RS55003B1 - Pogonski mehanizam sa oprugama - Google Patents

Abstract

Pogonski mehanizam sa oprugama pripada oblasti mašinstva, a ima za novost da služi za proizvodnju mehaničke energije, iz akumulirane energije više sistema zavojno fleksionih opruga (15). Istovremeno se, jedna ili više opruga (15) napreže odbojnom silom stalnih magneta (16 i 17) na trnu (14) i rotoru (19). Magnet (16) na trnu (14) se odbija u smeru naprezanja pokretnog kraka (25) opruge (15), i u smeru praznog hoda jednosmerne spojnice (18), a magnet (17) na rotoru (19) se odbija u smeru rotacije rotora (19). Opruge (15) pogonskom energijom pokreću rotor (19), a magneti (16 i 17) ih istovremeno naprežu. Energija povratnog dejstva opruga (15), koristi se za izlazni radni obrtni moment, umanjena za deo energije koja prelazi u toplotu. Izlazna mehanička energija može da se izvede i na vratilu (10), u zavisnosti od opterećenja i namene.

Description

OBLAST TEHNIKE NA KOJU SE PRONALAZAK ODNOSI

Pronalazak pripada oblasti mašinstva, i odnosi se na pogonske mehanizme sa oprugama, koji proizvode mehaničku energiju iz potencijalne energije više sistema zavojnih fleksionih opruga, dok se istovremeno jedna ili više opruga napreže odbojnom silom stalnih magneta. Prema Međunarodnoj klasifikaciji patenata (MKP) oznaka je: F 03 G 1/06.

TEHNIČKI PROBLEM

Pronalazak reŠava problem konstrukcije pogonskog mehanizama sa oprugama, koji proizvodi mehaničku energiju iz akumulirane energije više sistema zavojnih fleksionih opruga, dok se istovremeno, jedna ili više opruga napreže odbojnom silom stalnih magneta. Zadatak opruga je, da realizuju ugaono pomeranje vratila, na kojima su montirane, a preko prenosnika, pokreće se rotor sa izlaznim radnim obrtnim momentom. Energija povratnog dejstva opruga, umanjena za deo energije koja prelazi u toplotu, koristi se za izlazni radni obrtni moment. Pogonski mehanizam sa oprugama, nalazi široku primenu u proizvodnji mehaničke energije i kao takav, može biti idealna nadogradnja ili zamena za SUS ili elektro motor, ili pokretati uređaje za proizvodnju mehaničke energije, gde je korišćena snaga mišića.

STANJE TEHNIKE

U relevantnim dokumentima VVO 2007121657 Al-motor za bicikle, i JPN 0861215 A, postoji sličnost u izvedbi sa pogonskim mehanizmom sa oprugama. Novost je da pogonski mehanizam moze da pokrije gotovo sve zahteve za pogonskom energijom. Pogonski mehanizam sa oprugama može da bude izveden sa različitim brojem pogonskih vratila (sa dva vratila, četiri, pet, šest, sedam osam, deset). Može da bude sa jednom oprugom na jednom pogonskom vratilu ili sa više opruga na jednom pogonskom vratilu. U zavisnosti od traženog opterećenja i namene gonjene mašine, polovina opruga u sklopu mehanizma mogu da deluju kao jedan pogonski sistem, ili jedna opruga zasebno, može da deluje kao jedan pogonski sistem. Izlazna snaga energije može da bude izvedena na bilo kojem vratilu, ako je prenosni odnos1:1pošto se sistemom prenosnika izjednačava snaga na svim vratilima.

IZLAGANJE SUŠTINE PRONALASKA

Pogonski mehanizam sa oprugama je sastavljen: -od više sistema zavojnih fleksionih opruga sa stalnim magnetima, kao pogonskim elementima, -od elemenata obrtnog kretanja: pogonskih vratila i centralnog vratila, -od elemenata za prenos snage: zupčanika, kaišnika, zupčastog kaiŠa i španera, -te elemenata, bočnih strana bloka sa poklopcem, povezanih zavrtanjskom vezom, gde su uležišteni pogonska i centralno vratilo sa elementima za prenos snage. Zavojna fleksiona opruga postavljena je na trn, gde se oslanja pokretnim krakom a nepokretnim krakom se oslanja na zavrtanjsku vezu između bočnih strana bloka pogonskog mehanizma. Trn je čvrstim naleganjem spojen sa jednosmernom spojnicom, a spojnica je klinom spregnuta sa pogonskim vratilom. Opruga u sklopu trna, ima svoj stalni magnet, koji se odbija od stalnog magneta na rotoru, te se na taj način izvodi naprezanje opruge. Naprezanje pokretnog kraka opruge, izvodi se u smeru praznog hoda jednosmerne spojnice, u suprotnom smeru od smera radnog hoda vratila. Pokretni krak opruge se, nakon završnog ciklusa naprezanja, pod dejstvom sile vraća u radnom smeru vratila i pokreće ga.

Prema pronalasku, pogonski mehanizam sa oprugama je konstruisan tako da proizvodi mehaničku energiju iz akumulirane energije više sistema zavojno fleksionih opruga, dok se istovremeno, jedna, više ili polovina opruga, ponovo napreže odbojnom silom stalnih magneta. U početnom položaju opruga je prednapregnuta silom, čime se omogućava maksimalno povratno dejstvo opruge. Graničnik je pričvršćen na rubu trna i oslanja se na zavrtanjsku vezu pri maksimalnom povratnom dejstvu opruge. Graničnikom se podešava dozvoljeni minimalni zazor između magneta, kako bi odbojna sila ostvarila maksimalno dejstvo.

Prednosti ovog pronalaska su sadržane u činjenici, da se naprezanje opruga izvodi bez kontakta površina koje se kreću. Za ponovno naprezanje koristi se odbojna sila magneta, pa sam čin naprezanja opruga pokreće i rotor u radnom smeru. Magnet na trnu se odbija u smeru naprezanja pokretnog kraka opruge, a magnet na rotoru se odbija, u smeru rotacije rotora, (ne vraća ga unazad).

KRATAK OPISA SLIKA NACRTA

Pronalazak je detaljno opisan na primeru izvođenja prikazanom na nacrtu na kome:

Slika1- predstavlja aksonometrijski prikaz pogonskog mehanizam, sa otkrivenim elementima za prenos snage,

Slika 2-predstavlja aksonometrijski prikaz pogonskog mehanizma sa oprugama kao pogonskim elementima, bez kućišta,

Slika3-predstavlja aksonometrijsi prikaz rotora sa diskovima, na kojima su asimetrično raspoređeni stalni magneti i jedno sporedno vratilo sa četiri trna sa oprugama i stalnim magnetima,

Slka 4-predstavlja aksonometrijski prikaz trna sa oprugom i stalnim magnetom u sklopu sa jednosmernom spojnicom,

Slika5- prikazuje pogled s preda; sklop jednosmerne frikcione spojnice, sa trnom i elementima trna ( stalni magnet i graničnik na obodu trna i oslonac pokretnog kraka opruge sa unutrašnje strane trna).

DETALJAN OPIS PRONALASKA

Slike 1. predstavlja detaljan pogonski mehanizam sa oprugama, sa vidljivim elementima za prenos snage. Na bočnoj strani bloka 20, prikazani su prenosnici, zupčanici 21, 22, 23, kaišnici 24 sa zupčastim kaišem 13 i španerima 12, te bočna strana bloka 20A i poklopac 31. Slika 2. prikazuje pogonska vratila 10 sa otvorenim, sistemima pogonskih, zavojnih fleksionih opruga 15 postavljenim na trn 14 koje se nepokretnim krakom 26 oslanjaju na zavrtanjsku vezu 29 između bočnih strana bloka 20 i 20A. Slika 3. prikazuje rotor 19 sa diskovima 32 na centralnom vratilu 11, a na rubovima diskova 32 navojnim spojem 34 su pričvršćeni stalni magneti 17. Pored rotora 19 nalazi jedno pogonsko vratilo 10 sa zavojno fleksionim oprugama 15 postavljenim na trn 14. Slike 4. i 5. prikazuju trn 14 sa zavojnom fleksionom oprugom 15, osloncem 28 pokretnog kraka opruge, stalnim magnetom 16 i graničnikom 27. Trn 14 je sklopljen čvrstim naleganjem sa jednosmernom spojnicom 18 a spojnica klinom spregnuta sa vratilom 10. Na rubu trna 14 je pričvršćen stalni magnet 16 i graničnik 27. Sa unutrašnje strane trna 14 navojnim spojem pričvršćen je oslonac 28, za pokretni krak 25 opruge. Na rubovima diskova 32, su navojnim spojem 34 ili epoksidnim lepkom, pričvršćeni stalni magneti 17, kojih može biti četiri komada najednom disku 32, na svakih 90°, ( a može i veći broj komada, ako disk 32 rotora 19 ima veći prečnik}. Diskovi 32 su klinovima spregnuti sa centralnim vratilom 11. Pogonska vratila 10 i centralno vratilo 11 su uležištena sa kotrljajnim ležajevima 33 u bočnim stranama bloka 20 i 20A.

U skladu sa idejom pronalaska, zavojna fleksiona opruga 15 se napreže odbojnom silom stalnih magneta 16 i 17 bez kontakta površina koje se kreću. Opruga 15 se nepokretnim krakom 26 oslanja na zavrtanjsku vezu 29, između bočnih deklova 20 i 20A, a sa pokretnim krakom 25 na oslonac 28 sa unutrašnje strane trna 14. Zadatak opruge 15 je da po završenoj fazi naprezanja, realizuje ugaono pomeranje vratila 10, na kojima je montirana. Povratno dejstvo opruge 15 prenosi se na vratilo 10, posredstvom trna 14 i jednosmerne spojnice 18, a preko prenosnika, zupčanka 21, 22, 23 pokreće se rotor 19, sa izlaznim radnim obrtnim momentom. Sve opruge 15 zajedno, po završenoj fazi naprezanja pokreću svoja vratila 10 na kojima su montirane, sa različitim intenzitetom. Opruge 15 se naprežu istim intenzitetom sile, ali jedna za drugom, ili polovina (ne sve istovremeno), tako da ne raspolažu istim intenzitetom sile u datom momentu. Zupčasti kaiš 13 je postavljen na kaišnike 24, i ima ulogu da udruži svu proizvedenu mehaničku energiju. Uloga zupčanika 21, 22 i 23 je da prenesu kompletnu proizvedenu, pogonsku mehaničku energiju na rotor 19.

U skladu sa željenim ostvarenjem pronalaska, pogonski mehanizam sa oprugama proizvodi mehaničku energiju iz akumulirane energije više sistema zavojno fleksionih opruga 15, dok se istovremeno, jedna ili više opruga 15, napreže odbojnom silom stalnih magneta 16 i 17. Za ponovno naprezanje opruga 15 koristi se odbojna sila magneta 16 i 17. Magnet 16 na trnu 14 se odbija u smeru naprezanja pokretnog kraka 25 opruge, a magnet 17 na rotoru 19 se odbija u smeru rotacije rotora 19, ne vraća ga unazad, što bi prouzrokovalo zaustavljanje rotacije rotora 19. Energija povratnog dejstva opruga 15, koristi se za izlazni radni obrtni moment, umanjena za deo energije koja prelazi u toplotu. U početnom položaju opruga 15 je prenapregnuta silom, čime se omogućava maksimalno povratno dejstvo opruge 15. Graničnik 27 je pričvršćen na rubu trna 14 i oslanja se na zavrtanjsku vezu 29, između bočnih deklova 20 i 20A, pri maksimalnom povratnom dejstvu opruge 15. Graničnikom 27 se podešava dozvoljeni minimalni zazor između magneta 16 i 17, kako bi odbojna sila ostvarila maksimalno dejstvo.

Između svakog drugog kaišnika 24 se nalazi španer 12, da kaiŠ 13 sa kaišnicima 24 ima kontakt sa što većim uglom, da ne bi došlo do proklizivanja kaiša 13 u toku rada. Jedan od španera 12A može da se pomera po žlebu 30 na bočnoj strani bloka 20, gore-dole, da kaiš 13 može da se zategne ili olabavi zbog lakše montaže. Umesto zupčastog kaiša 13, može se montirati i lanac sa lančanicima, ili samo zupčanici u zavisnosti od opterećenja i namene pogonskog mehanizma. Na jednom vratilu 10 je montirano više opruga 15, sa trnom 14 i jednosmernom spojnicom 18, tako da obrazuju sistem paralelno vezanih opruga 15. Sve opruge 15 pogonskog mehanizma, zajedno, deluju kao jedan veliki sistem paralelno vezanih, zavojno fleksionih opruga 15. Kada treba da pokrenemo pogonski mehanizam, dajemo mu početni impuls, mehanički ili elektro pokretačem, a kada ga trebamo zaustaviti, zakočimo ga. Kočenje se može izvršiti mehanički, frikcionom spojnicom ili elektro magnetnom spojnicom, u zavisnosti od opterećenja i namene. Izlazna mehanička energija može da se izvede i na vratilu 10, u zavisnosti od opterećenja i namene. Broj vratila 10 nije ograničen, može biti više ili manje, ili kako je pokazano na slici, u zavisnosti od opterećenja i namene.

Claims (2)

1. Pogonski mehanizam sa oprugama koji sadrži bočne strane bloka (20, 20A) i poklopac (31), pri čemu na jednoj bočnoj strani bloka (20) ima postavljene zupčanike (21, 22, 23) i kaišnike (24) sa zupčastim kaišem (13) i španerima (12)naznačen timešto sadrži rotor (19) sa kotrljajnim ležajima (33) koji je uležišten u bočne strane bloka (20, 20A), a sačinjavaju ga vratilo (11) sa diskovima (32) i stalnim magnetima (17), koji su navojnim spojem (34) pričvršćeni na rubovima diskova (32) rotora (19), zatim što dalje sadrži pogonska vratila (10) sa zavojnim fleksionim oprugama (15), koja su naredana kružno oko rotora (19), uležištena kotrljajnim ležajima (33) u bočne strane bloka (22, 20A), pri čemu su na pogonskim vratilima (10) postavljeni trnovi (14), tako da se na svakom trnu (14) nalazi zavojna fleksiona opruga (15), oslonac (28) pokretnog kraka opruge, stalni magnet (16) i graničnik (27), pri čemu se svaka zavojna fleksiona opruga (15) pokretnim krakom (25) oslanja na oslonac (28) na trnu (14), dok se nepokretnim krakom (26) oslanja na zavrtanjsku vezu (29) između bočnih strana bloka (20, 20A).

2. Pogonski mehanizam prema zahtevu 1,naznačen timešto je trn (14) sklopljen čvrstim naleganjem sa jednosmernom spojnicom (18), koja je klinom spregnuta sa pogonskim vratilom (10).