ITUA20163880A1

ITUA20163880A1 - Generatore di moto rotatorio

Info

Publication number: ITUA20163880A1
Application number: ITUA2016A003880A
Authority: IT
Inventors: Ciriaco Natale Colarusso
Original assignee: Ciriaco Natale Colarusso; Ruggero Vincenzo
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2017-11-27
Also published as: US20190162173A1; EA037073B1; CN109690076A; IL263322A; CN109690076B; JP2019523843A; EA201892728A1; WO2017203475A1; US11009014B2; MX2018014549A; CL2018003379A1; EP3464897A1; JP6856744B2; EP3464897B1; IL263322B; BR112018074363A2; AU2017271392A1; KR20190013940A

Description

"GENERATORE DI MOTO ROTATORIO"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un generatore di moto, comprendente più leve inserite in un sistema mobile di posizionamento variabile per comprimere, o eventualmente espandere, componenti elastici o magnetici, sfruttando in questo caso l’attrazione o la repulsione dovuta alla natura degli stessi, utilizzandoli come accumulatori di energia che scaricano l’energia accumulata su una o più manovelle collegate a un organo di uscita da cui il moto può essere prelevato.

Descrizione tecnica antecedente

Le principali tipologie di motori impiegano reazioni termiche ed energia elettrica per la generazione del moto. Nel caso dei motori endotermici alimentati a benzina, gasolio o gas, il rendimento è generalmente molto basso, in quanto, solo una piccola parte dell’energia prodotta durante la reazione termica viene convertita in moto. Infatti la maggior parte dell’energia prodotta viene dispersa nell’ambiente circostante sotto forma di calore, immettendo nell’ambiente stesso i gas di scarico prodotti dalla combustione.

Svantaggi della tecnica antecedente

Gli svantaggi principali dei due esempi citati, sono dovuti al fatto che producono il moto non utilizzando fonti primarie di energia presenti sulla terra, bensì, fonti di energia prodotte per trasformazione da fonti di energia primarie. Un processo di trasformazione energetico, come ogni processo produttivo, presenta sia dei vantaggi che degli svantaggi, sia in termini di effettivo utilizzo, che di inquinamento ambientale.

Scopi dell'invenzione

Scopo della presente invenzione è produrre energia meccanica in modo semplice, economico e pulito, risolvendo i citati svantaggi dei sistemi esistenti. Ciò è ottenuto tramite un generatore di moto rotatorio come definito nella rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche della presente invenzione sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

Secondo la presente invenzione, sono utilizzate più leve inserite in un sistema mobile di posizionamento variabile, applicando le leggi della fisica che riguardano il momento angolare di un corpo che ruota rispetto a un punto nello spazio.

Le leve sono delle macchine di tipo semplice che trasformano il movimento e sono un'applicazione del principio di equilibrio dei momenti, in cui la somma dei momenti delle forze applicate ad un corpo rigido è uguale a zero.

Esse sono composte da due bracci solidali fra di loro che ruotano con lo stesso angolo, con la stessa velocità angolare e che sono incernierate ad un fulcro attorno al quale sono libere di ruotare. Il rapporto tra le dimensioni dei bracci e del posizionamento del fulcro determina il rapporto tra forza resistente e forza da applicare per raggiungere l’equilibrio dei momenti delle forze, o per ottenere un aumento del momento della forza.

Le caratteristiche delle leve sono sfruttate per ridurre la forza necessaria per comprimere o eventualmente espandere componenti elastici o magnetici. In questo caso, sfruttiamo l’attrazione o la repulsione dovuta alla natura degli stessi, utilizzandoli come accumulatori di energia che scaricano l’energia accumulata su una o più manovelle collegate a un asse rotante, ottenendo un movimento di durata e intensità pari alla corsa e alla forza dei corpi elastici o magnetici impiegati.

Dopo che i corpi elastici o magnetici hanno scaricato l’energia derivante dalla loro compressione o espansione, si sposta il punto di funzionamento della leva o del sistema di più leve abbinate tra di loro e inserite nel sistema mobile, e si riparte con una nuova fase di compressione o espansione.

Ripetendo ciclicamente questa sequenza si ottiene un moto di tipo impulsivo continuo.

Collegando all’asse rotante un moltiplicatore di giri e un accumulatore di energia cinetica, si ampliano le possibili applicazioni pratiche e si regolarizza il moto stesso.

L’energia necessaria per il funzionamento del sistema mobile può essere fornita da sistemi elettromeccanici, o dal motore stesso, utilizzando parte dell’energia del moto generato.

La particolare configurazione ideata e sviluppata, permette di ottenere più energia in uscita rispetto a quella necessaria per immagazzinarla nei componenti elastici, oppure magnetici.

Inoltre, i parametri di posizione e funzionamento del sistema mobile in cui lavorano la leva o il sistema di più leve abbinate tra di loro sono variabili per massimizzarne il rendimento.

La sua naturale applicazione è in tutti quei casi in cui si ha bisogno di un asse rotante per svolgere un lavoro meccanico.

Vantaggi dell'invenzione

In questo terzo millennio, uno dei più grandi problemi che il mondo scientifico sta affrontando con maggiore impegno è quello del miglioramento dell’efficienza e del risparmio energetico, in tutti i settori della tecnica. La frontiera è oggi rappresentata dalle fonti energetiche innovative e alternative, nelle quali si cercano e dalle quali si aspettano risposte, sia per il risparmio, che per la tutela dell’ambiente, essendo assolutamente necessario ridurre le emissioni di anidride carbonica, corresponsabile dell’effetto serra e delle conseguenti variazioni climatiche. Considerando anche che le fonti di energia primaria di tipo fossile sul nostro pianeta sono in costante diminuzione e questo, nel corso dei prossimi anni, è un dato di fatto con il quale ci troveremo a doverci confrontare.

Il generatore di moto oggetto della presente invenzione, superando i citati problemi della tecnica antecedente, si contraddistingue per la sua elevata efficienza e di conseguenza ha la capacità di produrre energia meccanica ad un costo accettabile.

Presenta una bassa rumorosità, non viola nessuna legge della fisica durante il suo funzionamento, non utilizza nessun tipo di combustibile fossile per produrre il moto e quindi non presenta nessuna emissione di gas di scarico durante il suo funzionamento, eliminando tutte le problematiche connesse con l’inquinamento ambientale.

Il generatore di moto oggetto della presente invenzione evidenzia numerosi ed ulteriori vantaggi, come risulterà chiaro in seguito dalla descrizione dettagliata di una sua forma preferita di realizzazione, qui presentata a titolo esemplificativo e non limitativo.

La sua realizzazione è abbastanza semplice, l’impatto ambientale per la produzione dei componenti necessari è decisamente basso, non essendoci alcun tipo di produzione di rifiuti speciali o pericolosi. Trattasi, infatti, di normali attività connesse alla produzione meccanica, elettronica ed elettrica. Inoltre, le leve sono particolarmente interessanti per le loro caratteristiche di elevata efficienza e affidabilità. Tra i vantaggi correlati al loro utilizzo, si può annoverare che esse hanno un’elevata durata di funzionamento, un elevato rendimento nei casi previsti e comportano costi per la manutenzione praticamente trascurabili.

Un altro aspetto importante riguarda la durata del motore, in quanto, essendo una macchina relativamente semplice, ha bisogno di una manutenzione ridotta, riducendo i costi e i tempi legati alla manutenzione durante tutta la vita del generatore di moto oggetto della presente invenzione.

Ulteriori vantaggi risulteranno evidenti, così come le caratteristiche e le modalità di impiego della presente invenzione, dalla descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.

Breve descrizione dei disegni

Verrà fatto riferimento ai disegni riportati nelle figure allegate, in cui:

- la figura 1 raffigura in maniera schematica, il principio di funzionamento di un generatore di moto secondo la presente invenzione

- la figura 2 raffigura in prospettiva un sistema per la generazione di moto oggetto della presente invenzione secondo una forma preferita di realizzazione, presentata a scopo esemplificativo e non limitativo; - la figura 3 raffigura il blocco che svolge la funzione di leva mobile; - la figura 4 raffigura il blocco che svolge la funzione di fulcro mobile; - la figura 5 raffigura una manovella a quattro bracci con le slitte mobili per componenti elastici o magnetici;

- la figura 6 raffigura l’assieme degli elementi mostrati nelle figure da 3 a 5; e

- la figura 7 raffigura in prospettiva un sistema per la generazione di moto oggetto della presente invenzione secondo una ulteriore forma di realizzazione.

La presente invenzione sarà nel seguito descritta con riferimento alle figure suindicate.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Con riferimento alla figura 1 è mostrato, in maniera schematica, il principio di funzionamento di un generatore di moto secondo la presente invenzione.

In particolare, un generatore secondo la presente invenzione comprende innanzitutto almeno un componente accumulatore di energia 32 collegato ad un organo di uscita 36 da cui prelevare il moto generato.

Nel seguito della descrizione si farà riferimento al componente accumulatore di energia 32 descrivendolo come un elemento elastico, ad esempio una molla. E’ tuttavia da intendersi che tale componente accumulatore di energia 32 potrà anche avere natura diversa, ad esempio potrebbe essere realizzato con un una coppia di componenti di tipo magnetico, purché abbiano la capacità di accumulare energia se sottoposti ad un’azione esterna in presenza di vincoli meccanici, e rilasciare tale energia accumulata quando tali vincoli vengono rimossi.

L’organo di uscita 36 può ad esempio essere un asse rotante di uscita, dal quale prelevare il moto generato.

Il generatore comprende inoltre un sistema di leve per l’applicazione di una forza di carica Fc al componente accumulatore di energia 32.

Il sistema di leve può comprendere una leva primaria 106 disposta in maniera tale da esercitare una forza di trasferimento Ft su una leva di trasferimento 123.

La leva di trasferimento 123, è disposta in maniera tale da esercitare una forza di carica Fc sul un componente accumulatore di energia 32.

Le leve del sistema di leve possono essere azionate da corrispondenti mezzi di azionamento gestiti da un’unità di controllo 34, in maniera tale che la forza di carica Fc sia ciclicamente applicata al componente accumulatore di energia 32. Secondo la presente invenzione, un ciclo comprende una fase di carica in cui la forza di carica Fc viene applicata al componente accumulatore di energia 32, il quale durante questa fase accumula energia, alternata ad una fase di rilascio, durante la quale il componente accumulatore di energia 32 rilascia l’energia precedentemente accumulata.

Essendo l’organo di uscita 36 collegato al componente accumulatore di energia 32 tramite una manovella 130, esso è ciclicamente mosso dall’energia rilasciata dal componente accumulatore di energia 32 durante le fasi di rilascio.

Secondo la forma di realizzazione descritta, una forza di azionamento Fa può essere quindi applicata al braccio motore 107 della leva primaria 106, la quale la trasferisce - secondo il proprio rapporto tra braccio motore 107 e braccio resistente 108 - alla leva di trasferimento 123, la quale a sua volta -sempre secondo il proprio rapporto tra braccio motore 124 e braccio resistente 125 - la trasferisce al componente accumulatore di energia 32. Il fulcro della leva primaria 106 coincide sostanzialmente con l’asse rotante 36.

Vantaggiosamente, il sistema di leve comprende inoltre una manovella 130, incernierata nel fulcro della leva primaria 106, tale da ricevere una forza di spostamento Fs dal componente accumulatore di energia 32 durante ogni fase di rilascio.

A questo punto, facendo in modo che tutto possa ruotare attorno all’asse rotante 36 - che rappresenta anche il fulcro della leva primaria 106 -ad ogni nuovo ciclo il componente accumulatore di energia 32 sarà sottoposto ad una nuova fase di carica e quindi rilascerà energia in una successiva fase di rilascio, provocando un nuovo spostamento dell’organo di uscita. La successione di tali spostamenti si traduce in una rotazione dell’asse rotante 36.

Il generatore di moto ora descritto in termini generali trova, secondo la presente invenzione, una sua possibile realizzazione nella macchina mostrata in figura 2, che mostra una vista prospettica complessiva del generatore di moto.

Le successive figure 3, 4 e 5 mostrano invece, separatamente, le componenti principali del generatore. Infine la figura 6 mostra la corrispondenza tra le suddette componenti ed il sistema di leve prima descritto.

In figura 3 è rappresentato un disco primario 6 che svolge la funzione di leva primaria 106. Il disco primario 6 è rotante attorno ad un asse -preferibilmente coincidente con l’asse rotante 36 che funge da organo di uscita. Il disco primario 6 reca un elemento di camma 7, ad esempio un cuscinetto a sfere. La leva primaria 106 presenta il fulcro in corrispondenza del centro di rotazione del disco primario 6, un primo braccio motore 107 pari al raggio del disco primario 6 ed un secondo braccio resistente 108, corrispondente ad un prolungamento del braccio motore, che si estende dal centro 36 fino ad un punto di intersezione con la superficie esterna dell’elemento di camma. Tale punto d’intersezione corrisponde al punto di contatto con la leva di trasferimento 123, come ben visibile dalle figura 6.

La successiva figura 4 mostra invece un disco secondario 22. Il disco secondario 22 è montato coassialmente al disco primario 6 e può ruotare intorno allo stesso asse 36 indipendentemente dal disco primario 6.

Sul disco secondario 22 è montato un elemento oscillante di trasferimento 23 che funge da leva di trasferimento 123, incernierato in corrispondenza del fulcro 126 che sarà vantaggiosamente posizionato lungo un raggio del disco secondario 22.

II disco primario 6 ed il disco secondario 22 sono tra loro sovrapposti, in maniera tale che il fulcro 126 della leva di trasferimento 23 cade in una delle asole primarie 140 ricavate sullo stesso disco primario 6. In altre parole, il disco primario 6 è montato in maniera tale da trovarsi tra il disco secondario 22 e l’elemento oscillante di trasferimento 23.

Come illustrato nella figura 5, secondo una possibile forma di realizzazione dell’invenzione la manovella 130 è realizzata nella forma di un elemento rotante 30, a sua volta incernierato in corrispondenza del centro 36 del disco primario 6 e del disco secondario 22. Pertanto, la manovella 130 è realizzata dalla porzione di elemento rotante 30 compresa tra il centro di rotazione 36 e l’estremità periferica dell’elemento rotante 30 stesso, in corrispondenza della quale è collegata ad una estremità libera del componente accumulatore di energia 32. L’altra estremità del componente accumulatore di energia 32 sarà collegata all’elemento oscillante di trasferimento 23.

Naturalmente, anche l’elemento rotante 30 può ruotare intorno allo stesso asse di rotazione del disco primario 6 e del disco secondario 22, indipendentemente da questi.

L’elemento rotante 30 è a sua volta compreso tra il disco primario 6, 22 e in linea con la leva di trasferimento 23. Vantaggiosamente, l’elemento rotante 30 presenta asole di passaggio 150 per l’elemento di camma 7, che è destinato a cooperare con il braccio motore 124 della leva di trasferimento 123 durante il funzionamento.

Come già indicato, il generatore secondo la presente invenzione, per poter funzionare, necessita di mezzi di azionamento del sistema di leve, In particolare, secondo la forma di realizzazione qui descritta, i mezzi di azionamento comprendono un primo sistema elettromeccanico motorizzato 8, comandato in maniera tale da far ruotare il disco primario 6 durante le fasi di carica, ed un secondo sistema elettromeccanico motorizzato 21, comandato in maniera tale da frenare il disco secondario 22 durante le fasi di carica e di riposizionarlo dopo la fase di scarica per la fase di carica successiva.

In termini generali, il sistema elettromeccanico motorizzato 8 del disco primario 6 e il sistema elettromeccanico motorizzato 21 del disco secondario 22 sono comandati in maniera tale da portare, dopo ogni fase di rilascio, rispettivamente il disco primario 6 ed il disco secondario 22 in una posizione corrispondente all’inizio di un ciclo successivo.

A titolo esemplificativo, il collegamento tra i motori 8 e 21 ed il disco primario 6 ed il disco secondario 22 può essere del tipo a ruote dentate. E’ tuttavia da intendersi che possono - in maniera equivalente - essere adottate altre soluzioni di attuazione del disco primario 6 e del disco secondario 22.

Primi sensori di posizione 10 e 13, collegati ad una unità di controllo 34, sono utilizzati per la sincronizzazione del movimento del disco primario 6, secondo un funzionamento che sarà descritto più nel dettaglio di seguito.

Un terzo sensore di posizione 24, collegato ad una unità di controllo 34 è utilizzato per la sincronizzazione del movimento del disco secondario 22, secondo un funzionamento che sarà descritto più nel dettaglio di seguito. Un quarto sensore di posizione 39, collegato ad una unità di controllo 34, è utilizzato per dare il consenso di fine carica avvenuta secondo un funzionamento che sarà descritto più nel dettaglio di seguito.

La successiva figura 6 mostra il gruppo di dischi e leve finora descritto, in una configurazione di assemblaggio.

Inoltre, sul disegno sono riportate le rappresentazioni schematiche della leva primaria 106, della leva di trasferimento 123, della molla che realizza il componente accumulatore di energia 32 e della manovella 130.

La sequenza di funzionamento per la generazione del moto è la seguente.

Il disco primario 6, che svolge la funzione di leva primaria 106, rotante come precedentemente descritto, viene messo in movimento e successivamente bloccato mediante il sistema elettromeccanico motorizzato 8, in una posizione predeterminata, corrispondente ad una posizione di fine ciclo di carica come finora definito. Tale posizione può essere determinata da un sensore 13 collegato al circuito elettronico di controllo 34, che comanderà il sistema elettromeccanico motorizzato 8 con implementata una funzione di compensazione dell’accelerazione.

II sistema elettromeccanico motorizzato 8, produce e applica una forza Fa al disco primario 6, così che la leva primaria 106 applichi, tramite il cuscinetto 7, una forza Ft alla leva di trasferimento della forza 123, che a sua volta è calettata sul disco secondario 22, il quale svolge la funzione di fulcro mobile del sistema di leve.

II generatore comprende inoltre un dispositivo a slitte scorrevoli 31 , alle quali è collegata sia la leva di trasferimento della forza 123 che l’elemento accumulatore di energia 32. Secondo l’esempio qui descritto, tale elemento 32 è, come già detto, rappresentato da una molla atta a lavorare a compressione, che verrà di conseguenza compressa rispetto alla sua configurazione di riposo, accumulando quindi una certa quantità di energia durante una fase di carica.

Nella fase di compressione dell’elemento elastico 32, per ridurre al minimo la forza necessaria alla compressione dello stesso, sono state applicate le leggi della fisica che riguardano il momento angolare di un corpo che ruota rispetto a un punto nello spazio, in quanto, si trovano allineati sullo stesso piano di riferimento, il centro dell’asse rotante 36, il centro dell’asse di rotazione 12 del disco primario 6, il centro dell’asse di rotazione del cuscinetto 7 e il punto di applicazione della forza generata dalla leva primaria 106 sulla leva di trasferimento 123, essendo applicata in modo perpendicolare alla sua superfice.

L’energia accumulata dall’elemento elastico 32 potrà essere, nella successiva fase di rilascio, scaricata dall’elemento elastico stesso sul braccio della manovella 130 - realizzata tramite l’elemento rotante 30 - collegata meccanicamente all’asse 36 del generatore di moto, trasformando in questo modo la forza creata dalla leva primaria 106 in un moto rotatorio dell’organo di uscita.

Dopo che il corpo elastico 32 ha scaricato l’energia derivante dalla sua compressione, il sensore di posizione 39 da il consenso al circuito elettronico di controllo al sistema elettromeccanico motorizzato 8 in maniera tale da far ruotare indietro il disco primario 6, fino a quando un sensore di posizione 10, collegato con il circuito elettronico di controllo 34, dà il consenso della posizione di inizio ciclo raggiunta. Inoltre, il circuito elettronico di controllo comanda il sistema elettromeccanico motorizzato 21 in maniera tale da ruotare in avanti il disco secondario 22, fino a quando un sensore di posizione 24, collegato con il circuito elettronico di controllo 34 con implementata una funzione di compensazione dell’accelerazione dà il consenso della posizione di inizio ciclo raggiunta, facendo ripartire un nuovo ciclo con una nuova fase di carica ed una nuova fase di rilascio. Ripetendo ciclicamente questa sequenza si ottiene un moto continuo di tipo impulsivo.

II dimensionamento dei vari componenti meccanici, elettromeccanici e del sistema di controllo è in funzione della potenza in uscita che si vuole ottenere.

Per un corretto sviluppo presentato a scopo esemplificativo e non limitativo di questo innovativo generatore di moto, è ad esempio possibile partire dal valore del momento torcente di cui si vuol disporre in corrispondenza dell’organo di uscita, quindi all’asse rotante 36, dimensionando conseguentemente il braccio della manovella 30 in funzione della forza che l’elemento elastico 32 restituirà durante la fase di rilascio, avendola precedentemente accumulata durante la fase di carica,

La leva di trasferimento della forza 123, calettata sul disco 22, dovrà essere dimensionata in modo tale che alla totale compressione dell’elemento elastico 32, il braccio motore 124 sia di lunghezza maggiore o uguale al braccio resistente 125, questo per fare in modo di avere una leva vantaggiosa o la somma dei momenti pari a zero.

II sistema elettromeccanico motorizzato 21, che gestisce il disco secondario 22, dovrà essere dimensionato in maniera tale da poter movimentare e successivamente frenare il disco secondario 22 durante la fase di carica dell’elemento elastico 32, tenendo conto delle forze che gravano sul disco secondario 22, che sono la somma delle forze/momenti prodotte dal disco primario 6 e dell’elemento elastico 32.

A sua volta, il disco primario 6 dovrà essere dimensionato ottimizzando il braccio motore 107 della leva primaria 106, che si crea tra il diametro primitivo del disco primario 6 e il centro del suo asse di rotazione 12, e il braccio resistente 108 che si crea tra il centro del suo asse di rotazione 12 ed il cuscinetto 7, applicando le leggi della fisica che riguardano il momento angolare di un corpo che ruota rispetto a un punto nello spazio. Infatti, al completamento della fase di carica dell’elemento elastico o di una coppia di componenti di tipo magnetico 32, si trovano allineati sullo stesso piano di riferimento il centro dell’asse rotante 36, il centro dell’asse di rotazione 12 del disco primario 6, il centro dell’asse di rotazione del cuscinetto 7 e il punto di applicazione della forza generata dalla leva del disco primario 6 sulla leva di trasferimento 123, applicata in modo perpendicolare alla sua superfice alla fine del ciclo di carica, facendo in modo che l’angolo a che si viene a formare durante la fase di carica tra il piano di riferimento e il braccio resistente 108 sia in modo indicativo compreso tra 0° e 20°, in funzione delle caratteristiche dell’elemento elastico o della coppia di componenti di tipo magnetico 32 scelti. In tal modo si ottiene un’efficienza molto alta e si riduce al minimo la forza necessaria alla compressione dell’elemento elastico 32, prodotta dal motore 8 con il suo momento torcente, creando la forza necessaria alla compressione dell’elemento accumulatore di energia 32.

Le conoscenze tecniche e gli accorgimenti necessari ad una loro implementazione pratica sono giudicati essere alla portata di un esperto del settore, pertanto essi non saranno ulteriormente approfonditi.

Data la particolare configurazione e modalità di funzionamento, è preferibile scegliere un elemento elastico o una coppia di componenti di tipo magnetico 32 con una corsa molto breve in relazione alla forza necessaria a creare il momento torcente richiesto all’asse rotante 36. Le tipologie e le caratteristiche degli elementi elastici o magnetici 32 sono ben note a un esperto del settore, quindi non sarà data di essi una descrizione dettagliata.

Inoltre, secondo le esigenze, è possibile collegare all’asse rotante 36 un moltiplicatore di giri 37 e/o un accumulatore di energia cinetica 38, ad esempio un volano, per regolarizzare il moto stesso.

E’ da intendersi che un generatore di moto secondo la presente invenzione, potrà eventualmente prevedere più di un elemento accumulatore di energia. A titolo esemplificativo, il generatore potrà facilmente essere dotato di più sistemi di leve come quello descritto, ad esempio quattro sistemi di leve disposti simmetricamente lungo i dischi del sistema.

Inoltre, un sistema di generazione del moto secondo la presente invenzione, potrà eventualmente comprendere una pluralità di generatori del tipo finora descritto, ad esempio tra loro accoppiati in parallelo e tutti agenti sul medesimo organo di uscita ottenendo in uscita una potenza maggiore. Inoltre, secondo una forma di realizzazione ulteriore della presente invenzione esemplificata nella figura 7, un generatore di moto (e quindi un corrispondente sistema di generazione di moto) potrebbe essere dotato di un dispositivo di recupero A, B, C per migliorare l'efficienza dei mezzi per l'azionamento del sistema di leve. Un tale dispositivo di recupero consentirebbe ad esempio di prelevare parte del moto prodotto sull’organo di uscita 36 mediante un sistema meccanico A e trasferirlo ai sistemi elettromeccanici motorizzati 8 e 21 ad esempio tramite trasmissioni meccaniche B, eventualmente accoppiate con delle frizioni C di tipo meccanico o elettromeccanico collegate a e gestite dall’unita di controllo 34.

Le modalità tecniche di realizzazione e di controllo di tale sistema di recupero sono da ritenersi alla portata di un esperto del settore e quindi non verranno qui ulteriormente descritte.

Esempio di dimensionamento

Si riporta di seguito, a titolo puramente esemplificativo, un calcolo di dimensionamento di un generatore di moto secondo la presente invenzione. Si supponga di voler ottenere di un momento torcente pari a 91 Nm all’asse rotante 36.

Per ottenerlo dovrà essere applicata una forza di 350 N ad una manovella di 0,26 m, per cui si ha

350 (N) x 0,26 (m) = 91 (Nm).

La leva di trasferimento della forza 123, calettata sul disco secondario 22 che svolge la funzione di fulcro mobile rotante, potrà avere un braccio motore 124 di 0,2 m ed un braccio resistente 125 di 0,15 m, per fare in modo di avere una leva vantaggiosa o la somma dei momenti pari a zero alla totale compressione dell’elemento elastico 32, per cui è ininfluente nel bilancio energetico.

Il braccio motore 107 della leva primaria 106 può essere di 0,26 m, il suo braccio resistente 108 di 0,1 m, per cui alla fine del ciclo di carica dell’elemento elastico o magnetico 32, si ottiene la massima forza di 350 (N) senza nessun fabbisogno energetico supplementare o esterno applicata al braccio della manovella 30.

Di seguito è riportata a titolo esemplificativo, con rifermento alla configurazione di figura 1, una Tabella 1 in cui sono riportati i valori della forza Fx applicata all’elemento elastico 32 e la corrispondente deformazione elastica dell’elemento 32 (freccia), al variare dell’angolo a, insieme all’andamento del momento applicato all’elemento elastico 32 durante la fase di compressione. Naturalmente si potrà tener conto delle perdite per attrito introdotte dai componenti utilizzati in questa particolare configurazione, tenendone conto nel calcolo del dimensionamento generale. Le conoscenze tecniche e gli accorgimenti necessari ad una loro implementazione pratica sono giudicati essere alla portata di un esperto del settore, pertanto esse non saranno ulteriormente approfondite.

Tabella 1.

Elemento elastico Momento variabile sull'elemento elastico durante la fase di compressione

FX Lunghezza Freccia Lunghezza FX Gradi Sen Coppia (N) mm mm braccio (N) > Alfa > Alfa Nm resistente

(m)

0 100 0 0,10 0 20 0,342 0,00 50 99 1 0,10 50 18,5 0,317 1,59 75 98 2 0,10 75 17,1 0,294 2,21 100 97 3 0,10 100 15,6 0,269 2,69 125 96 4 0,10 125 14,2 0,245 3,07 150 95 5 0,10 150 12,7 0,220 3,30 175 94 6 0,10 175 11,2 0,194 3,40 200 93 7 0,10 200 9,7 0,168 3,37 225 92 8 0,10 225 8,1 0,141 3,17 250 90 10 0,10 250 6,6 0,115 2,87 275 88 12 0,10 275 5 0,087 2,40 300 86 14 0,10 300 3,4 0,059 1,78 325 84 16 0,10 325 1,8 0,031 1,02 350 82 18 0,10 350 0,1 0,002 0,06 Per quanto riguarda i sistemi elettromeccanici motorizzati 8, 21, questi dovranno essere dimensionati per fare in modo di poter creare un momento torcente di 5.20 Nm, frenare il disco primario 6 alla fine della fase di carica e frenare il disco secondario 22, durante la fase di carica.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a una sua forma di realizzazione preferita. È da intendersi che possono esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti neN’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate, potendosi inoltre sostituire ogni dettaglio con altro tecnicamente equivalente.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Generatore di moto rotatorio, comprendente: almeno un componente accumulatore di energia (32) collegato ad un organo di uscita (36) da cui prelevare il moto generato; un sistema di leve per l'applicazione di una forza di carica (Fc) a detto almeno un componente accumulatore di energia (32); mezzi di azionamento (8, 21) di detto sistema di leve tali che detta forza di carica (Fc) sia ciclicamente applicata a detto almeno un componente accumulatore di energia (32), un ciclo comprendendo una fase di carica alternata ad una fase di rilascio; in cui detto organo di uscita (36) è mosso dall’energia rilasciata da detto almeno un componente accumulatore di energia (32) durante dette fasi di rilascio.
2. Generatore secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema di leve comprende una leva di trasferimento (123) disposta in maniera tale da esercitare una forza di carica (Fc) su almeno un componente accumulatore di energia (32).
3. Generatore secondo la rivendicazione 2, in cui detto sistema di leve comprende una leva primaria (106) disposta in maniera tale da esercitare una forza di trasferimento (Ft) su detta leva di trasferimento (32).
4. Generatore secondo la rivendicazione 3, in cui detto sistema di leve comprende una manovella (130), incernierata nel fulcro di detta leva primaria (106), tale da ricevere una forza (Fs) da almeno un componente accumulatore di energia (32) durante dette fasi di rilascio.
5. Generatore secondo le rivendicazioni da 2 a 4, in cui detta leva primaria (106) è realizzata nella forma di un disco primario (6) rotante attorno ad un asse (36) e recante un elemento di camma (7), detta leva primaria (106) presentando il fulcro in corrispondenza del centro di rotazione del disco primario (6), un primo braccio motore (107) pari al raggio di detto disco primario (6) ed un secondo braccio resistente (108) pari alla distanza tra il centro (36) e detto elemento di camma (7).
6. Generatore secondo la rivendicazione 5, in cui detta leva di trasferimento (123) è montata e incernierata in corrispondenza del suo fulcro, su un disco secondario (22) rotante e coassiale con detto disco primario (6).
7. Generatore secondo la rivendicazione 6, in cui detta manovella (130) è realizzata nella forma di un elemento rotante (30), incernierato in corrispondenza del centro (36) di detto disco primario (6) e di detto disco secondario (22).
8. Generatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui detti mezzi di attuazione comprendono un primo sistema elettromeccanico motorizzato di azionamento (8) comandato in maniera tale da far ruotare in entrambi i sensi detto disco primario (6) durante dette fasi di carica e/o di riposizionamento per una successiva fase di carica.
9. Generatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, in cui detti mezzi di attuazione comprendono un secondo sistema elettromeccanico motorizzato di azionamento (21) comandato in maniera tale da far ruotare in entrambi i sensi e/o frenare detto disco secondario (22) durante dette fasi di carica.
10. Generatore secondo le rivendicazioni 8 e 9, in cui detti sistemi elettromeccanici motorizzati (8, 21) sono comandati in maniera tale da portare, dopo ogni fase di rilascio, rispettivamente detto disco primario (6) e detto disco secondario (22) in una posizione corrispondente ad un ciclo successivo.
11. Generatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 10, comprendente un dispositivo di recupero (A, B, C) per prelevare una parte dell’energia prodotta in uscita dal generatore ed utilizzarla per muovere detti disco primario (6) e disco secondario (22).
12. Generatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 11, comprendente un dispositivo a slitte scorrevoli (31) per il montaggio di detto componente accumulatore di energia (32).
13. Generatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto componente accumulatore di energia (32) è realizzato tramite un elemento elastico.
14. Generatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto componente accumulatore di energia (32) è realizzato tramite una coppia di elementi magnetici.
15. Sistema di generazione di moto, comprendente due o più generatori secondo una delle rivendicazioni precedenti, tra loro accoppiati in parallelo ed agenti su un medesimo organo di uscita.