BR102017010704A2

BR102017010704A2 - sistema aproveitador de força centrífuga

Info

Publication number: BR102017010704A2
Application number: BR102017010704-3A
Authority: BR
Inventors: Matheus Molina Mendonça
Original assignee: Matheus Molina Mendonça
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-12-04
Also published as: WO2018213906A1

Abstract

sistema aproveitador de força centrífuga. trata a presente solicitação de pedido de patente de invenção de um sistema para utilizar a força centrífuga do movimento rotativo de forma a causar uma resultante num ponto específico e de interesse, sendo aplicado preferencialmente no segmento automobilístico. por exemplo, em se tratando de um veículo, o dispositivo irá gerar essa força resultante perpendicularmente ao solo, aumentando a força de atrito e melhorando o desempenho em curvas e frenagens. a invenção compreende: - dispositivo circular (1) com reservatórios (2), nos quais uma massa é bombeada; - a massa ser inserida na posição de ?inserção da massa? (3), com o dispositivo girando; - no momento que o movimento rotativo começa a gerar a força centrífuga e, quando atingir o ponto no qual a força será aplicada, a massa é removida dos espaços em que foi inserida (4), impedindo a geração de força centrífuga nas regiões que não há interesse; - utilizar rotor (5) para movimentação das massas; - utilizar retentor (6)para manter o fluido no rotor durante a faixa na qual haverá aproveitamento da força centrífuga; - duto de recirculação (7), que retorna o fluido ao ponto de inserção.

Description

(54) Título: SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA (51) Int. Cl.: B60B 19/06.

(71) Depositante(es): MATHEUS MOLINA MENDONÇA.

(72) lnventor(es): MATHEUS MOLINA MENDONÇA.

(57) Resumo: SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA. Trata a presente solicitação de pedido de Patente de Invenção de um sistema para utilizar a força centrífuga do movimento rotativo de forma a causar uma resultante num ponto específico e de interesse, sendo aplicado preferencialmente no segmento automobilístico. Por exemplo, em se tratando de um veículo, o dispositivo irá gerar essa força resultante perpendicularmente ao solo, aumentando a força de atrito e melhorando o desempenho em curvas e frenagens. A invenção compreende: - dispositivo circular (1) com reservatórios (2), nos quais uma massa é bombeada; - a massa ser inserida na posição de ?lnserção da massa? (3), com o dispositivo girando; - no momento que o movimento rotativo começa a gerar a força centrífuga e, quando atingir o ponto no qual a força será aplicada, a massa é removida dos espaços em que foi inserida (4), impedindo a geração de força centrífuga nas regiões que não há interesse; utilizar rotor (5) para movimentação das massas; - utilizar retentor (6)para manter o fluido no rotor durante a faixa na qual haverá aproveitamento da força centrífuga; - duto de recirculação (7), que retorna o fluido ao ponto de inserção.

V

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SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA CAMPO DA INVENÇÃO [001] Trata a presente solicitação de pedido de Patente de Invenção de um sistema para utilizar a força centrífuga do movimento rotativo de forma a causar uma resultante num ponto específico e de interesse, sendo aplicado preferencialmente no segmento automobilístico. Por exemplo, em se tratando de um veículo, o dispositivo irá gerar essa força resultante perpendicularmente ao solo, aumentando a força de atrito e melhorando o desempenho em curvas e frenagens.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Tecnicamente, todo objeto circular girando em torno de seu eixo gera uma força centrífuga em sua estrutura. Se o objeto estiver balanceado, quando as massas são distribuídas equilibradamente na estrutura, essa força gerada perpendicular ao raio é igualmentedistribuída ao longo do diâmetro com a mesma intensidade, e como resultado acaba se anulando. No caso do objeto desbalanceado, a força gerada pela massa excêntrica, ao variar de posição de acordo com a rotação estabelece uma frequência de vibração. Essa força desbalanceadora é descrita pela fórmula da força centrífuga abaixo:

Fc = m. (~^ç)²-^r

Onde:

- Fc.-força centrífuga (N);

-m: massa (Kg);

-n.rotação (rpm);

- r;raio (m).

[003] Assim, num objeto balanceado, toda força centrífuga é anulada e, portanto, não utilizada. O Dispositivo Aproveitador de Força Centrífuga, de acordo com a invenção, propõe desbalancear propositalmente o sistema para aproveitar toda essa força gerada pela massa excêntrica durante a rotação. Além disso, como o dispositivo é alojado dentro da roda, a força resultante aumentará a força peso do veículo, e irá melhorar o atrito dos pneus com o solo.

ESTADO DA TÉCNICA

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2/7 [004] No caso específico de veículos, o sistema atual ESP (Eletronic StabilityProgram ou Programa Eletrônico de Estabilidade) é um sistema que evita derrapagens e ajuda o condutor a ter maior controle em situações instáveis do veículo. Medindo sua velocidade e a trajetória, entra em ação ajustando a rotação das rodas para evitar a perda de controle do motorista. Há de se considerar, contudo, que esse dispositivo é limitado pela aderência do carro.

[005] O documento MU7702978-0, publicado em 13/07/1999, descreve um SISTEMA DE FORÇAS DIRECIONADAS, particularmente de um sistema de forças direcionadas, que tem como princípio básico, o direcionamento de forças geradas de um sistema rotativo, criando uma força centrífuga. O direcionamento das forças ocorre por meio de variação de: raio, velocidade, massa ou contraposição de forças (forças em sentido oposto, se anulando). Por se tratar de um sistema que direciona força em intensidade variável, independente do meio e permite a associação (vários, trabalhando juntos para formar um conjunto mais potente), este sistema tem uma gama enorme de aplicação de uso, dentre eles: propulsão para embarcações, para veículos espaciais ou terrestres, auxílio na sustentação de pontes, encostas ou qualquer outro lugar onde seja necessário a força atuante, como um guindaste ou escora.

[006] O documento PI9205970-8, publicado em 02/08/1994, intitulado MÉTODO PARA REDUZIR A TENDÊNCIA A CAUSAR VIBRAÇÃO DE UM CONJUNTO PNEUMÁTICO/RODA, CONJUNTO PNEUMÁTICO/RODA E APARELHO PARA DETERMINAR UM DESEQUILÍBRIO ESTÁTICO relata que a massa de um conjunto de pneumático/roda é alterada para aplicar um desequilíbrio estático ao conjunto de um modo que reduz a tendência geral do conjunto, de causar vibração no plano perpendicular a seu eixo geométrico de rotação, quando douso. O desequilíbrio aplicado, combinado com qualquer desequilíbrio estático inicialmente inerente ao conjunto de pneumático/roda, resulta em um desejado desequilíbrio estático líquido orientado de modo a induzir uma força centrífuga que se opõe, e portanto tende a cancelar pelo menos um componente, tal como a harmônica de primeira ordem, de variação deforça radial caracterizando o conjunto. A magnitude do desequilíbrio estático líquido é limitada e é preferivelmente selecionada para ser substancialmente igual ao menor dentre: (a) um limite máximo predeterminado, ou (b) a medida de

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3/7 desequilíbrio estático necessária para gerar, a uma velocidade de rodovia designada, uma força centrífuga cuja magnitude seja substancialmente igual à do supramencionado componente de variação de força radial.

[007] O documento BR102013002611-5, publicado em 24/02/2015, intitulado SISTEMA DE PROPULSÃO BASEADA EM FORÇA CENTRÍFUGA, descreve um sistema com disco ou pesos giratórios com massa ou velocidade variável seus quadrantes de forma que o centro de gravidade do disco possa ser mantido deslocado entre os quadrantes do sistema, provocando assim, uma maior força centrífuga em um dos lados, resultado assim na propulsão de todo do conjunto independente do meio.

[008] O documento PI1104055-6, publicado em 18/08/2015, intitulado GERADOR DE EMPUXO DIRECIONAL PARA MOVIMENTAÇÃO DE VEÍCULOS E/OU OBJETOS EM GERAL ATRAVÉS DE FORÇA CENTRÍFUGA, relata um gerador de empuxo desenvolvido para ser aplicado em veículos em geral tais como: bicicletas, motocicletas, automóveis e aeronaves, além de outras utilizações diversas, como a aplicação em cadeiras de rodas, elevadores e quaisquer outros objetos que necessitem movimentação e/ou flutuação, sendo dito gerador de movimento, composto por um elemento circular apresentado em duas porções de raios diferentes, onde a porção superior prevê circunferência substancialmente semicircular e a porção inferior de compleição substancialmente semielíptica, estabelecendo assim, um circuito onde deslocam-se elementos deslizantes periféricos, de mesmo peso e massa, que giram em torno de um elemento circular em movimentos circulares que proporcionam velocidades distintas aos referidos elementos deslizantes, em função do trecho que percorrem, gerando um vetor direcional e movimentando o conjunto e mantendo-o em movimento ou ainda suspenso no ar, em estado de flutuação e/ou em estado de flutuação simultânea com movimentos para frente, para trás, e em torno de seu eixo latitudinal, ou descendentes, utilizando os princípios da força centrífuga como meio de funcionamento.

[009] O documento PI9908457-0, publicado em 14/11/2000, intitulado DISPOSITIVO PARA MEDIÇÃO DE FORÇAS, QUE SÃO PRODUZIDAS POR UMA MASSACENTRÍFUGA DE UM ROTOR descreve um dispositivo para medição de forças, que são produzidas por uma massacentrífuga de rotor, particularmente, roda

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4/7 de automóvel, com um eixo de medição, apoiado de modo giratório em torno de seu eixo, no qual o rotor é fixado para a medição, e um apoio, que apresenta emissores de medição de força, do eixo de medição em um quadro estacionário, sendo que o apoio apresenta um quadro intermediário, no qual o eixo de medição está apoiado através de um primeiro emissor de medição de força e pelo menos um ponto de apoio virtual, enquanto o quadro intermediário está apoiado no quadro estacionário através de outro emissor de medição de força. Desse modo, é obtida uma dinâmica de forças reduzida em relação a aparelhos convencionais com apoio volante.

[010] As soluções apresentadas no atual estado da técnica possuem caminhos por vezes relacionados com a presente invenção. Contudo em nenhum dos documentos anteriores apontados é descrita a utilização de uma força desbalanceadora numa região específica, gerando uma força resultante num ponto de interesse, que é o foco objetivo da presente invenção.

DA INVENÇÃO [011] Partindo da citação anterior de que o ESP (Eletronic StabilityProgram ou Programa Eletrônico de Estabilidade) é um dispositivo limitado pela aderência do veículo, cabe ressaltar que, nessa situação, o sistema da invenção entra em funcionamento aumentando a downforce e, como consequência melhora o atrito dos pneus com o solo, ajudando o sistema a controlar a trajetória do veículo, proporcionando maior eficiência ao sistema.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO [012] O sistema aproveitador de força centrífuga, de acordo com a invenção, tem como objetivo utilizar a força desbalanceadora numa região específica, gerando uma força resultante num ponto de interesse.

[013] Em veículos de alta performance o sistema de invenção utilizado tem a intenção de aproveitar a força centrífuga gerada pela rotação das rodas, aumentando a força de atrito, gerando mais aderência e controle em curvas e frenagens. Essa força será gerenciada e distribuída por um equipamento de controle, que acionará o sistema de acordo com a necessidade.

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5/7 [014] Em veículos de passeio o objetivo é a segurança ao invés da performance. Particularmente nesta situação de uso, o sistema de invenção será aplicado junto do sistema de estabilidade do veículo.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [015] A invenção será, a seguir, descrita em uma forma de realização, sendo que, para melhor entendimento, referências serão feitas aos desenhos anexos, nos quais estão representadas:

FIGURA 1: Vista geral da invenção mostrando os reservatórios nos quais uma massa será bombeada, ilustrando os setores de inserção da massa e redução da massa, nesta construção;

FIGURA 2: Mostra, segundo a invenção, em perspectiva, a estrutura de fixação do rotor e pneu;

FIGURA 3: Mostra, segundo a invenção, em vista frontal, a estrutura de fixação do rotor e pneu;

FIGURA 4: Mostra, segundo a invenção, em vista lateral, a estrutura de fixação do rotor e pneu;

FIGURA 5: Mostra, segundo a invenção, em vista lateral oposta, a estrutura de fixação do rotor e pneu;

FIGURA 6: Mostra, segundo a invenção, o rotor parcial;

FIGURA 7: Mostra, segundo a invenção, o rotor cheio;

FIGURA 8: Mostra, segundo a invenção, o detalhe lateral do retentor junto ao duto de recirculação;

FIGURA 9: Mostra, segundo a invenção, o detalhe lateral do retentor junto ao duto de recirculação em posição afastada;

FIGURA 10: Mostra, segundo a invenção, o duto de recirculação;

FIGURA 11: Mostra, segundo a invenção, o duto de recirculação em posição afastada;

FIGURA 12: Mostra, segundo a invenção, em perspectiva, o rotor parcial com o duto de recirculação;

FIGURA 13: Mostra, segundo a invenção, em perspectiva, o rotor cheio com o duto de recirculação;

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FIGURA 14: Mostra, segundo a invenção, em perspectiva, o pneu com o sistema completo;

FIGURA 15: Mostra, segundo a invenção, em perspectiva, o pneu com o sistema completo rotor cheio.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [016] O SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA, objeto desta solicitação de Patente de Invenção, compreende um dispositivo circular (1) com reservatórios (2), nos quais uma massa será bombeada. A massa é inserida (Figura 1), de acordo com a posição da seta: “Inserção da massa” (3), com o dispositivo girando, contudo, no momento em que o movimento rotativo começa a gerar a força centrífuga e, quando atingir o ponto no qual a força será aplicada, ela será removida dos espaços em que foi inserida, conforme seta “Remoção da massa” (4), para evitar gerar a força centrífuga nas regiões que não há interesse.

[017] Desta forma, o sistema estabelece uma decomposição de forças: vertical (V) e horizontal (Η). A força horizontal (H) ajuda na movimentação do veículo, proporcionando um torque diretamente no eixo da rodae elevando-se conforme o aumento de velocidade.

[018] O objetivo do sistema é, portanto, o ganho de força de atrito entre o pneu (P) e o chão, gerado pela força Vertical (V), aumentando a velocidade máxima em curvas.

[019] Segundo a invenção, o sistema contempla um dispositivo colocado no lugar da roda, sendo ele a própria estrutura (E) para segurar o pneu (P).

[020] Segundo a idealização do sistema da invenção, a parte principal do sistema é o rotor (5), que fará a movimentação das massas dentro da estrutura. Este mencionado rotor (5) funciona como o próprio rotor de bomba centrífuga, forçando o fluido para a direção radial conforme o aumento da rotação. Além disso, o rotor (5) é responsável por manter a estrutura, a fixação do pneu (P) e do próprio dispositivo no eixo do veículo.

[021] De acordo com a invenção, o modelo do rotor pode ser parcial (5A) ou cheio (5B), sendo determinado pela necessidade de espaço de montagem do sistema de freio e suspensão do veículo, ou de acordo com a variação da vazão e rotações de trabalho do sistema.

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7/7 [022] Por outro lado, o retentor (6) tem o propósito de manter o fluido no rotor durante a faixa na qual haverá aproveitamento da força centrífuga, determinando a intensidade e a direção da força resultante. Desta forma, o retentor (6) controlaa região na qual a força é aplicada e quais compartimentos do rotor serão cheios, haja vista que o rotor (5) tem seus compartimentos (2) abertos na parte externa. Após o fluido passar pela região de interesse, ele é expulso pela própria força centrífuga em direção ao duto de recirculação(7), que irá retorná-lo ao ponto de inserção.

[023] O dispositivo, segundo o sistema da invençãoterá um reservatório para manter o fluido enquanto o sistema não estiver em funcionamento. O retentor (6) e o duto de recirculação (7) são unidos e ficam fixos ao sistema de suspensão do veículo ou junto da pinça de freio. Na parte superior do duto de recirculação (7), tanto no modo rotor cheio ou rotor parcial, o sistema pode contar com uma bomba hidráulica para aumentar a energia do fluido, aumentando a vazão ou redirecionando o fluido para um local de armazenagem, caso o sistema de invenção esteja desativado.

[024] Assim o sistema é capaz de gerar as forças resultantes ideais para alta performance ou segurança nos casos de instabilidade do veículo.

[025] Desta forma, a extensão da aplicação do sistema da invenção pode se estender a outros sistemas rotativos que possam gerar energia centrífuga, para usos diversos, sempre com a característica primordial de utilizar a força desbalanceadora numa região específica, gerando uma força resultante num ponto de interesse.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1) SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA, caracterizado por compreender:

- dispositivo circular (1) com reservatórios (2), nos quais uma massa é bombeada;

- a massa serinserida na posição de “Inserção da massa” (3), com o dispositivo girando;

- no momento que o movimento rotativo começa a gerar a força centrífuga e, quando atingir o ponto no qual a força será aplicada, a massa é removida dos espaços em que foi inserida (4), impedindo a geração de força centrífuga nas regiões que não há interesse;

- utilizar rotor (5) para movimentação das massas;

- utilizar retentor (6)para manter o fluido no rotor durante a faixa na qual haverá aproveitamento da força centrífuga;

- duto de recirculação (7), que retorna o fluido ao ponto de inserção.
2) SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema estabelecer uma decomposição de forças vertical (V) e horizontal (H).
3) SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo rotor (5) fazer a movimentação das massas dentro da estrutura, atuar como o próprio rotor de bomba centrífuga, além de manter a estrutura, a fixação do pneu (P) e do próprio dispositivo no eixo do veículo.
4) SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA, de acordo com as reivindicações 1 e 3, caracterizado pelo rotor poder ser parcial (5A) ou cheio (5B).
5) SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo retentor (6) controlar a região na qual a força é aplicada e quais compartimentos do rotor serão cheios.
6) SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo retentor (6) e o duto de recirculação (7) serem unidos e estarem fixos ao sistema de suspensão do veículo ou junto da pinça de freio.

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7) SISTEMA APROVEITADOR DE FORÇA CENTRÍFUGA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema gerar uma força centrífuga internamente das rodas do veículo, para gerar força direcional e downforce.

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