskörper in das hinter dem Auftriebskörper freiwerdende Volumen strömen kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper (4) im wesentlichen kolbenförmig und der flüssigkeitsgefüllte Behälter (3) im wesentlichen zylinderförmig ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere und die hintere Stirnfläche des Auftriebskörpers (4), der die Flüssigkeit des Behälters (3) bei der Bewegung verdrängt und umlagert, abgerundet bzw. stromlinienförmig sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper (4) von einer Vielzahl von Kanälen, die wahlweise geöffnet oder geschlossen werden können, parallel zu seinen beiden Bewegungsrichtungen durchzogen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (7) in dem Behälter (3) Wasser ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Auftriebskörpers (4) innerhalb des Behälters (3) mit der Bewegung des Behälters relativ zum Rahmen (1) derart gekoppelt ist, daß das Verhältnis zwischen zurückgelegtem Weg des Auftriebskörpers (4) relativ zum Behälter (3) und zurückgelegtem Weg des Behälters (3) relativ zum Rahmen (1) zwischen 1 : 2 und 1 : 5, vorzugsweise bei etwa 1 : 4 liegt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der zusätzlichen Ausgleichsmasse (5, 6) relativ zum Rahmen (1) mit der Bewegung des Behälters (3) relativ zum Rahmen (1) derart gekoppelt ist, daß das Verhältnis zwischen zurückgelegtem Weg der Ausgleichsmasse (5, 6) relativ zum Rahmen (1) und zurückgelegtem Weg des Behälters (3) relativ zum Rahmen (1) zwischen entgegengesetzt 1 : 2 (-1 : 2) und entgegengesetzt 2 : 1 (-2 : 1), vorzugsweise bei etwa entgegengesetzt 1 : 1 (-1 : 1) liegt.
18. Verfahren zur zyklischen Umwandlung potentieller Energie in kinetische Energie und kinetischer Energie in potentielle Energie mittels einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, bei welchem zunächst die Rahmen- Welle-Einheit durch anfängliche Energiezufuhr in Drehung versetzt wird und anschließend während eines Zyklus der Rahmen-Drehachse-Einheit das mindestens eine Massenelement in einer Richtung senkrecht zur Welle bzw. Drehachse relativ zum Rahmen derart verschoben wird, daß im Verlaufe eines Zyklus (180°-Drehung der Rahmen-Welle-Einheit) ein aus dem von der Drehachse beabstandeten Massenelement und der an ihm angreifenden Schwerkraft erzeugtes Drehmoment in einer Drehrichtung des Rahmens überwiegt.
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CN100371588C (zh) * 2005-12-10 2008-02-27 李士明 水平轴组合多能动力机
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