EP4669856A1

EP4669856A1 - Energieumwandelndes walzrad, energieumwandlungsausrüstung mit rahmen und walzrad, sowie das verfahren zur energieumwandlung

Info

Publication number: EP4669856A1
Application number: EP24724306.6A
Authority: EP
Inventors: Zoltán FERENCZ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-02-21
Filing date: 2024-02-19
Publication date: 2025-12-31
Also published as: HUP2300061A1; WO2024175939A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein energieumwandelndes Walzrad, das sich um eine Welle dreht, mit Luft (Normaldruck) gefüllt ist, in gleich große Kammern unterteilt ist, einen geschlossenen geometrischen Körper mit konstantem Volumen bildet, ausgestattet mit einer mechanischer Steuerung ist, wobei dieser die Auftriebskraft des Wasser in Drehmoment umwandelt. Gemäß seinem Funktionsprinzip erzeugt es durch die Positionierung der offenen und geschlossenen Kammern eine Drehmomentungleichheit auf beiden Seiten der Welle, die den Ungleichheitszustand während der Drehung aufrechterhält und wiederherstellt. Durch die Zusammenschließung der Kammern werden geschlossenen Kammern, die auf einer Hälfte des Rades mehr Eigengewicht aufweisen, weil sie zahlenmäßig mehr sind, und daher sie mehr Drehkraft erzeugen als die Radhälfte mit den offenen Kammern, die weniger Kammern enthält. Die Konstruktion des Walzrades zeichnet sich dadurch aus, dass es Folgendes aufweist: - hat Stützkonsolen (HK: 1-12), die vertikal an der tragenden Stahlrahmenkonstruktion (HK 2) befestigt sind; - besitz ein mechanisches Steuerungssystem, bestehend aus einer massiven Steuerscheibe (HK 1-04), die auf der horizontalen gemeinsamen Welle fix befestigt ist (HK1-09), einer an der Konsole befestigten Bogenbahn (HK 1-05-02) und auf der Steuerscheibe (HK 1-04) befindlichen Riegeln mit Federn und Rollen (HK1-04-02), die in radialer Richtung verlegten Nuten liegen (HK1-04-01-1), sowie obere Klinke (HK 1-06) und untere Klinke (HK1-13); - mit auf der Welle angeordneten und verbundenen Kammern (HK 5), die jeweils separat mit 2 Kammersicherungsringen (HK-1-02-03) auf der gemeinsamen Welle (HK1-09) befestigt sind, und aus einer kleinen (HK 1-09) 02-02) und großen (HK 1-02-01), ineinander verschiebbaren Kammerhälften bestehen, sowie die dazwischen angebrachten wasserdichten Silikonfolien (HK1-02-04); Außerdem enthalten die Laschen (HK 1-02-05), die an den Seiten der Kammern (HK 5) angebracht sind, und eine Bogenbahn (HK 1-05-02) die neben der geschlossenen Kammerseite an den Konsolen installiert ist. Gegenstand der Erfindung ist auch die Konstruktion mit den Walzrädern, deren bevorzugte Ausführungsform eine Zwillingsanordnung ist, sowie das mit dieser Konstruktion durchgeführte Verfahren zur Energieumwandlung. Während des Eingriffs wird das Walzrad so in den wassergesättigten Tank gestellt, dass es vollständig vom Wasser bedeckt ist, und: a) zuerst legen wir die anfängliche Startposition fest, danach folgt b) der Öffnungs- und Schließzyklus, dann c) der freilaufende Zyklus. Beim Öffnungs- und Schließzyklus erfolgt in der unteren Position bei 6 Uhr die Öffnung einer Kammer, wobei gleichzeitig damit in der oberen Position bei 12 Uhr eine Kammerschließung der obersten offenen Kammer erfolgt, danach kommt der Freilauf. Durch die Auftriebskraft dreht sich das Zylinderrad mit allen seinen Kammern gemeinsam - und nach einer gefahrenen Strecke einer geschlossenen Kammer stellt es die Startposition wieder her. Durch die Folge dieser Zyklen entsteht eine kontinuierliche Wellenrotation.

Description

Energieumwandelndes Walzrad, Energieumwandlungsausrüstung mit Rahmen und Walzrad, sowie das Verfahren zur Energieumwandlung

Durch die Nutzung der in unserer Umwelt vorhandenen Ressourcen - direkt oder durch Umwandlung - stellen wir den Energiebedarf unserer Zivilisation sicher. Bevölkerungswachstum und technische Entwicklung erfordern immer mehr Energie, deren Produktion ein Problem für heutige und künftige Generationen darstellt. Auch fossile Energiequellen sind umweltschädlich und endlich, und erneuerbare Energien sind teuer und können aufgrund ihrer langfristigen Rendite nicht als zufriedenstellende Lösung angesehen werden. Im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung bedarf es einer sauberen und reichlich verfügbaren Energiequelle, die im Einklang mit dem ökologischen Gleichgewicht auf der Grundlage von Naturgesetzen, Klimaschutz und wirtschaftlichen Erwartungen steht.

Unsere vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der erneuerbaren Energiequellen, genauer gesagt auf das Gebiet der Erzeugung erneuerbarer Energie, die aus der mechanischen Energie des rotierenden Rades erzeugt wird.

Präsentation des Standes der Technik.

Die Geschichte des Wasserrads lässt sich bis ins 4. Jahrhundert v. Chr. zurückverfolgen. Wasserräder nutzen die Energie von frei fließendem oder fallendem Wasser, um es in nützliche mechanische Energie umzuwandeln. Wasserräder wurden oft zum Antrieb von Mühlen verwendet, die verschiedene Werkzeuge enthielten und mit mechanischer Energie aus der Drehung des Wasserrads angetrieben wurden. In jüngerer Zeit wurde die vom Wasserrad erzeugte mechanische Energie zur Stromerzeugung genutzt, indem eine axiale Verbindung zwischen Rad und Generator hergestellt wurde.

Der so erzeugte Strom kann für Beleuchtung oder zum Antrieb von Maschinen genutzt, oder eben in einer Batterie gespeichert werden. Wenn nur fließendes Wasser benötigt wird, können Wasserräder als zuverlässige Quelle erneuerbarer und sauberer Energie angesehen werden, in den meisten Fällen ist jedoch kein Fluss, Bach, Wasserfall, Gezeitenkanal oder eine andere Form von fließendem Wasser verfügbar. In solchen Fällen benötigen wir ein Rad, das auch ohne fließendes Wasser elektrische Energie zu erzeugen in der Lage ist, und das durch den Auftrieb des Wassers angetrieben werden kann.

Die Patentanmeldung Nr. US2018142667 A (Veröffentlichung: am 24.05.2018) beschreibt ein Rad, das entlang des Umfangs eine Reihe von Airbags enthält, die selektiv aufgeblasen werden können. Das Rad ist halb in einen Wassertank eingetaucht. Wenn sich der Airbag im Wasser aufbläst, übt der Auftrieb eine Rotationskraft auf das Rad aus und erzeugt mit Hilfe des Drucklufts Rotationsenergie. Ein durch Auftrieb angetriebenes Wasserrad hat einen kreisförmigen Rahmen, der teilweise in einem Wassertank untergebracht ist. In der Mitte des kreisförmigen Rahmens ist ein Luftventil.

Das Rad besteht aus mehreren Rohren, die von der Radmitte ausgehen. Jedes Rohr ist mit einem oder mehreren Airbags ausgestattet, die durch die Schläuche und das Luftventil gezielt aufgeblasen werden können.

Der Betrieb des Geräts basiert auf der Nutzung der Auftriebskraft des Wassers. Es besteht jedoch ein wichtiger Unterschied zu unserer Erfindung, denn diese benötigt keine Druckluft und kein Luftventil. Im Inneren des FEZO Energierades, also in den Kammern ist Luft mit atmosphärischem Druck. Darüber hinaus ist unser Gerät vollständig unter Wasser platziert und realisiert aufgrund der Auftriebskraft eine völlig andere Funktionsweise. Der Betrieb des Energierades basiert auf dem Öffnen und Schließen von Kammern, die durch eine mechanische Steuerung geregelt werden, wobei beim Ineinanderschieben der Kammerelemente eine Drehmomentungleichheit entsteht. Die Elemente unserer Konstruktion unterscheiden sich völlig von den Eigenschaften in dem genannten Dokument, und auch das Funktionsprinzip ist völlig anders. Diese sind im genannten Dokument total anders und können für unser Rad daraus nicht abgeleitet werden.

Bei der Entwicklung der Erfindung suchten wir nach einer Lösung, mit der sich die Gravitationskraft der Erde nutzen lässt. Dafür ist ein Medium erforderlich, auf das die Gravitationskraft einwirkt. Deshalb haben wir mit dem Wasser als Kraftfeld gearbeitet, in dem die Gravitationskraft als hydrostatischer Druck auftritt und die Wassermasse in vertikaler Richtung (Tiefe) gleichmäßig zunimmt.

Ziel war es eine saubere, kostengünstige und für die Bevölkerung oder Industrie leicht zugängliche und nutzbare Energiemenge zu schaffen, die ohne Belastung oder Verschmutzung der natürlichen Umwelt erzeugt werden kann. Ein weiteres Ziel bestand darin, ein einfaches, leicht zusammenbaubares und kostengünstiges Gerät (Maschine) zu entwerfen, das durch den Antrieb der Rotationswelle und mit einem angeschlossenen Generator direkt Strom erzeugen kann.

Um dieses Ziel zu erreichen bestand unsere Aufgabe darin ein energieumwandelndes Walzrad und eine Energieumwandlungsvorrichtung zu entwickeln, die die aus der Schwerkraft resultierende Kraft umwandelt. Die in Flüssigkeiten auftretende Auftriebskraft wird in ein Drehmoment umgewandelt und diese Drehbewegung erzeugt mit Hilfe eines Generators saubere elektrische Energie.

Die Idee des Erfinders ist den Innenraum des in Wasser gestellten und auf einer Welle fixierten Rades in gleichgroße Kammern zu unterteilen. Das Volumen der Kammern kann variiert werden, und mit dem ausgelegten Eigengewicht entsteht eine Drehmomentungleichheit, so dass sich die Kammerelemente miteinander schließen oder eben öffnen können. Die rotierende Drehmomentungleichheit wird durch einen Steuermechanismus sichergestellt und die Steuerscheibe erhält diese Drehung kontinuierlich aufrecht.

Beschreibung der Abbildungen:

Abbildung 1: Wassertank

Abbildung 2: Stahlrahmenkonstruktion mit Konsolen

Abbildung 3: Detailzeichnung der Elemente der Konsolen

Abbildung 4: Montagezeichnung der Konsolen

Abbildung 5: Steuerscheibe mit der Steuermechanik

Abbildung 6: Untere Klinke

Abbildung 7: Obere Klinke

Abbildung 8: Riegel

Abbildung 9: Lager

Abbildung 10: Räumliche Darstellung eines Walzrades das am Rahmen befestigt ist, mit Befestigungselementen und Steuermechanismus

Abbildung 11: Doppelwalzrad am Rahmen befestigt

Abbildung 12: Steuerscheibe mit Steuerungselementen

Abbildung 13: Steuerscheibe mit Riegeln

Abbildung 14: Steuerscheibe mit Rillen

Abbildung 15: Steuerscheibe mit montierter Bogenbahn, Kammern und Klinken

Abbildung 16: Steuerscheibe mit montierter Bogenbahn, Kammern und Klinken

Abbildung 17: Kammern mit ineinandergreifenden Elementen

Abbildung 18: Kammer Front- und Seitenansicht

Abbildung 19: Aufbau der Kammer eines Doppelwalzrades

Abbildung 20: Lasche der Kammern

Abbildung 21: Kammerhaltering

Abbildung 22: Konstruktion der Bogenbahn Abbildung 23: 23/a (Gleichgewichtsposition), 23/b (in Kammern unterteilter Innenraum), 23/c (Öffnungs-Schließ-Zyklus), 23/d Ausgangsposition, Startzyklus)

Allgemeine Darstellung und Beschreibung der Erfindung

Elemente der Konstruktion des FEZO Energierades (Walzrades): 1. Wassertank und die darüber platzierte Rahmenkonstruktion sowie die vertikal darauf montierte Halterung; 2. das aus Kammern bestehende Walzrad, vorzugsweise ein Doppelwalzrad; 3. Mechanische Steuerung des Walzrades.

Bei der Rahmenkonstruktion handelt es sich um eine statisch dimensionierte Tragkonstruktion, auf der die horizontale Welle des Walzrades, die Radlager, die Konsolen und die Elemente der mechanischen Steuerung montiert sind.

Das Energierad besteht aus einem mit der Welle verbundenen Rad, das 18 Kammern beinhaltet, die mit Kammerringen mit der Welle verbunden sind. Die Kammern sind absolut dicht und sind mit Luft (atmosphärischer Duck) gefüllt. Die Kammerringe gewährleisten eine unabhängige Drehung des Rades bzw. der einzelnen Kammern unabhängig von der Drehung der Welle und halten den Abstand der Kammern von der Welle konstant. An der der Steuerscheibe zugewandten Seite der Kammern sind Laschen angebracht, mit denen die geöffneten Kammern am Steuerrad verriegelt werden. Das Energierad verfügt über eine eigene Steuerscheibe. Die flexible Wasserdichtung zwischen den sich gegenseitig öffnenden und schließenden Kammerteilen (bestehend aus zwei, ineinander verschiebbaren, also kleineren und größeren Kammerelementen) wird durch Silikonfolien gewährleistet, die den Schließ- und Öffnungsbewegungen der Kammern folgen und die auf den angrenzenden Bereichen der Kammern angebracht sind.

Die mechanische Steuerung umfasst die Steuerscheibe, die Bogenbahn sowie die oberen und unteren Klinken.

Die Steuerscheibe bringt die Kammern in die gewünschte Position. Die Steuerscheibe ist fest mit der Welle verbunden und dreht sich daher mit. In den radialen Nuten der Steuerscheibe sind mit Federn und Rollen befestigte Riegel angebracht. Die Rillen sind im gleichmäßigen Abstand zueinander und stimmen mit der Verteilung der offenen Kammern überein. Im Bereich 0 bis 6 Uhr der Steuerscheibe (Uhrzeigersinn) befinden sich die Riegel im entriegelten Zustand und im Bereich 6 bis 12 Uhr im geschlossenen Zustand.

Der gelöste Zustand wird durch das Herunterdrücken der Rollen der Riegel erreicht. Dieser Vorgang wird von der an der Rahmenkonstruktion fixierten Bogenbahn ausgelöst. Die an den Enden der Bogenbahn montierten Klinken (obere und untere Klinke) verhindern die Bewegung der geschlossenen Kammern während des Öffnungs- und Schließvorgangs des Rades.

Eine vorteilhafte Möglichkeit der Anlage ist die doppelte Radanordnung, bei der zwei Walzräder mit eigener mechanischer Steuerung auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind, so dass die Walzräder in einem fixen Winkel von 15 Grad zueinander stehen.

Während des Betriebs müssen die Kammern des Walzenrads in der gleichen Position wie die Riegel der Steuerscheibe angeordnet sein, sodass die Kammern zwischen 6 und 12 Uhr im geöffneten Zustand verriegelt sind. Die Kammern zwischen 0 und 6 Uhr sollten geschlossen und entriegelt sein. Wir legen das montierte Walzrad in stehendes Wasser und befestigen es so, dass der obere Punkt des Rades unter dem Wasserspiegel liegt, d. h. das ganze Rad befindet sich im Wasser. Auf die horizontale Lage der Welle ist zu achten. Nachdem das Rad im Wasser eingetaucht ist beginnt es sich automatisch zu drehen. Wenn sich die Steuerscheibe in die 12-Uhr-Position dreht, rollt der Riegel unter die Bogenbahn und wird damit auch aus der Lasche (die an der Seite der Kammer befestigt ist) herausgezogen. Der Kontakt hört auf und die Kammer bleibt stehen und schließt sich. Die obere Klinke verhindert, dass sich entriegelte, also geschlossene Kammern sich entgegen der Drehrichtung bewegen. Die untere Klinke dagegen verhindert, dass sich die entriegelten, geschlossenen Kammern sich in Drehrichtung bewegen. Gleichzeitig wird in 6-Uhr-Position die mit der Steuerscheibe nicht verbundene, geschlossene Kammer an die Steuerscheibe gebunden, indem der Regel, der das Ende der Bogenbahn verlässt, die Kammer mit der Steuerscheibe verbindet und gleichzeitig er die untere Klinke öffnet. Mit der weiteren Drehung der Steuerscheibe öffnet sich die Kammer.

Das Energierad kann gestoppt werden, indem man es aus dem Wasser hebt, also das Kraftfeld beseitigt, das für die Drehbewegung sorgt.

Detaillierte statische Darstellung des Aufbaus des Energierades

Abbildung 10 zeigt den konstruktiven Aufbau der Mechanik des Walzrades HK 3, das gemäß den Abbildungen 17, 18, 19 aus den Kammern HK1-02-00 und den Kammerelementen HK1-02-01 und HK1-02-02 (stationär und beweglich), und gemäß Abbildung 11 und 12. aus der Steuerscheibe HK 1- 04 besteht. Das Walzrad HK 3 ist mit Luft (Atmosphärendruck) gefüllt und besteht aus Kunststoffguss. Das Rad hat insgesamt 18 Stück HK1-02-00 Kammern, die an die Achse HK 1-09 mit jeweils 2 Stück Kammerhalteringen HK 1-02-03 verbunden sind. Die Kammerhalteringe HK 1-02-03 gewährleisten eine unabhängige Drehung von der Drehung der Welle HK 1-09 und halten die Kammern im gewollten Abstand zur Welle HK 1-09. Die hermetische (wasserdichte) Abdichtung zwischen den Elementen der sich öffnenden und schließenden Kammern HK1-02-01 und HK1-02-02 wird durch die der Bewegung folgenden Silikonfolie HK1-02-04 gewährleistet. Durch die schon beschriebene Konstruktion erhält die Silikonfolie HK1-02-03 bei Schließ- und Öffnungsbewegung stets ständigen Halt. Die Kammern HK1-02-00 sind im Inneren miteinander verbunden, so dass eine freie Luftströmung zwischen den Kammern gewährleistet ist. Die Kammern HK1-02-00 haben an der Seite zur Steuerscheibe HK 1-04 Laschen HK 1-05, mit denen die offenen Kammern HK 1-02-01 durch Verriegelung mit der Steuerscheibe HK 1-04 verbunden werden.

Die Abbildungen 17, 18, 19 zeigen die Konstruktionselemente der Kammern des Walzrades und deren Verbindung. Die Kammern HK 1-02-00 bilden ein geschlossenes Walzrad und sind auf der gemeinsamen Welle HK 1-09 mit Befestigungsringen HK 1-02-03 angebracht. Eines der Kammerelemente ist immer fix (feststehend), das andere Kammerelement ist mobil. Das Befestigungsring HK 1-02-03 gewährleistet die unabhängige Drehung jeder Kammer HK 1-02-00, unabhängig von der Drehung der Welle. Die Verbindung zwischen den ineinandergreifenden und zu öffnenden Kammerelementen HK1-02-01 und HK1-02-02 - und gleichzeitig der hermetische Abschluss zwischen Wasser und Innenraum - wird durch die flexible Silikonfolie HK1-02-04 gewährleistet Diese folgt der Öffnung- und Schließbewegung und erhält bei der Befestigung an der Wand der Kammern HK 1-02-01 und HK1-02-02 bei Bewegung immer eine Auflage. Die gemeinsame Wand der größeren und kleineren Kammerteile HK 1-02-01 und HK1-02-02 ist offen und ermöglicht so den freien Luftstrom zwischen den Kammern HK 1-02-00, der zum Öffnen und Schließen erforderlich ist.

Zusammenfassend also: Die Abbildungen 17 und 18 beschreiben den konstruktiven Aufbau der HK5- Kammern, wobei jeweils das größere und feste Kammerelement HK 1-02-01 und das kleinere und bewegliche Kammerelement HK 1-02-02 zu sehen sind. Zwischen den Kammerelementen wird eine Silikonfolie angebracht; seitlich an den Kammerelementen ist die zur Verriegelung erforderliche Lasche HK1-02-05 zu sehen; die Kammer HK5 wird mit zwei Kammerhalteringen HK1-02-03 auf die horizontale Welle HK1-09 raufgeschoben.

Die Abbildung 19 zeigt die Verbindung und den Aufbau des Walzrades HK 1-00 mit der Welle HK1-09 und der Steuerscheibe HK1-04, dann die Anordnung der Silikonfolie HK1-02-04, die Lasche HK1-02-05 an den Kammerseiten, und Abbildung 18 zeigt den strukturellen Aufbau von den beiden Kammerelementen HK1-02-01 und HK1-02-02. Die Abbildungen 12, 13, 14 zeigen den konstruktiven Aufbau der Steuerscheibe.

Beide HK 3 Walzräder verfügen über eigene Steuerscheiben HK 1-04. Die Steuerscheibe HK 1-04 ist mit einer stabilen Verbindung auf der Welle HK1-09 befestigt und dreht sich daher immer mit Welle. In den radialen Nuten HK1-04-01-1 der Steuerscheibe HK1-04 werden die mit einer Rolle ausgestatteten Riegel HK1-04-02 mit einem Federmechanismus HK1 mit einer Schraubverbindung befestigt. Die Nuten (12 Stück) haben eine gleichmäßige Verteilung, die der Verteilung und Winkeldrehung (15°) der offenen Kammern entspricht. Im Bereich des Zylinderrads HK1-00 (zwischen 0 und 6 Uhr) können sich nur geschlossene Kammern befinden. In dieser rechten Radhälfte halten die Riegel HK1-04-02 die Laschen HK1-02-05 nicht, die Verbindung also ist gelöst. Der gelöste Zustand wird durch das Niederdrücken der Rollen der Riegel HK1-04-02 durch die Bogenbahn HK1-05-02 hergestellt. Die an die Konsolen HK1-12 befestigten Klinken HK1-06 und HK1-13 bilden ein Hindernis für die Aktivierung der der Riegel HK1-04-02 während des Öffnungs-Schließ-Zyklus in der Bewegungsrichtung der geschlossenen Kammern.

Die Abbildungen 15 und 16 zeigen die Konstruktion der Bogenbahn HK1-05-02 und die an den Konsolen befestigte Halterung HK1-12 dieser.

Zur Ausstattung gehören auch ein Wassertank HK1, in dem das Walzrad untergebracht ist, und eine Stahlrahmenkonstruktion HK2, zu der auch die Konsole HK1-12 gehört.

Abbildung 1, Wassertank HK1: der Wassertank ist mit Stahlprofilen verstärkt. Die Grundfläche beträgt 2 x 2 m, die Höhe ist 1,5 m, und mit Wasser gefüllt ist er für diese statische Belastung komplett dimensioniert. An der Seite des Tanks befindet sich die Halterung der Welle HK1-09 des Doppelwalzrads HK3. Diese Halterung ist mit Wellenlagern HK1-08 am Wassertank angebracht.

Abbildung 2, Stahlrahmenkonstruktion HK2. Der Stahlrahmen HK2 ist eine Konstruktion aus Winkeleisen, die mit einer lösbaren Verbindung am Tank befestigt ist und auf der die Lager HK1-08 der Welle HK1-09 sowie die Konsolen HK1-12 für die Halterung der Steuerscheibe HK1-04 montiert sind.

Abbildung 4: Hier ist der strukturelle Aufbau der Konsolen HK1-12 dargestellt.

Abbildung 5: Der Steuermechanismus des Walzrades HK3 (Steuerscheibe HK 1-09, Welle HK 1-04, Bogenbahn HK1-05-02, Klinken HK1-06 und HK1-13, Konsolen HK1-12).

Abbildung 10 zeigt das auf der Tragkonstruktion angeordnete Walzrad HK3, die Befestigung des Walzrades auf der Welle HK1-09 und die mechanische Steuerung, sowie die Anordnung der zugehörigen Steuerscheibe HK1-04.

Die Abbildungen 11 und 19 zeigen den Aufbau des Zwillingswalzrades HK3 und die Lagerung der Kammern auf der gemeinsamen Achse. Die beiden Steuermechaniken und die entsprechende Steuerscheibe befinden sich in der Mitte der Welle zwischen den Walzrädern. Die Abbildungen 12, 13, 14 zeigen den strukturellen Aufbau der Steuerscheibe HK1-04, wobei die obere Klinke HK1-06 und die Bogenbahn HK1-05-02 sichtbar sind. Auf der Steuerscheibe HK1-04 wurden 16 Federklinken HK1-04-02 und Nuten HK1-04-01-1 platziert, die gleichmäßig verteilt sind.

Beschreibung der Funktionsweise des Walzrades

Die Funktionsweise des Walzrades wird anhand des konstruktiven Aufbaus und der Abbildungen 15, 16 und 23/a-23/d erläutert.

Die Abbildungen 15 und 16 beschreiben die detaillierten strukturellen Bedingungen für die Zyklen HK4-1, 1 und HK4-2, 2 im Zusammenhang mit dem Betrieb des Walzrades. Die Abbildungen zeigen den Zustand und die Lage der offenen und geschlossenen Kammern im ersten und zweiten Zyklus.

Die Abbildungen 23/a, 23/b, 23/c, 23/d veranschaulichen die Zustände im Zusammenhang mit den Betriebszyklen des Walzrades wie folgt:

Abbildung 23/a beschreibt ein auf einer Welle befestigtes Rad, dessen Innenraum mit Luft gefüllt und sich in einem Wassertank verankert ist. Das Rad befindet sich in einer Gleichgewichtslage, da auf der rechten und linken Seite die gleiche Kraft wirkt. Diese Kraft ändert sich während des Betriebs nicht, da das Volumen des Zylinders konstant bleibt (d. h. es ändert sich während des Betriebs nicht). Die Abbildung 23/b veranschaulicht einen unausgeglichenen Zustand, bei dem im Walzrad mit Hilfe der Schließung und Öffnung der Kammer ein variables Volumen gebildet werden kann, so dass auf einer Seite eine größere Anzahl geschlossener Kammern und auf der anderen eine geringere Anzahl offener Kammern vorhanden ist.

Abbildung 23/d zeigt die Startposition (von der aus die Zyklen beginnen), d. h. die Endposition nach der Umdrehung, die einem Abschnitt einer geschlossenen Kammer entspricht.

Abbildung A23/c zeigt die geöffnete Kammer am oberen Ende der vertikalen Achse. Die oben geschlossenen und unten offenen Kammerelemente führen auch eine Umdrehung durch, die einem Abschnitt einer geschlossenen Kammer entspricht. Die Abbildung beschreibt also das Ende des Öffnungs-Schließ-Zyklus und die Anfangslaufposition des Freilauf Zyklus.

Die Welle und die darauf befestigte Steuerscheibe wird immer von der linken Radseite, also von der mit den offenen Kammern gedreht.

Anhand der Beschreibung der Hauptteile der Mechanik lässt sich erkennen, dass die Anzahl und die Lage der inneren, also geschlossenen oder offenen Kammern HK5 innerhalb der Walzrades frei gewählt werden kann.

Das im Wasser platzierte Walzrad HK3 behält während des Betriebs immer sein Volumen bei, was bedeutet, dass sich der Wasserstand im Tank nicht ändert und durch das Öffnen und das Schließen der Kammern keine bremsende Gegenkraft entsteht. Diese Grundvoraussetzung für den Betreib ist hiermit also erfüllt.

Der Aufbau der Kammern ermöglicht eine unterschiedliche Anzahl offener und geschlossener Kammern auf der rechten und linken Seite des Walzrades. Durch die Bestimmung des Eigengewichts der Kammern wird auf beiden Seiten der Welle eine beliebige Drehmomentungleichheit erzeugt, da die nach oben gerichtete Auftriebskraft - die auch für die Rotation des Rades sorgt - auf der Seite mit größerem Eigengewicht kleiner ist und somit eine geringere Rotationskraft entsteht. Das System strebt nach Gleichgewicht und bewegt sich in vertikaler Richtung. Die neben dem Rad angebrachte mechanische Steuerscheibe sorgt aber dafür, dass das System aus dem Gleichgewichtszustand gelangt und damit eine Drehbewegung entsteht. Die Steuerscheibe regelt die Drehung in Stufen (Zyklen), so dass sich jede Kammer mit der Nachbarkammer öffnen und schließen kann. Die Steuerscheibe ermöglicht somit ein Öffnen und Schließen der Kammern an beliebigen Punkten des Rades durch die im System wirkende Kraft.

Dabei ist dieses Kammersystem nur dann funktionsfähig, d. h. eine mechanische Steuerung kann nur dann realisiert werden, wenn die Kammern in der Lage sind sich selbständig, unabhängig von der Drehung der Welle zu drehen, oder in einer stationären Position zu bleiben. Diese Bedingung kann mit der gegebenen Konstruktion der Kammerhalterung erreicht werden, also, dass man die Kammern auf die Welle so anbringt, dass jede Kammer über 2 Stück Halterungen verfügt, die mit Ringen an die Welle angebracht werden (Abbildungen 18, 19).

Die mechanische Steuerung der Kammern des Walzrades besteht daher aus der auf der Welle HK1- 09 befestigten Steuerscheibe HK1-04-02, aus 12, in radialer Richtung gleichmäßig verteilt angeordneten Riegeln mit Federn HK1-04-02, aus der Bogenbahn HK1-05-02, die an der Konsole HK1- 12 befestigt ist und aus der oberen HK1-06 und unteren Klinke HK1-13, die ebenfalls an der Konsole HK1-12 befestigt sind. (Abbildungen 2, 5, 12, 13).

Beschreibung eines funktionierenden Walzrades

Beim Betrieb des Walzrades HK3 laufen - nachdem eine Ausgangsposition festgelegt wurde - zwei unterschiedliche und aufeinanderfolgende Schritte (Zyklen) ab:

• Öffnungs- und Schließzyklus,

• Freilaufzyklus

Während jedem Zyklus macht das Walzrad HK3 nach der Einstellung der Startposition eine Umdrehung, die einem Abschnitt einer geschlossenen Kammer entspricht.

Startposition

In der Ausgangsstellung (das ist die Startposition des kontinuierlichen Zyklusablaufs): Auf der rechten Seite des Zylinderrades befinden sich nur geschlossene Kammern, auf der linken Seite nur offene Kammern. Die offenen Kammern werden mit Hilfe von Laschen (an den Kammern) und Riegeln (an der Steuerscheibe) verriegelt und die Scheibe dreht sich zusammen mit der offenen Seite des Rades. Dieser offene Zustand der linken Kammern kann durch die Verriegelung mit der Steuerscheibe sichergestellt werden. Den geschlossenen Zustand und die stationäre Position des geschlossenen Kammerfeldes (rechte Radhälfte) werden durch die untere Klinke HK1-13 und oben durch die obere Klinke HK1-06 gesichert.

Öffnungs- und Schließzyklus (HK 4-1, Zyklus Nr. 1)

Der Öffnungs- und Schließzyklus (Zyklus Nr. 1) ist in Abbildung 15 dargestellt, welche der Position zwischen 0 und 3 Uhr (im Uhrzeigersinn) entspricht. Der nachfolgend beschriebene Vorgang wird in gleicher Weise an den Positionen 0 und 6 Uhr sowie 6 und 12 Uhr ausgeführt. Das Öffnen beginnt mit der beschriebenen Startposition. Das Verhältnis der offenen und geschlossenen Kammern HK5 im Innenraum des Walzrades HK3 ist so, dass sich zwischen 0 und 6 Uhr, also rechts nur die geschlossenen Kammern HK1-02-01 befinden, und zwischen 6 und 12 Uhr, also auf der linken Seite nur offene Kammern HK1-02-02 sind. Das geschlossene Kammerfeld HK1-02-01 soll von der Steuerscheibe HK-1-04 gelöst werden, während die Klinken HK 1-06 und HK 1-13 die stationäre Position der geschlossenen Kammern HK1 02-01 fixieren sollen. Das offene Kammerfeld HK1-02-02 muss an der Steuerscheibe HK 1-04 befestigt und verriegelt werden, denn es muss sich mit der Scheibe (Welle) mitdrehend. Der Öffnungspunkt der unteren Kammer sollte am unteren 6-Uhr-Ende der vertikalen Achse des Walzrades HK3 liegen, und der Schließpunkt der oberen Kammer sollte am 12-Uhr-Ende der vertikalen Achse des Walzrades HK3 sein. Diese Positionen müssen gleichzeitig unten durch Verriegeln und oben mit Entriegeln mit der Steuerscheibe HK1-04 gesichert werden. Die koordinierte Betätigung der Riegel HK 1-04-02 und der Klinken HK 1-06 und HK1-13 wird durch die an der Rahmenkonstruktion montierte Bogenbahn HK 1-05-02 gewährleistet. Wenn die offene Kammer HK 1-02-02 die 12-Uhr-Position erreicht, wird die Rolle des Riegels HK 1-04-02 unter die Bogenbahn HK 1-1-05-02 gedrückt, und sinkt ab. Der Schaft des Riegels HK 1-04-02 wird aus der Lasche HK 1-02- 05 der offenen Kammer HK 1-02-02 herausgezogen und so wird dieser von der Steuerscheibe getrennt, sodass die offene Kammer HK 1-02-02 geschlossen werden kann. Gleichzeitig wird in der unteren 6-Uhr-Position die geschlossene und von der Steuerscheibe abgekoppelte Kammer HK1-02- 01 durch das Einhaken des Schafts des Riegels HK 1-04-02 in die Lasche der Kammer HK1-02-01 wieder an die Steuerscheibe HK 1-04 geschlossen, und diese öffnet damit gleichzeitig die geschlossene Kammer. Das obere Schließen und die untere Öffnung bedeuten einen „Raumaustausch" innerhalb des Rades, wobei der innere Luftstrom sich frei, also ohne bedeutenden Widerstand bewegen kann.

Während des Öffnungs- und Schließvorgangs legt das Walzrad HK3 eine Strecke einer geschlossenen Kammer zurück, ohne seine potentielle Energie zu verlieren. Aber während der Rotation entsteht Energie, die an der Welle HK 1-09 gemessen und genutzt werden kann.

Die im Wasser wirkende Auftriebskraft wirkt wie folgt: Auf beiden Seiten des sich schon drehenden Walzrades HK 3 entsteht ein gegenläufiges, aber gleichermaßen nach oben gerichtetes Drehmoment, woraus folgt, dass die Drehmomentbilanz gleich Null ist. Allerdings sind die nach unten gerichteten Drehkräfte, die aus dem Eigengewicht der Kammern und den Drehmomentwerten resultieren, auf beiden Seiten unterschiedlich, da auf der rechten Seite doppelt so viele Kammern vorhanden sind wie auf der linken. Dies gewährleistet die mechanische Energie umzuwandeln. Gleichzeitig ist Aufgabe der Steuerung diese Ungleichheit aufrecht zu erhalten.

Bemerkung: Das Verhältnis der geschlossenen Kammern HK1-02-01 und offenen Kammern HK1-02- 02 kann in jeder anderen Verhältnisreihenfolge gestaltet werden. Das Zylinderrad arbeitet mit der höchsten Effizienz, wenn auf einer Seite nur geschlossene Kammern HK 1-02-01 und auf der anderen Seite nur offene Kammern HK1-02-02 vorhanden sind. Die Effizienz lässt sich vor allem dadurch steigern, dass das Volumen der Kammern um ein Vielfaches verändert wird. Das Kammervolumen wird verdreifacht, vervierfacht usw. So wird das Verhältnis der Drehmomentbilanz höher und die nutzbare Energie ebenfalls höher.

Die zusätzlichen, auf die Auftriebskräfte wirkenden und aus dem hydrostatischen Druck resultierenden Kräfte - vertikal und horizontal wirkend - sind auf beiden Seiten der vertikalen Achse gleich, bei Drehung in die entgegengesetzte Richtung ergibt sich jedoch stets ein Drehmomentgleichgewicht gleich Null.

In dieser Öffnungs- und Schließposition treten die das Öffnen und Schließen verhindernden Kräfte nicht auf und der „Raumaustausch" findet so statt, dass es zu keiner Volumenänderung im Wasser und zu keiner Gegenkraft in Öffnungsrichtung kommt. Die an der Radoberfläche auftretende Reibungsbremskraft ist minimal, denn das Rad dreht sich relativ langsam.

Freilaufender Zyklus (HK 4-2, Zyklus 2)

Der freilaufende Zyklus ist in Abbildung 16 sichtbar, die wie Abbildung 15, die 0 und 3 Uhr Position zeigt. Der nachfolgend beschriebene Vorgang erfolgt entsprechend dem Uhrzeigersinn in gleicher Weise an den Positionen 0 und 6 Uhr sowie 6 und 12 Uhr. Während dieses Zyklus - wenn die Drehung im Öffnungs- und Schließvorgang HK 1-02-02 schon erfolgt ist - verriegelt die Mechanik der Steuerscheibe die offenen Kammern und das Walzrad HK 3 dreht sich zusammen mit den geschlossenen Kammern HK 1-02-01 eine geschlossene Kammerlänge weiter, und zwar mit Hilfe des Gewichtes der geschlossenen Kammern.

Dadurch wird die Ausgangsposition mit der Drehung um eine geschlossene Kammerlänge wiederhergestellt. Die beiden Zyklen (1 und 2) folgen immer und direkt aufeinander, es entsteht also eine kontinuierliche Rotation. Während des Öffnungs- und Schließvorgangs (Zyklus 1) ist das Feld auf der linken Seite aktiv und das Feld auf der rechten Seite ist durch die Klinken in einer festen Position. Die aktive linke Seite legt mit Hilfe der Auftriebskraft einen Weg einer geschlossenen Kammer zurück.

Zwillings- oder doppelte Anordnung.

Die beiden Zyklen rotieren mit ungleichem Drehmoment. Das ist beim Anschluss einer Lichtmaschine an die Welle z.B. absolut unvorteilhaft. Um sicherzustellen, dass bei Geschwindigkeitsänderungen die gleichen Drehmomentkräfte an der Welle auftreten, empfiehlt es sich das Walzrad HK3 in einer Zwillingsstruktur im Asynchronmodus auf die Welle zu montieren. So werden die Drehmomente ausgeglichener und die doppelte Energie entsteht.

Die wichtigsten Vorteile der Erfindung:

• produziert kontinuierlich 24 Stunden am Tag saubere, umweltfreundliche Energie,

• produziert Energie am Ort des Verbrauchs, es ist kein Stromtransport über weite Strecken erforderlich, daher kein Hochspannungsnetz erforderlich,

• eine unerschöpfliche Energiequelle,

• ist unabhängig von allen anderen Energieträgern und kann fossile Energieträger ersetzen.

Beispiel

Eine Probekonstruktion, also ein Zwillingswalzrad wurde in einen mit Wasser gefüllten Tank gelegt. Als Wassertank HK1 verwenden wir einen mobilen Flüssigkeitstank aus Plastik und Stahl mit einer Grundfläche von 2 x 2 m und einer Höhe von 1,5 m (verstärkt mit geschlossenen Stahlprofilen), der für eine statische Belastung bei vollständiger Wasserfüllung ausgelegt war. Auf einer Seite des Tanks ist die Welle des Zwillingswalzrades HK1-09 ein wenig länger und am Ende sind Kugellager angebracht. Die Zwillingswalzräder sind auf der horizontal angeordneten gemeinsamen Welle fest justiert, und um 15 Grad zueinander verdreht (für den Asynchronbetrieb).

Die auf der Welle montierten Räder sind in einer, der START-Position entsprechenden Einstellung fixiert, sodass sich auf der rechten Seite des Walzrades nur geschlossene Kammern HK1-02-01 und auf der linken nur offene Kammern HK1-02-02 befinden. Anschließend wurden die Walzräder HK3 so tief in den Wassertank gesenkt, dass das Wasser das energetische Rollenrad vollständig bedeckt hat. Durch das Eintauchen ins Wasser begann sich das Rad von selbst an zu arbeiten, d. h. es fing an sich zu drehen, während sich die Öffnungs-Schließ- und die Freilaufzyklen ständig wiederholten. Durch die Bestimmung des Gewichts der Kammern kann eine beliebige Drehmomentungleichheit erzeugt werden. Pro Kammer sind Kräfte zu berechnen, die gegen das Drehmoment wirken, das aus dem Eigengewicht stammt.

Das System wurde gestoppt, indem das Doppelrad aus dem Wasser gehoben wurde.

Die Konsolen bzw. die Anordnung dieser kann man in der Abbildung 2 sehen: wurde aus 40*5 Flacheisen gefertigt und gemäß Abbildung 3 gestaltet; der Winkel der Verbindungsstellen: 145; 125.

Die Steuerscheibe ist gemäß Abbildung 14 aufgebaut: 16 Nute, im Winkel von 22,5 zueinander, ihre radiale Tiefe beträgt 74 mm; der Scheibendurchmesser beträgt 700 mm; der Durchmesser des Wellenlochs beträgt 40 mm.

ZEICHENERKLÄRUNG

HK 1 Wasserbecken

HK 1-00 Walzrad

HK 1-04-01-1 Nut in Radiusposition auf der Steuerscheibe

HK-1-08 Kugellager der Welle

HK 1-09 Welle

HK 1-13 untere Klinke

HK 1-06 obere Klinke

HK 1-12 Konsole

HK 1-02-01 fixe Kammerhälfte

HK 1-02-02 flexible Kammerhälfte

HK1-02-04 Silikongummi

HK-1-02-03 Kammerhaltering

HK 1-02-05 Laschen der Kammern

HK 1-05-02 Bogenbahn

HK 1-04 Steuerscheibe

HK 1-04-02 Riegel mit Feder

HK1-04-01-1 Nut

HK 2: Stahlkonstruktion

HK 3 Walzrad, Rad

HK 4-1 Steuerung, Zyklus 1

HK 4-2 Steuerung, Zyklus 2

HK 5 Kammer (mit Silikongummi)

Claims

Prioritätspunkte

1. Energieumwandelndes Walzrad, das einen Wassertank, eine darüber angeordnete Stahlrahmenkonstruktion und eine horizontale, mit Lagern befestigte Welle als Hauptbestandteile hat, und:

- eine tragende Stahlrahmenkonstruktion (HK 2) mit vertikal befestigten Stützkonsolen (HK 1-12);

- eine mechanischen Steuerung bestehend aus einer massiven Steuerscheibe (HK 1-04), die auf der horizontalen Welle (HK1-09) fix befestigt ist, eine an der Halterung befestigten Bogenbahn (HK 1-05- 02) und auf der Steuerscheibe (HK 1-04) gleichmäßig verteilte Nuten (HK1-04-01-1) und die darin eingelegten Riegeln mit Federn (HK 1-04-02), eine an die Konsolen (HK1-12)-13) befestigte obere Klinke (HK 1-06) und eine untere Klinke (HK1);

- und auf der Welle angeordnete und miteinander verbundene Kammern (HK 5), die jeweils separat mit 2 Kammersicherungsringen (HK-1-02-03) auf der gemeinsamen Welle (HK1-09) befestigt sind. Die Kammern haben ein kleines, bewegbares Element (HK 1-02-02) und ein größeres und festes Kammerelement, die ineinander verschiebbar sind (HK 1-02-01), sowie die dazwischen angebrachte wasserfeste Silikonfolie (HK1-02-04);

- Die Bogenbahn (HK 1-05-02) wird an die rechter Radseite mit den geschlossenen Kammern (HK 1- 02-01) montiert.

2. Das in Punkt 1 beschriebe energieumwandelndes Walzrad ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der gemeinsamen Welle (HK1-09) 18 Kammern (HK 5) angebracht sind.

3. Das in Punkt 1 beschriebe energieumwandelndes Walzrad ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheibe (HK 1-04) 12 Riegeln mit Federn (HK 1-04-02) enthält, die in Nuten und mit entsprechenden Rolle angeordnet sind.

4. Das in Punkt 1 beschriebe energieumwandelndes Walzrad ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (HK1-04-01-1) gleichmäßig im Winkel von 30 Grad verteilt sind.

5. Eine Konstruktion zur Energieumwandlung ist wie in Punkt 1 beschreiben mit dem Walzrad realisiert, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Walzräder (HK3) samt zugehöriger Mechanik auf der gemeinsamen horizontalen Welle (HK 1-09) befestigt sind.

6. Die Energieumwandlungskonstruktion wie in Punkt 5 beschrieben ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der gemeinsamen Welle (HK 1-09) mindestens 2 Stück Walzräder (HK3) angeordnet sind, und dass die beiden Räder (HK3) mit der mechanischen Steuerung zueinander um 15 Grad verschoben fixiert sind.

7. Die in Punkt 6 beschriebene Konstruktion ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheiben (HK 1-04) und die zugehörige mechanische Steuerung einander gegenüberliegend, also zwischen den beiden Rädern auf der gemeinsamen horizontalen Achse (HK 1-09) angeordnet und befestigt sind.

8. Die in Punkt 5 beschriebene Konstruktion ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheiben (HK 1-04) und die zugehörige mechanische Steuerung auf der gleichen, rechten oder linken Seite der Walzräder (HK3) angeordnet und befestigt sind.

9. Das Verfahren zur Energieumwandlung realisiert mit dem in Punkt 1 beschriebenen Walzrad ist dadurch gekennzeichnet, dass:

- der Vorgang gestartet wird, indem das auf der horizontalen Achse (HK1-09) befestigte Walzrad (HK3) so in einen mit Wasser gefüllten Tank (HK1) gestellt wird, dass das gesamte Rad, also der oberste Punkt unterhalb des Wasserspiegels liegt;

- Mit dem an der Stahlrahmenkonstruktion (HK 2) befestigten Steuermechanismus führen wir zwei aufeinanderfolgende, kontinuierliche Zyklen durch, indem wir zuerst a) die anfängliche Startposition einstellen und fixieren, bevor wir ihn ins Wasser legen, dann b) den Zyklus zum Öffnen und Schließen und c ) danach den freilaufenden Zyklus einleiten und beenden, und das wird wie folgt umgesetzt: a) Startposition ist eingestellt:

- Anzahl und Lage der offenen (HK1-02-02) und geschlossenen Kammern (HK 1-02-01) im Innenraum des Zylinderrades (HK 3) sind so eingestellt, dass sie im Uhrzeigersinn zwischen 0 und 6, also auf der rechten Hälfte des Walzrades nur geschlossene Kammern (HK1-02-01), und auf der linken Seite, in der 6- 12-Uhr Position nur offene Kammern (HK1-02-02) sind;

- der geöffnete Zustand der offenen Kammern (HK1-02-02) wird durch Verriegelung an die Steuerscheibe gesichert; Der geschlossene Zustand und die stationäre Position der geschlossenen Kammerhälfte wird durch die unteren und oberen Klinken (HK 1-13, HK 1-06) sichergestellt, die Teil der mechanischen Steuerung sind, so dass die obere Klinke die Kammern schließt und die untere Klinke die bewegliche Hälfte der Kammern öffnet. b) der Zyklus von Öffnung und Schließung (HK 4-1) wird so durchgeführt, dass während des Zyklus die Radhälfte mit den geschlossenen Kammern (HK 1-02-01) von der Steuerscheibe (HK 1-02-01) gelöst wird und kommt in eine stationäre Position, die linke Hälfte mit offenen Kammer (HK1-02-02) rastet auf der Steuerscheibe (HK1-04) ein und dreht sich mit der Scheibe und der gemeinsamen Welle (HK1- 09);

- die mit der Steuerscheibe (HK 1-04) gesteuerten Kammern (HK 5) werden bei 6 Uhr im Uhrzeigersinn geöffnet und bei 12 Uhr im Uhrzeigersinn geschlossen,

- die geschlossene Kammerhälfte (HK 1-02-01) wird von der Steuerscheibe (HK 1-04) gelöst und kommt in eine stationäre Position, wobei die offene Kammerseite (HK1-02-02) an der Steuerscheibe verriegelt (HK1-04) wird, sie dreht sich mit der Scheibe und der Welle (HK1-09). c) der freilaufende Zyklus (HK4-2) wird so durchgeführt, dass während des Zyklus wir mit dem Walzrad (HK 3) einen starren geometrischen Körper bilden und mit dem gemeinsamen Drehen der offenen Kammern (HK1-02-02) und der geschlossenen Kammern (HK1-02 -01) wir eine Strecke einer geschlossenen Kammerlänge zurücklegen, womit die Ausgangsposition wiederhergestellt wird;

Darüber hinaus wird das Rad kontinuierlich betrieben, indem die Öffnungs-Schließ- und Freilaufzyklen wiederholt werden, bis das System gestoppt wird. Das Walzrad wird gestoppt, indem es aus dem Wasser gehoben wird, damit wird die Auftriebskraft nicht mehr relevant. lh

10. Das in Punkt 9 beschriebene Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass wenn mindestens zwei Walzräder (HK3) auf der gemeinsamen Achse angeordnet werden, sie um 15 Grad gegeneinander verdreht fixiert sind.