WO2003027495A1

WO2003027495A1 - Vorrichtung zur kraftvervielfachung, druckerhöhung und energieumwandlung mittels gegenkraftsystemen

Info

Publication number: WO2003027495A1
Application number: PCT/DE2002/003422
Authority: WO
Inventors: Frank Weissbrodt; Daniel Weissbrodt; Michél WEISSBRODT
Original assignee: Frank Weissbrodt; Daniel Weissbrodt; Weissbrodt Michel
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2003-04-03
Also published as: DE10147335A1; EP1472456A1

Abstract

Vorrichtung soll es ermöglichen, Energieerzeugungsanlagen zu betreiben, die permanent eine hohe Leistungsabgabe an der Turbine bzw. am Generator bereitstellen können. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird ein Arbeitszylinder (19), der mit Wasser/Fluid gefüllt ist, von mehreren Gegenkraftkomponenten A, B und C kraftseitig beeinflusst, so dass das Wasser/Fluid im Arbeitszylinder unter einen sehr hohen Druck gesetzt wird. Dieses Druckwasser(-fluid) im Arbeitszylinder, mit einem Druckenergie = Ea, wird entweder direkt zur Kraftvervielfachung oder Druckerhöhung genutzt oder die Druckenergie wird in kinetische Energie = Ek des ausströmenden Fluidstrahls umgewandelt. An der Turbine (37) wird die kinetische Energie in mechanische und diese wird im Generator (42) in elektrische Energie umgewandelt.

Description

Vorrichtung zur Kraftv ervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen

Beschreibung

Die Erfindung beinhaltet Vorrichtungen zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlungen mittels Gegenkraftsystemen in: • statischen Anlagen, wie Verspannungsvorrichtungen im Brückenbau oder als • Hochwasserschutz-Gegenkraftabsicherung, die für die Verspannkraft der quertragenden Stahlseile im Brückenbau oder die Gegenkraftabsicherung der Hochwasserschutzwände, insbesondere in der Kurvenführang, der hochwasserführenden Gewässer mit hoher kinetischer Energie, eine ebensogrosse Gegenkraft erfordern • Maschinen, die eine kurzzeitige Kraftvervielfachung und Druckerhöhung, wie in hydraulischen Pressen und Kalt-Umformungsmaschinen, Biege-, Abkant- oder Prüfmaschinen für den Press- oder Umformvorgang, benötigen

• Maschinen, die eine längere Kraftvervielfachung und Druckerhöhung erfordern, wie in Höchstdruckapparaturen zur Diamantsynthese oder zur Züchtung von

Kristallen, die Drücke von ca. 80.000 bar oder noch höhere Presskräfte benötigen

• Maschinen, wie in Energieumwandlungsanlagen ( Wasserkraftanlagen), die auch bei kleinsten Gefallen der Fliessgewässer einsetzbar sind.

A) Grundsätzlich ist der Stand der Technik folgender: Druck- und KraiUerstärker werden fast ausschliesslich über hydraulische Pumpen wie Axialkolbenmaschinen oder Reihenpumpen betrieben. Die Leistungsgrenze dieser Pumpen ist auf Grund von Antriebs-, Leckage- und/oder Volumenproblemen beschränkt. Mechanische Antriebsvorrichtungen bleiben ausgeklammert, da sich diese Vorrichtungen auf Grund der Zahnverflankungsübertragung leistungsseitig noch weit unter den hydraulischen Pumpen bewegen. a) Die potentielle Energie von Wasserkraft wird in kinetische Energie umgewandelt, wobei in der Regel eine grössere Wassermenge bei einer kleineren Fallhöhe umgesetzt wird.

Die Nutzung der potentiellen Energie setzt das Vorhandensein folgender Elemente

Voraus:

• Wasserzufluss m - dieser wird in m³/s (bei kleineren Wassermengen in Liter/s) angegeben; 1 Liter Wasser = 1 kg (Masse)

• vorliegende Fallhöhe h in Meter

• Gravitationskonstante mit g = 9,8 m/s"

Diese 3 Faktoren definieren die Grosse der potentiellen Energie, die mit E_pot = m ^• g ^• h errechnet wird und die fast zu 90 % in elektrische Energie umgewandelt wird. Die dabei eingesetzten Turbinentypen wie Kaplan-, Francis-, Durchström- oder Peltonturbine und die Generatoren bestimmen die Grosse des Wirkungsgrades einer Wasserkraftanlage.Potentielle Energie wird vorrangig in Laufwasserkraftwerken genutzt, indem über einen Oberwasserkanal das aus dem Fluss abgezweigte Wasser der Turbine zugeführt wird, dort die Turbine beaufschlagt und Strom erzeugt und anschliessend im Unterwasserkanal dem Fluss wieder zugeführt wird. Die Druckenergie, die auch in der Energierzeugung mit Wasserkraft genutzt wird, findet ausschliesslich in Staukraftwerken Anwendung, indem am tiefsten Punkt der Staumauer die Turbinen angeordnet sind. Die Masse des aufliegenden Wassers bedingt einen dementsprechenden Druck, der mit 10 Meter Wassersäule den Druck von 1 bar erzeugt. Die grössten Staumauern mit über 100 m Höhe bedingen also einen Druck über 10 bar.

Die Formel zur Berechnung der Druckenergie ist mit E_a = p ^• dV festgelegt, wobei p den Druck in bar (1 bar = 100.000 N/m²) und dV die pro Sekunde umgesetzte Wassermenge in m³/s (oder in Liter/s) darstellen. Diese Druckenergie des Wassers wird beispielsweise in der Düse einer Peltonturbine in Geschwindigkeit umgewandelt und die Druckenergie wandelt sich von dieser Energieform (Druckenergie) in kinetische Energie um, die durch die Formel: E - m • w² / 2 festgelegt ist. Die Umwandlung von Druck- in kinetische Energie erfolgt annähernd verlustfrei. Dabei ist m durch den sekündlichen Zufluss bekannt und die Geschwindigkeit w berechnet sich aus der Ausflussformel nach Toricelli folgendermassen: w = y 2 • g • h

• g = Gravitationskonstante

• h = Höhe der aufliegenden Wassermasse

Eine Staumauerhöhe von 100 m bedingt eine Geschwindigkeit des ausströmenden Wassers von 44 m pro Sekunde. Eine Staumauerhöhe von 1.000 m bedingt demzufolge eine Geschwindigkeit des ausströmenden Wassers von 140 m pro Sekunde. Bei einem Druck von 200 bar (entspricht einer Staumauerhöhe von 2.000 m) besitzt der Druckwasserstrahl eine Geschwindigkeit von 198 m pro Sekunde. Da die Geschwindigkeit potenziert in die Berechnung der Leistung einfliesst (zum Quadrat), wirkt sich jede Druckerhöhung in potenzierter Form auf die Leistungssteigerung aus.

Mit 1 Liter Wasserzufluss pro Sekunde lässt sich verlustfrei folgende Energie erzielen:

98 Joule = 0,1 kW bei 10 m Wassersäule = l bar: w = 14 m/s 980 Joule = 1,0 kW bei 100 m Wassersäule = 10 bar: w = 44 m/s 9.800 Joule = 10,0 kW bei 1.000 m Wassersäule = 100 bar: w = 140 m/s 19.600 Joule = 19,6 kW bei 2.000 m Wassersäule = 200 bar: w = 198 m/s. Bisher ist Stand der Technik, dass bei Laufwasserkraftwerken der Druck überhaupt keine Rolle spielte und die Druckenergie nur in Staukraftwerken genutzt werden konnte.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, in einem typischen Laufwasserkraftwerk mit einer Fallhöhe von ca. 3 m eine Wasserkraftanlage zu installieren, die unter Druckbedingungen > 160 bar arbeitet. Wie kann beispielsweise in einem Fluss eine Fallhöhe von 3 Metern dazu genutzt wer den, einen Druck von 10 bar (100 Meter Wassersäule) oder 160 bar (1.600 Meter Wassersäule) oder gar höheren Druck zu zu erzeugen? Unter Ausnutzung der natürlichen Gegebenheiten ist es bei 3 Metern Fallhöhe nur möglich, einen Druck von 0,3 bar zu erzielen. In der weiteren Beschreibung der Erfindung, insbesondere unter Punkt F) „Technische Wirkung und gewerbliche Anwendbarkeit der Erfindung" und den Patentansprüchen werden hierzu nähere Details zu dieser mehrfachen Druckerhöhung benannt.

Weiterhin sind Vorrichtungen zur Energieumwandlung bekannt, die als Kolben- Zylinder-System arbeiten und mit denen ebenfalls eine Druckerhöhung im Pumpenraum erzeugt wird.

1. Nach DE-PS 329 700 ist eine Kraftanlage mit Druckpumpe bekannt, bei der ein vertikal beweglicher Treibkolben unter der Last einer grösseren Menge Oberwasser auf das Unterwassemiveau abgesenkt wird und nach Abgabe dieser Wassermenge im unbelasteten Zustand mittels eines kleineren, unterhalb angeordneten und vom Oberwasser getriebenen, Pumpenkolbens in seine obere Ausgangslage gelangt. Das System hat den Nachteil, daß ein hinreichend grosser Niveauunterschied zwischen Ober- und Unterwasser notwendig ist, die Vorrichtung nur diskontinuierlich arbeitet und die Aufwärtsbeförderung des Druckwassers in den Hochbehälter entgegen dem Gesetz der Schwerkraft erfolgt.

2. Nach der DE-PS 10 02 699 ist eine Gezeiten- Wasserstands-Gleichrichteanlage^" bekannt, die den Gezeitenperioden zugrunde liegenden wechselnden Wasserstand in einer Vorrichtung ausnutzt, und mittels Druckluftbehältern eine Kompensation von Hochwasserbehältern und Niedrigwasserbehältern gewährleistet, wobei eine Turbine ständig angetrieben wird.

3. Nach den DE-PS 2 35 300 und DE-PS 2 58 444 ist ein Verfahren und Vorrichtung bekannt, bei der eine schwimmfähige Druckplatte in einem flutungsfähigen Verdrängungsraum höhenbeweglich geführt ist und in der Arbeitsphase durch die aufliegende Wassermasse einen unteren Druckkolben antreibt. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass die Pumpenanordnung unterhalb der Druckplatte als Kolben- Zylinder-System ausgebildet ist. Je kleiner die Querschnittsfläche des Kolben- Zylinder-Systems ist, um so höher wird zwar der erzeugte Druck, aber die zur Energieumwandlung nutzbare Wassermenge verringert sich proportional zur Druckerhöhung, da sich durch die Zylinderform der Pumpenanordnung das Volumen der Pumpe verkleinert. Demzufolge wird die nutzbare Wassermenge des Kolben- Zylinder-Systems ebenfalls verkleinert und die Energieausbeute (Leistung) bleibt konstant (ohne Berücksichtigung von Verlusten).

4. Nach den DE 40 03 684 AI und DE 41 24 899 AI sind Vorrichtungen bekannt, die eine Druckerhöhung mit einem Komprimierbehälter in Form eines Prismen- oder

Kegelstumpfes als Pumpenanordnung mittels einer aufliegenden Wassermasse beschreiben. Der Druck im Komprimierbehälter wird aber abgebaut, je weiter sich die Druckplatte mit der aufliegenden Wassermasse vom oberen zum unteren Endpunkt verschiebt, weil der Komprimierbehälter seine ursprüngliche Form durch die Entleerung nicht mehr beibehält und sich die obere Fläche zwangsläufig vergrössert. Zum anderen ist das Problem einer Gegenkraft zur Druckabsicherung im Pumpensystem nicht gewährleistet, so dass die angestrebten Wirkungen nicht erreicht werden.

5. Nach der DE-PS 19723 231 sind Vorrichtungen bekannt, die eine Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen beschreiben. Der Druck im Arbeitszylinder wird ebenfalls über die in dieser Erfindung benannten Gegenkraftsysteme A, B und C erbracht. Das erste Gegenkraftsystem A sind Gegenkrafthebel, deren Aufbau so gestaltet ist, dass Massen m freischwingend die - obere Platte belasten und dort einen Druck im Druckübertragungszylinder erzeugen. Unterstützt wird das Gegenkraftsystem A durch die Gegenkraftsysteme B und C. Das Gegenkraftsystem B stellen beidseitig am Arbeitszylinder angebrachte Festarretierungshebel dar, die die Querlagerplatte - auf der sich die Umlenkvorrichtungen der Gegenkrafthebel mit den Elementen Querlageraufnahmebügel und Querlagerfuss befinden - in der jeweiligen Höhenposition arretieren. Das Gegenkraftsystem C stellt die kinematische Umsetzung der Ab wärtsbewegung der Querlagerplatte und somit des Arbeitszylinders von einer jeweils oberen Ausgangslage in die darunter befindliche nächste Ausgangslage dar, indem die Kraft der gespeicherten Energie von Pneumatik-Gegenkraftzylindern immer paarweise mittels beweglicher Arretierungshebel auf die Querlagerplatte einwirken und damit absichern, dass die Hebelwirkung der Gegenkrafthebel wirksam bleibt. Die Vorrichtung zur Druckerhöhung und zur Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen (A, B, C) hat zum Inhalt, dass ein wassergefüllter Arbeitszylinder durch diese drei miteinander kooperierenden Gegenkraftsysteme beeinflusst wird, die absichern, dass dieser Druck p des Wasservolumens im Arbeitszylinderraum konstant hoch gehalten wird. Bei statischen Anlagen wird dieser hohe Druck im Arbeitszylinder dazu genutzt, um als Kraftverstärker des Arbeitskolbens beispielsweise Stahlseile zu spannen, die quertragende Brückenelemente aufnehmen und somit längstragende Pfeiler überflüssig werden lassen. Bei Maschinen, die einen kurzzeitigen, aber sehr hohen Druck erfordern, wird der Arbeitskolben durch die Gegenkraftsysteme A und B kraftseitig beeinflusst, indem die Massen m das Gegenkraftsystem A aktivieren und an der oberen Platte mit der Kraft F* angreifen. Die Kraft F* greift über die Vorrichtungen: obere Platte - Druckübertragungskolben/-zylinder - oberer Arbeitszylinderdeckel - Fluid im Arbeitszylinder am Arbeitskolben, der beweglich geführt ist, an. Das Gegenkraftsystem B wirkt dabei unterstützend und sichert ab, dass das Gegenkraftsystem A in der beschriebenen Art wirkt. Der Ausgangszustand wird erreicht, indem das Gegenkraftsystem A wieder in die Ausgangslage zurückbewegt wird. Bei dynamischen Systemen, die sich von einer oberen zur unteren Endlage des Arbeitszylinders bewegen - beispielsweise in Energieerzeugungsanlagen - wird dieser Druck des Wassers im Arbeitszylinder in der Düse in Geschwindigkeit w umgewandelt. Das ausströmende Wasser des Druckwasserstrahls besitzt eine kinetische Energie, deren Grosse der Druckenergie adäquat ist. Die Ursache des hohen Drucks im System des Arbeitszylinderrraumes und der umzusetzenden Wassermenge ist durch physikalische Gesetze geklärt. Mit dieser Vorrichtung sind zwar die Voraussetzungen zur Energieumwandlung abgesichert, da ein hoher Druck im System des Arbeitszylinderaumes auf Grund des verfahrenstechnischen Ablaufs und vorrichtungsseitigen Aufbaus in Verbindung mit einer kleineren umzusetzenden Wassermenge vorliegt, aber sowohl das Gegenkraftsystem A ist grundsätzlich zu verbessern als auch das Gegenkraftsystem C hat konstruktive Schwachstellen, die nur eine kurzzeitige Leistungserhöhung absichern, aber keine durchgängig höhere Leistung erwarten lassen. Insbesondere sind die beweglichen Arretierungshebel als konstruktiver Schwachpunkt einzuordnen, da die wirkenden Kräfte dieser Arretierungshebel am Druckpunkt auf dem Querlagerträger zu Hertzschen Pressungen auf Grund der Linienpressung führen und die Gefahr der Kaltverschweissung vorliegt. Die mit diesem Patent angestrebte Wirkung einer dauerhaft höheren Leistung wird somit nicht erreicht. B) Aufgabenstellung

Das Ziel der Erfindung ist es, Energie zu speichern und bei Bedarf in eine hohe Kraft, einen hohen Druck bzw. dauerhaft in eine hohe Leistung umzwandeln. C) Lösung der Aufgabenstellung

30 Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen des Anspruchs 1. 5 D) Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung

1. Dieses Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen sind überall dort anwendbar, wo Kraft, Druck oder Energie entweder dauernd oder kurzzeitig benötigt werden. Mit einer wesentlich kleineren Ausgangskraft wird über die erfindungsge- mässe Lösung eine wesentlich höhere Kraft erzeugt, deren Nutzung den jeweils

10 konkreten Einsatzbedingungen angepasst wird. Der Faktor der Kraftvervielfachung ist sowohl vom Hebelarmverhältnis des langen Hebelarmes zum kurzem Hebelarm und - insbesondere bei dynamischen Systemen - vom Gegenkraftsystem C abhängig.

2. Die Kraftverstärkung ist das primäre Element und die Einsatzbereiche der Erfindung ergeben sich aus den Notwendigkeiten, in denen eine hohe Kraft, ein

15 hoher Druck oder Energie benötigt wird. Das können neben den Einsatzfeldern in statischen Anlagen als

• Kraftvervielfachungs- oder Druckerhöhungsanlagen im Brückenbau oder zum Schutz von wichtigen Gebäuden, Hochwasser- oder Lawinenschutz-Gegenkraftabsicherungsanlagen folgende weitere Einsatzfelder sein:

20 • Spannvorrichtungen an Werkzeugen und Maschinen, Rettungsscheren als Spannoder Spreizvorrichtungen

• Kraftverstärkeranlagen in Pressen, Kaltumformerungs- und Werkstoffprüfmaschinen, Biege- und Abkantvorrichtungen

• Grabenwandsicherungen im Tief- und Wasserbau, Stützvorrichtungen an Bau- 25 Werken

• Verankerungen für Kräne oder andere Geräte, um ein Umkippen bei Sturmeinwirkung zu verhindern

• Kraftverteiler in Fahrzeugen, um eine zusätzliche Kraft auf Achsen zu erreichen, um die Bodenhaftung zu erhöhen

™ • Höchstruckapparaturen, bei denen ein extrem hoher Druck zeitweise oder dauernd vorhanden sein muss, um unter diesen Extrembedingungen unter anderem synthetische Diamanten aus Graphit zu „erzeugen" oder Einsatzfelder in dynamischen Systemen wie:

• in Energieerzeugungsanlagen

• als Feuerlöschanlagen und • Wasserstrahlanlagen.

3. Die Leistungswerte dieser Erfindung - bezogen auf statische Systeme mit Kraft- Vervielfachungs- und Druckerhöhungsanlagen - sind bereits an praktischen Modellen erprobt und zu 100 % bewiesen worden. Es ist somit möglich, jede beliebige Kraft oder jeden Druck zu erzeugen. Die Grenze liegt nur in den Belastungsgrenzen der eingesetzten Materialien. Mit dieser Erfindung können derart hohe Kräfte oder Drücke erzeugt werden, die es ermöglichen, Prozesse abzusichern, die bisher nicht oder nur ungenügend beherrschbar waren. Dies betrifft Prozesse zur Höchstdruck-- synthese, aber unter anderem auch neue Brückenkonstruktionen oder den wirksamen Schutz von Gebäuden, die unter Pkt. 3.1.6. näher beschrieben sind. 4. Die Leistungswerte dieser Erfindung - bezogen auf dynamische Systeme - liegen bei einem Wirkungsgrad von ca. 63 % (vgl. Pkt. 3.1.1.). Die dem System zugeführten Kraftkomponenten werden also zu mehr als der Hälfte zur Energieerzeugung genutzt. Diese Beweisführung wird derzeit an einem praktischen Modell zu erprobt. Die dem System zugeführte Energie ist nur zur Überwindung von Differenzkräften und Rei- Bungsverlusten notwendig, wesentliche Kräfte werden im Gegenkraftsystem C gespeichert und stehen somit immer abrufbereit zur Verfügung.

5. Es treten bei der Energieumwandlung nach dieser Erfindung weder Neben- noch Abprodukte auf (wie bei allen anderen Wasserkraftanlagen auch), die die Umwelt und uns selbst vergiften. Der aktive Schutz der Umwelt ist mit dieser Erfindung abgesichert und die Probleme der Energiegewinnung werden auf einer qualitativ völlig neuen Ebene gelöst.

6. Schlussfolgemd aus Punkt 5. sind Energieerzeugungsanlagen einzusetzen, die ausschliesslich auf regenerativer Basis funktionieren und ohne die fossilen Brennstoffe wie Diesel, Benzin, Kohle oder Erdgas auskommen. Neben den wichtigen ökologi- sehen Wirkungen und ihrer positiven Beeinflussung des Weltklimas sind die zusätzlichen ökonomischen Auswirkungen wie die Unabhängigkeit von den Lieferbedin- gungen der Förderländer der fossilen Brennstoffe und damit die positive Gestaltung der Aussenhandelsbilanz und des privaten Konsums von ganz erheblicher Bedeutung.

7. Die zur Verfügung stehende (Sekundär)Energie aus Energieerzeugungsanlagen in Form der Druckenergie E_a oder als elektrische Energie kann in anderen Anlagen universell anderweitig genutzt werden, so dass Antriebe für Maschinen oder Fahrzeuge sowie Anlagen zur Wasserentsalzung, Hebevorrichtungen, Last- oder Montageaufzüge, Pressen für Müll oder Baustoffe, Feuerlösch- und Pumpstationen für Wasser oder andere Medien betrieben werden können, ohne dass eine zusätzliche Energiequelle - ausser der aus der Erfindung zur Energieerzeugung - zur Anwendung gelangt.

8. Je höher der Druck im Arbeitszylinder gestaltet werden kann, wobei die aufliegenden massebelasteten Gegenkrafthebel und ihr Hebelarmverhältnis sowie das auf die Querlagerplatte wirkende Druckpotential der permanenten Energiespeicher propor- tional die Druckhöhe beeinflussen, und je grösser die umzusetzende Wassermenge im Arbeitszylinder ist, um so höher ist die Energieausbeute einer Vorrichtung.

9. Ein positiver Nebeneffekt ist weiterhin, dass durch die extrem hohe Geschwindigkeit des austretenden Wasserstrahls und die Zerteilung dieses Wasserstrahls an der Turbine eine Vermischung des Wassers mit der Luft erfolgt. Diese Vermischung hat zur Folge, dass eine sehr hohe Sauerstoffbindung des Wassers erfolgt, so dass zusätzlich ein positiver Einfluss auf das ökologische Umfeld gegeben ist.

10. Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist, dass durch die extrem hohe Geschwindigkeit des austretenden Wasserstrahls und die Zerteilung dieses Wasserstrahls an der Düse und einer Verteilungseinrichtung für Feuerlöschanlagen eine Löschung von Brandherden mit sehr wenig Wasser möglich ist, da eine hohe Vermischung des

Wassers mit der Luft erfolgt und jeder Brand in kürzester Zeit ohne nennenswerte

Schäden gelöscht wird.

E) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die Vorrichtung in der Phase der Abwärtsbewegung des Arbeitszylinders vom Oberen Hubendpunkt zum unteren Hubendpunkt und der Druckerzeugung mittels der Massebelasteten Gegenkrafthebel F* unter den Voraussetzungen, dass:

• der Druckwechselzylinder den grössten Druck im 0°-Punkt der Kurbelwelle aufbaut und • damit der Druck des kooperierenden Gegenkraftzylinders aufgehoben wird, so dass sich der Pumpenkolben der hydraulischen Presse abwärts bewegt, Hydrauliköl aus dem Hydraulikzuführungssystem zufliesst und

• über die abwärts gleitende Gegenlageφlatte über die nächste Arretierungssicherung hinweg die Voraussetzung zur Wirkung der permanenten Druck- und Energiespeicher bei der Druckerhöhung der Gegenkraftzylinder schafft.

Fig. 2: die Vorrichtung in der Phase der Abwärtsbewegung des Arbeitszylinders vom oberen Hubendpunkt zum unteren Hubendpunkt und der Druckerzeugung mittels der massebelasteten Gegenkrafthebel mit der Kraft F* unter den weiteren

Voraussetzungen, dass: • der Druckwechselzylinder den kleinsten Druck im Punkt 180° der Kurbelwelle erzeugt

• und damit die permanent gespeicherte Druckkraft des Gegenkraftzylinders auf den Pumpenkolben wirkt und - da die Gegenlageφlatte an der Arretierungssicherung fixiert wird - • diesen Druck in der hydraulischen Presse auf den grösseren Arretierungskolben überträgt, der über die Arretierungsstangen die Querlageφlatte nach unten bewegt und kraftseitig mit der Kraft F** beeinflusst.

In dieser Phase der Gegenkraftzylinder ist die der Druckkraft der permanenten Druck- und Energiespeicher F** mit der Kraft der Gegenkrafthebel F* gleichgross, so dass die Druckenergie E_a im Medium des Arbeitszylinders erzeugt wird. Die Energieumwandlung der Druckenergie E_a wird in kinetische Energie E des ausströmenden Wasserstrahls realisiert. An der Turbine wird die kinetische Energie in mechanische Energie und diese wird im Generator in elektrische Energie umgewandelt. Fig. 1 und 2 stellen vorzugsweise Energieerzeugungsanlagen dar.

20 Fig. 3: die Vorrichtung in der Phase der Abwärtsbewegung des Arbeitszylinders vom oberen Hubendpunkt zum unteren Hubendpunkt und der Druckerzeugung mittels der medienbeaufschlagten Verspannzylinder und der kraftbetätigten Gegenkrafthebel unter der Voraussetzung, dass:

• entweder die Festarretierungshebel (auf der rechten Seite der Fig. 3 dargestellt) die Querlageφlatte und den oberen Arbeitszylinderdeckel in der jeweiligen Position arretieren und ihr Einsatz vorzugsweise bei kurzen Arbeitshüben (zum Beispiel Pressen mit kleinen Nennhüben) die Druckerhöhung oder Kraftvervielfachung über den Arbeitszylinder und der Kolbenstange auf die jeweils zu beeinflussende Vorrichtung

• oder die permanten Energiespeicher über die hydraulische Presse die kinemati- sehe Umsetzung der Querlageφlatte (auf der linken Seite der Fig. 3 dargestellt) bei grösseren erforderlichen Hüben der Kolbenstange auf die zu beeinflussende Vorrichtung mittels Kraft oder Druck absichern.

Fig. 4: die Vorrichtung in der Phase der Aufwärtsbewegung des Arbeitszylinders vom unteren Hubendpunkt zum oberen Hubendpunkt mittels der medienbeauf- schlagten Rückführungszylinder, die aus dem jeweils arbeitenden Arbeitszylinder mit dem notwendigen Druck und Volumenstrom versorgt werden und die gesamte Vorrichtung vom unteren zum oberen Hubendpunkt befördern. Alle Arretierungssicherungen, -hebel und -ventile sind geöffnet und sichern ab, dass die Aufwärtsbeförderung der Vorrichtung ungehindert erfolgt. Fig. 4 ist in allen Anlagen einsetzbar, da diese Form der Aufwärtsbeförderung die energetisch günstigste Form der Rückführung der Vorrichtungselemente in den oberen Hubendpunkt darstellt.

Fig. 5: die Vorrichtung der Kurbelwelle mit dem oberschlächtigen Wasserrad inklusive aller Druckwechselzylinder in den verschiedenen Positionen, wobei zum Beispiel die Kurbelzapfen der Druckwechselzylinder B und H jeweils um 45° von der 0°-Achse angreifen und B nach rechts und H nach links zieht und diese Kräfte sich gegeneinander aufheben. Das oberschlächtige Wasserrad wird aus dem Zulaufwasser angetrieben und liefert das Drehmoment, um die Kurbelwelle mit den jeweils symmetrisch zueinander angeordneten Druckwechselzylindern in einer Rotationsbewegung zu halten. Weiterhin sind das Getriebe vom Wasserrad zur Kurbelwelle, das Schwungrad und der Antrieb des Schwungrades mit einem Elektromotor (bei zu geringem Wasserzulauf) dargestellt. Fig. 6: die Vorrichtung der Druckerzeugung über die Baugruppen der Gegenkraft- und Druckwechselzylinder auf der Kurbelwelle und die Druckweiterleitung mittels der hydraulischen Presse auf den oberen Arbeitszylinderdeckel und damit die Erzeu- gung der Druckenergie E_a im Arbeitszylinder. Diese Druckenergie kann in einem Hydraulikmotor oder über ein Schwungrad in mechanische Energie umgewandelt werden, die beispielsweise in Fahrzeugen zum Direktantrieb dienen. Als Initial- oder Hilfsenergie zur Zwangsdrehung der Kurbelwelle können Brennstoffzelle, Photovoltaik, Druckluft (in bewegten Systemen) oder zusätzlich in stationären Systemen Wasser-, Wind-, Gezeitenkraft oder Motoren zur Anwendung gelangen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben und besteht aus folgenden Elementen: a) den Gegenkrafthebeln 1, deren: • langer Hebelarm an dem Last- Kraftaufnahmepunkt 2 entweder über das

Stahlseil 3 mit den Massen m 4 belastet wird und die Kraft F = m • g erzeugt oder mittels pneu-matik- oder hydraulikbetriebener Verspannzylinder 5 kraftseitig mit der Kraft F = p * A betätigt wird.

• kurzer Hebelarm gebogen ist und mit seinem Angriffspunkt mit der wesentlich grösseren Kraft F* = F • Ll / L2 an der oberen Platte 12 angreift, die fest mit dem

Kolben am Übertragungszylinder 13 verbunden ist.

• Umlenkpunkt des Hebels auf der Querlageφlatte 15 angeordnet und mittels eines schwenkbar gelagerten Querlageraufnahmebügels 17 und eines verschiebbaren Querlagerfusses 16 abgesichert ist. Dieser Umlenkpunkt der Gegenkrafthebel 1 auf der Querlageφlatte 15 ist notwendig, da die Zwischenplatte zwischen oberer Platte 12 und oberem Arbeitszylinderdeckel 18 separat durch die Festarretierungshebel 90 und die Arretierungsstangen 72 der hydraulischen Presse 67 abgefangen und kraftseitig beeinflusst werden muss. b) dem Druckübertragungszylinder 14, der aus folgenden Elementen besteht: • der oberen Platte 12, an der die kurzen Hebelarme der Gegenkrafthebel 1 mit der Kraft F* angreifen. • dem Kolben 13 am Druckübertragungszylinder, der fest mit der oberen Platte 12 verbunden ist und diese Kraft F* an

• das Hydrauliköl 14a des Druckübertragungszylinder 14 weiterleitet und den Druck pl in diesem Zylinder 14 erzeugt. • über das Hydrauliköl 14a wird die Druckweiterleitung des Drucks pl und die Kraftübertragung von F* an den oberen Arbeitszylinderdeckel 18 abgesichert. Der Druckraum zwischen dem Kolben 13 und dem oberen Arbeitszylinderdeckel 18 ist vorzugsweise mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt, um die Kompressibilität dieses Fluids auf ein Minimum zu begrenzen. Durch die Gegenkrafthebel 1 wird eine Kraft F* erzeugt, die auf die obere Platte 12 wirkt. Aufgrund dieser Kraft F* wird ein Druck pl im Zylinderraum des Druckübertragungszylinders 14 erzeugt, der von der Kraft F* und der Kolbenfläche des Kolbens 13 am Druckübertragungszylinder 14 - abhängig ist. Dieser Druck pl wirkt auch am Zylinderboden des Druckübertragungszylinders 14 und damit auf den oberen Arbeitszylinderdeckel 18, wobei die Kraft F* immer gleichgross bleibt. Der Druckübertragungszylinder 14 ist auf dem oberen Arbeitszylinderdeckel 19 angebracht und mit Rund- oder Profilringen dicht abgesichert. Der Kolben am Druckübertragungszylinder 13 ist mit der oberen Platte 12 verbunden und mit Profϊlringen hydraulikdicht zum Druckübertragungszylinder hin abgesichert. c) dem Arbeitszylinder 19, der aus folgenden Elementen besteht:

• dem oberen Arbeitszylinderdeckel 18, auf den die Kraft F* mittels der Gegenkrafthebel 1 einwirkt und der als Aufnahme der Entlüftungsleitung 29 mit dem integrierten Entlüftungsventil 30 und dem Manometers 31 dient.

• dem Arbeitszylinder 19 selbst, der entweder das Medium Wasser 19a, das bei Energieumwandlungsprozessen eingesetzt wird, oder eine Hydraulikflüssigkeit 19a aufnimmt, die vorrangig bei Kraftvervielfachungs- oder Druckerhöhungsanlagen Anwendung findet, und der zwischen einer oberen und unteren Endlage verschiebbar ist, wobei das im Arbeitszylinderraum befindliche Medium 19a mittels der verschiedenen Gegenkraftsystemen unter einen sehr hohen Druck gesetzt wird und diese Druckenergie E_a = p ^• dV zu den unterschiedlichsten Energieumwandlungsformen und Anwendungsfällen genutzt werden kann. • dem Arbeitskolben 20, der entweder über die Kolbenstange 22 fest auf dem Fundament 26 verankert ist oder beweglich über die Kolbenstange 22 auf eine druck- oder kraftseitig zu beeinflussende Vorrichtung 26 mit der Kraft F* einwirkt. In den Arbeitskolben 20 ist bei dynamischen Systemen die Zulaufleitung 27 vorzugsweise integriert, um eine möglichst kurzfristige Flutung des Arbeitszylinders 19 mit dem Fluid 19a abzusichern.

Die Zulaufleitung 27 in Systemen zur Kraftvervielfachung und Druckerhöhung wird vorzugsweise als separate Zuführungsleitung im Arbeitskolben 20 angeordnet, um die Kolbenstange 22 nicht stabilitätsseitig zu schwächen. Die Druckleitung 32 wird vorzugsweise in den Arbeitskolben 20 eingeordnet, um die Druckmittelableitung des Druckwasserstrahls 36 auf eine Einrichtung zur Energieumwandlung, zum Beispiel auf die Turbine 37, möglichst kurz zu halten und damit Strömungsverluste zu begrenzen.

• dem unteren Arbeitszylinderdeckel 21 , der über die Zuganker 25 mit dem oberen Arbeitszylinderdeckel 18 verbunden wird. Der untere Arbeitszylindereckel 21 führt über die Kolbenstangenführung 23 die Kolbenstange 22. Dieser Arbeitszylindereckel 21 weist eine Entlüftungsbohrung auf, um weder Kompression noch Unterdruck zuzu lassen.

• der Kolbenstange am Arbeitszylinder 22. Sie ist das verbindende Element zwischen Arbeitskolben 20 und dem Fundament 26 oder der zu beeinflussenden

Vorrichtung 26 und wird über den Kolbenstangenfuss 24 vorrichtungsseitig umgesetzt. Die Zulaufleitung 27 wird bei Energieerzeugungsprozessen vorzugsweise in die Kolbenstange 22 integriert, um über einen grösseren Querschnitt einen schnelleren Wasserzulauf aus dem Zulaufwasser 46 abzusichern. Der Druckraum zwischen dem oberen Arbeitszylinderdeckel 18 und dem Arbeitskolben 20 wird entweder - bei Energieerzeugungsprozessen - mit Wasser 19a aus dem Zulaufwasser 46 über die Zulaufleitung 27 geflutet oder bei Kraftvervielfa- chungs- und Druckerhöhungsprozessen aus separaten Behältnissen mit dem Medium 19a gefüllt. Die Flutung mit dem Medium 19a des Arbeitszylinders 19 erfolgt in der Phase der Hochbeförderung der gesamten Elemente (1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) vom unteren zum oberen Hubendpunkt und der gleichzeitigen Öffnung des Zulaufleitungsventils 28 in der Zulaufleitung 27. Um die Sicherheit der vollständigen Flutung des gesamten Arbeitszylinderraumes 19 mit dem jeweiligen Medium 19a zu erreichen, wird in der Endphase der Flutung das Entlüftungsventil 30 in der Entlüf- tungsleitung 29 geöffnet, um mögliche Luftreste aus dem Zylinderraum zu entfernen. Erreicht die Vorrichtung den oberen Hύbendpunkt, werden alle bisher geöffneten Ventile (Zulaufleitungs-, Entlüftungsventil 28, 30) geschlossen. Anschliessend werden alle Gegenkraftsysteme aktiviert und nach Einwirken aller dieser Systeme auf den Arbeitszylinder 19 und die Querlageφlatte 15 wird das Druckleitungs- ventil 33 in der Druckleitung 32 geöffnet und das unter einem sehr hohen Druck stehende Wasser 19a wird bei Energieumwandlungsprozessen aus dem Arbeitszylinder 19 auf die Freistrahlturbine 37 geführt und treibt diese an. Die mittels der Gegen- - kraftsysteme A, B und C initiierten Kraftkomponenten wirken mit F* am oberen Arbeitszylinderdeckel 19 und mit F** an der Querlageφlatte 15 mit den gleichen Kraftgrössen und vektoriell in der gleichen Kraftrichtung, so dass im Medium 19a im Arbeitszylinderraum 19 eine innere Energie in Form der Druckenergie E_a erzeugt wird, die durch die Formel E_a = p * dV definiert wird. Erreicht der obere Arbeitszylinderdeckel 18 den unteren Hubendpunkt und das gesamte Wasser 19a im Arbeitszylinder ist zur Energieumwandlung eingesetzt worden, so wird das Drucklei- tungsventil 33 geschlossen und der Prozess der Flutung des Arbeitszylinderraumes beginnt von vorne.

Demzufolge müssen vorzugsweise 2 Systeme von Arbeitszylindern alternierend zueinander arbeiten, um in jeweils einem System Energie zu erzeugen und im 2. System die Voraussetzung zur Energieumwandlung zu erfüllen. Zusätzlich wird ein Teil der Druckenergie E_a mit dem Medium 19a des jeweils arbeitenden Arbeitszylinders entnommen und für die Absicherung eines Teilprozesses des anderen Arbeitszylinders eingesetzt, um beispielsweise über das geöffnete Ventil der Druckleitung für Sekundäφrozesse 34 dieses Medium 19a für: • die Hochbeförderung des anderen Arbeitszylinders von der unteren zur oberen Hubendlage über die geöffneten Rückführungsventile 89 die Rückführungskolbenstangen mit integrierter Leitung 88 eine Flutung der Rückführungszylinder 85 mit dem Medium 85a genutzt wird und über die Rückführungszylinderstangen 6 eine Aufwärtsbeförderung der gesamten Vorrichtung dieses Arbeitszylinders mit den Elementen (1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) mit ihrem Kraftangriff am unteren Arbeitszylinderdeckel 21 und an den Last-/Kraftaufnahmepunkten 2 der Gegenkrafthebel absichern,

• das kraftseitige Verspannen der Verspannzylinder 5 wird über das Öffnen des Verspannzulaufventils 7 in der Verspannzulaufleitung 6 zum Zeitpunkt des Errei- chens des oberen Hubendpunktes des Arbeitszylinders mit dem Medium 5a abgesichert und damit für die Aktivierung der Gegenkrafthebel 1 des einsatzbereiten anderen Arbeitszylinders 19 mittels dieser Verspannzylinder 5 gesorgt.

Der obere Arbeitszylinderdeckel 18 ist mit Rund- oder Profilringen zum Arbeitszylinder 19 abgesichert. Der Arbeitskolben 20 ist mit Profilringen hydraulikdicht zum Arbeitszylinder 19 hin abgesichert. Alle Ventile (28, 30, 33) und das Ventil in der Leitung 34 sind vorzugsweise als Rückschlagventile ausgeführt. d) den Gegenkraftzylindern 48, die durch folgende Elemente gekennzeichnet sind:

• Gegenkraftzylinder 48

• Zylinderstange am Gegenkraftzylinder 50, die den oberen Deckel des Gegen- Kraftzylinder 49 mit dem Pumpenkolben 69 verbindet und als Aufnahme der Kolbenstangenbefestigung 51 dient • oberer Deckel des Gegenkraftzylinders 49

• Gegenkraftkolben 52

• unterer Deckel des Gegenkraftzylinders 55. Dieser sollte ebenfalls, analog der gleichen Gründe wie der untere Arbeitszylinderdeckei 21, eine Entlüftungsbohrung aufweisen

• mehrere Zuganker am Gegenkraftzylinder 56, die den oberen und unteren Deckel der Gegenkraftzylinder (49, 55) miteinander verbinden

• Gegenkraftkolbenstange 53, die den Gegenkraftkolben 52 mit dem Kolbenfuss am Gegenkraftzylinder 54 verbindet. Dieser Kolbenfuss 54 ist fest auf dem Fundament 26 oder einem horizontalen Widerlager 26 verankert. Die Gegenkraftzylinder 48 sind so ausgelegt, dass ihre Druckkraft F durch den Innen druck p des Mediums Pressluft 48a und ihre Fläche A eine Kraftwirkung F** an den Arretierungsstangen 72 über die hydraulische Presse 67 erzeugt, indem der Aachen- massig kleinere Pumpenkolben 69 über das Hydrauliköl 67a den grösseren Arretierungskolben 71 antreibt und die Kraft F** auf die Querlageφlatte 15 erbringt. ■ Da F** die gleiche Kraftwirkung mit -Grosse und Richtung (Vektor) wie F* besitzt, die von den Gegenkrafthebeln 1 auf die obere Platte 12 erbracht wird, ist die

Druckerenergieerzeugung E_a im Medium 19a (Wasser oder Hydraulikflüssigkeit) des Arbeitszylinders 19 abgesichert.

Der Druckraum zwischen Gegenkraftkolben 52 und oberem Deckel 49 des Gegenkraftzylinders ist vorzugsweise auch mit Druckluft 48a gefüllt, wobei die Drücke zwischen einem Minimal druck und einem Maximaldruck liegen. Der Minimaldruck _mm errechnert sich aus der Fläche A des Gegenkraftzylinders 48 und der Gegenkraft F = P_πun ^• A unter Berücksichtigung der Kolbenflächen des Pumpenkolbens 69 und des Arretierungskolbens 71 der hydraulischen Presse 67. Der Maximaldruck p_ma ergibt sich aus dem Druckaufbau infolge der Verschiebung des kooperierenden Druckwechselzylinders 60 zur Extremposition = 0°.

Zwischen beiden kooperierenden Zylindern, Gegenraftzylinder 48 und Druckwechselzylinder 60, wirkt das 3. Newtonsche Axiom, indem die Kräfte beider Zylinder vom jeweiligen Druckzustand abhängig sind. Ist der Druck im Medium 60a des Druckwechselzylinders 60 grösser als der Druck im Medium 48a des Gegenkraft- Zylinders 48, dann wird die Druckkraft des Gegenkraftzylinders 48 aufgehoben. Die Kolbenstange für Druckwechselzylinder 61 zieht an der Kolbenstangenbefestigung 51 die Zylinderstange am Gegenkraftzylinder 50 nach unten und entlastet somit den Pumpenkolben 69 der hydraulischen Presse 67. Ist der Druck im Medium 60a des Druckwechselzylinders 60 wesentlich kleiner als der Druck im Medium 48a des Gegenkraftzylinders 48, dann wirkt der Druck- und Energiespeicher des Mediums 48a des Gegenkraftzylinders 48 über die Zylinderstange 50 auf die hydraulische Presse 67 ein und bewirkt die Erzeugung der Kraft F** auf die Querlageφlatte 15. Die Anzahl der Gegenkraftzylinder 48 ist von der Anzahl der Druckwechselzylinder 60 10 abhängig, es sollte mindestens die gleiche Anzahl vorhanden sein. e) den Druckwechselzylindern 60, die aus folgenden Elementen bestehen: • dem Druckwechselzylinder 60 selbst

• dem oberen Deckel 62 für DWZ

• dem unteren Deckel 64 für DWZ, der fest mit der Zylinderstange 65 für DWZ verbunden ist und diese am Kurbelzapfen an der Kurbelwelle 57 angreift, wobei eine kraftseitige Beeinflussung der Kurbelwelle einen^* veränderten Innendruck im

Medium 60a des Druckwechselzylinders 60 hervorruft, der von der Kreisbahn des jeweiligen Kurbelzapfens abhängig ist. Der untere Deckel 62 für DWZ sollte ebenfalls eine Entlüftungsbohrung aufweisen, da analoge Gründe wie beim unteren Arbeitszylinderdeckel 21 vorliegen. • dem Kolben 63 für DWZ, der mittels der Kolbenstange 61 für DWZ mit der Zylinderstange des Gegenkraftzylinders 50 an der Kolbenstangenbefestigung 51 befestigt ist und die Zylinderstange 50 infolge des Innendrucks des Mediums 60a im Druckwechselzylinder 60 vertikal oder auch horizontal (bei liegenden Druckwech- selzylindern) bewegt • den Zugankem 66, die eine feste Verbindung zwischen dem oberen Deckel 62 und dem unteren Deckel 64 für DWZ gewährleisten.

Der Druckraum zwischen Kolben 63 und oberer Deckel 62 ist vorzugsweise mit Druckluft und Hydrauliköl 60a gefüllt, wobei die Drücke zwischen fast Null und mindestens dem Maximaldruck p_max des Mediums 48a im Gegenkraftzylinder 48 liegen müssen.

Der Druck ist nur durch die Kreisbahn der Kurbelzapfen an der Kurbelwelle 57 bedingt, deren Zwangsumlauf durch das oberschlächtige Wasserrad 47 bewirkt wird. Die Anzahl der Druckwechselzylinder 60 selbst ist von der Anzahl der Kurbelzapfen abhängig. Es ist vorteilhaft, mindestens 2 Druckwechselzylinder 60 zum Extrem- punkt 0° einzuordnen, damit auch 2 Druckwechselzylinder 60 zum Minimaldruck wechseln. Im Gegenzug üben die paarweisen Gegenkraftzylinder 48 mittels der hydraulischen Presse 67 den Maximaldruck auf die Arretierungsstangen 72 und damit auf die Querlageφlatte und das Medium 19a im Arbeitszylinder 19 aus. Für die Druckwechselzylinder 60, die sich spiegelbildlich - von der Mittelachse der Kurbelwelle 57 an den jeweiligen Kurbelzapfen aus gesehen - gegenüberliegen, wirkt ebenfalls das 3. Newtonsche Axiom. Die Kräfte dieser spiegelbildlichen Druckwechselzylinder 60 heben sich auf, da sie sowohl links als auch rechts vom Drehpunkt der Kurbelwelle 57 mit den gleichen Innendrücken im Medium 60a als auch den gleichen Flächen und somit gleiche Druckkräfte aufweisen, die aber jeweils in die entgegenesetzte Richtung wirken. Die resultierende Kraftkomponente ist somit = 0.

Die einzigen Druckwechselzylinder 60, die eine zusätzliche Kraftzufuhr erfordern, sind die Druckwechselzylinder 60, deren Kreisbahn auf den Extrempunkt 0° der äusseren Kreisbahn der Kurbelwelle 57 wechseln. Diese notwendige Kraftzufuhr zur Überwindung der „Totpunkte" in diesen Druckwechselzylindern 60 wird über die Zwangsdrehung der Kurbelwelle 57 mittels der Beaufschlagung von Zulaufwasser 46 im oberschlächtigen Wasserrad 47 abgesichert.

In diesen Druckwechselzylindern 60, die zur Extremposition 0° wechseln, steigt der Druck im Medium 60a zwar extrem hoch an, aber die zuzuführende Hilfsenergie, die zur Überwindung dieser „Totpunkte" notwendig ist, wird durch folgende Faktoren minimiert:

• die Druckwechselzylinder 60, die den Extrempunkt verlassen, versorgen die zum Extrempunkt ankommenden Druckwechselzylinder 60 mit dem grössten Teil der Hilfsenergie, da sie an der „anderen Seite" der Kurbelwelle 57 angreifen

• die Überwindung der „Totpunkte" erfordert nur die Überwindung der Druckdif- ferenz dieser Druckwechselzylinder 60, die zum Extrempunkt wechseln, da die

Summe aller Drücke im Medium 60a der links und rechts angreifenden Druckwechselzylinder 60 sich aufheben

• je grösser die Anzahl der Kurbelzapfen an der Kurbelwelle 57 ist, desto kleiner ist der Differenzwert des Höhenunterschiedes vom Vorgänger zum Extrempunkt 0°, da die Kosinusfunktion dies so festlegt. Auf der anderen Seite erhöhen sich natürlich mit der Erhöhung der Kurbelzapfen auch die Anzahl der Zylinder und damit die Reibungsverluste, so dass hier über Versuche eine optimale Lösung zu finden ist. Das Zusammenwirken von Druckwechselzylinder 60 und Gegenkraftzylinder 48 und ihrer kraftseitigen Wechselbeziehungen wurde unter Pkt. d) des ,,Ausführungsbei- spiels" bereits beschrieben. f) der Kurbelwelle 57, die auf ihrem Umfang eine symmetrisch zueinander versetzte Anzahl von Kurbelzapfen aufweist, die als Aufnahme der Zylinderstange 65 für DWZ dienen. Die Kurbelwelle 57 ist über Festlager 58 und Festlagerarretierungen 59 mit dem Fundament 26 verankert und wird durch das öberschlächtige Wasserrad 47 mittels beaufschlagtem Zulaufwasser 46 angetrieben. Auf Grund der zur Überwindung der „Totpunkte" der zur Extremposition 0° wechselnden Druckwechselzylinder 60 wird Energie in der Form benötigt, indem diese Druckwechselzylinder 60 ein Drehmoment zuzuführen ist, dass sich mathematisch mit der Hilfsenergie dW = dp ^• dV + F_RC beschreiben lässt. Je mehr Druckwechselzylinder 60 auf der Kurbelwelle 57 angeodnet sind, umso niedriger wird die Differenzkraft dieser Druckwechselzylinder 60. Bei der Anordnung von mehr als 72 Druckwechselzylindern 60 auf einer Kurbelwelle 57 geht diese Druckdifferenzkraft gegen Null. dW = Hilfsenergie (Arbeit), dp = Druckdifferenz der zur Extremposition wechselnden Druckwechselzylinders, dV - Volumenänderung des vorletzten Druckwechselzylinders des zur Extremposition wechselnden Druckwechselzylinders (von Höhendifferenz abhängig),

F_RC = Coulombsche Reibung aller betroffenen Zylinder (48, 60) und der Lager der Kurbelwelle 57. g) dem oberschlächtigen Wasserrad 47, dessen Zulaufwasser 46 die Zuführung der notwendigen Hilfsenenergie tätigt, indem die Schaufelzellen 47a das oberschlächtigen Wasserrad 47 mit Zulaufwasser 46 beaufschlagen und dieses antreiben. Das Wasserrad 47 sollte vorzugsweise oberschlächtig sein, um grosse Drehmomente zu erzeugen. Dadurch bedingt, sollte eine Fallhöhe von mindestens 2,5 m vorhanden sein, um dementsprechende Grössenordnungen zu erreichen. Das Wasserrad 47 sollte weiterhin mit Getriebe 47b, dem Schwungrad 47c und einem Elektromotor 47d ausgestattet sein, um die notwendigen Übersetzungungen zu erzielen und Maximalbelastungen unproblematisch auszugleichen. Das Wasserrad 47 treibt die Kurbelwellen 57 mittels des Getriebes 47b an, auf dessen Kreisbahn Druckwech- selzylinder 60 an den Kurbelzapfen der Kurbelwellen 57 angeordnet sind. Sollte der sekündliche Wasserzufluss des Zulaufwassers 46 nicht ausreichend vorhanden sein, um das notwendige Drehmoment am Wasserrad 47 zu erbringen, dann kann über einen Elektromotor 47d eine Zusatzenergie dem Wasserrad 47 zugeführt werden, die dem Generator entnommen wird und zur temporären Überbrückung von Energiedefiziten für das notwendige Drehmoment am Wasserrad 47 sorgt.

Es können natürlich auch externe Energiequellen als Lieferant der Zusatzenergie herangezogen werden wie:

Solarzellen, Wind-, Wasser-, Gezeitenkraft, Brennstoffzellen oder andere Quellen. h) der Zulaufrinne 44, die das Zulaufwasser 46 dem Wasserrad 47 zuführt. Mittels der Schützentafel 45 in der Zulaufrinne wird der Zulaufquerschnitt und damit die Zulaufwassermenge 46 gesteuert. In der Zulaufrinne 44 befindet sich auch die Zulaufleitung 27, die vorzugsweise strömungsmittig angeordnet ist, um so wenig wie möglich Verunreinigungen aufnehmen zu können und die einen Feinfilter aufweisen sollte, um die letzten Verunreinigungen aus dem Zulaufwasser rauszufiltern. i) der hydraulischen Presse 67, die ursächlich bedingt durch die beidseitig am Arbeitszylinder 19 paarweise wirkenden, luftgefüllten Gegenkraftzylinder 48 kraftseitig betätigt wird, indem diese Gegenkraftzylinder als permanente Energiespeicher eine Druckkraft F mit den Faktoren Innendruck der Pressluft 48a und der Fläche des Gegenkraftzylinders 48 in dem Moment bereitststellen, wenn der Druck im korrespondierenden Druckwechselzylinder 60 extrem abfällt. Diese Druckkraft mit F = p • A mit der Hubhöhe H der Gegenkraftzylinder 48 wird über die Zylinderstangen am Gegenkraftzylinder 50 in eine Bewegung eines flächenmässig kleineren Pumpenkolbens 69 in der hydraulischen Presse 67 über das Medium des Hydrauliköls 67a dieser Presse 67 auf einen flächenmässig grösseren Arretierungs- kolben 71 mit der Druckkraft F** übertragen.

Diese Druckkraftübertragung in der hydraulischen Presse 67 vom Arretierungskolben 71 erfolgt auf die Arretierungsstangen 72, die diese Kraft F** auf die Querlageφlatte 15 übertragen und somit bewirken, dass eine kontinuierliche Bewegung des Arbeitszylinders 19 nach unten gegen den Arbeitskolben 20 erfolgt und damit für einen kontinuierlichen Ausstoss von Druckwasser 36 zur Beaufschlagung der Turbine 37 oder zur Druck- oder Kraftverstärkung am Arbeitskolben 20 bzw. an der Kolben- Stange 22 sorgen.

Die hydraulische Presse 67 besteht aus folgenden Einzelvorrichtungen:

• dem Pumpenkolben 69 in der Presse 67, der von der Zylinderstange 50 am Gegenkraftzylinder entweder angetrieben oder entlastet wird • dem Pumpenventil 76 in def'Presse 67, das in der Arbeitsphase des Arbeitszylinders 19 immer geöffnet und in der Aufwärtsbeförderungsphase des Arbeitszylinders 19 immer geschlossen ist

• dem Arretierungsventil 75 in der Presse 67, das in Abhängigkeit von der Stellung des Kurbelzapfens des jeweiligen Gegenkraftzylinders 48 auf der Kreisbahn der Kurbelwelle 57 entweder geöffnet oder geschlossen wird. Geöffnet wird dieses Arretierungsventil 75 dann, wenn der Gegenkraftzylinder 48 die Druckkraft F zum Antrieb des Pumpenkolbens 69 erbringt, und geschlossen wird dieses Ventil 75 dann, wenn der Gegenkraftzylinder 48 seine Druckkraft F verliert, indem der kooperierende Druckwechselzylinder 60 die Kraft F*** erlangt. Grob skizziert wird das Arretie- rungsventil 75 nach Erreichen des Kurbelzapfens des jeweiligen Gegenkraftzylinders 48 von ca. der Hälfte auf dem Kurbelwellenumfang geöffnet und vor Erreichen von ca. der Hälfte des Kurbelwellenumfangs des Gegenkraftzylinders 48 wieder geschlossen. Dies betrifft aber immer nur die Arbeitsphase des Arbeitszylinders 19. In der Aufwärtsbeförderung des Arbeitszylinders 19 ist das Arretierungsventil 75 immer geöffnet.

Das Arretierungsventil 75 ist in der Pumpleitung 68 der hydraulischen Presse 67 angeordnet.

• einem Hydraulikzuführungskolben 77 in der Presse 67, der das Hydrauliköl 67a dem Pumpenkolben 69 zuführt, wenn die Druckkraft F des Mediums 48a im Gegenkraftzylinder 48 durch den grösseren Druck F*** des Mediums 60a im

Druckwechselzylinder 60 kompensiert wird. Dadurch bedingt zieht die Kolbenstange für DWZ 61 die Kolbenstangenbefestigung 51 nach unten, so dass sowohl die Zylinderstange am Gegenkraftzylinder 50 und synchron der Pumpenkolben 69 kraftseitig nach unten bewegt werden. Der Hydraulikzuführungskolben 77 quert dabei mit seiner Gegenlageφlatte 79, die über die Hydraulikzuführungskolbenstange 78 mit dem Hydraulikzuführungskolben 77 verbunden ist, die jeweilige Arretierungs- Sicherung 81 in der Führung für Gegenlager 80, so dass abgesichert wird, dass bei einer späteren Aufwärtsbeförderung des Pumpenkolbens 69 die Arretierung der Gegenlageφlatte 79 an der Arretierungssicherung 81 erfolgt und der Pumpenkolben 69 das Hydrauliköl 67a in den Arretierungszylinder 70 pumpt und den Arretierungs- kolben 71 nach unten drückt

• einem Arretierungspunkt 74, der als Festpunkt der hydraulischen Presse 67 an den Vertikal stützen 97 am Arbeitszylinder 19 angeordnet ist und der über die Arretierungsverstrebung 73 den Arretierungszylinder 70 in einer festen Position über den Arbeitszylinder 19 fixiert. • einen Arretierungskolben 71, der sich im Arretierungszylinder 70 befindet.

Dieser Kolben 71 wird mittels des Hydrauliköls 67a auf der Oberseite beaufschlagt. An seiner Unterseite besitzt dieser Kolben 71 Arretierungsstangen 72, die wiederum die Kraft des Kolbens 71 auf die Querlageφlatte 15 weiterleiten. Die Funktion der hydraulische Presse 67 basiert auf den physikalischen Gesetzen dieses Pressentyps, indem ein kleinerer Pumpenkolben 69 das Hydraulkiköl 67a auf einen grösseren Arretierungskolben 71 weiterleitet, so dass aus der Druckkraft F mit p • A des Gegenkraftzylinders 48, die ebenfalls am Pumpenkolben 69 wirkt, eine grössere Kraft F** am Arretierungskolben 71 erzeugt wird, die aus den unterschiedlichen Kolbenflächen resultiert. • Die hydraulische Presse 67 weist fixierte Festpunkte auf, die als Arrtierungs- Punkte 74, der Führung für Gegenlager 80, dem Pumpengehäuse der hydraulischen Presse 67 zur Aufnahme des Pumpenkolbens 69 und des Hydraulikzuführungskolbens 77 und dem Arretierungszylinder 70 ausgebildet sind und deren Fixpunkte an den Vertikalstützen 97 und an der Quetraverse 98 mittels der Arretierungsverstre- bungen 73 am jeweiligen Arbeitszylinder 19 angeordnet sind.

Die Anordnung der hydraulische Presse 67 ist vorzugsweise so gestaltet, dass der Teil der Presse 67, der kraftseitig der Krafterzeugung mittels der Druckkraft F aus den Gegenkraftzylindern 48 herrührt, auch vorrichtungsseitig dort angeordnet wird. Dies betrifft sowohl den Pressenköφer 67, der den Pumpenkolben 69 aufnimmt, als auch alle Elemente der Hydraulikzuführung und der Arretierung dieser Hydraulikzuführung (76 - 84). Über die Pumpleitung 68 wird der Arretierungszylinder 70 mit dem Hydrauliköl 67a versorgt, das vom Pumpenkolben 69 über das geöffnete Arretierungsventil 75 in den Arretierrungszylinder 70 gepumpt wird und den Arretierungskolben 71 beaufschlagt. Vorzugsweise besitzt jeder Arbeitszylinder 19 vier gleichmässig am Umfang verteilte Arretierungszylinder 70 mit allen Elementen (70 - 74), wobei immer 2 gegenüberliegende Arretierungszylindersysteme 70 vom gleichen Pumpenkolben 69 mit Hydrauliköl 67a versorgt werden sollten, um die Gleichzeitigkeit der Kraftzufuhr zu gewährleisten, denn die Schaltung der Arretierungsventile 75 erfolgt immer mit minimalen Differenzen. Das Schliessen des Arretierungsventils 75 bewirkt zum Zeitpunkt der Kompensation der Druckkraft des Gegenkraftzylinders 48 durch den ansteigenden höheren Druck im Druckwechselzylinder 60, dass der Pumpenkolben 69 nach unten gezogen wird. Infolge des Druckabfalls des Hydrauliköls 67a entsteht in der hydraulischen Presse 67 ein Unterdruck, der bedingt, dass Hydrauliköl 67a nachfliesst, indem sich der Hydraulikzuführungskolben 77 mit der Hydraulikzuführungskolbenstange 78 und der Gegenlageφlatte 79 auf Grundlage der Gravitation nach unten bewegen, die Gegenlageφlatte 79 die jeweils nächste Arretierungssicherung 81 quert und somit das zum Druckaufbau notwendige zusätzliche Hydrauliköl 67a in die hydraulische Presse 67 gelangt. Die Hydraulikzuführungseinrichtung der hydraulischen Presse 67 ist derart gestaltet, dass der Hydraulikzuführungskolben 77 im Pressenköφer der hydraulische Presse 67 geführt wird. Oberhalb des Hydraulikzuführungskolbens 77 ist die Hydraulikzuführungskolbenstange 78 angeordnet, die als oberen Abschluss eine Gegenlageφlatte 79 aufweist, die in einer Führung für Gegenlager 80 geführt wird. In dieser Führung für Gegenlager 80 sind in entsprechenden Abständen Arretierungssicherungen 81 angeordnet, die eine problemlose Querung der Gegenlageφlatte 79 von einer oberen Arbeitsposition in eine darunter liegende nächste Position absichern, da diese Arretierungssicherungen 81 in der Horizontale verschiebbar sind und auf Grund einer entsprechenden Schräge, die spiegelbildlich zu der querenden Platte 79 passt. Darüber hinaus sind Druckfedern für Arretierungssicherungen 82 in die Arretierungssicherungen 81 in die Nivellierungsbolzen mit Muttern 83 eingepasst, so dass nach der Querung der Gegenlageφlatte 79 ein Vorschieben der Arretierungssicherung 81 über die Platte 79 erfolgt und somit ein Fixieren der Gegenlageφlatte 79 in dieser neuen Arbeitsposition absichert. Wenn die Gegenlageφlatte 79 im Abschluss aller Fixieφunkte wieder in die obere Arbeitspositon gebracht werden soll, werden nach dem Schliessen der Pumpenventile 76 und dein Öffnen der Arretierungsventile 75 die Anti-Arretierungshebel 84 aktiviert, alle Druckfedern 82 der Arretierungssicherung 81 zusammengepresst und alle Arretierungssicherungen 81 hinter die Führung für Gegenlager 80 zurückgeführt. So erreicht die Gegenlageφlatte 79 ungehindert die obere Arbeitsposition und das Hydrauliköl 67a aus dem Arretie- rungszylinder 70 wird dabei mittels der aufwärts beförderten Arretierungskolben 71 in den Pressenköφer unterhalb der Hydraulikzuführungskolben 77 gepresst. Danach werden die Anti-Arretierungshebel 84 reaktiviert und die Arretierungssi che- rungen 81 können ihre Funktion der Fixierung der Gegenlageφlatte 79 in der nächsten Arbeitsphase des Arbeitszylinders 19 wieder aufnehmen. Die Anti-Arretierungshebel 84 sind vorzugsweise als Exzenterhebel ausgebildet, Die hydraulische Presse 67 ist im Bereich der Pumpenkolben 68 in zwei separate Leitungen und weitere Vorrichtungen (75 - 84) aufgeteilt, die das jeweilige Pumpenventil 76 integrieren. Das geöffnete Pumpenventil 76 versorgt dabei den ersten Arbeitszylinder 19 mit der Druckkraft F** und synchron dazu sichert im umge- kehrten Fall der zweite Arbeitszylinder 19 bei geschlossenem Pumpenventil 76 in der zweiten Leitung der hydraulischen Presse 67 die ungehinderte Aufwärtsbefόrderung des Gegenlageφlatte 79 der hydraulischen Presse 67 ab. Diese separaten Leitungen der hydraulischen Presse 67 haben den Hintergrund, dass einerseits die Kurbelwellen 57 sich nur auf zwei Kurbelwellen 57 reduzieren und diese ständig betrieben werden und andererseits die Druckkraft F der Gegenkraftzylinder 48 immer als Kraftvektor auf einen Pumpenkolben 69 wirkt, der diese Druckkraft nur über das jeweilig geöffnete Pumpenventil 76 an die erste oder zweite hydraulische Presse 67 weiterleitet. j) den Festarretierungshebeln 90, die aus folgenden Elementen bestehen: • den Festarretierungshebeln 90 selbst, die in unterschiedlicher Höhenstaffelung vom oberen zum unteren Hubendpunkt des Arbeitszylinders 19 an den Vertikal- stützen 97 angeordnet sind und die auf die Querlageφlatte 15 und/oder auf den oberen Arbeitszylinderdeckel 18 kraftseitig einwirken

• den zwischen den jeweiligen Festarretierungshebeln 90 befindlichen Distanzstücken 94, die eine zusätzliche Stabilität der Festarretierungshebel 90 garantieren • den Festarretierungshebeln 90, die in der Horizontale verschiebbar sind, damit eine Querung der Querlageφlatte 15 und des oberen Arbeitszylinderdeckels 18 unproblematisch erfolgen kann. Sie sind aus diesem Grunde mit einer entsprechenden Schräge versehen, die spiegelbildlich zu den zu querenden Platten (1 , 18) passen. Darüber hinaus sind Druckfedern 91 mit Nivellierungsbolzen und Muttern 92 eingepasst, deren Funktion darin besteht, nach Querung der Platten (15, 18) ein Vorschieben der Arretierungshebel 90 auf die Platten (15,18) zu ereichen. k) den Rückholhebeln 93, die in der unteren Hubendlage des Arbeitszylinders 19 aktiviert werden und alle Druckfedern 91 der Festarretierungshebel 90 zusammenpressen und somit alle Festarretierungshebel 90 hinter die Vertikalstützen 97 zurückführen, so dass die Querlageφlatte 15 und der obere Arbeitszylinderdeckel 18 ungehindert von der unteren zur oberen Hubendlage des Arbeitszylinders 19 bewegt werden kann. Nach Erreichen des oberen Hubendpunktes des Arbeitszylinders werden die Rückholhebel 93 reaktiviert und die Druckfedern 91 entlastet, so dass die Festarretierungshebel 90 ihre Funktion der Fixierung der Querlageφlatte 15 und des oberen Arbeitszylinderdeckels 18 in der jeweils nächsten Arbeitsphase des Arbeitszylinders 19 wieder aufnehmen können. Die Rückholhebel 93 sind vorzugsweise als Exzenterhebel ausgebildet.

1) der Düse 35, die sich im Anschluss an die Druckleitung 32 befindet. In der Düse 35 erfolgt die Umwandlung der Druckenergie E_a der Wassermenge 19a des Arbeitszylinders 19 in kinetische Energie E_k des Druckwasserstrahls 36. Diese strömt durch die Druckleitung 32 und erhöht in der Düse 35 die entsprechende Geschwindigkeit w des austretenden Wasserstrahls. m) der Turbine 37, die vorzugsweise aus einer Freistrahlturbine besteht, da hohe Strömungsgeschwindigkeiten des Druckwasserstrahls 36 umgesetzt werden. ml) anstelle der Turbine 37 kann auch ein Hydraulikmotor 37 eingesetzt werden, der die Druckenergie E_a der Hydraulikflüssigkeit 19a entweder sofort zum Antrieb einer Maschine oder eines Fahrzeugs nutzt bzw. einen Generator 42 antreibt. n) dem Generator 42, der über die Turbine 37, die Riemenscheiben 39 und den Treibriemen 40 angetrieben wird. o) den Wellen (38, 41), mit der Turbinenwelle 38 und der Generatorwelle 41, die die Kraftübertragung von der Turbine 37 zum Generator 42 mittels ihrer Übertragungselemente (39, 40) gewährleisten. p) den Verstrebungen 43, die eine Verschiebung oder ein Kippen der Vorrichtungen verhindern. q) den Verspannzylindern 5, die für das kraftseitige Verspannen der Gegenkraft- hebel 1 über das geöffnete Verspannzulaufventil 7 in der Verspannzulaufieitung 6 sorgen und mittels des Mediums 5 a die Aktivierung der Gegenkrafthebel 1 des einsatzbereiten Arbeitszylinders 19 am oberen Hubendpunkt absichern. Die Versorgung der Verspannzylinder 5 mit dem Spannmedium 5 a kann mittels des jeweils arbeitenden Arbeitszylinders 19 über eine geöffnete Druckleitung für Sekundäφrozesse 34 vorgenommen werden, die diese Verspannzylinder 5 über die Verspannzulaufieitung 6 bei geöffnetem Verspannzulaufventil 7 mit dem Medium 19a versorgen, die Verspannkolben 10 von der Kolbeninnenseite beaufschlagen und nach aussen drücken und somit die Gegenkrafthebel 1 an den langen Hebelarmen kraftseitig belasten. Eine weitere Möglichkeit der Versorgung der Verspannzylinder 5 mit dem Medium 5a ist über separate Druckerzeugungsquellen, wie eine Pumpe oder einem Kompressor möglich.

Wird die Verspannkraft mittels der Verspannzylinder 5 nicht mehr benötigt, dann werden nach Öffnen des Verspannzulaufleitungsventils 7 in der Verspannzulauflei- tung 6 zeitgleich die Verspannablaufventile 9 in den Verspannablaufleitungen 8 geöffnet und das Medium 5a wird aus dem System der Verspannzylinder 5 über die Verspannzulaufieitung 6 abgeleitet. Die Verspannkolben 10 werden bei diesem Prozess von der Aussenseite mit dem Medium 5a aus einer gesonderte Druckerzeugerquelle beaufschlagt, so dass die Verspannzylinder 5 ihre Ausgangsposition einnehmen, ohne eine Kraftwirkung auf die Gegenkrafthebel 1 auszuüben. Danach bleiben die Verspannablaufventile 9 offen, nur die Ansteuerung der gesonderten Druckerzeugerquelle erfolgt mittels Steuerimpuls, um die Rückführung der Verspannkolben 10 nach innen abzusichern. r) den Rückführungszylindern 85. Die Hochbeförderung des jeweiligen Arbeitszylinders 19 von der unteren zur oberen Hubendlage kann einerseits über die geflu- teten Rückführungszylinder 85 erfolgen, indem über die geöffneten Rückführungsventile 89 in den Rückführungskolbenstangen mit integrierter Leitung 88 im Rückführungskolben 87 die Rückführungszylinder 85 mit dem Medium 85a geflutet werden und über die Rückführungszylinderstangen 86 für die Aufwärtsbeförderung der gesamten Vorrichtung dieses Arbeitszylinders 19 mit den Elementen (1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) und ihrem kraftseitigen Angriff am unteren

Arbeitszylinderdeckel (21) sowie am Last-/Kraftaufnahmepunkt 2 der Gegenkrafthebel 1 sorgen. Die Versorgung der Rückführungszylinder 85 mit dem Medium 85ä kann mittels des jeweils arbeitenden Arbeitszylinders 19 über eine geöffnete Druckleitung für Sekundäφrozesse 34 vorgenommen werden, die diese Rückfüh- rungszylinder 85 über die Rückführungskolbenstangen 88 bei geöffnetem Rückführungsventil 89 mit dem Medium 85a versorgen.

Die Rückführungszylinder 85 sind mit ihrer Rückführungskolbenstange 88 fest auf dem Fundament 26 verankert. Eine weitere Möglichkeit der Versorgung der Rückführungszylinder 85 mit dem Medium 85a kann aber auch über separate Druckerzeugungsquellen, wie eine Pumpe oder einen Kompressor, abgesichert werden.

Wird die Rückführungskraft mittels der Rückführungszylinder 85 nicht mehr benötigt und der Arbeitszylinder 19 hat den oberen Hubendpunkt erreicht, dann wird nach Schliessen der Druckleitung für Sekundäφrozesse 34 dieses Ventil in der Leitung 34 geschlossen, die Rückführungsventile 89 in den Rückführungskolbenstange mit integrierter Leitung 88 geöffnet und das Medium 85a wird aus dem System der Rückführungszylinder 85 abgeleitet. s) den Elektrozügen 100. Die Hochbeförderung des jeweiligen Arbeitszylinders 19 von der unteren zur oberen Hubendlage kann andererseits über die Elektrozüge 100 erfolgen, die im Moment des Erreichens des Arbeitszylinders 19 am unteren

Hubendpunkt angesteuert werden und ein Hochziehen der gesamten Elemente (1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) mittels der Stahlseile 101 vom unteren zum oberen Hubendpunkt absichern. Die dafür notwendige Energie des Hochziehens aller Vorrichtungslemente wird vom Generator oder einer externen Energiequelle entnommen. Die Elektrozüge 100 sind an der Quertraverse 98 oberhalb der gesamten Vorrichtungen angeordnet und die Quertraverse 98 wird von den Stützpfeilern 99 für die Quertraverse 98 fest auf dem Fundament 26 verankert. Die Quertraversen 98 dienen als Fixierungspunkte für die hydraulischen Pressen 67, die Verspannzylindern 5 und die Elektrozüge 100. t) den Vertikalstützen 97 am Arbeitszyliner 19. Sie dienen als Fixierungs- punkte für die Festarretierungshebel 90 und für querliegende Gegenkraftzylinder 48, wobei die Querstützen 96, die Horizontalträger 95 und die Stützpfeiler 99 die notwendigen Versteifungs- und Tragelemente darstellen. F) Technische Wirkung und gewerbliche Anwendbarkeit der Erfindung 1. Technische Wirkung 1.1. Voraussetzung zum Ablauf

Der Ablauf ist durch folgende wiederkehrende und zeitlich versetzte Charakteristik gekennzeichnet:

Auf einen mit Wasser gefüllten Arbeitszylinder (19) wirken von aussen verschiedenartige Gegenkraftsysteme (A, B, C) ein, die einen enormen Druck im Arbeitszyliήder in der Energieform der Druckenergie E_a des Mediums 19a hervorrufen.

Das erste Gegenkraftsystem A besteht aus Gegenkrafthebeln (1), deren Aufbau so gestaltet ist, dass entweder Massen m (4) freischwingend die obere Platte (12) belasten und am langer Hebelarm des Gegenkrafthebels 1 am LastTKraftaufnah- mepunkt (2) über das Stahlseil (3) mit den Massen m (4) belastet werden und dort die Kraft F = m ^• g erzeugt wird oder mittels pneumatik- oder hydraulikbetriebener Verspannzylinder (5) kraftseitig mit der Kraft F = p • A betätigt werden. Der kurze Hebelarm ist gebogen und greift mit seinem Angriffspunkt mit der wesentlich grösseren Kraft F* = F * Ll / L2 an der oberen Platte (12) an, die fest mit dem Kolben am Übertragungszylinder (13) verbunden ist. Die Umlenkpunkte der Hebel ( 1 ) sind auf der Querlageφlatte ( 15) angeordnet und mittels schwenkbarer

Querlageraufnahmebügel (17) und verschiebbarer Querlagerfüsse (16) abgesichert. Diese Umlenkpunkte (16, 17) der Gegenkrafthebel (1) auf der Querlageφlatte (15) sind notwendig, da diese Zwischenplatte (15) zwischen der oberen Platte (12) und dem oberem Arbeitszylinderdeckel (18) separat durch die Festarretierungshebel (90) abgefangen oder durch die Arretierungsstangen (72) der hydraulischen Presse (67) kraftseitig beeinflusst werden muss, um den Druck des Mediums (19a) im Arbeitszylinder (19) zu erzeugen.

Unterstützt wird das Gegenkraftsystem A durch die Gegenkraftsysteme B und C. Das Gegenkraftsystem B stellen beidseitig am Arbeitszylinder (19) angebrachte Festarretierungshebel (90) an den Vertikalstützen (97) dar, die die Querlageφlatte (15) - auf der sich die Umlenkvorrichtungen der Gegenkrafthebel ( 1 ) mit den

Elementen Querlageraufhahmebügel (17) und Querlagerfuss (16) befinden - in der jeweiligen Höhenposition an den Vertikalstützen (97) arretieren. Das Gegenkraftsystem C stellt die kinematische Umsetzung der Abwärtsbewegung der Querlageφlatte (15) und somit des Arbeitszylinders (19) von einer jeweils oberen Ausgangslage in die darunter befindliche nächste Ausgangslage dar. Die Druckkraft des Mediums (48a) dieser gespeicherten Energie wird von Pneumatik-Gegenkraftzylindern (48), die über eine hydraulische Presse (67) mit einen flächenmässig grösseren Arretierungskolben (71) mit der Druckkraft F** bewegt werden, immer paarweise mittels beweglicher mehrerer Arretierungsstangen (72) kraftseitig fixiert und angetrieben. Die hydraulische Presse (67) wird von mehreren flächenmässig kleineren Pumpenkolben (69) kraftseitig bewegt, wobei diese Pumpenkolben (69) wiederum von den luftgefüllten Gegenkraftzylindern (48) angetrieben werden, die als permanente Energiespeicher mittels des Mediums (48a) eine Druckkraft F = p • A mit den Komponenten: Innendruck der Pressluft und Fläche des Gegenkraftzylinders (48) bereitstellen und über das Medium des Hydrauliköls (67a) in der hydraulische Presse (67) die Druckkraft F an den Pumpenkolben (69) intervallweise liefern. Da mehrere Gegenkraftzylinder (48) kontinuierlich arbeiten, wird der Arretierungskolben (71) der hydraulischen Presse (67) mit der notwendigen Druckenergie F** versorgt. Diese Kraft F** durch die Arretierungsstangen (72) wird auf die Querlageφlatte (15) übertragen, bewirkt eine kontinuierliche Bewegung des Arbeitszylinders (19) nach unten gegen den Arbeitskolben (20) und sorgt damit für einen kontinuierlichen Ausstoss von Druckwasser (36) zur Beaufschlagung der Turbine (37) oder zur Druck- oder Kraftverstärkung am Arbeitskolben (20) bzw. an der Kolbenstange (22) zur Weiterleitung des Drucks Kraft auf die Vorrichtung (26). Die Zuführung der Hydraulikflüssigkeit (67a) aus einem Hydraulikzufuhrungsystem (77 - 81) erfolgt immer dann, wenn die Druckkraft F des jeweiligen Gegenkraftzylinders (48) durch den korrespondierenden Druckwechselzylinder (60) mit dem grösseren Innendruck des Mediums (60a) im Druckechselzylinder mit F*** aufgehoben und kompensiert wird. Die Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung ^• mittels Gegenkraftsystemen (A, B, C) hat zum Inhalt, dass ein mit Wasser oder einer Hydraulikflüssigkeit (19a) gefüllter Arbeitszylinder (19) durch diese drei miteinander kooperierenden Gegegenkraftsysteme beeinflusst wird, die absichern, dass dieser Druck p des Mediums (19a) im Arbeitszylinderraum (19) sowohl erzeugt als auch in der Phase der Abwärtsbewegung des Arbeitszylinders (19) von der oberen zur unteren Hubendlage konstant hoch gehalten wird.

Bei statischen Anlagen wird dieser hohe Druck des Mediums (19a) im Arbeitszylinder (19) dazu genutzt, um als Kraftverstärker des Arbeitskolbens (20) beispielsweise Stahlseile zu spannen, die quertragende Brückenelemente aufnehmen und somit längstragende Pfeiler überflüssig werden lassen. Bei Maschinen, die einen kurzzeitigen, aber sehr hohen Druck erfordern, wird der Arbeitskolben (20) durch die Gegenkraftsysteme A und B kraftseitig beeinflusst, indem die Massen m (4) oder die Verspannzylinder (5) das Gegenkraftsystem A aktivieren und an der oberen Platte (12) mit der Kraft F* angreifen. Die Kraft F* greift über die Vorrichtungen; obere Platte (12) - Druckübertragungskolben/-zylinder (13/14) - Medium (14a) im Druckübertragungszylinder (14) - oberer Arbeitszylinderdeckel (18) - Fluid (19a) im Arbeitszylinder (19) am Arbeitskolben (20) der Erfindung, der beweglich geführt ist, an. Das Gegenkraftsystem B wirkt dabei unterstützend und sichert ab, dass das Gegen- kraftystem A in der beschriebenen Art wirkt. Mit der Kraft F* des Arbeitskolbens (20) der Erfindung wird beispielsweise eine hydraulische Presse aktiviert und der Arbeitskolben 25 der Presse gemäss den bekannten Gesetzen der Hydraulik bewegt. Der Ausgangszustand wird erreicht, wenn das Gegenkraftsystem A und der Arbeitszylinder (19) mit allen Elementen wieder in die Ausgangslage zurückbewegt wird. Bei dynamischen Systemen, die sich von einer oberen zur unteren Endlage des Arbeitszylinders ( 19) bewegen - beispielsweise in Energieerzeugungsanlagen - wird dieser Druck p des Wassers (19a) im Arbeitszylinder (19) in der Düse (35) in Geschwindigkeit w umgewandelt. Das ausströmende Wasser des Druckwasserstrahls (36) besitzt eine kinetische Energie, deren Grosse der Druckenergie adäquat ist. Die Ursache des hohen Drucks im Medium (19a) des Arbeitszyinderrraumes (19) und der umzusetzenden Wassermenge (36) ist durch physikalische Gesetze geklärt. Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung sind diese Voraussetzungen abgesichert, da ein hoher Druck im System des Arbeitszylinderaumes (19) auf Grund des verfahrenstechnischen Ablaufs und des vorrichtungsseitigen Aufbaus in Verbindung mit einer kleineren umzusetzenden Wassermenge (19a) im Arbeitszylinderaum (19) vorliegt. Das Zusammenwirken der Gegenkraftsysteme bewirkt folgenden Ablauf: a) Durch die Massen- oder kraftseitige Belastung der Gegenkrafthebel (1) wird eine Gegenkraft erzeugt, indem die Massen m (4) freischwebend oder die Verspannzylinder (5) durch den Innendruck des Mediums (5a) kraftseitig die Gegenkrafthebel r

(1) in der Phase der Abwärtsbewegung des Arbeitszylinders (19) belasten und somit eine Kraft F* auf der oberen Platte (12) erzeugen, die von folgenden Komponenten bestimmt wird:

• entweder von den Massen m (4), die mittels der Gravitationskraft F = m • g oder der Druckkraft der Verspannzylinder (5), F = p ^• A die Hebel (1) betätigen, die als absolute Ausgangsgrösse, die Kraft F am jeweiligen Last-/Kraftaufnahmepunkt (2) exakt definiert,

• dem Hebelarmverhältnis, das von Länge des ersten Gegenkrafthebels (1) vom Last-/Kraftaufnahmepunkt (2) bis zum schwenkbaren Querlageraufnahmebügel (17) und der Länge des zweiten Hebels vom Querlageraufnahmebügel (17) zum Ende des Gegenkrafthebels (1) als Druckpunkt auf der oberen Platte (12) bestimmt wird, und die Kraft F* bewirkt.

• Diese Kraft F* wirkt auf einen hydraulikgefüllten ( 14a) Druckübertragungszy- linder (14) und beeinflusst über den oberen Arbeitszylinderdeckel (18) das Medium (19a) im 25 Arbeitszylinder (19) kraftseitig. b) Durch die Anordnung mehrerer dynamisch wirkender Arretierungsstangen (72), von vorzugsweise vier diagonal gegenüberliegender Arretierungszylindern (70), die mittels Druckenergie F = p • A des Mediums (48a) von Gegenkraftzylindern (48) und in der weiteren Folge über hydraulische Pressen (67) mit der wesentlich grösseren Kraft F** versorgt werden, belastend auf die Querlageφlatte (15) einwirken. Diese Querlageφlatte (15) fungiert als Umlenkauflage der Gegenkrafthebel (1), die gesondert kraftseitig beeinflusst werden muss, um die Hebelwirkung der Gegen- krafthebel ( 1 ) überhaupt zu bewirken. c) Die Kraft F** der hydraulischen Pressen (67) muss exakt der Kraft F* entsprechen, die über die massen- oder kraftbelasteten Gegenkrafthebel (1) erzeugt wird, ^" um die Druckenergie E_a im Medium (19a) des Arbeitszylinders (19) zu bewirken. Über die Dimensionierung der Flächen und des Drucks der Pressluft (48a) der Gegenkraftzylinder (48), der wirksamen Hubhöhe H dieser Druckkraft aus dem

Medium (48a) lassen sich die Hubhöhe H des Pumpenkolbens (69) der hydraulischen Presse (67) und die Fläche des Pumpenkolbens (69) ableiten. Über die notwendige Druckkraft F** und Hubhöhe pro Sekunde der Arretierungskolben (71) an den hydraulischen Pressen (67) ist die Dimensionierung dieser beiden Komponenten F** und Weg des Mediums (67a) pro Sekunde an den Arretierungszylinder (70) zu bestimmen. d) Die Querlageφlatte (15) wird durch mehrere vertikal angeordnete Festarretierungshebel (90) zeitpunktbezogen in der Horizontalen fixiert, um insbesondere bei statischen Anlagen die Hebelwirkung mittels der Kraft F* zu erbringen, wenn keine grösseren W^rege des Arbeitszylinders (19) oder des Arbeitskolbens (20) erforderlich sind. e) Durch mehrere Druckwechselzylinder (60), deren Anzahl mit der der Gegenkraftzylinder (48) identisch ist, und die paarweise versetzt zueinander auf einer Kurbelwelle (57) angeordnet sind, wird bei der Rotation der Kurbelwelle (57) der jeweils zugeordnete Gegenkraftzylinder (48) beeinflusst, indem in diesem korrespondierenden Gegenkraftzylinder (48) der Druck im Medium (48a) entweder gar nicht oder maximal wirkt, je nach der Stellung des Druckwechselzylinders (60) auf der Kreisbahn der Kurbelwelle (57) und damit der Druckhöhe im Medium (60a) dieses Druckwechselzylinders (60). Somit werden die Arretietierungsstangen (72), als letztes Glied der hydraulischen Presse (67), kraftseitig beeinflusst und die Querlageφlatte (15) von einer jeweils oberen Arbeitslage in die darunter befindliche nächste Arbeitslage in Form des nächsten Festpunktes, gleich Festarretierungshebel (90), bewegt. Mit diesem Gegenkraftsystem wird abgesichert, dass die kinematische Verschiebung des Arbeitszylinders (19) von einem oberen zum unteren Hubendpunkt erfolgt und das im Arbeitszylinder (19) befindliche Wasser (19a) unter einen ständigen Druck p gesetzt wird, der von den oben genannten Kraftkomponenten definiert ist. Dieses Druckwasser (36) im Arbeitszylinder (19) wird auf eine Vorrichtung zur Energieumwandlung (35, 37) geführt, in der vorzugsweise Elektroenergie (42) erzeugt wird. 1.2. Verluste an Energie, die durch den Ablauf bedingt sind Die Energieverluste beziehen sich im einzelnen auf folgende Abläufe: a) Antrieb der Kurbelwelle mittels des Wasserrades (inklusive des notwendigen Getriebes und des Schwungrades)

Ursächlich bedingt ist die notwendige Energie zum abwechselnden Bewegen der Druckwechselzylinder (60), die von einer Position des Nfedrigdrucks zum Höchst- druck - und umgekehrt - auf den Kurbelzapfen der Kurbelwelle (57) angeordnet sind. Da sich diese paarweise um jeweils 180° versetzt zueinander auf der Kurbelwelle (57) befinden, zieht das jeweilige Paar von der 0°-Achse in die jeweils andere Richtung und die Kräfte heben sich zum überwiegenden Teil auf der Basis des 3. New- tonschen Axioms auf. Die einzig wesentliche Energie, die sich nicht aufhebt, ist die Druckenergie in dem Druckwechselzylinder (60), der sich zum Extrempunkt 0°, der grössten Entfernung zur Kolbenstangenbefestigung (51) bewegt und dort den grössten Druck im Medium (60a) des Druckwechselzylinders (60) erzeugt. Da der Druckwechselzylinder (60), der zum Extrempunkt 0° auf der äusseren Kreisbahn wechselt, den grössten Innendruck aufbaut, ist sein Vorgänger, der den Extrempunkt verlässt, der Druckwechselzylinder (60), der den grössten Teil des ankommenden Druckwechselzylinders (60) mit Energie versorgt, weil er an der "anderen" Kurbel- wellenseite (57) angreift. Demzufolge ist im wesentlichen nur die Druckdifferenz des neu ankommenden Druckwechselzylinders (60) zum verlassenden Druckwechselzylinder (60) am Extrempunkt dem System zuzuführen. Dies erfolgt mit Hilfe des oberschlächtigen Wasserrades (47). Je mehr Druckwechselzylinder (60) auf der Kurbelwelle (57) angeordnet sind, um so kleiner ist die zuzuführende Energie pro Druckwechselzylinder (60) durch das Wasserrad (47). b) Beförderung aller Elemente von den unteren Hubendpunkten in die oberen Hubendpunkte Die Bewegung aller Elemente eines Arbeitszylinders mit den einzelnen Vorrichtun- gen (1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) vom unteren zum oberen Hubendpunkt und in die obere Ausgangslage, wird einerseits durch die Flutung des Arbeitszylinders (19) mit dem Medium (19a) dadurch gewährleistet, indem das Druckleitungsventil (33) in der Druckleitung (32) geschlossen und synchron das Zulaufleitungsventil (28) in der Zulaufleitung (27) geöffnet wird. Andererseits wird die Beförderung der gesamten Vorrichtung mit den Massen m (4) und dem Arbeitszylinder (19) und all seinen Elemente (1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) mittels zweier Alternativen von der unteren zur oberen Hubendlage abgesichert: Variante A): Die Beförderung der Vorrichtung durch die Aktivierung -mittels der Rückführungs- zylinder (85), die über die Medien (85a) mit Druckwasser (19a) aus dem alternierend arbeitenden Arbeitszylinder (19) oder einem separat arbeitenden Druckstromerzeuger mit Pressluft oder Hydrauliköl über das geöffnete Rückführungsventil (89) in der Rückführungskolbenstange 'mit integrierter Leitung (88) mit dem Medium (85a) versorgt werden und über die Flutung des Rückführungszylinder (85) eine Auf ärts- beförderuήg der gesamten Vorrichtung ( 1 - 23, 25, 29 - 31 , 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) über die Rückführungszylinderstangen (86) und ihren sinnvollen Einsatz vorzugsweise am unteren Arbeitszylinderdeckel (21) und an den LastTKraftaufnah- mepunkten (2) der Gegenkrafthebel absichern, wobei alle Arretierungsventile (75) geöffnet, die Pumpenventile (76) geschlossen und alle Anti-Arretierungshebel (84) der hydraulischen Presse (67) aktiviert sind und somit eine ungehinderte Aufwärtsbewegung der Gegenlagerlatten (79) in der Führung für Gegenlager (80) möglich ist. Variante B):

Die Beförderung der Vorrichtung erfolgt dadurch, dass durch die Aktivierung der Elektrozüge (100), die Stahlseile (101) betätigt werden und diese ziehen alle notwendigen Elemente (1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) in die obere Aus- gangslage. Die notwendige Energie definiert sich aus der Masse der hochzubefördernden Elemente, dem Weg dieser Hochbeförderung und der Gravitation. c) Schaltung von Ventilen und Hebeln sowie Reibungsverluste

Die Schaltung von Hebeln und Ventilen erfordert sowohl in der Arbeitsphase vom oberen in den untere Hubendendpunkt des Arbeitszylinders (19) als auch in der Phase der Aufwärtsbeförderung des Arbeitszylinders ( 19) in der entgegengesetzten Richtung Energie, die zur Absicherung des Prozessablaufes notwendig ist. Dies betrifft alle Ventile (28, 30, 33, 34, 75, 76, 89) und die Hebel, die zur Arretierung der Vorrichtung notwendigerweise eingesetzt oder ausser Kraft gesetzt werden (84, 93). Weiterhin sind Reibungskräfte zu überwinden, die in den Zylindern (19, 48, 60) und an Lagern, insbesondere an der Kurbelwelle (57), wirken. Diese Reibkräfte an den drehenden Elementen - Zylindern und Lagern — können aber bei kontinuierlicher Umlaufschmierung auf ein Minimum reduziert werden. d) Flutung des Arbeitszylinders aus dem Zulaufwasser

Die Flutung des Arbeitszylinders (19) mit dem Medium (19a) erfolgt - bei Energie- Umwandlungsprozessen — aus dem Zulaufwasser (46). Bei anderen Einsatzfällen erfolgt die Flutung des Arbeitszylinders (19) mit dem Medium (19a) aus gesonderten

Behältern.

Die Zeitdauer der Flutung des Arbeitszylinders (19) mit dem Medium (19a) beträgt bei allen Prozessen annähernd die Zeit, die zur Umwandlung in der arbeitenden Vorrichtung erforderlich ist.

2. Grundsätzliche technische Wirkung

Die Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen weicht von den bisher bekannten Verfahren zu den obengenannten Einsatzfälle in der Art ab, dass ein mit dem Medium (19a) gefüllter Arbeitszylinder ( 19) von mehreren Gegenkraftsystemen (A, B, C) in abgestimmter

Weise beeinflusst wird, indem ein Hebelsystem (1) mit einem freischwebenden massebelasteten (4) oder kraftseitig bewegten (5) langen Hebelarm und einem kurzen Hebelarm den Arbeitszylinder (19) kraftseitig mit einer wesentlich grösseren Kraft F* belastet. Der Umlenkpunkt (17) der Hebelarme (1) ist auf einer Zwischenplatte (15) angeord- net, und diese wird von Druckspeichern (48) über eine hydraulische Presse (67) oder Festarretierungshebel (90) kraftseitig gesondert abgefangen und mit der gleichen Kraft - hier F** genannt - die am kurzen Hebelarm wirkt, nach unten gedrückt. Die Kraft- und Druckkomponenten sind aufeinander abgestimmt und bewirken den gleichmässig hohen Druck des Mediums (19a) im Arbeitszylinder (19) in jeder Phase der Abwärtsbewegung des Arbeitszylinders (19) vom oberen zum unteren Hubendpunkt. Es wird insbesondere bei Energieumwandlungsprozessen ein sehr hoher Druck im System und eine kleinere Wassermenge zum Antrieb der Turbine genutzt. Die technische Wirkung dieses Verfahrens hat die Charakteristik, dass die Funktionen der Anwendungs- und Einsatzfälle der Vorrichtungen universell miteinander gekoppelt und verbunden werden können, indem insbesondere in dynamisch arbeitenden Systemen ein Teil der Druckenergie E_a des jeweils arbeitenden Arbeitszylinders (19) entnommen oder gespeichert wird und für die Absicherung eines Teilprozesses des anderen Arbeitszylinders (19) eingesetzt, oder für einen völlig anderen Einsatzfall genutzt wird. Dabei wird die Druckleitung für Sekundäφrozesse (34) über die Schaltung des Ventils dieser Leitung (34) geöffnet.

• Für die Hochbeförderung des anderen Arbeitszylinders (19) von der unteren zur oberen Hubendlage werden über das Öffnen der Rückführungsventile (89) in den Rückführungskolbenstangen mit integrierter Leitung (88) die Rückführungszylinder (85) geflutet. Über die Rückführungszylinderstangen (86) wird für die Aufwärtsbe- förderung der gesamten Vorrichtung dieses Arbeitszylinders mit den Elementen

(1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) und ihren Einsatz am unteren Arbeitszylinderdeckel (21) und an den Last- Kraftaufnahmepunkten (2) der Gegenkrafthebel gesorgt.

• Für das kraftseitige Verspannen der Verspannzylinder (5) wird über das Öffnen des VerspannzulaufVentils (7) in der Verspannzulaufieitung (6) gesorgt.Dadurch erfolgt die Aktivierung der Gegenkrafthebel (1) des einsatzbereiten anderen Arbeits- zylinders (19) mittels dieser Verspannzylinder (5).

• Für den Betrieb von Anlagen, die ebenfalls Druckenergie E_a benötigen, werden diese separaten Anlagen beispielsweise folgendermassen genutzt:

» Wasserentsalzungsanlagen • Hebevorrichtungen, Last- oder Montageaufzüge

• Feuerlöschanlagen

• Pumpstationen für Trink- oder Abwasser, andere flüssige Medien.

Die Betreibung erfolgt in der Form, dass weitere Teile der Druckenergie E_a mittels des Mediums (19a) des jeweils arbeitenden Arbeitszylinders (19) durch die Drucklei- tung für Sekundäφrozesse (34) über das geöffnete Ventil dieser Leitung (34) entnommen werden und dem jeweiligen zugeordneten Prozess der Sekundärnutzung entweder kontinuierlich oder impulsartig zugeführt werden.

3. Gewerbliche Anwendbarkeit

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo eine hohe - Kraftwirkung und/oder

- Druckenergie und/oder

- kinetische Energie entweder kontinuierlich oder zeitweilig benötigt wird.

Die Wirkung der einzelnen Komponenten mit Kraft, Druck und Energie lassen sich universell miteinander koppeln, so dass das Spektrum der Einsatzfälle sehr breit gefächert ist. Die Grenzen der Einsatzfälle entstehen letztendlich immer nur an den Grenzbelastungen der eingesetzten Materialien und der sinnvollen Verknüpfung der Einsatzgebiete.

Ist beispielsweise aus Platzgründen das Gegenkraftsystem A nicht einsetzbar, wird nur das Gegenkraftsystem C eingesetzt und die Druckkraft der permanenten Energiespeicher genutzt. Dies kann beispielsweise im Fahrzeugbau zu völlig neuen Antriebsarten führen, wobei als Hilfsenergie die Brennstoffzelle, die Druckluft oder die Photovoltaik dient und ein Hydraulikmotor oder eine angetriebene Schwungmasse den Antrieb des Fahrzeuges absichert. 3.1. Anwendungsgebiete Die vorzugsweisen Einsatzfelder der Erfindung sind: 3.1.1. Energieerzeugungsanlagen: Dieses Einsatzfeld wird etwas ausführlicher dargestellt, da die regenetive Energieerzeugung auf Grund des aktiven Klimauschutzes einen besonderen Stellenwert einnimmt. Die Ausführlichkeit der Berechnungen soll allen Ökonomen unter den Ökologen - und umgekehrt - zu weiteren Erkenntnissen verhelfen. Gegenkraftsystem A:

Die Kraft F der Gegenkrafthebel (1) greift mit ihren Massen m (4) über die Hebelwirkung an der oberen Platte (12) mit der wesentlich grösseren Kraft F* an. Die dazugehörigen Formeln lauten: F = m ^• g Kraft der angreifenden Massen an den langen Hebelarmen F* = F ' L1 / L2 Kraftvervielfachung durch die Hebel Wirkung

Es wird vorausgesetzt, dass an 4 Gegenkrafthebeln (1) Massen, mit je 10 t Belastung angreifen.

Damit beträgt F = m ^• g = 40.000 kg ^• 9,8 m / s² = 392.000 kg ^• m / s²= 392.000 N.

F* beträgt bei einem Hebelarmverhältnis von 10 m von Ll und 0,25 m: L2 = 40 / 1 F* = 15.680.000 kg ^• m / s² = 15.680.000 N.

Die Verspannimg der Gegenkrafthebel (1) mittels eines Veφannzylinders (5) wird alternativ dazu berechnet. Es wird eine Fläche dieses Verspannzylinders (5) von A = 250 cm² vorausgesetzt und das Medium (19a) wird in dem arbeitenden Arbeitszylinder (19) unter einen Druck von 156,8 bar gesetzt. Die Verspannkraft beträgt F = p • A.

F = 15.680.000 N / m² • 0,025 m² = 392.000 N.

Die Berechnung von F* ist analog des Hebelarmverhältnisses 40 / 1 vorzunehmen. Die angreifende Kraft F* der kurzen Gegenkrafthebel (1) an der oberen Platte (12) wird über den Kolben am Druckübertragungszylinder (13) mittels eines Flüssigkeits- polsters (12) im Druckübertragungszylinder (12) auf den oberen Arbeitszylinderdeckel (18) übertragen. Dadurch wird der Arbeitszylinder (19) beaufschlagt und somit das im Arbeitszylinder ( 19) befindliche Wasser ( 19ä) in einen Druckzustand von 156,8 bar versetzt. Wenn der Arbeitszylinder (19) eine Fläche von 1,0 m² besitzt, wird die Druckenergie E_a im Medium (19a) im Arbeitszylinder (19) aufgebaut. Ermöglicht wird die Hebelwirkung - und damit die Kraftvervielfachung von F auf F* - aber nur durch die Gegenkraftsysteme B und insbesondere durch C. Das Gegenkraftsystem C wird folgendermassen berechnet:

Es wird vorausgesetzt, dass jeweils 1 Gegenkraftzylinder (48) mit einer Fläche A von insgesamt 0,8 m² zum Einsatz kommt, wobei der Druck dieser Zylinder (48) bei mindestens 20 bar liegt. Die Druckkraft F beträgt F = p • A = 2.000.000 N / m² • 0,8 m² = 1.600.000 N.

Um abzusichern, dass diese Druckkraft F der Gegenkraftzylinder (48) mit 1,6 MN der Kraft F* der Gegenkrafthebel (1) mit 16 MN entspricht, muss demzufolge der Faktor 10 für die hydraulische Presse (67) eingeordnet werden. Dies wird dadurch realisiert, dass der Pumpenkolben (69) eine 10-mal kleinere Fläche AI gegenüber der Fläche A2 des Arretierungskolbens (71) aufweist. Die Kraft F der Gegenkraftzylinder (48) erzeugt somit bei den Pumpenkolben (69), die beispielsweise eine Fläche AI von 0,08 m² besitzen, eine Kraft F von ebenfalls 1,6 MN. Da die Fläche AI der Pumpenkolben (69) nur den Wert 1/10 der Gegenkraftzylinder (48) aufweist, beträgt der Druck p an den Pumpenkolben (69) 200 bar. Dieser Druck von 200 bar liegt im Medium (67a) der hydraulischen Presse (67) an und der Arretierungskolben (71) wird mit diesem Druck, aber mit der Fläche A2 = 0,8 m² nach unten gepresst. Die Druckkraft F** des Arretierungskolbens (71) beträgt F** = p • A = 20.000.000 N / m^{2 •} 0,8 m² = 16.000.000 N. F* beträgt 15.680.000 N und F** = 16.000.000 N. Daraus folgt, dass F* = F** und die Druckenergie E_a im Medium (19a) im Arbeitszylinder ( 19) aufgebaut wird. Wenn der Arbeitszylinder ( 19) eine Fläche von 1 ,0 m² besitzt, dann wird ein Druck von ca. 160 bar im Wasser (19a) erzeugt. Jetzt ergibt sich die Frage, in welchen Zeitintervallen diese Gegenkraftzylinder (48) diese Druckenergie F ihres Mediums (48a) bereitstellen können. Um diesen Verfahrensablauf so realitätsnah wie möglich darzustellen, werden folgende Ausgangswerte der Energieerzeugungsanlage ausgewählt: a) die Wassermenge des Zulaufwassers (46) beträgt pro Sekunde = 1,8 m³ b) die Höhe des oberschlächtigen Wasserrades (47) beträgt 2,5 m und damit liegt fest, dass der Radius der Schaufelzellen (47a) im Massenschweφunkt bei rl = 1 ,0 m liegt c) Am Wasserrad (mit Getriebe = 47b) stehen folgende Radien zur Verfügung: cl) Radius des Wasserrades rl = 100 cm c2) Radius des Getriebes r2 = 25 cm c3) Radius der Kurbelwelle r3 = 7,5 cm Aus den Radien rl, r2 und r3 ergeben sich folgende Kraftübersetzungen bzw. -Untersetzungen:

Von cl) zu c2) = rl / r2 = 100 / 25 = 4 / 1 Kraftübersetzung

Von c2) zu c3) = r2 / r3 = 25 / 7,5 = 3,3 / 1 Kraftuntersetzung

In den Schaufelzellen (47a) des Wasserrades (47) befinden sich mindestens 1.800 kg

Wasser, die eine Kraft von ca. 18.000 N am Radius des Wasserrades (rl = 100 cm) und am Getriebe (47b) eine Kraft von ca. 72.000 N bei r2 = 25 cm aufweisen.

An der Kurbelwelle (57) wirken demzufolge (aus der Untersetzung 3,3/1) 21.800 N pro Sekunde. Das Wasserrad (47) dreht sich beispielsweise pro Minute 10 mal. Das bedeutet, pro Sekunde legt das Wasserrad 1/6 - Umdrehung zurück. Der zurückgelegte Weg am Getriebe (47b) beträgt s2 = 50 cm ^• 3,14 / 6 = 26 cm Weg. Mit 26 cm Weg am Getriebe (47b) wird die Kurbelwelle (57) um 0,55 Umdrehung pro Sekunde bewegt und 40 von den insgesamt 72 Druckwechselzylindern (60) werden pro Sekunde kraftseitig beeinflusst. Die Kurbelzapfen der Kurbelwelle (57) sind in einer 5°-Staffelung angeordnet. Da weiterhin vorausgesetzt wird, dass die Druckwechselzylinder (60) die gleiche Fläche wie die Gegenkraftzylinder (48) aufweisen, beträgt die Fläche der Druckwechselzylinder (60), die kraftseitig zu beeinflussen sind, auch 0,8 m².

Die Kraft, die zur Überwindung der Totpunkte der Druckwechselzylinder (60) notwendig ist, stellen die Druckwechselzylinder (60) dar, die von der vorletzten Position zur Extremposition 0° wechseln. Hier gibt es kein „Gegenstück", das einen kraftseitigen Ausleich dieses Druckwechselzylinders (60) bewirkt. Über die Wirkung des Dritten Newtonschen Axioms wird abgesichert, dass die Kraft die von A auf B wirkt, im umgekehrten Verhältnis zur Kraft steht, die von B auf A einwirkt. Die Formel dafür ist: F_AB = - F_BA- Konkret auf die Druckwechselzylinder (60) bezogen bedeutet dass, dass sich die Druckwechselzylinder (60) , die sich spiegelbildlich - von der Mittelachse aus gesehen - gegenüberliegen, kraftseitig gegeneinander aufheben, da sie wechselseitig von links und rechts an der Kurbelwelle (57) am gleichen Drehpunkt mit gleichen Innendrücken der Zylinder (60) der Medien (60a) angreifen. Somit heben sich die Kräfte an der Kurbelwelle (57) für diese spiegelbildlich angreifenden Druckwechselzylinder (60) auf. Ist eine 5°-Teilung der Kurbelwelle (57) mit 72 Kurbelzapfen vorgesehen, so ist der Druckwechselzylinder (60), der von 355° auf 360° wechselt, von folgender Energiezufuhr abhängig:

1. von 355° auf 357,5° werden diese Druckwechselzylinder (60) von den Vorgänger Druckwechselzylindern (60), die 360° verlassen und zu 5° wechseln, bis zu 2,5° mitgezogen, da der Innendruck der „Vorgänger" höher ist als der der „Nachfolger"

2. von 357,5° auf 360° muss eine Hilfsenergie aufgewandt werden, da sich alle anderen Kräfte gegenseitig an der Kurbelwelle (57) aufheben. Dies erfolgt über den Wasserzulauf (46) oder, temporär über das Schwungrad (47c) oder den Elektromotor (47d), der das oberschlächtige Wasserrad (47) antreibt und somit das notwendige Drehmoment zur Überwindung der „Totpunkte" der zur Extremposition wechselnden Druckwechselzylinder (60) liefert.

Wie errechnet, stellt das Wasserrad (47) über das Getriebe (47b) eine Kraft von 21.800 N an den Kurbelwellen (57) zur Totpunktüberwindung und zur Überwindung der Reibung in den Zylindern (48, 60) sowie an den Lagerstellen der Kurbelwelle (57) zur Verfügung.

Die Berechnung der notwendigen Druckarbeit dW pro Druckwechselzylinder (60) beträgt: dW = dp ^• dV + F_RC dW = Hilfsenergie (Arbeit) dp = Druckdifferenz (im konkreten Fall wird zur ersten Berechnung der Höchstdruck von 40 bar angenommen, obwohl real nur eine Druckdifferenz von maximal 4 bar anliegt) dV = das zu verdrängende Volumen der Druckwechselzylinder (60), die von 357,5° auf 360° wechseln F_RC = Coulombsche Reibung aller betroffenen Zylinder (48, 60) und der Lager der Kurbelwelle (57) Der Durchmesser der Kurbelwelle (57) wird mit 150 mm festgelegt und die Länge der Kolbenstange für DWZ (61) beträgt 500 mm. Da bei der Berechnung der zuzuführenden Hilfsarbeit dW von realitätsnahen Daten ausgegengen werden muss, ist auf Grund der Länge der Kolbenstange für DWZ (61) mit 500 mm zur Kolbenstan- genbefestigung (51) ein realer Winkel der Kolbenstange (61) an der Kolbenstangenbefestigung (51) von maximal 1,25°, anstelle des 2,5°-Totpunktüberwindungswin- kels, anzusetzen: cos 1,25° = 0,9998 dh = 500 mm - (cos 1,25° ^• 500 mm) dh = 500 mm - (0,9998 • 500 mm) = 500 mm - 499,9 mm = 0,1 mm = 0,01 cm 25 dh = 0,0001 m dV = A • dh = 0,8 m² • 0,0001 m = 0,00008 m³

Die Hilfsenergie, die zur Überwindung der Totpunkte aller Druckwechselzylinder (60) pro Sekunde notwendig ist, beträgt (für eineen Druck von 40 bar der Druck- wechselzylinder): dW = p • dV • Anzahl DWZ dW = 4.000.000 N/m² • 0,00008 m³ • 40 dW = 12.800 Nm (für 40 DWZ) dW = 320 Nm (pro DWZ) - für 40 bar Für den Differenzdruck von 4 bar der Druckwechselzylinder (60) beträgt die

Hilfsarbeit dW 32 Nm pro Druckwechselzylinder (60) und für die 40 Druckwechselzylinder (60) 1.280 Nm, die zur Überwindung der Totpunkte notwendig sind. Der zusätzliche Kraftaufwand, den die Reibkraft der Kolben (52, 63) bzw. Kolbenstangen (61) an den Wänden der Druckwechselzylinder (60) und Gegenkraftzylinder (48) bewirkt, wird mit 100 N pro Zylinder bewertet. Da die newtonsche (geschwindigkeitsproportionale) Reibung F_RN = K_Ns mit annähernd Null zu bewerten ist, da keine grossen Geschwindigkeiten auftreteten, ist nur die coulombsche Reibung F_RC ⁼ Kc sign (s) von Bedeutung, wobei 100 N als Ausgangswert pro Zylinder ausreichen, um alle Reibungsverluste zu bewerten. Für jeweils 72 bewegte Zylinder (48, 60) pro Sekunde sind somit Reibungsverluste von ca. 14.000 N einzuordnen. Zusätzlich sind Reibungsverluste an den Lagern der Kurbelwelle (57) zu berück- sichtigen, die mit ca. 50 N pro Lagerzapfen eingeodnet werden. Daraus resultiert eine zusätzliche Kraftzufuhr, die mit ca. 4.000 N zu bewerten ist. Die Totpunktüberwindung erfordert 1.280 Nm, so dass ein Drehmoment von ca. 20.000 N an der Kurbelwelle (57) vorliegen muss und dies mit ca. 21.800 N über das Wasserrad (47) auch abgesichert wird. dW = dp • dV • Anzahl Zylinder + F_RC • Anzahl Zylinder + F_RC • Anzahl Lagerzapfen dW = 400.000 N/m² • 0,00008 m³ • 40 + 100 N • 144 + 50 N • 80 dW = 1.280 Nm + 14.000 N + 4.000 N dW = 19.280 N(m)

Da auf der Kurbelwelle (57) 72 Druckwechselzylinder angeordnet sind, werden bei 0,55 Umdrehungen der Kurbelwellen (57) insgesamt 40 Druckwechselzylindeφaare (60) kraftseitig beeinflusst. Der Elektromotor (47d) am Wasserrad muss demzufolge eine Leistung von ca. 50 kW erbringen, um die Zwangsdrehung der Kurbelwelle (57) bei zu wenig Zulaufwasser (46) abzusichern.

Unter der Voraussetzung, dass der jeweilige Druckwechselzylinder (60) auf etwa 1/3 des Umfanges der Kurbelwelle (57) den Minimaldruck erreicht und der kooperierende Gegenkraftzylinder (48) seine Druckkraft F über die Zylinderstange (50) an den Pumpenkolben (69) weiterleitet, kann man davon ausgehen, dass die Hubhöhe des Gegenkraftzylinders (48) und des Pumpenkolbens (69) jeweils ca. 50 mm beträgt.

Dies bedeutet, dass die notwendigen 40 Druckwechselzylinder (48) bewegt werden und pro Sekunde unter den genannten Voraussetzungen mit dem Innendruck von 20 bar wirken und damit jeweils eine Druckkraftbewegung der Pumpenkolben (69) von ca. 50 mm Weg verursachen, die aber einen Druck von 200 bar aufweisen. Dieser Weg von ca. 50 mm an den Pumpenkolben (69) bewirkt einen Weg von ca. 5 mm an den Arretierungskolben (71) in den Arretierungszylindern (70). Damit wird der Arbeitszylinder (19) bei 40 Hüben der Gegenkraftzylinder (48) um ca. 200 mm pro Sekunde nach unten bewegt und das Wasser (19a) wird mit einem Druck von ca. 160 bar aus der Düse (35) als Druckwasserstrahl (36) gepresst. Diese Druckwassermenge von ca. 200 Liter pro Sekunde besitzt eine Druckenergie E_a = p ^• dV.

E_a = 16.000.000 N/m² • 0,2 m³ = 3.200.000 Nm = 3.200 kj = 3.200 kW und die kinetische Energe E hat die gleiche Grössenordnung.

Da der Arbeitszylinder (19) eine Fläche A = 1 m² und eine Höhe des Arbeitshubes von 2,5 m aufweist, is ein Wasservolumen (19a) von 2,5 m³ im Arbeitszylinder (19) vorhanden.

Da pro Sekunde 200 Liter Wasser als Druckwasserstrahl (36) aus der Düse (35) ge- presst werden, wobei der Druck p sich in Geschwindigkeit w mit einem Wert von 177 m/s umwandelt, ist gesichert, dass jeweils 1 Arbeitszylinder (19) 10 Sekunden lang zur Energieumwandlung eingesetzt werden kann. Der alternierende Arbeitszylinder (19) muss in diesen 10 Sekunden den Zustand der Arbeitsfähigkeit erreichen. Die restlichen 0,5 m³ Wasser (19a) aus dem arbeitenden Arbeitszylinder (19) werden für Sekundäφrozesse des jeweilig anderen Arbeitszylinders (19a) eingesetzt. Zur Berechnung der Verluste an Energie, die an der Turbine (37) mit ca. 3,2 MW Leistung des Druckwassserstrahls (36) auftrifft, sind folgende Grössenordnungen einzuordnen: a) Verluste an der Turbine (37), die durch die Umwandlung des auftreffenden Druckwaserstrahls (36) an den Turbinenschaufeln der Freistrahlturbine (37) mit einem Wirkungsgrad von ca. 90 % in mechanische Energie entstehen, der Verlust beträgt hier ca. 10 % b) Verluste am Generator (42), der mit einem Wirkungsgrad von ca. 90 % die mechanische in elektrische Energie umwandelt, der Verlust beträgt hier ca. 10 % c.) Verluste durch die Beförderung der gesamten Elemente vom unteren Endpunkt in die oberen Endpunkte: Um alle Elemente Elemente (1 - 19, 21, 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) der sich abwärts bewegenden Vorrichtung vom unteren zum oberen Hubendpunkt zu bewegen und um die Massen m (4) sowie die Gegenkrafthebel (1) in die obere Ausgangslage zu befördern, werden die Elektrozüge (100) aktiviert und diese ziehen alle notwendigen Elemente in die obere Ausgangslage. Die notwendige Energie definiert sich aus der Masse der hochzubefördernden Elemente, der Höhe dieser Hochbeförderung und der Gravitation. Um die Massen aller abwärts bewegten Vorrichtungselemente wieder in die Ausgangslage zu befördern, ist folgende Arbeit zu leisten:

Das Gesamtgewicht aller Vorrichtungselemente (1 - 19, 21, 23, 25, 29 - 31, 67a, 69 71 - 72, 77 - 79) beträgt maximal 100 t, davon betragen Gegenkrafthebel (1) plus Belastungsmassen (4) 801. Bei dem Einsatz der Verspannzylinder (5) anstelle der Massen m (4) verringert sich selbstverständlich das Gesamtgewicht, aber es wird mit der maximalen Massenbelastung gerechnet, um die höchsten Verluste einzuordnen. Diese im Energieerzeugungsprozess belasteten Vorrichtungselemente sind - nach diesem Prozess — mittels Elektrozügen (100) oder durch die Rückführungszylinder (85) in die obere Endlage zu befördern.

Diese notwendige Arbeit ist folgendermassen zu berechnen:

Beförderung der gesamten Vorrichtung zum Ausgangspunkt, davon Gegenkrafthebel

(1) und Massen (4) über eine gesonderte Höhenberechnung

Massen gesamt = 100 1, davon Gegenkrafthebel + Belastungsmassen = 80 1 Die Gegenkrafthebel an der Last- Kraftaufnahme (2) senken sich (von 30° auf 14°) um 16 ° ab: Höhe = Ll • Differenzwert = 10 m ^• 0,26 = 2,6 m Die Gesamthöhe h beträgt: h = Hubhöhe + Absenkhöhe = 2,5 m + 2,6 m = 5,1 m. Die Belastungsmassen (4) mit 40 1 haben diese Gesamthöhe zu überwinden. Die Gegenkrafthebel (1) müssen an einem Ende ebenfalls über die gesamte Höhe, am anderen Ende nur über einen Weg von 2,5 m hochgezogen werden, der Mittelwert liegt bei 3,8 m.

Die anderen Vorrichtungselelente haben eine Differenz in der Hubhöhe von 2,5 m zurückzulegen, unter anderen der Arbeitszylinder (19). Hochbeförderung der Massen = 40 t, Weg s = 5,1 m: Wl = m ^• g ^• h = 40.000 kg ^• 9,8 m/s^{2 •} 5,1 m = 1.999.200 kgm²/s² = 2.000 kW Hochbeförderung der Gegenkrafthebel = 40 1, Weg s = (5,1 m + 2,5 m) / 2 = 3,8 m: W2 = m ^• g ^• h = 40.000 kg ^• 9,8 m/s^{2 •} 3,8 m = 1.489,600 kgm²/s² = 1.500 kW Die Hochbeförderung der anderen Massen mit m = 20 t und h = 2,5 m (Hubnennhöhe): W3 = m ^• g ^• h = 20.000 kg ^• 9,8 m/s^{2 •} 2,5 m = 490.000 kgm²/s² = 500 kW W ges = 4.000 kW mit Wirkungsgradverlusten W ges-H = 4.500 kW W ges-H = 4.500 kW - in 10 Sekunden (pro Sekunde = 450 kW = 14 % Verluste) d) Verluste durch die Schaltung von allen Ventilen (28, 30, 33, 34, 75, 76, 89) und aller Hebel (84, 93), die zur Arretierung der Vorrichtung notwendigerweise eingesetzt oder ausser Kraft gesetzt werden müssen = 1 % Verlust insgesamt. e) Verluste die durch die Zwangsdrehung am Wasserad (47) der Kurbelwellen (57) notwendig sind und die mit einer Leistung von ca. 50 kW eingeordnet wurden = 2 % Verlust insgesamt.

Damit belaufen sich die Verluste auf insgesamt: a) 10 % Wirkungsgradverlust an der Freistrahlturbine (37) b) 10 % Wirkungsgradverlust am Generator (42) c) 14 % Wirkungsgradverlust beim Einsatz der Elektrozüge (100). Beim Einsatz von Verspannzylindern (5) und von Rückführungszylindern (85) minimieren sich die Verluste. d) 1 % Wirkungsgradverlust bei der Schaltung von Ventilen (28, 30, 33, 34, 75, 76, 89) und aller Hebel (84, 93) e) 2 % Wirkungsgradverlust für die Zwangsdrehung des Wasserrades (47) zur Überwindung der Totpunkte der Druckwechselzylinder (60) und der Reibkräfte in den Zylindern (48, 60) und aller Lagerstellen.

Damit belaufen sich alle Verluste der Energieerzeugungsanlage auf maximal 37 %, so dass von den 3.200 kW des Druck Wasserstrahls (36) mit 200 Litern pro Sekunde aus der Düse (35) eine effektive Leistung von 2.016 kW mit einem Gesamtwirkungsgrad von 63 % vom Generator (42) in das Netz eingespeist werden kann. Zur Alternativberechnung der Hochbeförderung der gesamten Vorrichtungselemente (1 - 19, 21, 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) mit maximal 100 1 über die Flutung der Rückführungszylinder (85) und der Verspannzylinder (5) mittels der

Druckleitung für Sekundäφrozesse (34) aus dem jeweils arbeitenden Arbeitszylinder (19) mittels des Mediums (19a) sind folgende Berechnungen notwendig: a) Hochbeförderung aller Elemente mittels der Rückführungszylinder (85): Die zu leistende Arbeit beträgt W ges-H = 4.500 kW = 4.500.000 Nm. Die Kraft F beträgt im Durchschnitt 1.000.000 N und der zurückzulegende Weg s = 4,50 m. Der Druck des Wassers (19a) im Arbeitszyiinder (19) beträgt ca. 160 bar. Demzfol- ge ist folgende Gleichung zutreffend:

A = F / p = 1.000.000 N / 16.000.000 N/m² = 0,0625 m².

Um diese Elemente um 4,50 m anzuheben, sind somit ca. 0,3 m³ Wasser (19a) aus dem Arbeitszylinder (19) mit einem Druck von 160 bar erforderlich. b) Verspannkraft mit den Verspannzylinder (5):

Die Verspannung der Gegenkrafthebel (1) mittels eines Veφannzylinders (5) wird folgendermassen berechnet. Es wird eine Fläche dieses Verspannzylinders (5) von A = 250 cm² vorausgesetzt und das Medium (19a) wird aus dem arbeitenden Arbeitszylinder (19) mit einem Druck von ebenfalls ca. 160 bar entnommen. Die Verspannkraft beträgt F = p ^• A.

F = 15.680.000 N / m^{2 •} 0,025 m² = 392.000 N.

Die notwendige Menge des Druckwassers (19a) beträgt bei 16°- Abwinkelung der Gegenkrafthebel bei ca. 2 m Verspannlänge des Verspannzylinders (5) ein Druck- waservolumen (19a) von 0,05 m³ Wasser. Damit beträgt das notwendige Wasservolumen (19a) aus dem jeweils arbeitenden Arbeitszylinder (19) zur Absicherung der Sekundäφrozesse im Arbeitszylinder (19), der in die Arbeitsfähigkeit versetzt wird, maximal 0,5 m³ pro Arbeitstakt. Demzufolge muss der arbeitende Arbeitszylinder ( 19) mit einer Geschwindigkeit von 250 mm pro Sekunde abwärts bewegt werden, anstatt der vorher berechneten 200 mm Weg pro Sekunde, wenn diese Variante gewählt werden soll, die aber energetisch wesentlich günstiger wird. 3.1.2. Feuerlöschanlagen:

Analog der Energierzeugungsanlagen sind Feuerlöschanlagen zu gestalten, indem in vorzugsweise 2 alternierend arbeitenden Arbeitszylindern (19) eine Druckerhöhung des Wassers (19a) im jeweilig arbeitenden Zylinder (19) stattfindet, wobei der

Druckwasserstrahl (36) immer mit Hilfe der durch den jeweiligen Sensor aktivierten Düse (35) gelenkt wird und dort den Brandherd sofort löscht. Diese Vorrichtung wird analog der Energieerzeugungsanlage gestaltet, wobei die Kurbelwellen (57) anstelle des Wasserrades (47) nur von einem Elektromotor (47d) am Schwungrad am Getriebe (47c) angetrieben wird.

Durch den hohen Druck des Wasers (19a) im Arbeitszylinder (19) von ebenfalls 160 bar wird im Brandfall dieses Feuer sofort gelöscht, da der Druckwasserstrahl (36) eine Geschwindigkeit von 177 m/s aufweist und bei dieser Geschwindigkeit des Wasserstrahls findet eine solche Verteilung des Wassers in kleinste Wassertröpfchen statt, die nachgewiesenem! assen jeden Brand sofort löscht und dabei die Temperatur des Brandherdes in kürzester Zeit drastisch reduziert. Diese Versuche wurden bei druckluftbetrieben Feuerlöschern bereits durchgeführt und lieferten beste Ergebnisse. Nur haben diese druckluftbetriebenen Feuerlöscher den Nachteil, dass der Druck immer wieder neu aufgebaut werden muss, während bei dieser Erfindung der Druck ständig vorhanden ist. Beispielsweise kann ein Brand in einem Tunnel, in dem ein Tanklastwagen Feuer fängt, innerhalb einer Zeit von maximal 3 Minuten gelöscht werden, wenn diese Erfindung eingesetzt wird. In der gleichen Zeit ist die Feuerwehr im günstigsten Fall zum Brandherd unterwegs, wobei das Feuer in dieser Zeit und der weiteren ungenutzten Zeitdauer den grössten Schaden anrichten wird. Bezogen auf den aktuellen Anlass einer Katastrophe mit einem Flugzeug und der daraus resultierenden Tragödie ist es zwingend erforderlich, Brände in kürzester Zeit zu löschen. In extrem gefährdeten Gebäuden muss eine solche Druckwasser-Feuerlöschanlage installiert werden, um auch in - eigentlich undenkbaren - Fällen die Brandherde sofort unter Kontrolle bringen zu können. 3.1.3. Wasserstrahlanlagen:

Die Gestaltung erfolgt anlog der Feuerlöschanlagen, wobei der einzige Unterschied in der flächenmässig kleineren Gestaltung des Arbeitszylinders (19) liegt, um im Arbeitszylinder (19) einen Druck des Wassers (19a) von ca. 4000 bar erreichen zu können. Hier wird als Ausgangspunkt eine Kraft F von 200.000 N der Gegenkraft- hebel (1) über eine Massenbelastung m (4) oder über Verspannzylinder (5) ausgewählt und über eine Hebelwirkung von 50 / 1 greift an der oberen Platte (12) die wesentlich grössere Kraft F* von 10.000 kN an. Damit wird das Medium (19a) in dem arbeitenden Arbeitszylinder (19) unter einen Druck von 4.000 bar gesetzt, wenn der Arbeitszylinder (19) eine Fläche von 0,025 m² = 250 cm² besitzt. Weiterhin wird eine Volumenstrahl (36) von 25 Litern pro Minute benötigt, um den Prozess des Wasserstrahl Schneidens abzusichern. Bei einer Nutzhöhe des Arbeitszylinders (19) von 2.000 mm ist somit für jeweils 2 Minuten Wasser (19a) in jedem Arbeitszylinder (19) enthalten, so dass bei längeren Schneiddauern derTandembetrieb dieser 2 Arbeitszylinder (19) erforderlich ist. 3.1.4. Höchstdruckapparaturen für die Diamantsynthese: Die bekannten technischen Verfahren für Höchstdruckapparaturen beziehen sich vorrangig auf die bewährten Höchstdruckapparaturen wie die „Belt-Hochdruckapp- aratur" und die Tetraedeφresse, die Drücke von ca. 80.000 bar erzeugen und neben anderen Bedingungen wie Temperaturen im Druckraum von ca. 1.750° C die Substanz Graphit unter Mitwirkung geschmolzener Metalle wie Fe, Co, Ni, Mn, Pt und anderer Substanzen in Diamanten umwandeln.

Bezogen auf den Grobentwurf der Diamantpresse nach dieser Erfindung wird mit einer Ausgangsmasse (4) von 220 t eine Kraft F von 2.156.000 N am langen Hebel-, arm des Gegenkrafthebels (1) und über die Kraftvervielfächung am kurzen Hebelarm (1), mit dem Hebelarmverhältnis von 40 / 1, eine grössere Kraft F* von 86.240.000 N am kurzen Hebelaπn erreicht.

Da diese Kraft F* auf eine Kolbenfläche des Arbeitszylinders (19) mit

A = 10.000 cm² = 1 m² wirkt, ist ein Druck des Mediums (19a) im Arbeitszylinder von p = 862 bar wirksam.

Dies entspricht einer 8.800 t Presse, deren Kraft mit einer Ausgangsmasse von m = 220 t erzeugt wird. Diese Kraft kann ohne Beeinträchtigung ständig erzeugt werden. Setzt die Hebelwirkung der Gegenkrafthebel (1) ein, wirkt die Kraft F*. Die Verteilung des Drucks p aus dem Hauptarbeitszylinder (19) auf 10 kleinere Arbeitszylinder (19) mit einer Kolbenfläche von jeweils 1.000 cm² ist deshalb sinnvoll, um durch die Druckverteilung auf die Einzelzylinder (19) das Wachstum der Diamanten in diesen 10 Zylindern (19) zu ermöglichen, da das Züchten von 1 Karat ca. 1 Woche andauert.

Der eigentliche Druckraum jedes Einzelzylinders (19) ist nur 10 cm gross, wobei der Ausgangsdruck von 862 bar aus dem Hauptzylinder (19) ausreicht, um mit dem gleichen Druck eine Kraft von 8.620.000 N im Medium (19a) des jeweiligen Einzel- zylinder ( 19) zu erzeugen.

Diese Kraft F reicht aus, um den Höchstdruckraum von 10 cm Fläche mit einem Druck von 86.000 bar zu versorgen. Die Zeitdauer der Druckversorgung ist beliebig verlängerbar. Ist mehr als 1 Woche erforderlich oder sinnvoll, weil die Züchtung der Diamanten dann eventuell schneller erfolgt, so verbleibt die Vorrichtung in der Arbeitsstellung. Die Verteilung des Drucks von 1 Hauptzylinder (19) auf mehrere Einzelzylinder (19) ist aus dem Grund vorteilhaft, weil die Zeitdauer der Züchtung von Diamanten oder anderer synthetischer Substanzen wie Bornitrit oder Coesit immer konstant lang ist und auch in einem grösseren Züchtungsraum nichts schneller wächst. Zudem ist ein Druckraum von 10 cm² Fläche nicht gerade extrem klein dimensioniert, sondern schon als grösseren Grundfläche für diese Prozesse einzuordnen.

3.1.5. Kraftverstärker für Pressen, Kaltumformer, Werkstoffprüfmaschinen, Biege- und Abkantvorrichtungen:

In einer Presse - analog Kaltumformer, Werkstoffprüfmaschinen usw. - soll eine extrem hohe Kraft von 200.000 kN, gleich 20.000 1 Presse, erzeugt werden. Der Nennhub des Pressenkolbens soll zwischen 20 - 200 mm liegen und. die Pressenhübe sollen - je nach Nennhub des Pressenkolbens zwischen 100 - 30 Hüben pro Minute liegen.

Mit dem Einsatz der Erfindung sind folgende Pressenkonstruktionen zur Lösung der obengenannten Aufgabenstellung möglich. Die Erzeugung eines Drucks im Drucker- zeugersystem einer hydraulischen Presse kann folgendermassen abgesichert werden, dass:

Ein Kraftverstärker wird als dynamisches System integriert = Variante A). oder als unabhängig arbeitende Kraftverstärkungsanlage eines Arbeitskolbens 2 installiert werden, die auf den Pressenkolben 1 drückt = Variante B). Durch beide Systemvarianten wird ein sehr hohen Druck im Druckerzeugersystem der Presse gewährleistet. Die Kraftverstärker sind kraftseitig nach oben unbegrenzt. Beispiel:

Die o.g. Presse benötigt eine Kraft yon 200.000 kN (= 20.000 t-Presse) am Pressenkolben mit A = 10.000 cm² = 1,0 m² mit einem Druck von 2.000 bar am Arbeits- kolben mit einer Fläche A2 = 1.000 cm².

Pressenkolben = 1 Arbeitskolben = 2 = Kraftverstärker = Antriebsaggregat Die notwendige Kraft am Pressenkolben 1 (mit AI = 10.000 cm²) beträgt

Fl = 200.000.000 N

Der notwendige Druck am Pressenkolben 1 (mit AI = 1,0 m²) beträgt pl = 2.000 bar.

Ge äss der Formel der hydraulischen Presse mit F2 / Fl = A2 / AI folgt F2 «A1 = F1 « A2 F2 • 1,0 m² = 200.000 kN • 0,1 m² F2 = 20.000 kN

Der notwendige Druck am Pressenkolben 2 (Kraftverstärker) beträgt

F2=200.000.000 N. Der notwendige Druck am Arbeitskolben 2 mit ρ2 beträgt 2.000 bar, wobei p2 = pl ist.

Der notwendige Volumenstrom pro Sekunde am Pressenkolben 1 errechnet sich aus dem Nennhub (zum Beispiel h = 40 mm), der Fläche des Pressenkolbens 1 und der

Hubgeschwindigkeit mit:

V = AI • h = 10.000 cm² • 40 mm = 40.000 cm³ pro Sekunde

Entsprechend dem Arbeitshub am Pressenkolben 1 mit 40 mm/s muss der Arbeitskolben 2 einen Arbeitshub von 400 mm pro Sekunde zurücklegen. Der Volumen- ström am Arbeitskolben 2 beträgt dV = A2 • h = 1.000 cm² • 40 cm = 40.000 cm³ = 40 Liter pro Sekunde.

Dies kann durch 2 Varianten erfolgen:

Variante A) = dynamisches System:

Der Kraftverstärker ist als dynamisches System mit den massebelasteten Gegen- krafthebeln, dem Gegenkraftsystem C mit den permanenten Energiespeichern (48) und den zugehörigen Vorrichtungen (Kurbelwellen (57), Druckwechselzylindern

(60), hydraulischen Pressen (67) ausgebildet. a) das Hebelarmverhältnis der Gegenkrafthebel (1) beträgt Ll / L2 = 50 / 1

= 8 m / 16 cm b) die 4 Gegenkrafthebel (1) werden mit jeweils 10.000 kg Masse (4) belastet. Die

Gesamtmasse (4 ) beträgt somit 40.000 kg.

F = m • g = 40.000 kg • 8,8 m/s² = 392.000 N

Damit beträgt F* = F • Ll / L2 = 19.600.000 N und der Druck p beträgt somit im

Arbeitskolben 2: p2 = F* / A2 = 19.600.000 N / 0,1 m² = 1.960 bar (rund 2.000 bar). Um in der Dynamik die Arretierungsstangen (72) mit der gleichen Kraft

F** = 20.000 kN einzusetzen (analog F*), muss folgender Aufbau des Gegenkraft- Systems C installiert werden: c) 2 Kurbelwellen (57) mit 10° Kurbelzapfenteilung = 72 Gegenkraftzylinder (48) gesamt d) aus c) folgt = 36 Druckwechselzylinder (60) pro Kurbelwelle (57) Flächen A = 4.000 cm² pro Zylinder (48, 60) d = rund 714 mm

Druck im Gegenkraftzylinder (48) = 20 bar

Druckkraft mit F = p • A = 2.000.000 N/m² • 0,4 m² F = 800.000 N

Dies entspricht einer Druckkraft von 800.000 N pro Gegenkraftzylinder (48) = ca. 80 t. Bei 2 Gegenkraftzylindern (48) ist F gesamt = 1.600.000 N

Aus den Berechnungen der Energierzeugungsanlagen (vgl. Pkt. 3.1.1.) werden die gleichen Gegegenkraftzylinder (48) eingesetzt und berechnet, so dass hier die Ergebnisse dieser Berechnung übernommen werden: Die Druckkraft F** des Arretierungskolbens (71) beträgt unter Pkt. 3.1.1. F** = p • A = 20.000.000 N / m² • 0,8 m² = 16.000.000 N.

F* beträgt beim Arbeitskolben 2 aber 20.000.000 N und F** muss ebenfalls 20.000.000 N betragen. Demzufolge muss die Fläche des Arretierungskolbens (71) auf 1,0 m² erweitert werden, um die Kraft F** auf 20.000.000 N am Arbeitskolben 2 zu erhöhen. Daraus folgt, dass F* = F** beträgt.

Um abzusichern, dass diese Druckkraft F der Gegenkraftzylinder (48) mit 1,6 MN der Kraft F* der Gegenkrafthebel (1) mit 20 MN entspricht, muss demzufolge der Faktor 12,5 für die hydraulische Presse (67) eingeordnet werden. Dies wird dadurch realisiert, dass der Pumpenkolben (69) die 12,5-fach kleinere Fläche AI gegenüber der Fläche A2 des Arretierungskolbens (71) aufweist. Die Kraft F der Gegenkraftzylinder (48) erzeugt somit bei den Pumpenkolben (69), die beispielsweise eine Fläche AI von 0,08 m² besitzen, eine Kraft F von ebenfalls 1,6 MN. Da die Fläche AI der Pumpenkolben (69) nur den Wert 1/10 der Gegenkraftzylinder (48) aufweisen, beträgt der Druck p an den Pumpenkolben (69) 200 bar. Dieser Druck von 200 bar liegt im Medium (67a) der hydraulischen Presse (67) an und der Arretierungskolben (71) wird mit diesem Druck, aber mit der Fläche A2 = 1,0 m², nach unten gepresst.

F* beträgt 20.000.000 N und F** beträgt ebenfalls 20.000.000 N. Aus F* = F** folgt, dass die Druckenergie E_a im Medium (19a) im Arbeitskolben 2 der Presse aufgebaut wird. Wenn der Arbeitskolben 2 eine Fläche von 0,1 m² besitzt, dann wird ein Druck von ca. 2.000 bar im Medium (19a) erzeugt.

Jetzt ergibt sich die Frage, in welchen Zeitintervallen diese Gegenkraftzylinder (48) diese Druckenergie F ihres Mediums (48a) bereitstellen müssen. Aus der Prämisse, dass 40 Liter Hydraulikflüssigkeit (19a) aus dem Arbeitskolben 2 pro Sekunde in den Pressenkolben 1 gepresst werden müssen, muss der Arbeitskolben 2 in dieser Zeit- einheit einen Weg von 400 mm zurücklegen. Das bedingt, dass der Arretierungskolben (71) auch diesen Weg zurücklegen muss. Dies bedeutet, dass bei einer Hubhöhe von 50 mm jedes Gegenkraftzylindeφaares (48) die Pumpenkolben (69) ebenfalls 50 mm bewegt werden und somit am Arretierungskolben (71) einen Weg von 4 mm verursachen. Damit wird der Einsatz von 100 Gegenkraftzylindeφaaren (48) pro Sekunde notwendig. Also müssen ebenfalls- 100 Druckwechselzylindeφaare (60) bewegt werden und pro Sekunde muss jede Kurbelwelle (57) mit jeweils 36 Kurbelzapfen um 2 ³Λ Umdrehungen gedreht werden. Der Elektromotor (47d) am Schwungrad (47c) des Getriebes muss demzufolge eine Leistung von ca. 200 kW erbringen, um die Zwangsdrehung des Kurbelwellen (57) über das Schwungrad (47c) abzusichern.

Innerhalb einer Minute können somit 30 Pressvorgänge mit jeweils 40 mm Hub am Pressenkolben 2 abgesichert werden. Der Energiebedarf zur Erzeugung der Presskraft von 200.000 kN liegt unter 200 kW. Variante B) = statisches System: Der Kraftverstärker ist als statisches System mit Gegenkrafthebeln (1) ausgestaltet, die nicht massebelastet werden, sondern mit Hydraulik- oder Pneumatikzylindern kraftseitig belastet werden.

Das Hebel arm Verhältnis der Gegenkrafthebel beträgt: Ll / L2 = 50 : 1 (4 m : 8 cm). . Die 4 Gegenkrafthebel (1) werden mit jeweils 4 Verspannzylindern (5) kraftseitig verspannt, wobei diese Zylinder (5) eine Nennhublänge von je 2 m und eine Fläche A = 500 cm² aufweisen. Diese Zylinder (5) werden mit einen Druck von 200 bar betrieben.

Daraus folgt

F = p • A = 20.000.000 N/m² • 0,05 m² • 4 Zylinder = 4.000.000 N

Das Hebelarmverhältnis der Gegenkrafthebel (1) beträgt: Ll / L2 = 50 : 1 (4 m : 8 cm).

F* ergibt sich mit F* = F • 50 = 4.000.000 N • 50 = 200.000.000 N = 200.000 kN. Die notwendige Kraft F* in Höhe von 200.000 kN ist somit direkt am Pressenkolben 1 abgesichert. Die Pumpleistung (Pressenweg) des Pressenkolbens 1 berechnet sich aus der Nennhublänge der Verspannzylinder (5) und der Gegenkrafthebel (1). Die Gegenkrafthebel (1) mit einer Gesamtlänge von 4 m werden mit den Verspannzylindern (5) um 2 m nach unten gepresst. Damit werden die kurzen Hebelarme der Gegenkrafthebel (1) um 40 mm nach unten bewegt, so dass mit 1 Arbeitshub dieser Gesamtweg direkt am Pressenkolben 1 zurückgelegt wird. Die Energie zum Verspannen der Verspannzylinder (5) errechnet sich aus: Notwendige Volumenmenge und Druck:

V = A • h • Anzahl Zylinder

V = 0,05 m² • 2 m • 4 Zylinder

V = 0,4 m³ p = 200 bar

Für die Erzeugung von 400 dm³ Druckluft oder Hydrauliköl pro Sekunde mit 20 MPa Druck wird eine Leistung von ca. 8.000 kW benötigt.

Da diese Leistung von 8.000 kW extrem hoch ist, kommt als sinnvollere Antriebsart der Einsatz der Erfindung zur Lieferung von Druckenergie E_a zur Anwendung. Dieser Einsatz beinhaltet einen Druck von 200 bar des Mediums (19a) mit einem Volumenstrom von 400 Litern pro Sekunde, der über einen Kraftverstärker bereit- zustellen ist. Die Kraft F der Gegenkrafthebel (1) greift mit ihren Massen m (4) von 40 1 über eine Hebel wirkung von 50 / 1 an der oberen Platte (12) mit der wesentlich grösseren Kraft F* = 20.000 kN an.

Dadurch wird der Arbeitszylinder (19) beaufschlagt und somit das im Arbeitszylinder (19) befindliche Wasser (19a) in einen Druckzustand von 200 bar versetzt. Der Arbeitszylinder (19) besitzt eine Fläche von 1,0 m , so dass notwendigerweise der Arbeitshub pro Sekunde 400 mm betragen muss, um die 400 Liter Wasser mit diesem Druck bereitzustellen. Die Kraft F** muss demzufolge die gleiche Grosse wie F* besitzen. Das erfordert eine modifizierte Anlage, die unter Pkt. 3.1.1. „Energieerzeugung" bereits beschrieben wurde, nur dass die Parameter Druck (200 bar anstelle von 160 bar) und Volumenstrom (400 Liter pro Sekunde anstelle von 200 Litern) voneinander abweichen. Die erforderliche Leistung zur Zwangsdrehung der Kurbelwellen (57) mit Hilfe des Elektromotors (47d) am Schwungrad (47c) liegt in der gleichen Grössenordnung wie bei der Variante A) von ca. 200 kW. Aus technologischer Sicht hat die Variante A) den Vorteil, dass kontinuierliche Pressvorgänge mit grossen Hüben und grossen Kräften möglich sind. Die Variante B) ist für kurze Hubwege und grosse Kräfte vorteilhaft, aber nicht für grössere Hübe geeignet. Sinnvoll ist aber immer der Einsatz eines Kraftverstärkers, der die Druckenergie E_a bereitstellt.

Kommerzielle Vorteile dieses Kraftverstärkers beim Einsatz in Pressen, Kaltumformern, Biege- und Abkantvorrichtungen: ♦ Der konkrete Einsatzfall wurde für Pressen eingehend beschrieben. Analog ist der Einsatz für Kaltumformer, Biege-, Abkantvorrichtungen und Werkstoffprüfmaschi- nen. Die dargestellten Vorteile für Pressen sind somit auch für diese Maschinengruppen zutreffend.

♦ Die Pressenleistung lässt sich mit der Innovation auf 200.000 kN = 20.000 t-Pres- se problemlos umsetzen und „Super-Pressen" mit einer extrem hohen Presskraft

> 200.000 kN können gebaut werden.

♦ Der Nutzen dieser Presse liegt in der enorm hohen Presskraft, die mittels der Kraftverstärstärker erzeugt wird, wobei die Energiewerte zum Antrieb dieser Anlage extrem niedrig liegen. 3.1.6. Brückenbau und Gebäudeschutz

Im Brückenbau kommen vorwiegend pfeilertragende Brückenbaukonstruktionen zum Einsatz. Seiltragende Brücken sind eher die Ausnahme, obwohl diese Brücken- kostruktion die kostengünstigste Variante darstellt. Der Grund hierfür liegt.darin, dass die kraftseitige Lastaufnahme der Brückenseile nicht in dem Masse aufgebracht werden kann, dass die enorme Kraft, die zum Verspannen der Seile notwendig ist, dauerhaft wirken könnte. Beispielsweise muss für eine 500 m lange Brücke, die pro Meter eine Massebelastung von 20 Tonnen (Eigen- plus Verkehrslast) zu tragen hat, eine dauerhafte Kraftverspannung von 200.000 N pro Meter vorhanden sein und insgesamt sind 100 MN Kraft erforderlich, um diese Brücke zu verspannen. Mit dem Einsatz der Erfindung werden folgende Kraftverspannungen möglich: An jeder Ufer- oder Bergseite wird jeweils 1 Kraftverstärker verankert, der folgende Parameter aufweist:

An 4 Gegenkrafthebeln (1) werden jeweils 501 Massebelastung angebracht. Diese greifen an den langen Hebelarmen an. Die Kraft F dieser 4 Massebelastungen beträgt F = m • g = 200.000 kg • g = 1.960.000 N. Das Hebelarmverhältnis langer zu kurzem Hebelarm beträgt 60 / 1 , zum Beispiel 24 m / 0,4 m. Damit beträgt die Kraft F* am kurzem Hebelarm = 117.600.000 N. Die Kraft F* wirkt auf einen Arbeitszylinder (19) mit einer Fläche von beispielsweise A = 1 m² und erzeugt dort einen Druck im Medium (19a) von 1.176 bar. Dieser Druck des Mediums (19a) im Arbeitszylinder (19) wird über das Medium (19a) an querliegende Spannzylinder (19) mit der gleichen Fläche von beispielsweise

A = 1 m² abgeleitet, und diese Spannzylinder (19) spannen die Stahl- oder Syntheseseile. Zusätzlich sind Sperrklinken und Sperrverzahnungen an diesen Spannzylindern (19) in einer Führung angeordnet, die das Zurückfedern der Seile, verhindern. Somit können die Seile auch iterativ verspannt werden. Da jede Uferseite (Bergseite) diese Spann Vorrichtung mit 117 MN aufweist, sind Lastreserven von 100 % eingeordnet, so dass die Brücke absolut sicher tragen wird. Kraftverstärker im Hochbau = Gebäudesicherungen: Analog der Kraftverstärker im Einsatzbereich des Brückenbaus ist aus aktuellem Anlass der Einsatz dieser Kraftverstärker auch zur Sicherung von Gebäuden, sowohl in der Statik der Gebäude als auch zum Schutz dieser Gebäude mittels einhausender Schutzwände sinnvoll.

Der statische Teil sichert das Gebäude derart ab, dass 1 oder mehrere Kraftverstärker mittels zusätzlicher Kolben-Zylinder-Systeme (= Stützzylinder) jede Etagendecke kraftseitig gesondert abfangen. Diese Kraftverstärker sind beispielsweise an jeder Hochhaussseite anzuordnen.

Folgende Parameter sollte jeder Kraftverstärker aufweisen: An 4 Gegenkrafthebeln (1) werden jeweils 1001 Massebelastung angebracht. Diese greifen an den langen Hebelarmen an. Die Kraft F dieser 4 Massebelastungen beträgt somit F = m » g = 400.000 kg • g = 3.920.000 N. Das Hebelarmverhältnis langer zu kurzem Hebelarm beträgt 100 / 1, zum Beispiel 30 m/0,3 m. Damit beträgt die Kraft F* am kurzem Hebelarm = 392.000.000 N.

Die Kraft F* wirkt auf einen Arbeitszylinder (19) mit einer Fläche A von beispiels- weise 3 m und erzeugt dort einen Druck im Medium (19a) von 1.307 bar. Dieser Druck des Mediums (19a) im Arbeitszylinder (19) wird über das Medium (19a) an vertikal angeordnete Stützzylinder (19) mit den gleichen Flächen A von beispielswei- se 3 m abgeleitet, und diese Stützzylinder (19) drücken die Etagen mit einer Kraft von 392 MN nach oben. Zusätzlich sind ebenfalls Sperrklinken und Sperrverzahnungen an diesen Stützzylindern (19) in einer Führung angeordnet, die das Zurückfedern verhindern. Somit können die Stützzylinder (19) auch iterativ verspannt werden. Da jede Gebäudeseite diese Kraftverstärker und Stützzylinder aufweist, sind somit Kräfte von 1.568 MN beherrschbar, das sind mehr als 156.000 t, die dieses Gebäude statikseitig belasten kann. Diese Montageweise beinhaltet neben den genannten Vorteilen der statikseitigen Stabiltät noch zusätzliche positive Effekte. Diese sind darin begründet, dass die Gebäude sowohl erdbebensicherer werden, da die Lagerung mittels des Hydraulikpolsters in den Stützzylindern erfolgt. Zudem können völlig neue Montage- oder Demontageprinzipien angewandt werden, die darauf beruhen, dass jeweils die Montage einer Etage auf den nichtaktivierten Stützzylindern erfolgt und jeweils die nächste Etagenebene auf dem gleichen Prinzip erfolgt. Erst am Ende der Montage aller Etagen wird der Kraftverstärker aktiviert, die Stützzylinder werden mit der notwendigen Druckkraft versorgt und das Gebäude wird aufgerichtet. Bei der Demontage wird das umgekehrte Prinzip angewandt. Diese Bauweise beinhaltet natürlich eine enorme Verkürzung der Montage- und Demontagezeiten und stellt somit eine wesentliche Kostenersparnis dar.

Ein zweiter Anwendungsfall dieses Kraftverstärkers ist - ebenfalls aus aktuellem Anlass - der Schutz von Gebäuden gegen Flugzeugangriffe. Es hat sich gezeigt, ' dass besonders gefährdete Gebäude nur unzureichend gesichert sind. Wenn alle vorhergehenden Schutzmassnahmen versagt haben, müssen besonders gefährdete Gebäude durch Kraffverstärker separat gesichert werden. Dies können nicht nur Regierungsgebäude sein, sondern auch besonders brisante Gebäude, wie beispielsweise Atomkraftanlagen. Geht man davon aus, dass ein Flugzeug 100 m pro Sekunde fliegt und dieses Flug- zeug eine Masse von 300 1 besitzt, dann beträgt die kinetische Energie dieses Flugzeugs 1.500.000.000 Nm.

Um diese kinetische Energie abzufangen, bedarf es eines Kraftverstärkers mit folgenden Parametern: An 4 Gegenkrafthebeln (1) werden jeweils 400 1 Massebelastung angebracht. Diese greifen an den langen Hebelarmen an. Die Kraft F dieser 4 Massebelastungen beträgt damit F = m ^• g = 1.600.000 kg ^• g = 15.680.000 N. Das Hebelarmverhältnis langer zu kurzem Hebelarm beträgt 100 / 1, zum Beispiel 30 m / 0,3 m. Damit beträgt die Kraft F* am kurzem Hebelarm = 1.568.000.000 N. Die Kraft F* wirkt auf einen Arbeitszylinder (19) mit einer Fläche A von beispielsweise 5 m² und erzeugt dort einen Druck im Medium ( 19a) von 3.136 bar. Dieser Druck des Mediums ( 19a) im Arbeitsylinder (19) wird über das Medium (19a) an vertikal und horizontal angeord-nete Stützzylinder (19) mit den gleichen Fläche A von beispielsweise 5 m² abgelei-tet, und diese Stützzylinder (19) drücken die Schutzwände mit einer Kraft von 1.568 MN nach aussen und oben. Zusätzlich sind ebenfalls Sperrklinken und Sperrverzahnungen an diesen Stützzylindern (19) in einer Führung angeordnet, die das Zurückfedern verhindern. Somit können die Stützzylinder (19) auch iterativ verspannt werden. Da jede Gebäudeseite diese Stützzylinder aufweist, sind somit Kräfte von 1.568 MN zu beherrschen und die kinetische Energie eines Flugzeugs kann abgefangen werden und das zu schützende Gebäude wird effektiv gesichert. Vorteile des Kraftverstärkers im Brückenbau und im Gebäudeschutz:

♦ Pfeiler fallen weg, da alle Lasten durch die gespannten Seile getragen werden = Kosteneinsparung

♦ Da die Kraftverstärker (fast) jede Kraft F* erreichen können, können auch sehr grosse Brücken gebaut werden = Brückenbauwerke sind in (fast) jeder Dimension möglich.

♦ Die Längsverspannungen der Brückenelemente fallen weg, da nur quertragende Elemente notwendig sind = ebenfalls sind hier Kosteneinsparungen zu erwarten

♦ Schnelle Montage von Brücken, da an jeder Uferseite nur jeweils ein Kraftver- stärker zu montieren ist und die Seile gespannt werden müssen auf die die (teilweise) vormontierte Brücke gezogen wird = Kosteneinsparung ♦ Wo keine Pfeiler stehen, ist auch keine Kollision damit zu befürchten, wodurch Schiffe, Autos oder Bahnen gefährdet wären = Verbesserung der Sicherheit

♦ Bei Erdbeben können keine nennenswerten Schäden auftreten, die bei pfeilertragenden Brücken immer entstehen. Die Seile sind elastischer und halten Schwingungen besser stand = Erdbebensicherung ♦ Bei Gebäuden beinhalten Kraftverstärker eine zusätzliche statische Sicherung aller Etagen, so dass diese Gebäude niemals einstürzen können

♦ Zusätzlich werden Gebäude erdbebensicherer und die Montage und Demontage ist schneller durchzuführen, so dass hier Kosteneinsparungen möglich sind.

♦ Bei besonders zu sichernden Gebäuden dienen Kraftverstärker als „letzte" Sicherung vor angreifenden Flugzeugen oder anderen Gefahrenquellen, wie Sprengstoffanschlägen, um über einhausende Schutzwände diese Gefahren abzuwehren. 3.1.7. Hochwasserschutz-Gegenkraftabsicherung:

Zum Hochwasserschutz werden entweder Dämme errichtet oder in hektischen Zeiten mit vielen Helfern Sandsäcke zu Hochwasserschutzwällen aufgestapelt. Analog wird bei Lawinenabgängen verfahren. Die Ursache dieser Naturgewalten liegt darin, dass entweder Wasser, Schnee, Schlamm usw. in hoher Konzentration eine ungeheure kinetische Energie entwickeln und eine dementsprechende Geschwindigkeit aufweisen. Beispielsweise entwickelt eine Flutwelle von nur 5 m Höhe bei einer Geschwindigkeit von 15 m/s eine kinetische Energie von knapp 600.000 N, das entspricht einer Druckwelle von ca. 60 Tonnen pro laufendem Meter, die auf die Sandsäcke oder einen Damm einwirken. Dieser Kraft muss eine dementsprechende Gegenkraft entgegengebracht werden.

Mit dem Einsatz der Erfindung ist folgender Gegenkraft-Hochwasserschutz möglich (auch als Lawinen-, Muhren- oder Flutwellenschutz etc.): An jeder gefärdeten Ufer- oder Bergsstelle wird - in entsprechenden Abständen - 1 Kraftverstärker verankert, der folgende Parameter aufweist: Der Aufbau der Kraftverstärker ist analog der Seilverspannung an Brücken. An 4 Gegenkrafthebeln (1) werden jeweils 50 t Massebelastung angebracht. Diese greifen an den langen Hebelarmen an. Die Kraft F dieser 4 Massebelastungen beträgt somit 1.960.000 N. Das Hebelarmverhältnis langer zu kurzem Hebelarm beträgt ebenfalls 60 / 1. Damit beträgt die Kraft F* am kurzen Hebelaπn 117.600.000 N. Diese Kraft F* wirkt auf einen Arbeitszylinder (19) mit einer Fläche A von beispielsweise 1 m² und erzeugt dort einen Druck von 1.176 bar im Medium (19a). Dieser Druck des Mediums (19a) im Arbeitszylinder (19) wird auf mehrere querliegende Spannzylin- der (19) mit der gleichen Fläche A von beispielsweise 1 m abgeleitet, und diese Spannzylinder (19) stützen die Hochwasser- oder Schneeschutzwand. Zusätzlich sind Sperrklinken und Sperrverzahnungen an diesen Spannzylindern (19) in einer Führung angeordnet, die das Zurückfedern der Hochwasserschutzwand (Stahlwand) verhin- - dem. Somit kann diese Stahlwand auch iterativ arretiert werden. Da jeder Kraftverstärker diese Spannvorrichtung mit 117 MN aufweist, ist es beispielsweise möglich, eine Strecke von ca. 190 m mit einem einzigen Kraftverstärker abzusichern, für den Fall, dass die Druckkraft der Flut- oder Lawinenwelle mit 60 t pro Meter auf die Hochwasser-, bzw. Lawinenschutzwand trifft. Vorteile dieses Kraftverstärkers im Hochwasser-, Lawinenschutz etc.:

♦ Feste Dämme fallen weg, da die Kräfte durch vonnontierte Stahlwände abgefan- gen werden, die im Gefahrenfall aus der Horizontalen aufgerichtet und durch die

Kraftverstärker sofort aktiviert werden = Kosteneinsparung

♦ Die Hektik und die Gefahren bei der „Sandsackabwehr" werden eliminiert = Kosteneinsparung und Gefahrreduzierung

♦ Da die Kraftverstärker (fast) jede Kraft F* erreichen können, ist es auch möglich, sehr grosse Gegenkraft-Sicherungssysteme zu bauen = Gegenkraftwerke sind in

(fast) jeder Dimension möglich.

3.1.8. Spann-, Stütz- und Spreizvorrichtungen an Werkzeugen und Maschinen: Als Spannvorrichtung an Werkzeugen und Maschinen werden entweder mechanische oder pneumatisch-/hydraulische Spannvorrichtungen eingesetzt. Pneumatische oder hydraulische Spannvoπichtungen erfordern immer die entsprechenden Medien wie Druckluft oder Hydraulikpumpen, die das Pressmedium liefern und die Werkstücke oder das Werkzeug an Maschinen kraftseitig arretieren.

Mit dem Einsatz der Erfindung sind folgende Spannvorrichtungen für Werkzeuge oder Maschinen möglich:

Um Werkstücke oder Werkzeuge an Maschinen zu arretieren, muss eine Kraft erzeugt werden, die dem jeweiligen Einsatzfall und den Erfordernissen entspricht. a) Spannvorrichtungen an Maschinen:

Es sollen beispielsweise Fräser von Spannfuttern aufgenommen werden.Hier erfolgt das Spannen des Fräswerkzeuges mittels sogenannter Spannzangen, die in einem Grundköφer (Fräserspannfutter) aufgenommen und per Gewinde eingespannt wer- den. Die Spannzangen sind geschlitzt und durch die konische Aufnahme im Fräserspannfutter werden sie an den Fräser gepresst und kraftseitig arretiert. Die Pressung erfolgt ausschliesslich über die Kraft des Gewindes am Fräserspannfutter und die - Fläche des Presskegels der Spannzange. Analoge Spannvorrichtungen finden sich an jeder Werkzeugmaschine mit den verschiedensten individuellen Spannvorrichtun- gen.

Sinnvoll ist an jeder Maschine eine integrierte Sparmvorichtung gemäss der Erfindung, die - automatisch gesteuert - immer eine hydraulische Kraft bereitstellt und die zugehörigen Hydraulikleitungen zu den Werkzeugen oder Werkstücken aufweist. Der Aufbau dieser integrierten Spannvorrichtung ist analog dem eines Kraftverstär- kers - mit dem Unterschied - dass die Gegenkrafthebel (1) nicht massebelastet werden, sondern mit Verspannyl indem (5) kraftseitig belastet werden. Wird beispielsweise eine Kraft von 400.000 N zum Spannen aller Werkzeuge und/oder Werkstücke benötigt und der Druck in dem Spannsystem soll 200 bar betragen, so ist folgendes Drucksystem notwendig: • 2 Verspannzylinder (5) mit einer Nennhublänge von je 300 mm und einer Fläche A von 100 cm² pro Zylinder werden kraftseitig belastet. • Diese Verspannzylinder (5) werden mit einem Druck von 10 bar betrieben. Daraus folgt: F = p • A = 1.000.000 N/m² • 0,01 m² • 2 Zylinder = 20.000 N ^{' '} F* ergibt sich aus dem Hebelarmverhälmis von 20 /l (zum Beispiel 60 cm / 3 cm) mit F* = F • 20 = 20.000 N • 20 = 400.000 N. Der Druck im Spannsystem soll 200 bar betragen und die Kraft F* des Arbeitszylinders (19) beträgt 400.000 N. Damit ist die Dimension des Arbeitszylinders (19) des Spannsystems mit einer Fläche A = 200 cm^" festgelegt. Der Weg, den das Spannsystem zurücklegt, ist mit 15 mm ebenfalls definiert, so dass 0,3 1 Hydraulikflüssig- keit zum Spannen aller Werkstücke und Werkzeuge ausreichen. Eine Spannzange mit einer Pressfläche von ca. 10 cm² wird demnach mit Hilfe einer Kraft F von 20 kN festgespannt. Diese Kraft ist mit einer Gewindespannung nicht zu erreichen. b) Spannvorrichtung an „Heimwerker"-Maschinen:

An Hobbymaschinen für den „Heimwerker" sind auch mechanische Spannvorrich- tungen für Werkstücke möglich, die die Hebelwirkung der Gegenkrafthebel mittels mechanischer Betätigung spannen. Diese Gegenkrafthebel (1) werden in einer seitlichen Klemmvorrichtung arretiert und halten somit das Werkstück absolut sicher.

Der Hebelarm soll 40 cm / 2 cm (Hebelarm = 20 / 1) betragen und die Kraft F mit 2 • 20 kg angreifen. Damit wird an der Spanrifläche eine Kraft F* von 8.000 N (= 800 kg) wirksam.

Diese Werkstückspannvorrichtung sollte in einer Kombination mit der Werkzeughal- terung erfolgen: zum Beispiel wird ein Bohrständer komplett mit Spannvorrichtung für das Werkstück geliefert. Diese Spannvorrichtung kann auch noch zum Abkanten, Biegen, Stützen, Spreizen etc. verwendet werden. c) Spann- und Spreizvorrichtung bei Rettungsscheren:

Bei Rettungsaktivitäten verwenden beispielsweise Technisches Hilfswerk oder Feuerwehr Spreizscheren, die hydraulisch betrieben werden. Die Antriebsseiten dieser eingesetzten Spreizscheren werden durch Pumpen angetrieben. Die Kräfte, die in diesen Scheren zur Anwendung kommen, liegen bei ca. 100.000 N (= 10 t).

Allerdings ist nicht immer und überall ein elektrischer oder mechanischer Antrieb vorhanden, der den Einsatz dieser Geräte ermöglicht. Mit Hilfe dieser Erfindung lässt sich beispielsweise über 4_.Hebelarme (langer Hebelarm = 1,60 m, kurzer Hebelarm = 2 cm) ein Hebelarmverhältnis von 80 / 1 erzeugen. Mit Hilfe von 2 Personen mit einem Gewicht von jeweils 80 kg wird bei der Belastung dieser Hebelarme mit diesem Gewicht eine Kraft F = 2 • 80 kg • g = 1.568 N erzeugt. Die Kraft F* am kurzen Hebelarm beträgt somit F* = F ^• 80 = 125.400 N (> 12 t). Diese Kraft F* reicht aus, um alle Rettungsmassnahmen auszuführen, die Spreizen, Heben, Abstützen usw. betreffen. Die Weiterleitung dieser Druckkraft auf die Rettungskomponenten wie Spreizscheren, Stützvorrichtungen etc erfolgt über die entsprechenden Leitungen und Spezialwerkzeuge.

Vorteile dieser Spannvorrichtung an Werkzeugen und Maschinen:

♦ Es ist möglich, extrem hohe Spannkräfte (im Beispiel 400.000 N)

♦ in extrem kurzen Zeiträumen (unter 1 Sekunde)

♦ mit extrem kleinem Energieaufwand zu erreichen. ♦ die Wirksamkeit der Spann Vorrichtung ist durch extrem hohe Kräfte an den Spannflächen abgesichert

♦ auch ohne separate Energiequelle zum Antrieb der Medien (19a) ist es möglich, mit mechanischer Bedienung eine Spann- oder Spreizkraft in grösseren Dimensionen zu erzeugen.

♦ zuverlässige Bereitstellung von extrem hohen Spannkräften, indem ein einmal aktiviertes Spannsystem immer diese benötigte Kraft liefert

♦ diese Spannkraft kann sofort bei Bedarf erhöht werden, wenn die Kraft F an den Gegenkrafthebeln (1) verstärkt wird.

3.1.9. Grabenwandsicherung im Tief- und Wasserbau / Spannvorrichtung im Schalungsbau und Stützvorrichtungen an einsturzgefährdeten Bauwerken: Im Tief- und Wasserbau werden Stahlplatten eingesetzt, die mittels Gewindestangen kraftseitig immer diametral verspannt werden. Diese Art der Verspannung ist zeitaufwendig und kraftseitig nicht effizient, da die Gewindeverspannung mittels Schraubschlüssel oder Hebelarm immer nur der Kraft der Spannperson und dem Hebelarmverhältnis entspricht. Die Kraft (Masse) der Grabenwände wird demzufolge nur unzureichend abgestützt. Analog ist es im Schalungsbau, nur dass diese Kräfte nicht ausschliesslich nach aussen auf die Stahlplatten der Grabenwandsicherung wirken, sondern sowohl von innen als auch von aussen auf die Schalung wirken müssen. Hier wird mit Holz- oder Stahlstreben, Rödeldraht usw. gearbeitet, um die Schalung der Betonwände kraftseitig zu fixieren. Diese Arbeiten der Schalungs- Fixierung bzw. bei Betondecken der Stützung ist natürlich ineffizient.

Diese Arbeiten sind durch den Einsatz der nachfolgenden Vorrichtung wesentlich günstiger zu gestalten.

Mit dem Einsatz der Erfindung sind folgende Spannvorrichtungen zur Graben- wandsicherung und zur Schalungsfixierung möglich:

Der Aufbau dieser Spannvorrichtungen ist analog der Vorrichtungen, die im Gegenkraft-Hochwasserschutz eingesetzt werden. Über einen Kraftverstärker wird die notwendige Kraft erzeugt. Natürlich ist die für diesen Einsatzfall notwendige Kraft längst nicht so gross, wie dies im Hochwasserschutz der Fall ist. Für diese Fälle dürften Kräfte von 100.000 N (= 10 1) bis maximal 1.000.000 N (= 100 t) ausreichend sein.

Für den Fall von 1.000 kN gilt folgendes:

An 4 Gegenkrafthebeln (1) werden jeweils 5 t Massebelasrung angebracht. Diese greifen an den langen Hebelarmen an. Die Kraft F dieser 4 Massebelastungen beträgt 20.000 kg • g = 200.000 N. Das Hebelarmverhältnis langer zu kurzem Hebelarm beträgt 10 / 1, zum Beispiel 5 m / 0,5 m. Damit beträgt die Kraft F* am kurzem Hebelaπn 2.000.000 N. Diese Kraft F* wirkt auf einen Arbeitszylinder (19) mit einer Fläche A von beispielsweise 0, 1 m² und erzeugt dort einen Druck von 200 bar. Dieser Druck im Arbeitszylinder (19) wird auf mehrere querliegende Spannzylinder (19) mit beispielsweise der halben Fläche von A = 0,05 m² abgeleitet, und diese Spannzylinder stützen die Grabenschutzwand mit einer Kraft von 1.000 kN ab. Zusätzlich sind Sperrklinken und Sperrverzahnungen an diesen Spannzylindern in einer Führung angeordnet, die das Zurückfedern der Grabenschutzwand (Stahlwand) verhindern. Somit kann diese Stahlwand auch iterativ arretiert werden. Die Anzahl der einzelnen querliegenden Spannzylinder (19) ist je nach Erfordernis zu erweitem, wobei jeder Spannzylinder 100 t Spannkraft bewirkt.

Analog ist die Schalungsfixierung vorzunehmen. Nur wirken hier die Kräfte der Spannzylinder (19) sowohl von innen als auch von aussen (bei Betonfundamenten, -wänden) sowie von unten (bei Betondecken) auf die Schalungstafeln ein. Auch Stützvorrichtungen sind in diesem Zusammenhang einsetzbar. Als Beispiel können hierzu die Runneburg in Weißensee oder uch der schiefe Turm in Pisa angeführt werden. Beide Gebäude brauchen „aktivierbare Stützen", um fundamentseitig saniert werden zu können.

Vorteile dieses Kraftverstärkers zur „Grabenwandsicherung, Schalungsfixierung":

5 ♦ Aufwendige Handarbeiten fallen weg, da die Kräfte durch den Kraftverstärker und die entsprechenden Spannzylinder abgefangen werden und durch die Kraftverstärker sofort aktiviert werden = Kosteneinsparung

♦ Die Gefahr bei Grabensicherungen wird eliminiert, da wesentlich grössere Kräfte durch diese Vorrichtungen abgefangen werden als bei der Verschraubungstechnik

10 ♦ Da die Kraftverstärker (fast) jede Kraft F* erreichen können, könnenn auch sehr grosse Spann-Sicherungssysteme gebaut werden = Gegenkraftwerke sind in (fast) jeder Dimension möglich.

♦ Schalungsarbeiten können wesentlich reduziert werden, da nur die Spannzylinder anzuordnen sind und danach sofort aktiviert werden können 5 ♦ Bei Einsturzgefahr können an Gebäuden sofort diese Spannzylinder errichtet und in kurzer Zeit aktiviert werden. Für Fundamentarbeiten kann die Kraft erhöht und somit Baufreiheit geschaffen werden.

3.1.10. Verankerung für Kräne und andere Geräte (Sturmsicherung): Kräne werden auf der kurzen Hebelarmseite beispielsweise mit Betonelementen belastet, um das Gleichgewicht mit der Massenbelastung des langen Hebelarms herzustellen. Für diesen Fall der Austarierung ist diese einseitige Massebelastung ausreichend. Greifen aber Windgeschwindigkeiten in der Grössenordnung eines Sturms oder Orkans an, dann sind Kräne und andere hohe Geräte extrem kippgefährdet. Der Grund dafür liegt unter anderem darin, dass die Massenbelastung am

25 Grundgestell einseitig und nicht umfangseitig in gleicher Grosse angeordnet ist - ausserdem ist diese Massebelastung zu gering.

Um ausschliessen zu können, dass die Geräte umkippen, muss eine grössere Kraft auf das Grundgestell der Kräne einwirken, als das bis heute der Fall ist. Mit dem Einsatz der Erfindung sind folgende Verankerungen für Kräne und

-^5υ andere Geräte zur Sturmsicherung möglich:

Am Grundgestell des Kranes (oder eines ähnlichen Gerätes) wird ein Kraftverstärker eingesetzt, der massebelastet wird. Für diese Fälle genügen Kräfte von maximal

2.000.000 N.

Für den Fall von 2.000 kN gilt folgendes:

An 4 Gegenkrafthebeln (1) werden jeweils 5 t Massebelastung angebracht. Diese greifen an den langen Hebelarmen an. Die Kraft F dieser 4 Massebelastungen beträgt somit 200.000 N. Das Hebelarmverhältnis langer zu kurzem Hebelarm beträgt 10 / 1, zum Beispiel 5 m / 0,5 m. Damit beträgt die Kraft F* am kurzem Hebelarm = 2.000.000 N. Diese Kraft F* wirkt auf einen Arbeitszylinder (19) mit einer Fläche A von beispielsweise 0,1 m² und erzeugt dort einen Druck von 200 bar. Dieser Druck im Arbeitszylinder (19) wird mittels der Kolbenstange (22) direkt auf das Grundgestell (26) des Kranes übertragen und fixiert diesen mit der Kraft von 2.000 kN. Diese Kraft ist ausreichend, um den Kran kipp- und funktionssicher betreiben zu können. Vorteile dieses Kraftverstärkers zur „Kippsicherung":

♦ Die Funktionssicherheit des Kranes ist ununterbrochen gewährleistet, obwohl nur 4 mal 5 1 Massebelastung angebracht werden. Dies entspricht in etwa auch der Höhe der Belastung mit Hilfe der herkömmlichen, einseitig angebrachten Masse.

♦ Die Kippsicherung des Kranes ist dadurch gewährleistet, dass eine Kraft von 2.000 kN den Kran auf das Grundgestell presst.

♦ Eine schnelle Montage und Nachrüsten dieses Kraffverstärkers an Kränen ist möglich, und die Erhöhung der Standsicherheit ist auch unter Extrembedingungen gewährleistet, da wesentlich grössere Kräfte wirken.

3.1.11. Kraftverstärker an Fahrzeugen, um eine zusätzliche Kraft auf Achsen zu erzielen:

Fahrzeuge werden immer mit der Eigenmasse belastet. Demzufolge tragen die Achsen immer die jeweiligen Teillasten der aufliegenden Karroserieaufbauten. Bei Kurvenfahrten tragen die Fliehkräfte - bedingt durch den höherliegenden „Massenmittelpunkt" - das Fahrzeug um so weiter nach aussen, je höher die Geschwindigkeit und je enger der Kurvenradius ist. Um zu verhindern, dass die Fahrzeuge umkippen oder die Bodenhaftung der Innenräder extrem abnimmt, muss eine grössere Kraft auf die Achsen einwirken, als das bis heute der Fall ist.

Mit dem Einsatz der Erfindung sind folgende Kraftverstärker an Fahrzeugen möglich, die eine zusätzliche Kraft auf die Achsen erzielen:

Am Grundgestell des Fahrzeuges wird für jede Achse und jedes Rad ein Kraftverstärker eingesetzt, der mittels Gegenkrafthebel (1) massebelastet wird. Bei einem PKW sind dies 4 Kraftverstärker. Die Massebelastung wird durch die Teilmasse der Karosserie bereitgestellt, die den langen Hebelarm belastet. Der kurze Hebelarm wird zur Belastung des Arbeitszylinders (19) genutzt, der über die Kolbenstange (22) auf die jeweilige Achse (26) oder auf jedes Rad (26) einzeln drückt. Um die Spannung der Fliehkräfte positiv auszunutzen, wird jeder Kraftverstärker durch den langen Hebelarm des gegenüberliegenden Karosserieteiles kraftseitig betätigt. Somit wird der linke Kraftverstärker durch den rechten Hebelarm und der rechte Kraftverstärker durch den linken Hebelarm kraftseitig beeinflusst. Fährt der PKW durch eine Linkskurve, wird der rechte Hebelarm kraftseitig durch die Fliehkraft betätigt - der linke Kraftverstärker wird aktiviert, indem der Druck steigt und das linke Rad nach unten presst. Somit erhöht sich die Bodenhaftung des Rades - was zu einer Verbes- serung der Sicherheit von Fahrzeugen führt. Auch beim.Bremsverhalten ist eine Verbesserung zu erwarten.

An jedem der 4 Gegenkrafthebel (1) sind jeweils 0,2 1 Massebelastung vorhanden. Diese greifen an den langen Hebelarmen an. Das Hebelarmverhältnis langer zu kurzem Hebelarm beträgt 5 / 1, zum Beispiel 1,25 m / 0,25 m. Die Kraft F jedes Kraftverstärkers beträgt somit 2.000 N. Damit beträgt die Kraft F* am kurzen

Hebelarm = 10.000 N. Diese Kraft F* wirkt auf einen Arbeitszylinder (19) mit einer Fläche A von beispielsweise = 0,01 m² und erzeugt dort einen Druck von 10 bar. Dieser Druck im Arbeitszylinder (19) wird mit Hilfe der Kolbenstange (22) direkt auf die Achse des Rades (26) übertragen und bewirkt eine Kraft von 10 kN. Diese Kraft ist ausreichend, den PKW sicher zu beherrschen, insbesondere bei extremen Kurvenfahrten und Vollbremsungen.

Vorteile dieses Kraftverstärkers zur „Kraftverstärkung auf Achsen = Kippsicherung": ♦ Die Funktionssicherheit der Fahrzeuge wird erhöht, da eine zusätzliche Kraft von den auftretenden Fliehkräften gewonnen wird und diese Kraft über den Kraftverstärker auf die Räder verteilt wird, die kraftseitig entlastet werden. • Der Nutzen liegt in der höheren Sicherheit von Fahrzeugen, da diese nicht bei jeder Extrembelastung spurseitig ausbrechen können.

3.1.12. Multifunktionelle Anwendungen der Erfindung: Auf Grund der Tatsache, dass Energieerzeugungsanlagen gemäss dieser Erfindung (vgl. Pkt. 3.1.1.) mit einem Wirkungsgrad von mindestens 63 % betrieben werden, wird es möglich, dass neben der Energieerzeugung andere Systeme oder Anlagen aktiviert und betrieben werden, die ebenfalls die Druckenergie E_a benötigen. Diese separaten Anlagen können beispielsweise als:

• Antriebe für Maschinen oder Fahrzeuge • Wasserentsalzungsanlagen

• Hebevorrichtungen, Last- oder Montageaufzüge, Pressanlagen für Müll oder Baustoffe

• Feuerlöschanlagen

• Pumpstationen für Trink- bzw. Abwasser oder andere flüssige Medien in der Form betrieben werden, dass weitere Teile der Druckenergie E_a mittels des Mediums (19a) des jeweils arbeitenden Arbeitszylinders (19) über die Druckleitung für Sekundäφrozesse (34) über das geöffnete Ventil dieser Leitung (34) entaommen werden und dem jeweiligen zugeordneten Prozess der Sekundärnutzung entweder kontinuierlich oder impulsartig zugeführt werden. Die Druckenergie E_a kann aber auch über einen Hydraulikmotor 37 zum Antrieb von Maschinen oder von Fahrzeugen direkt genutzt werden. Vorteile der multifunktionellen Anwendungen dieser Erfindung:

• Die Nutzung der Druckenergie E_a, die neben der Energieerzeugung für völlig andere Prozesse zur Verfügung steht, beinhaltet Wirkungen, die von ganz wesent- licher Bedeutung sind. Diese Sekundärnutzung von Energie - neben der Hauptnutzung für die Energieerzeugung - beinhaltet technische und ökonomische Effekte, deren Tragweite sich in der praktischen Umsetzung und Anwendung zum jetzigen Zeitpunkt nur grob skizzieren lässt.

• Der Nutzen dieser mulifunktionellen Anwendung liegt darin, dass jede Anlage - neben der Erzeugung von Energie - mit dieser Erfindung betrieben werden kann, da überschüssige Energie zur Verfügung steht. 3.1.13. Energieerzeugung zum Antrieb von Kraftfahrzeugen oder stationären Anlagen:

Dieses Einsatzfeld wird in Anlehnung an die Energierzeugung (Pkt. 3.1.1.) abgehandelt, so dass nur die grundlegenden Prinzipien näher erläutert werden. Die Gegenkraftsysteme A und B entfallen zum Beispiel bei Fahrzeugantrieben, da platzseitig diese nicht oder nur schwer einzuordnen sind. Zur Erzeugung des Drucks im Arbeitszylinder ( 19) wird demzufolge nur das Gegenkraftsystem C eingesetzt. Als Voraussetzung der Berechnung der sekündlichen Leistung wird angenommen, dass ein Fahrzeug eine effektive Leistung von 40 kW besitzen sollte. Dies bedingt, dass das Gegenkraftsystem C eine Leistung - abzüglich der Verluste - von etwa

60.000 Nm erzeugen muss. Die angreifende Kraft F** der hydraulischen Presse (67) auf den oberen Arbeitszylinderdeckel (18) mit einer Fläche A von 300 cm² müsste - demzufolge bei 600.000 N und 200 bar Druck liegen. Pro Sekunde müssen 3.000 cm³ Hydraulikflüssigkeit (19a) durch den Hydraulikmotor (37) gepresst werden, um die Leistung von 60.000 Nm zu erzeugen.

Das Gegenkraftsystem C wird folgendermassen berechnet:

Es wird vorausgesetzt, dass jeweils 1 Gegenkraftzylinder (48) mit einer Fläche A von insgesamt 0,03 m² zum Einsatz kommen, wobei der Druck dieser Zylinder (48) bei mindestens 20 bar liegt. Die Druckkraft F beträgt somit F = p • A = 2.000.000 N / m² • 0,03 m² = 60.000 N. Um abzusichern, dass diese Druckkraft F der Gegenkraftzylinder (48) mit 60 kN der Kraft F** mit 600 kN an der hydraulischen Presse (67) entspricht, muss demzufolge der Faktor 10 für die hydraulische Presse (67) eingeordnet werden. Dies wird dadurch realisiert, dass die Fache AI der Pumpenkolben (69) nur 1/10 der Fläche A2 des Arretierungskolbens (71) beträgt. Die Kraft F der Gegenkraftzylinder (48) erzeugt somit bei den Pumpenkolben (69), die beispielsweise eine Fläche AI von 0,003 m² besitzen, eine Kraft F von ebenfalls 690 kN. Da die Fläche AI des Pumpenkolbens (69) nur den Wert 1/10 des Gegenkraftzylinders (48) aufweist, beträgt der Druck p am Pumpenkolben (69) = 200 bar. Dieser Druck von 200 bar liegt im Medium (67a) der hydraulischen Presse (67) an und der Arretierungskolben (71) wird mit diesem Druck, aber mit der Fläche A2 = 0,03 m² nach unten gepresst. Die Druckkraft F** des Arretierungskolbens (71) beträgt

F** = p • A = 20.000.000 N / m^{2 •} 0,03 m² = 600.000 N.

Daraus folgt, dass die Druckenergie E_a im Medium (19a) im Arbeitszylinder (19) aufgebaut wird. Wenn der Arbeitszylinder (19) eine Fläche von 0,03 m² besitzt, dann wird in der Hydraulikflüssigkeit (19a) ein Druck von ca. 200 bar erzeugt.

Die Arretierungsstangen (72) drücken direkt auf den oberen Arbeitszylinderdeckel (18) und erzeugen den Druck von 200 bar des Hydrauliköls (19a) im Arbeitszylinder (19). Diese Druckenergie E_a wird im Hydraulikmotor (37) in mechanische Energie umgewandelt, die zum Antrieb von Fahrzeugen oder zum Betreiben eines Generators (42) im stationären Betrieb genutzt wird.

Die zuzuführende Hilfsenergie zum Antrieb der Kurbelwelle (57), wird vorzugsweise über folgende Energiequellen bereitgestellt: a) bei Fahrzeugen: Brennstoffzelle oder Photovoltaik in Kopplung mit einem Generator (42) bzw. einem Elektromotor (47d) oder bei Druckluftantrieb als Direktantrieb b) bei stationären Anlagen: Wind-, Gezeiten-, Wasserkraft oder durch Verbrennungsmotoren als direkter Antrieb zusätzlich möglich (neben den Energiequellen wie a). Zur Berechnung dieser Hilfsenergie ist von folgenden Voraussetzungen auszugehen: Bei einer 5°-Teilung der Kurbelwelle (57) sind 72 Kurbelzapfen angeordnet. Dabei ist folgende Energiezufuhr notwendig:

1. von 355° auf 357,5° werden diese Druckwechselzylinder (60) von den Vorgänger- Druckwechselzylindern (60), die 360° verlassen und zu 5° wechseln, bis zu 2,5° mitgezogen, da der Innendruck der „Vorgänger" höher ist als der der „Nachfolger"

2. von 357,5° auf 360° muss eine Hilfsenergie aufgewandt werden, da sich alle anderen Kräfte gegenseitig an der Kurbelwelle (57) aufheben. Dies erfolgt über die benannten Energiequellen, die das notwendige Drehmoment zur Überwindung der „Totpunkte" der zur Extremposition wechselnden Druckwechselzylinder (60) liefern. Die „Totpunktüberwindung" plus die Überwindung der Reibungsverluste stellt sich für diese Art der Energieerzeugung folgendermassen dar: Die Berechnung der notwendigen Druckarbeit dW pro Druckwechselzylinder (60) beträgt: dW = dp ^• dV + F_RC dW = Hilfsenergie (Arbeit) dp = Druckdifferenz (im konkreten Fall wird zur ersten Berechnung der Höchstdruck von 40 bar angenommen, obwohl real nur eine Druckdifferenz von maximal 4 bar anliegt) dV = das zu verdrängende Volumen der Druckwechselzylinder (60), die von 357,5° auf 360° wechseln

F_RC = Coulombsche Reibung aller betroffenen Zylinder (48, 60) und der Lager der Kurbelwelle (57) Der Durchmesser der Kurbelwelle (57) wird mit 80 mm festgelegt und die Länge der Kolbenstange für DWZ (61) beträgt 400 mm. Da bei der Berechnung der zuzuführenden Hilfsarbeit dW von realitätsnahen Daten ausgegengen werden muss, ist auf Grund der Länge der Kolbenstange für DWZ (61) mit 400 mm zur Kolbenstangen-, befestigung (51) ein realer Winkel der Kolbenstange (61) an der Kolbenstangenbe- festigung (51) von maximal 1,5°, anstelle des 2,5°-Totpunktüberwindungswinkels, anzusetzen: cos 1,5° = 0,9997 dh = 400 mm - (cos 1,5° • 400 mm) dh = 400 mm - (0,9997 • 400 mm) = 400 mm - 499,88 mm = 0,12 mm = 0,00012 m dV = A ^• dh = 0,03 m² • 0,00012 m = 0,0000036 m³ Die Hilfsenergie, die zur Überwindung der Totpunkte aller Druckwechselzylinder (60) pro Sekunde notwendig ist, beträgt (für einen Druck von 40 bar der Druckwechselzylinder): dW = p ^• dV ^• Anzahl DWZ dW = 4.000.000 N/m² • 0,0000036 m³ ? 50 dW = 720 Nm (für 50 DWZ) dW = 14,4 Nm (pro DWZ) - für 40 bar

Für den Differenzdruck von 4 bar der Druckwechselzylinder (60) beträgt die Hilfsarbeit dW = 1,44 Nm pro Druckwechselzylinder (60). Für die 50 Druckwechsel- . Zylinder (60) beträgt die Hilfsarbeit dW somit 72 Nm, die zur Überwindung der Totpunkte notwendig sind. Der zusätzliche Kraftaufwand, den die Reibkraft der

Kolben (52, 63) bzw. Kolbenstangen (61 ) an den Wänden der Druckwechselzylinder (60) und der Gegenkraftzylinder (48) bewirkt, wird mit 5 N pro Zylinder bewertet. Da die newtonsche (geschwindigkeitsproportionale) Reibung F_RN = K_Ns mit annähernd Null zu bewerten ist, da keine grossen Geschwindigkeiten auftreteten, ist nur die coulombsche Reibung F_RC = Kc sign (s) von Bedeutung, wobei 5 N als Aus- gangswert pro Zylinder ausreichen, um alle Reibungsverluste zu bewerten. Für jeweils 72 bewegte Zylinder (48, 60) pro Sekunde sind somit Reibungsverluste von ca. 720 N einzuordnen. Zusätzlich sind Reibungsverluste an den Lagern der Kurbelwelle (57) einzuordnen, die ca. 5 N pro Lagerzapfen betragen. Daraus resultiert eine zusätzliche Kraftzufuhr, die mit ca. 400 N zu bewerten ist. Die Totpunktüberwindung erfordert 72 Nm, so dass ein Drehmoment von ca. 1.200 N an der Kurbelwelle (57) vorliegen muss und diese mit ca. 1.500 N über den Generator (42) oder den Elektromotor (47d) abzusichern ist. dW = dp ^• dV • Anzahl Zylinder + F_RC • Anzahl Zylinder + F_RC • Anzahl Lagerzapfen dW = 400.000 N/m² • 0,0000036 m³ • 50 + 5 N • 144 + 5 N • 80 dW = 72 Nm + 720 N + 400 N dW = 1.192 N(m)

Da auf der Kurbelwelle (57) 72 Druckwechselzylinder angeordnet sind, werden bei 0,7 Umdrehungen der Kurbelwellen (57) insgesamt 50 Druckwechselzylindeφaare (60) kraftseitig beeinflusst.

Um die Zwangsdrehung der Kurbelwelle (57) abzusichern, muss entweder der Elektromotor (47d) mit einer Leistung von 1,5 kW aus den Brennstoffzellen oder der Photovoltaikanlage gespeist werden oder direkt von einer Druckluftanlage angetrieben werden. Unter der Voraussetzung, dass der jeweilige Druckwechselzylinder (60) auf etwa 1/3 des Umfanges der Kurbelwelle (57) den Minimaldruck erreichen muss und der kooperierende Gegenkraftzylinder (48) seine Druckkraft F über die Zylinderstange (50) an den Pumpenkolben (69) weiterleitet, kann man davon ausgehen, dass die Hubhöhe des Gegenkraftzylinders (48) und des Pumpenkolbens (69) jeweils ca. 20 mm beträgt.

Dies bedeutet, dass die notwendigen 50 Druckwechselzylinder (48) bewegt werden, pro Sekunde unter den genannten Voraussetzungen die 50 Gegenkraftzylinder (48) mit dem Innendruck von 20 bar wirken und damit jeweils ca. 20 mm Weg die Druckkraftbewegung der Pumpenkolben (69) verursachen, die aber einen Druck von 200 bar aufweisen. Dieser Weg von ca. 20 mm an den Pumpenkolben (69) bewirkt einen Weg von ca. 2 mm an den Arretierungskolben (71) in den Arretierungszylin- dem (70). Damit wird der Arbeitszylinder (19) um ca. 100 mm pro Sekunde bei 50 Hüben der Gegenkraftzylinder (48) nach unten bewegt und das Hydrauliköl (19a) wird mit einem Druck von ca. 200 bar in den Hydraulikmotor (37) gepresst. Diese Druckhydraulikmenge (19a) von ca. 3 Litern pro Sekunde besitzt eine Druckenergie von E_a = p * dV.

E_a = 20.000.000 N/m^{2 •} 0,003 m³ = 60.000 Nm = 60 kJ = 60 kW. Abzüglich aller weiteren Verluste stehen somit permanent ca. 40 kW als Antriebsenergie dem Fahrzeug oder der stationären Energieerzeugungsanlage zur Verfügung. Da der Arbeitszylinder (19) eine Fläche A von 0,03 m² und eine Höhe des Arbeitshubes von 0,6 m aufweist, ist im Arbeitszylinder (19) ein Hydraulikvolumen (19a) von 18 dm vorhanden.

Da pro Sekunde 3 Liter Hydrauliköl (19a) durch den Hydraulikmotor (37) gepresst werden, ist gesichert, dass jeweils 1 Arbeitszylinder (19) 6 Sekunden lang zur Energieumwandlung eingesetzt werden kann. Der alternierende Arbeitszylinder (19) muss in diesen 6 Sekunden den Zustand der Arbeitsfähigkeit erreichen.

Vorteile dieser Energieerzeugung in Fahrzeugen oder stationären Anwendungen dieser Erfindung:

♦ Die Leistung der Druckenergie E_a wird nur über das Gegenkraftsystem C erbracht und steht damit in Fahrzeugen als völlig neue Antriebsart zur Verfügung. Die Initial- oder Hilfsenergie wird über Brennstoffzellen, Pholtaikanlagen oder Druckluft bereitgestellt, die nur einen Bruchteil der erforderlichen Energie zum Betrieb dieser Energieanlage erfordern.

♦ Das gleiche Prinzip kann für stationäre Anlagen ebenso angewandt werden, wobei als zusätzliche Hilfsenergiequellen die Wind-, Gezeiten-, Wasserkraft oder Verbren- nungsmotoren genutzt werden können. Bezuεszeichen:

Nr. Bezeichnung

1 Gegenkrafthebel

2 LastTKraftaufnahmepunkt

3 Stahlseil

4 Masse m

5 Verspannzylinder

5a Medium (Wasser oder Hydrauliköl oder Pressluft)

6 Verspannzulaufieitung

7 Verspannzulaufleitungsventil

8 Verspannablaufleitung

9 Verspannablaufleitungsventil

10 Verspannkolben (doppelseitig belastbar)

11 Verspannkolbenstange

12 obere Platte

13 Kolben am Druckübertragungszylinder

14 Druckübertragungszylinder

14a Medium (Hydrauliköl)

15 Querlageφlatte

16 Querlagerfuss

17 Querlageraufnahmebügel

18 oberer Arbeitszylinderdeckel

19 Arbeitszylinder

19a Medium (Wasser oder Hydrauliköl)

20 Arbeitskolben

21 unterer Arbeitszylinderdeckel

22 Kolbenstange am Arbeitszylinder

23 Kolbenstangenführung

24 Kolbenstangenfuss am Arbeitszylinder

25 Zuganker am Arbeitszylinder

26 Fundament/Vorrichtung/Widerlager Nr. Bezeichnung

27 Zulaufleitung

28 Zuaufleitungsventil

29 Entlüftungsleitung 30 Entlüftungsventil

31 Manometer

32 Druckleitung

33 Druckleitungsventil

34 Druckleitung für Sekundäφrozesse (mit Ventil)

35 Düse 36 Druck Wasserstrahl

37 Freistrsahlturbine/Hydraulikmotor/Schwungmasse

38 Turbinen welle

39 Riemenscheiben

40 Treibriemen 41 Generatorwelle

42 Generator

43 Verstrebungen

44 Zulaufrinne

45 Schützentafel in der Zulaufrinne 46 Zulaufwasser

47 oberschlächtiges Wasserrad 47a Schaufelzellen

47b Getriebe am Wasserrad

47c Schwungrad am Getriebe 47d Elektromotor am Wasserrad

48 Gegenkraftzylinder 48a Medium (Pressluft)

49 Oberer Deckel Gegenkraftzylinder 50 Zylinderstange am Gegenkraftzylinder

51 Kolbenstangenbefestigung oder schwenkbarer Hebel mit festen Drehpunkt Nr. Bezeichnung

52 Gegenkraftkolben

53 Gegenkraftkolbenstange

54 Kolbenfuss am Gegenkraftzylinder 55 unterer Deckel Gegenkraftzylinder

56 Zuganker am Gegenkraftzylinder

57 Kurbelwelle

58 Festlager

59 Festlagerarretierung 60 Druckwechselzylinder

60a Medim (Luft oder Hydrauliköl)

61 Kolbenstange für Druckwechselzylinder (DWZ)

62 oberer Deckel für DWZ

63 Kolben für DWZ 64 unterer Deckel für DWZ

65 Zylinderstange für Druckwechselzylinder

66 Zuganker für DWZ

67 Hydraulische Presse 67a Medium (Hydrauliköl) 68 Pumpenleitung

69 Pumpenkolben

70 Arretierungszylinder

71 Arretierungskolben

72 Arretierungsstange 73 Arretierungsverstrebung

74 Arretierungspunkt

75 Arretierungs ventil

76 Pumpenventil

77 Hydraulikzuführungskolben 78 Hydraulikzuführungskolbenstange

79 Gegenlageφlatte Nr. Bezeichnung

80 Führung für Gegenlager

81 Arretierungssicherung

82 Druckfedern für Arretierungssicherung 83 Nivellierungsbolzen mit Mutter für Arretierungssicherung

84 Anti-Arretierunghebel

85 Rückführungszylinder

85a Medium (Wasser oder Hydrauliköl oder Pressluft)

86 Rückführungszylinderstange 87 Rückführungskolben

88 Rückfübrungskolbenstange mit integrierter Leitung

89 Rückführungsventil

90 Festarretierungshebel (horizontal beweglich)

91 Druckfeder für Festarreti erungshebel 92 Nivellierungsbolzen mit Muttern für Festarretierungshebel

93 Rückholhebel

94 Distanzstück

95 Horizontalträger

96 Querstütze 97 Vertikalsrützen

98 Quertraverse

99 Stützpfeiler für Quertraverse

100 Elektrozüge

101 Stahlseile

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung Mittels Gegenkraftsystemen, insbesondere zur Gewinnung mechanischer oder elektrischer Energie, bestehend aus einem Arbeitszylinder, welcher wechselweise von einer oberen Arbeitslage im belasteten Zustand in eine untere Endlage gedrückt und in der Phase der Abwärtsbewegung während des Arbeitshubes zulaufseitig abgesperrt und mit seiner Druckmittelableitung auf eine Einrichtung zur Energieumwandlung geführt ist, und — nach zulaufseitiger Umsteuerung - im unbelasteten Zustand in die obere Arbeitslage mittels: • gefluteter Rückfübrungszylinder, die entweder vom alternierend arbeitenden Arbeitszylinder oder durch separate Druckstromerzeuger mit dem notwendigem Druck und Volumenstrom versorgt werden oder

• Elektrozügen, die mit dem Arbeitszylinder und den Gegenkrafthebeln mit Stahl- Seilen verbunden sind, zurückbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass: a) die Kraft F der Gegenkrafthebe] (1) mittels der entspechenden: al) Massen m (4) über die Hebelwirkung an der oberen Platte (10) mit der Kraft F* angreift, a2) pneumatik- oder hydraulik- oder mit Wasserdruck betriebenen Verspannzylinder (5) betätigt werden und ebenfalls die Kraft F* erzeugen, b) der Umlenkpunkt der Gegenkrafthebel (1) als Querlageφlatte (15) ausgebildet ist, die durch die Arretierungsstangen (72) und die Festarretierungshebel (90) kraftseitig beeinflusst wird, c) die angreifende Kraft F* der kurzen Gegenkrafthebel ( 1) an der oberen Platte (12) über den Kolben am Druckübertragungszylinder (13) mittels eines Flüssigkeitspolsters (14a) im Druckübertragungszylinder (14) den oberen Arbeitszylinderdeckel (18), an dem der Arbeitszylinder (19) befestigt ist, beaufschlagt und somit das im Arbeitszylinder (19) befindliche Wasser (19a) oder die Hydraulikflüssigkeit (19a) in einen Druckzustand versetzt, dl) bei dynamischen Systemen die Kolbenstange (22) des Arbeitskolben (20) des Arbeitszylinders (19) stabil auf dem Fundament (26) oder — bei horizontaler Lage - am Widerlager (26) verankert ist und der Arbeitszylinder (19) zwischen der oberen und unteren Arbeitsendlage -- und umgekehrt - verschiebbar ist, d2) bei statischen Systemen der Kolbenstangenfuss am Arbeitszylinder (24) stabil auf der kraft- oder druckseitig zu beeinflussenden Vorrichtung (26) verankert ist und der Arbeitskolben (20) und die Kolbenstange am Arbeitszylinder (22) zwischen der oberen und unteren Arbeitsendlage - und umgekehrt - verschiebbar ist, e) beidseitig des Arbeitszylinders (19) befindliche höhengestaffelte Festarretierungshebel (90) die Querlageφlatte (15) und den oberen Arbeitszylinderdeckel (18) in abgestuften Intervallen in der Phase der Abwärtsbewegung des Arbeitszylinders (19) arretieren, f) ein- oder beidseitig des Arbeitszylinders (19) paarweise wirkende, luftgefüllte . Gegenkraftzylinder (48) angeordnet sind, die - als permanente Energiespeicher eine Druckkraft F mit den Faktoren Innendruck der Pressluft (48a) und Fläche des Gegen- kraftzylinders (48) bereitstellen -- über die Zylinderstangen am Gegenkraftzylinder (50) für eine Bewegung eines flächenmässig kleineren Pumpenkolbens (69) über das Medium des Hydrauliköls (67a) einer hydraulischen Presse (67) einen flächenmässig grösseren Arretierungskolben (71) mit der Druckkraft F** antreiben, der in einem Arretierungszylinder (70) geführt wird, diese Kraft F** durch die Arretierungsstan- gen (72) auf die Querlageφlatte (15) übertragen und somit bewirken, dass eine kontinuierliche Bewegung des Arbeitszylinders (19) nach unten gegen den Arbeitskolben (20) erfolgt und damit für einen kontinuierlichen Ausstoss von Druckwasser (36) zur Beaufschlagung der Turbine (37) oder zur Druck- oder Kraftverstärkung am Arbeitskolben (20) sorgen.

2. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass: a) entweder die durch die Masse m (4) oder durch die pneumatik- oder hydraulikbetriebenen Verspannzylinder (5) betätigten belasteten Gegenkrafthebel (1) auf die obere Platte (12) kraftseitig mit de Kraft F* einwirken und im Druckübertragungszy- linder (14) einen konstanten Druck des Hydrauliköls (14a) erzeugen, der über den oberen Arbeitszylinderdeckel (18) auf das Wasser (19a) oder die Hydraulikflüssigkeit (19a) im Arbeitszylinder (19) übertragen wird, b) die Umlenkpunkte der Gegenkrafthebel (1) auf der Querlageφlatte (15) mit den Elementen Querlagerfuss (16) und schwenkbarer Querlageraufnahmebügel (17) angeordnet sind, und diese Querlageφlatte ( 15) kraftseitig durch: bl) vertikal angeordnete Festarretierungshebel (90), zeitpunktbezogen in der Horizontale arretiert, und b2) vertikal bewegliche Arretierungsstangen (72), die druckseitig von Gegenkraftzylindern (48) über folgende Vorrichtungen:

• die Zylinderstange am Gegenkraftzylinder (50) • einen flächenmässig kleineren Pumpenkolben (69) der hydraulischen Presse (67)

• das Hydraulikfluid (67a) in der Pumpleitung (68)

• den flächenmässig grösseren Arretierungskolben (71) dieser Presse (67) im Arretierungszylinder (70) beaufschlagt und

• die Arretierungsstangen (72) in dem Zeitintervall mit der Kraft F** versorgt — wenn die Pressluft (48a) der Gegenkraftzylinder (48) die entsprechende Druckkraft F = p • A liefert - und somit den Arbeitszylinder (19) von einer oberen Arbeitslage in die nächstfolgende untere Arbeitslage bewegt, c) die Gegenkraftzylinder (48) druckseitig beeinflusst werden, indem Druckwechsel- zylinder (60), die auf der Kurbelwelle (57) mit jeweils synchron versetzten Kurbelzapfen angeordnet sind, infolge der Zwangsdrehung der Kurbelwelle (57) über die Beaufschlagung von Zulaufwasser (46) im oberschlächtigen Wasserrad (47) mit abwechselndem Druck des Mediums (60a) auf die Gegenkraftzylinder (48) einwirken, und diese Druckwechselzylinder (60) zwischen den beiden Endstufen synchron wechseln: cl) bewegt sich der Zapfen der Kurbelwelle auf das äussere Kreisende der Kurbelwelle (57) zu, so wird im Druckwechselzylinder (60) der grösste Druck im Medium (60a) erzeugt, da sich der Zylinderraum im Druckwechselzylinder (60) infolge der Verschiebung des Kolbens für DWZ (63) verkleinert, in der ^"weiteren Folge zieht die Kolbenstange für DWZ (61 ) die Kolbenstangenbefestigung (51 ) nach unten und dadurch wird sowohl die Zylinderstange am Gegenkraftzylinder (50) und gleichzeitig der Pumpenkolben (69) nach unten bewegt - die Druckkraft F des Gegenkraftzylinders (48) wird somit kompensiert und der Pumpenkolben (69) kraftseitig entlastet — das Arretierungsventil (75) wird zu einem früheren Zeitpunkt geschlossen und infolge des Druckabfalls des Hydrauliköls (67a) in der hydraulischen Presse (67) entsteht ein Unterdruck, der bedingt, dass Hydrauliköl (67a) nachfliesst, indem sich der Hydrau- likzuführungskolben (77) mit der Hydraulikzuführungskolbenstange (78) und der Gegenlageφlatte (79) auf Grundlage der Gravitation nach unten bewegen, die Gegenlageφlatte (79) die jeweils nächste Arretierungssicherung (81) quert und somit das zum Druckaufbau notwendige Hydrauliköl (67a) in die hydraulische Presse (67) gelangt, c2) bewegt sich der Zapfen der Kurbelwelle auf das innere Kreisende der Kurbelwelle (57) zu, so wird im Druckwechselzylinder (60) der kleinste Druck des Mediums (60a) erzeugt, da sich der Zylinderraum im Druckwechselzylinder (60) infolge der Verschiebung des Kolbens für DWZ (63) vergrössert, in der weiteren Folge wird die Kolbenstangenbefestigung (51) entlastet und dadurch wird die Zylinderstange^' am Gegenkraftzylinder (50) nach oben bewegt, da der grössere Druck des Mediums (48a) im Gegenkraftzylinder (48) wirkt, dadurch wird synchron der Pumpenkolben (69) nach oben bewegt, das Arretierungsventil (75) in der Pumpleitung (68) zeitgleich geöffnet und infolge des Druckaufbaus im Medium (67a) der hydraulischen Presse (67) - aufgrund der Arretierung der Gegenlageφlatte (79) an der Arretierungssicherung (81) - entsteht eine Druckkraft, die bedingt, dass über das Hydrauliköl (67a) der hydraulischen Presse (67) der Arretierungskolben (71) dieser Presse (67) im Arretierungszylinder (70) die Arretierungsstangen (72) in dem Zeitintervall zwischen Öffnen und Schliessen des Arretierungsventils (75) mit der Kraft F** versorgt, die der jewei- lige Gegenkraftzylinder (48) mit der Druckkraft F mit F = p • A liefert, und somit den Arbeitszylinder (19) von einer oberen Arbeitslage in die nächstfolgende untere Arbeitslage über das Prinzip der hydraulischen Presse (67) mit der notwendigen Druckkraft F** kraftseitig bewegt, d) die kraftseitige Beeinflussung der Arretierungsstangen (72) einen kontinuierlichen Prozess beinhaltet, indem die Zeitintervalle des Wirkens der Gegenkraftzylinder (48) so gestaltet sind, dass die Druckkraft des Mediums (48a) des jeweils wirkenden Gegenkraftzylinders (48) immer zeitpunktbezogen mit der Wirkung des nachfolgenden Gegenkraftzylinders (48) erfolgt, wobei Überschneidungen nicht funktionsbe- hindernd sind.

3. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass: a) die Kurbelwelle (57) mehrere, aber immer paarweise gegenüberliegende Kurbelzapfen aufweist, an denen Druckwechselzylinder (60) mit den Elementen und folgendem Vorrichtungsaufbau angeordnet sind:

• Druckwechselzylinder (60) • Zylinderstange für DWZ (65), die den unteren Deckel für DWZ (64) mit dem jeweiligen Kurbelzapfen der Kurbelwelle (57) verbindet

• oberer Deckel für DWZ (62)

• Kolben für DWZ (63)

• unterer Deckel für DWZ (64) • mehrere Zuganker für DWZ (66), die den oberen und unteren Deckel für DWZ (62, 64) miteinander verbinden

• Kolbenstange für DWZ (61), die den Kolben für DWZ (63) mit der Kolbenstangenbefestigung (51) an der Zylinderstange am Gegenkraftzylinder (50) oder den schwenkbaren Hebel (51) mit festen Drehpunkt als Verbindungselement zur kraftseitigen Bewegung der Zylinderstange am Gegenkraftzylinder (50) verbindet.

• die Druckwechselzylinder (60) sind vorzugsweise in einer Horizontallage anzuordnen, da in dieser Lage fast keine gravitationsbedingten Verluste auftreten können. b) die Zylinderkammem der Druckwechselzylinder (60) im oberen Bereich vorzugsweise mit Druckluft und Hydrauliköl (60a) gefüllt sind, und die Druckhöhe von der Kreisbahn des Kurbelzapfens der Kurbelwelle (57) abhängig ist und schnell von einer maximalen zur minimalen Druckhöhe wechseln kann - und umgekehrt - und somit kraft wechselnd wirkt, wobei eine grössere Anzahl von Kurbelzapfen auf der Kurbelwelle (57) und deren adäquate Anzahl von Druckwechselzylinden (60) die Kraft minimieren, die zur Zwangsdrehung der Kurbelwelle (57) über die Beaufschlagung von Zulaufwasser (46) im oberschlächtigen Wasserrad (47) notwendig wird, wobei: c) die Kurbelwelle (57) vorzugsweise neben dem Arbeitszylinder (19) angeordnet sein sollte und möglichst viele Druckwechselzylinder (60) aufweisen sollte, um die Differenzhöhe des zum Extrempunkt wechselnden Druckwechselzylinders (6) möglichst gegen Null streben zu lassen und oberhalb der Kurbelwelle (57) angeordnete hydraulische Pressen (67) aufweist, die mittels der Gegenkraftzylinder (48) kraftseitig maximal- und minimal wirksam - in Abhängigkeit vom jeweils kooperierenden Druckwechselzylinder (60) ~ über die hydraulische Presse (67) mittels der Arretierungsstangen (72) auf die Querlageφlatte (15) angreifen.

4. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass: a) die notwendige Kraft in Form des Drehmoments am oberschlächtigen Wasserrad (47) einerseits von der aufzunehmenden Wassermenge in den Schaufelzellen (47a) und dem Übersetzungsverhältniss Wasserradradius zu Kurbelzapfenradius und zum zweiten von der Differenzkraft des jeweils zum Maximaldruck wechselnden Druckwechselzylinders (60) im Verhältnis zu seinem Vorgänger, im Druck absinkenden Druckwechselzylinder (60), bestimmt wird, b.) das oberschlächtige Wasserrad (47) ein Getriebe (47b) aufweist, dass die Kurbelwellen (57) antreibt, um die Totpunktüberwindung der zum Extrempunkt wechselnden Druckwechselzylinder (60) mit dem notwendigen Drehmoment zu versorgen und die Reibkräfte aller Zylinder (48, 60) sowie der Kurbelwellenlager und anderer Elemente zu überwinden, wobei unterstützend in diesem Prozess das Schwungrad am Getriebe (47c) und der Elektromotor am Wasserrades (47d) integriert sind, die Defizite in der Energiebilanz der Drehmomenterzeugung am Wasserrad (47) ausgleichen, indem dem Schwungrad (47c) entweder über den Elektromotor (47d) Energie aus dem Generator (42) oder aus einer externen Energiequelle zugeführt wird, - wobei das Schwungrad (47c) auch direkt von dieser externen Energiequelle angetrieben werden kann - wenn die Zulaufwassermenge (46) nicht oder nicht ausreichend zur Drehmomenterzeugung zur Verfügung steht.

5. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass: a) die Vorrichtungen der vertikal angeordneten Festarretierungshebel (90) an den

Vertkalstützen (97) in solchen Abständen angebracht sind, die eine bewegliche Beför- derung der Querlageφlatte (15) durch die von der Druckkraft bewegten Arretierungsstangen (72) von einer jeweils oberen Arbeitslage von einem Festpunkt in die darunter befindliche nächste Arbeitslage in Form des nächsten Festpunktes, gleich Festarre- tierungshebel (90), ermöglichen, wobei die Festarretierungshebel (90) an den Verti- kaistützen (97) so angebracht sind, dass sie zum Zeitpunkt der Querung der Querlageφlatte (15) und des oberen Abeitszylindereckels (18) nach aussen verschoben werden können und eine Zwangsrückführung der Festarretierungshebel (90) in ihre Ausgangslage auf Grund der eingesetzten Druckfedern (91) erfolgt, sobald die Querung der Querlageφlatte (15) und des oberen Arbeitszylinderdeckels (18) abgeschlossen ist und b.) Die vertikal wirkenden Arretierungsstangen (72) der hydraulischen Presse (67) über den Arretierungskolben (71) im Arretierungszylinder (70) kontinuierlich mit der notwendige Druckkraft F** versorgt werden — auf Grund eines jeweils aktivierten Gegenkraftzylindeφaares (48), die als permanter Druck- und Energiespeicher über die Pressluft (48a) die Druckkraft und die notwendige Hubhöhe ab dem Zeitpunkt liefern, wenn der Druck im Medium (60a) des korrespondierenden Druckwechselzylinder (60) extrem abfällt und das gleichzeitige Öffnen des zugeordneten Arretierungsventils (75) der hydraulischen Presse (67) erfolgt — so dass der Arbeitszylinder (19) zwischen dem oberen und unteren Hubendpunkt kontinuierlich kraftseitig bewegt wird, wobei die hydraulische Presse (67) fixierte Festpunkte aufweist, die als Arrtierungspunkt (74), der Führung für Gegenlager (80), dem Pumpengehäuse der hydraulischen Presse (67) das zur Aufnahme des Pumpenkolbens (69) und des Hydraulikzuführungskolbens (77) dient, sowie dem Arretierungszylinder (70) ausgebildet sind und deren Fixpunkte mittels der Arretierungsverstrebungen (73) an den Vertikalstützen (97) und der Quertraverse (98) am Arbeitszylinder (19) angeordnet sind, c) die hydraulische Presse (67) im Bereich der Pumpenkolben (68) in zwei separate Leitungen und weitere Vorrichtungen (75 - 84) aufgeteilt ist, die das jeweilige Pumpenventil (76) integrieren und entweder die Versorgung des ersten Arbeitszylin- ders (19) - bei geöffnetem Pumpenventil (76) -- mit der Druckkraft F** übernehmen oder im umgekehrten Fall den zweiten Arbeitszylinder (19) - bei geschlossenem Pumpenventil (76) - die ungehinderte Aufwärtsbeförderung des Gegenlageφlatte (79) der hydraulischen Presse (67) absichert.

6. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 -bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: die durch die Gegenkraftsysteme verursachten Kräfte auf den Arbeitszylinder (19) und das im Arbeitszylinder befindliche Wasser (19a) oder die Hydraulikflüssigkeit (19a) eine Druckenergie E_a erzeugen, die: a) In dynamischen Systemen:

• in der Düse (35), in der der Druck abgebaut und in Geschwindigkeit des Druck- Wasserstrahls (36) umgewandelt wird, in kinetische Energie E^ des ausströmenden

Wassers umgewandelt wird, um die Turbine (37) antzutreiben, oder

• durch einen Hydraulikmotor (37) die Hydraulikflüssigkeit (19a) als Antriebskomponente nutzt, um einen Generator (42) oder einen anderen Energieverbraucher wie eine Maschine oder ein Fahrzeug anzutreiben, b) bei Systemen, die eine kurzzeitige oder dauernde statische Kraft- und/oder Druckverstärkung erfordern, der Kolbenstangenfuss am Arbeitszylinder (24) an der jeweilig zu belastenden Vorrichtung befestigt ist und die Kolbenstange am Arbeitszylinder (22) verschiebbar ausgeführt ist und die Kraftverstärkung an diese zu belastende Vorrichtung weiterleitet.

7. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass: die mechanische Energie des Druckwasserstrahls (36) an der Freistrahlturbine (37) über die Turbinen welle (38) auf die Riemenscheibe (39) übertragen wird, die den Treibriemen (40) antreibt, dieser überträgt die Energie auf die Riemenscheibe (39), die auf der Generatorwelle (41) befestigt ist, auf die Generatorwelle (41), die den Generator (42) antreibt, in dem elektrische Energie erzeugt wird.

8. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass: vorzugsweise zwei Arbeitszylinder ( 19) alternierend arbeiten, indem: a) in der ersten Vorrichtung Energie erzeugt wird und folgende Abläufe stattfinden: • der Arbeitszylinder (19) wird vollständig mit Wasser (19a) aus dem Zulaufwasser (46) gefüllt und das Entlüftungsventil (30) wird nach der Flutung des Arbeitszylinders (19) geschlossen, ebenso wie die Zulaufleitung (27) durch Schliessen des Zulaufleitungsventils (28), • alle Gegenkraftkraftsysteme sind aktiviert, indem die Massen m (4) freischwebend die Gegenkrafthehebel (1) belasten oder über die pneumatik- oder hydraulikbetriebenen Verspannzylinder (5) kraftseitig betätigt werden und die Kraft F* erzeugen, die Rückholhebel (93) sind reaktiviert und geben die Dmckfeden (91) frei, so dass die Festarretierungshebel (90) an den Vertikal stützen (97) in die Arretierungsposition am Arbeitszylinder (19) gebracht werden, alle Anti-Arretierungshebel (84) sind reaktiviert und geben die Druckfedern (82) frei, so dass die Arretierungssicherungen (81) in den Führungen der Gegenlager (80) auf die Gegenlageφlatten (79) funktionell wirken können, alle Pumpenventile (76) der hydraulischen Presse (67) geöffnet sind und alle Funktionen der hydraulischen Presse (67) mit den ursächlich wirkenden Gegenkraft- zylindem (48) als permanente Druck- und Energiespeicher in der Form aktiviert werden, dass ihre Druckkraft F in eine wesentlich höhere Kraft F** umgewandelt wird, über die Arretierungsstangen (72) auf den Querlagerträger (15) einwirken und das Zulaufwasser (46) das oberschlächtige Wasserrad (47) antreibt und damit das notwendige Drehmoment zur Rotation der Kurbelwelle (57) liefert, • die Druckleitung (32) wird durch das Öffnen des Druckleitungsventils (33) geöffnet und das im Arbeitszylinder (19) befindliche Druckwasser (36) treibt die Freistrahlturbine (37) an, und b) in der zweiten Vorrichtung der Ausgangszustand zur Energieumwandlung durch folgende Abläufe hergestellt wird: » die Flutung des Arbeitszylinders ( 19) erfolgt dadurch, dass das Druckleitungsventil (33) in der Druckleitung (32) geschlossen und synchron das Zulaufleitungsventil (28) in der Zulaufleitung (27) geöffnet wird,

• das Anheben der gesamten Vorrichtung mit den Massen m (4) und dem Arbeitszylinder (19) und seiner gesamten Elemente (1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 . 79) bei statischen Systemen und bei dynamischen Systemen mit den Elementen (1 - 19, 21, 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) erfolgt durch die Elektrozüge (100) oder die Aktivierung mittels der Rückführungszylinder (85), die über die Medien (85a) mit Druckwasser aus dem alternierend arbeitenden Arbeitszylinder (19) oder einem separat arbeitenden Druckstromerzeuger mit Pressluft oder Hydrauliköl über das geöffnete Rückführungsventil (89) in der Rückführungskolbenstange mit integrierter Leitung (88) mit dem Medium (85a) versorgt werden und über die Flutung des Rückführungszylinders (85) eine Aufwärtsbeförderung der gesamten Vorrichtung (1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 11 - 72, 77 - 79) über die Rückführungszylinderstangen (86) und ihren sinnvollen Einsatz vorzugsweise am unteren Arbeitszylinderdeckel (21) und an den Last-/Kraftaufnahmepunkten (2) der Gegenkrafthebel (1) absichern, wobei alle Arretierungsventile (75) geschlossen und alle Anti-Arretierungshebel (84) der hydraulischen Presse (67) aktiviert sind und somit eine ungehinderte Aufwärtsbewegung der Gegenlageφlatten (79) in der Führung für Gegenlager (80) möglich ist,

• das Ausserkraftbringen der Festarretierungshebel (90) erfolgt durch die Aktivierung der Rückholhebel (93), die analog der Anti-Arretierungshebel (84) eine Zwangsrückführung der Festarrretierungshebel (90) bewirken, indem die Druckfedern (91) zusammengepresst und die jeweiligen Hebel/Sicherungen (90, 81) hinter den Führungen (97, 80) bewegt werden, so dass die Aufwärtsbeförderung der Zylinder/Kolben (19, 71, 77, 87) von der unteren in die obere Hubendlage unproblematisch erfolgt, c) der Arbeitszylinder (19) durch folgende Elemente gekennzeichnet:

• den Arbeitszylinder (19)

• den oberen Arbeitszylinderdeckel (18) mit Entlüftungsleitung (29) und Ventil (30)

• den unteren Arbeitszylinder deckel (21) mit der Kolbenstangenführung (23)

• den Arbeitskolben (20) mit der Zulaufleitung (27) und der Druckleitung (32) und den zugehörigen Ventilen ( 28, 33)

• die Kolbenstange am Arbeitszylinder (22)

• den Kolbenstangenfuss am Arbeitszylinder (24)

• mehrere Zuganker am Arbeitszylinder (19), die den oberen und unteren Arbeitszylinderdeckel (18, 21) miteinander verbinden

• das Medium ( 19a) im Arbeitszylinder, das entweder aus Wasser oder aus einer Hydraulikflüssigkeit besteht.

9. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass: durch den wechselseitigen, alternierend arbeitenden Einsatz von vorzugsweise zwei Arbeitszylindern (19) eine Dynamik in Betrieb gesetzt wird, indem: a) in der jeweils arbeitenden Vorrichtung Energie erzeugt wird und die zweite nichtarbeitende Vorrichtung mit der notwendigen Hilfsenergie - in der Regel Druckenergie E_a des Mediums (19a) ~ aus der ersten Vorrichtung versorgt wird, um die Bedingung zur Arbeitsfähigkeit zu erhalten, b) die jeweils arbeitende Vorrichtung soviel Hilfsenergie - ebenfalls Druckenergie E_a - zusätzlich freisetzen kann, damit sekundäre Nebenprozesse abgesichert werden können.

10. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass: a) die Gegenkraftzylinder (48) so ausgelegt sind, dass ihre Druckkraft F durch den Innendruck p des Mediums (48a) und ihre Flächen A mit ihrer Kraftwirkung F** an den Arretierungsstangen (72) über die hydraulische Pressen (67) — mit den entsprechenden Flächen der Arretierungskolben (71) und der Pumpenkolben (69) ~ die gleiche Kraftwirkung F** auf die Querlageφlatte (15) erzeugen, die mittels der Gegenkrafthebel (1) mit F* auf die obere Platte (12) einwirkt, b) die Gegenkraftzylinder (48) durch folgende Elemente und vorrichtungsseitigen Aufbau gekennzeichnet sind:

• die Gegenkraftzylinder (48)

• die Zylinderstange am Gegenkraftzylinder (50), die den oberen Deckel Gegenkraftzylinder (49) mit dem Pumpenkolben (69) verbindet und als Aufnahme der Kolben- Stangenbefestigung (51) oder des schwenkbaren Hebels (51 ) mit Drehpunkt dient

• den oberen Deckel des Gegenkraftzylinders (49)

• den Gegenkraftkolben (52)

• den unteren Deckel des Gegenkraftzylinders (55)

• mehrere Zuganker am Gegenkraftzylinder (56), die den .oberen und unteren Deckel des Gegenkraftzylinders (49, 55) miteinander verbinden

• die Gegenkraftkolbenstange (53), die den Gegenkraftkolben (52) mit dem Kolben- fuss am Gegenkraftzylinder (54) verbindet

• die Gegenkraftzylinder (48) sind vorzugsweise in einer Horizontallage anzuordnen, da in dieser Lage fast keine gravitationsbedingten Verluste auftreten können

• die Festarretierung der Gegenkraftzylinder (48) erfolgt in der Vertikalposition auf dem Fundament (26) und in der Horizontal läge am Widerlager (26) an den Vertikalstützen (97).

11. Vorrichtung zur Kraffvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass:

• die Druckwechselzylinder (60) so ausgelegt sind, dass ihre Fläche A und ihre Zugkraft an der Kolbenstange für DWZ (61 ) durch den wechselnden Innendruck p des Mediums (60a) der an der Zylinderstange am Gegenkraftzylinder (50) wirkenden Kraft F*** in dem Moment des Maximaldrucks mindestens gleichgross der Kraft F _ des korrespondierenden Gegenkraftzylinders (48) wird, so dass der betroffene Gegenkraftzylinder (48) zusammengepresst und der Pumpenkolben (69) der hydraulischen Presse (67) entlastet wird.

12. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass: die Funktionen der Anwendungs- und Einsatzfälle der Vorrichtungen universell miteinander gekoppelt und verbunden werden können, indem insbesondere in dynamisch arbeitenden Systemen ein Teil der Druckenergie E_a des jeweils arbeitenden Arbeitszylinders (19) entnommen oder gespeichert wird und für die Absicherung eines Teilprozesses des anderen Arbeitszylinders (19) eingesetzt oder für einen völlig anderen Einsatzfall genutzt wird, indem die Druckleitung für Sekundäφrozesse (34) über die Schaltung des Ventils dieser Leitung (34) geöffnet wird und mit dem Medium (19a) für -- die Hochbeförderung des anderen Arbeitszylinders (19) von der unteren zur oberen Hubendlage über das Öffnen der Rückführungsventile (89) in den Rückführungskolbenstangen mit integrierter Leitung (88) die Rückführungszylinder (85) mit dem Medium (85a) versorgt werden und über die Rückführungszylinderstangen (8.6) für die Aufwärtsbeförderung der gesamten Vorrichtung dieses Arbeitszylinders mit den Elementen (1 - 23, 25, 29 - 31, 67a, 69, 71 - 72, 77 - 79) mittels des Kraftangriffs am unteren Arbeitszylinderdeckel (21) und an den Last-/Kraftaufnahmepunkten (2) der Gegenkrafthebel (1) bewirken - und somit: a) das kraftseitige Verspannen der Verspannzylinder (5) über das Öffnen des Verspannzulaufventils (7) in der Verspannzulaufieitung (6) sorgen, indem dieses Medium (5a) die Beaufschlagung von horizontalen Verspannzylindern (5) auf der Innenseite der Verspannkolben (10) und ihren kraftseitigen Angriff an den jeweiligen Last-/Kraftaufnahmepunkten (2) der gegenüberliegenden Gegenkrafthebel (1) und zusätzlicher Verspannzylinder (5) mit der Beaufschlagung der Innenseiten der Verspannkolben (10) und den Angriffspunkten an den Last-/Kraftaufnahmepunkten (2) und der Quertraverse (98) jedes einzelnen Gegenkrafthebels (1) absichern und somit die Aktivierung der Gegenkrafthebel (1) des einsatzbereiten Arbeitszylinders (19) mittels dieser Verspannzylinder (5) bewirken, b) den Betrieb von Anlagen, die ebenfalls Druckenergie E_a benötigen, genutzt werden, indem diese separaten Anlagen beispielsweise als:

• Wasserentsalzungsanlagen • Hebevorrichtungen, Last- oder Montageaufzüge, Pressen für Müll oder Baustoffe

• Feuerlöschanlagen

• Pumpstationen für Trink- oder Abwasser, andere flüssige Medien in der Form betrieben werden, dass weitere Teile der Druckenergie Ea mittels des Mediums (19a) des jeweils arbeitenden Arbeitszylinders (19) über die Druckleitung für Sekundäφrozesse (34) über das geöffnete Ventil dieser Leitung (34) entnommen werden und dem jeweilig zugeordneten Prozess der Sekundärnutzung entweder kontinuierlich oder impulsartig zugeführt werden.

13. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass: die Funktionen der hydraulischen Presse (67), die über die ein- oder beidseitig am Arbeitszylinder (19) wirkenden, luftgefüllten Gegenkraftzylinder (48) erbracht werden und die als permanente Energiespeicher eine Druckkraft F mit den Faktoren Innendruck der Pressluft (48a) und Fläche des Gegenkraftzylinders (48) bereitstellen und über die Einzelvoπichtungen wie die Zylinderstangen am Gegenkraftzylinder (50), die Pumpenkolben (69), das Hydrauliköl (67a), die für eine Bewegung des grösseren Arretierungskolbens (71) in einem Arretierungszylinder (70) sorgen, diesen Arretierungskolben (71) mit der Druckkraft F** antreiben, diese Kraft F** durch di Arretierungsstangen (72) auf den oberen Arbeitszylinderdeckel (18) übertragen unc somit bewirken, dass eine kontinuierliche Bewegung des Arbeitszylinders (19) nae unten gegen den Arbeitskolben (20) erfolgt und damit für einen kontinuierlichen Ausstoss von Hydrauliköl (19a) zur Beaufschlagung des Hydraulikmotors (37) sorg wenn diese Form der Gegenkrafterzeugung aus wichtigen Gründen, zum Beispiel Platzmangel, nur alleine wirksam werden kann.

14. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass vorwiegend bei statischen Systemen zu Kraftvervielfachungs- oder Druckerhöhung prozessen die mittels der masse- oder kraftbelasteten Gegenkrafthebel (1) erzeugte Kraft F* im Medium (19a) den Druck p im Arbeitszylinder (19) hervorruft und die^« Kraft F* entweder über den Kolbenstangenfuss am Arbeitszylinder (24) auf die kra oder druckseitig zu beeinflussende Vorrichtung (26) weiterleitet oder den Druck de Mediums ( 19a) im Arbeitszylinder ( 19) über die Druckleitung (32) an querliegende oder vertikal angeordnete Spannzylinder (19) mit den adäquaten Flächen weiterleit und diese Spannzylinder (19) spannt, wobei diese Spannzylinder (19) mit Sperrklin ken und Sperrverzahnungen an den Führung ausgerüstet sind, um eine zusätzliche Sicherung der Arretierung zu gewährleisten, damit ein Zurückschlagen dieser Span zylinder (19) verhindert wird und gleichzeitig ein iteratives Spannen unter Belastur zu ermöglichen.

15. Vorrichtung zur Kraftvervielfachung, Druckerhöhung und Energieumwandlung mittels Gegenkraftsystemen nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass a) vorzugsweise die Arbeitszylinder (19), die Gegenkraftzylinder (48) und die Druckwechselzylinder (60) in jeder Lageanordnung (vertikal, horizontal, schräg) vorrichtungsseitig angeordnet sein können und alle Ausführungsformen umfassen b) die Arbeitszylinder (19) beidseitig geflutet werden können und somit jeweils eis Seite des Arbeitszylinders den beaufschlagten Arbeitsprozess absichert und die gegenüberliegende andere Vorrichtungsseite den Prozess der Arbeitsfähigkeit erlan wobei vorzugsweise diese Vorrichtung in horizontaler Lagestellung des Arbeitszylinders (19) erfolgt.