ES2345657T3

ES2345657T3 - Dispositivo para la transmision de fuerza mecanica o magnetica.

Info

Publication number: ES2345657T3
Application number: ES04738051T
Authority: ES
Inventors: Johannes c/o Planetenergy Limited SCHROETTER
Original assignee: PLANETENERGY Ltd
Current assignee: PLANETENERGY Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2024-06-30
Also published as: WO2005001311A1; JP4795946B2; CA2572301A1; ATE462093T1; EP1642046B1; RU2350808C2; JP2007506913A; DE502004010938D1; RU2006102495A; EP1642046A1; US20070186702A1; CN1842665B; CN1842665A

Abstract

Dispositivo para la transmisión de fuerza por medio de interacción mecánica con - una pluralidad de soportes (11) para alojar o disponer uno o varios resortes, amortiguadores o imanes, - al menos un eje, sobre el que están dispuestos de manera giratoria los soportes por medio de medios de cojinete, - uno o varios medios (47) de marcha libre, especialmente cojinetes de marcha libre, que actúan entre los soportes (11) individuales y el al menos un eje, de modo que los soportes (11) que soportan los resortes, amortiguadores o imanes (15) sólo pueden girar en un sentido (53) de movimiento alrededor de un eje (45) de giro, - resortes, amortiguadores o imanes (15) dispuestos sobre los soportes (11), que están orientados en cada caso en la dirección (53) de movimiento del soporte (11); así como - una disposición de este tipo de soportes (11) adyacentes, de modo que los resortes, amortiguadores o imanes (15) dispuestos sobre los soportes (11) pueden actuar conjuntamente entre sí para la transmisión de impulsos entre sí, caracterizado porque uno o dos soportes (11) en cada caso están dispuestos de manera giratoria sobre un eje (45) independiente propio.

Description

Dispositivo para la transmisión de fuerza mecánica o magnética.

Campo de la invención

La invención se refiere a un dispositivo para la transmisión de fuerza mecánica y/o magnética con ayuda de resortes, amortiguadores, imanes y similares móviles y que interactúan entre sí.

Estado de la técnica

Ya se conocen desde hace mucho dispositivos de transmisión de fuerza mecánicos o magnéticos, en los que una fuerza de accionamiento se transmite de un primer cuerpo apoyado de manera giratoria a un segundo cuerpo apoyado de manera giratoria. Las transmisiones de fuerza de este tipo se utilizan en el caso de acoplamientos rígidos o en los denominados acoplamientos flexibles axiales.

Objetivo de la invención

El objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento mejorado así como un dispositivo para la transmisión de fuerza mecánica o magnética, especialmente la transmisión de impulsos, con los que puede mejorarse especialmente la propiedad de transmisión del par de torsión. Un objetivo adicional es proporcionar un procedimiento así como un dispositivo para la transmisión de fuerza mecánica con los que pueden transmitirse impulsos por trayectos largos. También es un objetivo proponer un dispositivo con el que pueda desacoplarse una parte de la energía de impulso.

Descripción

Según la invención se soluciona el objetivo mediante un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1, que se caracteriza porque uno o dos soportes están dispuestos en cada caso de manera giratoria sobre un eje independiente propio. Este dispositivo según la invención tiene la ventaja de que pueden construir se dispositivos de transmisión de cualquier longitud. Además un dispositivo según la invención puede estar compuesto por unidades o elementos idénticos.

De manera ventajosa, para la formación de un elemento de transmisión de pulsos están dispuestos en cada caso manera resistente al dos soportes separados entre sí sobre un eje común. Además pueden estar previstos pluralidad de tales elementos de transmisión de impulsos, que están separados coaxialmente entre sí a lo largo de un eje de giro común de tal manera que los resortes, amortiguadores o imanes de un elemento pueden actuar conjuntamente al menos con los de un elemento adyacente. Por la forma de interacción es posible transmitir impulsos de giro prácticamente sin pérdida. De manera conveniente el eje del soporte o del elemento está dispuesto en cada caso de manera giratoria en un bastidor estacionario, y los medios de marcha libre (topes traseros) están unidos de manera fija con el bastidor, de modo que el soporte o el elemento sólo puede girar en un sentido de giro.

Tal como ya se describió anteriormente un soporte puede estar configurado como carro móvil y estar dispuestos una pluralidad de carros en una fila y separados entre sí en un carril pudiendo moverse sólo en una dirección determinada, de modo que un impulso de inicio transmitido por un emisor de impulsos externo al primer carro se transmite al último carro que se encuentra en el carril. De manera alternativa, como soporte también puede estar previsto un disco o anillo y estar dispuestos una pluralidad de discos o anillos en un eje de giro común o varios ejes de giro y separados entre sí como yuxtaposición de discos o anillos. Las geometrías descritas anteriormente pueden realizarse en la práctica de manera sencilla y son especialmente favorables.

De manera ventajosa, un disco, anillo, anillo parcial o similar que sirve como soporte está sujeto por un cojinete de marcha libre centrado o descentrado que sirve para que el soporte esté apoyado y sólo pueda girar en un sentido de giro. El cojinete de marcha libre puede ser una combinación entre un cojinete habitual y un cojinete de marcha libre. Para mantener reducida la carga del cojinete de marcha libre, los anillos, discos, carros, etc. se sitúan de manera conveniente sobre cojinetes separados adecuados o se sujetan mediante los mismos de manera móvil en al menos una dirección, y se utilizan cojinetes de marcha libre separados que, por ejemplo, en relación con una rueda dentada, que actúa conjuntamente con un dentado correspondiente en el anillo o en el disco, controlan la dirección de marcha o movimiento. El experto reconoce que en caso de utilizar varios cojinetes, éstos pueden estar en contacto con la circunferencia interna y/o externa de un anillo.

Es concebible prever como soporte para los resortes, amortiguadores, etc. un disco circular y disponer una pluralidad de estos discos en un plano común y separados entre si de manera giratoria en sólo un sentido de giro determinado (eje de giro perpendicular al plano común), de modo que un impulso de giro de inicio transmitido por un emisor de impulsos externo al primer disco se transmite hasta el último disco de la disposición de discos. A este respecto existe la posibilidad de disponer los discos de modo que todos los discos giren en el mismo sentido de giro o en cada caso de manera alternante en sentidos de giro opuestos, cuando los discos no se encuentran unos tras otros sino unos al lado de otros. También es concebible, disponer los discos como pila y en círculo.

Es concebible prever en el caso de una disposición lineal de soportes que actúan conjuntamente entre sí, medios para alimentar o transmitir de nuevo el impulso del último soporte al primer soporte. Tales medios pueden ser por ejemplo un eje, que una el último con el primero. Como medio de cojinete para los soportes pueden utilizarse cojinetes de todo tipo, cojinetes de bolas, cojinetes de deslizamiento, cojinetes de marcha o similares. Sólo es importante que esté garantizado un movimiento o transporte del soporte con la menor pérdida posible, para no perder demasiado de la energía alimentada desde fuera en forma de impulso como pérdida por fricción.

Según una forma de realización especialmente preferida para la formación de un elemento de transmisión de impulsos individual en cada caso están dispuestos de manera resistente al giro dos soportes separados entre sí sobre un eje común. Esto tiene la ventaja de que la longitud del dispositivo de transmisión de fuerza puede configurarse de manera aleatoria. Pueden estar previstos una pluralidad de tales elementos. Éstos pueden estar dispuestos separados coaxialmente entre sí a lo largo de un eje de giro común de tal manera que los elementos de resorte de un elemento pueden actuar conjuntamente al menos con un elemento adyacente.

De manera conveniente, los soportes están apoyados de manera libremente giratoria por medio de varios cojinetes contiguos externamente a la periferia y en el lado interno del anillo está previsto un dentado, en el que se engrana una rueda dentada sujetada por un cojinete de marcha libre. El eje de giro común del soporte puede estar situado en una línea recta o a una trayectoria curvada, preferiblemente una trayectoria circular.

Preferiblemente sobre uno o varios ejes, que soportan los soportes, están dispuestas de manera resistente al giro una o varias primeras ruedas dentadas, y separado del eje de giro de los ejes mencionados anteriormente está previsto al menos un segundo eje adicional con segundas ruedas dentadas dispuestas sobre el mismo con topes traseros, segundas ruedas dentadas que pueden engranarse directamente o con una cadena o correa con las primeras ruedas dentadas. Mediante las segundas ruedas dentadas puede desacoplarse o transmitirse una parte de la energía de impulso a un colector de energía de impulso externo.

De manera ventajosa están previstos medios para bloquear o retener al menos un elemento en una posición de giro determinada. Estos medios de retención o de bloqueo pueden estar formados por un trinquete, rueda dentada, acoplamiento o similar, y pueden actuar conjuntamente con al menos un elemento, preferiblemente el segundo elemento de un dispositivo, preferiblemente con arrastre de forma. Mediante los medios de retención puede fijarse por ejemplo el segundo elemento de transmisión de impulsos de un dispositivo correspondiente, de modo que un primer elemento de accionamiento puede solicitarse con la tensión elástica deseada. Aunque en principio cada soporte pueda estar dotado de sólo un resorte, según una forma de realización preferida cada soporte está dotado de al menos dos resortes dispuestos separados entre sí.

De manera ventajosa en los soportes, piñones, ruedas dentadas, topes traseros o ejes están dispuestas piezas de masa adicionales, por ejemplo volantes de inercia, para aumentar la energía de impulso que puede almacenar el dispositivo. De este modo puede influirse en la energía cinética que puede almacenarse en el dispositivo. Según una forma de realización preferida está prevista una unidad, para ajustar la relajación y/o compresión máxima del resorte. Esto permite conservar una tensión residual entre los resortes de soportes adyacentes. Para ello la unidad de ajuste puede ser un bastidor dispuesto en el resorte o una espiga roscada con tuerca, para limitar la relajación y/o compresión máxima del resorte.

De manera conveniente, la posición y forma de los imanes sobre los soportes individuales se selecciona de tal manera que se ajusta una tensión residual entre los imanes dispuestos sobre soportes adyacentes, que siempre es >0. Igualmente en el caso de resortes o amortiguadores su forma o naturaleza así como su posición sobre los soportes individuales se seleccionan de tal manera que se ajusta una tensión residual entre los resortes o amortiguadores dispuestos sobre soportes adyacentes, que siempre es >0. De manera ventajosa las ruedas dentadas, piñones o similares que actúan conjuntamente entre si están dispuestos de tal manera que la energía de movimiento puede extraerse desde los elementos individuales y los piñones o ruedas dentadas pueden seguir moviéndose con o sin volantes de inercia. Para llevar esto a cabo pueden estar previstos en las primeras ruedas dentadas internas topes traseros adiciona-
les.

Una forma de realización preferida prevé disponer sobre uno o varios ejes una o varias primeras ruedas dentadas con topes traseros, prever de modo separado del eje de giro de los ejes del eje anteriormente mencionado al menos un segundo eje con segundas ruedas dentadas dispuestas de manera resistente al giro sobre el mismo o con segundas ruedas dentadas dispuestas sobre el mismo con topes traseros, segundas ruedas dentadas que pueden engranarse por medio de una cadena de accionamiento, correa, correa dentada o similar, o directamente con las primeras ruedas dentadas. Además puede estar previsto un control, para alcanzar un comportamiento de impulsos dinámico diferente, extrayéndose la energía de movimiento sólo desde cada segundo, o sólo desde cada tercer, o sólo desde cada cuarto, etc. elemento. Por ejemplo puede extraerse la energía del segundo, cuarto, sexto, octavo, etc. elemento o tercer, sexto, noveno, decimosegundo, etc. elemento.

La invención se describe con más detalle a continuación haciendo referencia a las figuras. A este respecto se utilizan en las figuras para las mismas partes en cada caso los mismos números de referencia.

Muestran

la figura 1 en una vista en perspectiva un soporte en forma de disco con dos sujeciones opuestas entre sí para la colocación de en cada caso un resorte o un amortiguador;

la figura 2 el soporte de la figura 1 con resortes dispuestos en las bases;

la figura 3 el soporte de la figura 2 dispuesto sobre un eje;

la figura 4 en vista en perspectiva dos soportes dispuestos de manera giratoria sobre un eje común y separados entre sí (= elemento de transmisión de impulsos individual);

la figura 5 un soporte dispuesto de manera giratoria sobre un eje con una unidad de accionamiento para accionar impulsos respectivos del soporte (elemento de accionamiento);

la figura 6 el soporte de la figura 5 con adicionalmente una unidad para fijar un soporte rotatorio en una posición de giro determinada;

la figura 7 una vista parcial de un dispositivo según la invención con un elemento de accionamiento (véase la figura 3) y un elemento de transmisión de impulsos;

la figura 8 el dispositivo de la figura 7 con un árbol externo para desacoplar energía de impulso;

la figura 9 en vista en perspectiva un ejemplo de realización adicional de un dispositivo según la invención con una pluralidad de soportes dispuestos separados entre sí a lo largo de un eje de giro;

la figura 10 el dispositivo de la figura 10 en una segunda posición de funcionamiento de los soportes;

la figura 11 una forma de realización adicional de un soporte con dos imanes dispuestos opuestos entre sí;

la figura 12 un elemento de transmisión de impulsos compuesto por dos soportes según la figura 11;

la figura 13 un engranaje compuesto por dos elementos de transmisión de impulsos según la figura 12;

la figura 14 el elemento de transmisión de impulsos de la figura 12 con un tope trasero y una rueda dentada;

la figura 15 un engranaje de dos elementos de transmisión de impulsos según la figura 14 y un engranaje de extracción dispuesto separado del engranaje;

la figura 16 el elemento de transmisión de impulsos de la figura 14 dispuesto en un bastidor;

la figura 17 un engranaje de varios elementos de transmisión de impulsos dispuestos unos detrás de otros que se engranan entre sí, y un engranaje de desacoplamiento;

la figura 18 el engranaje de la figura 17 con otra relación de transmisión;

la figura 19 el dispositivo de la figura 18 con volantes de inercia dispuestos adicionalmente en el engranaje de desacoplamiento;

la figura 20

\;

a) una representación esquemática de la magnetización de los imanes de dos elementos adyacentes;

: b) la posición de reposo entre los dos elementos de la figura 20a;

: c) la posición de los imanes de dos elementos adyacentes con la tensión creada (compresión);

la figura 21 una primera forma de realización de una disposición principal para el desacoplamiento de energía con piñones;

la figura 22 una segunda forma de realización de una disposición para el desacoplamiento de energía con ruedas dentadas engranadas entre sí;

la figura 23 una tercera forma de realización de una disposición para el desacoplamiento de energía;

la figura 24 una cuarta forma de realización de una disposición para el desacoplamiento de energía;

la figura 25 una quinta forma de realización de una disposición para el desacoplamiento de energía con volante de inercia.

En las figuras 1 a 3 se muestra un soporte 11 circular, sobre el que están previstas sujeciones 13 opuestas entre sí para medios 15 de resorte (figura 1 y 2). Las sujeciones 13 se componen de piezas de planta aproximadamente trapezoidal que están dispuestas de manera fija en el soporte 11 mediante tornillos o remaches 17. Las sujeciones 13 están dispuestas en el borde 19 del soporte 11 de tal manera que el canto 21 de base largo de las sujeciones 13 trapezoidales se encuentre por fuera, de manera respectiva que pueda estar a nivel con el borde 19 de soporte.

Las sujeciones 13 trapezoidales tienen una superficie 23 de base, que se apoya sobre el soporte 11, y una superficie 25 frontal dispuesta separada de la superficie 23 de base. La superficie 23 de base y la superficie 25 frontal están unidas entre sí de manera fija mediante una pieza 27 intermedia. La pieza 27 intermedia forma con los cantos 29, 29' laterales de la superficie 23 de base y la superficie 25 frontal un asiento 31 en forma de U orientado hacia el lado para los medios 15 de resorte. En la superficie 23 de base y la superficie 25 frontal están previstas entalladuras 33 redondas para alojar una espiga 35.

En las figuras 2 y 3 los medios 15 de resorte están dispuestos en la sujeción 13. Los medios 15 de resorte comprenden un resorte 15, que está dispuesto sobre una pieza 37 de pie y está dispuesto de manera fija o liberable por medio de un perno o un tornillo 39 en la pieza 27 intermedia. El resorte 15 está sujeto entre la pieza 37 de pie y la cabeza 41 de
tornillo. En la cabeza 41 de tornillo está prevista una espiga 43 que sobresale radialmente, que puede servir como tope.

En la figura 3 un soporte 11 dotado de resortes 15 está dispuesto de manera fija sobre un eje 45. El eje 45 está alojado en un cojinete 47 no mostrado con más detalle, que está dispuesto en un alma 50 de un bastidor 49. Un "tope 51 trasero" (retenedor de retorno) dispuesto en el alma 50 y que actúa conjuntamente con el eje 45 se encarga de que el eje 45 sólo pueda girar en un sentido 53 de giro (= sentido de la transmisión de impulsos). En principio es concebible, que el tope 51 trasero esté unido de manera resistente al giro o bien con el soporte 11 o bien con el eje. Es concebible por ejemplo que el eje 45 esté dispuesto de manera resistente al giro, y que el tope 51 trasero esté unido de manera fija con el soporte 11. Lo importante para la función del dispositivo es sólo que el tope 51 trasero actúe entre el eje 45 y el soporte 11 y posibilite un giro del soporte 11 en sólo un sentido 53 de giro. A través de un piñón 55 unido de manera resistente al giro con el eje 45 puede extraerse la energía del impulso respectivo.

En la figura 4 se representa un elemento 12 de transmisión de impulsos compuesto por dos soportes 11a, 11b. Los soportes 11a, 11b están dispuestos de manera resistente al giro sobre un eje 45 no mostrado en la figura 4 separados entre sí. Entre los soportes 11a, 11b se extiende un alma 50 que sobresale en ángulo recto del bastidor 49 con una entalladura redonda para el eje 45. En el alma 50 está dispuesto de manera fija al menos un tope 51 trasero anular, que permite un giro del eje 45 solamente en un sentido 53 de giro. Las sujeciones 13 y los medios 15 de resorte están dispuestos en cada caso en los lados de los discos 11a, 11b orientados hacia fuera.

Un elemento 12 como en la figura 4 forma una unidad de transmisión de impulsos individual. Una pluralidad de elementos 12 de este tipo pueden estar dispuestos separados entre sí sobre el eje 52 de giro común, de modo que un impulso transmitido a un primer elemento 12 pueda transmitirse a un elemento 12a adyacente al primer elemento 12, de éste al siguiente elemento 12b, etc.

En un dispositivo compuesto por una pluralidad de elementos 12 dispuestos sobre un eje 52 de giro los elementos 12 según la figura 3 o la figura 5 previstos al principio o al final del dispositivo sólo pueden presentar un soporte 11. Los elementos previstos entre los elementos terminales pueden estar configurados luego según la figura 4 con en cada caso dos soportes 11a, 11b. Un dispositivo de este tipo permite transmitir un impulso de un primer elemento 12 al último elemento de una fila de elementos.

El ejemplo de realización de la figura 5 se diferencia del de la figura 3 porque en lugar del piñón 55 una rueda 57 dentada está dispuesta sobre el eje 45. Una rueda 59 dentada de accionamiento que actúa conjuntamente con la rueda 57 dentada permite poner el soporte 11 en movimiento. También en este ejemplo de realización el tope 51 trasero se encarga de que el eje 45 y el soporte 11 dispuesto de manera resistente al giro sobre el eje 45 sólo puedan girar en un sentido 53.

La figura 6 muestra un ejemplo de realización en el que se muestra el lado de accionamiento de un dispositivo según la invención. El primer elemento 12 del lado de accionamiento tiene sólo un soporte 11 con resortes 15, que pueden actuar conjuntamente con un elemento 12a adyacente, dispuesto sobre un segundo eje 45a. Los elementos 12, 12a están dispuestos separados entre sí de tal manera que los resortes 15 dispuestos en lados orientados uno hacia otro de los elementos 12, 12a en caso de un giro relativo de los elementos 12, 12a inciden sobre las sujeciones 13, 13a del soporte 12a. En caso de que en funcionamiento se transmita a través de la rueda 59 dentada de accionamiento un impulso de giro al elemento 12, entonces gira el elemento 12 en el sentido 53 de giro (flecha 53) y los resortes 15 inciden sobre las sujeciones 13a del elemento 12a. Debido a la inercia de la masa se comprimen en primer lugar los resortes 15, hasta que el elemento 12 se pone en movimiento. Puesto que mediante el tope 51 trasero se impide que el primer elemento 12 realice un movimiento hacia atrás en el sentido opuesto al sentido 53 de giro, toda la energía se transmite del elemento 12 al elemento 12a. En la figura 6 se representa el dispositivo en un momento en el que el resorte 15 está tensado.

En el ejemplo de realización de la figura 6 está previsto en la circunferencia del segundo elemento 12a un dentado 61, que se engrana en el dentado 63 de una segunda rueda 65 dentada. La rueda 65 dentada está unida con un freno 67 electromagnético o mecánico. El freno 67 electromagnético o mecánico permite impedir un giro del elemento 12a hasta que la energía de impulso de giro se haya transferido completamente a energía de resorte. Si de este modo se crea mediante las ruedas 59 y 57 dentadas una tensión elástica entre 12 y 12a, entonces esta tensión elástica puede liberarse momentáneamente soltando el freno o el acoplamiento 67. Un dispositivo de este tipo debe preverse de manera conveniente entre los elementos 12, 12a primero y segundo, o entre los elementos 12, 12a primero y tercero o entre los elementos 12, 12a primero y cuarto, etc. para poder generar un gran impulso de inicio. En principio pueden estar previstos varios frenos o acoplamientos de este tipo.

La figura 7 muestra una forma de realización, en la que varios elementos 12a, 12b, etc. actúan conjuntamente entre sí. El elemento 12a está dispuesto de manera fija sobre un primer eje 45a, el elemento 12b sobre un segundo eje 45b, independiente del primero, y el elemento 12c sobre un tercer eje 45c independiente (no mostrados en la figura 7). Por motivos de claridad se han omitido en el dibujo determinadas piezas, tales como el tope 51 trasero y el bastidor 49 con alma 50 para la fijación del árbol 45b (véase para ello la figura 8). Si a través de la rueda 57 dentada y la rueda 59 dentada de accionamiento que puede accionarse por medio de un árbol 58 de accionamiento se transmite un impulso al eje 45a y con ello al elemento 12a, entonces se transmite este impulso de los resortes 15a de manera prácticamente completa al elemento 12b y de éste al elemento 12c (sólo está representado el soporte 11a'' del elemento 12c). De esta manera continúa desplazándose un impulso transmitido una vez al dispositivo de manera consecutiva de un elemento al siguiente elemento, hasta que llega al final de una pluralidad o un gran número de elementos 12a, 12b, etc. dispuestos unos detrás de otros. En principio es concebible que el impulso retorne entonces de nuevo y vuelva al sitio, en el que se aplicó el impulso al dispositivo. Con este objetivo, en las sujeciones 13a, 13b, etc. de elementos 12a, 12b, etc. adyacentes pueden estar previstos en cada caso medios 15a, 15b, etc. de resorte. Un dispositivo de este tipo puede usarse en principio para almacenar energía cinética durante un tiempo determinado.

La figura 8 muestra un dispositivo de transmisión de impulsos mecánico con 3 elementos 12a a 12c dispuestos unos detrás de otros. El elemento 12b tiene una rueda 67 dentada dispuesta de manera resistente al giro entre los soportes 11b y 11b' sobre el eje 45b. La rueda 67 dentada puede actuar conjuntamente con una rueda 69 dentada. La rueda 69 dentada está dispuesta sobre un árbol 71, que discurre paralelo al eje 52 de giro, con un tope 51 trasero. Por medio de las ruedas 69 dentadas puede transmitirse energía del dispositivo de transmisión de impulsos al árbol 71. Con este objetivo los piñones 67 y 69 pueden estar unidos entre sí de manera móvil con una cadena, correa dentada, etc. o directamente en forma de dos ruedas dentadas engranadas entre sí. Cuando rota el soporte 11a, se hace rotar también el soporte 11b y con ello el eje 45b. Por medio de los piñones 67, 69 puede transmitirse energía al árbol 71. En principio para el desacoplamiento de energía los topes traseros pueden estar previstos en el piñón 69 o en el piñón 67. El árbol 71 con la rueda 69 dentada puede ser parte de un colector de energía de impulso.

Las figuras 9 y 10 muestran un dispositivo de transmisión de impulsos con 4 elementos 12 dispuestos unos detrás de otros en diferentes posiciones de funcionamiento. En la figura 9, en un momento t determinado el resorte 15a está tensado, y los resortes 15b y 15c relajados. En un momento t + x posterior se transmite el impulso del elemento 12a a los elementos 12b y 12c y se tensan los resortes 15b.

Preferiblemente han de seleccionarse elementos de resorte que permitan fijar un ajuste de tensión residual. Esto puede conseguirse mediante un dispositivo mecánico, tal como se utiliza en un amortiguador. Los resortes también pueden estar construidos preferiblemente de tal manera que en el caso de una relajación completa el momento de aplicación (poco antes del punto de relajación) se encuentre todavía relativamente cerca del punto de tensión máximo. Preferiblemente se utiliza un elemento de resorte de este tipo, en el que puede ajustarse la tensión residual.

La extracción de energía ha de seleccionarse preferiblemente de tal manera que éste no alcance un par de torsión existente por una tensión residual de resorte de por ejemplo 1000 kg del resorte individual de más del 80% (800 kg). Con esto se consigue que el impulso se establezca de manera relativamente rápida y uniforme por el sistema (= disposición de una pluralidad de elementos). En el caso de usar imanes ha de tenerse en cuenta que en cada caso se mantiene una tensión residual magnética (TRM).

La fuerza centrífuga de los elementos individuales o de los soportes individuales también puede aumentarse mecánicamente, seleccionando en el eje del elemento respectivo un piñón grande y fuera en el "colector de energía de impulso" un piñón igualmente pequeño, combinándolo sin embargo con un volante de inercia grande. Con ello se eleva mecánicamente el peso de los elementos. El volante de inercia y el tope trasero pueden estar configurados por ejemplo como una única unidad. Además es concebible que el piñón interno esté dotado de un tope trasero. Además, tal como se muestra en la figura 8, pueden estar previstos tanto en la rueda 69 dentada externa como interna topes 67 traseros respectivos.

Las figuras 11 y 12 muestran una forma de realización adicional de un soporte 11 con dos imanes 73 dispuestos en un lado del soporte. Los imanes 73 están unidos de manera fija con el soporte 11 por medio de una carcasa 75. En el centro del soporte 11 circular se encuentra una brida 76 con un orificio 77 redondo para alojar un eje 45. Una ranura 79 sirve para alojar una espiga o pasador, con el que el soporte 11 puede disponerse de manera resistente al giro sobre un eje 45. Los imanes 73 están orientados a este respecto de tal manera que el vector de campo magnético está orientado en la dirección de movimiento y no aparecen fuerzas axiales. La unidad mostrada en la figura 12 forma un denominado elemento 12 de transmisión de impulsos.

En la figura 13 se muestran dos elementos 12, 12' de transmisión de impulsos que forman entre sí un engranaje y dispuestos uno detrás de otro. Los polos de los imanes 73 que actúan conjuntamente entre sí están orientados de manera opuesta, de modo que en caso de una aproximación de los imanes se crea una fuerza de repulsión entre los imanes. En consecuencia los imanes transmitirán el impulso a un elemento 12 adyacente, sin que entren en contacto.

La figura 14 muestra esquemáticamente un elemento 12 de transmisión de impulsos con un piñón 55 y un tope 51 trasero dispuestos sobre el eje 45.

La figura 15 muestra un engranaje de dos elementos 12, 12' y un colector 81 de energía. El colector 81 de energía tiene un eje 83, sobre el que están dispuestos piñones 85 con un tope trasero. La separación de los piñones 85 es igual de grande que la separación de los piñones 55. Los piñones 5 y 85 pueden engranarse directamente por medio de una cadena, correa o similar o en forma de ruedas dentadas y con ello accionar el colector 81 de energía.

En la figura 16 un elemento 12 está dispuesto en el alma 50 del bastidor 49.

Las figuras 17 a 19 muestran engranajes de varios elementos 12 con un colector 81 de energía dispuesto paralelo al engranaje.

Una pequeña rueda dentada, piñón en el elemento en combinación con una gran rueda dentada en el colector de energía provoca un aumento del par de torsión en el eje del colector de energía de impulso (figura 17).

Una gran rueda dentada, piñón en el elemento en combinación con una pequeña rueda dentada en el colector de energía provoca un aumento de la velocidad en el eje del colector de energía de impulso (figura 18).

Preferiblemente han de usarse dos ruedas dentadas de tamaño medio en relación con el diámetro de un soporte, una en el elemento y una en cada caso en el colector de impulsos. Mediante la combinación adicional del piñón/de la rueda dentada con el tope trasero en el "colector de energía de impulso" con un volante 8 9 de inercia puede tener lugar un rendimiento energético óptimo (figura 19).

Mediante la figura 20 pretende explicarse a continuación a modo de ejemplo la transmisión de energía (M1b + M1a son el 1^{er} elemento; M2b + M2a son el 2º elemento): en la posición de reposo predomina entre los imanes M1a + M2a por ejemplo una tensión residual (flecha 74) de 500 Nm, es decir todos los imanes se encuentran en la posición de equilibrio. A este respecto es importante que la tensión residual > 0 Nm. De este modo se consigue que en caso de una transmisión de impulsos el par de torsión no se sitúe nunca por debajo de la tensión residual respectiva. Esto es válido igualmente para los ejemplos de realización con imanes o con resortes. La separación (hueco) entre los imanes M1b y M2b, o M1a y M1b (flechas 78) corresponde a la tensión creada caracterizada.

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Para el desacoplamiento de energía

La figura 21 muestra esquemáticamente una disposición principal, en la que un piñón 1 está dispuesto de manera resistente al giro en el eje 1 o soporte/disco. El tope trasero 1 permite el giro del eje 1 sólo en el sentido de impulso. El piñón 2 está unido de manera fija con el tope trasero 2. El tope trasero 2 permite transmitir el impulso respectivo, que se obtiene del piñón 1 a través del piñón 2, al eje 2. Si el impulso se transmite completamente y el piñón 2 pasa a estar en reposo, entonces los piñones 2b con tope trasero 2b y los piñones 2c y el tope trasero 2c etc. dispuestos en fila sobre el eje 2 pueden transmitir el impulso que discurre por la disposición al eje 2, sin que los otros piñones, que se encuentran en reposo, se arrastren, dado que el tope trasero 2 respectivo posibilita un deslizamiento. Los piñones pueden estar unidos entre sí con una cadena o correa. Sin embargo, en lugar de los piñones pueden utilizarse también ruedas dentadas o similares, tal como se muestra en la figura 22. En ambos ejemplos (figuras 21 y 22) puede extraerse la energía del impulso total en el eje 2, pudiendo estar también el eje 2 dividido (varios generadores individuales en una cadena de impulsos larga). En principio el eje también puede estar dividido por medio de acoplamientos.

En el ejemplo de realización según la figura 23 el piñón 1 está fijado en el tope trasero 3, y el piñón 2 está dispuesto de manera resistente al giro en el eje 2. En este ejemplo de realización el tope trasero 3 cumple el objetivo del tope trasero en el primer ejemplo de realización.

El ejemplo de realización según la figura 24 corresponde a una combinación de los ejemplos de realización 1 y 3.

El quinto ejemplo de realización (figura 25) muestra una disposición con volante de inercia. Mediante la combinación con un volante de inercia se consigue que tenga lugar una transmisión de impulsos aún más perfecta. También se consigue un aumento de la fuerza centrífuga. Además, el uso de volantes de inercia tiene la ventaja de que puede reducirse el peso propio deseado de los discos internos (ahorro de peso), cuando los volantes de inercia se colocan externamente en los piñones o topes traseros.

En el dispositivo según la invención es esencial que se transmita un impulso o par de torsión por medio de resortes, amortiguadores, imanes o similares de un soporte en un 2º soporte apoyado de manera móvil en una dirección determinada al 3^{er} soporte adyacente apoyado de manera móvil en la misma dirección, etc. Es importante ahora, que cada soporte esté unido con medios adecuados, por ejemplo medios de marcha libre tales como cojinetes de marcha libre, de modo que éste sólo pueda girar en un sentido determinado o moverse hacia delante. Mediante el retorno imposibilitado por los medios de marcha libre utilizados de un soporte puesto en movimiento se provoca una transmisión de impulsos prácticamente completa a en cada caso el siguiente soporte, de modo que un impulso de inicio transmitido por un emisor de impulsos externo una vez al dispositivo de transmisión de fuerza magnético puede transmitirse de manera similar a un árbol prácticamente sin pérdida por grandes tramos. Mediante la utilización Para el lector experto resulta evidente que en el marco de esta invención son concebibles y pueden realizarse diferentes disposiciones y configuraciones, sin apartarse de la idea fundamental de la invención.

Se produce una simetría perfecta, de autocompensación, cuando cada elemento de una disposición se ajusta automáticamente (es decir uno tras otro) a una nueva posición, después de que uno o varios elementos de una disposición se modifique(n) en su ajuste inicial. Es ventajoso que la dirección de movimiento de todos los elementos esté limitada en el mismo sentido de giro. A este respecto el número de los elementos no desempeña ningún papel mientras que

a) la tensión interna en equilibrio de los elementos individuales entre sí sea mayor que la fricción total en el sistema mecánico

b) al menos uno, preferiblemente todos los elementos (sobre los que actúan fuerzas) estén limitados en el mismo sentido de giro.

1^{er} principio de una simetría dinámica, de autocompensación, mecánica y/o magnética:

Una simetría asimétrica, que se encuentra en actividad, dinámica, de autocompensación (de una disposición de elementos) se establece por sí misma de nuevo como simétrica mediante sus tensiones de fuerzas internas/par de torsión de los elementos individuales, siempre que la tensión de fuerza/par de torsión que actúa una sobre otra entre cada elemento que actúa uno sobre otro sea mayor que la suma de la fricción en todo el sistema, o de manera más sencilla:

una simetría asimétrica, que se encuentra en actividad, dinámica, de autocompensación, se establece de nuevo por su propia fuerza interna, siempre que la tensión de par de torsión que actúa una sobre otra en equilibrio entre los elementos individuales sea mayor que la suma de la fricción en todo el sistema.

2° principio de una simetría dinámica, de autocompensación, mecánica y/o magnética:

La cantidad de energía, que se genera (puede extraerse en uno o varios ejes de colector) tras uno o varios "restablecimientos" (un elemento pulsante o elementos pulsantes provocan una reacción asimétrica -> simétrica) completos (todos los elementos) puede ser mayor (en caso de un número correspondiente de elementos), que la energía inicial (modificación de la posición de uno o varios elementos mediante impulsos), que provoca una asimetría o de manera más sencilla:

La cantidad de energía, que se libera en un restablecimiento simétrico de una simetría dinámica, de autocompensación, mecánica y/o magnética, en caso de un aumento del número de elementos puede ser mayor que la cantidad de energía que provoca o produce una simetría de tipo impulsos en el sistema.

Las ruedas dentadas en los elementos (véase la figura 14) extraen cada paso asimétrico (impulso accionado) de la disposición, transmitiendo adicionalmente las unidades de rueda dentada-retenedores de retorno (número de referencia 85 en la figura 15) la fuerza (energía) individualmente, pero de manera fluida (efecto de rueda libre (overrun-clutch)) a un eje, que está acoplado con un generador. Esta "actividad" introducida (impulso en el primer elemento) se pulsa durante el funcionamiento del sistema de manera permanente en secuencias (de manera repetida) (para conseguir un sincronismo se introduce la 2ª, 3ª secuencia directamente antes de que el 1^{er}, 2º impulso alcance el otro extremo de la disposición), el movimiento adicional retardado en el tiempo, pero almacenado de manera fluida, se transforma en "energía".

Ejemplo de cálculo con 50 elementos:

1

Explicación

El par de torsión del impulso se mueve en este ejemplo entre 1000 Nm (= tensión máx.) y 500 Nm (= tensión residual) => 750 Nm.

El escéptico alegará: dado que interviene la fricción, esta disposición simétrica parará en algún punto en el centro.

Esto no es cierto, dado que por ejemplo 50 elementos unos detrás de otros presentan una distribución total incluyendo el eje colectivo de 50 Nm de pérdida de par de torsión (500 Nm- 50 Nm = 450 Nm, 1000 Nm - 50 Nm =
950 Nm).

\rightarrow: min. 450 Nm, máx. 950 Nm

\rightarrow: en promedio 700 Nm están permanentemente disponibles, dado que el impulso se repite permanentemente.

Para obtener una sucesión rápida de impulsos, se evacúa en la práctica el 50% del par de torsión promedio (en el ejemplo: 350 Nm) en un generador.

\vskip1.000000\baselineskip

Números de referencia

11: soporte

13: sujeciones

15: medio de resorte

17: tornillos o remaches tornillos o remaches

19: borde del soporte (periferia)

21: canto de base de las sujeciones trapezoidales

23: superficie de base

25: superficie frontal

27: pieza intermedia

29, 29': cantos laterales

31: asiento en forma de U

33: entalladuras

35: espiga

37: pieza de pie

39: perno o tornillo para fijar el resorte 15

41: cabeza de tornillo

43: espiga

45: eje

47: cojinete

49: bastidor

50: alma del bastidor con un alojamiento para el eje 45

51: "tope trasero" (retenedor de retorno)

52: eje de giro del eje 45

53: sentido de giro

55: piñón

57: rueda dentada

59: rueda dentada de accionamiento

61: dentado en la circunferencia del soporte

63: dentado del freno electromagnético o mecánico

65: rueda dentada del freno electromagnético o mecánico

67: rueda dentada entre los soportes

69: rueda dentada sobre el eje 71

71: eje del colector de energía de impulso

73: imanes

74: flecha para la tensión residual

75: carcasa

76: brida

77: orificio redondo

79: ranura

81: colector de energía

83: eje

85: piñones

89: volante de inercia

Claims

1. Dispositivo para la transmisión de fuerza por medio de interacción mecánica con

- una pluralidad de soportes (11) para alojar o disponer uno o varios resortes, amortiguadores o imanes,

- al menos un eje, sobre el que están dispuestos de manera giratoria los soportes por medio de medios de cojinete,

- uno o varios medios (47) de marcha libre, especialmente cojinetes de marcha libre, que actúan entre los soportes (11) individuales y el al menos un eje, de modo que los soportes (11) que soportan los resortes, amortiguadores o imanes (15) sólo pueden girar en un sentido (53) de movimiento alrededor de un eje (45) de giro,

- resortes, amortiguadores o imanes (15) dispuestos sobre los soportes (11), que están orientados en cada caso en la dirección (53) de movimiento del soporte (11); así como

- una disposición de este tipo de soportes (11) adyacentes, de modo que los resortes, amortiguadores o imanes (15) dispuestos sobre los soportes (11) pueden actuar conjuntamente entre sí para la transmisión de impulsos entre sí,

caracterizado porque uno o dos soportes (11) en cada caso están dispuestos de manera giratoria sobre un eje (45) independiente propio.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque para la formación de un elemento de transmisión de impulsos en cada caso están dispuestos de manera resistente al giro dos soportes (11) separados entre sí sobre un eje (45) común.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque están previstos una pluralidad de tales elementos de transmisión de impulsos, que están separados coaxialmente entre sí a lo largo de un eje de giro común de tal manera que los resortes, amortiguadores o imanes de un elemento pueden actuar conjuntamente al menos con los de un elemento adyacente.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el eje del soporte (11) o del elemento (12) en cada caso está dispuesto de manera giratoria en un bastidor (49, 50) estacionario, y los medios (19) de marcha libre están unidos de manera fija con el bastidor (49, 50), de modo que el soporte (11) o el elemento (12) sólo puede girar en un sentido de giro.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como soporte (11) está previsto al menos un anillo o un disco y una pluralidad de tales soportes (11a, 11b, 11c, etc.) están dispuestos sobre un eje (15) de giro común y separados entre sí como pila o yuxtaposición, de modo que un impulso de inicio transmitido por un emisor de impulsos externo al primer soporte (11_{1}) de la pila se transmite al último soporte (11_{n}) de la pila.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los soportes (11) están apoyados de manera libremente giratoria por medio de varios cojinetes (17) contiguos externamente a la periferia y porque en el lado interno del anillo está previsto un dentado (27), en el que se engrana una rueda (23) dentada sujetada por un cojinete (19) de marcha libre.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el eje de giro común de los soportes corresponde a una línea (15) recta o a una trayectoria curvada, preferiblemente una trayectoria (49) circular.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como soporte (11) para los medios (15) de resorte está previsto un disco circular, anillo, anillo parcial o similar y una pluralidad de tales discos están dispuestos en un plano común y separados entre sí por medio de uno o varios cojinetes correspondientes de manera que pueden girar sólo en un sentido (53) de giro, de modo que un impulso de giro de inicio transmitido por un emisor de impulsos externo al primer disco se transmite hasta el último disco de la disposición de discos.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque sobre uno o varios ejes (45) están dispuestas de manera resistente al giro una o varias primeras ruedas (67) dentadas, de modo que separado del eje (52) de giro de los ejes (45) está previsto al menos un segundo eje (71) con segundas ruedas (69) dentadas dispuestas sobre el mismo con topes (51) traseros, segundas ruedas (69) dentadas que pueden engranarse por medio de una cadena de accionamiento, correa, correa dentada o similar, o directamente con las primeras ruedas (67) dentadas.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque están previstos medios, para bloquear o retener al menos un elemento en una posición de giro determinada.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque los medios de retención o de bloqueo están formados por un trinquete, rueda dentada, acoplamiento o similar, y pueden actuar conjuntamente con al menos un elemento, preferiblemente el segundo o el tercer o el cuarto, etc. elemento de un dispositivo, preferiblemente con arrastre de forma.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque cada soporte (11) está dotado de al menos un resorte (15), preferiblemente dos resortes (15) dispuestos separados entre sí.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los medios de cojinete son cojinetes de bolas, cojinetes de marcha libre, cojinetes de deslizamiento, cojinetes de aire o combinaciones entre cojinetes de marcha libre y de bolas o similares.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque en los soportes, piñones, ruedas dentadas, topes traseros o ejes están dispuestas piezas de masa adicionales, por ejemplo volantes de inercia, para aumentar la energía de impulso que puede almacenar el dispositivo.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque está prevista una unidad, para ajustar la relajación y/o compresión máxima del resorte.

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque la unidad de ajuste es un bastidor dispuesto en el resorte o una espiga roscada con tuerca, para limitar la relajación y/o compresión máxima del resorte.

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque la posición y forma de los imanes sobre los soportes individuales se selecciona de tal manera que se ajusta una tensión residual entre los imanes dispuestos sobre soportes adyacentes, que siempre es > 0.

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque la posición y forma o naturaleza de los resortes o amortiguadores sobre los soportes individuales se seleccionan de tal manera que se ajusta una tensión residual entre los resortes o amortiguadores dispuestos sobre soportes adyacentes, que siempre es > 0.

19. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque las ruedas dentadas, piñones o similares que actúan conjuntamente entre sí están dispuestos de tal manera que la energía de movimiento puede extraerse de los elementos individuales y los piñones o ruedas dentadas pueden seguir moviéndose con o sin volantes de inercia.

20. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado porque en las primeras ruedas dentadas internas están previstos topes traseros adicionales.

21. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque sobre uno o varios ejes (45) están dispuestas una o varias primeras ruedas (67) dentadas con topes traseros, de modo que separado del eje (52) de giro de los ejes (45) está previsto al menos un segundo eje (71) con segundas ruedas (69) dentadas dispuestas de manera resistente al giro sobre el mismo o con segundas ruedas (69) dentadas dispuestas sobre el mismo con topes (51) traseros, segundas ruedas (69) dentadas que pueden engranarse por medio de una cadena de accionamiento, correa, correa dentada o similar, o directamente con las primeras ruedas (67) dentadas.

22. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque está previsto un control, para conseguir un comportamiento de impulsos dinámico diferente, extrayéndose la energía de movimiento sólo de cada segundo, o sólo de cada tercer, o sólo de cada cuarto, etc. elemento.