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Dokumentenidentifikation DE10103147A1 08.08.2002
Titel Vektorieller Antrieb für Land- und Wasserfahrzeuge und Flugobjekte
Anmelder Boucsein, Ulrich, Dipl.-Ing., 24960 Munkbrarup, DE
Erfinder Boucsein, Ulrich, Dipl.-Ing., 24960 Munkbrarup, DE
DE-Anmeldedatum 24.01.2001
DE-Aktenzeichen 10103147
Offenlegungstag 08.08.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.08.2002
IPC-Hauptklasse F03G 3/00
Zusammenfassung Die Erfindung ermöglicht es, ein Objekt vektoriell anzutreiben, ohne daß ein äußeres oder nach außen abgestoßenes Medium für die Fortbewegung benötigt wird.
Hierzu wird eine Motorkraft tangential auf eine Rotationsschwungmasse übertragen. Dabei entsteht am Motor eine Kraft, die zum Antrieb eines Objektes benutzt werden kann.
Die Gegenkraft, die für die Drehbeschleunigung der Schwungmasse zuständig ist, kann über die kraftneutrale Achse der Schwungmasse nicht auf das Objekt übertragen werden und damit nicht die Antriebskraft neutralisieren.
Durch eine Generatorabbremsung auf der Gegenseite der Schwungmasse, nach dem Beschleunigungsvorgang, kann wiederum eine Antriebskraft in gleicher Richtung erzeugt werden und die mittlere Rotationsgeschwindigkeit dabei gehalten werden. In der Schiffsantriebstechnik könnte z. B. das Getriebe mit Antriebswelle und Schraube entfallen.
Bei Flugobjekten ist ein Antrieb durch Ausrichtung der Vektoren in jeder Richtung denkbar.
Die Erfindung kann die herkömmliche Antriebstechnik wesentlich vereinfachen und effektiver gestalten.

Beschreibung[de]

Die Erfindung ermöglicht ein anzutreibendes Objekt (Kfz, Wasserfahrzeug, Flug- Zeug ect.) vektoriel anzutreiben (beschleunigen), ohne daß ein äußeres oder nach außen abgestoßenes Medium benötigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine z. B. Vortriebskraft in dem anzutreibenden Objekt zu erzeugen, ohne daß eine normalerweise, in Gegenrichtung, auftretende Gegenkraft die Vortriebskraft aufhebt.

Als Beispiel soll ein Schwimmkörper dienen, der (Seite 4, Fig. 1) in der Vorderansicht und (Seite 4, Fig. 2) in der Seitenansicht (einfachste Form) dargestellt wird.

In Fig. 1 wird die Vorderansicht des anzutreibenden Systems im Schnitt dargestellt. Aus Symmetriegründen werden zwei Elektromotoren(1), die auf eine gemeinsame Antriebsachse(2) arbeiten, für die Erzeugung des Antriebvektors(3) eingesetzt. Ein Antriebszahnrad(4) sorgt dafür, daß die Kraft der Motoren tangential auf die Schwungmasse(5) übertragen wird.

Die Antriebsachse(2) und die Achse der Schwungmasse(6) sind über eine Aufhängung, starr mit dem Objekt verbunden.

Da die zu beschleunigende Schwungmasse tangential angetrieben wird, entstehen im Idealfall keinerlei Kräfte, die über die Achse der Schwungmasse(6) über die Lager, auf das Objekt übertragen werden können.

Daher kann der am Antriebszahnrad entstehenden Vorwärtskraft(3), (Vektor), keine, dem Objekt entgegenwirkende Kraft in Ansatz gebracht werden.

Diese entstehende Kraft treibt das Objekt an, und es kommt zu einer Vorwärtsbewegung.

Das Abstoßen an einem äußeren Medium (z. B. Wasser) entfällt. In der Praxis führt dieser Umstand zum Wegfall der Schiffsschraube ect..

Die Fig. 2, Seite 4, zeigt, daß bei einer Vorwärtsbewegung, n. rechts(9), die Drehrichtung der Antriebsachse im Uhrzeigersinn verläuft, dabei entsteht die nach rechts (9) gerichtete Kraft, die mit der nach hinten (links) gerichteten für die Beschleunigung der Schwungmasse entstehenden Kraft, im Gleichgewicht steht. Σ Kräfte = Null Damit kein zusätzliches Moment auf die Längsachse des Objekts übertragen werden kann, muß die Antriebsachse in der Schwerpunktslinie des Objekts liegen. Der Antriebsvektor entsteht nur, solange die Schwungmasse eine beschleunigte Drehbewegung erfährt.

Damit aber für die Gewährleistung einer kontinuierlichen Antriebskraft, die Rotationsgeschwindigkeit(ω) nicht ins Uferlose geführt wird und auf einer mittleren Geschwindigkeit(ωm) gehalten werden muß, wird das anzutreibende Objekt mit dem erweiterten Prinzip, Seite 5, Fig. 3, versehen.

Hierfür wird, siehe Fig. 3, ein Motorantrieb, wie vor beschrieben, im oberen Teil der Abbildung, für die Drehbeschleunigung benötigt und um 180° versetzt, im unteren Teil der Konstruktion, ein Generator zum Abbremsen, für die negative Drehbeschleunigung und zur gleichzeitigen Wiedergewinnung der eingesetzten Rotationsbeschleunigungsenergie der Schwungmasse.

Beim Abbremsen der Schwungmasse(5) entsteht eine entgegengesetzte Kraft (13), die aber an der anderen Seite der SM (5) ansetzt und damit als vorwärtsgerichtete Kraft für das anzutreibende Objekt wirkt.

Die Fig. 4, Seite 6, zeigt den zeitlichen Ablauf der Drehbewegung der Schwung- Masse.

Da sich bei gleichen Steigungsverhältnissen im Diagramm, Drehgeschwindigkeitszunahme (ω-ωo) pro Zeit (14) = Drehgeschwindigkeitsabnahme pro Zeit (15), gleichgroße Kräfte ergeben, die abwechselnd in Antriebsrichtung wirken, kann ein kontinuierlicher, vektorieller Antrieb, auf einer mittleren Rotationsgeschwindigkeit aufrechtgehalten werden.

Durch das Schalten der Motor (1)/Generatorkomponenten (12), Seite 7, Fig. 5 u. 6 wird deutlich, daß im Generatorbetrieb (Abbremsen der Schwungscheibe) Energie gespeichert (16) werden kann und während des Motorbetriebs diese Energie wieder abgegeben werden kann. (zusätzlich)

Die beim Beschleunigen der Schwungmasse benötigte Energie wird beim Abbremsen durch den Generator, gespeichert und beim Beschleunigen dem Motor zugeführt. (Seite 7, Fig. 5 und Fig. 6) Die elektrische Energiequelle (17) muß dann nur für den reinen Vortrieb des Objekts Leistung abgeben.

Die Energien für das Beschleunigen und Abbremsen der Schwungmasse gleichen sich aus.

Hervorzuheben ist, daß das Antriebszahnrad (4), in Bezug auf meine Grundkonzeption auf den peripheren Zahnkranz der Schwungmasse arbeitet.

Durch Änderung des Zahnkranzradiusses, kann selbstverständlich das Übersetzungsverhältnis von Antriebszahnrad zu Zahnkranz in besonders großem Rahmen verändert werden.

Bei elektronischer Steuerung der Motor und Generatorkomponenten kann ein herkömmliches Getriebe entfallen.

Der Anwendungsbereich dieses Vektorantriebs erstreckt sich über sämtliche Fortbewegungsmittel einschließlich der Fluggeräte.

Da die Vektorwirkung (gerichtete Kraft) in alle Richtungsebenen gelenkt werden kann, ist das Schweben eines Flugkörpers ohne Rotorblätter oder Strahlantrieb ebenfalls möglich.


Anspruch[de]
  1. 1. Vektorieller Antrieb für Land- und Wasserfahrzeuge und Flugobjekte, ohne daß ein äußeres oder nach außen abgestoßenes Medium für die Fortbewegung des Objekts benötigt wird, durch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor mechanisch, über ein Zahnrad, oder elektromagnetisch, eine achsial gelagerte, rotationssymmetrische Schwungmasse, tangential, an der Peripherie oder mit einem anderen Abstand zur Rotationsachse in eine beschleunigte Rotationsbewegung versetzt, wobei am Kraftübertragungssystem des Motors eine gerichtete Kraft (Vektor) entsteht, die mit der beschleunigenden Kraft der Schwungmasse im Gleichgewicht steht, und ein Objekt antreibt, ohne daß diese Kraft die antreibende, gerichtete Kraft (Vektor) aufheben kann, da die Rotationsachse kraftneutral bleibt und keine Gegenkraft auf das anzutreibende Objekt zuläßt.
  2. 2. Vektorieller Antrieb nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um 180° versetzt zum Motor, auf der anderen Seite der Schwungscheibe ein Generator installiert wird, der die Schwungscheibe nach dem Beschleunigungsvorgang tangential abbremst, mit Energiegewinnung, wobei wiederum, konstruktionsbedingt, eine gleichgroße, gerichtete Kraft in Antriebsrichtung wirken kann, um einen kontinuierlichen Antrieb, bei Lastwechsel zu gewährleisten und um eine mittlere, optimale Drehzahl zu ermöglichen, damit ein einseitiges Hochdrehen der Anlage verhindert wird.






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