ES2684513B1 - Electric generator, transmission with perimeter axis, between pinion and crown - Google Patents
Electric generator, transmission with perimeter axis, between pinion and crown Download PDFInfo
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Generador eléctrico, de transmisión con eje-perimetral, entre piñón y corona.Electric generator, transmission with axis-perimeter, between pinion and crown.
Objetivo de la invenciónObject of the invention
El principal objetivo de la presente invención es el de aumentar la fuerza en la transmisión de un piñón (2) a una corona (6), aumentando, al mismo tiempo, la cantidad de giro que la corona (6) podrá transmitir a otro piñón (7) del eje (8) de un generador de imanes (8-11).The main objective of the present invention is to increase the force in the transmission of a pinion (2) to a crown (6), while increasing the amount of rotation that the crown (6) can transmit to another pinion (7) of the shaft (8) of a magnet generator (8-11).
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
El principal antecedente de mi invención del día (27.03.17) se encuentra en la transmisión tan conocida de las Ruedas de un Tren, en donde también existe un Eje (4), que conecta dos Pivotes (3, 5) próximos al Perímetro de dos Ruedas del mismo Diámetro. La diferencia principal estriba en que, en la invención que se presenta, las dos Ruedas, el Piñón (2) y la Corona (6), no tienen el mismo Diámetro, lo que permite que, al ponerlas a determinada Distancia, la Fuerza que se suele transmitir desde un Piñón a una Corona, -como sucede en una Pieza de Engranaje que mantiene unidas a sus dos Ruedas, sin Distancia alguna entre ellas-, pueda aumentar su valor, ya que, cuando falta la Distancia, y, si la Proporción de Diámetros es de (2:1), la Fuerza que se transmite sólo es del 50 % del total de la Fuerza a transmitir por el piñón (2) del Motor (1), hacia la Corona (6). Al aumentar la Distancia entre Piñón y Corona, el Ángulo que forma el Eje Perimetral (4) con la Línea Horizontal, se irá reduciendo progresivamente, de manera que, la Fuerza que se transmitirá, será mayor a medida que el Ángulo se aproxime a los 0°, momento éste en el que la Fuerza que se transmite habrá aumentado hasta el 100 %. El segundo antecedente a destacar se encuentra en algunas de mis patentes anteriores, referidas a los Engranajes-Cono, como, por ejemplo, mi Patente n° P201200374, titulada: Juguete de vaivén con espirales, en la que los engranajes-cono formaban parte de su estructura fundamental. En la lógica de la invención de estos engranajes-cono se preparó la lógica de la invención de hoy porque, en los dos casos se trata de aumentar la fuerza que un Piñón quiere transmitir hacia su corona, con la que se une a distancia mediante varillas metálicas. En la invención de hoy, se trata, también, de un Piñón (2) y una corona (6) que se unen a distancia mediante un eje perimetral (4) que está situado en otra posición, ya que las dos ruedas no tienen enfrentados los planos de las mismas, sino que se enfrentan las aristas de sus perímetros, lo que determina una configuración distinta, en una lógica de funcionamiento similar.The main antecedent of my invention of the day (27.03.17) is in the well-known transmission of the Wheels of a Train, where there is also an Axis (4), which connects two Pivots (3, 5) close to the Perimeter of Two Wheels of the same Diameter. The main difference is that, in the invention presented, the two Wheels, the Pinion (2) and the Crown (6), do not have the same Diameter, which allows that, when placed at a certain Distance, the Force that It is usually transmitted from a Pinion to a Crown, - as in a Gear Piece that holds its two Wheels together, without any Distance between them -, it can increase its value, since, when the Distance is missing, and, if the Proportion of Diameters is (2: 1), the Force that is transmitted is only 50% of the total Force to be transmitted by the pinion (2) of the Motor (1), towards the Crown (6). As the Distance between Pinion and Crown increases, the Angle that forms the Perimeter Axis (4) with the Horizontal Line will gradually be reduced, so that the Force to be transmitted will be greater as the Angle approaches the 0 °, this moment in which the Force that is transmitted will have increased to 100%. The second background to highlight is in some of my previous patents, referring to the Gear-Cone, such as, for example, my Patent No. P201200374, entitled: Swing toy with spirals, in which the cone-gears were part of Its fundamental structure. In the logic of the invention of these gears-cone, the logic of the invention of today was prepared because, in both cases, it is about increasing the force that a Pinion wants to transmit to its crown, with which it is connected at a distance by means of rods metallic In today's invention, it is also a Pinion (2) and a crown (6) that are joined at a distance by a perimeter axis (4) that is located in another position, since the two wheels do not face the planes of them, but face the edges of their perimeters, which determines a different configuration, in a similar operating logic.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
El Generador eléctrico, de transmisión con eje-perimetral, entre piñón y corona, es un sistema formado por un motor eléctrico (1) que tiene un piñón (2) con un pivote (3) próximo a su perímetro. A este pivote (3) se une un eje perimetral (4) que, por el otro extremo, se une al pivote (5) de una corona (6), cuyo diámetro es, como mínimo, el doble que el del piñón (2). Con la corona (6) se engrana el piñón (7) del eje (8) del generador eléctrico (8-11) que está formado por el piñón (7), y, un eje (8) con imanes (9), que se enfrentan a otros imanes (10) con bobina (11). Con este eje perimetral (4), el piñón (2), la corona (6), y, con otros dos ejes perimetrales (13, 15) unidos a los pivotes de otras dos ruedas intermedias (12, 14), de diámetros progresivamente mayores entre el diámetro del piñón (2) y el diámetro de la corona (6), se forma un tren de transmisión de ejes-perimetrales (TTEP) en el que se puede aprovechar un espacio menor, para aumentar el valor de la fuerza que se transmite desde el piñón (2), hasta la corona (6). Sería lo mismo poner un solo eje perimetral (4) entre estas dos ruedas (2, 6), que midiese lo mismo que la suma de los tres ejes perimetrales (4, 13, 15) de la figura n° 3, pero, el espacio longitudinal que tendría que ocupar el generador tendría que ser mucho mayor, equivalente a la suma de las medidas de los tres ejes perimetrales (4, 13, 15). Por lo tanto, para aprovechar un espacio mucho menor, se sitúan en las esquinas, -formando un cuadrado-, las cuatro ruedas (2, 12, 14, 6) del tren, y, sus respectivos pivotes se unen mediante tres ejes perimetrales (4, 13, 15).The Electric Generator, with perimeter-axis transmission, between pinion and crown, is a system formed by an electric motor (1) that has a pinion (2) with a pivot (3) close to its perimeter. To this pivot (3) a perimeter axis (4) is attached which, at the other end, joins the pivot (5) of a crown (6), whose diameter is at least twice that of the pinion (2 ). With the crown (6) the pinion (7) of the shaft (8) of the electric generator (8-11) is formed, which is formed by the pinion (7), and, a shaft (8) with magnets (9), which face other magnets (10) with coil (11). With this perimeter axis (4), the pinion (2), the crown (6), and, with two other perimeter axes (13, 15) attached to the pivots of two other intermediate wheels (12, 14), of diameters progressively larger between the diameter of the pinion (2) and the diameter of the crown (6), a perimeter-axle transmission train (TTEP) is formed in which a smaller space can be used, to increase the value of the force that it is transmitted from the pinion (2), to the crown (6). It would be the same to put a single perimeter axis (4) between these two wheels (2, 6), which measured the same as the sum of the three perimeter axes (4, 13, 15) of figure 3, but, the Longitudinal space that the generator would have to occupy would have to be much larger, equivalent to the sum of the measures of the three perimeter axes (4, 13, 15). Thus, to take advantage of a much smaller space, they are placed in the corners, - forming a square -, the four wheels (2, 12, 14, 6) of the train, and, their respective pivots are joined by three perimeter axes (4, 13, fifteen).
Descripción de las figurasDescription of the figures
Figura n° 1: Vista frontal de un motor eléctrico (1), cuyo rueda es un piñón (2), que tiene, en un pivote (3) que se halla próximo a su perímetro, un eje perimetral (4) que se une, por el otro extremo, y, a cierta distancia, con el pivote (5), -próximo al perímetro también-, de una corona (6), que se engrana con el piñón (7) del eje (8) del generador eléctrico (8-11).Figure 1: Front view of an electric motor (1), whose wheel is a pinion (2), which has, on a pivot (3) that is close to its perimeter, a perimeter axis (4) that joins , at the other end, and, at a certain distance, with the pivot (5), - close to the perimeter too - of a crown (6), which engages with the pinion (7) of the shaft (8) of the electric generator (8-11).
Figura n° 2: Vista en planta del generador eléctrico, formado por un piñón (7) que tiene un eje (8) con imanes (9), que están enfrentados a otros imanes (10) con bobina (11) arrollada.Figure 2: Plan view of the electric generator, formed by a pinion (7) that has a shaft (8) with magnets (9), which are facing other magnets (10) with coil (11) wound.
Figura n° 3: Vista frontal de un tren de transmisiones de eje-perimetral (TTEP) que comienza en el piñón (2) de un motor eléctrico (1), y, su eje perimetral (4) unido a su pivote (3), que se conecta, por el otro extremo, con el pivote de una rueda intermedia (12) de mayor diámetro que el piñón (2), que tiene, en el mismo pivote, otro eje perimetral (13), que se fija, por el otro extremo, en el pivote de otra rueda (14) de mayor diámetro que la rueda (12). Desde la rueda intermedia (14) parte otro eje perimetral hacia la corona (6), a la que se une en su pivote (5). Esta corona (6) se engrana con el piñón (7) del eje (8) del generador eléctrico (8-11).Figure 3: Front view of an axle-perimeter transmission train (TTEP) that begins at the pinion (2) of an electric motor (1), and, its perimeter axis (4) attached to its pivot (3) , which is connected, at the other end, with the pivot of an intermediate wheel (12) of greater diameter than the pinion (2), which has, on the same pivot, another perimeter axis (13), which is fixed, by the other end, in the pivot of another wheel (14) of greater diameter than the wheel (12). From the intermediate wheel (14) part another perimeter axis towards the crown (6), to which it joins its pivot (5). This crown (6) meshes with the pinion (7) of the shaft (8) of the electric generator (8-11).
Figuras n° 1-3:Figures 1-3:
1) Motor eléctrico1) Electric motor
2) Piñón2) Pinion
3) Pivote próximo al perímetro del piñón3) Pivot near the perimeter of the pinion
4) Eje perimetral4) Perimeter axis
5) Pivote5) Pivot
6) Corona6) Crown
7) Piñón del eje del generador eléctrico7) Electric generator shaft pinion
8) Eje del generador8) Generator shaft
9) Imán del eje9) Shaft magnet
10) Imán con bobina10) Magnet with coil
11) Bobina11) Coil
12) Rueda intermedia12) Intermediate wheel
13) Eje perimetral13) Perimeter axis
14) Rueda intermedia14) Intermediate wheel
15) Eje perimetral 15) Perimeter axis
Descripción de un modo de realización preferidoDescription of a preferred embodiment
El Generador eléctrico, de transmisión con eje-perimetral, entre piñón y corona, está caracterizado por ser un sistema formado por un motor eléctrico (1), que tiene un piñón (2) con un pivote (3) próximo a su perímetro. A este pivote (3) se une el extremo de un eje perimetral (4) que se une, por el otro extremo, al pivote (5) de una corona (6), que se engrana con un piñón (7) del eje (8) del generador eléctrico (8-11) propiamente dicho, que es un eje (8) con imanes (9) enfrentados a otros imanes (10) con bobina (11). Con estos elementos, a los que añadimos otras dos ruedas intermedias (12, 14) de diámetros progresivamente mayores que los diámetros del piñón (2) y la corona (6), y, con otros dos ejes perimetrales (13, 15), de la misma longitud que el eje perimetral (4), se puede formar un tren de transmisión de ejes perimetrales (TTEP) como el que se presenta en la figura n° 3, con el que tratamos de aprovechar un reducido espacio, para poder aumentar tanto la fuerza que se transmite desde el piñón (2) hasta la corona (6), como la cantidad de giro que transmitirá la corona (6), al piñón (7) del eje (8) del generador de imanes (9, 10, 11). A medida que hagamos más largo al eje perimetral (4), la transmisión irá aumentando el valor de su fuerza, lo que coincidirá con que el ángulo alfa que se forma entre el eje perimetral (4) y la línea horizontal, irá reduciendo, en proporción inversa, sus grados. Siendo así, podemos comparar lo que sucede, con la fuerza que una pieza de engranaje transmite desde el piñón a su corona, con la que está bien unida. Cuando la proporción de sus diámetros es de (2:1) la fuerza que se transmite sólo es del 50 %, no pudiendo pasar de este valor. En la presente invención ocurriría exactamente lo mismo entre el piñón (2) y la corona (6), pero, al haberlos alejado el uno de la otra a la mayor distancia posible, la fuerza que se transmitirá será mayor. Con la ecuación que se presenta a continuación, podemos determinar el valor total que tendrá la fuerza de la transmisión del eje perimetral en función del número (n) que es el número mayor de la proporción de los diámetros del piñón (2) y la corona (6); y, también, en función de la fuerza total que debería transmitir la fuerza del motor y su piñón (2). Y, en función, también, del ángulo beta que se define al restar de 90°, el valor del ángulo alfa que he destacado antes: p=90°-a. Ésta diferencia se refiere a la que existe entre los (90% y, los grados que tenga el ángulo alfa, -sea el que se forma entre la línea horizontal, y, el eje perimetral (4). Por último, el cociente de la derecha nos presenta al número (p) que será el porcentaje de fuerza que se puede ganar cuando los grados del ángulo alfa se hayan reducido en su totalidad los 90° que hay para reducir. De ahí que, los conceptos del segundo paréntesis, nos indiquen la cantidad de fuerza que corresponde a cada grado del ángulo beta:The electric generator, with perimeter-axis transmission, between pinion and crown, is characterized by being a system formed by an electric motor (1), which has a pinion (2) with a pivot (3) close to its perimeter. To this pivot (3) is attached the end of a perimeter axis (4) that joins, at the other end, the pivot (5) of a crown (6), which engages with a pinion (7) of the shaft ( 8) of the electric generator (8-11) proper, which is an axis (8) with magnets (9) facing other magnets (10) with coil (11). With these elements, to which we add two other intermediate wheels (12, 14) of diameters progressively larger than the diameters of the pinion (2) and the crown (6), and, with two other perimeter axes (13, 15), of the same length as the perimeter axis (4), a perimeter axes transmission train (TTEP) can be formed like the one presented in figure 3, with which we try to take advantage of a small space, so that we can increase both the force transmitted from the pinion (2) to the crown (6), such as the amount of rotation that the crown (6) will transmit, to the pinion (7) of the shaft (8) of the magnet generator (9, 10, eleven). As we get longer to the perimeter axis (4), the transmission will increase the value of its force, which will coincide with the fact that the alpha angle that is formed between the perimeter axis (4) and the horizontal line will reduce, in inverse proportion, its degrees. Thus, we can compare what happens, with the force that a piece of gear transmits from the pinion to its crown, with which it is well connected. When the proportion of its diameters is (2: 1), the force transmitted is only 50%, and this value cannot be exceeded. In the present invention exactly the same would occur between the pinion (2) and the crown (6), but, having moved them away from each other as far as possible, the force to be transmitted will be greater. With the equation presented below, we can determine the total value that the force of the transmission of the perimeter axis will have as a function of the number (n) which is the greater number of the proportion of the diameters of the pinion (2) and the crown (6); and, also, depending on the total force that should be transmitted by the motor force and its pinion (2). And, in function, also, of the beta angle that is defined by subtracting from 90 °, the value of the alpha angle that I have highlighted before: p = 90 ° -a. This difference refers to the one that exists between (90% and, the degrees of the alpha angle, - be that formed between the horizontal line, and, the perimeter axis (4). Finally, the quotient of the right shows us the number (p) that will be the percentage of force that can be gained when the degrees of the alpha angle have been reduced in its entirety by 90 ° to reduce. Hence, the concepts of the second parenthesis indicate The amount of force that corresponds to each degree of the beta angle:
En el primer paréntesis se presenta la cantidad de fuerza real que se transmitiría entre el piñón (2) y la corona (6), en el caso de estuviesen juntos, como si formasen una pieza de engranaje. En un ejemplo, suponemos que tenemos una transmisión de eje-perimetral (TEP) en la que la fuerza total que quiere transmitir el piñón (2), hacia su corona (6), -que tiene el doble de su diámetro, en una proporción de (2:1)-, es de (100) newtons. En principio, -al igual que en una pieza de engranaje-, la fuerza real que transmitiría el piñón a la corona cuando el ángulo alfa fuese de (90°), sería, tan sólo, de (50) newtons:In the first parenthesis the amount of real force that would be transmitted between the pinion (2) and the crown (6) is presented, if they were together, as if they formed a piece of gear. In one example, we assume that we have a shaft-perimeter transmission (PET) in which the total force that the pinion (2) wants to transmit, towards its crown (6), -which has twice its diameter, in a proportion of (2: 1) -, is (100) newtons. In principle, - as in a piece of gear -, the real force that the pinion would transmit to the crown when the alpha angle was (90 °), would be, only, (50) Newtons:
Suponemos que, en el ejemplo, el ángulo alfa tiene (52°): a = 52°, de manera que la fuerza que transmitirá, entonces, el eje-perímetro (TEP), -con este ángulo alfa-, será de (71’09) newtons, lo que se comprueba otorgando valores a la ecuación: We assume that, in the example, the alpha angle has (52 °): a = 52 °, so that the force that will transmit, then, the axis-perimeter (TEP), -with this alpha angle-, will be (71 '09) newtons, which is checked by giving values to the equation:
= (50N) (38° • 0’5) = 50 21'09 = 71'09 N= (50N) (38 ° • 0’5) = 50 21'09 = 71'09 N
en donde se cumple que: p = 90°-a =90°-52°=38° , y, también, que la fuerza que se puede ganar en ésta transmisión de eje-perimetral, es del 50 %, -cuando el ángulo alfa se reduzca hasta los 0°-, que sería la misma fuerza que se pierde en una pieza de engranaje en la que piñón y corona están juntos, y, en donde el ángulo alfa que formaría la fuerza al circular desde el eje del piñón, hasta el perímetro de la corona, sería de 90°. where it is fulfilled that: p = 90 ° -a = 90 ° -52 ° = 38 °, and, also, that the force that can be gained in this perimeter-axis transmission, is 50%, -when the angle alpha is reduced to 0 ° -, which would be the same force that is lost in a piece of gear in which pinion and crown are together, and, where the alpha angle that would form the force to circulate from the pinion axis, up to the perimeter of the crown, it would be 90 °.
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