WO2018073311A1 - Schwerkraft- und auftriebskraft-hydraulikvorrichtung und verfahren zum betreiben einer solchen vorrichtung - Google Patents

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WO2018073311A1
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gravity
hydraulic
hydraulic cylinder
cylinder
masses
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Erwin Müller
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Mueller Erwin
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/10—Alleged perpetua mobilia
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47K—SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
    • A47K11/00—Closets without flushing; Urinals without flushing; Chamber pots; Chairs with toilet conveniences or specially adapted for use with toilets
    • A47K11/10—Hand tools for cleaning the toilet bowl, seat or cover, e.g. toilet brushes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47K—SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
    • A47K17/00—Other equipment, e.g. separate apparatus for deodorising, disinfecting or cleaning devices without flushing for toilet bowls, seats or covers; Holders for toilet brushes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G3/00—Other motors, e.g. gravity or inertia motors
    • F03G3/02—Other motors, e.g. gravity or inertia motors using wheels with circumferentially-arranged compartments co-operating with solid falling bodies

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic device, in particular a gravity and buoyancy hydraulic device, according to claim 1 and a method for operating such a hydraulic device.
  • an engine for storing and releasing energy by means of rotating at a flywheel weights in which it is possible with guided displaceable weights in conjunction with a reference to the center of gravity of a rotary circle geometric imbalance on a half of the rotation increased torque let develop.
  • the shift of the weights in the range of rotation of the upward movement and against gravity should be done with minimal energy consumption due to shorter arms held than in the analog mirror image rotation angle, so that in the system an excess torque is maintained in the longer term.
  • a tripod carries the rotor, which guides the mass pieces as a guide. By installing a spring and a slideway the mass arrives prematurely at the fulcrum and is already in the quadrant with the positive moments before 180 degrees.
  • the design of the main parts to modules and their completed in any number queuing strengthens the performance of the device in large areas.
  • a rotor which carries on a hub radially opposite Balancierschienen.
  • drill collars are attached with a weight tilted at one end.
  • the ends of the drill collars are connected by a rope.
  • the weights on the ascending side are moved to the hub, where the gravity rod tilts.
  • a radially displaceable weight are each arranged on a plurality of wings attached to a shaft. On the ascending side, the weights are thrown successively over a leading edge to the center and beyond to the other upper end of the wing. Again, the excess torque is too low to produce a longer lasting rotation.
  • the vibration will come to a standstill due to friction and energy losses after a certain time, unless you by means of a drive or energy pulse, the consumed energy z.
  • B. cyclically reintegrates into the system, as happens when a child swings on a swing, as soon as the swing is pushed by a person again and again. So the set in motion device should be such that the rotation should be maintained longer. So z.
  • an output eg similar to a flywheel principle.
  • the sum of inertial force, gravity and buoyancy force are advantageously used so that the resulting torque to achieve the o. G. Effect is set.
  • the basic idea of the present invention is therefore to provide a hydraulic device, in particular a gravity and buoyancy hydraulic device, for energetically utilizing the gravitational force and buoyancy of movably arranged masses coupled to the gravity hydraulic device, cyclically reducing the potential energy stored in the masses into hydraulic energy and energy
  • a hydraulic device in particular a gravity and buoyancy hydraulic device
  • the realization of the cyclic energy conversion of potential into hydraulic energy and vice versa is done in particular by using a rotating arrangement on which both parts of the hydraulic components and the movable masses are arranged. It is particularly provided according to the invention to convey the moving masses via collars, from a lower position of lower potential energy to an upper position of higher potential energy by means of a double-acting cylinder.
  • Solution concept 1 Gramvity hydraulic device
  • Solution concept 2 Gramvity and buoyancy hydraulic device
  • a gravity hydraulic device with masses arranged movably with respect to the axis of rotation
  • the gravity hydraulic device has an arrangement rotatably mounted about an axis of rotation by 360 °, and at least two jacket tubes which are fixed centrally with respect to the pivot point on the rotatably mounted arrangement are and each end connected to a hydraulic cylinder, wherein in the jacket tubes depending a drill collar in the radial direction is mounted reciprocally movable and this end is connected and coupled with a respective movement of a cylinder piston of the hydraulic cylinder.
  • a hydraulic fluid which is connected via connecting tubes of the flow system from the disposed at one end of the jacket tubes hydraulic cylinder to each at the opposite other end of the jacket tubes arranged hydraulic cylinder by operating the hydraulic cylinder to the cylinder stroke by means of the gravity of the drill collars is transported. Due to the radial displacement of the masses, there is an effective torque, which is used in the direction of rotation.
  • the solution can be realized with a few such jacket pipe.
  • the rotatably mounted arrangement is rotatably mounted about a horizontally arranged or mounted shaft and the radial movement of the drill collars corresponds to the stroke length of the respectively connected hydraulic cylinder.
  • each of which is arranged at one end of a tubular casing hydraulic cylinder with the respectively arranged at the opposite other end of this jacket tube hydraulic cylinder via a double-acting hydraulic cylinder as mentioned above is fluidly connected, wherein the space between the one cylinder bottom of the double-acting hydraulic cylinder (Cylinder space) and the effective piston surface of the piston is fluidly connected to the one hydraulic cylinder, while the space between the opposite second cylinder bottom of the double-acting hydraulic cylinder and the second effective piston surface fluidly connected to the other hydraulic cylinder, namely the attached at the opposite end hydraulic cylinder is.
  • the connecting lines of the hydraulic cylinders to the double-acting hydraulic cylinders each via shut-off valves preferably provided directly to the upper and lower hydraulic cylinder shut-off valves at a predetermined time, especially in a certain or predetermined clock, are obvious and closed . This ensures that, when the rotating arrangement of the gravity hydraulic device is rotated as intended, it can be ensured that in each case at a specific time, that is to say in a certain position. tion of the entire device and thus the position of the drill collars, the shut-off valves can be opened or closed, so that the gravity hydraulic device operates according to the teaching of the invention.
  • a controller which operates according to the relative position and / or angular position and / or rotational speed of the rotatably mounted arrangement at least one or, if present, a group of shut-off valves mounted on one side of the jacket pipes hydraulic cylinder intended can, in particular open or close, while the controller simultaneously or time-delayed at least one shut-off valve or, if present, actuate a group of shut-off valves of the hydraulic cylinder on the opposite side of the casing pipes, in particular open or close, can.
  • each of the piston of the double-acting cylinder is coupled to one of the arranged masses, so that at the same time the masses are actuated from a lower to an upper position with actuation of the piston of each double-acting cylinder.
  • a coupling between the masses and the double-acting hydraulic cylinders is generated.
  • the masses are either in a lower position with lower potential energy or in an upper position with higher potential energy.
  • the piston rods of the double-acting cylinders are either in a lower or an upper position.
  • the drill collars are movably mounted in the casing pipes in a liquid.
  • the rotatable arrangement is equipped with a total output, for connecting a rotating system to be driven. Furthermore, in particular via a transmission, the energy stored in the system of the gravity hydraulic device can be decoupled and utilized via an output from the system.
  • a gravity hydraulic device which, in addition to the above-mentioned.
  • Idea also provides a bath with liquid, so that when turning the drill collar, the coupled masses of the gravity hydraulic device about a rotation axis through 360 °, these weights are transported through the liquid and thereby experience a buoyancy.
  • a resultant force and torque component is the sum of the gravitational force of the drill collar and the masses coupled thereto and the buoyant force that causes a force component against gravity when the mass attached to the drill collar is immersed.
  • a single central drill collar is rotatably mounted about an axis of rotation and can be moved up and down in a vertical orientation from a lower position to an upper position and vice versa.
  • the drill collar is each end connected to a double-acting hydraulic cylinder, the drill collar itself is preferably mounted in a jacket tube.
  • the storage can also be done in other ways.
  • the drill collar is coupled to the double-acting cylinders in such a way that the cylinder chambers, depending on the relative position of the weights, fill the respective cylinder chamber or the respective other cylinder chamber with hydraulic fluid.
  • the positions are referred to as 12 o'clock position, 3 o'clock and 9 o'clock position and 6 o'clock position.
  • the upper weight at the 12 o'clock position is at the beginning of the rotation in a maximum upper position with the drill collar in its lower position.
  • the weight at the lower end of the gravity stands (partly due to the buoyancy force) still in the liquid in a tank, but also in its upper position.
  • the first chamber of the double-acting cylinder, to which the cylinder rod of the attached weight is coupled, is filled with hydraulic fluid, while the second chamber or chambers have been emptied by the weight of the drill collar.
  • the other chamber (s) are filled with hydraulic fluid. Moving the upper extended weight toward the 6 o'clock position simultaneously raises the lower weight to the 12 o'clock position. The weight moving in the direction of the 6 o'clock position arrives at the 7 o'clock position in the liquid-filled basin and experiences a buoyancy there. The two filled cylinders are emptied by the buoyancy and movement of the piston rod. The force ratios are suitable to tune and to measure.
  • the said weights are each connected or coupled to a cylinder piston of one of the hydraulic cylinders in a manner that is effective in terms of movement. It is also provided in a closed flow system, a hydraulic fluid, which conveys via connecting tubes of the flow system in each case from one hydraulic cylinder to the other hydraulic cylinder at each end, the hydraulic fluid by actuating the hydraulic cylinder to the cylinder stroke by means of the gravity of the drill collars. Due to the radial displacement of the masses and the different torque ratios above and below, there is an effective torque, which is used in the direction of rotation.
  • a further aspect of the present invention relates to a method for realizing a rotating or rotatable driving system or machine.
  • a gravity-type first-approach gravity hydraulic device as described above, comprising the steps of: a) rotating the rotatable assembly counterclockwise or counterclockwise about its horizontally mounted axis of rotation until the orientation of the drill collar (s) is substantially vertical or at a predetermined position corresponds and the lower hydraulic cylinder in a lower defined position and the upper hydraulic cylinder are in an upper defined position, wherein the shut-off valves of the upper hydraulic cylinders are opened and the shut-off valves of the lower hydraulic cylinders are closed;
  • Mass from a lower to an upper position, namely by the stroke length of the respective double-acting hydraulic cylinder actuated;
  • Hydraulic fluid is effected via a connecting line from the upper piston chamber of the double-acting hydraulic cylinder in the respectively associated upper hydraulic cylinder.
  • step c) the upper shut-off valves are closed and the upper hydraulic cylinders are brought by rotating the rotating assembly in a lower position, in which the lower hydraulic cylinders are in an upper position and the Open the shut-off valves of the now in the upper position hydraulic cylinder and connect the above steps again.
  • the steps mentioned repeat cyclically, so that overall a cyclically operating device is obtained.
  • a further aspect of the present invention relates to a method for realizing a rotating or rotatable driving installation or machine, preferably using the second solution concept, comprising the following steps:
  • Figures 1 to 3 relate to the first solution concept.
  • Fig. 1 is a schematic view of an embodiment of a
  • FIG. 2 is a view similar to FIG. 1, but in a different process stage
  • Fig. 3 is a view similar to Figs. 1 and 2 in a rotated process step.
  • FIGS. 4 and 5 relate to the second solution concept.
  • Fig. 4 is a schematic view of an embodiment of a
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the device according to FIG. 4.
  • the invention is explained in more detail with reference to a first embodiment with reference to FIGS. 1 to 3, wherein like reference numerals refer to the same functional and / or structural features.
  • the gravity hydraulic device 1 has an arrangement 1 1 mounted rotatably about a rotation axis D through 360 °.
  • a frame-like frame is provided, the height of which must be at least half the height of the jacket pipe used in the hydraulic system 30, 31, which will be described in more detail below, and in which all occurring forces and loads are absorbed by the frame can.
  • a bearing block with bearing and shaft can be located, which also has to absorb all forces and can initiate into the frame.
  • the mentioned rotatably mounted arrangement 1 1 is rotatably supported on a shaft and may, for example, constitute a disk or similar construction to which the components of said gravity power plant are attached.
  • the two jacket tubes can be mounted on the axially mounted disc.
  • hydraulic cylinders 20 are provided, whose cylinder bottoms each defines the end of the total length of the jacket tubes 30, 31. These are arranged, so to speak, in extension to the jacket pipes.
  • each drill collar 40, 41 which in the radial direction R is movable back and forth respectively within one of the jacket tubes 30, 31 is mounted.
  • Each drill collar 40, 41 is operatively connected at its end to a respective cylinder piston 21 of one of the hydraulic cylinders 20.
  • the drill collars are mounted in each case matching the hydraulic cylinders on the jacket tube.
  • the length of a jacket tube 30, 31 with arranged hydraulic cylinder 20 corresponds to the length of the respective drill collar 40, 41 and the hydraulic piston 20 less a stroke length of the system.
  • hydraulic fluid 51 is supplied via connecting pipes 53 of the flow system 50 from the hydraulic cylinder 20 disposed at one end of the jacket pipes 30, 31 to the hydraulic cylinder 20 respectively at the opposite other end of the jacket pipes, by operating the hydraulic cylinders 20 about the cylinder stroke L by means of the gravity of the drill collars 40,41.
  • the drill collars 40, 41 are mounted in the jacket tubes 30, 31 in the present embodiment in liquid. This has the advantage that the friction between the inside of the jacket tube 30, 31 and the respective drill collar 40, 41 is significantly reduced and at the same time a pressure on the corresponding hydraulic piston can be built up after the hydrostatic paradox.
  • a mechanical la- gersystem or leadership system such. As a sliding bearing or der GmbH be provided by means of which the drill collars 40, 41 in the jacket tubes 30, 31 are reciprocally mounted.
  • FIGS. 1 and 2 it can be clearly seen that the respective lower hydraulic cylinders 20 are connected via connecting lines 56, each with a double-acting hydraulic cylinder 60.
  • the second chamber of the double-acting hydraulic cylinder 60 is respectively connected to the hydraulic cylinder 20 at the opposite end of the drill collar 40, 41.
  • the space between the one cylinder bottom 61 of the double-acting hydraulic cylinder 60 and the one effective piston surface 62 of the piston 65 is fluidly connected to the lower hydraulic cylinder, while the space between the opposite second cylinder bottom 64 of the double-acting hydraulic cylinder 60 and the second effective piston surface 63 fluidly with the other hydraulic cylinder 20, and that at the upper end of the drill collar 40, 41, is connected.
  • FIGS. 1 and 2 The method according to the invention can be explained by the two positions in FIGS. 1 and 2.
  • the drill collars 40, 41 are in a substantially vertical position and the lower hydraulic cylinders 20 are at about the 6 o'clock position and the upper hydraulic cylinders 20 are at about the 12 o'clock position.
  • Shut-off valves 24 are provided on the lower and upper hydraulic cylinders 20, respectively, for either opening or closing the connection between the double-acting hydraulic cylinder 60 and the respective hydraulic cylinder 20.
  • the shut-off valves 24 of the upper hydraulic cylinders 20 are opened and the shut-off valves of the lower hydraulic cylinders 20 are closed.
  • the opening of the shut-off valves 24 of the lower hydraulic cylinder 20 at a defined rotational position, for example, between the 5 o'clock Position and 6 o'clock position may be in a clockwise rotation, wherein the hydraulic fluid 51 is conveyed in the lower hydraulic cylinders 20 due to the gravity of the respective drill collars 40, 41 in the respective lower piston chamber of the double-acting hydraulic cylinder 60 via the connecting lines 56 , Thereby, the respective piston 65 of the respective double-acting hydraulic cylinder 60, together with the mass M1, M2 coupled thereto, is actuated from a lower position P1 by the stroke length of the respective double-acting hydraulic cylinder 60 to an upper position P2.
  • the effective effective piston area on each side of the piston 65 in conjunction with the effective piston volume of the double-acting hydraulic cylinder 60 above and below each piston surface 62, 63 is designed to be the product of inflowing hydraulic fluid (volume flow) and effective cylinder area the piston in both piston volume of the double-acting hydraulic cylinder is the same and not on one side by z.
  • the hydraulic fluid 51 is simultaneously conveyed in the upper piston chamber of the double-acting hydraulic cylinder 60 via a connecting line 56 into the respectively associated upper hydraulic cylinder 20.
  • the upper shut-off valves 24 are closed and the system can rotate in the diametrically opposite vertical position, in which the previously upper hydraulic cylinder 20 are now in the lower position and the previously lower hydraulic cylinder 20 are in the upper position. As a result, this cycle can be repeated at a predetermined rate.
  • the double-acting hydraulic cylinders therefore have the functions:
  • the design of the entire device in particular the tuning of the stroke lengths of the cylinders and the stroke lengths of the double-acting hydraulic cylinders, the weights of the drill collars 40, 41 and the masses M1, M2, and the concrete design of the hydraulic system and the Hydraulikzy- cylinder 20, 60 is accordingly the desired topology of the plant.
  • the functions according to the invention described above are implemented and in particular the weights, for example the drill collars, and the hydraulic friction losses occurring in the system are dimensioned so that the double-acting hydraulic cylinders are actuated upwards by the drill collars with the masses M1, M2 arranged on them.
  • the masses are therefore to be designed according to the capacity of the hydraulic system (the weights of the drill collars and the lifting height of the cylinders and the lifting height of the desired weights).
  • FIG. 3 shows the position at which the device 1 1 has rotated clockwise by an angle of 90 °.
  • a gravity and buoyancy hydraulic device 1 is provided, which in addition to the o. G.
  • Embodiment also provides a bath (pool) B with liquid, so that when rotating the drill collar 40 about its axis of rotation D this can be moved up and down. It can also do more than one
  • a resultant force and torque component is the sum of the gravitational force of the drill collar 40 and the masses M1, M2 and the buoyancy force Fa coupled thereto, which causes a force component against gravity when the mass M1, M2 attached to the drill collar is immersed ,
  • a single central drill collar 40 is rotatably mounted about an axis of rotation and can be moved up and down at a vertical orientation from a lower position to an upper position and vice versa by the stroke length of the cylinder 20.
  • the drill collar 40 is in each case connected at the end to a double-acting hydraulic cylinder 20, as shown in FIG. 5, or two cylinders 20 acting together are used, with one cylinder 20 with the mass M1 or M2 and the other cylinder 20 with the drill collar 40 is coupled.
  • the cylinder fluid of cylinder 20a is forced out by means of the drill collar into a second cylinder 20b, which then raises mass M1.
  • the drill collar 40 is coupled to the cylinders 20 in such a way that the cylinder chambers 20a, 20b fill each cylinder space 20a or the respective other cylinder space 20b with hydraulic fluid, depending on the current position of the masses M1, M2. Since the two chambers 20a, 20b of the cylinder 20 are hydraulically connected to each other via a connecting line 50, the following cycle can be realized, which will be described below by means of a rotary movement in the counterclockwise direction.
  • the upper mass M1 in Fig. 4 which is at the beginning of the rotation in the 12 o'clock position is in its maximum upper position, in which the drill collar was actuated in its lower position due to gravity.
  • the drill collar is also shown in its lower position, the states of the hydraulic cylinder 20 are shown in more detail.
  • the chambers 20b of the upper hydraulic cylinder 20 are not filled with hydraulic fluid while the chamber 20a is filled.
  • the mass M1 is in its upper position.
  • the mass M2 at the lower end of the gravity 40 is still in the liquid F in the basin B, but also in its upper position.
  • the filling of the chambers 20a, 20b is shown in FIG. 5.
  • the lower weight M2 goes high to the 12 o'clock position.
  • the weight moving in the direction of the 6 o'clock position arrives at the 7 o'clock position in the basin filled with liquid F and remains there during the movement until approximately at the 5 o'clock position.
  • the respectively immersed mass M1 experiences M2 is a buoyancy force Fa.
  • the cylinders 20 coupled to the mass M1, M2 in this position are emptied by the buoyancy and movement of the piston rod.
  • the force ratios are suitable to tune and to measure.
  • the said weights M1, M2 are each connected or coupled to a cylinder piston 60 of one of the hydraulic cylinders 20 so as to be effective for movement. It is further provided in a closed flow system 50, a hydraulic fluid FL, which via (not shown) connecting pipes of the flow system 50 each from the one hydraulic cylinder 20, 20a, 20b to the respective other hydraulic cylinder 20, 20a, 20b at each end by pressing the Hydraulic cylinder is transported to the cylinder stroke. Due to the radial displacement of the masses M1, M2 and the different torque ratios above and below, there is an effective torque, which is used in the direction of rotation.
  • the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred specific embodiments. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. In particular, special, therefore, the number of push rods can be changed as well as the number of weights. It would be conceivable, instead of a single weight M1, M2, to attach one or more also variable weights to one of the double-acting hydraulic cylinders 60, if appropriate.
  • the lower weight M2 At a movement of the upper extended weight M1 in the direction of the 6 o'clock position, the lower weight M2 at the same time goes high into the 12 o'clock position, etc.
  • the weight moving towards the 6 o'clock position arrives at about the 7 o'clock position in the filled with liquid F basin B and remains there during the movement until approximately in the 5-o'clock position.
  • the conditions should be such that the buoyancy force and thus the displaced volume of the lower weight M1 at the 6 o'clock position (below) is at least the weight of the weight (M1) at the bottom and M2 (at the top at the 12 o'clock position ) as well as the frictional force and coupling forces in the system, thereby making it possible to raise both the lower weight M1 and the upper weight M2.
  • each a coupling device K is arranged, which connects the weights with each other in a manner effective for movement, so that when lifting the respective lower weight, the is in the liquid tank B with the liquid F, the upper diametrically opposite and coupled with this weight weight is also raised.
  • the weight-lifting coupling device K can be implemented either by hydraulic, mechanical or hydromechanical or other coupling.
  • This weight shift propagates from one to the next weight and causes a continuous lifting movement of the weights, each entering the 12 o'clock position, respectively by the buoyancy of the then diametrically opposed in the lower basin weight, which in turn by the buoyancy buoyancy must generate at least the weight of the two weights M1 and M2 and the frictional force or coupling forces in the system or in other words twice the weight + those forces that are to be overcome by internal system losses.
  • controllable magnets can be used which counteract these forces in conjunction with the weights or completely compensate them. All can do this appropriate measures are provided to minimize such braking effects in the system or to virtually eliminate them.
  • the coupling between the respective diametrically opposite weights i. 6 o'clock and 12 o'clock position, 7 o'clock and 11 o'clock position, 8 o'clock and 10 o'clock position, etc. for lifting the weights can be implemented either by a hydraulic, mechanical or hydromechanical or other coupling be such. B. over cable systems or the like.
  • the force ratios and mechanical devices are suitable for matching and dimensioning, so that the lifting of the weights takes place according to the system described above and the respective upper weight generates a corresponding torque, as described above.
  • the idea of a gravity hydraulic device for energetically utilizing gravity is realized with movable masses M1 to Mn provided on the gravity hydraulic device, which is formed with a suitable coupling system between the weights and rotated 360 ° about the drechach - D completes, by the positionally variable mounted masses provide a torque contribution to the rotational movement.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwerkraft- und Auftriebskraft- Hydraulikvorrichtung bei der bewegliche Massen (M1,..., Mn) während einer Drehung der Anordnung mittels einer der Gewichtskraft entgegenwirkenden Kraft auf die Massen, so positionsverlagert werden, dass diese einen Beitrag zur Drehbewegung leisten.

Description

Schwerkraft- und Auftriebskraft-Hydraulikvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikvorrichtung, insbesondere eine Schwerkraft- und Auftriebskraft-Hydraulikvorrichtung, gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Hydraulikvorrichtung.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind bereits rotierende Anlagen und Vorrichtungen ausgebildet mit einem Schwungrad bekannt, bei dem eine jeweils geschickte Anordnung von Gewichten und die Ausnutzung der Schwerkraft mit ausgeklügeltem Bewegungsverhalten vorgesehen sind, bei der sich aus ei- nem gegebenen Impuls bzw. unmittelbar aus der Schwerkraft heraus diese in Bewegung setzen lassen. Die Abnahme einer verwertbaren Kraft respektive Energie oder Arbeit aus eben dieser Bewegung ist bislang ungenügend gelöst. Insbesondere treten bei den im Stand der Technik bekannten Lösungen unerwünschte Reibungsverluste auf, wobei insbesondere bei rein mechanischen Anlagen die Reibungsverluste aufgrund mechanischer Komponenten wie Lager und dergleichen bedingt werden.
Aus der 102010006197 A ist eine Kraftmaschine zur Speicherung und Abgabe von Energie mit Hilfe von an einem Schwungrad rotierenden Gewichten bekannt, bei der es möglich ist, mit geführt verschiebbaren Gewichten in Verbindung eines auf den Schwerpunktverlauf eines Drehkreises bezogenen geometrischen Ungleichgewichtes an einer Drehkreishälfte ein erhöhtes Drehmoment entstehen zu lassen. Die Verschiebung der Gewichte im Drehbereich der Aufwärts beweg ung und gegen die Schwerkraft soll dabei mit minimalem Energieverbrauch infolge kürzer gehaltener Kraftarme als im analogen spiegelbildlichen Drehwinkel erfolgen, so dass im System ein überschüssiges Drehmoment längerfristig erhalten bleibt. Erfindungsgemäß trägt ein Stativ den Rotor, welcher als Leiteinrichtung die Massestücke führt. Durch den Einbau einer Feder sowie einer Gleitbahn gelangt das Massestück vorzeitig zum Drehpunkt und befindet sich bereits vor Ablauf von 180 Grad im Quadranten mit den positiven Momenten. Die Gestaltung der Hauptteile zu Modulen und deren in beliebiger Anzahl vollzogener Anreihung verstärkt die Leistung der Vorrichtung in weitgehende Bereiche.
In der DE 4329964 A wird ein Rotor beschrieben, der an einer Nabe radial gegenüberliegend Balancierschienen trägt. Am freien Ende sind Schwerstangen mit einem Gewicht an einem Ende kippbar befestigt. Die Enden der Schwerstangen sind durch ein Seil verbunden. Bei einer Rotation werden die Gewichte auf der aufsteigenden Seite zur Nabe bewegt, in dem die Schwer- stange kippt. Somit entsteht auf dieser Seite ein kleineres Moment als auf der gegenüberliegenden, sich abwärts bewegenden Seite. Mit dieser Konstruktion soll ein überschüssiges Moment für den Rotationsantrieb erzeugt werden. Der Drehmomentüberschuss ist bei dieser Lösung aber nicht ausrei- chend, um eine länger anhaltende Rotation zu
erzeugen.
Durch die Druckschrift DE 295 21296 U ist eine ähnliche Lösung bekannt. Hier sind an mehreren an einer Welle befestigte Flügel je ein radial verschiebbares Gewicht angeordnet. Auf der aufsteigenden Seite werden die Gewichte nacheinander über eine Leitkante zur Mitte und darüber hinaus bis zum anderen oberen Ende des Flügels geschleudert. Auch hier ist der Drehmomentüberschuss zu gering, um eine länger anhaltende Rotation zu erzeugen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung unter Ausnutzung der Schwerkraft und vorzugsweise auch unter Ausnutzung der Auftriebskraft vorzusehen, bei der insgesamt ein verbesserter Wirkungsgrad erzielt werden kann sowie die auftretenden systemspezifischen inneren Verluste reduziert werden, so dass eine länger anhaltende (insbesondere angetriebene) Rotation möglich ist.
Ähnlich wie beim Auslösen eines Pendels zum Schwingen, wird die Schwingung infolge von Reibung und Energieverlusten nach einer gewissen Zeit zum Stillstand kommen, sofern man nicht mittels eines Antriebs oder Energieimpulses die aufgezehrte Energie z. B. zyklisch wieder in das System einbringt, so wie dies beim Schaukeln eines Kindes auf einer Schaukel geschieht, sobald die Schaukel von einer Person immer wieder angeschoben wird. So soll die in Bewegung gesetzte Vorrichtung so beschaffen sein, dass die Drehung länger aufrecht erhalten werden soll. So kann z. B. die Vorrich- tung mit Windflügeln ausgestattet werden, so dass von außen eine antreibende Kraft wirkt, wobei ergänzende Maßnahmen vorgenommen werden, um die Drehung möglichst lange aufrecht zu erhalten.
Es ist insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mechanische Reibungskräfte im System zu reduzieren sowie eine Möglichkeit zu schaffen, um eine zyklische Energieaufnahme der Hydraulikvorrichtung zu bewirken, welche insbesondere über einen Abtrieb energetisch genutzt werden kann (z. B. ähnlich wie ein Schwungradprinzip). Hierbei werden mit Vorteil die Summe aus Trägheitskraft, Schwerkraft und Auftriebskraft so verwendet, dass das resultierende Drehmoment zur Erzielung der o. g. Wirkung eingestellt wird.
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Hydraulikvorrichtung, insbesondere eine Schwerkraft- und Auftriebskraft- Hydraulikvorrichtung, zur energetischen Nutzung der Schwerkraft und Auftriebskraft von mit der Schwerkrafthydraulikvorrichtung gekoppelten beweglich angeordneten Massen bereitzustellen, wobei zyklisch die von den Massen gespeicherte potenzielle Energie in hydraulische Energie und umgekehrt umgewandelt wird und abschnittsweise die relevante Masse in einer Flüssigkeit eine Auftriebskraft erfährt Die Realisierung der zyklischen Energiewandlung von potenzieller in hydraulische Energie und umgekehrt geschieht insbesondere durch Verwendung einer drehenden Anordnung, an der sowohl Teile der Hydraulikkomponenten als auch die beweglichen Massen angeordnet sind. Es ist erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen, die beweglichen Massen über Schwerstangen bewirkt von einer unteren Position mit niedrigerer potenzieller Energie in eine obere Position mit höherer potenzieller Energie mittels eines doppelwirkenden Zylinders zu befördern.
Hierzu werden die beiden folgenden Lösungskonzepte vorgeschlagen: Lösungskonzept 1 (Schwerkrafthydraulikvorrichtung) und Lösungskonzept 2 (Schwerkraft- und Auftriebskraft-Hydraulikvorrichtung).
Erfindungsgemäß ist bei dem ersten Lösungskonzept vorgesehen, eine Schwerkrafthydraulikvorrichtung bereitzustellen mit beweglich gegenüber der Drehachse angeordneten Massen, wobei die Schwerkrafthydraulikvorrichtung eine um eine Drehachse um 360° drehbar gelagerte Anordnung aufweist, sowie wenigstens zwei Mantelrohre, die bezüglich dem Drehpunkt mittig an der drehbar gelagerten Anordnung befestigt sind und die jeweils endseitig mit einem Hydraulikzylinder verbunden sind, wobei in den Mantelrohren je eine Schwerstange in Radialrichtung hin und her beweglich gelagert ist und diese endseitig bewegungswirksam mit jeweils einem Zylinderkolben eines der Hydraulikzylinder verbunden bzw. gekoppelt ist. Es ist ferner in einem geschlossenen Strömungssystem eine Hydraulikflüssigkeit vorgesehen, die über Verbindungsrohre des Strömungssystems jeweils von dem an dem einen Ende der Mantelrohre angeordneten Hydraulikzylinder zu dem jeweils am gegenüberliegenden anderen Ende der Mantelrohre angeordneten Hydraulikzylinder durch Betätigen der Hydraulikzylinder um den Zylinderhub mittels der Schwerkraft der Schwerstangen befördert wird. Durch die radiale Verlagerung der Massen kommt es zu einem wirksamen Drehmoment, welches in Drehrichtung genutzt wird.
Grundsätzlich, lässt sich die Lösung auch mit einem einigen solchen Mantelrohr realisieren.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die drehbar gelagerte Anordnung um eine horizontal angeordnete bzw. gelagerte Welle drehbar gelagert ist und die radiale Bewegung der Schwerstangen der Hublänge der jeweils verbundenen Hydraulikzylinder entspricht. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die Kolbenstange des Kolbens des jeweiligen Hydraulikzylinders endseitig mit der Schwerstange wirksam gekoppelt ist, so dass eine Abwärtsbewegung der Schwerstange auf Folge der Schwerkraft ein Betätigen der Kolbenstange bewirkt und die Hydraulikflüssigkeit im Hydraulikzylinder aus dem Hydraulikzylinder über eine entsprechend angebrachte Verbindungsleitung zu einem der doppelwirkenden Zylinderkolben, welche im Nachfolgenden noch beschrieben werden, befördert wird.
Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, dass der jeweils an dem einen Ende eines Mantelrohrs angeordnete Hydraulikzylinder mit dem jeweils am gegenüberliegenden anderen Ende dieses Mantelrohrs angeordneten Hydraulikzylinder über einen wie zuvor erwähnten doppelwirkenden Hydraulikzylinder strömungswirksam verbunden ist, wobei der Raum zwischen dem einen Zylinderboden des doppelwirkenden Hydraulikzylinders (Zylinderraum) und der einen wirksamen Kolbenfläche des Kolbens strömungswirksam mit dem einen Hydraulikzylinder verbunden ist, während der Raum zwischen dem gegenüberliegenden zweiten Zylinderboden des doppelwirkenden Hydraulikzylinders und der zweiten wirksamen Kolbenfläche strömungswirksam mit dem anderen Hydraulikzylinder, und zwar dem am gegenüberliegenden Ende angebrachten Hydraulikzylinder, verbunden ist.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsleitungen der Hydraulikzylinder zu den doppelwirkenden Hydraulikzylindern jeweils über Absperrventile vorzugsweise direkt an den oberen und unteren Hydraulikzylinder vorgesehenen Absperrventilen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, insbesondere in einem bestimmten bzw. vorbestimmten Takt, offenbar und verschließbar sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass beim bestimmungsgemäßen Drehen der drehenden Anordnung der Schwerkrafthydraulikvorrichtung sichergestellt werden kann, dass jeweils zu einem konkret bestimmten Zeitpunkt, das heißt in einer bestimmten Posi- tion der gesamten Vorrichtung und damit der Lage der Schwerstangen, die Absperrventile geöffnet bzw. geschlossen werden können, so dass die Schwerkrafthydraulikvorrichtung nach der erfindungsgemäßen Lehre arbeitet.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass eine Steuerung bereitgestellt wird, die je nach relativer Position und/oder Winkelstellung und/oder Rotationsgeschwindigkeit der drehbar gelagerten Anordnung wenigstens ein oder, sofern vorhanden, eine Gruppe von Absperrventilen der auf der einen Seite der Mantelrohre gelagerten Hydraulikzylinder bestimmungsgemäß betätigen kann, insbesondere öffnen oder schließen kann, während die Steuerung gleichzeitig oder zeitversetzt wenigstens ein Absperrventil oder, falls vorhanden, eine Gruppe von Absperrventilen der Hydraulikzylinder auf der gegenüberliegenden Seite der Mantelrohre betätigen, insbesondere öffnen oder schließen, kann.
Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, wenn jeweils der Kolben der doppelwirkenden Zylinder mit jeweils einer der angeordneten Massen gekoppelt ist, so dass mit Betätigung des Kolbens des jeweils doppelwirkenden Zylinders gleichzeitig die Massen jeweils von einer unteren zu einer oberen Position betätigt werden. Hierdurch wird eine Kopplung zwischen den Massen und den doppelwirkenden Hydraulikzylindern erzeugt. Je nach Lage und Takt befinden sich damit die Massen entweder in einer unteren Position mit niedriger potenzieller Energie oder in einer oberen Position mit höherer potenzieller Energie. Während sich gleichzeitig die Kolbenstangen der doppelwirkenden Zylinder entweder in einer unteren oder einer oberen Position befinden.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schwerstangen in den Mantelrohren in einer Flüssigkeit beweglich gelagert sind. In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die drehbare Anordnung insgesamt mit einem Abtrieb ausgestattet ist, zum Anschluss einer drehend anzutreibenden Anlage. Ferner kann insbesondere über ein Getriebe die im System der Schwerkrafthydraulikvorrichtung gespeicherte Energie über einen Abtrieb aus dem System ausgekoppelt und genutzt werden.
Erfindungsgemäß ist bei dem zweiten Lösungskonzept vorgesehen, eine Schwerkrafthydraulikvorrichtung bereitzustellen, die ergänzend zur o.g. Idee auch ein Bad mit Flüssigkeit vorsieht, so dass beim Drehen der Schwerstange die daran gekoppelte Massen der Schwerkrafthydraulikvorrichtung um eine Drehachse um 360°, diese Gewichte durch die Flüssigkeit befördert werden und dabei einen Auftrieb erfahren. Somit stellt sich eine resultierende Kraft- und Drehmomentkomponente als Summe aus der Schwerkraft der Schwerstange bzw. den daran gekoppelten Massen und der Auftriebskraft dar, die beim Eintauchen der an der Schwerstange angebrachten Masse eine Kraftkomponente entgegen der Schwerkraft bewirkt.
Das sonstige Wirkprinzip der anderen Bauteilkomponenten ist ähnlich zu der zuvor beschriebenen ersten Lösung bei der die Auftriebskomponente mangels Flüssigkeitsbad fehlt. In dieser Lösung ist eine einzige zentrale Schwerstange um eine Drehachse drehbar gelagert und kann diese bei einer vertikalen Ausrichtung von einer unteren Position in eine obere Position und umgekehrt auf- und abbewegt werden.
Die Schwerstange ist jeweils endseitig mit einem doppelwirkenden Hydraulikzylinder verbunden, wobei die Schwerstange selbst bevorzugt in einem Mantelrohr gelagert ist. Die Lagerung kann aber auch auf andere Weise erfolgen. Die Schwerstange ist dabei so mit den doppelwirkenden Zylindern gekoppelt, dass die Zylinderkammern je nach der relativen Position der Gewichte den jeweils einen Zylinderraum oder den jeweils anderen Zylinderraum mit Hydraulikflüssigkeit füllen.
Da die beiden jeweils doppelwirkenden Zylinder hydraulisch miteinander verbunden sind, lässt sich der folgende Zyklus realisieren, der im Folgenden anhand einer Drehbewegung entgegen der Uhrzeigerichtung beschrieben wird.
Die Positione werden dabei als 12-Uhr Position, 3- und 9- Uhr-Position und 6-Uhr Position bezeichnet.
Das obere Gewicht an der 12-Uhr Position befindet sich zu Beginn der Drehung in einer maximal oberen Lage, bei der die Schwerstange in ihrer unteren Position ist. Das Gewicht am unteren Ende der Schwerstande befindet sich (teilweise bedingt durch die Auftriebskraft) noch in der Flüssigkeit in einem Becken, jedoch auch in seiner oberen Position.
Die erste Kammer des doppelwirkenden Zylinders, an dem die Zylinderstange des angebrachten Gewichtes gekoppelt ist, ist mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, während die zweite Kammer oder Kammern durch das Gewicht der Schwerstange geleert wurden.
Die Verhältnisse oben (an der 12-Uhr Position) sind genau umgekehrt. Die Kolbenstange ist vollständig aus der ersten Kammer des Zylinders ausgezogen, wodurch diese„leer" ist bzw. nicht mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt.
Die weitere(n) Kammer(n) sind mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Bei einer Bewegung des oberen ausgezogenen Gewichts in Richtung der 6- Uhr Stellung fährt gleichzeitig das untere Gewicht hoch in die 12-Uhr Position. Das sich in Richtung der 6-Uhr Position bewegende Gewicht gelangt etwa bei der 7-Uhr Stellung in das mit Flüssigkeit gefüllte Becken und erfährt dort eine Auftriebskraft. Die beiden gefüllten Zylinder werden durch den Auftrieb und die Bewegung der Kolbenstange geleert. Die Kraftverhältnisse sind dazu geeignet abzustimmen und zu bemessen.
Bei der nun in der 12-Uhr angekommenen oberen Position bewegt sich die Schwerstange nun nach unten wodurch der zuvor gefüllte erste Zylinder geleert wird und die beiden mit dem Gewicht gekoppelten Zylinder gefüllt werden. Hierdurch wird das Gewicht nach oben befördert.
Der beschriebene Zyklus wiederholt sich dann bei jeder weiteren Drehung um 180° wieder.
Die besagten Gewichte sind jeweils bewegungswirksam mit einem Zylinderkolben eines der Hydraulikzylinder verbunden bzw. gekoppelt. Es ist ferner in einem geschlossenen Strömungssystem eine Hydraulikflüssigkeit vorgesehen, die über Verbindungsrohre des Strömungssystems jeweils von dem einen Hydraulikzylinder zu dem jeweils anderen Hydraulikzylinder an jedem Ende die Hydraulikflüssigkeit durch Betätigen der Hydraulikzylinder um den Zylinderhub mittels der Schwerkraft der Schwerstangen befördert. Durch die radiale Verlagerung der Massen und die unterschiedlichen Drehmomentverhältnisse oben und unten kommt es zu einem wirksamen Drehmoment, welches in Drehrichtung genutzt wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Realisieren einer drehenden oder drehbar antreibenden Anlage oder Ma- schine unter Verwendung einer wie zuvor beschriebenen Schwerkrafthydraulikvorrichtung nach dem ersten Lösungskonzepts mit den folgenden Schritten: a) Drehen der drehbaren Anordnung im oder entgegen dem Uhrzeigersinn um dessen horizontal gelagerte Drehachse, bis die Orientierung der Schwerstange(n) im Wesentlichen vertikal ist oder einer vorbestimmten Position entspricht und sich die unteren Hydraulikzylinder in einer unteren definierten Stellung und die oberen Hydraulikzylinder in einer oberen definierten Stellung befinden, wobei die Absperrventile der oberen Hydraulikzylinder geöffnet sind und die Absperrventile der unteren Hydraulikzylinder geschlossen sind;
b) Öffnen der Absperrventile der unteren Hydraulikzylinder an einer definierten Drehposition, wobei die Hydraulikflüssigkeit in den unteren Kolben aufgrund der Schwerkraft der Schwerstangen in den unteren Kolbenraum der doppelwirkenden Hydraulikzylinder befördert wird, wodurch der jeweilige Kolben des jeweiligen doppelwirken- den Hydraulikzylinders zusammen mit der daran gekoppelten
Masse von einer unteren in eine oberen Position, und zwar um die Hublänge des jeweiligen doppelwirkenden Hydraulikzylinders, betätigt werden;
c) wodurch beim Betätigen des Kolbens gleichzeitig ein Befördern der
Hydraulikflüssigkeit über eine Verbindungsleitung vom oberen Kolbenraum des doppelwirkenden Hydraulikzylinders in den jeweils damit verbundenen oberen Hydraulikzylinder bewirkt wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Schritt c) die oberen Absperrventile geschlossen werden und die oberen Hydraulikzylinder mittels Drehen der drehenden Anordnung in eine untere Position gebracht werden, bei der sich die unteren Hydraulikzylinder in einer oberen Position befinden und die Absperrventile der nun in der oberen Position befindlichen Hydraulikzylinder geöffnet werden und sich die zuvor genannten Schritte daran wieder anschließen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass sich die genannten Schritte zyklisch wiederholen, so dass man insgesamt eine zyklisch arbeitende Vorrichtung erhält.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Realisieren einer drehenden oder drehbar antreibenden Anlage oder Maschine vorzugsweise unter Verwendung des zweiten Lösungskonzepts mit den folgenden Schritten:
Drehen der drehbaren Anordnung im oder entgegen dem Uhrzeigersinn um dessen horizontal gelagerte Drehachse, bis die Orientierung der Schwer- stange(n) im Wesentlichen so ist, dass ein unteres Gewicht in ein mit Flüssigkeit gefülltes Becken eintaucht und eine Auftriebskraft derart erfährt, dass sich das Gewicht entgegen der Schwerkraft nach oben bewegt;
Weiterdrehen der Anordnung bis das untere Gewicht in seiner 6-Uhr Position in seine obere eingefahrene Position befördert wurde;
Bewegen der Schwerstange nach Unten aufgrund der Schwerkraft, um die Hydraulikflüssigkeit von einer ersten Kammer am unteren gekoppelten Hydraulikzylinder in wenigstens eine (vorzugsweise zwei) Kammern des Hydraulikzylinders zu befördern;
Betätigen der Hydraulikflüssigkeit des zu diesem Zeitpunkt oben befindlichen Hydraulikzylinders von deren ersten Kammer in wenigstens eine (vorzugsweise zwei) Kammern des Hydraulikzylinders wodurch das obere Gewicht nach oben befördert wird. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, dass anstelle der Hydraulischen Kopplung der Gewichte und der Schwerstange eine mechanische Kopplung (z. B. über ein entsprechendes Seilzugsystem) realisiert wird. Hierzu werden bevorzugt die Gewichte über ein solches Seilzugsystem über Umlenkrollen so geführt, dass die oben beschriebene Kinematik nicht über Hydraulik, sondern Mechanik umgesetzt wurde. Ansonsten bleibt es bei der Anordnung jedoch bei dem Konzept der zuvor beschriebenen Idee.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt. Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden, wobei die Figuren Folgendes zeigen:
Die Figuren 1 bis 3 beziehen sich auf das erste Lösungskonzept.
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Schwerkrafthydraulikvorrichtung;
Fig. 2 eine Ansicht ähnlich wie in der Fig. 1 , allerdings in einer anderen Verfahrensstufe;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1 und 2 in einer gedrehten Verfahrensstufe.
Die Figuren 4 und 5 beziehen sich auf das zweite Lösungskonzept.
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Schwerkraft- und Auftriebs-Hydraulikvorrichtung und
Fig. 5 eine alternative Ausgestaltung der der Vorrichtung nach Figur 4. Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines ersten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hinweisen.
Später wird mit Bezug auf die Fig. 4 bis 5 die Erfindung anhand eines anderen Ausführungsbeispiels mit unterschiedlich ausgeführten Zylindern näher erläutert, bei dem die Auftriebskraft genutzt wird.
Die Fig. 1 und 2 zeigen unterschiedliche Verfahrenszeitpunkte einer Schwer- krafthydraulikvorrichtung 1 zur energetischen Nutzung der Schwerkraft von den beweglich angeordneten Massen M1 , M2.
Die Schwerkrafthydraulikvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 weist eine um eine Drehachse D um 360° drehbar gelagerte Anordnung 1 1 auf. Hierzu wird zum Beispiel ein gerüstähnliches Gestell vorgesehen, dessen Höhe mindestens die halbe Höhe von dem in der Hydraulikanlage verwendeten Mantelrohr 30, 31 , welche im Folgenden noch näher beschrieben werden, haben muss, und bei dem alle auftretenden Kräfte und Lasten von dem Gestell aufgenommen werden können.
Am oberen Ende des besagten Gestells kann sich ein Lagerbock mit Lager und Welle befinden, der ebenfalls alle auftretenden Kräfte aufnehmen muss und in das Gestell einleiten kann.
Die erwähnte drehbar gelagerte Anordnung 1 1 wird drehbar auf einer Welle gelagert und kann zum Beispiel eine Scheibe oder ähnliche Konstruktion darstellen, an welcher die Komponenten der besagten Schwerkrafthydraulikanlage befestigt sind. An der drehbar gelagerten Anordnung 11 befinden sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Mantelrohre 30, 31 , die be- züglich des Drehpunkts mittig an der drehbar gelagerten Anordnung 1 1 befestigt sind. Hierzu können die zwei Mantelrohre auf der axial gelagerten Scheibe aufmontiert werden. Am jeweiligen Ende der Mantelrohre 30, 31 werden Hydraulikzylinder 20 vorgesehen, deren Zylinderböden jeweils das Ende der Gesamtlänge der Mantelrohre 30, 31 definiert. Diese sind sozusagen in Verlängerung an die Mantelrohre angeordnet.
In diesen Mantelrohren befindet sich jeweils eine Schwerstange 40, 41 , welche in Radialrichtung R hin und her beweglich jeweils innerhalb eines der Mantelrohre 30, 31 gelagert ist. Jede Schwerstange 40, 41 ist endseitig bewegungswirksam mit jeweils einem Zylinderkolben 21 einer der Hydraulikzylinder 20 verbunden. Die Schwerstangen sind dabei jeweils passend zu den Hydraulikzylindern am Mantelrohr angebracht. Die Länge von einem Mantelrohr 30, 31 mit angeordnetem Hydraulikzylinder 20 entspricht der Länge der jeweiligen Schwerstange 40, 41 und dem Hydraulikkolben 20 abzüglich einer Hublänge der Anlage.
Ferner wird in einem geschlossenen Strömungssystem eine Hydraulikflüssigkeit 51 über Verbindungsrohre 53 des Strömungssystems 50 jeweils von dem an dem einen Ende der Mantelrohre 30, 31 angeordneten Hydraulikzylinder 20 zu dem jeweils am gegenüberliegenden anderen Ende der Mantelrohre angeordneten Hydraulikzylinder 20 befordert, und zwar durch Betätigen der Hydraulikzylinder 20 um den Zylinderhub L mittels der Schwerkraft der Schwerstangen 40,41. Die Schwerstangen 40, 41 sind in den Mantelrohren 30, 31 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Flüssigkeit gelagert. Dies hat den Vorteil, dass die Reibung zwischen der Innenseite des Mantelrohres 30, 31 und der jeweiligen Schwerstange 40, 41 signifikant reduziert wird und gleichzeitig nach dem hydrostatischen Paradoxon zusätzlich ein Druck auf den entsprechenden Hydraulikkolben aufgebaut werden kann. Alternativ kann an Stelle der Lagerung in einer Flüssigkeit auch ein mechanisches La- gersystem oder Führungssystem, wie z. B. ein Schiebelager oder derlangen vorgesehen sein, mittels denen die Schwerstangen 40, 41 in den Mantelrohren 30, 31 hin- und herbeweglich gelagert sind.
In den Fig. 1 und 2 ist gut zu erkennen, dass die jeweiligen unteren Hydraulikzylinder 20 über Verbindungsleitungen 56 mit jeweils einem doppelwirkenden Hydraulikzylinder 60 verbunden sind. Die zweite Kammer des doppelwirkenden Hydraulikzylinders 60 ist jeweils mit dem Hydraulikzylinder 20 am gegenüberliegenden Ende der Schwerstange 40, 41 verbunden.
Der Raum zwischen dem einen Zylinderboden 61 des doppelwirkenden Hydraulikzylinders 60 und der einen wirksamen Kolbenfläche 62 des Kolbens 65 ist strömungswirksam mit dem unteren Hydraulikzylinder verbunden, während der Raum zwischen dem gegenüberliegenden zweiten Zylinderboden 64 des doppelwirkenden Hydraulikzylinders 60 und der zweiten wirksamen Kolbenfläche 63 strömungswirksam mit dem anderen Hydraulikzylinder 20, und zwar dem am oberen Ende der Schwerstange 40, 41 , verbunden ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich durch die beiden Positionen in den Fig. 1 und 2 erläutern. In der in Fig. 1 gezeigten Orientierung befinden sich die Schwerstangen 40, 41 in einer im Wesentlichen vertikalen Position und sind die unteren Hydraulikzylinder 20 in etwa der 6-Uhr-Position und die oberen Hydraulikzylinder 20 in etwa in der 12-Uhr-Position. An den unteren und oberen Hydraulikzylindern 20 sind jeweils Absperrventile 24 vorgesehen, um die Verbindung zwischen dem doppelwirkenden Hydraulikzylinder 60 und dem jeweiligen Hydraulikzylinder 20 entweder zu öffnen oder zu schließen. In der Fig. 1 sind die Absperrventile 24 der oberen Hydraulikzylinder 20 geöffnet und die Absperrventile der unteren Hydraulikzylinder 20 geschlossen. Nun erfolgt das Öffnen der Absperrventile 24 der unteren Hydraulikzylinder 20 an einer definierten Drehposition, die zum Beispiel zwischen der 5-Uhr- Position und 6-Uhr-Position bei einer Drehung im Uhrzeigersinn liegen kann, wobei die Hydraulikflüssigkeit 51 in den unteren Hydraulikzylindern 20 aufgrund der Schwerkraft der jeweiligen Schwerstangen 40, 41 in den jeweils unteren Kolbenraum der doppelwirkenden Hydraulikzylinder 60 über die Ver- bindungsleitungen 56 befördert wird. Hierdurch wird der jeweilige Kolben 65 des jeweiligen doppelwirkenden Hydraulikzylinders 60, und zwar zusammen mit der daran gekoppelten Masse M1 , M2, von einer unteren Position P1 um die Hublänge des jeweiligen doppelwirkenden Hydraulikzylinders 60 in eine obere Position P2 betätigt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematische Darstellungen sind, um die Erfindung zu erläutern. In der Praxis ist die effektiv wirksame Kolbenfläche auf jeder Seite des Kolbens 65 in Verbindung mit dem effektiven Kolbenvolumen des doppelwirkenden Hydraulikzylinders 60 ober- halb und unterhalb der jeweils Kolbenfläche 62, 63 so ausgelegt, dass das Produkt aus einströmender Hydraulikflüssigkeit (Volumenstrom) und wirksame Zylinderfläche des Kolbens in beiden Kolbenvolumen des doppelwirkenden Hydraulikzylinder gleich ist und nicht auf einer Seite durch z. B. eine Kolbenstange reduziert wird.
Sofern mittels einer Kolbenstange eine Verbindung zu der jeweiligen Masse M1 , M2 realisiert wird, wäre auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens ebenfalls eine gleichartige Kolbenstange vorzusehen, so dass auf beiden Seiten gleichartige Bedingungen einstellen.
Beim Betätigen des Kolbens 65 wird gleichzeitig ein Befördern der Hydraulikflüssigkeit 51 im oberen Kolbenraum des doppelwirkenden Hydraulikzylinders 60 über eine Verbindungsleitung 56 in den jeweils damit verbundenen oberen Hydraulikzylinder 20 bewirkt. Dies bedeutet, wie in Fig. 2 dargestellt, dass sich die Schwerstangen 40, 41 nun in ihrer unteren Position befinden, während sich die Massen M1 , M2 nun in ihrer jeweils oberen Position P2 befinden. Danach werden die oberen Absperrventile 24 geschlossen und kann sich die Anlage in die jeweils diametral gegenüberliegende vertikale Position drehen, bei dem die zuvor oberen Hydraulikzylinder 20 sich nun in der unteren Position und die zuvor unteren Hydraulikzylinder 20 sich in der oberen Position befinden. Dieser Zyklus kann infolgedessen in einem vorbestimmten Takt wiederholt werden. Die doppelwirkenden Hydraulikzylinder haben daher die Funktionen:
mittels der ankommenden komprimierten Hydraulikflüssigkeit die Massen M1 , M2 nach oben zu befördern,
ferner die Hydraulikflüssigkeit aus den drucklosen Zylinderhälften in die sich oben stetig leerenden Hydraulikzylinder.
Die Auslegung der gesamten Vorrichtung, insbesondere die Abstimmung der Hublängen der Zylinder und den Hublängen der doppelwirkenden Hydraulikzylinder, der Gewichte der Schwerstangen 40, 41 sowie die Massen M1 , M2, und die konkrete Auslegung des Hydrauliksystems und der Hydraulikzy- linder 20, 60 ist entsprechend der gewünschten Topologie der Anlage auszulegen. Hierbei muss lediglich berücksichtigt werden, dass die entsprechend zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Funktionen umgesetzt werden und insbesondere die Gewichte, zum Beispiel der Schwerstangen, und die in der Anlage auftretenden hydraulischen Reibungsverluste so bemessen sind, dass durch die Schwerstangen dennoch die doppelwirkenden Hydraulikzylinder nach oben betätigt werden zusammen mit den an diesen angeordneten Massen M1 , M2. Die Massen sind daher entsprechend der Leistungsfähigkeit der Hydraulikanlage (die Gewichte der Schwerstangen und die Hubhöhe der Zylinder sowie die Hubhöhe der gewünschten Gewichte) auszulegen.
Die Figur 3 stellt die Position dar, bei der die Vorrichtung 1 1 um einen Winkel von 90° in Uhrzeigerrichtung weitergedreht hat.
Bei einer Drehung der Anlage im Uhrzeigersinn um die Drehachse D hat damit der Abstand der beweglichen Gewichte M1 , M2 zum Mittelpunkt des Lagers einen wesentlichen Einfluss auf die Laufruhe und damit auch die Unwucht zwischen dem linken und dem rechten Teil des Auslegers und somit auf das Drehmoment bzw. den Wirkungsgrad der Anlage. Aufgrund dessen, dass jeweils eine Asymmetrie zwischen dem Mittelpunkt und den sich jeweils außermittig ergebenden Abständen der Schwerstangen sowie der Massen M1 , M2 bezüglich des Drehpunkts D ergibt, erhält man das gewünschte Drehmoment bzw. den zu realisierenden Wirkungsgrad der Anlage je nach konkreter Auslegung der geometrischen und spezifischen Topologie der Schwerkrafthydraulikanlage.
Im nachfolgenden Erläuterungsteil wird mit Bezug auf die Fig. 4 bis 5 die Erfindung anhand eines anderen Ausführungsbeispiels näher erläutert, bei dem die Auftriebskraft genutzt wird.
Hierzu ist eine Schwerkraft- und Auftriebshydraulikvorrichtung 1 vorgesehen, die ergänzend zur o. g. Ausführung auch ein Bad (Becken) B mit Flüssigkeit vorsieht, so dass beim Drehen der Schwerstange 40 um ihre Drehachse D diese auf und abbewegt werden kann. Es können auch mehr als eine
Schwerstange vorgesehen werden, wobei diese dann in vergleichbarer Weise arbeiten. Endseitig befindet sich die Massen M1 , M2 (Gewichte), die bei der Drehung jeweils durch die Flüssigkeit F im Becken B befördert werden und dabei einen Auftrieb erfahren. Somit stellt sich eine resultierende Kraft- und Drehmomentkomponente als Summe aus der Schwerkraft der Schwerstange 40 bzw. den daran gekoppelten Massen M1 , M2 und der Auftriebskraft Fa dar, die beim Eintauchen der an der Schwerstange angebrachten Masse M1 , M2 eine Kraftkomponente entgegen der Schwerkraft bewirkt.
Das sonstige Wirkprinzip der anderen Bauteilkomponenten ist ähnlich zu der zuvor beschriebenen ersten Lösung bei der die Auftriebskomponente mangels Flüssigkeitsbecken B fehlt. In dieser Lösung ist eine einzige zentrale Schwerstange 40 um eine Drehachse drehbar gelagert und kann diese bei einer vertikalen Ausrichtung von einer unteren Position in eine obere Position und umgekehrt um die Hublänge der Zylinder 20 auf- und abbewegt werden.
Die Schwerstange 40 ist hierzu jeweils endseitig mit einem doppelwirkenden Hydraulikzylinder 20 verbunden, wie in der Figur 5 dargestellt oder es werden jeweils zwei zusammen wirkende Zylinder 20 verwendet, wobei der eine Zylinder 20 mit der Masse M1 bzw. M2 und der jeweils andere Zylinder 20 mit der Schwerstange 40 gekoppelt ist.
In einer alternativen Lösung wird die Zylinderflüssigkeit des Zylinder 20a mittels der Schwerstange heraus in einen zweiten Zylinder 20b gepresst, wodurch dann die Masse M1 angehoben wird.
Die Schwerstange 40 ist dabei in der Ausführung nach der Figur 4 so mit den Zylindern 20 gekoppelt, dass die Zylinderkammern 20a, 20b je nach der aktuellen Position der Massen M1 , M2 den jeweils einen Zylinderraum 20a oder den jeweils anderen Zylinderraum 20b mit Hydraulikflüssigkeit füllen. Da die beiden Kammern 20a, 20b der Zylinder 20 hydraulisch über eine Verbindungsleitung 50 miteinander verbunden sind, lässt sich der folgende Zyklus realisieren, der im Folgenden anhand einer Drehbewegung entgegen der Uhrzeigerichtung beschrieben wird.
Die Positionen in den Figuren 4 und 5 werden dabei als 12-Uhr Position, 3- und 9- Uhr-Position und 6-Uhr Position bezeichnet. Insgesamt sind bei dieser Ausführung 24 Massen umlaufend, wie in der Fig. 4 exemplarisch dargestellt in einem bestimmten Abstand zur Drehachse D angeordnet.
Die obere Masse M1 in der Fig. 4, die sich zu Beginn der Drehung in der 12- Uhr Position befindet ist in seiner maximal oberen Lage, bei der die Schwerstange in ihrer unteren Position aufgrund der Schwerkraft betätigt wurde.
In der Figur 5 ist die Schwerstange ebenfalls in ihrer unteren Lage gezeigt, sind die Zustände der Hydraulikzylinder 20 näher gezeigt. Wie zu sehen ist, sind die Kammern 20b des oberen Hydraulikzylinders 20 nicht mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, während die Kammer 20a gefüllt ist. Die Masse M1 ist dabei in ihrer oberen Position.
Die Masse M2 am unteren Ende der Schwerstande 40 befindet sich noch in der Flüssigkeit F in dem Becken B, jedoch auch in seiner oberen Position. Die Füllung der Kammern 20a, 20b ist der Fig. 5 zu entnehmen.
Bei einer Bewegung des oberen ausgezogenen Gewichts M1 in Richtung der 6-Uhr Stellung gelangt gleichzeitig das untere Gewicht M2 hoch in die 12-Uhr Position. Das sich in Richtung der 6-Uhr Position bewegende Gewicht gelangt etwa bei der 7-Uhr Stellung in das mit Flüssigkeit F gefüllte Becken B und verbleibt bei der Bewegung dort bis in etwa in die 5-Uhr Stellung. Während der Bewegung im Becken B erfährt die jeweils eingetauchte Masse M1 , M2 eine Auftriebskraft Fa. Die mit der Masse M1 , M2 in dieser Position gekoppelten Zylinder 20 werden durch den Auftrieb und die Bewegung der Kolbenstange geleert. Die Kraftverhältnisse sind dazu geeignet abzustimmen und zu bemessen.
Bei der nun in der Figur 5 in der 12-Uhr angekommenen oberen Position der Masse M2, die sich zuvor im Becken B befunden hat, bewegt sich die Schwerstange 40 nun wieder nach unten wodurch die zuvor gefüllten Kammern 20b des Zylinders 20 wieder geleert werden und der mit dem Gewicht M2 gekoppelten Zylinder 20 gefüllt wird. Hierdurch wird das Gewicht hydraulisch nach oben befördert.
Der beschriebene Zyklus wiederholt sich dann bei jeder weiteren Drehung um 180° wieder.
Die besagten Gewichte M1 , M2 sind jeweils bewegungswirksam mit einem Zylinderkolben 60 eines der Hydraulikzylinder 20 verbunden bzw. gekoppelt. Es ist ferner in einem geschlossenen Strömungssystem 50 eine Hydraulikflüssigkeit FL vorgesehen, die über (nicht dargestellte) Verbindungsrohre des Strömungssystems 50 jeweils von dem einen Hydraulikzylinder 20, 20a, 20b zu dem jeweils anderen Hydraulikzylinder 20, 20a, 20b an jedem Ende die durch Betätigen der Hydraulikzylinder um den Zylinderhub befördert wird. Durch die radiale Verlagerung der Massen M1 , M2 und die unterschiedlichen Drehmomentverhältnisse oben und unten kommt es zu einem wirksamen Drehmoment, welches in Drehrichtung genutzt wird.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten konkreten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Insbe- sondere können daher die Anzahl der Schubstangen verändert werden sowie auch die Anzahl der Gewichte. Denkbar wäre es, statt einem einzigen Gewicht M1 , M2 jeweils an einem der doppelwirkenden Hydraulikzylinder 60 gegebenenfalls ein oder mehrere auch veränderliche Gewichte anzubringen.
In einer weiteren alternativen und bevorzugten Ausführung der Erfindung unter Ausnutzung des Auftriebs wie weiter zuvor beschrieben ist Folgendes vorgesehen. Hierzu wird wieder auf die Positionen einer Uhr nämlich die 6- Uhr Position, 9-Uhr und 3-Uhr Position sowie 12-Uhr Position verwiesen. Grundsätzlich sind in äquidistantem Winkelabstand z. B. 12 oder 24 Gewichte jeweils an diametral gegenüberliegenden Positionen der um 360° drehbar gelagerten Anordnung vorgesehen.
Bei einer Bewegung des oberen ausgezogenen Gewichts M1 in Richtung der 6-Uhr Stellung gelangt gleichzeitig das untere Gewicht M2 hoch in die 12-Uhr Position usw.. Das sich in Richtung der 6-Uhr Position bewegende Gewicht gelangt etwa bei der 7-Uhr Stellung in das mit Flüssigkeit F gefüllte Becken B und verbleibt bei der Bewegung dort bis in etwa in die 5-Uhr Stellung.
Dabei sollen die Bedingungen so beschaffen sein, dass die Auftriebskraft und damit das verdrängte Volumen des unteren auf der 6-uhr Position befindlichen Gewichts M1 (unten) mindestens der Gewichtskraft des Gewichts (M1) unten und M2 (oben bei der 12-Uhr-Position) sowie der Reibungskraft und Kopplungskräfte im System entspricht, so dass es dadurch möglich wird, dass sowohl das untere Gewicht M1 als auch das obere Gewicht M2 anzuheben. In der Figur 4 sind beispielhaft M1 , Mn Gewichte mit n = 24 gezeigt, wobei zwischen je zwei diametral gegenüberliegenden Gewichten z. B. M1 und M2 oder M3 und 4 oder M5 und 6 usw. jeweils eine Kopplungsvorrichtung K angeordnet ist, welche die Gewichte miteinander bewegungswirksam verbindet, so dass beim Anheben des jeweils unteren Gewichts, das sich in dem Flüssigkeitsbecken B mit der Flüssigkeit F befindet, das obere diametral gegenüberliegende und mit diesem Gewicht gekoppelte Gewicht ebenfalls angehoben wird. Hierzu sind die physikalischen Bedingungen entsprechend anzupassen. Die Kopplungsvorrichtung K zum Anheben der Ge- wichte kann entweder über eine hydraulische, mechanische oder hydrome- chanische oder andere Kopplung umgesetzt werden.
Da der Abstand des oberen Gewichts M2 im angehobenen Zustand zum Drehpunkt D in der 12-Uhr Position (in der angehobenen Position durch den Auftrieb) größer ist als der Abstand des unteren Gewichts M1 (in der 6-Uhr Position) zum Drehpunkt D, ergibt sich dadurch ein größeres Drehmoment oben. Bei fortlaufender Rotation der Anlage wirkt sich dieses Drehmoment antriebswirksam auf die Drehbewegung aus. Diese Gewichtsverschiebung pflanzt sich von einem zum nächsten Gewicht fort und bewirkt eine sich fortlaufende Hubbewegung der Gewichte, die jeweils in die 12-Uhr Position gelangen, jeweils durch den Auftrieb des dann in dem unteren Becken diametral gegenüberliegenden Gewicht, das wiederum durch den Auftrieb eine Auftriebskraft erzeugen muss, die mindestens der Gewichtskraft der beiden Gewichte M1 und M2 sowie der Reibungskraft bzw. Kopplungskräfte im System entspricht oder anders ausgedrückt zweimal der Gewichtskraft + derjenigen Kräfte, die durch innere Systemverluste zu überwinden sind. Um die bei der so stattfindenden Drehung der Anlage jeweils durch die eintauchenden Gewichte auftretenden Reibungskräfte bzw. Fließwiderstände, die im Flüssigkeitsbad auftreten zu kompensieren, können steuerbare Magnete eingesetzt werden, die diesen Kräften in Verbindung mit den Gewichten entgegenwirken oder diese vollständig kompensieren. Hierzu können alle geeigneten Maßnahmen vorgesehen werden, um solche Bremswirkungen im System auf ein Minimum zu beschränken oder nahezu zu eliminieren.
Die Kopplung zwischen den jeweils diametral gegenüberliegenden Gewich- ten d.h. 6 Uhr- und 12-Uhr-Stellung, 7 Uhr- und 11 -Uhr-Stellung, 8-Uhr- und 10-Uhr-Stellung, usw. zum Anheben der Gewichte kann entweder über eine hydraulische, mechanische oder hydromechanische oder andere Kopplung umgesetzt werden, wie z. B. über Seilzugsysteme oder dergleichen. Die Kraftverhältnisse und mechanischen Vorrichtungen sind hierzu geeignet aufeinander abzustimmen und zu bemessen, so dass das Anheben der Gewichte nach dem oben beschriebenen System erfolgt und das jeweils oben befindliche Gewicht ein entsprechendes Drehmoment erzeugt, wie zuvor beschrieben.
Somit ist in dieser Ausführungsform der Gedanke einer Schwerkraft- Hydraulikvorrichtung zur energetischen Nutzung der Schwerkraft von mit an der Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung vorgesehenen beweglichen Massen M1 bis Mn realisiert, die mit einem geeigneten Kopplungssystem zwischen den Gewichten ausgebildet ist und eine Drehung um 360° um die Drechach- se D vollzieht, indem die durch die positionsveränderlich angebrachten Massen einen Drehmomentbeitrag zur Drehbewegung liefern.
Die oben beschriebenen Verfahrensschritte erfolgen so, dass die genannten Schritte zyklisch wiederholt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) zur energetischen Nutzung der Schwerkraft von einer Mehrzahl von mit der Schwerkraft- Hydraulikvorrichtung (1 ) gekoppelten, positionsveränderlich und beweglich angeordneten Massen (M1 , M2, M3,... , Mn), wobei die Hydraulikvorrichtung (1) eine um eine Drehachse (D) um 360° drehbar gelagerte Anordnung (1 1) aufweist, wobei jeweils zwei Massen (M1 , M2) an diametral gegenüberliegenden Bereichen der Anordnung in Radialrichtung (R) bewegungswirksam über eine Kopplungsvorrichtung (K) miteinander gekoppelt sind, so dass aufgrund einer auf die Kopplungsvorrichtung entgegen der Schwerkraft der Massen wirkenden Kraft jeweils wenigstens die unten und oben diametral befindlichen Masse (M1 , M2) in ihrem Abstand gegenüber der Drehachse (D) bewegt vorzugsweise anhebt.
2. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) zur energetischen Nutzung der Schwerkraft von mit der Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) gekoppelten, beweglich angeordneten Massen (M1 , M2), wobei die Hydraulikvorrichtung (1) eine um eine Drehachse (D) um 360° drehbar gelagerte Anordnung (1 1 ) aufweist, sowie wenigstens eine in Radialrichtung (R) hin-und her bewegbare Schwerstange (40), die endseitig bewegungswirksam jeweils hydraulisch oder mechanisch mit den Massen (M1 , M2) gekoppelt ist und bei der Verlagerung der Schwerstange (40) von einer oberen in eine untere Position aufgrund der Schwerkraft die jeweils unten und oben befindliche Masse (M1 , M2) aufgrund der mechanischen oder hydraulischen Kopplung in ihrem Abstand gegenüber der Drehachse (D) dabei verlagert werden.
3. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (D) im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.
4. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der drehbaren Anordnung (1 1) eine Vielzahl von zur Drehachse (D) radial beanstandeten Gewichten, vorzugsweise von 24 Gewichten mit einem festen oder beweglichen Radialabstand zur Drehachse (D) angeordnet ist.
5. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) als eine Schwerkraft- und Auftriebskraft- Hydraulikvorrichtung ausgebildet ist, indem eine der Massen (M1 , M2) während einer Drehung der Anordnung (1 1) durch eine Flüssigkeit hindurch befördert wird, so dass dadurch eine Auftriebskraft auf diese Masse (M1 , M2) ausgeübt wird.
6. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur energetischen Nutzung der Schwerkraft von mit der Schwerkraft- Hydraulikvorrichtung (1) gekoppelten, beweglich angeordneten Massen (M1 , M2), wobei die Hydraulikvorrichtung (1) eine um eine Drehachse (D) um 360° drehbar gelagerte Anordnung (1 1) aufweist, sowie eine in Radialrichtung (R) hin-und her bewegbare Schwerstange (40), die endseitig bewegungswirksam jeweils über wenigstens einen Hydraulikzylinder (20) mit den Massen (M1 , M2) gekoppelt ist und eine in einem geschlossenen Strömungssystem (50) vorhandene Hydraulikflüssigkeit (51) über Verbindungsrohre (53) des Strömungssystems (50) jeweils von einer ersten Zylinderkammer (20a) in eine zweite Zy- linderkammer (20b) des oder der Hydraulikzylinder (20) bei wenigstens der Verlagerung der Schwerstange (40) von einer oberen in eine untere Position befördert wird und dabei die jeweils oben befindliche Masse (M1 , M2).
7. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) als eine Schwerkraft- und Auftriebskraft- Hydraulikvorrichtung ausgebildet ist, indem eine Becken (B) mit einer Flüssigkeit (F) vorgesehen ist durch welche die Massen (M1 , M2) während einer Drehung der Anordnung (11) hindurch befördert werden, so dass eine Auftriebskraft auf die Massen (M1 , M2) ausgeübt wird.
8. Schwerkraft- und Auftriebskraft-Hydraulikvorrichtung (1 ) nach Anspruch 5 bis 7, wobei die Massen (M1 , M2) so bemessen sind, dass die in der Flüssigkeit (F) erzeugte Auftriebskraft ausreicht den Zylinderkolben des damit gekoppelten Zylinders (20) zu betätigen.
9. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein, vorzugsweise zwei Mantelrohren (30,31), die bezüglich dem Drehpunkt mittig an der drehbar gelagerten Anordnung (1 1) befestigt sind, vorgesehen ist bzw. sind und die jeweils endseitig mit einem Hydraulikzylinder (20) verbunden sind, wobei in dem oder den Mantelrohren (30, 31) je eine Schwerstange (40, 41) in Radialrichtung (R) hin- und her beweglich gelagert ist und endseitig bewegungswirksam mit jeweils einem Zylinderkolben (21) eines der Hydraulikzylinder (20) verbunden ist und eine im geschlossenen Strömungssystem (50) vorhandene Hydraulikflüssigkeit (51) über Verbindungsrohre (53) des Strömungssystems (50) jeweils von den an dem einen Ende der Mantelrohre (30, 31) angeordneten Hydraulikzylinder (20) zu den jeweils am gegenüberliegenden anderen Ende der Mantelrohre (30, 31) angeordneten Hydraulikzylinder (20) durch Betätigen der Hydraulikzylinder um den Zylinderhub (L) mittels der
Schwerkraft der Schwerstangen (40, 41) befördert wird. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) gemäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbar gelagerte Anordnung
(1 1) um eine horizontal angeordnete Welle (10) drehbar gelagert ist und die radiale Beweglichkeit der Schwerstange (40, 41) der Hublänge (HL) der jeweils verbundenen Hydraulikzylinder (20) entspricht. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils an dem einen Ende eines Mantelrohrs (30, 31 ) angeordneten Hydraulikzylinder (20) mit dem jeweils am gegenüberliegenden anderen Ende dieses Mantelrohrs (30, 31) angeordneten Hydraulikzylinders (20) über einen doppelwirkenden Hydraulikzylinder (60) strömungswirksam verbunden ist, wobei der Raum zwischen dem einen Zylinderboden (61) des doppelwirkenden Hydraulikzylinders (60) und der einen wirksamen Kolbenfläche (62) eines Kolbens (65) strömungswirksam mit dem einen Hydraulikzylinder (20) verbunden ist, während der Raum zwischen dem gegenüberliegenden zweiten Zylinderboden (64) des doppelwirkenden Hydraulikzylinders (60) und der zweiten wirksamen Kolbenfläche (63) strömungswirksam mit dem anderen Hydraulikzylinder (20) verbunden ist.
12. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (56) der Hydraulikzylinder (20) zu den doppelwirkenden Hydraulikzylinder (60) jeweils über Absperrventile (24) zu einem bestimmten Zeitpunkt, insbesondere in einem bestimmten Takt offenbar und verschließbar sind.
13. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Steuerung vorgesehen ist, die je nach relativer Position und/oder Winkelstellung und/oder Rotationsgeschwindigkeit der drehbar gelagerten Anordnung (1 1) wenigstens ein oder eine Gruppe der Absperrventilen (24) der auf der einen Seite der Mantelrohre gelagerten Hydraulikzylinder (20) bestimmungsgemäß betätigen, insbesondere öffnen oder schließen kann, während die Steuerung gleichzeitig wenigstens ein Absperrventil (24) oder eine Gruppe von Absperrventilen (24) der Hydraulikzylindern auf der gegenüberliegenden Seite der Mantelrohre betätigen, insbesondere öffnen oder schließen kann.
14. Schwerkraft-Hydraulikvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Kolben (65) der doppelwirkenden Zylinder (60) mit jeweils einer der angeordneten Massen (M1 , M2) gekoppelt ist, so dass mit Betätigung des Kolben (65) die Massen (M1 , M2) jeweils von einer unteren zu einer oberen Position betätigt werden können.
15. Verfahren zum Realisieren einer drehenden oder drehbar antreibenden Anlage oder Maschine unter Verwendung einer Schwerkraft- Hydraulikvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 1 1 mit den en Schritten: a. Drehen der drehbaren Anordnung (1 1) im oder entgegen dem Uhrzeigersinn um dessen horizontal gelagerte Drehachse (D) bis die Orientierung der Schwerstangen (40, 41) im Wesentlichen vertikal ist und sich die unteren Hydraulikzylinder (20) in einer unteren definierten Stellung und die oberen Hydraulikzylinder in einer oberen definierten Stellung befinden, wobei die Absperrventile (24) der oberen Hydraulikzylinder (20) geöffnet und die der unteren Hydraulikzylinder (20) geschlossen sind;
b. Öffnen der Absperrventile (24) der unteren Hydraulikzylinder (20) an einer definierten Drehposition, wobei die Hydraulikflüssigkeit (51 ) in den unteren Hydraulikzylindern (20) aufgrund der Schwerkraft der Schwerstangen (40, 41) in den unteren Kolbenraum der doppelwirkenden Hydraulikzylinder (60) befördert wird, wodurch der jeweilige Kolben (65) des jeweiligen doppelwirkenden Hydraulikzylinders (60) zusammen mit der Masse (M1 , M2) von einer unteren (P1) in eine obere Position (P2), um die Hublänge des jeweiligen doppelwirkenden Hydraulikzylinders (60) betätigt werden; c. wodurch beim Betätigen des Kolbens (65) gleichzeitig ein Befördern der Hydraulikflüssigkeit (51) über eine Verbindungsleitung (56) vom oberen Kolbenraum des doppelwirkenden Hydraulikzylinders (60) in den jeweiligen verbundenen oberen Hydraulikzylinder (20) bewirkt wird.
16. Verfahren zum Realisieren einer drehenden oder drehbar antreiben- den Anlage oder Maschine unter Verwendung einer Schwerkraft- und Auftriebskraft-Hydraulikvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 mit den folgenden Schritten:
-Drehen der drehbaren Anordnung im oder entgegen dem Uhrzeigersinn um dessen horizontal gelagerte Drehachse, bis die Orientierung der Schwerstange(n) im Wesentlichen so ist, dass ein unteres Gewicht in ein mit Flüssigkeit gefülltes Becken eintaucht und eine Auftriebskraft derart erfährt, dass sich das Gewicht entgegen der Schwerkraft nach oben bewegt;
-Weiterdrehen der Anordnung bis das untere Gewicht in seiner 6-Uhr Position in seine obere eingefahrene Position befördert wurde;
Bewegen der Schwerstange nach Unten aufgrund der Schwerkraft, um die Hydraulikflüssigkeit von einer ersten Kammer am unteren gekoppelten Hydraulikzylinder in wenigstens eine (vorzugsweise zwei) Kammern des Hydraulikzylinders zu befördern;
Betätigen der Hydraulikflüssigkeit des zu diesem Zeitpunkt oben befindlichen Hydraulikzylinders von deren ersten Kammer in wenigstens eine (vorzugsweise zwei) Kammern des Hydraulikzylinders wodurch das obere Gewicht nach oben befördert wird.
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