DE9300674U1 - Vorrichtung zum Erzeugen von Drehmomenten - Google Patents

Description

Köln, den 18. Januar 1993
Anmelder: Hans Bicher
Mein Zeichen: B 187/2

Vorrichtung zum Erzeugen von Drehmomenten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Drehmomenten mit auf einer in einer vertikalen Ebene liegenden endlosen Bahn umlaufenden Körpern.

Es ist ein seit langem bekanntes physikalisches Prinzip, daß Körper mit einem geringeren spezifischen Gewicht als Wasser, das heißt mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 1, in Wasser nach oben gedrückt werden oder einen Auftrieb erfahren. Die gleichen Körper werden, sofern ihr spezifisches Gewicht über dem von Luft liegt, in einem luftgefüllten Raum infolge ihres Gewichtes oder der auf sie einwirkenden Schwerkraft nach unten fallen. Die beim Auftrieb und auch beim freien Fall entstehenden Kräfte sind erkennbar. Ein in Wasser eingetauchter und in einer bestimmten Tiefe freigegebener Körper erfährt einen solchen Auftrieb und erlangt eine solche Geschwindigkeit, daß er die Wasseroberfläche durchbricht, über dieser noch etwas in die Höhe steigt und erst nach Erreichen einer bestimmten Höhe seine Aufwärtsbewegung beendet, eine unendlich kurze Zeit in seiner Bewegung einhält und dann auf die Wasseroberfläche zurückfällt. Die beim freien Fall eines Körpers entstehenden Kräfte lassen sich unter anderem durch die Verformung erkennen, die der Körper beim Auftreffen auf eine feste Unterlage erzeugt. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß diese sich beim Auftrieb und beim Fall eines Körpers entwickelnden Kräfte genutzt werden und in Drehmomente umgewandelt werden können.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter praktischer Anwendung dieser Erkenntnis eine Vorrichtung zum Erzeugen von Drehmomenten zu schaffen. Dabei macht sie von einem

bekannten Konstruktionsprinzip Gebrauch, bei dem Körper auf einer in einer vertikalen Ebene liegenden endlosen Bahn umlaufen. Als Beispiele sei ein Paternoster genannt, bei dem Fahrkörbe auf einer endlosen Bahn in einer vertikalen Ebene zwischen den Stockwerken eines Hauses umlaufen. Ebenso sei auf einen Schwimmbagger verwiesen, bei dem Kübel mit Ketten auf einer endlosen Bahn geführt werden. Am tiefsten Punkt werden die Kübel in ein Flußbett eingedrückt und nehmen Erdreich, Steine usw. auf. An einem hohen Punkt ihrer endlosen Bahn wird ihr Inhalt in ein großes Gefäß gekippt.

Die Lösung für die eben genannte Aufgabe ergibt sich nach der Erfindung bei einer Vorrichtung unter Verwendung des vorstehend genannten konstruktiven Prinzips dadurch, daß die Körper Auftriebskörper mit einem spezifischen Gewicht kleiner als eins sind, in der endlosen Bahn ein vertikal verlaufendes Rohr angeordnet ist, das Rohr einen über dem Außendurchmesser der Auftriebskörper liegenden Innendurchmesser aufweist, so daß es diese unter Belassung eines Ringspaltes umschließt, das Rohr an seinem unteren Ende eine den Ringspalt verschließende und sich an den Umfang der Auftriebskörper anlegende umlaufende Lippe aus einem elastischen Werkstoff aufweist und an seinem oberen Ende offen und mit Wasser gefüllt ist, über dem oberen offenen Ende des Rohres zwei sich von entgegengesetzten Seiten an einen aus dem Rohr austretenden Auftriebskörper anlegende Walzen angeordnet sind und ein Generator mit mindestens einer dieser Walzen verbunden ist. Auf dieser endlosen Bahn erfahren die Körper in dem mit Wasser gefüllten Rohr, in das sie von unten eintreten, Auftriebskräfte. Diese Auftriebskräfte drücken die Auftriebskörper mit einer solchen Geschwindigkeit in dem Rohr von unten nach oben, daß der jeweils obenliegende Auftriebskörper mindestens so weit aus dem Rohr herausgedrückt wird, daß seine Unterkante über der Oberkante des Rohres liegt. Hier liegen die beiden Walzen an zwei sich gegenüberliegenden Seiten dieses Auftriebskörpers an. Sie werden von ihm mitgenommen. Die Drehbewegung der Walzen wird auf einen Generator übertragen. In diesem wird nutzbare elektrische

Energie erzeugt. Der die Auftriebskörper in dem Rohr umschließende Ringspalt kann sehr schmal sein. Er ist lediglich so groß, daß die bei der Aufwärtsbewegung der Auftriebskörper entstehenden Strömungsverluste, die auch zu einer laminaren Bewegung des Wassers an der Rohrinnenwand führen, vernachlässigbar klein sind. Die am unteren Ende des Rohres vorgesehene und den Ringspalt nach unten abdichtende Lippe wird in ihrer Elastizität und ihrer radialen Erstreckung so bemessen, daß sie einerseits einen übermäßigen Durchtritt von Wasser zwischen ihrem Innenrand und den Auftriebskörpern vermeidet und auf der anderen Seite die zwischen ihrem Innenrand und den Auftriebskörpern entstehende Reibung vernachlässigbar klein ist. Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird immer etwas Wasser zwischen den Auftriebskörpern und der Lippe durchlecken. Die gleiche Menge Wasser wird dem Ringspalt ständig neu zugeführt.

Es wurde ausgeführt, daß die Erfindung auch von der Erkenntnis Gebrauch macht, daß Körper beim freien Fall beschleunigt werden, dabei Kräfte entstehen und damit kinetische Energie in den Körpern gespeichert wird. Zum Umsetzen dieser kinetischen Energie in praktische Arbeit ist in einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß in der endlosen Bahn in einem horizontalen Abstand zu dem Rohr eine Vertikalführung für die Auftriebskörper angeordnet ist, die unteren und oberen Enden von Rohr und Vertikalführung durch schiefe Ebenen verbunden sind, die untere schiefe Ebene ein Gefälle von der Vertikalführung zum Rohr und die obere schiefe Ebene ein Gefälle vom Rohr zur Vertikalführung aufweist. Beim Rücklauf der Auftriebskörper vom oberen Ende zum unteren Ende des mit Wasser gefüllten Rohres werden die Auftriebskörper damit bewußt durch eine Vertikalführung durchgeleitet. In dieser werden sie der Schwerkraft maximal ausgesetzt und damit beschleunigt. Dabei speichern sie kinetische Energie. Die beiden schiefen Ebenen, die das Rohr mit der Vertikalführung verbinden, bestehen zweckmäßig aus Rollen.

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In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zwischen* dem Ablaufende der unteren schiefen Ebene und dem unteren Ende des Rohres ein Vertikalabstand von der Höhe mindestens eines Auftriebskörpers besteht. Dieser Vertikalabstand bedeutet, daß ein Auftriebskörper unterhalb des Rohres freisteht und von sämtlichen Seiten zugänglich ist.

Zum Ausnutzen der beim Fall oder beim Herabgleiten der Auftriebskörper in der Vertikalführung in diesen sich speichernden kinetischen Energie ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß an der Vertikalführung eine an einem Auftriebskörper anliegende Walze angeordnet ist, unter dem unteren Ende des Rohres zwei sich von entgegengesetzten Seiten an einen in das Rohr eintretenden Auftriebskörper anlegende Walzen angeordnet sind und diese über eine Getriebekette mit der erstgenannten Walze verbunden sind. Die erstgenannte Walze wird durch die sich an ihr von oben nach unten vorbeibewegenden Auftriebskörper in Drehung versetzt. Diese liegen in der Vertikalführung mit ihren Ober- und Unterseiten aneinander. An jeder Stelle der Vertikalführung bewegen sie sich damit mit der gleichen Geschwindigkeit. Damit ist es gleichgültig, ob die Walze an einer höheren oder an einer tieferen Stelle der Vertikalführung an den Auftriebskörpern anliegt. Zweckmäßig liegt sie jedoch an einer unteren Stelle der Vertikalführung an den Auftriebskörpern an. Dann wird die Verbindung zwischen ihr und den beiden Walzen am unteren Ende des Rohres kürzer. Diese beiden Walzen werden über die Getriebekette von der erstgenannten Walze angetrieben. Mit ihren inneren, an einem Auftriebskörper anliegenden Seiten bewegen sie sich nach oben. Damit heben sie die Auftriebskörper, die auf der unteren schiefen Ebene bis unter das Rohr gelangen, in dieses hinein. Damit die Auftriebskörper mit geringer Reibung und ohne Stockung in eine gegenüber der Lippe zentrierte Lage gelangen, ist am unteren Ende des Rohres ein Leitring mit einem von oben nach unten zunehmenden Durchmesser angeordnet. Dieser führt die Auftriebskörper stetig, ohne Stocken und mit geringer Reibung in eine gegenüber der Lippe zentrierte Lage und in das Rohr hinein.

Zwischen den über dem oberen Ende des Rohres angeordneten Walzen und dem von ihnen angetriebenen Generator befindet sich zweckmäßig noch ein Getriebe. Damit läßt sich die Nenndrehzahl des Generators an die von der Aufwärtsgeschwindigkeit der Auftriebskörper abhängige Drehzahl der Walzen anpassen.

Die Auftriebskörper können mit einem leichten Gas wie Helium oder Wasserstoff gefüllt sein. Dies erhöht ihren Auftrieb in dem mit Wasser gefüllten Rohr und damit ihre Austrittsgeschwindigkeit .

Am Beispiel der in der einzigen Figur gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben.

Die Figur zeigt die allgemein mit 12 bezeichnete erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen von Drehmomenten. In dieser bewegen sich die Auftriebskörper 14 auf einer endlosen Bahn 16. Die Auftriebskörper 14 erscheinen in der Seitenansicht als Quadrate. Im allgemeinen sind sie Zylinder. Deren Längsachse verläuft bei Blick auf die Figur vertikal. Links in der endlosen Bahn 16 befindet sich die Vertikalführung 18. Bei Blick auf die Figur befindet sich das Rohr 20 rechts von der Vertikalführung 18. Am unteren Ende 22 des Rohres 20 ist die umlaufende Lippe 24 angeordnet. Unterhalb der Lippe 24 erstreckt sich der Leitring 26. Dieser kann als ein Leitblech mit von oben nach unten zunehmendem Durchmesser angesehen werden. Das obere Ende 28 des Rohres 20 ist offen. Der Innendurchmesser des Rohres 20 ist größer als der Außendurchmesser der Auftriebskörper 14. Damit bleibt ein Ringspalt 30 frei. Dieser ist mit Wasser gefüllt. Am linken unteren Ende der Vertikal führung 18 ist noch ein Leitblech oder eine Führung 3 2 vorgesehen. Es sei noch erwähnt, daß die Vertikalführung 18 aus vertikal verlaufenden Rohren oder Stäben bestehen kann, die die Auftriebskörper 14 mit gegenseitigem Abstand umschließen und nur linienförmig an diesen anliegen. Dies verringert die Reibung. Ebenso läßt es eine Anlage an

den Auftriebskörpern 14 zu. Hierauf wird noch im folgenden verwiesen. Eine untere schiefe Ebene 34 verbindet die unteren Enden der Vertikalführung 18 und des Rohres 20. Eine obere schiefe Ebene 36 verbindet das obere Ende 28 des Rohres 20 mit dem oberen Ende der Vertikalführung 18. Beide schiefen Ebenen 34 und 36 bestehen im wesentlichen aus Rollen 38. An den in der Vertikalführung 18 gehaltenen und sich in dieser von oben nach unten bewegenden Auftriebskörpern 14 liegt eine Walze 40 an. Unterhalb des Rohres 20 und des Leitringes 26 sind zwei Walzen 42 und 44 angeordnet. Ihr Abstand ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser eines Auftriebskörpers 14. Eine Getriebekette 46 verbindet die Walze 40 mit der Walze 42. Die Walze 44 ist mit einem nicht gezeigten Getriebe, einer Zahnkette oder dergleichen mit der Walze 42 verbunden. Über dem oberen Ende 28 des Rohres 20 sind zwei weitere Walzen 48 und 50 angeordnet. Auch ihr Abstand ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Auftriebskörper 14. Die Walze 50 ist über ein Getriebe 52 mit einem Generator 54 verbunden. Die beiden Walzen 48 und 50 selbst sind wieder über ein Getriebe, eine Zahnkette oder dergleichen miteinander verbunden.

Nach dieser Einzelbeschreibung kann der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 wie folgt erläutert werden:

Die Auftriebskörper 14 bewegen sich in Richtung der eingezeichneten Pfeile entlang der endlosen Bahn 16. Es ist gleichgültig, welcher Auftriebskörper 14 als Ausgangspunkt dieser Bewegung auf der endlosen Bahn 16 angenommen wird. Es sei angenommen, daß der in der Figur rechts unten liegende Auftriebskörper 14 gerade von den beiden Walzen 42 und 44 erfaßt wird. Diese liegen mit etwas Druck an dem Umfang des Auftriebskörpers 14 an. Sie drehen sich in Pfeilrichtung. Dabei heben sie den Auftriebskörper 14 von der schiefen Ebene 16 ab. Dieser Auftrisbskörper 14 drückt gegen den über ihm befindlichen und zwischen der Lippe 24 liegenden Auftriebskörper 14. Dieser wird so weit angehoben, bis sein unteres Ende die Lippe 24 passiert. Dann liegt er voll in dem im

Ringspalt 30 befindlichen Wasser. Von diesem Augenblick an wirken die Auftriebskräfte auf den Auftriebskörper 14 ein und drücken ihn nach oben. Die gleichen Auftriebskräfte wirken auch auf sämtliche anderen schon im Rohr 20 befindlichen Auftriebskörper 14 ein. Sie bewegen sich im Rohr 20 von unten nach oben. Bei dieser Aufwärtsbewegung speichern sie kinetische Energie. Die in einem Auftriebskörper 14 gepeicherte kinetische Energie steigt mit dessen Volumen. Der das obere Ende 28 des Rohres 20 verlassende Auftriebskörper 14 gelangt zwischen die beiden Walzen 48 und 50. Diese werden durch den Auftriebskörper 14 in Drehung versetzt. Die Walzen 48 und 50 drehen sich in Richtung der eingezeichneten Pfeile. Ihre Drehbewegung wird über das Getriebe 52 auf den Generator 54 übertragen. Dieser erzeugt nutzbare abnehmbare elektrische Energie. Die durch den Auftrieb im Rohr 20 entstehenden Kräfte heben die Auftriebskörper 14 bis in eine Ebene über den beiden Walzen 48 und 50. Die Auftriebskörper 14 kippen oder bewegen sich von dort auf die obere schiefe Ebene 36. Über die Walzen 38 rollen sie - wie dies für einen Auftriebskörper 14 gezeigt wird - in Richtung des eingezeichneten Pfeiles von rechts nach links bis in die Vertikalführung 18. In dieser rutschen sie unter der Einwirkung der Schwerkraft mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der sie sich in dem Rohr 20 von unten nach oben bewegen, nach unten. An einer beliebigen Stelle, im gezeigten Beispiel an einer unteren Stelle, liegt die Walze 40 an den Auftriebskörpern 14 an. Die an ihr von oben nach unten durchrutschenden Auftriebskörper 14 versetzen sie in Drehung. Die Walze 40 dreht sich damit in Richtung des eingezeichneten Pfeiles. Diese Drehung wird über die Getriebekette 46 auf die Walzen 42 und 44 übertragen. Unterhalb der Walze 40 verlassen die Auftriebskörper 14 die Vertikalführung 18 und gelangen auf die untere schiefe Ebene 34. Zwischen der Vertikalführung 18 und dieser schiefen Ebene 34 werden sie noch durch die Führung 3 2 gehalten.

Zur besseren Übersicht ist auf den beiden schiefen Ebenen 34 und 36 nur je ein Auftriebskörper 14 dargestellt. Im prakti-

schen Betrieb können mehr Auftriebskörper 14 verwandt werden, so daß auf jeder schiefen Ebene 34 und 36 die Auftriebskörper 14 aneinander anliegen oder sich mit engem Abstand folgen.

Es liegt im Bereich der Erfindung, zwei oder mehr der Vorrichtungen 12 nebeneinander anzuordnen. Die an ihren Walzen 48 und 50 abgenommenen Drehmomente addieren sich dann.

Claims (1)

1. Köln, den 18. Januar 1993
   Anmelder: Hans Bicher
   Mein Zeichen: B 187/2

   SCHUTZANSPRUCHE

   Vorrichtung zum Erzeugen von Drehmomenten mit auf einer in einer vertikalen Ebene liegenden endlosen Bahn umlaufenden Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper Auftriebskörper (14) mit einem spezifischen Gewicht kleiner als eins sind, in der endlosen Bahn (16) ein vertikal verlaufendes Rohr (20) angeordnet ist, das Rohr (20) einen über dem Außendurchmesser der Auftriebskörper (14) liegenden Innendurchmesser aufweist, so daß es diese unter Belassung eines Ringspaltes (30) umschließt, das Rohr (20) an seinem unteren Ende (22) eine den Ringspalt (30) verschließende und sich an den Umfang der Auftriebskörper (14) anlegende umlaufende Lippe (24) aus einem elastischen Werkstoff aufweist und an seinem oberen Ende (28) offen und mit Wasser gefüllt ist, über dem oberen offenen Ende (28) des Rohres (30) zwei sich von entgegengesetzten Seiten an einen aus dem Rohr (30) austretenden Auftriebskörper (14) anlegende Walzen (48, 50) angeordnet sind und ein Generator (54) mit mindestens einer dieser Walzen (48, 50) verbunden ist.

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der endlosen Bahn (16) in einem horizontalen Abstand zu dem Rohr (20) eine Vertikalführung (18) für die Auftriebskörper (14) angeordnet ist, die unteren und oberen Enden von Rohr (20) und Vertikalführung (18) durch schiefe Ebenen (34, 36) verbunden sind, die untere schiefe Ebene (34) ein Gefälle von der Vertikalführung (18) zum Rohr (20) und die obere schiefe Ebene (36) ein Gefälle vom Rohr (20) zur Vertikalführung (18) aufweist.

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   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schiefen Ebenen (34, 36) durch Rollen (38) gebildet werden.

   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischem dem Ablaufende der unteren schiefen Ebene (34) und dem unteren Ende (22) des Rohres (20) ein Vertikalabstand von der Höhe mindestens eines Auftriebskörpers (14) besteht.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vertikalführung (18) eine an einem Auftriebskörper (14) anliegende Walze (40) angeordnet ist, unter dem unteren Ende (22) des Rohres (20) zwei sich von entgegengesetzten Seiten an einen in das Rohr (20) eintretenden Auftriebskörper (14) anlegende Walzen (42, 44) angeordnet sind und diese über eine Getriebekette (46) mit der erstgenannten Walze (40) verbunden sind.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Rohres (20) ein Leitring (26) mit einem von oben nach unten zunehmenden Durchmesser angeordnet ist.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Getriebe (52) zwischen den Walzen (48, 50) und dem Generator (54).

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebskörper (14) mit einem leichten Gas wie Helium oder Wasserstoff gefüllt sind.